畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-松花江微型汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)【全套圖紙】.doc

摘 要本次設(shè)計(jì)的題目是松花江微型汽車驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、半軸及橋殼四部分組成，驅(qū)動(dòng)橋的基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；此外，還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。本設(shè)計(jì)首先論述了驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)，在分析驅(qū)動(dòng)橋各部分結(jié)構(gòu)型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計(jì)方案：采用整體式驅(qū)動(dòng)橋，主減速器的減速型式采用單級(jí)減速器，主減速器齒輪采用螺旋錐齒輪，差速器采用普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，半軸采用半浮式型式，橋殼采用鋼板沖壓焊接式整體式橋殼。在本次設(shè)計(jì)中，主要完成了單級(jí)減速器、圓錐行星齒輪差速器、半浮式半軸的設(shè)計(jì)和橋殼的校核及CAD繪圖等工作。關(guān)鍵詞： 驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；設(shè)計(jì)；差速器全套圖紙，加153893706AbstractThe object of the design is the design for driving axle of mini-car of SongHuajiang driving axle is consisted of final drive, differential mechanism, half shaft and axle housing. The basic function of driving axle is to increase the torque transmitted by drive shaft or directly transmitted by gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in automobile driving kinematics; besides, the driving axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the transverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.The configuration of the driving axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure , the developing process and advantages and disadvantages of the former type of driving axle, single reduction gear for main decelerators deceleration form, spiral bevel gear for main decelerators gear, half floating for axle and stamp-welded steel sheet of integral axle housing for axle housing. In the design, we accomplished the design for single reduction gear, tapered planetary gear differential mechanism, half floating axle, the checking of axle housing and CAD drawing and so on.Key words: Driving Axle; Final Drive; Design; Differential目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)和種類11.1.1 汽車車橋的種類11.1.2 驅(qū)動(dòng)橋的種類11.1.3 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成21.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容8第2章 設(shè)計(jì)方案的確定92.1 設(shè)計(jì)主要參數(shù)92.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定92.2.1 主減速器齒輪的類型的選擇92.2.2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇92.2.3 從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇102.2.4 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整102.2.5 主減速器的減速形式102.3 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定112.4 半軸型式的確定112.5 橋殼型式的確定112.6 本章小結(jié)12第3章 主減速器設(shè)計(jì)133.1 主減速比的確定133.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定133.3 主減速器齒輪參數(shù)的選擇143.3.1 齒數(shù)的選擇143.3.2 節(jié)圓直徑地選擇153.3.3 齒輪端面模數(shù)的選擇153.3.4 齒面寬的選擇153.3.5 螺旋錐齒輪螺旋方向163.3.6 螺旋角刀的選擇163.3.7 法相壓力角的選擇163.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算163.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算163.4.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算183.5 主減速器齒輪的材料及熱處理223.6 主減速器軸承的計(jì)算233.6.1 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力233.6.2 主減速器軸承載荷的計(jì)算243.7 主減速器的潤滑273.8 本章小結(jié)27第4章 差速器設(shè)計(jì)284.1 概述284.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器284.2.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇294.2.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算314.3 本章小結(jié)35第5章 半軸設(shè)計(jì)365.1 概述365.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算365.2.1 半浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算365.2.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)405.3 本章小結(jié)40第6章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的校核416.1 概述416.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算416.2.1 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算416.2.2 汽車側(cè)向力最大時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算426.2.3 汽車在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度計(jì)算426.3 本章小結(jié)43結(jié) 論44致 謝45參考文獻(xiàn)46CONTENTSAbstractI Chapter 1 Introduction11.1 The structure and type of drive axle11.1.1 The type of car axle11.1.2 The type of drive axle11.1.3 The structure of drive bridge21.2 The content of the design8Chapter 2 Design Scheme92.1 The parameters of Design92.2 The determine of main gear box structure92.2.1 The selection of the type of Main Gear92.2.2 The main gear box active bevel gear bearing in the form and installation choose92.2.3 Follower bevel gear bearing and the choice of installation10 2.2.4 The main gear bearing preload and gear mesh adjustment102.2.5 The form of Main Reducer deceleration102.3 Differential structure of the program112.4 The types of semi-axle112.5 The determine of axle housing types112.6 Chapter summary12Chapter 3 The design of main gear box133.1 The determine of main gear ratio133.2 The determine of main Gear computing load133.3 The select of Main Gear parameters143.3.1 The number of teeth to select143.3.2 The section of circle diameter153.3.3 The choice of the gear face modulus153.3.4 The choice of tooth wide153.3.5 The spiral direction of spiral bevel gear163.3.6 The select of helix angle knifet163.3.7 The select of the wears pressure angle163.4 The calculation of main gear box of spiral bevel gear geometry calculation and strength163.4.1 The calculation main gear box of spiral bevel gear geometry163.4.2 The calculation of main gear box of spiral bevel gear strength183.5 Main Gear Materials and Heat Treatment223.6 The calculation of main gear box bearing233.6.1 The force on main gear box bearing233.6.2 The calculation of main gear box bearing load243.7 The lubrication of main gear box273.8 Chapter Summary27Chapter 4 The design of differential284.1 Overview284.2 Symmetric cone planetary gear differential284.2.1 The selection of basic parameters of the differential gear294.2.2 The calculation of geometry of the differential gear and strength314.3 Chapter Summary35Chapter 5 The design of axle365.1 Overview365.2 The design and calculation of semi-axle365.2.1 The calculation and design of semi-floating axle36 5.2.2 The design of Axle structure405.3 Chapter summary40Chapter 6 The check d of rive axle housing416.1 Overview416.2 Axle stress analysis and strength calculations416.2.1 The calculation of driving axle housing strength when car with maximum traction416.2.2 The calculation of the axle housing strength when utomotive lateral force426.2.3 The calculation of the axle housing strength when it under impact loading of the uneven road426.3 Chapter Summary43Conclusions44Acknowledgements45References4621第1章 緒論1.1 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)和種類1.1.1 汽車車橋的種類根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為整體式和斷開式兩種。當(dāng)采用非獨(dú)立懸架時(shí)，車橋中部是剛性的實(shí)心或空心梁，這種車橋即為整體式車橋；斷開式車橋?yàn)榛顒?dòng)關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，與獨(dú)立懸架配用。根據(jù)車橋上車輪的作用，車橋又可分為轉(zhuǎn)向橋、驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和支持橋四種類型。其中，轉(zhuǎn)向橋和支持橋都屬于從動(dòng)橋，一般貨車多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向橋，而后橋或中后兩橋?yàn)轵?qū)動(dòng)橋。1.1.2 驅(qū)動(dòng)橋的種類驅(qū)動(dòng)橋作為汽車的重要的組成部分，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、石驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。在一般的汽車結(jié)構(gòu)中、驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件如圖1-1所示。 1 2 34 5 6 7 8 9 10圖1-1 驅(qū)動(dòng)橋1半軸；2圓錐滾子軸承；3支承螺栓；4主減速器從動(dòng)錐齒輪；5油封；6主減速器主動(dòng)錐齒輪；7彈簧座；8墊圈；9輪轂；10調(diào)整螺母對(duì)于各種不同類型和用途的汽車，正確地確定上述機(jī)件的結(jié)構(gòu)型式并成功地將它們組合成一個(gè)整體驅(qū)動(dòng)橋，乃是設(shè)計(jì)者必須先解決的問題。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸掛時(shí)，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸掛時(shí)，則配以斷開式驅(qū)動(dòng)橋。非獨(dú)立懸架，整體式驅(qū)動(dòng)橋。這種類型的車一般的設(shè)計(jì)多采用單級(jí)減速器，它可以保證足夠大的離地間隙同時(shí)也可以增大主傳動(dòng)比。1.1.3 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成1. 主減速器 主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安裝(1) 主減速器齒輪的類型在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。螺旋錐齒輪如圖1-2(a)所示主、從動(dòng)齒輪軸線交于一點(diǎn)，交角都采用90度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點(diǎn)到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。雙曲面齒輪如圖1-2(b)所示主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn)有：1) 尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。2) 傳動(dòng)比一定時(shí)，如果主動(dòng)齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。圖1-2 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪3) 當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。4) 工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，又有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。雙曲面齒輪傳動(dòng)有如下缺點(diǎn)：1) 長方向的縱向滑動(dòng)使摩擦損失增加，降低了傳動(dòng)效率。2) 齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。3) 雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。4) 雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤滑油1。(2) 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇：1)懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸徑，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度a和增加兩端的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子向外。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)鉅較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。圖1-3 錐齒輪懸臂式支承2)騎馬式 騎馬式支承結(jié)構(gòu)如圖1-4所示，其特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用騎馬式支承。圖1-4 主動(dòng)錐齒輪騎馬式支承(3) 從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇。從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端朝內(nèi)，而小端朝外。為了防止從動(dòng)錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上2。(4) 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整，支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的1/2。預(yù)緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當(dāng)預(yù)緊力超過某一理想值時(shí)，軸承壽命會(huì)急劇下降。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的30。主動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用套筒與墊片，從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。(5) 主減速器的減速形式的選擇。主減速器的減速形式分為單級(jí)減速（如圖1-5）、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。按主減速比的變化可分為單速主減速器和雙速主減速器兩種3。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比的各種中小型汽車上。2. 差速器 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的4。例如，拐彎時(shí)外側(cè)車輪行駛總要比內(nèi)側(cè)長。即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪 (a) 單級(jí)主減速器 (b) 雙級(jí)主減速器圖1-5 主減速器行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會(huì)是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。3. 半軸驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置置位于汽車傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車輪。在斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬向接傳動(dòng)裝置且多采用等速萬向節(jié)。在一般非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪與輪轂連接起來。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動(dòng)齒輪連接起來。半浮式半軸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。主要用于質(zhì)量較小，使用條件好，承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。3/4浮式半軸，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于各類重型汽車上。4. 橋殼驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。作用在驅(qū)動(dòng)車輪上的牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋完既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置（如半軸）的外殼。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。結(jié)構(gòu)形式分類：可分式、整體式、組合式。按制造工藝不同分類：鑄造式強(qiáng)度、剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復(fù)雜，用于中重型貨車。鋼板焊接沖壓式質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 完成驅(qū)動(dòng)橋的主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇；2. 完成主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算；3. 完成差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算；4. 完成半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算；5. 完成驅(qū)動(dòng)橋橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算；6. 繪制裝配圖及零件圖。第2章 設(shè)計(jì)方案的確定2.1 設(shè)計(jì)主要參數(shù)松花江微型車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)主要參數(shù)，如表2-1所示：表2-1 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)主要參數(shù)表發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率35.5kW最大車速120km/h發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩74Nm最小離地間隙180mm整車整備質(zhì)量870kg車輪滾動(dòng)半徑0.263m汽車總質(zhì)量1460kg最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速5000r/min2.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 2.2.1 主減速器齒輪的類型的選擇本次設(shè)計(jì)選用：螺旋錐齒輪因?yàn)樗艹惺艽蟮妮d荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)其噪聲和振動(dòng)也是很小的。所以采用螺旋錐齒輪。2.2.2 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇本次設(shè)計(jì)選用：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承），由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單拆裝、維修方便一般用于主傳動(dòng)比較小的主減速器上，為了減小懸臂長度和增加兩支撐之間的距離以便為了改善支撐剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。2.2.3 從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇本次設(shè)計(jì)選用：從動(dòng)錐齒輪：跨置式支撐（圓錐滾子軸承），從動(dòng)錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使它們的圓錐滾子大端朝內(nèi)，而小端朝外。為了防止從動(dòng)錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上5。2.2.4 主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時(shí)，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的1/2。預(yù)緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當(dāng)預(yù)緊力超過某一理想值時(shí)，軸承壽命會(huì)急劇下降。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)換算所得軸向力的30。主動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母（利用軸承座實(shí)現(xiàn)），從動(dòng)錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。2.2.5 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置形式等。本次設(shè)計(jì)采用單級(jí)減速，主要從主傳動(dòng)比i07總質(zhì)量較小的汽車都采用單級(jí)主減速器。2.3 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對(duì)于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。但對(duì)于本設(shè)計(jì)的車型來說只選用普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器即可。本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)橋。2.4 半軸型式的確定半軸根據(jù)其車輪端的支方承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。由于半浮式半軸具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，故被質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和微型客、貨車所采用6，所以本次設(shè)計(jì)選擇半浮式半軸。2.5 橋殼型式的確定整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一個(gè)整體的空心梁，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便等優(yōu)點(diǎn)。按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成型三種。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成型式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適用大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車。本次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼就選用鋼板沖壓焊接式整體式橋殼。2.6 本章小結(jié)本章首先給出主要的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定主減速器的類型，主要從主減速器齒輪的類型、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動(dòng)錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇、主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整及主減速器的減速形式上得以確定，從而逐步確定驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動(dòng)橋各總成結(jié)構(gòu)組成及其作用。第3章 主減速器設(shè)計(jì)3.1 主減速比的確定主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)型都有直接影響。為了得到足夠的功率而使最高檔速有所下降，一般選得比最小值大10%25%，即按下式選擇。 (3-1)式中 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速5000r/n； 汽車的最高行駛速度 120km/h； 車輪的滾動(dòng)半徑 0.263m； 變速器的最高檔傳動(dòng)比 0.806。3.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系統(tǒng)最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩(，)的較小者，作為載貨車計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。即 (3-2) (3-3)式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩74； 由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的為加速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比； 根據(jù)同類型車型的變速器傳動(dòng)比選取，3 ；上述傳動(dòng)部分的效率，取；超載系數(shù)，??；驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，?。黄嚌M載時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，但對(duì)后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)負(fù)荷增大量，可初取：N；輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ； ，分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和減速比，分別取0.9和1。由式(3-2)，式(3-3)求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。對(duì)于公路車輛來說，使用條件較非公路用車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來確定的，即主加速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 (3-4)式中 汽車滿載總重； 所牽引的掛車滿載總重，N，僅用于牽引車??； 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，貨車通常取0.0150.020，可初??； 汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。貨車通常取0.050.09， 可初?。?汽車性能系數(shù) (3-5)當(dāng)時(shí)，取。3.3 主減速器齒輪參數(shù)的選擇3.3.1 齒數(shù)的選擇對(duì)于普通單級(jí)主減速器，首先應(yīng)該根據(jù)的大小選擇主減速器主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。為了使磨合均勻，之間應(yīng)該避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪和不應(yīng)小于。為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小及提高疲勞強(qiáng)度，對(duì)于乘用車，一般不少于9；對(duì)于商用車，一般不少于6。主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量取得少些，以便得到滿意的離地間隙。對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)具有適宜的搭配。主減速器的傳動(dòng)比為5.125，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù)，從動(dòng)齒輪齒數(shù)3.3.2 節(jié)圓直徑地選擇根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見式3.2，式3.3并取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： mm (3-6)式中 直徑系數(shù)，取； 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取，較小的。計(jì)算得，mm，初取 。3.3.3 齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后，可按式算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)，并用下式校核3.3.4 齒面寬的選擇通常推薦圓錐齒輪從動(dòng)齒輪的齒寬為其節(jié)錐距的0.3倍。對(duì)于汽車工業(yè)主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用: mm，可初取mm。一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大10%較為合適，此取mm 。3.3.5 螺旋錐齒輪螺旋方向主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。3.3.6 螺旋角刀的選擇螺旋角刀是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的，齒面寬中點(diǎn)處為該齒輪的名義螺旋角。螺旋角應(yīng)足夠大以使。因越大傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲就越低。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用35。3.3.7 法相壓力角的選擇壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降一般對(duì)于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來說，微型汽車可選用壓力角。3.4 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算3.4.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表3-1 主減速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序 號(hào)項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)82從動(dòng)齒輪齒數(shù)413模數(shù)3.54齒面寬=24.2mm=22mm5工作齒高5.64mm6全齒高=6.3mm7法向壓力角=228軸交角。可鍛造橋殼取較小值，鋼板沖壓焊接橋殼取最大值。 圖6-1橋殼靜彎曲應(yīng)力的計(jì)算簡(jiǎn)圖6.3 本章小結(jié)本章進(jìn)行了橋殼的受力分析和強(qiáng)度計(jì)算。對(duì)靜彎曲應(yīng)力下，不同路面沖擊載荷作用下和汽車以最大牽引力行駛時(shí)及汽車最大側(cè)向力時(shí)的三種情況下橋殼受力和強(qiáng)度做了計(jì)算。結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是根據(jù)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程，并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，確定了驅(qū)動(dòng)橋的總體設(shè)計(jì)方案，先后進(jìn)行主減速器，差速器，半軸以及驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核，并運(yùn)用Auto CAD軟件繪制出主要零部件的零件圖和裝配圖。設(shè)計(jì)出了松花江微型汽車的驅(qū)動(dòng)橋。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題設(shè)計(jì)的松花江微型汽車驅(qū)動(dòng)橋，采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，白于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，可以被廣泛用在各種輕型載貨汽車。采用的單極主減速器可以更好的增大離地間隙，普通錐齒輪式差速器和半浮式半軸，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，且被大多汽車廠所生產(chǎn)，減少了成本。因