汽車設(shè)計課設(shè)驅(qū)動橋設(shè)計

專業(yè)名稱：車輛工程一、課程設(shè)計任務(wù)書 1二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 2三、主減速器部分設(shè)計 21、主減速器齒輪計算載荷的確定 2擇………………43、主減速器強度計算……………………5四、差速器部分設(shè)計………………………61、差速器主參數(shù)選擇 62、差速器齒輪強度計算 7五、半軸部分設(shè)計…………8T直φ徑 82、受最大牽引力時強度計算 93、制動時強度計算………………………94、半軸花鍵計算…………9六、驅(qū)動橋殼設(shè)計 101、橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 2、在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強度計算…………113、汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強度計算 114、汽車緊急制動時的橋殼強度計算 算 12七、參考書目 14八、課程設(shè)計感想 15一、課程設(shè)計任務(wù)書《BJ130驅(qū)動橋部分設(shè)計驗算與校核》2、設(shè)計內(nèi)容及要求(1)主減速器部分包括：主減速器齒輪的受載情況；錐齒輪主要參數(shù)選擇；主減速器強度計算；齒輪的彎曲強度、接觸強度計算。(2)差速器：齒輪的主要參數(shù)；差速器齒輪強度的校核；行星齒輪齒數(shù)和半軸齒(3)半軸部分強度計算：當(dāng)受最大牽引力時的強度；制動時強度計算。(4)驅(qū)動橋強度計算：①橋殼的靜彎曲應(yīng)力②不平路載下的橋殼強度③最大牽引力時的橋殼強度④緊急制動時的橋殼強度⑤最大側(cè)向力時的橋殼強度3、主要技術(shù)參數(shù)軸荷分配：滿載時前后軸載1340/2735(kg)動機最大功率：80psn：3800-4000n/min10輪轂總成和制動器總成的總重：g=274kgk設(shè)計內(nèi)容設(shè)計內(nèi)容二、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計T=橋殼形式：整體式半軸形式：全浮式差速器形式：直齒圓錐齒輪式三、主減速器部分設(shè)計由于所設(shè)計車型為輕型貨車，主減速比不是很大，故采用單級單速主減速器?？紤]到離地間隙問題，選用雙曲面齒輪副傳動，減小從動齒輪尺寸，增大最小離地間隙。又由于安裝空間的限制，采用懸臂式支承。1、主減速器齒輪計算載荷的確定(1)按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩TceememdiaemiaemaemiaaaemidK——液力變矩系數(shù)，該減速器無液力變矩器，K=11ff00η——發(fā)動機到從動錐齒輪之間的傳動效率，取η＝90%ce(2)按驅(qū)動輪打滑扭矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩Tcs22T＝Tcs8899N.mT＝375Ncf計算錐齒輪最大應(yīng)TN.zm計算錐齒輪疲勞壽z12=0TN.cm12sb2=43mmb1=47mmww22φ——輪胎與路面間的附著系數(shù)，取φ＝rrdbaBJ30使用手冊得rr知，輪胎規(guī)格為，取a＝，所以r＝[16/2+]＝ri——主減速器從動齒輪到車輪間傳動比，i＝1mmη——主減速器從動齒輪到車輪間傳動效率，η＝1mmβm1=36°，m2主動齒輪左旋，從動齒輪右由上面數(shù)據(jù)計算得：T＝8899N.m旋。cs(3)按日常平均行駛轉(zhuǎn)矩確定從動齒輪計算轉(zhuǎn)矩α=22°ttfiwjijf單位齒長滾動阻力系數(shù)f為~，取f=，W=40750N，因此F=652N；空氣fwDaDDp=1163N/m風(fēng)面積A=4m2，日常平均行駛車速u＝50km/h，因此awtrri——主減速器從動齒輪到車輪間傳動比，i＝1mmη——主減速器從動齒輪到車輪間傳動效率，η＝1mmm足設(shè)計要從動齒n——計算驅(qū)動橋數(shù)，n=1輪：cf(4)從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩曲應(yīng)力計ccecs算8899N.m，所以T=T=6450N.m。當(dāng)計算錐齒輪疲勞壽命時，T＝T，Tσcceccfcfccfw2=396MPaccfw2=396MPa按疲勞彎算σw2=23MPa按疲勞彎算σw2=23MPa<GGczcz(1)主從動齒輪齒數(shù)Z，Z12ww012滿足設(shè)計主動齒按滿足設(shè)計主動齒按最大彎算σw1=309MPa0cecscfccecsccfc(2)從動錐齒輪分度圓直徑D2和端面模數(shù)mD2D2D22ws22w按疲勞彎算m=按疲勞彎算m=K3TsmmmsMPa<w滿MPa<w滿足設(shè)計s2imm120(3)齒面寬b從動齒輪齒面寬b2==43mm，ms=7mm,滿足b2≤10ms。主動齒輪齒面寬b1==×43mm=47mm。(4)雙曲面小齒輪偏移距E(5)中點螺旋角β取β=35°，ε=2°m1m1(6)螺旋方向發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，為避免輪齒卡死而損壞，應(yīng)使軸向力離開錐頂方向，符合左手定則，所以主動齒輪左旋，從動齒輪右旋。(7)法向壓力角α22°30′。3、主減速器強度計算(1)單位齒長圓周力p主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上的單位齒長圓周力p來估算，emaxemax111122查表得單位齒長圓周力許用值[p]=1429N/mm，P<[p]，滿足設(shè)計要求。(2)齒輪彎曲強度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為：cc最大接觸應(yīng)力σ=2459MPaJJ滿足設(shè)計要求；疲勞接觸應(yīng)力JMPaJ滿足設(shè)計n＝4行星齒輪球面半徑b節(jié)錐距0行星齒輪齒數(shù)1軸齒輪齒6457N.mN.m，按疲勞彎曲應(yīng)力算時T=375N.m；主動齒c輪：按最大彎曲應(yīng)力算時T=1164N.m，按疲勞彎曲應(yīng)力算zz0ssssK——齒面載荷分配系數(shù)?？缰檬街谓Y(jié)構(gòu)K=1~，取K=1mmmK——質(zhì)量系數(shù)，K＝1vvm——從動錐齒輪斷面模數(shù)，m=7mmss1212J——綜合系數(shù)，通過查圖得，主動齒輪J=，從動齒輪J=wwww2ww2w設(shè)計要求；按疲勞彎曲應(yīng)力計算σ=23MPa，[σ]=210MPa，σ≤[σ]，w2ww2ww1ww2ww1ww2w(3)齒輪接觸強度pp11T——主動齒輪計算轉(zhuǎn)矩。按最大彎曲應(yīng)力算時T=1164N.m，按zz疲勞彎曲應(yīng)力算時T=68N.mz212m=5d1=50mmd2=80mm0行星齒輪軸直徑d=22mm支承長度20cecswMPaw符合設(shè)計0cf0ssmmmffvv122J——齒面接觸強度的綜合系數(shù)，通過查接觸強度計算用綜合系JJcecsJJJJcfJJJJ四、差速器部分設(shè)計1、差速器主參數(shù)選擇(1)BJ130為貨車，取差速器行星齒輪數(shù)n＝4(2)行星齒輪球面半徑RbbbT——差速器計算轉(zhuǎn)矩，T=min[T，T]=6457Nmddcecs0b0(3)確定行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)12z/z=，在~2范圍內(nèi)；半軸齒數(shù)和為32，能被行星齒輪數(shù)整除。21w符合設(shè)計半軸計算T=3874Nmφd=33mm滿足設(shè)計滿足設(shè)計m=2mmD=40mmd=35mmB=4mmτ=72MPa，sshh所以能夠保證裝配，滿足設(shè)計要求。(4)行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ，γ及其模數(shù)m1201102212重新驗算節(jié)錐距01122(5)壓力角α采用α=22°30′的壓力角，齒高系數(shù)為的齒形。00dcecscr——行星齒輪支承面中心到錐頂?shù)木嚯x，r==32mmdd2、差速器齒輪強度計算差速器齒輪只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，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。齒輪彎曲應(yīng)力σw為：T——半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩。當(dāng)T=min[T，T]時，T＝×T=3874Nm；當(dāng)c0cecsc00cfc0ssK——齒面載荷分配系數(shù)。跨置式支撐結(jié)構(gòu)K=1~，取K=1mmmK——質(zhì)量系數(shù)，K＝1vv]，故滿s足設(shè)計要cMPa，c]，故滿c足設(shè)計要M=2421Nm=wj，wj]，滿足wj設(shè)計要=wjwj]，滿足wj設(shè)計要v2222J——綜合系數(shù)，查圖得J=0cecswww2ww0cfww五、半軸部分設(shè)計本驅(qū)動橋采用全浮式半軸，因為全軸式半軸只承受傳動系的轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，可以承載較大載荷，適應(yīng)于貨車。1、半軸計算轉(zhuǎn)矩T及桿部直徑φ全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，全浮式半軸的計算載荷可按主減速器從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩進一步計算得到，即式中：ξ——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于普通圓錐齒輪差速器取TNmφ桿部直徑可按照下式進行初選：計算得d=33mm2、受最大牽引力時強度計算半軸選用40Cr，進行調(diào)制處理，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力宜為490~588Mpa，所以設(shè)計3、制動時強度計算T=551NmM=4413Nm∑σ∑=144MPa，z]，滿足z設(shè)計要vhT=807Nmσ∑=99MPa，∑]，所以∑滿足設(shè)計=WA-A276MPa，WA-AWA-A滿足設(shè)計縱向力應(yīng)按最大附著力計算：式中：m2——汽車重量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對后軸驅(qū)動的載重汽車其取值范圍是~，此處??；2扭2r4、半軸花鍵計算半軸和半軸齒輪一般采用漸開線花鍵連接，對花鍵進行擠壓應(yīng)力和鍵齒mzD=m(z+1)=40mm，相配的花鍵孔內(nèi)徑d=m=35mm，花鍵寬b=πm=，取整數(shù)4。(1)半軸花鍵的剪切應(yīng)力校核φφD——半軸花鍵外徑，取D=40mmd——相配的花鍵孔內(nèi)徑，取d=35mmppφ——載荷分布的不均勻系數(shù),取φ=ssss2)半軸花鍵的擠壓應(yīng)力校核τ=36MPaA-A，A-AA-A設(shè)計要σ∑A-A=283MPa，σ<∑A-A∑A-A滿足設(shè)計τ=36MPaB-B，B-BB-B設(shè)計要σ∑B-B=283MPa，cccc∑B-B∑B-B滿足設(shè)計六、驅(qū)動橋殼設(shè)計1、橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷，而沿左右輪胎的中心線，地面給輪胎以反力G/2(雙胎時則沿雙胎之中心)，橋殼則承受此力與車輪重力g之差值，即2w(G/2-g)，計算簡圖如右圖所示。2w橋殼按靜載荷計算時，在其兩鋼板彈簧座之間的彎矩M為22g——車輪(包括輪轂、制動器等)的重力，g=2740NwwB——驅(qū)動車輪輪距，查資料得B=s——驅(qū)動橋殼上兩鋼板彈簧座中心間的距離，查資料得s=由彎矩圖得危險截面在鋼板彈簧座附近。Wv——危險斷面處(鋼板彈簧座附近)橋殼的垂向彎曲截面系數(shù)。采v344vwjwjwjwj2、在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強度計算當(dāng)汽車在不平路面上高速行駛時，橋殼除承受靜載荷外，還承受附加的沖擊載荷。在這兩種載荷總的作用下，橋殼所產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力為式中：k——動載荷系數(shù)，對貨車取dMPaMPa。wjwjwjwj3、汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強度計算(1)驅(qū)動橋殼在左右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩Mv地面對后驅(qū)動橋左右車輪的垂向反作用力Z、Z相等，則2L2R222222L2R驅(qū)動橋殼在左右鋼板彈簧座之間的垂向彎矩Mv為v(2)驅(qū)動橋殼承受的水平方向的彎矩MP——地面對驅(qū)動車輪的最大切向反作用力，P=Tiiη/r=18556Nmaxmaxemax10Trh(3)驅(qū)動橋殼承受的因驅(qū)動橋傳遞驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而引起的反作用力矩T(4)合成彎矩M及合成應(yīng)力σ∑∑采用斷面為圓管的橋殼，在鋼板彈簧座附近的危險斷面處的合成彎矩為該危險斷面處的合成應(yīng)力σ為∑W面處的彎曲截面系數(shù)，W=30734∑∑zz4、汽車緊急制動時的橋殼強度計算緊急制動時橋殼在兩鋼板彈簧座之間的垂向彎矩M及水平方向的彎矩Mvh分別為m′——汽車制動時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)。后驅(qū)動橋殼時取m′=m2′，對載貨汽車后驅(qū)動橋取m′=~，系數(shù)取MNmMNmvh橋殼在兩鋼板彈簧座的外側(cè)部分處同時承受制動力所引起的轉(zhuǎn)矩T，代入數(shù)據(jù)得到：σ=99MPa，[σ]=100MPa，