驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)正文

1、摘 要驅(qū)動(dòng)橋作為傳動(dòng)系的主要組成部件之一，尤其對(duì)于越野車，車輛的動(dòng)力性、通過(guò)性、安全性更為重要。該設(shè)計(jì)的研究目的就是為了使其在山地和高原以及平原地帶進(jìn)行行駛、救援及勘探等。因此，該設(shè)計(jì)論述了高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車0.5t驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，其中主要包括主減速器、差速器和輪邊減速器。根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式，然后根據(jù)類似驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)確定出總體設(shè)計(jì)方案。最后，對(duì)主減速器的主、從動(dòng)錐齒輪、差速器齒輪、輪邊減速器及全浮式半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行強(qiáng)度校核；對(duì)支承半軸進(jìn)行壽命校核。該輪邊減速器可通過(guò)更換齒輪的的方式來(lái)改變傳動(dòng)比，從而較好地適應(yīng)山地要求。在提供較大傳動(dòng)比的同時(shí)，又能增大離地間隙，提高汽車的通過(guò)性

2、，并配合輪邊減速器的使用。最后確定方案，設(shè)計(jì)出一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。 關(guān)鍵詞：越野車；驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；輪邊減速器 abstractdrive axle transmission system as one of the main components, especially for off-road vehicles, the vehicle's power, by nature, safety is more important. this design research purpose is to make it in the hills and plains of the p

3、lateau and driving, rescue and exploration. therefore, this design discusses high-mobility off-road vehicle structure design of 0.3 t driving axle process which include main reducer, differential and wheel edges reducer. according to the structure of the drive axle design parameters selection, then

4、according to similar forms of driving axle structure determine the overall design scheme. finally, the main reducer lord, driven bevel gear, differential gears, wheel edges reducer and complete floating half axle and driving axle shell check intensity; life for supporting half shaft dynamicrigidity.

5、 this wheel edges of gear reducer can by changing the way to change gear ratios, thus better meet the mountain requirements. in provide larger ratio, and meanwhile increases ground clearance is achieved, making cars through sex, and the use of speed reducer with wheel edges. the final determination

6、scheme, design a more efficient and reliable driving axle.key words：suvs；axles；main reducer；wheel edges reducer目 錄摘 要iabstractii1引 言11.1設(shè)計(jì)題目的來(lái)源和意義11.2高機(jī)動(dòng)越野車的發(fā)展及車結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)22 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析33 主減速器的方案論證43.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇43.1.1 主減速器的齒輪類型選擇43.1.2 主減速器的減速形式選擇63.1.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承型式83.2 主減速器基本參數(shù)的選擇與計(jì)算載荷的確定103.2.1主減速器

7、齒輪計(jì)算載荷的確定103.2.2主減速器齒輪基本參數(shù)的確定103.3主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算123.3.1單位齒長(zhǎng)上的圓周力123.3.2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算133.3.3輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算143.4主減速器軸承的計(jì)算153.4.1錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算153.4.2錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與軸承強(qiáng)度校核153.4.3主減速器齒輪的材料及熱處理184 差速器總成的設(shè)計(jì)194.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇194.2差速器齒輪主要參數(shù)選擇204.3差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算225 半軸的設(shè)計(jì)235.1半軸的形式選擇235.2半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核、材料選擇245.2.1 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核245.2.2 半軸的材料

8、選擇256 驅(qū)動(dòng)橋殼選擇257 輪邊減速器的設(shè)計(jì)267.1 中心距的初步確定277.2 齒輪模數(shù)的初步確定277.3 確定齒輪中心距277.4 尺寬277.5 齒輪模數(shù)的確定287.6 確定齒輪幾何尺寸287.7 選擇材料及確定許用應(yīng)力297.8 計(jì)算齒輪的接觸強(qiáng)度298 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)308.1估算軸的直徑：308.2軸的強(qiáng)度校核308.3軸承的選擇318.4減速器殼體32結(jié) 論33參考文獻(xiàn)34致 謝35361引 言1.1設(shè)計(jì)題目的來(lái)源和意義山地33%，高原26%，盆地19%，平原12%,這是我國(guó)的地形分布。可以看出，平原在我國(guó)只占十分之一多點(diǎn)，大部分都是山地跟高原，普通運(yùn)輸車是很難在上面行駛

9、的；石油跟煤礦的勘探之路也是很難通過(guò)的；當(dāng)發(fā)生地震或泥石流、山體滑坡等地質(zhì)災(zāi)害時(shí)會(huì)有很多公路的要道被石塊掩埋而使救援行動(dòng)遭到很大的阻礙；我國(guó)軍隊(duì)的現(xiàn)代化裝備也需要一種能提高機(jī)動(dòng)性的越野車，所以設(shè)計(jì)一輛高機(jī)動(dòng)越野運(yùn)輸車是非常有必要性的。西方部分國(guó)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)并使用與軍事、農(nóng)業(yè)、搶險(xiǎn)救災(zāi)、石油勘探這些一般運(yùn)輸車不能做到的地方上。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系中主要部件之一。它由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼組成，保證當(dāng)變速器置于最高擋時(shí)，在良好的道路上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車的最大車速，這主要取決于驅(qū)動(dòng)橋主減速器的傳動(dòng)比。雖然在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)，從整車性能出發(fā)確定殼主減速器的傳動(dòng)比，然而用

10、什么型式的驅(qū)動(dòng)橋，什么結(jié)構(gòu)的減速器和差速器等在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)時(shí)要具體考慮的；絕大多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上時(shí)縱置的，為使扭矩傳給車輪，驅(qū)動(dòng)橋必須改變扭矩方向，同時(shí)根據(jù)車輛的具體要求解決左右車輪的扭矩分配，如使多軸驅(qū)動(dòng)的汽車亦同時(shí)要考慮各軸之間的扭矩分配問(wèn)題；整體式驅(qū)動(dòng)橋一方面需要承擔(dān)汽車的載荷，另一方面車輪上的作用力及傳遞扭矩所產(chǎn)生的反作用力矩皆由驅(qū)動(dòng)橋承擔(dān)，所以驅(qū)動(dòng)橋的零件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證機(jī)件可靠的工作；驅(qū)動(dòng)橋還必須滿足通過(guò)性及平順性要求，采用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，可以使橋殼離地間隙增加，非簧載質(zhì)量減輕等均是從這方面考慮；前橋驅(qū)動(dòng)或多軸驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)軸要既能驅(qū)動(dòng)又能轉(zhuǎn)向。汽車的驅(qū)動(dòng)后橋位于傳動(dòng)系

11、的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪有汽車行駛運(yùn)動(dòng)所要求的差速功能;同時(shí)，驅(qū)動(dòng)后架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。一般的驅(qū)動(dòng)后橋由主減速器總成，差速器總成，橋殼總成及半軸總成等零部件組成。為了提高汽車行駛平順性和通過(guò)性，現(xiàn)在汽車的驅(qū)動(dòng)橋也在不斷的改進(jìn)。與獨(dú)立懸架相配合的斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋相對(duì)與非獨(dú)立懸架配合的整體式驅(qū)動(dòng)橋在平順性和通過(guò)性方面都得到改進(jìn)。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，驅(qū)動(dòng)橋?qū)?huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展。展望將來(lái)需開(kāi)發(fā)汽車驅(qū)動(dòng)橋智能化設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)新驅(qū)動(dòng)橋只需輸入相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成三維圖和二維圖，以達(dá)到效率

12、高、強(qiáng)度低、匹配佳的最優(yōu)方案。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。因此，設(shè)計(jì)中要保證:（1）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 (2) 當(dāng)左、右兩車輪的附著系數(shù)不同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋必須能合理的解決左右車輪的轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題，以充分利用汽車的牽引力；(3) 具有必要的離地間隙以滿足通過(guò)性的要求；(4) 驅(qū)動(dòng)橋的各零部件在滿足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以改善汽車的行駛平順性；(5) 能承受和傳遞作用于車輪上的各種力和轉(zhuǎn)矩；(6) 齒輪及其它傳動(dòng)部件應(yīng)工作平穩(wěn)，噪聲??；(7

13、) 對(duì)傳動(dòng)件應(yīng)進(jìn)行良好的潤(rùn)滑，傳動(dòng)效率要高；(8) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝調(diào)整方便；(9) 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量滿足“三化”。即產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。1.2高機(jī)動(dòng)越野車的發(fā)展及車結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)要適應(yīng)山地復(fù)雜多變的地形特點(diǎn)，保證車輛的機(jī)動(dòng)性和越野性能，必須具備強(qiáng)大的動(dòng)力性，而提高動(dòng)力性的一個(gè)普遍且有效的方法就是增大傳動(dòng)比，使有限的發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)揮更大的效能。而輪邊減速器便可以通過(guò)提高有限的自身傳動(dòng)比，使得整個(gè)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比有較大的變化。好的傳動(dòng)比固然重要，但車輛的通過(guò)性也很重要。特別是對(duì)于在山區(qū)行駛的越野車就顯得尤為重要。如果一味的追求高動(dòng)力性，勢(shì)必會(huì)加重傳動(dòng)系的負(fù)擔(dān)，而解決的辦法就是加大部

14、件的尺寸和質(zhì)量。而這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響其通過(guò)性，為了更好協(xié)調(diào)這兩方面的要求，比較好的辦法就是將提高了的傳動(dòng)比分散布置，既不使其集中于主減速器，而分配至驅(qū)動(dòng)車輪。從而使結(jié)構(gòu)和尺寸都更為緊湊?？傊嗊厹p速器的采用，可切實(shí)解決我國(guó)偏遠(yuǎn)的邊防山區(qū)的運(yùn)輸難題，提高我軍越野車的性能。本設(shè)計(jì)題目，可對(duì)輪邊減速器的設(shè)計(jì)做一些先期的研究工作，為我軍高機(jī)動(dòng)軍用越野車的發(fā)展提供理論依據(jù)，對(duì)我軍高機(jī)動(dòng)軍用越野車的發(fā)展起著重要作用。2 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：（1)中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。一般在主傳動(dòng)比小于6的

15、情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。目前的中央單級(jí)減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。（2)中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋。在國(guó)內(nèi)目前的市場(chǎng)上，中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級(jí)減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí)，可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將原中央單級(jí)改成中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這種改制“三化”程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當(dāng)要增大牽引力與速比時(shí)，需要改制第一級(jí)傘齒輪后，再裝入第二級(jí)圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有2個(gè)規(guī)格。由于上

16、述中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來(lái)的一種型號(hào)，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制；因此，綜合來(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。（3)中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當(dāng)前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。由圓錐行星齒輪式傳動(dòng)構(gòu)成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，它一般均與中央單級(jí)橋組成為一系列。在該系列中，中央單級(jí)橋仍具有獨(dú)

17、立性，可單獨(dú)使用，需要增大橋的輸出轉(zhuǎn)矩，使?fàn)恳υ龃蠡蛩俦仍龃髸r(shí)，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級(jí)橋。這類橋與中央雙級(jí)減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上 ，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型汽車對(duì)離地間隙的要求。這類橋比單級(jí)減速器的質(zhì)量大，價(jià)格也要貴些，而

18、且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過(guò)熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級(jí)減速橋。綜上所述，由于越野運(yùn)輸車需要廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上，得保證足夠的離地間隙，而且單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種，制造工藝簡(jiǎn)單，成本較低， 是驅(qū)動(dòng)橋的基本類型，所以我們選用中央單級(jí)、圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。3 主減速器的方案論證主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)

19、力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：（1）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。（2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪音小。（3）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。（4）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。3.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇3.1.1 主減速器的

20、齒輪類型選擇主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。1圓錐齒輪傳動(dòng)圓錐齒輪的特點(diǎn)是主，從動(dòng)齒輪的軸線垂直相交于一點(diǎn)。由于齒輪斷面重疊影響，至少有兩對(duì)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的載荷，加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和震動(dòng)小，但圓錐齒輪對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲變大。2雙曲面齒輪傳動(dòng)雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是主從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直但不相交，且主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一距離e，稱為偏移距，如圖3-1所示。當(dāng)偏移距大到一定程度時(shí)，

21、可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪軸旁通過(guò)。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對(duì)于增強(qiáng)支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動(dòng)齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動(dòng)齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力

22、降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至175。雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比傳動(dòng)。當(dāng)要求傳動(dòng)比大而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪更為合理。因?yàn)槿绻３謨煞N傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一樣，則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對(duì)于主減速比4.5的傳動(dòng)有其優(yōu)越性。當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)于螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪就顯得過(guò)大，這時(shí)選用螺旋錐齒輪更合理，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。圖3-1 雙曲面齒輪的偏移距和偏移方向由于雙曲面主動(dòng)齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐

23、齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)工作得更加平穩(wěn)、無(wú)噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來(lái)方便。3 .圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的前置前驅(qū)動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)橋和雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速器。4. 蝸桿傳動(dòng)蝸桿-蝸輪傳動(dòng)簡(jiǎn)稱蝸輪傳動(dòng)，在汽車驅(qū)動(dòng)橋上也得到了一定應(yīng)用。在超重型汽車上，當(dāng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)與相對(duì)較低車速和較大輪胎之間的配合要求有大的主減速比(通常814)時(shí)，主減速器采用一級(jí)蝸輪傳動(dòng)最為方便，而采用其他齒輪時(shí)就需要結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、輪廓尺寸及質(zhì)量均較大、效率較低的雙級(jí)減速。與其他齒輪傳動(dòng)相比，它具有體積及質(zhì)量小、傳動(dòng)比大、運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)、最為靜寂無(wú)噪聲

24、、便于汽車的總體布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置、能傳遞大載荷、使用壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、調(diào)整容易等一系列的優(yōu)點(diǎn)。其惟一的缺點(diǎn)是耍用昂貴的有色金屬的合金(青銅)制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車上推廣。該驅(qū)動(dòng)橋是為越野運(yùn)輸車設(shè)計(jì)，根據(jù)以上的對(duì)比分析知，該橋的主減速器齒輪應(yīng)該選用圓錐齒輪。3.1.2 主減速器的減速形式選擇主減速器的減速型式分為單級(jí)減速、雙續(xù)減速、雙速減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。單級(jí)主減速器由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在主減速比<7.6的各種中、小型汽車上。單級(jí)主減速器都是采用一對(duì)螺旋錐齒

25、輪或雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動(dòng)的。雙級(jí)主減速器由兩級(jí)齒輪減速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此僅用于主減速比較大(7.6<12)且采用單級(jí)減速不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。以往在某些中型載貨汽車上雖有采用，但在新設(shè)計(jì)的現(xiàn)代中型載貨汽車上已很少見(jiàn)。這是由于隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高、車輛整備質(zhì)量的減小以及路面狀況的改善，中等以下噸位的載貨汽車往具有更高車速的方向發(fā)展，因而需采用較小主減速比的緣故。雙速主減速器對(duì)于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車來(lái)說(shuō)，要想選擇一種主減速比來(lái)使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過(guò)壞路面時(shí)具有足夠的動(dòng)力性，而在平

26、直而良好的硬路面上單車空載行駛時(shí)又有較高的車速和滿意的娥料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的。為了解決這一矛盾，提高汽車對(duì)各種使用條件的適應(yīng)性，有的重型汽車采用具有兩種減速比并可根據(jù)行駛條件來(lái)選擇檔位的雙速主減速器。它與變速器各檔相配合，就可得到兩倍于變速器的檔位。顯然，它比僅僅在變速器中設(shè)置超速檔，即僅僅改變傳動(dòng)比而不增加檔位數(shù)，更為有利。當(dāng)然，用雙速主減速器代替半衰期的超速檔，會(huì)加大驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量，提高制造成本，并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝置，因此它有時(shí)被多檔變速器所代替。單級(jí)貫通式主減速器單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主減速器的質(zhì)量較小、尺寸緊湊，并可使中，后橋的大部分零件，

27、尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性。它又分為雙曲面齒輪式和蝸輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。雙曲面齒輪式單級(jí)貫通式主減速器，是利用了雙曲面齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線的偏移，將一根貫通軸穿過(guò)中橋井通向后橋。但這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動(dòng)齒輪的工藝性差，通常主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)是8，因此主減速比的最大值只能在5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)用于大型汽車時(shí)刷需增設(shè)輪邊減速器或加大分動(dòng)器傳動(dòng)比。蝸輪傳動(dòng)為布置貫通橋帶來(lái)極大方便，且其工作平滑無(wú)聲，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下也可得到大的傳動(dòng)比，適于各種噸位貫通橋的布置和汽車的總體布置。但由于需用青銅等有色金屬為材料而未得到

28、推廣。雙級(jí)貫通式主減速器用于主減速比>5的中、重型汽車的貫通橋。它又有錐齒輪圓柱齒輪式和圓柱齒輪錐齒輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。錐齒輪圓柱齒輪雙級(jí)貫通式主減速器的特點(diǎn)是有較大的總主減速比(因兩級(jí)減速的減速比均大于1)，但結(jié)構(gòu)的高度尺寸大，特別是主動(dòng)錐齒輪的工藝性差，而從動(dòng)錐齒輪又需要采用懸臂式安置，支承剛度差，拆裝也不方便。與錐齒輪圓柱齒乾式雙級(jí)貫通式主減速器相比，圓柱齒輪錐齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，但其第一級(jí)的斜齒圓柱齒輪副的減速比較小，有時(shí)甚至等于1。為此，有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時(shí)，為了加大驅(qū)動(dòng)橋的總減速比而增設(shè)輪邊減速器；而另一些汽車則將從動(dòng)錐齒輪的內(nèi)孔做成齒

29、圈并裝入一組行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，以增大主減速比。單級(jí)(或雙級(jí))主減速器附輪邊減速器礦山、水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等，要求有高的動(dòng)力性，而車速則可相對(duì)較低，因此其傳動(dòng)系的低檔總傳動(dòng)比都很大。在設(shè)計(jì)上述重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，為了使變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總成不致因承受過(guò)大轉(zhuǎn)矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過(guò)大，應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋。這就導(dǎo)致了一些重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋的主減速比往往要求很大。當(dāng)其值大于12時(shí)，則需采用單級(jí)(或雙級(jí))主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，將驅(qū)動(dòng)橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或

30、近旁的輪邊減速器。這樣以來(lái)，不僅使驅(qū)動(dòng)橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地間隙，并可得到大的驅(qū)動(dòng)橋減速比(其值往往在1626左右)，而且半軸、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件的尺寸也可減小。根據(jù)以上信息，我們應(yīng)該選擇單級(jí)主減速器附輪邊減速器。3.1.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承型式1主動(dòng)錐齒輪的支承在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法，對(duì)其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一?，F(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有以下兩種，懸臂式與騎馬式如圖3-2所示。懸臂式齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。為了增

31、強(qiáng)支承剛度，應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長(zhǎng)度大兩倍以上，同時(shí)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于等于懸臂長(zhǎng)。當(dāng)采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承時(shí)，為了減小懸臂長(zhǎng)度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強(qiáng)支承剛度。圖3-2 主減速器主動(dòng)齒輪的支承形式及安置方法（a）懸臂式支承 （b）騎馬式支承騎馬式齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。騎馬式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的130以下而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/51/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%

32、左右。裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。轎車和裝載質(zhì)量小于2t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上對(duì)比分析越野車的載荷較小,該車驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)錐齒輪的支承形式應(yīng)該采用懸臂式支承。2從動(dòng)錐齒輪的支承主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心的距離和(見(jiàn)圖3-3)之比例而定。為了增強(qiáng)支承剛度，支承間的距離（）應(yīng)盡量小。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。為了防止從動(dòng)齒輪在軸向載荷作用

33、下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。由于從動(dòng)錐齒輪軸承是裝在差速器殼上，尺寸較大，足以保證剛度。球面圓錐滾子軸承具有自動(dòng)調(diào)位的性能，對(duì)軸的歪斜的敏感性較小，這一點(diǎn)當(dāng)主減速器從動(dòng)齒輪軸承的尺寸大時(shí)極為重要。向心推力軸承不需要調(diào)整，但僅見(jiàn)于某些小排量轎車的主減速器中。只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓柱齒輪時(shí)，由于無(wú)軸向力，雙級(jí)主減速器的從動(dòng)齒輪才可以安裝在向心球軸承上。圖3-3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法轎車和輕型載貨汽車主減速?gòu)膭?dòng)錐齒輪采用無(wú)輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配合固定在差建界殼的突緣上，這種方法對(duì)增強(qiáng)剛性效果較好。3.2 主減速器基本參數(shù)的選擇與計(jì)算載荷的確定由總體設(shè)計(jì)知：最大總

34、傳動(dòng)比為4.55,輪邊減速比為1.92，則主減速器傳動(dòng)比=2.37。3.2.1主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （3-1）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取23.522；發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取156.91；傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取0.9；由以上各參數(shù)可求=1660.074所以主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩=778.593.2.2主減速器齒輪基本參數(shù)的確定（1）齒數(shù)的選擇對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng)較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù)取值小些，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。當(dāng)6時(shí)，z1的最小值可取為5，但為了嚙合平穩(wěn)

35、及提高疲勞強(qiáng)度，最好大于5。當(dāng)較小(如=3.55)時(shí)，引可取為712，但這時(shí)常常會(huì)因主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多、尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)，之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不少于40，對(duì)于轎車應(yīng)不少于50。所以主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)根據(jù)整車匹配參數(shù)計(jì)算取=17, =41。（2）節(jié)圓直徑的選擇可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩中取較小值按經(jīng)驗(yàn)公式選出： （3-2）式中 從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，；直徑系數(shù)，取k=1316；計(jì)算轉(zhuǎn)矩為1660.074。帶入課求出=（153.9189.5）（3）齒輪端面模數(shù)的選擇選定后，可按式算出從動(dòng)錐

36、齒輪大端端面模數(shù)。初選=172，則=172/41=4.19，參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取=4.5，則=76.5，=184.5。用下式校核： （3-3）式中計(jì)算轉(zhuǎn)矩為1660.074； 模數(shù)系數(shù)，取=0.30.4。此處，=（0.30.4）=（3.554.74），因此滿足校核條件。（4）主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，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)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。

37、另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。 對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，應(yīng)滿足，對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用：=0.155184.5=28.5975 在此取=30。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，在此取=33。（5） 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(kāi)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)

38、錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。(6) 螺旋角,壓力角，節(jié)錐角通常，最常用；標(biāo)準(zhǔn)=；主動(dòng)齒輪節(jié)錐角= =，從動(dòng)齒輪節(jié)錐角=-=。3.3主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算后，應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠地工作。齒輪的損壞形式常見(jiàn)的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損。，齒輪的使用壽命除與設(shè)計(jì)的正確與否有直接關(guān)系外，在實(shí)際生產(chǎn)中也往往會(huì)由于材料、加工精度、熱處理、裝配調(diào)整以及使用條件的不當(dāng)而發(fā)生損壞。但正確的設(shè)計(jì)應(yīng)是減少或避免上述損壞的一項(xiàng)重要措施。強(qiáng)度驗(yàn)算則是進(jìn)行正確設(shè)計(jì)的一個(gè)方面。目前的強(qiáng)度計(jì)算多為近似計(jì)算，在汽車

39、工業(yè)中確定齒輪強(qiáng)度的主要依據(jù)是臺(tái)架試驗(yàn)及道路試驗(yàn)，以及在實(shí)際使用中的情況，強(qiáng)度計(jì)算可供參考。3.3.1單位齒長(zhǎng)上的圓周力 （3-4） 式中 單位齒長(zhǎng)上的圓角力，；作用在齒輪上的圓周力，n，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算；從動(dòng)齒輪的齒面寬，。由于本文計(jì)算主、從動(dòng)齒輪參數(shù)時(shí)以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距進(jìn)行計(jì)算的，因此，計(jì)算圓周力時(shí)仍以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距計(jì)算，則 （3-5） 式中發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；變速器傳動(dòng)比，常取1檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算；主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，。對(duì)于多橋驅(qū)動(dòng)汽車應(yīng)考慮驅(qū)動(dòng)橋數(shù)及分動(dòng)器傳動(dòng)比。根據(jù)i檔計(jì)算單位齒長(zhǎng)上的圓周力=1429根據(jù)直接檔計(jì)算單位齒長(zhǎng)上的圓周力=250許用單位齒長(zhǎng)上的

40、圓周力p 車型按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算按最大附著力矩計(jì)算附著系數(shù)1檔2檔直接檔轎車8935363218930.85貨車142925014290.85公共汽車9822140.85牽引汽車5362500.65根據(jù)以上計(jì)算對(duì)照表格可知驅(qū)動(dòng)橋主從動(dòng)齒輪耐磨性較好。3.3.2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器螺旋錐齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力 ()為 （3-6）式中齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，對(duì)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)，在此為1；尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)1.6時(shí)，=；載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，1.001.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，1

41、.101.25。支承剛度大時(shí)取小值；質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1；計(jì)算齒輪的齒面寬，；計(jì)算齒輪的齒數(shù)；端面模數(shù)，；計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)通過(guò)查表取=0.255， =0.649則=339.2059<=700 故此后橋齒輪能滿足彎曲強(qiáng)度要求。汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力計(jì)算載荷主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力按計(jì)算得出的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，中的較小者 7002800980按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 210.91750210.93.3.3輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算圓錐齒輪計(jì)算接觸應(yīng)力 ()為 （3-7）式中，為主動(dòng)齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，

42、；材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6；主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，；表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取=1；齒面寬，取齒輪副中的較小值(一般為從動(dòng)齒輪齒面寬)；計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)=1, =1, =1.1,通過(guò)查表取=0.13， 則 =2015.03<2800 故此后橋齒輪能滿足接觸強(qiáng)度要求。3.4主減速器軸承的計(jì)算軸承的計(jì)算主要是計(jì)算軸承的壽命。通常是根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。在驗(yàn)算之前，首先應(yīng)求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。3.4.1錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算齒寬中點(diǎn)處的圓周力為： （3-8）式中：作用在該齒輪

43、上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，經(jīng)計(jì)算知為1660.074 ；d為該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑；所以，=21177。主動(dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力螺旋錐齒輪軸向力及徑向力主動(dòng)齒輪螺旋方向：左主動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)方向：順時(shí)針 軸向力主動(dòng)齒輪a=從動(dòng)齒輪a= 徑向力主動(dòng)齒輪r=從動(dòng)齒輪r=根據(jù)上表可算出主、從動(dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力，即：主動(dòng)錐齒輪：=17313.42 =2943.16從動(dòng)錐齒輪：=2943.16 =17313.423.4.2錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與軸承強(qiáng)度校核軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力，而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸向徑向支承

44、反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸、支承型式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。 圖3-5 主減速器軸承的布置尺寸（a）懸臂式支承的主動(dòng)錐齒輪；（b）騎馬式支承的主動(dòng)錐齒輪；（c）騎馬式支承、單級(jí)減速的從動(dòng)錐齒輪（1）懸臂式支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷如圖3-5 (a)所示，軸承a,b的徑向載荷分別為，= （3-9） = （3-10）式中：,已知；為主動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑 ；（2）騎馬式（跨置式）主,從動(dòng)錐齒輪軸承的徑向載荷 如圖3-5 (c)所示,軸承c,d的徑向載荷分別為,= （3-11） = （3-12）式中：,已知；為從動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑；此越野車的主減速

45、器軸承均采用懸臂式, 取主動(dòng)齒輪=50,=200；從動(dòng)齒輪=50，=150。經(jīng)過(guò)計(jì)算得主動(dòng)齒輪徑向載荷為=16664.3, =9304.7;從動(dòng)齒輪的徑向載荷=9698.8, =11714.6。（3）主減速器軸承的壽命計(jì)算 當(dāng)求出軸承的徑向載荷和軸向載荷以后，即可按下式求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷： =x+y （3-13） 式中：x徑向系數(shù)；y軸向系數(shù)對(duì)單列圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō)，當(dāng)時(shí)，x=1,y=0；當(dāng)時(shí)，x=0.4，y值及判斷參數(shù)見(jiàn)軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本。額定壽命l：l=×106 （3-14）式中：額定動(dòng)載荷，；其值查軸承手冊(cè)；溫度系數(shù)，取0.95； 載荷系數(shù)，取1.2；壽命系數(shù)，對(duì)滾子軸承取=10

46、/3；在實(shí)際計(jì)算中，常以工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命： （3-15）式中：軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，；主減速器從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速= （3-16）式中：輪胎滾動(dòng)半徑，； 汽車的平均行駛速度，；對(duì)于越野車取3035。主減速器主動(dòng)齒輪軸承的計(jì)算載荷，可根據(jù)上式乘以相應(yīng)的減速比求得。主動(dòng)錐齒輪軸承a,b采用雙列圓錐滾子軸承，以下為其壽命計(jì)算：軸承a選用軸承型號(hào)為352212e，因，x=0.4，y=1.6 軸承a的額定壽命： =1.9×108；=2.8×103 h軸承b選用軸承型號(hào)351306e，因，x=1，y=0 軸承b的額定壽命： =2.9×108；=3.7×10

47、3h從動(dòng)錐軸承c,d采用單列圓錐滾子的壽命計(jì)算：軸承c選用32314型號(hào)軸承，因，所以x=1,y=0軸承c的額定壽命： =1.6×1012；=1.2×108h軸承d選用32314型號(hào)軸承，因，所以x=1,y=0軸承d的額定壽命：=1.9×1011；=7.2×107h經(jīng)校核可得所選軸承滿足設(shè)計(jì)要求。3.4.3主減速器齒輪的材料及熱處理汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：（1）具

48、有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；（2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；（3）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率；（4）選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號(hào)有20crmnti，22crmnmo，20crnimo，20mnvb和20mn2tib。用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回

49、火后，輪齒表面硬度可高達(dá)hrc5864，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)>8時(shí)為hrc2945，當(dāng)<8時(shí)為hrc3245。對(duì)于滲碳層深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)5時(shí)，為0.91.3；>58時(shí)，為1.01.4；>8時(shí)，為1.21.6。由于新齒輪潤(rùn)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副(或僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對(duì)研磨)后均予以厚度為0.0050.0100.020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(rùn)滑。對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25%。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐

50、磨性可進(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。4 差速器總成的設(shè)計(jì)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關(guān)系表明：汽車在行駛過(guò)程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。另外，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(guò)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)

51、車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖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)使輪胎過(guò)早磨損、無(wú)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)輪間都裝有差速器，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)要求。4.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇差速器的分類可按用途(如圖4-1所示)也可按其工作特性

52、分類(如圖4-2所示)。圖4-1 差速器按用途分類圖4-2 差速器按工作特性分類從經(jīng)濟(jì)性和平穩(wěn)性考慮，選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、工作平穩(wěn)、制造方便，用于越野車也很可靠的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。4.2差速器齒輪主要參數(shù)選擇（1）行星齒輪數(shù)目的選擇轎車常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪。故行星齒輪數(shù)目定為4。（2）行星齒輪球面半徑()的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定： （4-1） 式中行星齒輪球面半

53、徑系數(shù)，=2.522.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取最大值；計(jì)算轉(zhuǎn)矩，。所以，取35(3)節(jié)錐距的確定=(0.98 0.99 ) 取=34.5則齒寬f=（0.250.3）=10(4)行星齒輪齒數(shù)和半軸齒輪齒數(shù)的選擇為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪盡量少，但一般不應(yīng)小于10。半軸齒輪齒數(shù)采用1425。后橋半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在1.52范圍內(nèi)。在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù)、之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目n所整除，否則將不能安裝。取=10，=16。（5）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、： （4-2） （4-3）式中、行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 故，再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)：= 則m=4節(jié)圓直徑 mm，mm。（6）壓