畢業(yè)設(shè)計(jì)論文驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)說明書

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)說明書摘 要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部件,其位于傳動(dòng)系的末端，其功用是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將其傳給驅(qū)動(dòng)輪并使其具有差速功能. 所以中型專用汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)有著實(shí)際的意義。在本次設(shè)計(jì)中，根據(jù)當(dāng)今驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展情況確定了驅(qū)動(dòng)橋各部件的設(shè)計(jì)方案。其中根據(jù)本次設(shè)計(jì)的車型為中型汽車，所以主減速器的形式采用雙級(jí)主減速器；而差速器則采用目前被廣泛應(yīng)用的對稱式錐齒輪差速器；其半軸為全浮式支撐。在本次設(shè)計(jì)中完成了對主減速器、差速器、半軸、橋殼及軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核。并通過以上計(jì)算滿足了驅(qū)動(dòng)橋的各項(xiàng)功能。此外本設(shè)計(jì)還應(yīng)用了較為

2、先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段，如用matlab進(jìn)行計(jì)算編程和用caxa軟件繪圖。本設(shè)計(jì)保持了驅(qū)動(dòng)橋有足夠的強(qiáng)度、剛度和足夠的使用壽命，以及足夠的其他性能。并且在本次設(shè)計(jì)中力求做到零件通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋、主減速器、差速器、半軸、橋殼abstractthe graduation project is the subject of a medium goods vehicle driver in the design of the bridge. bridge drive vehicle drive system is an important component parts, its functio

3、n is increasing drive shaft or transmission came from the torque, and its transmission to a driving wheel differential function. so medium-sized private car driver has a practical bridge design significance. in the design of the bridge under the current drive the development of the driver identified

4、 the components of the bridge design. according to the design of this model for the medium-sized cars, so the main reducer in the form of a two-stage main reducer, and the current differential is being widely used symmetric bevel gear differential; its axle for the whole floating - support. in the c

5、ompletion of the design of the main reducer, differential and axle, bearings and the bridge shell calculation and design verification. through the above calculation and the drive to meet the various functions of the bridge. in addition the design of a more advanced design tools, such as matlab calcu

6、lated using caxa software programming and graphics.this design has maintained a drive axle have sufficient strength, stiffness and sufficient life, and enough other properties. and in this design-to-common and standardized components.key words：drive bridge, the main reducer, differential and axle, s

7、hell bridge目 錄第1章 緒 論11.1 驅(qū)動(dòng)橋簡介11.2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求1第2章 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)32.1 主減速器簡介32.2 主減速器形式的選擇32.3主減速器錐齒輪的選擇42.3 主減速器齒輪的支承52.4 主減速器軸承的預(yù)緊62.5 錐齒輪嚙合的調(diào)整72.7 潤 滑72.8 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì)82.8.1主減速比的確定82.8.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定82.8.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇92.8.4有關(guān)雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算方法及公式122.8.5主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算202.9主減速齒輪的材料及熱處理22第3章 差速器的設(shè)計(jì)233.1 差速器的功用23

8、3.2 差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇233.3 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇253.4 差速器強(qiáng)度計(jì)算263.5 差速器直齒圓錐齒輪參數(shù)27第4章 車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)294.1 車輪傳動(dòng)裝置的功用294.2 半軸支承型式294.3 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定294.4 半軸的強(qiáng)度計(jì)算294.5 全浮式半軸桿部直徑的初選304.6 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理31第5章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)325.1 驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求325.2 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析325.3 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算33第6章軸承的壽命計(jì)算356.1主減速器軸承的計(jì)算356.2軸承載荷的計(jì)算376.3主動(dòng)齒輪軸承壽命計(jì)算37結(jié)論

9、39參考文獻(xiàn)40致謝41附 錄142附錄247第1章 緒 論1.1 驅(qū)動(dòng)橋簡介驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分，它位于傳動(dòng)系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成。其功用是：將萬向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車輪差速的作用，保證內(nèi)、外車輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向；承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。驅(qū)動(dòng)橋分?jǐn)嚅_式和非斷開式兩類。斷開式驅(qū)動(dòng)橋-為了提高汽車行駛平順性和通過性，有些轎車和越野車全部或部分驅(qū)動(dòng)輪采用獨(dú)立懸架

10、，即將兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分別用彈性懸架與車架相聯(lián)系，兩輪可彼此獨(dú)立地相對于車架上下跳動(dòng)，于此相應(yīng)，主減速殼固定在車架上。驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接，這種驅(qū)動(dòng)橋稱為斷開式驅(qū)動(dòng)橋。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋-整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋通過彈性懸架與車架連接，由于半軸套管與主減速器殼是剛性連成一體的，因而兩側(cè)的半軸和驅(qū)動(dòng)輪不可能在橫向平面內(nèi)做相對運(yùn)動(dòng)。故稱這種驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋，亦稱為整體式驅(qū)動(dòng)橋。本次設(shè)計(jì)為中型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)。由于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋與斷開式驅(qū)動(dòng)橋相比，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠，維修和調(diào)整方面也很簡單，驅(qū)動(dòng)車輪又采用非獨(dú)立式懸架，所以本次設(shè)計(jì)采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。1.2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的是否合

11、理直接關(guān)系到汽車使用性能的好壞。因此，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：1） 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性要求。3） 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下，具有較高的傳動(dòng)效率。5） 保證足夠的強(qiáng)度和剛度條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。6） 結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，維護(hù)方便機(jī)件工藝性好制造容易。 第2章 驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)2.1 主減速器簡介主減速器的功用是將傳動(dòng)軸輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的

12、作用。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的裝置方法以及減速型式的不同而互異。2.2 主減速器形式的選擇為了滿足不同的使用要求，主減速器的形式也不同。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目可分為單級(jí)主減速器和雙級(jí)主減速器。單級(jí)主減速器多采用一對弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)，廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比7的汽車上。乘用車、質(zhì)量較小的商用車都采用單級(jí)主減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)；雙級(jí)主減速器是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器，第一級(jí)是錐齒輪、第二級(jí)是圓柱齒輪傳動(dòng)，與單級(jí)主減速器相比，保證有足夠的離地間隙同時(shí)可得較

13、大的傳動(dòng)比，一般為712。 雙級(jí)主減速器的布置方案：雙級(jí)主減速器有多種結(jié)構(gòu)方案：第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為圓柱齒輪（a）；第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪(b)；第一級(jí)為行星齒輪，第二級(jí)為錐齒輪；第一級(jí)為圓柱齒輪，第二級(jí)為錐齒輪(c)。圖2.1 主減速器齒輪的支撐形式2.3主減速器錐齒輪的選擇如圖2-1所示，為雙曲面齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直但不相交。主動(dòng)齒輪軸線相對從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一定距離，這個(gè)距離稱為偏移距。由于的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比/=/式中的、分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；、分別為主、從動(dòng)齒輪的螺旋

14、角。（螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意一點(diǎn)的切線與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角）。 圖2.2 主減速器齒輪傳動(dòng)形式雙曲面齒輪的傳動(dòng)比為=/=/（為雙曲面齒輪傳動(dòng)比；、分別為主、從動(dòng)輪平均分度圓半徑；、為主從動(dòng)齒輪圓周力）。螺旋齒輪的傳動(dòng)比= / ，令=/,則=。由于大于，所以系數(shù)大于1，一般為1.251.50。這說明：1）當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比。2）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的齒輪強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 3）當(dāng)傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)

15、的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙4）在工作工程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)?？v向滑動(dòng)可以改變論齒的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。5）由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角，這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30%。6）雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑和螺旋角都很大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。7）雙曲面齒輪主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，所以選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。8）雙曲面齒輪的主動(dòng)

16、齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤刀頂距較大。因而切削刃壽命較長。9）雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪的中心上方，便于多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。但是，雙曲面齒輪也存在以下的缺點(diǎn)；1）沿齒長方向縱向滑動(dòng)也會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96%，螺旋錐齒輪的傳動(dòng)效率約為99%。2）齒面間的壓力和摩擦功可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力降低。3）雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承的負(fù)荷較大。4）雙曲面齒輪傳動(dòng)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，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤滑油即可。雙曲面齒輪有一系列的優(yōu)點(diǎn)，所以本次設(shè)計(jì)采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。2.3 主減

17、速器齒輪的支承現(xiàn)代汽車中主減速器主動(dòng)錐齒輪支承有兩種形式：懸臂式和跨置式支承。如圖2-2所示?？缰檬街蔚慕Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪兩端的軸上均有軸承，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。因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可以減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜?？缰檬街尾鹧b困難，導(dǎo)向軸承是個(gè)易損壞的一個(gè)軸承。懸臂式支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)有較長的軸，并在其上安裝一對圓錐滾

18、子軸承。兩軸承的圓錐滾子的大端應(yīng)朝外，這樣可以減小懸臂長度和增加兩支承間的距離，以改善支撐剛度。為了盡可能的地增加支承剛度，支承距離應(yīng)大于2.5倍的懸臂長度。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度差，用于傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小的減速器上。本次設(shè)計(jì)采用的是懸臂式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 從動(dòng)錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪多采用圓錐滾子軸承，為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子軸承大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸+；且距離+應(yīng)不小于從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑

19、的65%。為了使載荷均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸。本次設(shè)計(jì)采用的是懸臂式，因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡單，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 （1） （2）圖2.3 主減速器錐齒輪的支承形式 （1）懸臂式 （2）跨置式2.4 主減速器軸承的預(yù)緊為了減小在錐齒輪傳動(dòng)過程中產(chǎn)生的軸向力所引的齒輪軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪的正常嚙合，裝配主減速器時(shí)，圓錐滾子軸承應(yīng)有一定的裝配預(yù)緊度。但是過緊，則傳動(dòng)效率低，且加速磨損。工程上用預(yù)緊力矩表示預(yù)緊度的大小。預(yù)緊力矩的合理值應(yīng)該依據(jù)試驗(yàn)確定。對于主動(dòng)錐齒輪軸承的預(yù)緊力矩一般為13nm。主動(dòng)錐齒輪圓錐滾子軸承的預(yù)緊度的

20、調(diào)整，可利用調(diào)整墊片厚度的方法，調(diào)整時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)叉形凸緣，如發(fā)現(xiàn)預(yù)緊度過緊則增加墊片的總厚度；反之減小墊片的總厚度。支承差速器殼的圓錐滾子軸承的預(yù)緊度的調(diào)整，可利用軸承外側(cè)的調(diào)整螺母或主減速器殼與軸承蓋之間的調(diào)整墊片來調(diào)整。2.5 錐齒輪嚙合的調(diào)整錐齒輪嚙合的調(diào)整是在圓錐滾子軸承預(yù)緊度調(diào)整之后進(jìn)行的。它包括齒面嚙合印跡和齒側(cè)間隙的調(diào)整。（1）齒面嚙合印跡的調(diào)整，首先在主動(dòng)錐齒輪輪齒上涂以紅色顏料，然后用手使主動(dòng)齒輪往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，于是從動(dòng)錐齒輪輪齒的兩工作面上便出現(xiàn)紅色印跡。若從動(dòng)錐齒輪輪齒正轉(zhuǎn)和逆轉(zhuǎn)工作面上的印跡位于齒高的中間偏于小端，并占齒面寬度并占齒面寬度的60%以上，則為正確嚙合。正確嚙合的印跡位

21、置可通過主減速殼與主動(dòng)錐齒輪軸承座之間的調(diào)整墊片的總厚度而獲得。（2）嚙合間隙的調(diào)整方法是擰動(dòng)支承差速器殼的圓錐滾子軸承外側(cè)的調(diào)整螺母，以改變從動(dòng)錐齒輪的位置。輪齒嚙合間隙應(yīng)在0.150.40mm范圍內(nèi)。為保持已調(diào)好的差速器圓錐滾子軸承預(yù)緊度不變，一端調(diào)整螺母擰入的圈數(shù)應(yīng)等于另一端調(diào)整螺母擰出的圈數(shù)。若間隙大于規(guī)定值，應(yīng)使從動(dòng)錐齒輪靠近主動(dòng)錐齒輪，反之離開。2.7 潤 滑雙曲面齒輪工作時(shí)，齒面間有較大的相對滑動(dòng)；且齒面間壓力很大，齒面油膜易被破壞，為減少摩擦，提高效率，必須使用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油。主減速器殼中所儲(chǔ)齒輪油，靠從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)甩濺到各齒輪、軸和軸承上進(jìn)行潤滑。為保證主動(dòng)齒

22、輪軸前端的兩個(gè)圓準(zhǔn)滾子軸承得到可靠潤滑，需在主減速器殼體中鑄出進(jìn)油道和回油道。當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，飛濺起的潤滑油從進(jìn)油道通過軸承座的孔進(jìn)入兩圓錐滾子軸承大端的潤滑油經(jīng)回油道流回主減速器內(nèi)。加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便之處，放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處。 差速器殼應(yīng)開孔使?jié)櫥瓦M(jìn)入，保證差速器齒輪和滑動(dòng)表面的潤滑。在主減速殼體上必須裝有通氣塞，以防止殼體內(nèi)溫度過高使氣壓過大導(dǎo)致潤滑油滲漏。2.8 雙曲面錐齒輪的設(shè)計(jì) 2.8.1主減速比的確定 =0.377=0.377=6.5（2-1）式中：車輪滾動(dòng)半徑，=0.54m；發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速，=3200r；最高車速=100km/h；最高檔傳動(dòng)比=1。2.8.2主減速器齒輪計(jì)算

23、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)系最低擋傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（、）的較小者，作為汽車在強(qiáng)度計(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)算機(jī)載荷，即 =/ （22） =/ （23）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，nm，t=390nm；由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比，=6.56.5=42.25；傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，取=0.92；由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對于性能系數(shù)=0的汽車=1； 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋目數(shù)，=1；汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，=92009.8=90160n；輪

24、胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取=0.85； 車輪的滾動(dòng)半徑,=0.49m； 分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比（例如輪邊減速等），=0.96，=1。t=39042.2510.92/1=15159nt=53000.850.49/0.96=22534n即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 =（+）（+）/ nm （2-4）式中：汽車滿載總重，=92009.8=90160n；所牽引的掛車的滿載總重量，但僅用于牽引車的計(jì)算=0；車輪滾動(dòng)半徑，=0.49m；道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對于貨車可取0.0050.015，=0.012；汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)

25、，貨車取0.060.10，=0.08；汽車的性能系數(shù)：=16-0.195(+)/t/100當(dāng)0.195(+)/t16時(shí)取=0。0.195(+)/t=0.195(90160+0)/390=45.0816，所以取=0。、t、 等見式（22）、式（23）下的說明。t=（90160+0）0.49/0.961=20040n2.8.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇1. 選擇主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮以下因素：（1） 首先應(yīng)根據(jù)的大小選擇主減速器主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)、；（2）為了使磨合均勻，和之間應(yīng)避免有公約數(shù)；（3）為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)之和對于貨車應(yīng)不少于40；（4）當(dāng)較大時(shí)，則盡量使取得

26、小，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙；（5）對于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適當(dāng)?shù)拇钆洹？紤]以上因素后，選擇主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)為：=13，=28。2.從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇主減速器雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，可根據(jù)該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見式（2-2）、式（2-3），并取兩式計(jì)算結(jié)果中的較小者作為計(jì)算依據(jù)），按經(jīng)驗(yàn)公式選出：=（）式中：從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm； 直徑系數(shù)，=1316； 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，nm；按式（2-2）、式（2-3）求得，并取其中的較小值，=15159nm。=(1316)15159=(311.7383.6)mm,取=320mm從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑選定后，可按m=/計(jì)算錐齒輪的大端端面模

27、數(shù)m，單位為mm。m =/=32028=11mm 算出端面模數(shù)后可用下式校核：m=（）式中：m齒輪大端端面模數(shù),mm；模數(shù)系數(shù)，取=0.30.4,=0.4；從動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，nm，按式（2-1）、式（2-2）求得，并取其中較小值,=15159nm。m=0.415159=10mm, 符合要求3. 雙曲面齒輪齒寬的選擇 通常推薦圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒寬為其節(jié)錐距的0.30倍，即=0.30,且10。對于汽車工業(yè)，主減速器圓弧齒錐齒輪推薦采用:=0.155式中：從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，=320mm。=0.155320=50mm齒面寬過大和過小，都會(huì)降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。齒面寬大于上述規(guī)定，不但

28、不能提高齒輪的強(qiáng)度和耐久性，還會(huì)給制造帶來困難。因?yàn)辇X面寬的加大只能從延長小端著手，輪齒延長的結(jié)果使小端齒溝變窄，結(jié)果使切削刀頭的頂面寬或刀盤刀頂距過窄及刀尖的圓角過小，這樣不但減小了齒根圓角半徑從而加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。如果在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)負(fù)荷集中于輪齒小端，則易引起小端的過早損壞和疲勞。另外，齒面寬過大也會(huì)引起裝配空間的減小。4.雙曲面小齒輪偏移距及偏移方向的選擇選擇值時(shí)應(yīng)考慮到：值過大，將導(dǎo)致齒面縱向滑動(dòng)增大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。一般對于中、大型貨車（0.100.12）。另外，主

29、傳動(dòng)比越大，則e也越大，但要保證齒輪不發(fā)生根切。 (0.100.12) =（0.100.12）320=(3238.4)mm；取=35mm。雙曲面齒輪的偏移方向定義為：由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，這時(shí)如果主動(dòng)齒動(dòng)在從動(dòng)齒輪中心線上方，則為上偏移，在從動(dòng)齒輪中心線下方則為下偏移。在雙曲面錐齒輪傳動(dòng)中，小齒輪偏移距的大小及偏移方向是雙曲面錐齒輪傳動(dòng)的重要參數(shù)。為了增加離地間隙，本設(shè)計(jì)方案中小齒輪采用上偏移。5.螺旋角的選擇螺旋角是沿節(jié)錐齒線變化的，大端的螺旋角較大，小端的螺旋角較小，齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為齒輪的中點(diǎn)螺旋角，也是該齒輪的名義螺旋角。由于偏移距的存在，使主、從動(dòng)

30、齒輪的名義螺旋角不相等，且主動(dòng)齒輪大于從動(dòng)齒輪的。它們之差稱為偏移角。選擇齒輪螺旋角時(shí)，應(yīng)該考慮它對重合度、齒輪強(qiáng)度和軸向力的大小的影響。螺旋角應(yīng)足夠大以使不小于1.25。因越大，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪音就越低。當(dāng)2.0時(shí)可得到很好的效果。但螺旋角過大會(huì)引起軸向力也過大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。雙曲面齒輪大小中點(diǎn)螺旋角的平均值多在=3540范圍內(nèi)?！案窭锷敝仆扑]用下式來近似地預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值：=25+5（/）+90/式中：主動(dòng)齒輪的名義螺旋角的預(yù)選值；，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，mm；雙曲面齒輪的偏移距，mm。=25+5（28/13）+9035/320=42確定從動(dòng)齒輪的名義

31、螺旋角：=-式中：雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值，sin/(/2+/2)雙曲面齒輪的偏移距，mm；雙曲面從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，mm；雙曲面從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm。sin35/（320/2+50/2）=0.19,=11=42-11=31雙曲面齒輪傳動(dòng)的平均螺旋角為 =（+）/2=（42+31）/2=376螺旋方向的選擇雙曲面齒輪的螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐線的曲線彎曲方向，分為“左旋”和“右旋”兩種。判斷左右旋向時(shí)應(yīng)從錐齒輪的錐頂對著齒面看去，如果輪齒從小端至大端的走向?yàn)轫槙r(shí)針方向則稱為右旋，反時(shí)針則稱為左旋。主、從動(dòng)齒輪的螺旋方向是相反的。與上偏移相對應(yīng)，主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)橛倚?，從?dòng)齒輪為左旋。7.

32、法向壓力角的選擇加大法向壓力角可以提高輪齒的強(qiáng)度、減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重疊系數(shù)下降。所以對于輕負(fù)荷齒輪，一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低。對于雙曲面齒輪來說，雖然大齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是相同的，但小齒輪兩側(cè)的壓力角是不相等，因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在車輛驅(qū)動(dòng) 橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，貨車選用20的平均壓力角。2.8.4有關(guān)雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算方法及公式表2-1中的第（65）項(xiàng)求得的齒線曲率半徑與第（7）項(xiàng)選定的刀盤半徑之差不應(yīng)超過值的1。否則需要重新試算表2-1 圓弧齒雙曲面齒輪的

33、幾何尺寸計(jì)算用表 mm序 號(hào)計(jì) 算 公 式數(shù) 值注 釋（1）13小齒輪齒數(shù)（2）28大齒輪齒數(shù)（3）/0.4643（4）f50大齒輪齒面寬（5）e35偏心距（6）320大齒輪分度圓直徑（7）152.4刀盤名義直徑（8）42小齒輪螺旋角的預(yù)選值（9）tan0.9004（10）ctg=1.2(3)0.5572（11）sin0.8736（12）=(6)-(4)*(11)/2138.16大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的分度圓半徑（13）sin=(5)*(11)/(12)0.2213（14）cos0.9752（15）(14)+(9)*(13)1.1745（16）(3)*(12)64.1477（17）=（15）*（

34、16）75.3415小齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的分度圓半徑（18）=0.02*（1）+1.061.32齒輪收縮系數(shù)（19）(17)+(12)/(10)323.2956（20）tan=(5)/(19)0.1083（21）(1.0+(20)1.0058（22）sin=(20)/(21)0.1077（23）611（24）=（(5)-(17)*(22)/(12)0.1946（25）tg0.1984（26）tg=(22)/(25)0.5428（27）cos0.8789（28）sin=(24)/(27)0.2214續(xù)表（29）cos0.9752（30）tg=(15)-(29)/(28)0.9002（31）(28

35、)*(9)-(30)0.00004（32）(3)*(31)0.00002（33）sin=(24)-(22)*(32)0.1946（34）tan0.1984（35）tan=(22)/(34)0.5428（36）2830小齒輪節(jié)錐角（37）cos0.8789（38）sin=(33)/(37)0.2214（39）1248（40）cos0.9752（41）tg=(15)+(31)-(40)/(38)0.9008（42）421小齒輪中點(diǎn)螺旋角（43）cos0.7430（44）=（42）-（39）2913大齒輪中點(diǎn)螺旋角（45）cos0.8728（46）tg0.5593（47）ctg0.5534（48）6

36、02大齒輪節(jié)錐角（49）sin0.8750（50）cos0.4842（51）(17)+(12)*(32)/(37)85.7256（52）(12)/(50)285.3366（53）(51)+(52)371.0622（54）(12)*(45)/(49)137.7968（55）(43)*(51)/(35)117.3436 續(xù)表（56）-tg=(41)*(55)-(46)*(54)/(53)0.0772（57）- 425（58）cos0.9970（59）(41)*(56)/(51)0.0008（60）(46)*(56)/(52)0.00015（61）(54)*(55)16170（62）(54)-(55

37、)/(61)0.0013（63）(59)+(60)+(62)0.0023（64）(41)-(46)/(63)148.4783（65）=(64)/(58)148.925（66）(7)/(65)1.0233（67）(3)*(50)上0.2248上欄用上邊公式，下欄用下邊公式1.0-(3)下0.5357（68）(5)/(34)-(17)*(35); (35)*(37)上135.5159上欄用上邊公式，下欄用下邊公式下0.4771（69）（37）+（40）*（67）1.0981（70）=（49）*（51）75.0099（71）z=(12)*(47)-(70)1.4478大齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)到小齒輪軸線的距離

38、。正號(hào)（+）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了小齒輪軸線，負(fù)號(hào)（-）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（72）a=（12）/（49）157.8971（73）a=0.5（6）/（49）182.8571大齒輪節(jié)錐距（74）（73）-（72）24.9600（75）h=k*(12)(45)/(2)17.2266大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的齒工作高。齒深系數(shù)，k=4.0（76）（12）*（46）/（7）0.5011續(xù)表 （77）（49）/（45）-（76）0.5014（78）45齒輪兩側(cè)壓力角的總和。一般采用45（79）sin0.7071（80）/2=(78)/2 2230（81）cos(80)0.9239（82

39、）tg(80)0.4142（83）(77)/(82)1.2105（84）=10560*(83)/(2)456.5314雙重收縮齒根角的總和（85）01700大齒輪齒頂高系數(shù)（86）=1.150-（85）0.98（87）k=(75)*(85)2.9285大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處齒頂高（88）k=(75)*(86)+0.0516.932大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處齒根高（89）=3438*（87）/（72）63 46大齒輪齒頂角（單位為分）（90）sin0.897（91）=3438*（88）/（72）36840大齒輪齒根角（單位為分）（92）sin0.1508（93）=(87)+(74)*(90)25.317

40、6大齒輪的齒頂高（94）=（88）+（74）*（92）20.6960大齒輪的齒根高（95）c=0.15*(75)+(0.05)2.6340徑向間隙為大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的（96）h=(93)+(94)46.0136大齒輪的齒全高（97）h=(96)-(95)43.3796大齒輪的齒工作高（98）=（48）+（89）12348大齒輪的面錐角（99）sin0.8310（100）cos-0.5563（101）=(48)-(91)-30838大齒輪的根錐角（102）sin0.7812(103)cos0.6243(104)cot0.7992(105)=(93)*(50)/0.5+(6)344.5176大

41、齒輪外圓直徑（106）（70）+（74）*（50）87.0955（107）x=(106)-(93)*(49)64.9426大齒輪外緣到小齒輪軸線的距離（108）（72）*（90）-（87）/（99）166.9136（109）（72）*（92）-（88）/（102）8.8055（110）z=(71)-(108)-165.4658大齒輪面錐頂點(diǎn)到小齒輪軸線的距離。正號(hào)（+）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了小齒輪軸線，負(fù)號(hào)（-）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（111）z=(71)+(109)10.2533大齒輪根錐頂點(diǎn)到小齒輪軸線的距離。正號(hào)（+）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了小齒輪軸線，負(fù)號(hào)（-）表示該節(jié)

42、錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（112）（12）+（70）*（104）198.1079（113）sin=(5)/(12)0.1767（114）cos0.9843（115）tg0.1795（116）sin=(103)*(114)0.6145（117）3755小齒輪面錐角（118）cos0.7889（119）tg0.7789（120）(102)*(111)+(95)/(103)17.0493續(xù)表（121）g=(5)*(113)-(120)/(114)-11.0381小齒輪面錐頂點(diǎn)到大齒輪軸線的距離。正號(hào)（+）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)超過了大齒輪軸線，負(fù)號(hào)（-）表示該節(jié)錐頂點(diǎn)在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間

43、。（122）tg=(38)*(67)/(69)0.0453（123）; cos2360.9990（124）=（39）-（123）；cos10120.9842（125）=（117）-（36）；cos9250.9865（126）(113)*(67)-(68)-0.3824-0.5718（127）(123)/(124)1.0150（128）(68)+(87)*(68)136.9130（129）(118)/(125)0.7997（130）(74)*(127)25.3344（131）b=(128)+(130)*(129)+(75)*(126)150.5855小齒輪外緣到大齒輪軸線的距離（132）（4）*

44、（127）-（130）25.4156（133）b=（128）-（132）*（129）+（75）*（126）126.4383大齒輪外緣到小齒輪軸線的距離（134）（121）+（131）139.5474（135）=（119）*（134）/0.5217.3869小齒輪外圓直徑（136）（70）*（100）/（99）+（12）87.9458（137）sin=(5)/(136)0.3980（138）2327（139）cos0.9174（140）(99)*(110)+(95)/(100)242.4377（141）g=(5)*(137)-(140)/(139)-249.0819（142）sin=(100)*

45、(139)-0.5104（143）-3041小齒輪根錐角（144）cos0.860 續(xù)表（145）tg-0.5935（146）b0.2800最小齒側(cè)間隙允許值（147）b0.2860最大齒側(cè)間隙允許值（148）(90)+(92)1.0478（149）(96)-(4)*(148)-6.3764（150）a=(73)-(4)132.85712.8.5主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算1.單位齒長上的圓周力 主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用在其輪齒上單位齒長上的圓周力來估算，即=/n/mm式中：作用在齒輪上的圓周力，n；從動(dòng)齒輪齒面寬，mm。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：=210/（）式中：變速器一擋傳動(dòng)比；發(fā)

46、動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，nm；變速器傳動(dòng)比；主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm；從動(dòng)齒輪齒面寬，mm。= 23906.510/13050=780n/mm輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算2.汽車主減速器雙曲齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力為 =210/() n/mm 式中：該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，nm；對于從動(dòng)齒輪，按、（見式（2-2）（2-3）兩者中之較小者和（見式（2-3）計(jì)算；對于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上；超載系數(shù)，見式（2-2）下的說明；尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸、熱處理等有關(guān)，當(dāng)端面模數(shù)1.6mm時(shí)，=/25.4；=10/25.4=0.79；載荷分配系數(shù),當(dāng)兩個(gè)齒輪均用跨置式支承形式時(shí)， = 1.00

47、1.10，取=1.05；計(jì)算齒輪的齒面寬，mm；計(jì)算齒輪的齒數(shù)；端面模數(shù)，mm；計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，=0.252。=2101515910.791.05/15013100.252=535 n/mm=700n/mm=2102004010.791.05/5013100.252=203 n/mm=210.9n/mm=2101515910.791.05/6.515013100.252=236.1539 n/mm=700n/mm=2102004010.791.05/6.55013100.252=190.3242n/mm =210.9n/mm上述主、從動(dòng)齒輪彎曲應(yīng)力中的計(jì)算轉(zhuǎn)矩按、兩者中較小者和兩種方

48、法計(jì)算，均符合要求。3.輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算雙曲面齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： =c/210/（） n/mm式中：c材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6n/mm 小齒輪分度圓直徑，=70mm；主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，nm； ，見式（2-2）下說明； 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對其淬透性的影響，可取=1； 表面質(zhì)量系數(shù)，取=1.0； 從動(dòng)齒輪齒面寬，=54mm； 齒面接觸強(qiáng)度，=0.252。=232.6/702151590.791.05110/（1500.252） =2527=2800n/mm2.9主減速齒輪的材料及熱處理對驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒的材料及熱處理應(yīng)滿足如下要求：1） 具有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度和

49、表面接觸疲勞強(qiáng)度,以及較好的齒面耐磨性；故輪齒表面應(yīng)有高的硬度；2） 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷；3） 鋼材鍛造、切削與熱處理加工性能良好，熱處理變形要小或變形規(guī)律易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減小生產(chǎn)成本并降低廢品率；4） 選擇齒輪材料合金元素時(shí)，為了節(jié)約鎳、鉻等元素，我國發(fā)展了以錳、釩、鈦、鉬、硅等元素的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。汽車主減速器雙曲面齒輪與差速器的直齒錐齒輪，基本上都用滲碳合金鋼制造；其鋼號(hào)主要有：20crmnti、22crmnmo、20mnvb、20crnimo、20mn2tib等。用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度

50、應(yīng)達(dá)到5864hrc，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為2945 hrc。當(dāng)8時(shí)為3245 hrc。由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動(dòng)副在熱處理及精加工后均予以厚度為0.0050.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25。對于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。本設(shè)計(jì)中主減速器主、從動(dòng)齒輪材料均采用20crmnti。第3章 差速器的設(shè)計(jì)3.1 差速器的功用當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行使時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)車輪中心在同一時(shí)間內(nèi)移過的曲線距離顯然不同，即外側(cè)車輪移過的距離大于內(nèi)側(cè)車輪，若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上，兩輪角速度相等，則此時(shí)外輪必然是邊滾動(dòng)邊滑移，內(nèi)輪必然是邊滾動(dòng)邊滑轉(zhuǎn)。同樣，汽車在不平路面上直線行駛時(shí)，兩側(cè)車輪實(shí)際移過曲線距離也不相等。即使路面非常平直，但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同或充氣壓力不等，各個(gè)輪胎的滾動(dòng)半徑實(shí)際上不可能相等。因此，只要各車輪角速度相等，車輪對路面的滑動(dòng)就必然存在。這樣會(huì)加速輪胎磨損、增加汽車動(dòng)力消耗、轉(zhuǎn)向和制動(dòng)性能的惡化。為了使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪以不