畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)設(shè)計(jì) 摘 要驅(qū)動(dòng)橋是構(gòu)成汽車的四大總成之一一般由主減速器差速器車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成它位于傳動(dòng)系末端其基本作用是增矩降速承受作用于路面和車架或車身之間的力它的性能好壞直接影響整車性能而對(duì)于載重汽車顯得尤為重要采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已經(jīng)成為未來載重汽車的發(fā)展方向本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)首先對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的特點(diǎn)進(jìn)行了說明根據(jù)給定的數(shù)據(jù)確定汽車總體參數(shù)再確定主減速器差速器半軸和橋殼的結(jié)構(gòu)類型及參數(shù)并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行校核數(shù)據(jù)確定后利用AUTOCAD建立二維圖再用CATIA軟件建立三維模型最后用CAITA中的分析模塊對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼進(jìn)行有限元

2、分析關(guān)鍵詞驅(qū)動(dòng)橋CADCATIA有限元分析AbstractDrivie axle is one of the four parts of a car it is generally constituted by the main gear box the differential device the wheel transmission device and the driving axle shell and so on it is at the end of the powertrainIts basic function is increasing the torque and red

3、ucing speed and bearing the force between the road and the frame or bodyIts performance will have a direct impact on automobile performanceand it is particularly important for the truck Using single stage and high transmission efficiency of the drive axle has become the development direction of the

4、future trucksThis article referred to the traditional driving axles design method to carry on the truck driving axles designIn this designfirst part is the introduction of the characteristics of the drive axleaccording to the given date to calculate the parameters of the automobilethen confirm the s

5、tructure types and parameters of the Main reducer differential mechanismhalf shaft and axle housingthen check the strength and life of themAfter confirming the parameters using AUTOCAD to establish 2 dimensional modelthen using CATIA establish 3 dimensional model Finally using the analysis module in

6、 CATIA to finite element analysis for the axle housingKey words drive axleCADCATIAfinite element analysis目 錄1 緒論111 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介112 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀213 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求22 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)421 主減速器設(shè)計(jì)5com 主減速器的結(jié)構(gòu)形式5com 主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定7com 小結(jié)1722 差速器設(shè)計(jì)17com 對(duì)稱錐齒輪式差速器工作原理17com 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)18com 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)19com 小結(jié)2323 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)23co

7、m 結(jié)構(gòu)形式分析24com 全浮式半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)25com 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算25com 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理26com 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算2624 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)27com 整體式橋殼的結(jié)構(gòu)27com 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算28com 小結(jié)293 CATIA三維建模3031 CATIA軟件介紹3032 主減速器建模31com 主動(dòng)錐齒輪三維建模31com 主減速器殼三維建模34com 軸承三維建模3433 差速器建模35com 齒輪的三維建模35com 半軸齒輪的建模36com 從動(dòng)齒輪建模3634 半軸三維建模3835 驅(qū)動(dòng)橋殼三維建模3836 輪胎三維建模3937 主減速器及

8、行星齒輪建模4038 驅(qū)動(dòng)橋三維建模404 驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析4141 驅(qū)動(dòng)橋殼的約束及受力分析4142 計(jì)算方法的局限性4143 驅(qū)動(dòng)橋殼的靜強(qiáng)度分析41com 靜強(qiáng)度分析41com 結(jié)果分析4344 小結(jié)44結(jié) 論45致 謝46參考文獻(xiàn)47附錄A48附錄B551 緒論11 驅(qū)動(dòng)橋簡(jiǎn)介汽車驅(qū)動(dòng)橋處于汽車傳動(dòng)系的末端主要由主減速器差速器半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼組成其基本功用是將萬向傳動(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)車輪差速作用保證內(nèi)外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的類型有斷開式驅(qū)動(dòng)橋和非斷開式驅(qū)動(dòng)橋兩種

9、驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)應(yīng)選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)則應(yīng)選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力使之適應(yīng)于汽車行駛的需要在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中有了變速器 有時(shí)還有副變速器和分動(dòng)器 還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性和行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題首先因?yàn)榻^大多數(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車上是縱向安置的為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左右驅(qū)動(dòng)車輪必須由驅(qū)動(dòng)橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向同時(shí)還得由驅(qū)動(dòng)橋的差速器來解決左右驅(qū)動(dòng)車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速問題其次是因?yàn)樽兯倨鞯闹饕蝿?wù)僅在于通過選擇適當(dāng)?shù)臋n位數(shù)及各檔傳動(dòng)比以使內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)矩特性能適應(yīng)汽車在各種行駛阻力下對(duì)動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性的要求而驅(qū)動(dòng)橋主減

10、速器 有時(shí)還有輪邊減速器 的功用則在于當(dāng)變速器處于最高檔位 通常為直接檔有時(shí)還有超速檔 時(shí)使汽車有足夠的牽引力適當(dāng)?shù)淖罡哕囁俸土己玫娜加徒?jīng)濟(jì)性為此則要將經(jīng)過變速器傳動(dòng)軸傳來的動(dòng)力經(jīng)過驅(qū)動(dòng)橋的主減速器進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩降低轉(zhuǎn)速的變化因此要想使汽車傳動(dòng)系設(shè)計(jì)的合理首先必須恰當(dāng)選擇好汽車的總傳動(dòng)比并恰當(dāng)?shù)膶⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋后者的減速比稱為主減速比當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性主要取決于主減速比在汽車的總體布置設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)該車的工作條件及發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系輪胎等有關(guān)參數(shù)選擇合適的主減速比來保證汽車具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法可得到發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系數(shù)的最佳匹配由于發(fā)動(dòng)機(jī)功率

11、的提高汽車整車質(zhì)量的減小和路面狀況的改善主減速比有往小發(fā)展的趨勢(shì)選擇主減速比時(shí)要考慮到使汽車即能滿足高速行駛的要求又能在常用車速范圍內(nèi)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減小嫌料消耗量提高發(fā)動(dòng)機(jī)壽命并改善振動(dòng)及嗓聲的特性等12 汽車和汽車工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)現(xiàn)代社會(huì)及人民生活中具有十分重要的作用在當(dāng)前中國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)事業(yè)中汽車處于十分突出和優(yōu)先的地位近年來汽車工業(yè)中國機(jī)械工業(yè)各行業(yè)中其增長(zhǎng)速度相對(duì)比其它行業(yè)都要高得多但是中國汽車業(yè)的發(fā)展仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上需求每年都要進(jìn)口大量的各種汽車及其零部件由于種種原因中國汽車工業(yè)距國際水平還有相當(dāng)?shù)牟罹嗵貏e在驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)和研究方面距離更大一些這方面應(yīng)該為中國的許多部門和企業(yè)所認(rèn)識(shí)目前我國

12、的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)基本上尚處在類比設(shè)計(jì)和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)階段這樣的設(shè)計(jì)往往偏于保守而限制了驅(qū)動(dòng)橋性能的提高和產(chǎn)品成本的降低因此我國驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品設(shè)計(jì)與國外的主要差距之一是所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋過于笨重在現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中要使其做到盡可能的輕量化不但可以節(jié)省材料消耗和降低成本而且可以合理的規(guī)劃汽車簧上簧下質(zhì)量降低動(dòng)載和提高汽車的平順性但是驅(qū)動(dòng)橋作為各種車輛的組成部分要求應(yīng)該具有高度的可靠性和安全性這與輕量化常常是矛盾的所以輕量化設(shè)計(jì)要保證同時(shí)具有足夠的可靠性和絕對(duì)的安全性即在滿足上述基本要求的情況下減輕重量驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)與分析理論對(duì)于我國的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義13 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式雖然可以各不相同但在

13、使用中對(duì)他們的基本要求卻是一致的綜合上述對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求可以歸納為 1 所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性 2 差速器在保證左右驅(qū)動(dòng)車輪能以汽車運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速滾動(dòng)外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷 無脈動(dòng) 的傳遞給左右驅(qū)動(dòng)車輪 3 當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)不同時(shí)應(yīng)能充分的利用汽車的牽引力 4 能承受和傳遞路面和車架或車廂間的鉛垂力縱向力和橫向力以及驅(qū)動(dòng)時(shí)的反作用力矩和制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力矩 5 驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)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(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷從而改善汽車的平順性 6 輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布置與所要求

14、的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng) 7 齒輪與其他傳動(dòng)部件工作平穩(wěn)無噪聲 8 驅(qū)動(dòng)橋總成及其他零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)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 9 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率 10 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單維修方便機(jī)件工藝性好制造容易2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端其基本功用首先是增扭降速改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將動(dòng)力合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)輪其次驅(qū)動(dòng)橋還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立縱向力和橫向力遺跡制動(dòng)力矩和反作用力矩等驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器差速器車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬向節(jié)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

15、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外廓尺寸小保證汽車具有足夠的離地間隙以滿足通過性的要求3齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)噪聲小4在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率5具有足夠的強(qiáng)度和剛度以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩在此條件下盡可能降低質(zhì)量尤其是簧下質(zhì)量減少不平路面的沖擊載荷提高汽車的平順性6與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)7結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單加工工藝性好制造容易維修調(diào)整方便8某農(nóng)用運(yùn)輸車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)及強(qiáng)度分析設(shè)計(jì)參數(shù) 1 后輪距1500mm 2 車輪半徑375mm 3 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩com20002200 rmin 4 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

16、186667N 5 變速比ig1 602 6 主傳動(dòng)比i065 7 后懸架板簧托板中心距940mm21 主減速器設(shè)計(jì)com 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器的結(jié)構(gòu)型式主減速器可根據(jù)齒輪類型減速形式以及主從動(dòng)齒輪的支承形式不同分類1 主減速器的齒輪類型主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪雙曲面齒輪圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式比較幾種齒輪的特點(diǎn)本次設(shè)計(jì)選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)弧齒錐齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是主從動(dòng)齒輪的軸線垂直相交于一點(diǎn)由于輪齒端面重疊的影響至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合 因此螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷 加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合面是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另端使得其工作平穩(wěn)即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)噪聲和振動(dòng)也是

17、很小的但弧齒錐齒輪對(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增大2 主減速器的減速形式本設(shè)計(jì)采用中央單級(jí)主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)影響減速形式選擇的因素有汽車類型實(shí)用條件驅(qū)動(dòng)橋處的離地間隙驅(qū)動(dòng)橋數(shù)和布置形式以及主傳動(dòng)比其中的大小影響汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性 1 中央單級(jí)減速器 單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)量小尺寸緊湊制造成本低等優(yōu)點(diǎn)因而廣泛應(yīng)用于主傳動(dòng)比i07的汽車上單級(jí)主減速器多采用一對(duì)弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)單級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)形式尤其是其齒輪的支承形式和拆裝方法與橋殼的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān) 2 雙級(jí)主減速器雙級(jí)主減速器的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是由兩級(jí)齒輪減速組成的主減速器與單級(jí)主

18、減速器相比雙級(jí)主減速器在保證離地間隙相同時(shí)可得到大的傳動(dòng)比 i0一般為712但其尺寸質(zhì)量均較大結(jié)構(gòu)復(fù)雜制造成本也顯著曾加因此主要應(yīng)用在總質(zhì)量較大的商用車上 3 雙速主減速器雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動(dòng)比它與普通變速器相配合可得到雙倍于變速器的檔位雙速主減速器的高低檔傳動(dòng)比是根據(jù)汽車的使用條件發(fā)動(dòng)機(jī)功率及變速器各檔傳動(dòng)比的大小來選定的大的豬傳動(dòng)比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間檔位的變換次數(shù)小的傳動(dòng)比則用于汽車空載半載行駛或在良好路面上行駛以改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和提高平均車速 4 雙級(jí)貫通式主減速器對(duì)于總質(zhì)量較大的多橋驅(qū)動(dòng)汽車由于主傳動(dòng)比較大

19、多采用雙級(jí)貫通式主減速器根據(jù)齒輪的組合方式不同可以分為錐齒輪-圓柱齒輪式和圓柱齒輪-錐齒輪式兩種形式3 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支撐方案圖21 主動(dòng)錐齒輪懸臂式支承形式圖22 主動(dòng)錐齒輪跨置式支撐形式圖23 從動(dòng)錐齒輪支撐形式懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單支承剛度較跨置式較差用于傳遞較小轉(zhuǎn)矩的主減速器上跨置式支承的結(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撐剛度又使軸承負(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)軸夾角有利于整車布置但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承所需

20、的軸承座使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工成本提高另外因主從動(dòng)齒輪之間的空隙很小致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制有時(shí)布置不下或拆裝困難綜合比較兩種形式的特點(diǎn)本設(shè)計(jì)選用懸臂式支撐方案com 主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定1 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 1 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)矩從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 21 式中計(jì)算轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 1617 n計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)n 1變速器傳動(dòng)比 602主減速器傳動(dòng)比i0 65變速器傳動(dòng)效率取 09k液力變矩器變矩系數(shù)K 1由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)Kd 1代入式 21 有 569459 2 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩

21、式中 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷后橋所承載186667N的負(fù)荷 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車取 085對(duì)于越野汽車取10對(duì)于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車計(jì)算時(shí)可取125 m2汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)取12 車輪的滾動(dòng)半徑車輪的滾動(dòng)半徑為0375m 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比取09由于沒有輪邊減速器取10 所以 79333 2 錐齒輪主要參數(shù)選擇 1 主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和選擇主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素1 為了磨合均勻之間應(yīng)避免有公約數(shù)2 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度主從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于403

22、 為了嚙合平穩(wěn)噪聲小和具有高的疲勞強(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64 主傳動(dòng)比較大時(shí)盡量取得小一些以便得到滿意的離地間隙5 對(duì)于不同的主傳動(dòng)比和應(yīng)有適宜的搭配取 7 46 5340 2 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對(duì)于單級(jí)主減速器增加尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼高度尺寸和離地間隙減小又影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支撐座得安裝空間和差速器的安裝可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選即 23 式中 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑 mm 直徑系數(shù)一般取130153 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩故 130153 2321428572 初選 27321 則 2732146 59參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 7則 322 3 主從動(dòng)錐齒輪齒

23、面寬和對(duì)于從動(dòng)齒輪的齒面好寬推薦不大于其節(jié)錐距的03倍而且應(yīng)滿足一般也推薦 com錐齒輪一般比大10 0155322 4991 取50取55mm 4 中點(diǎn)螺旋角螺旋角沿齒寬是變化的齒輪打斷的螺旋角最大輪齒小段的螺旋角最小弧齒錐齒輪副的重點(diǎn)螺旋角是相等的同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多傳動(dòng)就越平穩(wěn)噪聲越低而且齒輪的強(qiáng)度越高汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°40°而商用車選用較小的值以防止軸向力過大通常取35° 5 螺旋方向從錐齒輪錐頂看齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋向右傾斜為右旋主從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的螺旋方向與錐齒輪的螺旋方向影響其受軸向力的方向當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋

24、時(shí)應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向這樣可使主從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)防止齒輪因卡死而損壞 6 法向壓力角法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度減小齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)對(duì)于弧齒錐齒輪乘用車的一般選用14°30或16°商用車的為20°或225°這里取20°3 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表21 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果主動(dòng)齒輪齒數(shù)7從動(dòng)齒輪齒數(shù)46端面模數(shù)7齒面寬 55 50工作齒高14全齒高 1575法向壓力角 20°軸交角 90 90節(jié)圓直徑 49 322mm節(jié)錐角arctan 90&#

25、176;- 87° 813°節(jié)錐距A 取A 16197周節(jié)t 31416 t 2199齒頂高 7齒根高 875 徑向間隙c c 175齒根角 309 °面錐角 1179° 8439°根錐角 561° 7821°齒頂圓直徑 628 32412mm理論弧齒厚 15887mm 6103mm齒側(cè)間隙查表取低精度018mm螺旋角取 35°4 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1 單位齒長(zhǎng)圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性通常輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力來估算即 Nmm 式中P作用在齒輪上的圓周力按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種載荷工況

26、進(jìn)行計(jì)算N F 作用在齒輪上的圓周力N 從動(dòng)齒輪的齒面寬在此取50mm 1 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) Nmm 25 式中 變速器的傳動(dòng)比602 主動(dòng)錐齒輪分度圓直徑 49mm發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩在此取1617按上式 71518Nmm P 71518 P校核滿足要求2 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算后驅(qū)動(dòng)橋在滿載狀態(tài)下的靜載荷 186667N汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) 12輪胎與路面之間的付著系數(shù) 085車輪滾動(dòng)半徑 0375m Hd2 主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)比 1主減速器從動(dòng)齒輪到車輪間的傳動(dòng)效率 09 322mm 50mm 將各參數(shù)代入上式得p 9855Mpa p 1429Mpa齒輪表面

27、耐磨性合格 2 齒輪彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為 26 式中 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩對(duì)于主動(dòng)齒輪 9222對(duì)從動(dòng)齒輪中的較小值為569459過載系數(shù)一般取1尺寸系數(shù)0697齒面載荷分配系數(shù)懸臂式結(jié)構(gòu)k取 11質(zhì)量系數(shù)取1b所計(jì)算的齒輪齒面寬 55 50mmD所討論齒輪大端分度圓直徑 49mm 322mm齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)選取小齒輪的027大齒輪025 27763MPa主從動(dòng)錐齒輪的 700MPa輪齒彎曲強(qiáng)度滿足要求 3 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為 27 式中錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力MPa主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑mm 49mmb主從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值b 50mm齒面品質(zhì)系數(shù)

28、取10綜合彈性系數(shù)取2326N12mm尺寸系數(shù)取10齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)查表取0229主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tz comk0kmkv選擇同式 27 將各參數(shù)代入式 28 有 213007 MPa 2800MPa輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求5 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算錐齒輪在工作過程中相互嚙合的齒面上租用有一法向力該法向力可以分解為沿齒輪切線方向的圓周力沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力 1 錐齒輪齒面上的作用力齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 N 式中作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 1030KN 2

29、錐齒輪的軸向力和徑向力圖24 主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖如圖24所示主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮D(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針F 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)F分解成兩個(gè)相互垂直的力F和F垂直于OA且位于OOA所在的平面位于以O(shè)A為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線方向的力F與之間的夾角為螺旋角F與之間的夾角為法向壓力角這樣有 29 210 211 于是作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為 212 213 由式 212 可計(jì)算-612488N 59536N作用在從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為 214 215 由式 216 可計(jì)算

30、799508N 300638N 3 主減速器錐齒輪軸承載荷的計(jì)算對(duì)于主動(dòng)齒輪采用懸臂式支撐對(duì)于從動(dòng)齒輪采用傳統(tǒng)的騎馬式支撐方式對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷如圖25所示圖25單級(jí)主減速器軸承布置位置軸承AB的徑向載荷分別為R 216 217 求得 -612488N 59536Na 67mm b 41mmc 63mm d 125mm軸承A的徑向力 83962N其軸向力為0 軸承B的徑向力R 1267343N其軸向力為0對(duì)于軸承A采用圓柱滾子軸承采用30205E此軸承的額定動(dòng)載荷為322KN所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 取X 1 則Q 1 83962N s 式中 溫度系數(shù)取10 載荷系

31、數(shù)取12L 481 s 對(duì)于無輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來說主減的從動(dòng)齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為則主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速所以軸承能工作的額定軸承壽命為若大修里程S定為100000公里可計(jì)算出預(yù)期壽命即而故軸承符合使用要求對(duì)于軸承B 是一對(duì)軸承對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y值按雙列軸承選用e值與單列軸承相同在此選用30205型軸承此軸承的額定動(dòng)載荷為322KN派生軸向力軸向載荷 故 沖擊載荷系數(shù)取12 N故軸承符合使用要求對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承C D 選用圓錐滾子軸承選用30211軸承的額定動(dòng)載荷為865KN經(jīng)過校核符合使用要求com 小結(jié) 本章運(yùn)用傳統(tǒng)理學(xué)的計(jì)算方法利用已知的

32、數(shù)據(jù)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的尺寸進(jìn)行了計(jì)算在計(jì)算結(jié)果和理論經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)果形式進(jìn)行了具體選擇并且對(duì)所選擇的結(jié)果進(jìn)行了強(qiáng)度校核和壽命計(jì)算等均滿足設(shè)計(jì)要求22 差速器設(shè)計(jì)根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際上的車輪道路以及他們之間的相互關(guān)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原因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)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪則

33、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)是輪胎過早磨損無益地消耗功率和燃料以及驅(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)車輪在行程不同時(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)的要求在此選用對(duì)稱錐齒輪式差速器com 對(duì)稱錐齒輪式差速器工作原理其工作原理如圖26所示為主減速器從動(dòng)齒輪或差速器殼的角速度分別為左右

34、兩半軸的角速度為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩為差速器的內(nèi)摩擦力矩分別為左右兩半軸對(duì)差速器的反轉(zhuǎn)矩根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可得 218 顯然當(dāng)一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時(shí)另一側(cè)半軸將以2倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn)當(dāng)差速器殼體不轉(zhuǎn)時(shí)左右半軸將等速反向旋轉(zhuǎn)根據(jù)力矩平衡可得 219 普通錐齒輪差速器的鎖緊洗漱k一般為005-015兩半軸的轉(zhuǎn)矩比為111-135這說明左右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等這樣的分配比例對(duì)于在良好路面上行駛的汽車來說是很合適的當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘冰雪路面上行駛一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面的附著系數(shù)很兇時(shí)盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著其驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小無法發(fā)揮潛在的牽引

35、力以致汽車停駛com 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼兩個(gè)半軸齒輪四個(gè)行星齒輪行星齒輪軸半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成如圖27所示由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工作平穩(wěn)制造方便用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)故廣泛用于各類車輛上圖27 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器112-軸承2-螺母314-鎖止墊片4-差速器左殼513-螺栓6-半軸齒輪墊片7-半軸齒輪8-行星齒輪軸9-行星齒輪10-行星齒輪墊片11-差速器右殼com 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)1 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 1 行星齒輪數(shù)n農(nóng)用運(yùn)輸車承載較大采用4個(gè)行星齒輪 2 行星齒輪球面半徑 行星齒輪球面半徑

36、反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑它就是行星齒輪的安裝尺寸實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度 球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定 mm 式中行星齒輪球面半徑系數(shù)可取252299對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的載貨汽車取小值 T計(jì)算轉(zhuǎn)矩取Tce和Tcs的較小值N·m根據(jù)上式 28 464mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A 50mm 3 行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了使齒輪有較高的強(qiáng)度希望取較大的模數(shù)但尺寸會(huì)曾大于是又要求行星齒輪的齒數(shù)盡量少但一般不少于10半軸齒輪的齒數(shù)采用1425大多數(shù)汽車

37、的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1520的范圍內(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)目所整除以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍否則差速器將無法安裝即應(yīng)滿足的安裝條件為 221 式中左右半軸齒輪的齒數(shù)對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來說 行星齒輪數(shù)目在此 10 18 滿足以上要求 4 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與半軸齒輪的節(jié)錐角 29055° 90°- 60945° 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m m 486mm 由于強(qiáng)度的要求在此取m 4mm得mm 4×18 72 mm

38、 5 壓力角汽車差速器的齒輪大都采用225°的壓力角齒高系數(shù)為08的齒形某些總質(zhì)量較大的商用車采用25°壓力角以提高齒輪強(qiáng)度在此選225°的壓力角 6 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度通常取 222 式中差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩N·m在此取569459N·m 行星齒輪的數(shù)目在此為4 行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯xmm 05d d為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑而d08 支承面的許用擠壓應(yīng)力在此取98 MPa根據(jù)上式 576mm 05×576 288

39、mm 2141mm 2807mm2 差速器齒輪的幾何計(jì)算表22汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果行星齒輪齒數(shù)10應(yīng)盡量取最小值 10半軸齒輪齒數(shù) 1425且需滿足式 34 18模數(shù) 4齒面寬b 025030 Ab10m15mm工作齒高 64 mm全齒高7203壓力角225°軸交角 90° 90°節(jié)圓直徑 40mm 72mm節(jié)錐角節(jié)錐距周節(jié) 31416mm 125664mm齒頂高 422mm 218mm齒根高 1788- 1788- 2932mm 4972mm徑向間隙 - 01880051 0803mm齒根角 4072° 6884&

40、#176;面錐角 35939° 65017°根錐角 24983° 54061°外圓直徑mmmm節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離mmmm理論弧齒厚 906 mm 351 mm齒側(cè)間隙 01020152 mm 0250mm弦齒厚 486mm 29mm弦齒高 192mm 178mm3 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)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)常處于嚙合狀態(tài)只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核輪齒彎曲強(qiáng)度 Mpa 為 MPa式中差速器的行星齒輪數(shù)

41、計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩其計(jì)算式 在此為85419 N·m 半軸齒輪齒數(shù)根據(jù)上式 61252MPa980 MPa所以差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi20CrMoTi22CrMnMo和20CrMo等由于差速器齒輪輪齒要求的精度低所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用com 小結(jié)本章對(duì)差速器的尺寸進(jìn)行了具體的計(jì)算對(duì)差速器的結(jié)果形式進(jìn)行了選擇并對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行了校核23 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于傳動(dòng)系的末端其基本共用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪對(duì)于斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輪的

42、傳動(dòng)裝置為萬向傳動(dòng)裝置對(duì)于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的主要零件為半軸半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同可分為半浮式34浮式和全浮式三種形式 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔車輪裝在半軸上半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外其外端還承受由路面對(duì)車輪的反力所引起的全部力和力矩半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單所受載荷較大用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車上 34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輪輪轂而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接該形式半軸受載情況與半浮式相似只是載荷有所減輕一般僅用在乘用車和質(zhì)量較小的商用車上全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端的凸緣用螺釘

43、與輪轂相聯(lián)而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上理論上來說半軸只承受轉(zhuǎn)矩作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受但由于橋殼變形輪轂與差速器半軸齒輪不同女半軸法蘭平面相對(duì)其軸線不垂直等因素會(huì)引起半軸的彎曲變形由此引起的彎曲應(yīng)力一般為570MPa全浮式半軸主要用于質(zhì)量較大的商用車上com 結(jié)構(gòu)形式分析半軸根據(jù)其車輪端支承方式不同可分為半浮式34浮式和全浮式半軸是差速器與驅(qū)動(dòng)輪之間傳遞扭矩的實(shí)心軸其內(nèi)端一般通過花鍵與半軸齒輪連接外端與輪轂連接本設(shè)計(jì)采用全浮式半軸全浮式半軸只傳遞轉(zhuǎn)矩不承受任何反力和彎矩因而廣泛應(yīng)用于各類汽車上全浮式半軸易于拆裝只需擰下半軸突緣上的螺栓即可抽出半軸而

44、車輪與橋殼照樣能支持汽車從而給汽車維護(hù)帶來方便 半浮式半軸既傳遞扭矩又承受全部反力和彎矩它的支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低因而被廣泛用于反力彎矩較小的各類轎車上但這種半軸支承拆取麻煩且汽車行駛中若半軸折斷則易造成車輪飛脫的危險(xiǎn)1 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可有附著力矩求得其中的計(jì)算可根據(jù)以下方法計(jì)算并取兩者中的較小者若按最大附著力計(jì)算即 224 式中輪胎與地面的附著系數(shù)取08 汽車加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)可取12com根據(jù)上式 8960 N 3360 若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算即 225 式中差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取06 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1617N·

45、;m 汽車傳動(dòng)效率計(jì)算時(shí)可取1或取09 傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比 輪胎的滾動(dòng)半徑0375m根據(jù)上式8960 N在此8960 N 3360N·mcom 全浮式半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式初步選取 226 K為直徑系數(shù)取02050218取小值為3360根據(jù)上式d mm根據(jù)強(qiáng)度要求在此取32mm2半軸的桿部直徑應(yīng)小于或等于半軸花鍵的底徑以便使半軸各部分基本達(dá)到等強(qiáng)度3半軸的破壞形式大多是扭轉(zhuǎn)疲勞損壞在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑尤其是凸緣與桿部花鍵與桿部的過渡部分以減小應(yīng)力集中4當(dāng)桿部較粗且外端凸緣也較大時(shí)可采用兩端用花鍵連接的結(jié)構(gòu)5設(shè)計(jì)全浮式半軸桿部的強(qiáng)度儲(chǔ)備應(yīng)

46、低于驅(qū)動(dòng)橋其他傳力零件的強(qiáng)度儲(chǔ)備使半軸起一個(gè)熔絲的作用com 全浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 MPa 227 式中半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩N·m在此取3360 N·m半軸桿部的直徑d 32mm根據(jù)上式5225 MPa 490588 MPa所以滿足強(qiáng)度要求半軸的扭轉(zhuǎn)角為 式中為扭轉(zhuǎn)角為半軸長(zhǎng)度取l 13702 685 G為材料剪切彈性模量為半軸截面極慣性矩lp 2298637mm轉(zhuǎn)角宜為每米長(zhǎng)度計(jì)算較核得825滿足條件范圍com 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理將加工花鍵的端部做得粗些可以使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑并適當(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

47、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(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造如40Cr40CrMnMo40CrMnSi40CrMoA35CrMnSi35CrMnTi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(dá)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(qiáng)度

48、較高加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力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(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著由于這些先進(jìn)工藝的采用不用合金鋼而采用中碳 40號(hào)45號(hào) 鋼的半軸也日益增多com 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 MPa 229 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為 Mpa 230 式中半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩N·m 在此取622935N·m 半軸花鍵的外徑mm在此取35mm 相配花鍵孔內(nèi)徑mm在此取305mm 花鍵齒數(shù)在此取24 花鍵工作長(zhǎng)度mm在此取50mm 花鍵齒寬mm在此取

49、2mm 載荷分布的不均勻系數(shù)計(jì)算時(shí)取075根據(jù)上式可計(jì)算得 7024MPa 10132 MPa 根據(jù)要求當(dāng)傳遞的轉(zhuǎn)矩最大時(shí)半軸花鍵的切應(yīng)力不應(yīng)超過7105 MPa擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過196 MPa以上計(jì)算均滿足要求com 小結(jié) 本章對(duì)半軸尺寸進(jìn)行了具體的計(jì)算包括長(zhǎng)度的計(jì)算和軸頸的初選并對(duì)軸和軸上花鍵進(jìn)行了強(qiáng)度校核24 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩并經(jīng)懸架傳給車架 或車身 它又是主減速器差速器半軸的裝配基體驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求1 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力2 在保證強(qiáng)度和剛度的前提下盡量減小質(zhì)量以提高汽車行駛平順性3 保證足夠的離地間隙4 結(jié)構(gòu)工藝性好成本低5 保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)部件和防止泥水浸入6 拆裝調(diào)整維修方便com 整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 整體式橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一個(gè)空心梁橋殼和主減速器