畢業(yè)設(shè)計(jì)中型貨車(chē)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

1、ABSTRACTThe design is a reference to the traditional axle design. Access to a lot of information in the design process.This design is the first demonstration program. Followed by the structure of the drive axle design. Including the choice of the number of gear pairs, the choice of gear type differe

2、ntial design, the choice of the differential gear, axle housing structure. Which force the check: the main driven gear check, check, bearing axle spline and gear shaft spline checking, axle check under different working environments. In the design process in accordance with the conditions of use of

3、design reference models, purpose, and select the appropriate structure. Taking into account the practicality, economy, stability of the drive axle.3D modeling software for UG7.5, and catiaV5 2D drawings drawn mainly use catiaV5. Use of UG7.5 assembly simulation exercise. And detect the spatial relat

4、ionships of various parts in the 3D modeling process. Appropriate changes to the parameters of the primary.The design seeks to meet the case, the axle structure is simplified. Try to reduce costs and improve the stability of the drive axle. However, due to the limitations of their own level, there a

5、re many inadequacies. I hope you correct!Key words: medium-sized trucks the rear axle differential axle housing目錄第一章主減速器的設(shè)計(jì)11.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式11.2主減速器減速型式的選擇11.3主減速器齒輪型式的選擇1螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪比較2雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)21.4主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式選擇3主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式31.5主減速器從動(dòng)齒輪支承的選擇41.6主減速器齒輪計(jì)算荷載的確定51.7主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇7齒數(shù)的選擇7節(jié)圓直徑的選

6、擇8齒輪端面模數(shù)的選擇8齒面寬的選擇9雙曲面齒輪的偏移距E與偏移方向的選擇9雙曲面齒輪螺旋方向的選擇10螺旋角的選擇11齒輪法向壓力角的選擇131.8雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算15單位齒長(zhǎng)上的圓周力15齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算16齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算181.9主減速器齒輪的材料及熱處理191.10主減速器軸承的計(jì)算20第二章差速器262.1差速器的結(jié)構(gòu)與選擇262.2差速器齒輪基本參數(shù)選擇27行星齒輪數(shù)目的選擇27行星齒輪球半徑RB的確定27行星齒輪與半軸齒輪齒輪數(shù)的選擇28差速器錐形齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初選28壓力角28行星齒輪的安裝直徑及其深度L的確定292.3差速器齒輪的彎曲應(yīng)力29第三章驅(qū)動(dòng)

7、橋車(chē)輪的傳動(dòng)裝置313.1半軸的型式31半浮式半軸313.1.2 3/4浮式半軸31全浮式半軸313.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算34載荷工況34全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算34主動(dòng)錐齒輪花鍵的校核36半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料37第四章驅(qū)動(dòng)橋橋殼384.1 橋殼結(jié)構(gòu)的形式與選擇38可分式橋殼38整體式橋殼38組合式橋殼404.2橋殼的強(qiáng)度計(jì)算40橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算41在不平的路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度計(jì)算42汽車(chē)以最大牽引力行駛時(shí)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算43汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算45總結(jié)47致謝48參考文獻(xiàn)49附錄50第一章 主減速器的設(shè)計(jì)主減速器的功用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)的減低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置事還具有改

8、變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。1.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式為了滿足不同的需求，主減速器的結(jié)構(gòu)形似也是不同的。按參加減速的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器。在雙級(jí)式主減速器中，若第二級(jí)減速齒輪有兩副，并置于兩車(chē)車(chē)輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立的部件，則稱為輪邊主減速器。按主減速器主傳動(dòng)比擋數(shù)分，有單速式和雙速式。前者的傳動(dòng)比是固定的，后者有兩個(gè)傳動(dòng)比供駕駛員選擇，以適應(yīng)不同的行駛條件的需求。按齒輪副的形式分，有圓柱齒輪、錐齒輪、雙曲面齒輪、蝸桿齒輪6。1.2主減速器減速型式的選擇主減速器的減速型式分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、單級(jí)貫通、主減速器及輪邊減速等。減速型式的選擇與汽車(chē)的類型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與

9、制造廠已有的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，由于本次設(shè)計(jì)參考的車(chē)輛驅(qū)動(dòng)形式為4X2，所以不用考慮單級(jí)貫通主減速器。但主要取決于動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車(chē)性能所要求的主減速器比io的大小及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)動(dòng)橋的數(shù)目與布置型式等。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等特點(diǎn)，因此它廣泛地運(yùn)用主減速比io7.6的各種中小型汽車(chē)上。大多數(shù)中型貨車(chē)都采用這種型式。多數(shù)采用單級(jí)主減速的載貨汽車(chē)的傳動(dòng)比則選擇在57.雙級(jí)主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、制造成本高，因此僅用在主減速比在7.6io12且在采用單級(jí)減速器不能滿足既定的減速比與離地間隙要求的重型汽車(chē)上。也就說(shuō)雙級(jí)主減速器在相同的主減速比的情況下，

10、可以大大縮小驅(qū)動(dòng)橋的尺寸從而增大了最小離地間隙。輪邊主減速器也屬于雙級(jí)主減速器的一種，它不僅具有減小驅(qū)動(dòng)橋尺寸的優(yōu)點(diǎn)還具有減小半軸所受的轉(zhuǎn)矩。但是它的缺點(diǎn)也是明顯的。根據(jù)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本要求在單級(jí)減速器滿足的情況下，不考慮雙級(jí)主減速器。又因本次設(shè)計(jì)參考的車(chē)型為中型貨車(chē)。無(wú)論從生產(chǎn)成本與售后維修成本來(lái)說(shuō)首選單級(jí)主減速器1。1.3主減速器齒輪型式的選擇現(xiàn)代汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。蝸桿蝸輪傳動(dòng)雖然在汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上也得到了一定的應(yīng)用，但主要是在超重型汽車(chē)上，當(dāng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)與相對(duì)較低車(chē)速和較大輪胎之間的配合要有大的主減速比（814）時(shí)，采用一級(jí)蝸桿傳動(dòng)比較合適，因此本次

11、設(shè)計(jì)也無(wú)需考慮蝸桿傳動(dòng)。在貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中通常在雙級(jí)主減速器才會(huì)出現(xiàn)圓柱齒輪，因此也不需要考慮。螺旋錐齒輪如圖1-3（a）所示。其主、從動(dòng)齒輪軸線線相較于一點(diǎn)。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器齒輪副都采用900交角的布置。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上齒輪同時(shí)嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受較大的負(fù)荷。加之齒輪不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而的轉(zhuǎn)向另一端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)動(dòng)是很小的。對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪 副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支

12、承剛度，增大殼體剛度。圖1-3 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)（a） 螺旋錐齒輪傳動(dòng) （b）雙曲面齒輪齒輪傳動(dòng)雙曲面齒輪如圖1-3（b）所示。其主、從動(dòng)動(dòng)齒輪軸線不相交而呈現(xiàn)空間交叉，其空間交叉角也是900。但其具有偏移距離。當(dāng)偏移距離大到一定的程度時(shí)，可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪軸旁邊通過(guò)。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊湊的支承。這對(duì)增強(qiáng)支承剛度。保證齒輪正確嚙合從而提高齒輪壽命都有好處。1.3.1螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪比較1.當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。 2.當(dāng)傳動(dòng)比一定，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，較高的輪齒強(qiáng)度以

13、及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。 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)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。 1.3.2雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)1.在工作過(guò)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(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)?？v向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 2.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)較多，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。 3.雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪

14、為大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。 4.雙曲面主動(dòng)齒輪的變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。 5.雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤(pán)刀頂距較大，因而切削刃壽命較長(zhǎng)。6.雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪中心上方，便于實(shí)現(xiàn)多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。布置在從動(dòng)齒輪中心下方可降低萬(wàn)向傳動(dòng)軸的高度 ，有利于降低轎車(chē)車(chē)身高度，并可減小車(chē)身地板中部凸起通道的高度。當(dāng)傳動(dòng)比io4.5時(shí)，雙曲面齒輪更具優(yōu)勢(shì)。當(dāng)傳動(dòng)比4.5io2時(shí)，兩種齒輪都很適合。當(dāng)傳動(dòng)比2io時(shí)，螺旋錐齒輪更為合適。本次設(shè)計(jì)的車(chē)橋的傳動(dòng)比為6.33，因此選雙曲面齒輪更為合理。1.4

15、主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式選擇主減速器中必須保證主、從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的 工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)8。1.4.1主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式1.懸臂式懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖 1-4a)的特點(diǎn)是在主動(dòng)齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長(zhǎng)度 a 和增加兩支承間的距離凸 b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開(kāi)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。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離 b 應(yīng)大于 25 倍的懸臂長(zhǎng)

16、度 a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。應(yīng)注意，對(duì)于圓錐滾子軸承來(lái)說(shuō)，由于潤(rùn)滑油只能從圓錐滾子軸承的小端在離心力的作用下流向大端，因此在殼體上應(yīng)有通入兩軸承的進(jìn)油道級(jí)使?jié)櫥头祷氐幕赜偷?。圖1-4 支承型式2.跨置式跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖 1-4b)的特點(diǎn)是在主動(dòng)齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大

17、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(duì)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(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車(chē)布置。但是跨置式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，加工成本提高。另外，因主、 從動(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布 置不下或使齒輪拆裝困難。跨置式支承中的導(dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。本次設(shè)計(jì)所參考的車(chē)型為中

18、型貨車(chē)。所以選擇跨置式。1.5主減速器從動(dòng)齒輪支承的選擇從動(dòng)齒輪的支承(圖1-5)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例而定的。1.增強(qiáng)支承剛度，c+d應(yīng)盡量小，但應(yīng)使從動(dòng)齒輪背面有足夠的空間設(shè)置加強(qiáng)筋。2.增強(qiáng)支承的穩(wěn)定性，c+d不應(yīng)小于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的70%。3.為了使載荷盡量均勻分布在兩軸承上，應(yīng)使cd1。圖1-5 從動(dòng)齒輪支承型式對(duì)于從動(dòng)齒輪輻條的設(shè)置：轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)采用無(wú)輻條式結(jié)構(gòu)并且用細(xì)牙螺釘緊配合在差速器殼上。中型或重型多采用有輻條式結(jié)構(gòu)，用螺栓或鉚釘與差速器殼固定。所以選擇有輻條式結(jié)構(gòu)。止推裝置對(duì)從動(dòng)齒輪外緣背面加以支承，使其在大的負(fù)荷下不產(chǎn)生較大的變

19、形。對(duì)于主減速器采用雙曲面齒輪副來(lái)說(shuō)尤為重要。因?yàn)殡p曲面齒輪具有對(duì)安裝誤差敏感的特點(diǎn)。止推裝置有三種：不可調(diào)的，可調(diào)整的和滾輪式的止推裝置。主減速器主、從動(dòng)齒輪在載荷下作用下的偏移容許極限值見(jiàn)圖1-6圖1-6 偏移容許極限值1.6主減速器齒輪計(jì)算荷載的確定一般將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)與驅(qū)動(dòng)車(chē)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（Tje、 Tj）的較小者，作為載貨汽車(chē)在強(qiáng)度計(jì)算用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。有： （1.61） （1.62）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，本次設(shè)計(jì)為730N·m由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比，本

20、次設(shè)計(jì)取6.33×9.258.236.超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野車(chē)以及液力傳動(dòng)的各類汽車(chē)取1.當(dāng)性能系數(shù)fp>0.可以取2. ma=12000kg . fp<0.所以=1.N該車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；本次設(shè)計(jì)取1.汽車(chē)滿載時(shí)后驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷；平頭貨車(chē)且4X2型后雙胎，后橋應(yīng)達(dá)到總質(zhì)量的65%.2=12000×9.8×0.65=76440N.m2最大加速度時(shí)后軸負(fù)荷增大量，一般乘用車(chē)取1.21.4,。貨車(chē)取1.11.2.本次設(shè)計(jì)取1.2.輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路汽車(chē)，=0.85，越野車(chē)，=1.對(duì)于安裝專門(mén)的防滑寬輪

21、胎的高級(jí)轎車(chē)，=1.25。本次設(shè)計(jì)取=0.85.車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，本次設(shè)計(jì)取0.502m.汽車(chē)傳動(dòng)比，在此取0.9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。本次設(shè)計(jì)取0.98，取1.因?yàn)椴皇禽嗊呏鳒p速器。最后代入數(shù)字得：=38261.05N. =39939.12N對(duì)于公路車(chē)輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車(chē)輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定，主減速器從動(dòng)齒輪輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 （1.63）式中 汽車(chē)滿載總重，在此取12000×9.8=117600N道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，轎車(chē)取0.0100.015；載貨汽車(chē)取0.0150.020；越野車(chē)取0.0200.035

22、；在此取0.018.汽車(chē)正常使用時(shí)的爬坡能力系數(shù)。一般轎車(chē)取0.08；載貨汽車(chē)和城市公共汽車(chē)取0.050.09；長(zhǎng)途汽車(chē)取0.060.10；越野車(chē)取0.090.30.在此取0.07。汽車(chē)性能系數(shù)代入數(shù)字可得=0；最后1.7主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇1.7.1齒數(shù)的選擇齒數(shù)選擇的要求1.對(duì)于單級(jí)主減速器，io較大時(shí)；主動(dòng)齒輪齒數(shù)z1取得小些，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間距3。2. io6時(shí)，z1最小可以去到5，但為了嚙合平穩(wěn)與提高疲勞強(qiáng)度，z1最好大于5；3.為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)之間應(yīng)避免公約數(shù)；4.為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于轎車(chē)不應(yīng)小于40；對(duì)于轎車(chē)不應(yīng)小于50；因此根據(jù)

23、齒數(shù)選擇的要求及下表1-7-1，可以選z1為7，則z2=7×6.33=44.3144。表1-7-1 齒數(shù)推薦1.7.2節(jié)圓直徑的選擇可根據(jù)從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)式1.61、1.62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： （1.71）式中 從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑；直徑系數(shù)，取1316，在此取14;計(jì)算轉(zhuǎn)矩取式子2.61、2.62中較小者。最后代入數(shù)字有：=mm.最后初選d2=475mm.1.7.3齒輪端面模數(shù)的選擇選定后，可有式子 m=d2/z2 算出從動(dòng)齒輪大端端面模數(shù)，代入數(shù)字有；m=455/4410.80.用以下式子進(jìn)行校核： （1.72）式中 計(jì)算轉(zhuǎn)矩；模數(shù)系數(shù)，取0.3

24、0.4;代入數(shù)字有：10.11m13.48,因此符合要求，又根據(jù)下表1-7-3選擇合適的模數(shù)；表1-7-3 錐齒輪模數(shù)（mm）最后選取m=11mm,反算有d2=44×11=484mm;1.7.4齒面寬的選擇雙曲面齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，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)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。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。因

25、此從動(dòng)齒輪齒寬 F=0.155d2 （1.73）最后得：F=0.155×484=75.02mm；最后取整：F=80mm;主動(dòng)齒輪齒寬F1應(yīng)比F大10%，因此F1=1.1×80=88mm;最后取整F1=88mm1.7.5雙曲面齒輪的偏移距E與偏移方向的選擇1轎車(chē)、輕型客車(chē)和輕型載貨汽車(chē)主減速器的值，不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距的40%（接近于從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑的20%）；而載貨汽車(chē)、越野汽車(chē)和公交車(chē)等重負(fù)荷傳動(dòng)，則不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距的20%（或取為的10%12%，一般不超過(guò)12%）。傳動(dòng)比越大則也應(yīng)越大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，可達(dá)到的20%30%，但此時(shí)需要檢查是否存在

26、根切。因此有：=0.10×d2=0.10×484=48.80mm,取整有E=48mm;雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種如圖1-7。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)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反.圖1-7偏移方向（a）,(b)主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋下偏移（c）,(d)主動(dòng)齒輪右旋，從動(dòng)齒輪左旋下偏移1.7.6雙曲面齒輪螺旋方向的選擇無(wú)論怎么選擇。都應(yīng)該遵循的原則是；當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止輪齒卡死

27、而損壞。如圖1-8，可知為了使車(chē)輛前進(jìn)擋向前行駛，則從動(dòng)齒輪應(yīng)該是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從齒輪背后看去）。而主動(dòng)齒輪從大端看向小端應(yīng)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以根據(jù)圖可知，主動(dòng)齒輪的螺旋方向選左旋，從動(dòng)齒輪的螺旋方向是右旋。只有這樣才能使汽車(chē)掛前進(jìn)擋時(shí)主動(dòng)齒輪軸向力離開(kāi)錐頂方向。圖1-8雙曲面齒輪的螺旋方向及軸向力1.7.7螺旋角的選擇螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪螺旋角沿齒寬是變化的，因此，常用齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角來(lái)表示，稱為中點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角（圖1-9）。螺旋錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，而雙曲面齒輪副由于存在偏移距，而使其中點(diǎn)螺旋角不相等，且主動(dòng)齒輪螺旋角要比從動(dòng)齒輪螺旋角大,兩者之差稱為偏移角。圖1-9 螺旋

28、角選擇時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。一般應(yīng)不小于1.25，對(duì)于轎車(chē)應(yīng)在1.51.8內(nèi)選取。但是過(guò)大，齒輪上所受的軸向力也會(huì)過(guò)大3。 “格里森”制齒輪推薦用下式預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值： （1.77）式中：主動(dòng)齒輪名義（中點(diǎn)）螺旋角的預(yù)選值；、主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；從動(dòng)齒輪的分度圓直徑；雙曲面齒輪副的偏移距。代入數(shù)字有：最后根據(jù)下表1-7-7b選取450。表1-7-7b 螺旋角選擇參考表所得的螺旋角應(yīng)按表1-7-7c來(lái)檢驗(yàn)的大小，使其不小于1.25.該圖的縱坐標(biāo)F/m是齒面寬與模數(shù)之比。偏移角

29、： 按雙曲面齒輪幾何計(jì)算用表，則有：16.280=-=450-16.280=28.720表1-7-7c 齒面重疊系數(shù)1.7.8齒輪法向壓力角的選擇格里森制齒輪規(guī)定轎車(chē)主減速器螺旋錐齒輪選用14°30或16°的法向壓力角，載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)選用20°或22°30的法向壓力角；對(duì)于雙曲面齒輪轎車(chē)選用19°的平均壓力角，載貨汽車(chē)選用22°30的平均壓力角。當(dāng)8時(shí)，其平均壓力角均選用21°15。因此本次設(shè)計(jì)選取22°30.雙曲面幾何尺寸序號(hào)名稱結(jié)果17244311480588622.50748896948410203.20

30、114501228.72°13100（大約）14790（大約）15800（大約）16740（大約）1716.2801840190.1302043（單位為分）21279（單位為分）22螺旋方向主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋。23旋轉(zhuǎn)方向主動(dòng)齒輪順時(shí)針，從動(dòng)齒輪逆時(shí)針。1.8雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算1.8.1單位齒長(zhǎng)上的圓周力單位齒長(zhǎng)上的圓周力： （1.81）式中 單位齒長(zhǎng)的圓角力；作用在齒輪上的圓周力；從動(dòng)齒輪的齒面寬度；按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： （1.82）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；變速器傳動(dòng)比，通常取檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算；主動(dòng)齒輪分度圓直徑；對(duì)于雙曲面齒輪分度圓直徑有：按最大附著力矩計(jì)算時(shí)有：

31、（1.83）式中：滿載下驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷；輪胎與地面的附著系數(shù)；輪胎的滾動(dòng)半徑；主減速器從動(dòng)齒輪分度圓半徑;常作為估算主減速器齒輪表面耐磨性。許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力見(jiàn)表表1-8-1?，F(xiàn)代汽車(chē)材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，計(jì)算所得的值有可能高出該圖數(shù)據(jù)達(dá)20%25%；表1-8-1 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 N/mm代入相應(yīng)的數(shù)字有：=表中的載貨汽車(chē)圓周力數(shù)據(jù)都擴(kuò)大25%。有;1786.25N/mm.以上所得數(shù)據(jù)都小于1786.25 N/mm.所以都符合。1.8.2齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車(chē)主減速器雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力（N/mm2） （1.84）式中：錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力；所計(jì)算齒輪的計(jì)算

32、轉(zhuǎn)矩(N.m)；從動(dòng)齒輪按中較小和計(jì)算（一般由于從動(dòng)齒輪受力較主動(dòng)齒輪大，常只校核從動(dòng)齒輪）；超載載系數(shù)；尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)1.6mm時(shí)，=(25.4)。計(jì)算得：0.811.載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均采用跨置式結(jié)構(gòu)：=1.01.1，當(dāng)一個(gè)齒輪采用跨置式結(jié)構(gòu)：=1.101.25；質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，=1.0；所計(jì)算的齒輪齒面寬(mm)；所討論齒輪的齒數(shù)；端面模數(shù) 所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，從表1-8-2選取;中較小計(jì)算時(shí)，汽車(chē)主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力為700MPa;按計(jì)算時(shí)，許用彎曲應(yīng)力為

33、210.9MPa,破壞循環(huán)次數(shù)為6×106。從動(dòng)齒輪受力一般都比主動(dòng)齒輪大。所以本次計(jì)算所采用的數(shù)據(jù)為從動(dòng)齒輪的。從表1-8-2可知0.286.代入數(shù)字有：計(jì)算結(jié)果小于700MPa,所以符合要求，合格。將換成計(jì)算時(shí)，有，小于210.9MPa，符合要求。汽車(chē)主減速器齒輪的損壞形式主要是疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩有關(guān)中的最小者只能用來(lái)檢驗(yàn)最大應(yīng)力。表1-8-2 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)，用于平均壓力角為22°30的雙曲面齒輪1.8.3齒輪的接觸強(qiáng)度計(jì)算雙曲面齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為： （1.85）式中:錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力(MPa)；主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N

34、.m）；有;38261.05÷6.33÷0.966296.25。 主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；齒面寬，通常取從動(dòng)齒輪的；尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)1.6mm時(shí)，=(25.4)。表面質(zhì)量系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)(如鍍銅、磷化處理等)，對(duì)于制造精確的齒輪，取1.0；綜合彈性系數(shù)，針對(duì)鋼齒輪取232.6Nmm；齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)；按表1-8-3選取，最后取0.182.分別代入數(shù)最大應(yīng)力有：主動(dòng)齒輪平均轉(zhuǎn)距有：代入主動(dòng)齒輪平均轉(zhuǎn)矩有： 表1-8-3接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù)J，用于平均壓力角為22°3

35、0的雙曲面齒輪當(dāng)按照計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為2800MPa;當(dāng)按照計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力1750MPa;由以上計(jì)算可知，符合要求，合格。1.9主減速器齒輪的材料及熱處理汽車(chē)主減速器錐齒輪的工作條件相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其它齒輪相比較，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。它是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。因此對(duì)齒輪材料及熱處理應(yīng)滿足如下要求：1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性；2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷；3）鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處

36、理后變形小或變形規(guī)律易控制；4）選擇齒輪材料的合金元素要適應(yīng)我國(guó)的情況。盡量少用我國(guó)礦藏量少的元素的合金鋼（如鎳、鉻等），而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼；汽車(chē)主減速器雙曲面齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，常用鋼號(hào)有：20CrMnTi、20MnVB、20Mn2TiB、20CrMnMo等，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為2945HRC，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為3245HRC。對(duì)滲碳層有如下規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)5時(shí)，厚度為0.91.3mm=58時(shí)，厚度為1.01.4mm8時(shí)，厚度為1.21.6mm為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨

37、損、擦傷、膠合或咬死，雙曲面齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為0.0050.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25的齒輪壽命。1.10主減速器軸承的計(jì)算影響軸承的壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗(yàn)算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷4。 主減速器軸承的當(dāng)量載荷有： （1.10）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；變速器，倒檔使用率，如無(wú)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?？蓞⒖急?-10；變速器，倒檔的傳動(dòng)比；變變速器處于，倒檔的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，考參表1-11表1-10變速器各檔的使用率 %本次設(shè)計(jì)參考的車(chē)型的變速器有7檔，其

38、中最大檔為直接檔，通過(guò)對(duì)比我們得出，無(wú)論是轎車(chē)還是貨車(chē)，當(dāng)最高檔為直接檔時(shí)，該檔位的使用率最高。同時(shí)對(duì)于貨車(chē)來(lái)說(shuō)最高當(dāng)前的一檔通常使用率最高。不難推出該檔位的傳動(dòng)比應(yīng)接近1.這樣在保證有足夠的轉(zhuǎn)矩的情況下獲得較高的速度。因此根據(jù)表個(gè)人認(rèn)為選用貨車(chē)6檔為直接檔與八檔為超速檔作為參考的數(shù)據(jù)進(jìn)行參考。因此擬定各檔的使用率依次為：0.5，1，3，5.5，10，15，70。倒檔的使用率初定為0.15 。 表1-11 ft的參考值（ %）根據(jù)表擬定一檔至七檔的利用率一次為：50，60，70，70，70，70，70。倒檔初定為50。最后代入數(shù)字有：955N.m齒面寬度中心處的圓周力P為： （1.11）對(duì)于雙

39、曲面齒輪有： （1.12）式中 作用齒輪上的轉(zhuǎn)矩。主動(dòng)齒輪當(dāng)量轉(zhuǎn)矩；主，從動(dòng)齒輪齒面寬度中心的分度圓直徑；從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑；從動(dòng)齒輪的寬度；主，從動(dòng)齒輪齒數(shù)；從動(dòng)齒輪的跟錐角；雙曲面主，從動(dòng)齒輪的螺旋角。代入數(shù)字有：則可以知道 對(duì)于雙曲面齒輪來(lái)說(shuō)，由于主，從動(dòng)齒輪的螺旋角不等，因此作用在雙曲面主齒輪齒面寬中心的圓周力為： （1.13）代入數(shù)字有：式中的作用在主，從動(dòng)齒輪齒面寬度中點(diǎn)的圓周力。作用在主減速器主齒輪上的力，。由于小齒輪為左旋且順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以它的軸向力與徑向力分別為：總的軸向力： （1.14）總的徑向力： （1.15） 對(duì)于上式中，因?yàn)槭请p曲面齒輪，所以為壓力角，而在計(jì)算主動(dòng)齒輪軸

40、向力時(shí)用面面錐角的數(shù)值代入；計(jì)算從動(dòng)齒輪軸向力時(shí)用根錐角的數(shù)值代入。分別代入數(shù)字有：主動(dòng)齒輪軸向力： 從動(dòng)齒輪軸向力：主動(dòng)齒輪徑向力：從動(dòng)齒輪徑向力：跨置式支承的主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪軸承的軸向力就是齒輪副所受的軸向力。而它們的徑向力為上述齒輪徑向力、軸向力、圓周力引起軸承徑向反支承力的向量和。按圖1-10有：軸承A、B、C、D的徑向力載荷分別為： （1.16）主、從動(dòng)齒輪都有自己的P、A、R。取a=165mm，b=102mm，c=63mm;代入數(shù)字有：對(duì)于A軸承壽命進(jìn)行計(jì)算;由于螺旋方向的原因，在c處的軸承只承受徑向力。因此當(dāng)量動(dòng)載荷為。因此軸承的額定壽命L有： （1.17）式中 軸承的額定動(dòng)載

41、荷，本次設(shè)計(jì)初步采用N2306E的圓柱滾子軸承，查表有=70KN4；壽命指數(shù)，對(duì)于圓柱、圓錐滾子軸承取10/3，對(duì)于球軸承取314。代入數(shù)字有：從動(dòng)齒輪軸承的轉(zhuǎn)速n2有： （1.18）式中 汽車(chē)的平均行駛速度，對(duì)于轎車(chē)可以取5566km/h.對(duì)于載貨汽車(chē)可以取3540km/h.在此取37.5km/h.代入數(shù)字有：而主動(dòng)齒輪軸承的轉(zhuǎn)速在實(shí)際計(jì)算中，以工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命，因此有： 代入數(shù)字有：假設(shè)7萬(wàn)公里進(jìn)行一次大修，以37.5km/h行駛，那么需要用時(shí)大約1867h。所以選擇的軸承符合要求。對(duì)于B軸承壽命計(jì)算：B處的軸承不是一個(gè)軸承，而是一對(duì)軸承6。因此在計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷按按雙列軸承選用

42、。初選的軸承型號(hào)為30313額定動(dòng)載荷為185KN4。由于.所以當(dāng)量載荷4，查表可以知道Y取1.24.最后有：則有：無(wú)需往下算就可以知道，初選的軸承完全符合要求。圖1-10 主減速器軸承的布置尺寸對(duì)C、D兩處軸承的壽命進(jìn)行計(jì)算：初選圓錐滾子軸承，其型號(hào)為30316.額定載荷為278KN。取a=385mm，b=221mm，c=164mm;則軸承受到的徑向力有：由計(jì)算結(jié)果可以知道，所以當(dāng)量載荷14。查表可以知道Y取1.7.最后有：.無(wú)需往下算，根據(jù)以上的計(jì)算結(jié)果?？梢灾繡、D兩處軸承的工作環(huán)境要由于A、B兩處的7。而C、D兩處軸承所選的軸承的力學(xué)性能由于前者。所以符合要求。在上圖1-10（b）中

43、可以知道c處的軸承只承受徑向力。因此采用圓柱滾子軸承。第二章 差速器根據(jù)汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際車(chē)輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表明：汽車(chē)在行駛過(guò)程中左右車(chē)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、即使直線行駛，也有可能因?yàn)閮蓚?cè)車(chē)輪所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或車(chē)輪氣壓、輪胎負(fù)荷、車(chē)輪的磨損程度的不同及制造誤差等因素引起滾動(dòng)半徑不同。如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)軸將使車(chē)輪產(chǎn)生滑移與滑轉(zhuǎn)。這會(huì)使輪胎過(guò)早磨損，消耗功率和燃料。增加驅(qū)動(dòng)橋的載荷。，此外由于產(chǎn)生了滑轉(zhuǎn)與滑移。易使汽車(chē)在轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性變差。為了解決這些問(wèn)題就需要差速器8。2.1差速器的結(jié)構(gòu)與選擇差速器的選擇應(yīng)根據(jù)所設(shè)計(jì)汽車(chē)的類型及使

44、用條件出發(fā)。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，主要的結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-1圖2-1差速器主要結(jié)構(gòu)類型對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，因路面的情況較好且驅(qū)動(dòng)輪與地面的附著系數(shù)變化小，因此采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、制造方面的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。根據(jù)設(shè)計(jì)所參考的車(chē)型。選擇對(duì)稱式圓錐齒輪差速器。普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2-2圖2-2差速器結(jié)構(gòu)2.2差速器齒輪基本參數(shù)選擇2.2.1行星齒輪數(shù)目的選擇轎車(chē)常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車(chē)和越野車(chē)多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪。本次設(shè)計(jì)的參考車(chē)型為貨車(chē)，因此選擇4個(gè)行星齒輪1。2.2.2行星齒輪球半徑RB的確定圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定行星

45、齒輪背面的球面半徑RB，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表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)公式確定： （2.22）式中 行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.522.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車(chē)和公路載貨汽車(chē)取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的橋車(chē)以及越野車(chē)、礦用汽車(chē)取大值。因此在此取2.75.計(jì)算轉(zhuǎn)矩。代入數(shù)字有：確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： （2.23）代入數(shù)字有： 90.891.7 最后取整有91.2.2.3行星齒輪與半軸齒輪齒輪數(shù)的選擇為了得到較大模數(shù)從而使齒數(shù)有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量小，但一般不應(yīng)小于10.半軸齒輪的齒數(shù)采用1425。半軸

46、齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在1.52范圍內(nèi)13。因此對(duì)于行星齒輪初選10.而對(duì)于半軸齒輪初選18.為了行星齒輪與半軸齒輪嚙合8。應(yīng)注意在任何圓錐行星齒輪差速器中，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。根據(jù)初選的數(shù)值有：18×2÷4=9.此因是符合要求的。2.2.4差速器錐形齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初選初步選出行星齒輪與半軸齒輪節(jié)錐角：式中 z1與z2分別為行星齒輪與半軸齒輪的齒數(shù)。再根據(jù)下公式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)：。最后為了使齒輪具有較大強(qiáng)度取整為10.因此節(jié)圓直徑d即可由下式求得： d=zm (2.24)因此行星齒輪節(jié)圓直徑d1

47、=10×10=100mm半軸齒輪節(jié)圓直徑d2=18×10=180mm2.2.5壓力角過(guò)去的汽車(chē)差速器齒輪都選用200壓力角，這時(shí)的齒高系數(shù)為1.而最少齒數(shù)為13.現(xiàn)在汽車(chē)的差速器齒輪大都選擇用的壓力角13，齒高系數(shù)為0.8，最小齒數(shù)為10.并且在行星齒輪齒頂不變尖的條件下還可以有切向修正加大半軸齒輪齒后，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為200的少1。故可用較大的模數(shù)以提高齒輪強(qiáng)度。2.2.6行星齒輪的安裝直徑及其深度L的確定行星齒輪安裝孔與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪軸上的支承長(zhǎng)度。通常取， （2.26）式

48、中 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩；行星齒輪數(shù)；如圖2-3，為行星齒輪支承面中心點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，是半軸齒輪齒面寬中心處的直徑，0.8=144； 0.5×144=72.支承面的許應(yīng)力，取為69MP。帶入數(shù)字有：那么=1.1×41.83=46.02mm,最后取整為46mm.圖2-3差速器行星齒輪安裝孔直徑與其深度L。2.3差速器齒輪的彎曲應(yīng)力差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不考慮，這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左右驅(qū)動(dòng)輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪與半軸齒輪之間才有相對(duì)滾動(dòng)的緣故9。汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力為 (2.3)式中 差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半

49、軸齒輪的轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按，兩者中的較小者和；這樣的結(jié)果為2739.16和1468.35。最后計(jì)算出的分別要求不大于980與210.9差速器行星齒輪數(shù)目；半軸齒輪數(shù)；超載載系數(shù)，由式子2.62推出取1；尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)1.6mm時(shí)，=(25.4)。計(jì)算得：0.811.載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均采用跨置式結(jié)構(gòu)：=1.01.1，當(dāng)一個(gè)齒輪采用跨置式結(jié)構(gòu)：=1.101.25；質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，=1.0；所計(jì)算的齒輪齒面寬(mm)；端面模數(shù)。分別代入數(shù)字有：最后計(jì)算出的結(jié)果分別小于980MPa與210.

50、9MPa符合。第三章 驅(qū)動(dòng)橋車(chē)輪的傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于汽車(chē)傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳動(dòng)傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。在一般非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來(lái)12。3.1半軸的型式普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式見(jiàn)圖3-1。因受力的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式。3.1.1半浮式半軸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(chē)輪輪轂相固定，或以突緣直接與車(chē)輪輪盤(pán)及制動(dòng)鼓相聯(lián)接。因此，半浮式半軸除了傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車(chē)輪傳來(lái)的垂直力Z2、縱向力X2及側(cè)向力Y2所

51、引起的彎矩。由此可見(jiàn)，半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。用于質(zhì)量小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)9。3.1.2 3/4浮式半軸如圖3-2，3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直接支承著車(chē)輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個(gè)軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除了承受全部轉(zhuǎn)矩外，X2，Y2，Z2，力所形成的彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即3/4浮式還得承受部分彎矩，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Y2引起的彎矩Y2rr使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇

52、降低軸承的壽命。可用于轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)，但未得到推廣。3.1.3全浮式半軸如圖3-3，全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對(duì)軸承支承于橋殼的半軸套管上。多采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸的圓錐滾子軸承小端應(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，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。由于車(chē)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(guò)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(shí)際工作中由于加工和裝配精度的影響及轎車(chē)與軸承支承剛度的不足等原因，仍可能使全浮式半軸在工作承受一定的彎矩。具有全浮式的半軸的驅(qū)動(dòng)橋的外端結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要采用形狀復(fù)雜且質(zhì)量及

53、尺寸都比較大的輪轂，制造成本較高，但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車(chē)上10。圖3-1 半軸型式及受力簡(jiǎn)圖圖3-2 3/4浮式半軸端部結(jié)構(gòu)1-半軸；2-軸承；3-驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管；4-半軸突緣。圖3-3 全浮式半軸端部結(jié)構(gòu)1-半軸；2-半軸套管；3-輪轂；4-軸承；5-鎖緊螺母。根據(jù)設(shè)計(jì)參考的車(chē)型為中型汽車(chē)，所以選擇全浮式半軸。3.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.2.1載荷工況半軸的計(jì)算應(yīng)考慮到以下的三種可能的載荷工況：1.縱向力X2（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)(X=Z2),附著系數(shù)取0.8，沒(méi)有側(cè)向力的作用；2.側(cè)向力Y2最大時(shí)，其最大值發(fā)生于側(cè)滑時(shí)，為Z2,側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)在

54、計(jì)算時(shí)取1.0，沒(méi)有縱向力作用；3.垂向力最大時(shí)，這發(fā)生在汽車(chē)可能以高速通過(guò)不平路面，其值為，是動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)沒(méi)有縱向力和側(cè)向力的作用。由于車(chē)輪承受的縱向力X2、側(cè)向力Y2值的大小受車(chē)輪與地面最大附著力的限制，即有：由于縱向力最大時(shí)不會(huì)又側(cè)向力作用，而側(cè)向力值最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。3.2.2全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋所受的縱向力有兩種情況，一種是按最大附著力計(jì)算，另一種按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)系最低傳動(dòng)比計(jì)算所得的縱向力。按最大附著力有： （3.22）式中 輪胎與地面的附著系數(shù)，取0.8；分別為左、右半軸縱向力；汽車(chē)加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于前驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)取1.41.7；對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)可以取1.21.4，在此取1.2；汽車(chē)靜止并且滿載時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴妮d荷。代入數(shù)字有：按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及傳動(dòng)系最低傳動(dòng)比有： （3.23）式中 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器來(lái)說(shuō)一般取0.6；代入數(shù)字有：驅(qū)動(dòng)橋所受的轉(zhuǎn)矩為： （3.24）計(jì)算時(shí)取（3.22）與（3.23）中的較小值，因此式子（3.24）代入數(shù)字有：全浮式半軸桿部直徑的初步選取有： （3.25）代入數(shù)字有：54.1457.57，取整55mm.扭轉(zhuǎn)應(yīng)力