低速載貨汽車驅(qū)動橋的設(shè)計

1、需說明書、圖紙等完整設(shè)計請叩叩2215891151低速載貨汽車驅(qū)動橋的設(shè)計第1章 緒 論汽車驅(qū)動橋處于汽車傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩和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)動橋包括主減速器（又稱主傳動器）、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件。本課題主要對其主減速器、差速器、半軸以及橋殼等的設(shè)計，設(shè)計出小型低速載貨汽車后驅(qū)動橋，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的全局。1.1 本課題的來源、基本前提條件和技術(shù)要求1.本課題的來源：輕型載貨汽車在汽車生產(chǎn)中占有大的比重。驅(qū)動橋在整車中十分重要，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的驅(qū)動橋，能大

2、大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。親，由于某些原因，沒有上傳完整的畢業(yè)設(shè)計（完整的應(yīng)包括畢業(yè)設(shè)計說明書、相關(guān)圖紙CAD/PROE、中英文文獻及翻譯等），此文檔也稍微刪除了一部分內(nèi)容（目錄及某些關(guān)鍵內(nèi)容）如需要的朋友，請聯(lián)系我的叩扣:2215891151，數(shù)萬篇現(xiàn)成設(shè)計及另有的高端團隊絕對可滿足您的需要.2.要完成本課題的基本前提條件：在主要參數(shù)確定的情況下，設(shè)計選用驅(qū)動橋的各個部件，選出最佳的方案。3.技術(shù)要求：設(shè)計出的驅(qū)動橋符合國家各項輕型貨車的標(biāo)準(zhǔn)，運行穩(wěn)定可靠，成本降低，適合本國路面的行駛狀況和國情。1.2 本課題要解決的主要問題和設(shè)計總體思路1.本課題要解決的主要問題：設(shè)計出

3、適合本課題的驅(qū)動橋。汽車傳動系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動機的動力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機械式傳動中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。首先是因為絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上的安置是縱向的，為了使其轉(zhuǎn)矩能夠傳遞給左、右驅(qū)動車輪，必須由驅(qū)動橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時還得由驅(qū)動橋的差速器來解決左、右驅(qū)動車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。其次，需將經(jīng)過變速器、傳動軸傳來的動力，通過驅(qū)動橋的主減速器，進行進一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車驅(qū)動橋的設(shè)計合理，首先必須選好傳動系的總傳動比，并將它恰當(dāng)?shù)胤峙浣o變速器和驅(qū)動橋。2.本課題設(shè)計

4、的總體思路：非斷開式驅(qū)動橋的橋殼，相當(dāng)于受力復(fù)雜的空心梁，它要求有足夠的強度和剛度，同時還要盡量地減輕其重量。所選擇的減速器比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下，具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。對載貨汽車，由于它們有時會遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動橋有足夠的離地間隙，以滿足汽車在通過性方面的要求。驅(qū)動橋的噪聲主要來自齒輪及其他傳動機件，提高它們的加工精需說明書、圖紙等完整設(shè)計加叩叩2215891151黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 度、裝配精度，增強齒輪的支承剛度，是降低驅(qū)動橋工作噪聲的有效措施。驅(qū)動橋各零部件在保證其強度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對驅(qū)動橋的沖

5、擊載荷，從而改善汽車行駛的平順性。1.3 預(yù)期的成果 設(shè)計出小型低速載貨汽車的驅(qū)動橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件，配合其他同組同學(xué)，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的全局。使設(shè)計出的產(chǎn)品使用方便，材料使用最少，經(jīng)濟性能最高。 1.提高汽車的技術(shù)水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更經(jīng)濟，更舒適，更機動，更方便，動力性更好，污染更少。2.改善汽車的經(jīng)濟效果，調(diào)整汽車在產(chǎn)品系列中的檔次，以便改善其市場競爭地位并獲得更大的經(jīng)濟效益。1.4 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r隨著目前國際上石油價格的上漲，汽車的經(jīng)濟性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對乘用車，對于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟性也是各商用車生產(chǎn)商來提

6、高其產(chǎn)品市場競爭力的一個法寶，為了降低油耗，不僅要在發(fā)動機的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動機的動力輸出之后，在從發(fā)動機傳動軸驅(qū)動橋，這一動力輸送環(huán)節(jié)中，尋找減少能量在傳遞的過程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動機是動力的輸出者，也是整個機器的心臟，而驅(qū)動橋則是將動力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動機相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動機匹配性比較高的驅(qū)動橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計新型的驅(qū)動橋成為新的課題。低速載貨汽車，在汽車發(fā)展趨勢中，有著很好的發(fā)展前途。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作簡便，價格便宜的低速載貨汽車將適合大多數(shù)消費者的要求。在國家積極投入和支持發(fā)展汽車產(chǎn)

7、業(yè)的同時，能研制出適合中國國情，包括道路條件和經(jīng)濟條件的車輛，將大大推動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的提高。第2章 總體方案論證驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。驅(qū)動橋設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率。e)在保證足夠的強度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)

8、量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。 f)與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。g)結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。2.1 非斷開式驅(qū)動橋普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在

9、多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺點。驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結(jié)構(gòu)。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越

10、野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅(qū)動車輪的旁邊。在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅(qū)動汽車和超重型載貨汽車上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總體布置很方便。2.2 斷開式驅(qū)動橋斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明

11、顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應(yīng)地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動。汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著

12、的影響。斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。2.3 多橋驅(qū)動的布置為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動，常采用的有44、66、88等驅(qū)動型式。在多橋驅(qū)動的情況下

13、，動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對88汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動橋就更不適宜，也難于布置了。為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩

14、端的驅(qū)動橋的動力，是經(jīng)分動器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來方便。由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計,最后本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示： 1半軸 2圓錐滾子軸承 3支承螺栓 4主減速器從動錐齒輪 5油封 6主減速器主動錐齒輪 7彈簧座 8墊圈 9輪轂 10調(diào)整螺母 圖2-1 驅(qū)動橋2.4 本章小結(jié)本章主要介紹了汽車車橋結(jié)構(gòu)型式幾種不同的方案，經(jīng)過各種不同方案優(yōu)、缺點的比較，最終選擇普通非

15、斷開式驅(qū)動橋。驅(qū)動橋采用普通非斷開式驅(qū)動橋。因為它結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車。它的特點是橋殼是一根支撐在左、右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，而齒輪及半軸等所有的傳動機件都裝在其中。這雖然使汽車的簧下質(zhì)量增大，但是鑒于上述的優(yōu)點，可在驅(qū)動橋的主減速器以及驅(qū)動橋橋殼上優(yōu)選以減輕質(zhì)量，這樣可彌補不足。如主減速器的型式（單級主減速器）、減速器殼的材料（高強度的球墨鑄鐵代替普通的可鍛造鑄鐵來鑄造減速器殼）以及橋殼的形式（采用鋼板沖壓焊接的整體式橋殼及鋼管擴制的整體式橋殼）。第3章 主減速器設(shè)計此處刪除XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

16、XXXXXXXXXXXXX約5000字,需完整說明書聯(lián)系Q2215891151。Cr= (3.22)式中：ft溫度系數(shù)，查文獻4，得ft=1；滾子軸承的壽命系數(shù)，查文獻4，得=10/3；n軸承轉(zhuǎn)速，r/min；Lh軸承的預(yù)期壽命，5000h；將各參數(shù)代入式（3-22）中，有；Cr=24061N初選軸承型號查文獻3，初步選擇Cr =24330N Cr的圓錐滾子軸承7206E。驗算7206E圓錐滾子軸承的壽命Lh = (3.23)將各參數(shù)代入式（3-21）中，有： Lh =4151h5000h所選擇7206E圓錐滾子軸承的壽命低于預(yù)期壽命，故選7207E軸承,經(jīng)檢驗?zāi)軡M足。軸承B、軸承C、軸承D、

17、軸承E強度都可按此方法得出，其強度均能夠滿足要求。3.7 本章小結(jié) 本章是對主減速器的設(shè)計，確定主減速器結(jié)構(gòu)形式，以及通過確定主減速比，對主減速器主、從動錐齒輪參數(shù)的確定及強度的校核；軸承型號確定及校核都進行了嚴(yán)格的計算。第4章 差速器設(shè)計汽車在行使過程中，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。這樣，如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會使轉(zhuǎn)向沉重，通過性

18、和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。差速器是個差速傳動機構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動，用來保證各驅(qū)動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器。普通齒輪式差速器的傳動機構(gòu)為齒輪式。齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。強制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當(dāng)一側(cè)

19、驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。查閱文獻5經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對稱式圓錐行星齒輪差速器。普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)，但用到越野汽車上需要采取防滑措施。例如加進摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱

20、的、能強制鎖住差速器的裝置差速鎖等。4.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計1) 行星齒輪數(shù)n通常情況下，貨車的行星齒輪數(shù)n=4。2) 行星齒輪球面半徑Rb行星齒輪球面半徑Rb反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力。Rb=Kb (4.1)式中： Kb行星齒輪球面半徑系數(shù)，Kb=2.53.0，對于有兩個行星齒輪的轎車取最大值； Td差速器計算轉(zhuǎn)矩，Nm；將各參數(shù)代入式（4-1），有：Rb=34 mm3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)z1和z2為了使輪齒有較高的強度，z1一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)z2在1425選用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.52.0的范圍內(nèi)，且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒

21、輪齒數(shù)整除。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比=2，半軸齒輪齒數(shù)z2=24，行星齒輪的齒數(shù) z1=12。4）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角1、2及模數(shù)m行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角1、2分別為： 1= (4.2)2= (4.3)將各參數(shù)分別代入式（42）與式（43），有：1=27，2=63錐齒輪大端模數(shù)m為 m= (4.4)將各參數(shù)代入式（4-4），有：m=5.497查閱文獻3，取模數(shù)m=5.55）半軸齒輪與行星齒輪齒形參數(shù)按照文獻3中的設(shè)計計算方法進行設(shè)計和計算，結(jié)果見表4-1。6）壓力角汽車差速齒輪大都采用壓力角=2230，齒高系數(shù)為0.8的齒形。表4-1半軸齒輪與行星齒輪參數(shù)參

22、數(shù)符 號半軸齒輪行星齒輪分度圓直徑d14196齒頂高h(yuǎn)a1.833.76齒根高h(yuǎn)f4.432.5齒頂圓直徑da144103齒根圓直徑df13384齒頂角a419231齒根角f231419分度圓錐角6327頂錐角a67192931根錐角f60292241錐距R4747分度圓齒厚s99齒寬b20277）行星齒輪軸用直徑d行星齒輪軸用直徑d（mm）為 d= (4.5)式中：T0差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm；n行星齒輪數(shù)；rd行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x，mm；c支承面許用擠壓應(yīng)力，取98 MPa；將各參數(shù)代入式（4-5）中，有：d=15.7mm，取16mm。4.3 差速器齒輪的材料差速器齒輪和主減速器

23、齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。4.4 普通錐齒輪式差速器齒輪強度計算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。因此，對于差速器齒輪主要應(yīng)進行彎曲強度計算。輪齒彎曲應(yīng)力w（MPa）為 w= (4.6)式中：n行星齒輪數(shù)；J綜合系數(shù)，取0.01；b2半軸齒輪齒寬，mm；d

24、2半軸齒輪大端分度圓直徑，mm；T半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩（Nm），T=0.6 T0；ks、km、kv按照主減速器齒輪強度計算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取；將各參數(shù)代入式（4-6）中，有：w=852 MPa按照文獻1, 差速器齒輪的ww=980 MPa，所以齒輪彎曲強度滿足要求。4.5 本章小結(jié)本章是對差速器的設(shè)計，首先選定差速器形式，然后確定行星齒輪和半軸齒輪的主要參數(shù)并對其強度進行計算。第5章 半軸設(shè)計驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。在斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋中，驅(qū)動車輪的傳動裝置包括半軸和萬向節(jié)傳動裝置且多采用等速萬向節(jié)。在一般非斷開式驅(qū)動橋上，驅(qū)動車輪的傳

25、動裝置就是半軸，這時半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動齒輪連接起來。5.1 半軸的型式普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種。半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動鼓相聯(lián)接)。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車輪傳來的彎矩。由此可見，半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽

26、車。3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即3/4浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因素決定。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命。可用于轎車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對軸承支承于橋殼的半軸套管上。多采用一對圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少

27、采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。由于車輪所承受的垂向力、縱向力和側(cè)向力以及由它們引起的彎矩都經(jīng)過輪轂、輪轂軸承傳給橋殼，故全浮式半軸在理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。但在實際工作中由于加工和裝配精度的影響及橋殼與軸承支承剛度的不足等原因，仍可能使全浮式半軸在實際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為570MPa。具有全浮式半軸的驅(qū)動橋的外端結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需采用形狀復(fù)雜且質(zhì)量及尺寸都較大的輪轂，制造成本較高，故轎車及其他小型汽車不采用這種結(jié)構(gòu)。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車上。5.2 半軸的設(shè)計與計算半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計與計算時首先應(yīng)合理地確定其計算載荷。半軸的計算應(yīng)考慮到以下三種可

28、能的載荷工況：1）縱向力X2最大時(X2Z2)附著系數(shù)尹取0.8，沒有側(cè)向力作用；2）側(cè)向力Y2最大時，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時，為Z2中，側(cè)滑時輪胎與地面?zhèn)认蚋街禂?shù)，在計算中取1.0，沒有縱向力作用；3）垂向力Z2最大時，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時，其值為(Z2-gw)kd，kd是動載荷系數(shù)，這時沒有縱向力和側(cè)向力的作用。由于車輪承受的縱向力、側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即:故縱向力X2最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力Y2最大時也不會有縱向力作用。5.2.1 全浮式半軸的設(shè)計計算本課題采用帶有凸緣的全浮式半軸，其詳細(xì)的計算校核如下： 全浮式半軸計算載荷的確定 全浮式

29、半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩按下式進行：T=Temaxig1i0 (5.1)式中：差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對圓錐行星齒輪差速器可取0.6； ig1變速器1擋傳動比； i0主減速比。已知：Temax430Nm；ig17.48； i06.33 ；=0.6計算結(jié)果： T=0.64307.486.33 =12215N.m 在設(shè)計時，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進行： (5.2)式中：d半軸桿部直徑，mm； T半軸的計算轉(zhuǎn)矩，Nrn；半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，MPa。根據(jù)上式帶入T12215 Nm，得：32.50mmd33.85mm?。篸=33mm給定一個安全系數(shù) k=1.5d=kd =1.533 =50m

30、m全浮式半軸支承轉(zhuǎn)矩，其計算轉(zhuǎn)矩為： (5.3)三種半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力由下式計算： (5.4)式中：半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；T一半軸的計算轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm；d半軸桿部直徑，d=50mm。 將數(shù)據(jù)帶入式（5-3）、（5-4）得：=528MPa半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 (5.5)半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為 (5.6)式中：T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm；DB半軸花鍵(軸)外徑，DB=54mm；dA相配的花鍵孔內(nèi)徑，dA=50mm；z花鍵齒數(shù)；Lp花鍵工作長度，Lp=70mm；B花鍵齒寬，B=9mm；載荷分布的不均勻系數(shù)，取0.75。 將數(shù)據(jù)帶入式（5-5）、（5-6）得：=68Mpa=169M

31、Pa半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 (5.7)式中：T半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩，T=12215Nm；l半軸長度，l=900mm；G材料的剪切彈性模量，MPa；J半軸橫截面的極慣性矩， mm4。 將數(shù)據(jù)帶入式（5-7）得： = 8半軸計算時的許用應(yīng)力與所選用的材料、加工方法、熱處理工藝及汽車的使用條件有關(guān)。當(dāng)采用40Cr，40MnB，40MnVB，40CrMnMo，40號及45號鋼等作為全浮式半軸的材料時，其扭轉(zhuǎn)屈服極限達到784MPa左右。在保證安全系數(shù)在1.31.6范圍時，半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力可取為490588MPa。對于越野汽車、礦用汽車等使用條件差的汽車，應(yīng)該取較大的安全系數(shù)，這時許用應(yīng)力應(yīng)取小值；對于使用條

32、件較好的公路汽車則可取較大的許用應(yīng)力。當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過71.05MPa；擠壓應(yīng)力不應(yīng)該超過196MPa，半軸單位長度的最大轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于8/m。 5.3 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加，通常取10齒(轎車半軸)至18齒(載貨汽車半軸)。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無較大鍛造設(shè)備時可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡化工藝。在現(xiàn)代汽車半

33、軸上，漸開線花鍵用得較廣，但也有采用矩形或梯形花鍵的。半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。40MnB是我國研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB388444(突緣部分可降至HB248)。近年來采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。這種處理方法使半軸表面淬硬達HRC5263，硬化層深約為其半徑的13，心部硬度可定為HRC3035；不淬火區(qū)(突緣等)的硬度可定在HB248277范圍內(nèi)。由于硬化層本身的強度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，

34、以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高得十分顯著。由于這些先進工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳(40號、45號)鋼的半軸也日益增多。5.4 本章小結(jié) 本章是對半軸的設(shè)計，確定其結(jié)構(gòu)形式、軸徑，根據(jù)軸徑對半軸及花鍵所受扭矩進行嚴(yán)格的計算。第6章 驅(qū)動橋殼設(shè)計驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪作用在驅(qū)動車輪上的牽引力，制動力、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。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置(如半軸)的外殼。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重

35、的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強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，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。6.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式1）可分式橋殼可分式橋殼的整個橋殼由一個垂直接合面分為左右兩部分，每一部分均由一個鑄件殼體和一個壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成

36、一個整體。其特點是橋殼制造工藝簡單、主減速器軸承支承剛度好。2）整體式橋殼整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強度及剛度都比較好。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立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，調(diào)整好以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。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴張成形式三種。6.2 橋殼的受力分析及強度計算當(dāng)牽引力或制動力最大時，橋殼鋼板彈簧座處危險端面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： (6.1) (6.2)式中:地面對車輪垂

37、直反力在橋殼板簧座處危險端面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩，； 橋殼板簧座到車輪面的距離；牽引力或制動力（一側(cè)車輪上的）在水平平面內(nèi)引起的彎矩，；牽引或制動時，上述危險斷面所受的轉(zhuǎn)矩，；、分別為橋殼危險斷面垂直平面和水平面彎曲的抗彎截面系數(shù)；危險斷面的抗扭截面系數(shù)。將數(shù)據(jù)帶入式（6-2）、（6-3）得： =400 N/mm2 =250 N/mm2 橋殼許用彎曲應(yīng)力為300-500N/mm2，許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為150-400N/mm2?？慑懺鞓驓と≥^小值，鋼板沖壓焊接橋殼取最大值。6.3 本章小結(jié)本章是對橋殼結(jié)構(gòu)形式的確定以及強度計算。結(jié) 論 本課題設(shè)計的貨車驅(qū)動橋，采用非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速

38、器造價低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。設(shè)計介紹了后橋驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計算了差速器、主減速器以及半軸的結(jié)構(gòu)尺寸，進行了強度校核，并繪制了有關(guān)零件圖和裝配圖。本驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)合理，符合實際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)濟性，驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機件工藝性好，制造容易。但此設(shè)計過程仍有許多不足，在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時，有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得出，這樣就帶來了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時間問題，做得還不夠仔細(xì)，懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。 參考文獻 1 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京:清華大學(xué)出版社,2001.2 陳家瑞. 汽車構(gòu)造M. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.3 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊M：設(shè)計篇.北京：人民交通出版社，2001.4 成大先.機械設(shè)計手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1.5 余志生. 汽車?yán)碚揗