汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、【精品文檔】如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除，僅供學(xué)習(xí)與交流汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).精品文檔.目 錄一、課程設(shè)計(jì)目的·········································

2、83;··1二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容············································1三、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)基本要求

3、······································1四、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)步驟··········&#

4、183;·······························1五、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方案分析················&#

5、183;·····················1 （一）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的選定··························

6、;····1 （二）主減速器結(jié)構(gòu)形式的選擇····························2（3） 差速器形式選擇·············&

7、#183;······················2（4） 車輪傳動(dòng)裝置形式選擇························

8、3;·····3（五）驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)······································3六、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析··

9、83;·····························3（一）主減速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算··················

10、;········3（二）差速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算····························9（三）車輪傳動(dòng)裝置分析及計(jì)算·········

11、;··················12七、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)校核·····························

12、3;·······15 （一）校核主減速器校核齒面的接觸強(qiáng)度···················15 （二）差速器齒輪彎曲應(yīng)力校核·················&#

13、183;·········16八、總結(jié)及心得體會(huì)······································

14、83;··16九、主要參考書·············································17 一、課

15、程設(shè)計(jì)目的汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是車輛工程專業(yè)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是使學(xué)生在對(duì)汽車性能和基本結(jié)構(gòu)知識(shí)有較系統(tǒng)了解的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)運(yùn)用現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)方法，掌握先進(jìn)汽車設(shè)計(jì)技術(shù)，從而達(dá)到基本具備分析和解決該領(lǐng)域問題的能力，并能系統(tǒng)的掌握汽車零部件設(shè)計(jì)的方法和步驟。通過本次課程設(shè)計(jì)（驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)）了解驅(qū)動(dòng)橋的組成，熟練掌握驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程中各種方案的選擇標(biāo)準(zhǔn)，將理論與實(shí)際相結(jié)合，在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論，并理解驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法。二、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，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，并將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路

16、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)橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還有等速萬向節(jié)。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的選定、主減速器、差速器、傳動(dòng)裝置、驅(qū)動(dòng)橋殼分析及計(jì)算、萬向節(jié)設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)向結(jié)設(shè)計(jì)。 三、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)基本要求（一）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。（二）輪廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性要求。（三）齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。（四）在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率。（五）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

17、此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減小不平路面的沖擊載荷，提高汽車行駛平順性。（六）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)；對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。（七）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。四、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)步驟 （一）初步確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，如驅(qū)動(dòng)橋的類型、主減速器形式、差速器形式、車輪傳動(dòng)裝置形式等的選擇； （二）主減速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算；（三）差速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算；（四）車輪傳動(dòng)裝置分析及計(jì)算；五、驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方案分析（一）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的選定根據(jù)已知數(shù)據(jù)分析，該驅(qū)動(dòng)橋?yàn)槌擞密囼?qū)動(dòng)橋。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)位置和驅(qū)動(dòng)形式，該驅(qū)動(dòng)橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。 首先轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在轎車中是指具有轉(zhuǎn)向功能的

18、驅(qū)動(dòng)橋。其主要功能有：一是把變速器傳出的功率經(jīng)其減速后傳遞給車輪使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)；二是通過轉(zhuǎn)向器把方向盤所受的轉(zhuǎn)矩傳遞給轉(zhuǎn)向桿從而使車輪轉(zhuǎn)向。由于要求設(shè)計(jì)的是乘用車的前驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋以與獨(dú)立懸架相適應(yīng)。該種形式的驅(qū)動(dòng)橋沒有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采

19、用獨(dú)立懸架則可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。 綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇斷開式驅(qū)動(dòng)橋的形式。斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速；減小了汽車在行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車輪的抗側(cè)滑能力；與之相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增中汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 （二）主減速器結(jié)構(gòu)形式的選擇1.主減速器選用單級(jí)減速器中央單級(jí)減速器是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡單

20、的一種，具有質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式，因而廣泛用于主傳動(dòng)比的汽車上。因?yàn)槌擞密囈话?，所以在主傳?dòng)比較小的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。中央單級(jí)主減速器優(yōu)點(diǎn)如下： （1）結(jié)構(gòu)最簡單，制造工藝簡單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本類型，在傳動(dòng)比較小的乘用車應(yīng)用廣泛；（2）乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)，使得驅(qū)動(dòng)橋的布置形式要求簡單，而且結(jié)構(gòu)緊湊； （3）隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，汽車使用條件對(duì)汽車通過性的要求降低。 （4）與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性提高。2.齒輪類型選擇弧形錐齒輪傳動(dòng)由于發(fā)

21、動(dòng)機(jī)采用的是縱置的形式，變速器采用橫置式，所以動(dòng)力輸出的方向與前橋軸線的方向垂直。因此，此設(shè)計(jì)采用圓柱齒輪傳動(dòng)就可以滿足要求。3. 主、從動(dòng)齒輪支撐形承形式選擇跨置式支承采用跨置式支承結(jié)構(gòu)，可以使剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，由于結(jié)構(gòu)的原因，主減速器的小斜齒輪采用跨置式安裝，而主減速器的大齒輪也采用跨置式安裝。 （三）差速器形式選擇汽車在行使過程中，左右車輪在同一時(shí)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(dòng)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(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使

22、或直線行使，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)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(dòng)，用來保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)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。1.差速器選擇對(duì)稱錐齒輪式差速器汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)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(diǎn)，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(qiáng)制鎖止式差速器。普通錐齒輪式差速器的

23、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為錐齒輪。2. 錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)及參數(shù)選擇由于在差速器殼上裝著主減速器的從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器殼的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。選擇4個(gè)行星齒輪結(jié)構(gòu)。（5） 車輪傳動(dòng)裝置形式選擇驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于汽車傳動(dòng)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(dòng)車輪。在斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬向節(jié)傳動(dòng)裝置且多采用等速萬向節(jié)。1. 半軸選用半浮式半軸結(jié)構(gòu)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，半浮式半軸所承受的載荷較復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊

24、、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，故被質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的乘用車采用。（五）驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼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(dòng)車輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸架及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置(如半軸)的外殼。在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強(qiáng)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)

25、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(shí)，還應(yīng)考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。1. 驅(qū)動(dòng)橋殼選用組合式橋殼 組合式橋殼從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車、輕型貨車中。6、 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析 （一）主減速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算1.主減速比的確定主減速比的大小對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量以及變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響。主減速比的選擇，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比（包括變速器、分動(dòng)器和取力器、驅(qū)動(dòng)橋等傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比）一起由汽車的整車動(dòng)

26、力計(jì)算來確定。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)比（包括主減速比）有關(guān)，可以采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)與傳動(dòng)系的傳動(dòng)比及主減速比進(jìn)行最優(yōu)匹配，以使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、客車、長途公共汽車，尤其是對(duì)競賽汽車來說，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的情況下，所選擇的值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速。這時(shí)值就按下式來確定： （61）式中：車輪的滾動(dòng)半徑，m； 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min；汽車的最高車速，km/h；變速器最高擋傳動(dòng)比，通常為1。 由已知數(shù)據(jù)得：車輪滾動(dòng)半徑為0.3m，最高車速為150km/h 查資料得：最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：暫取 帶入公

27、式61得：2.主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。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器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為強(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)算載荷，即： （62） （63）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m；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)系最低檔傳動(dòng)比；傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，??；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(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車??；當(dāng)性能

28、系數(shù)時(shí)，可取，或由實(shí)驗(yàn)決定；n該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目；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（對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋來說，應(yīng)考慮到汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增大量），N；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汽車，?。粚?duì)于越野汽車，??；對(duì)于安裝專門的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車，計(jì)算時(shí)可取； 車輪的滾動(dòng)半徑，m； 分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)橋之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比（例如輪邊減速等） 查資料得：N·m 由后面式（3-5）計(jì)算得，故： 由于該轎車只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋則： 由后面計(jì)算得：汽車滿載有總重量為， 查參考文獻(xiàn)1汽車軸荷分配中乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)滿載時(shí)前軸分配為。本設(shè)計(jì)中取58%， 由于該轎車是

29、安裝一般輪胎的公路用汽車，則： 由上面計(jì)算可得：m 由經(jīng)驗(yàn)得： 由于該轎車無輪邊減速器，則： 將上述參數(shù)值代入公式（62）、（63）中計(jì)算得：N·mN·mN·m汽車的類型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車和越野汽車則在高負(fù)荷低車速條件下工作，沒有簡單的公式可算出汽車的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。但對(duì)于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值來確定，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 N·m （64）式中：汽車滿載總重量，N；所牽引的掛車的滿載總重量，N，但僅用于牽引車的計(jì)算；車輪的滾動(dòng)半徑，m；

30、道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車可取=0.0100.015；對(duì)于載貨汽車可取0.0150.020；對(duì)城越野汽車可取0.0200.035；汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車取0.08；對(duì)載貨汽車和城市公共汽車取0.050.09；對(duì)長途公共汽車取0.060.10；對(duì)越野汽車取0.090.30；汽車或汽車列車的性能系數(shù)： (65)當(dāng)時(shí)，取 由參考文獻(xiàn)1得查得汽車總質(zhì)量的計(jì)算方法： 乘用車的總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時(shí)的整車質(zhì)量。 乘用車的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、乘員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分組成。其中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按每人質(zhì)量按65kg計(jì)，于是： 該式中，n為包括駕駛

31、員在內(nèi)的載客數(shù)；a為行李系數(shù)，可按參考文獻(xiàn)1表1-5提供的數(shù)據(jù)取用。 已知數(shù)據(jù)：整車整備質(zhì)量為1020Kg； 故； 即； 由于是轎車，所以； 由上得： 轎車選用，?。?汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車??；經(jīng)計(jì)算則按計(jì)算得： 把各參數(shù)代入式（3-4）中得到：N·m 3.主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 對(duì)一單級(jí)主減速器，首先根據(jù)的大小選擇主減速器主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。為了使磨合均勻，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)不小于40，對(duì)于轎車應(yīng)不小于50。 （1）斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 由于齒輪轉(zhuǎn)速比較高，選用硬齒面。 先按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再較核齒面接

32、觸強(qiáng)度，其設(shè)計(jì)步驟如下： 先選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力： 均選用20CrMnTi鋼滲碳淬火，硬度5662HRC。 由參考文獻(xiàn)4圖5-32C查得彎曲疲勞極限應(yīng)力； 由參考文獻(xiàn)4圖5-33C查得接觸疲勞極限應(yīng)力； （2）按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式參考文獻(xiàn)4中式（5-45b）知: （66） 1）確定輪齒的許用彎曲應(yīng)力 按參考文獻(xiàn)4（5-26）計(jì)算 兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力，（）分別按下式確定 （67）式中：試驗(yàn)齒輪齒根的彎曲疲勞極限，查參考文獻(xiàn)4圖5-32；試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，本書采用國家標(biāo)準(zhǔn)給定的值計(jì)算時(shí)，；彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，一般取。當(dāng)考慮齒輪工作在有限壽命時(shí)，彎曲疲勞許用應(yīng)力可以提高

33、的系數(shù)，查參考文獻(xiàn)4圖5-34；彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。一般傳動(dòng)取=1.31.5；重要傳動(dòng)取=1.63.0；由上得： 取， 把各參數(shù)代入式（3-7）中得： 2)計(jì)算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩N·m 3）選取載荷系數(shù)K 因?yàn)槭切饼X輪傳動(dòng)，且加工精度為了7級(jí)，故K可選小些，取K=1.4 4）初步選定齒輪參數(shù) 取,. 取， 5）齒寬系數(shù)的選擇： 選大值時(shí)，可減小直徑，從而減小傳動(dòng)的中心距，并在一定程度上減輕包括箱體在內(nèi)的整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，但是卻增大了齒寬和軸向尺寸，增加了載荷分布的不均勻性。的推薦值為： 當(dāng)為軟齒面時(shí)，齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱布置時(shí)，=0.81.4； 非對(duì)稱布置時(shí)，=0.61.2； 懸臂

34、布置或開式傳動(dòng)時(shí)，=0.30.4。 當(dāng)為硬齒面時(shí)，上述值相應(yīng)減小50%。 取=0.5，并取； 得到u=84/23=3.652。 6）確定復(fù)合系數(shù)因兩輪所選材料及熱處理相同，則相同，故設(shè)計(jì)時(shí)按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)代入即可。而 由參考文獻(xiàn)4圖5-38查得=4.18 將上述參數(shù)代入式（3-6），得 按參考文獻(xiàn)4表5-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取mm 則中心距 為了便于加工和校驗(yàn)，取中心距a=166.1618mm 故得到 7）計(jì)算其它幾何尺寸取取mm （二）差速器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算 1.差速器齒輪的基本參數(shù)的計(jì)算 （1）行星齒輪球面半徑的確定 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背面的球面半徑，它就是行

35、星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上也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： （68） 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所有的越野汽車和礦用汽車取大值；取=2.52； 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取式（3-2），式（3-3）計(jì)算值的較小值，N·m； 取N·m； 差速器行星齒輪球面半徑確定以后，可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)距：取為36.4mm （2）行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于10。半

36、軸齒輪的齒數(shù)采用1425。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.52的范圍內(nèi)。差速器的各個(gè)行星齒輪與2個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此在確定這兩種齒輪的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系。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 （69）式（69）中：左、右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器來說，；行星齒輪的數(shù)目；I任意整數(shù)；由于本設(shè)計(jì)選用的差速器為對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，選定半軸齒輪齒數(shù)為，行星齒輪數(shù)目，行星齒輪齒數(shù)為10。 （3）差速器圓錐齒輪

37、模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角： 式中：，分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m: 考慮到差速齒輪彎曲應(yīng)力的校核，取 求出模數(shù)m后，節(jié)圓直徑d即可根據(jù)齒數(shù)z及模數(shù)m由下式求得： （4）壓力角汽車差速器齒輪過去都選用20°壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為1，而最少齒數(shù)為13。目前大都選用22°30的壓力角，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)可減少到10，并且小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為20°的少，故

38、可用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。某些重型汽車和礦用汽車的差速器也可采用20°壓力角。本設(shè)計(jì)中選用壓力角為22°30。 （5）行星齒輪安裝孔直徑及其深度L行星齒輪安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。通常取 （610） （611） （612）式中：差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；行星齒輪數(shù)目；如圖4-6所示，為行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm;,為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而（如參考文獻(xiàn)3圖4-6）；支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98MPa。差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩為N·m；取。1. 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與

39、強(qiáng)度計(jì)算汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為： （614） 式中：T差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，N·m；其計(jì)算式為： （615）式中：計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按、（見式（6-2）、式（6-3）兩者中的較小者和（式（6-4）計(jì)算，N·m；差速器行星齒輪數(shù)目；半軸齒輪齒數(shù)；計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。，F(xiàn)，m見參考文獻(xiàn)3式（3-44）下說明；按上式并以計(jì)算所得的汽車差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力，不應(yīng)大于210.9MPa；按，兩種計(jì)算轉(zhuǎn)矩中的較小值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力不應(yīng)大于980MPa。查參考文獻(xiàn)3：超載系數(shù)，見參考文獻(xiàn)3式（3-11）下的說明；質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪

40、齒接觸良好、調(diào)節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取=1；尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)時(shí)，；載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承式時(shí)，=1.001.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，=1.101.25.支承剛度大時(shí)取小值。計(jì)算齒輪的齒面寬,mm；端面模數(shù)，mm；參數(shù)的選取與計(jì)算：N·mN·m （三）車輪傳動(dòng)裝置分析及計(jì)算 1.半軸設(shè)計(jì)計(jì)算半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。已知數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型式為，查參考文獻(xiàn)3表5-1可得：半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： （616）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于圓錐行星齒輪差速器可取

41、：；變速器I擋傳動(dòng)比；主減速比；N·m由參考文獻(xiàn)3式（5-16）得 （617） 取許用應(yīng)力 代入計(jì)算得： 出于對(duì)安全系數(shù)以及半軸強(qiáng)度的較核的考慮，取d=36mm。 2.三種可能工況 計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況： （1)縱向力（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，附著系數(shù)在計(jì)算時(shí)取0.8，沒有側(cè)向力作用； （2)側(cè)向力最大時(shí)即汽車發(fā)生側(cè)滑時(shí)，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)在計(jì)算時(shí)取站1.0，沒有縱向力作用； （3)垂向力最大時(shí)（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時(shí)）這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。 3.半浮式半軸計(jì)算載荷的確定 （1）縱向力最大和側(cè)向力為0： 此時(shí)垂