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I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 課題 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2016 年 3 月 31 日 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) II 目 錄 摘 要 III ABSTRACT IV 第 1 章 緒論 1 1 1 研究背景及意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究概況與發(fā)展趨勢(shì) 1 1 3 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù) 2 第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案擬定 3 第 3 章 主減速器的設(shè)計(jì) 4 3 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 4 3 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 4 3 1 2 主減速器的減速形式 4 3 1 3 主從動(dòng)齒輪的支承形式 5 3 2 基本參數(shù)選擇與計(jì)算 5 3 2 1 主減速比 的確定 50i 3 2 2 齒輪計(jì)算載荷的確定 6 3 3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 10 3 3 1 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 10 3 3 2 斜齒輪材料選擇 10 3 3 3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 10 3 3 4 校核齒面的接觸強(qiáng)度 13 3 4 軸承的選擇與校核 13 3 4 1 軸承的載荷計(jì)算 13 3 4 2 軸承型號(hào)的確定 15 第 4 章 差速器的設(shè)計(jì) 17 4 1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 17 4 2 差速器齒輪設(shè)計(jì) 17 4 3 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 19 4 3 1 齒輪材料選擇 19 4 3 2 校核計(jì)算 20 4 4 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 4 4 1 行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 20 4 4 2 行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 20 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) III 4 4 3 行星齒輪軸的材料 21 第 5 章 傳動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 22 5 1 半軸的型式選擇 22 5 2 半軸的設(shè)計(jì)與校核 22 5 2 1 半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 5 2 2 半軸的強(qiáng)度較核 23 5 3 半軸的結(jié)構(gòu) 材料及熱處理 25 5 4 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 25 5 4 1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 25 5 4 2 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 5 4 3 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理 27 總 結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) IV 摘 要 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)微型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 微型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 滿(mǎn)足控制要求的方向和滿(mǎn) 足需求 主要由主減速器部分 差速器 半軸 通用驅(qū)動(dòng)軸的憲法 本設(shè)計(jì)根據(jù)給定的參數(shù) 首先對(duì)減速器的設(shè)計(jì) 主要是對(duì)主齒輪結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)了 具有幾何尺寸 其次 微分形式的選擇 利用微分形式對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器 然后 支承結(jié)構(gòu)形式半解析樹(shù)的概念和特點(diǎn)和形式的萬(wàn)向節(jié) 最后 這些零件強(qiáng)度 校核軟件 AutoCAD 傳動(dòng)軸和主成分繪制裝配圖 關(guān)鍵詞 驅(qū)動(dòng)橋 主減速器 差速器 半軸 萬(wàn)向節(jié) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) V Abstract This article is designed to drive a passenger car steering axle drive axle steering for passenger cars the steering is necessary to meet the requirements but also to meet the driving requirements Which is mainly composed of the main reducer differential axle universal joints drive axle housing and so on The design according to the given parameters the first of the main reducer designed mainly for the final drive structure and geometry has been designed in the form of the final drive designed as a single stage main gear secondly to choose the form of differential differential form of ordinary symmetrical cone planetary gear differential Next axle configuration support form and the forms and characteristics of joints were analyzed design Finally the above parts of the strength check and draw of the steering assembly drawing with AutoCAD software drive axle and the main parts of drawings Keywords Steering drive axle The main reducer Differential Axle Universal joint 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 1 1 研究背景及意義 中國(guó)在全球汽車(chē)市場(chǎng)的第一個(gè)微型車(chē)正在成為一個(gè)重要的力量 據(jù)中國(guó)汽車(chē)工 業(yè)協(xié)會(huì) 一半 2009 年銷(xiāo)量微到 93 55 萬(wàn)輛 同比增長(zhǎng) 5 增長(zhǎng)率顯著高于小型汽 車(chē)銷(xiāo)售 25 62 同期 成為最偉大的英雄的微型車(chē)的高速增長(zhǎng)的國(guó)家銷(xiāo)售了 6 個(gè)月 鑒于目前情況 迷你扮演非常重要的角色 這使得整個(gè)市場(chǎng)形勢(shì)的 M 增加的車(chē) 過(guò)去五年 全國(guó)銷(xiāo)量迷你主要同比增長(zhǎng) 10 萬(wàn)輛 2008 年 共銷(xiāo)售汽車(chē)迷你 1 3 億 比 2007 年增長(zhǎng)了 2 今年的刺激下 多好的政策 小銷(xiāo)售前所未有的爆炸性 增長(zhǎng) 據(jù)統(tǒng)計(jì) 目前小型生產(chǎn)能力約 230 萬(wàn)車(chē) 但到 2012 年將接近 400 萬(wàn) 我們都知道 汽車(chē)市場(chǎng) 今年遇到了罕見(jiàn)的好政策 首先改革燃油稅 允許用 戶(hù)避免汽車(chē)維修成本 二是購(gòu)置稅改革的國(guó)家 汽車(chē)位移小于 1 6 減稅 50 三是 汽車(chē)下鄉(xiāng)補(bǔ)貼 最高補(bǔ)貼 10 的國(guó)家的消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品范圍四車(chē)是石油價(jià)格上漲 預(yù)計(jì)明年將超過(guò) 90 美元汽車(chē)的價(jià)格同時(shí)滿(mǎn)足這四個(gè)政策 發(fā)展最大這種可能性 品 牌有馬 迷你市場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入 市場(chǎng)前景迷你車(chē)如此巨大 因此 加強(qiáng)研究的微型車(chē) 尤其重要的是 作為小 型車(chē)主要由兩部分組成 傳動(dòng)軸的研究變得越來(lái)越重要 1 2 國(guó)內(nèi)外研究概況與發(fā)展趨勢(shì) 目前 橋梁在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有多數(shù) 但仍有一定的軸數(shù)依賴(lài)進(jìn)口 一定空間的車(chē) 軸和國(guó)際空間秘書(shū)長(zhǎng)主要在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力 有研究和開(kāi)發(fā)能力的工廠(chǎng) 一些制造 商仍然在相設(shè)施差距 例如施工車(chē)輛和車(chē)輛牽引運(yùn)動(dòng)過(guò)程中形狀嚙合接觸區(qū)不同的 是 國(guó)外設(shè)備的能力模擬的狀態(tài) 現(xiàn)在 我們的路 在技術(shù)領(lǐng)域的具體細(xì)節(jié) 該國(guó)的差距比較大 是世界級(jí)的 最終 后橋時(shí)間共 享的支持和這兩點(diǎn) 今年有了變化 此外 在結(jié)構(gòu) 比例越大使用更多的一級(jí)傳動(dòng) 軸 重量輕的技術(shù)方面 舒適的要求 將逐步 汽車(chē)節(jié)能 環(huán)保 舒適的發(fā)展趨勢(shì) 等 要求速度比車(chē)軸重量輕 高扭矩 噪音低 帶寬成本生產(chǎn) 使用壽命長(zhǎng) 低 為了適應(yīng)不斷完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的要求和加入 WTO 后的新形勢(shì)和國(guó)內(nèi)汽 車(chē)工業(yè)發(fā)展 促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的重組和現(xiàn)代化 提高汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 以滿(mǎn)足 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 2 消費(fèi)者的需求在產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求 汽車(chē) 推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展 特別是制 定汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策 生產(chǎn)質(zhì)量好 使用方便 低速載貨汽車(chē)的價(jià)格對(duì)于大多數(shù)消 費(fèi)者的需求 在國(guó)家的積極參與和支持汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展 可以開(kāi)發(fā)適合中國(guó) 車(chē)輛 和經(jīng)濟(jì)條件 包括道路 將大大有助于提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的汽車(chē)工業(yè) 1 3 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 菲亞特 550 基于菲亞特 500 打造 新車(chē)搭載了法拉利的 4 5 升 V8 引擎 采用后置設(shè)計(jì) 最大功率為 405 千瓦 由于菲亞特 550 車(chē)型參數(shù)尚未 公布本次參考菲亞特 500 參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) 具體如下 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 kW rpm 75 6500 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 Nm rpm 133 4000 車(chē)身長(zhǎng) 寬 高 mm 3547 1627 1497 變速箱 6 擋 AT 軸距 mm 2300 前輪距 mm 1407 后輪距 mm 1397 驅(qū)動(dòng)方式 前置前驅(qū) 前后輪胎規(guī)格 185 55 R15 最高時(shí)速 161Km h 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 3 第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案擬定 發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸驅(qū)動(dòng)微型轎車(chē) 這是前軸驅(qū)動(dòng)橋轉(zhuǎn)向橋?yàn)闃蛄猴@然 在傳動(dòng) 軸的驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)裝置和半軸和萬(wàn)向節(jié)連接的分段 使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng) 如圖 2 1 所示 圖 2 1 驅(qū)動(dòng)橋示意圖 1 主減速器 2 主減速器殼 3 差速器 4 內(nèi)半軸 5 半軸套管 6 萬(wàn)向節(jié) 7 轉(zhuǎn)向節(jié)軸 8 外半軸 9 輪轂 10 輪轂軸承 11 轉(zhuǎn)向節(jié)殼體 12 主銷(xiāo) 13 主銷(xiāo)軸承 14 球形支座 通常 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是驅(qū)動(dòng)橋獨(dú)立懸架和必須匹配 當(dāng)左右驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立懸架 通 過(guò)各自的支撐體直接或 當(dāng)框架連接到驅(qū)動(dòng)輪的左 右方向之間基本上沒(méi)有橋 但 在習(xí)慣上仍稱(chēng)為前驅(qū)動(dòng)橋 該橋結(jié)構(gòu)的車(chē)如圖 2 2 所示 1 主減速器 2 半軸 3 彈性元件 4 減振器 5 車(chē)輪 6 擺臂 7 擺臂軸 圖 2 2 由于需求是微型車(chē)的前驅(qū)動(dòng)橋 因?yàn)槭褂锚?dú)立懸架 同時(shí)考慮到微型汽車(chē)的舒 適性和協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng) 選擇斷開(kāi)軸殼全局非剛性軸傳動(dòng) 減速器及其外殼安裝在車(chē)輛底 盤(pán)或車(chē)身兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與車(chē)架或車(chē)身彈性接觸 并獨(dú)立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)身上 分 別驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)裝置 振蕩接頭萬(wàn)向節(jié) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 4 第 3 章 主減速器的設(shè)計(jì) 3 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)類(lèi)型主減速齒輪 放置方法取決于主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪和 減速的形狀 3 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪 雙曲面齒輪 圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式 圖 3 1 齒輪傳動(dòng)形式 根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù) 這種設(shè)計(jì)的汽車(chē)與基準(zhǔn)參考菲亞特 550 作為設(shè)計(jì)對(duì)象 由于汽車(chē)菲亞特 550 作為 T 型橫向傳輸 使輸出功率的方向平行的方向軸前軸和公 平的 因此 本設(shè)計(jì)不需要使用錐齒輪改變旋轉(zhuǎn)方向 可以滿(mǎn)足圓柱齒輪的齒輪 傳動(dòng)軸是通過(guò)功率約兩個(gè)半軸傳遞到車(chē)輪 3 1 2 主減速器的減速形式 汽車(chē)的乘客 因?yàn)?i 6 一般采用一級(jí)減速器的主要優(yōu)勢(shì) 減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品 單級(jí)單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)橋中是一個(gè)最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu) 制造工藝比較簡(jiǎn)單 成本較低 是一種基本型卡車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上 占有重要的地位 目前 重型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 低速大扭矩傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)橋速比低發(fā)展 改 善道路狀況 特別是高速公路的快速發(fā)展 車(chē)輛的使用條件的重型汽車(chē)許多要求重 量減輕 因此 汽車(chē)產(chǎn)品不能像過(guò)去一樣 使用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其通過(guò) 以及輪邊 減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品相比 簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu) 單級(jí)減速傳動(dòng)機(jī)械為了提高驅(qū)動(dòng)橋效率 減少 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 5 易損件 提高了可靠性 3 1 3 主從動(dòng)齒輪的支承形式 中心必須保證主減速器齒輪嚙合的良好局面 主從使他們工作得很好 好的齒 輪嚙合 齒輪 加工質(zhì)量的裝配調(diào)整軸承和減速器殼體的剛度有關(guān) 但還支持和齒 輪的剛度密切相關(guān) 1 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖 3 3 主動(dòng)圓柱斜齒輪跨置式 主動(dòng)支護(hù)形式可分為齒輪懸臂支架和支架之間的式信息獲取 文學(xué) 演示程序 使用交叉支撐結(jié)構(gòu) 如圖 3 3 示 2 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖 3 4 從動(dòng)圓柱斜齒輪支撐形式 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪采用圓錐滾子軸承支承 如圖 3 4 示 為了增加支承剛度 兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi) 3 2 基本參數(shù)選擇與計(jì)算 3 2 1 主減速比 的確定0i 主減速比 選擇 車(chē)輛傳動(dòng)系統(tǒng)中的總傳動(dòng)比的設(shè)計(jì) 包括傳輸 變速箱和傳i 動(dòng)裝置的動(dòng)力輸出軸驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)裝置等 功率是確定的通過(guò)計(jì)算 由于工作條 件和車(chē)輛驅(qū)動(dòng)電機(jī) 傳動(dòng)比 包括主減速比 你可以使用一個(gè)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和參數(shù) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 6 傳遞主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和傳動(dòng)比的優(yōu)化調(diào)整 主減速比 進(jìn)行最優(yōu)匹配 使汽車(chē)可以獲得0i 最佳動(dòng)力性和最佳燃油經(jīng)濟(jì)性 53 16209 37 037 0max ghpriVni 故取 5 0i 3 2 2 齒輪計(jì)算載荷的確定 由于不穩(wěn)定的傳輸負(fù)載行駛時(shí) 計(jì)算量要準(zhǔn)確地計(jì)算出主減速器是最 difficile c 往往是最大扭矩與傳動(dòng)系統(tǒng)的約束最小傳動(dòng)比和傳動(dòng)輪的滑動(dòng)面上的好的開(kāi)始 在 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 7 這兩種情況下對(duì)上的從動(dòng)齒輪減速力矩 的較小者 在卡車(chē)和越野車(chē)的強(qiáng) jjeT 度計(jì)算的計(jì)算負(fù)荷 以檢查主減速器從動(dòng)齒輪的最大應(yīng)力 即 3 2 n KiTLej 0max 3 3 LB rjiGT 2 已知 mNTe 13ax 423 1785 Li9 0T 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 8 由后面式 3 5 計(jì)算得 故 0 pf20 K 由于該轎車(chē)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋則 1n N m 3 4 pHRLBrTajmffniG 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 9 汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù) pf 3 5 max 195 06eTp Gf 當(dāng) 時(shí) 取 ax eT0 pf 和等見(jiàn)式 3 2 和式 3 3 下的說(shuō)明 LBi nmae 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 10 m 147089 0125 96 01 438 NffnirGTpHRLBTajm 3 3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 3 3 1 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 用接觸穩(wěn)定 噪聲低和具有高的疲勞強(qiáng)度 齒輪齒數(shù)和尺寸不小于 40 在汽車(chē)主 減速器 齒數(shù)不少于 9 查閱資料 經(jīng)方案論證 主減速器的傳動(dòng)比為 3 553 則 初步選定齒輪 取1 Z97 315 12 Zi 32 Z 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 11 3 3 2 斜齒輪材料選擇 3 3 3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式參考文獻(xiàn) 4 中式 5 45b 知 3 6 3214 FPdSnZYKTm 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 12 6 確定復(fù)合系數(shù) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 13 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FP 數(shù) 代入即可 1FSY986 1cos9s33 ZV 由參考文獻(xiàn) 4 圖 5 38 查得 4 18FSY 將上述參數(shù)代入式 3 6 得 mZKTmFPdSn 59 478 95 014124 123231 按參考文獻(xiàn) 4 表 5 1 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取 mmn 則中心距 mZman 6 10cos2 39 5cos 1 7 計(jì)算其它幾何尺寸如下表 表 3 1 主 從動(dòng)圓柱斜齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 主動(dòng)斜齒圓柱 齒輪 從動(dòng)斜齒圓柱 齒輪 齒數(shù) Z1 Z2 9 32 螺旋角 16 法面模數(shù) nm5 端面模數(shù) cost 5 2 法面壓力角 n 20 端面壓力角 cstasrt 20 74 分度圓直徑 ontzmd 46 8 166 4 基圓直徑 tb cs43 77 155 62 齒頂高 ha h2 1 0 1 n5 5 5 5 齒根高 hf1 hf2 1 0 25 5 75 5 75 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 14 0 1 nm 齒頂圓直徑 aah2d 57 8 177 4 齒根圓直徑 ff 35 3 154 9 當(dāng)量齒數(shù) 3vcosz10 13 36 03 3 3 4 校核齒面的接觸強(qiáng)度 3 4 軸承的選擇與校核 3 4 1 軸承的載荷計(jì)算 當(dāng)一個(gè)表面上的圓周力斜齒圓柱齒輪的徑向力和軸向力 計(jì)算確定 根據(jù)大小 的軸承裝置 主減速器 可以實(shí)現(xiàn)對(duì)軸承的負(fù)荷 圖 5 級(jí)減速器演示支持橫向尺寸 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 15 圖 3 5 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸 圖 3 5 中各參數(shù)尺寸 a 46mm b 22mm c 90 5mm d 60 5mm 通過(guò)驅(qū)動(dòng)齒輪表面力 圖 3 6 所示 獲得各軸承的徑向力和軸向 圖 3 6 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖 軸承 A 徑向力 Fr 3 14 22azm1rzFD b F a 軸向力 Fa Faz 3 15 將各參數(shù)代入式 3 14 與 3 15 有 Fr 3997N Fa 2752N 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 16 3 4 2 軸承型號(hào)的確定 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 17 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 18 第 4 章 差速器的設(shè)計(jì) 4 1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 汽車(chē)差速器廣泛采用對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 質(zhì)量小的優(yōu)點(diǎn)和廣泛的 應(yīng)用 它可以分為普通錐齒輪差速器 摩擦片式差速器和差速器鎖 普通差速器行星齒輪錐對(duì)稱(chēng)的左 右殼 2 半軸齒輪 行星齒輪 4 汽車(chē)使用三 個(gè)行星齒輪 體積小 微型汽車(chē)使用兩個(gè)行星齒輪 行星齒輪軸 差很多四齒輪安 裝使用十字軸行星結(jié)構(gòu) 半軸齒輪 行星齒輪墊片等 由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 運(yùn)行穩(wěn) 定 易于制造 用于道路車(chē)輛是非常可靠的 最廣泛使用的車(chē) 在路上車(chē)特殊的和 各種各樣的卡車(chē) 一些越野車(chē)也使用這種結(jié)構(gòu) 但使用全地形車(chē)必須采取防滑措施 4 2 差速器齒輪設(shè)計(jì) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 19 數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除 汽車(chē)差速齒輪大都采用壓力角 22 30 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) 序號(hào) 名稱(chēng) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z 10 應(yīng)盡量取最小值 1z 12 2 半軸齒輪齒數(shù) 2 14 25 且需滿(mǎn)足式 1 4 2 24 3 模數(shù) mm 3mm 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 20 4 齒面寬 b 0 25 0 30 A 0 b 10m 10mm 5 工作齒高 mhg6 1 gh 4 8mm 6 全齒高 578 5 415 7 壓力角 22 5 8 軸交角 90 9 節(jié)圓直徑 1mzd 2zd1 36 d2 72 10 節(jié)錐角 21arctn 190 1 26 56 1 63 44 11 節(jié)錐距 210sii dA 0A 40mm 12 周節(jié) t 3 1416mt 9 425mm 13 齒頂高 21agah z 2137 04 1ah 3 23mm2 1 57mm 14 齒根高 1f 1 788m ah 2f 1 788 2 1fh 2 13mm 2f 3 79mm 15 徑向間隙 c h g 0 188 0 051 c 0 615mm 16 齒根角 1 01artnAf 022arctnhf 1 3 05 2 5 41 17 面錐角 21 o 2 1o 31 97 2 66 49 18 根錐角 11 R 2 R1R 23 51 2R 58 03 19 外圓直徑 1cos2aohd 20 do1 41 78 do1 73 4 4 3 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 21 4 3 1 齒輪材料選擇 差動(dòng)齒輪和主減速器 主要是用滲碳合金鋼材料 用于制造錐齒輪差速器為 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 初選差速器齒輪材料為 20CrMoTi 4 3 2 校核計(jì)算 4 4 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 4 1 行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 許多類(lèi)型的行星齒輪 差速器齒輪軸式有很多 最常見(jiàn)的是軸和橫軸 在小型 車(chē)由于沒(méi)有使用這個(gè)詞 以樹(shù)而高質(zhì)量的汽車(chē)荷載傳遞扭矩大 壽命的軸 提高承 載能力 橫向軸線(xiàn) 由四軸扭矩分配 生命樹(shù)可以有效的提高 此次設(shè)計(jì)選用十字軸 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 22 4 4 2 行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 行星齒輪軸用直徑 d mm 為 d 4 5 dCnr 1 0T3 式中 T0 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nm 1576 34Nm n 行星齒輪數(shù) 4 rd 行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x 20mm c 支承面許用擠壓應(yīng)力 取 69 MPa 將各參數(shù)代入式 4 5 中 有 d 16mm 4 4 3 行星齒輪軸的材料 樹(shù)種選擇應(yīng)滿(mǎn)足強(qiáng)度 熱平衡軸的延伸部分 以承受徑向載荷條件 有碳鋼和合金鋼材料常用軸 碳鋼便宜 應(yīng)力集中敏感性較低的合金鋼 被廣 泛使用 重要的或承受較大的軸 選擇適宜的 35 40 45 到 50 高質(zhì)量 如碳鋼 大多在 45 鋼為材料選擇軸 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 23 第 5 章 傳動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 5 1 半軸的型式選擇 媒體類(lèi)型的類(lèi)型主要取決于半軸半軸 半浮式支承負(fù)荷通過(guò)半軸是復(fù)雜的 但 它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 質(zhì)量小 體積小 成本低 質(zhì)量差等 是這樣的 使用條件 負(fù)載 能力和汽車(chē)不小型客貨車(chē)使用 基于這些特點(diǎn) 本設(shè)計(jì)的微型汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋半浮式選擇半軸結(jié)構(gòu) 5 2 半軸的設(shè)計(jì)與校核 5 2 1 半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 24 5 2 2 半軸的強(qiáng)度較核 1 縱向力 2XF最大和側(cè)向力 2YF為 0 此時(shí)垂向力 縱向力最大值 計(jì)算時(shí) 可 GmZ 2 2 GmFZX 2m 取 1 2 取為 0 8 半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為 5 3 3 2dFaZX 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 25 5 4 3 216drFX 式 5 3 5 4 中 a 為輪轂支承軸承到車(chē)輪中心平面之間的距離 合成應(yīng)力為 5 5 24 n 計(jì)算得 NGmFZ 2 64 107 2 2 X 36 51 80 2 MPadFaZX53 7433 r0 18632 Pan375 42 2 側(cè)向力 最大和縱向力 0 此時(shí)意味著汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑 YF2XF 外輪上的垂直反力 和內(nèi)輪上的垂直反力 分別為 iZ2 iZ2 5 6 5 0 122 BhGgoZ 5 7 2ZiF 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 26 5 10 3 22 daFroZoYo 5 11 3 22 iZriYi 計(jì)算得 NBhGFgoZ 30 85 5 0 122 Zi 697 42 oY30851 NFiZi 2 MPadaroZoYo 1506 49 332 F iZriYi 7 232 3 汽車(chē)通過(guò)不平路面 垂向力 最大 縱向力 0 側(cè)向力 02ZF2XF2YF 此時(shí)垂直力最大值 為2Z 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 27 5 12 22 1kGFZ 式中 k 為運(yùn)載系數(shù) 微型車(chē) k 1 75 貨車(chē) k 2 0 越野車(chē) k 2 5 半軸彎曲應(yīng)力 為 5 13 3 23216dakGFZ 由于微型車(chē) K 1 75 MPadakZ5236 14862323 綜上述計(jì)算得 均未超過(guò)半軸的許用應(yīng)力 550MPa 故半軸強(qiáng)度校核滿(mǎn)足要求 5 3 半軸的結(jié)構(gòu) 材料及熱處理 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造 如 40Cr 40CrMnMo 40CrMnSi 40CrMoA 35CrMnSi 35CrMnTi 等 新型的觀(guān)點(diǎn) 是我國(guó)發(fā)展為材料 半軸很好的熱 r sultats traitement 半軸的方法通過(guò)淬火和回火 調(diào)質(zhì)后的桿部硬度要求 hb388 444 法蘭部分可以小于 hb248 金近年來(lái)采用高頻 感應(yīng)淬火工藝的頻率越來(lái)越高 這種處理方法可以半軸表面淬火硬度達(dá) 63 hrc52 硬化層深度約 1 3 的半徑 籽粒硬度可作為 hrc30 35 沒(méi)有淬火區(qū) 法蘭 等 硬 度范圍內(nèi) 可以連接到 hb248 277 en 強(qiáng)度高的硬化層本身 和半軸表面形成大的殘 余壓應(yīng)力 以及采用噴丸 滾壓邊緣半根軸突過(guò)渡周期和其他技術(shù)極大地提高了半 軸靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度 特別是疲勞強(qiáng)度提高顯著 5 4 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 5 4 1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 為驅(qū)動(dòng)軸 驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)輪的應(yīng)采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng) 使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng) 電機(jī)的軸上 往往轉(zhuǎn)向裝置驅(qū)動(dòng)輪在中和附近的輪子 每個(gè)節(jié)點(diǎn)部分球籠式萬(wàn)向固定式 圖 6 射頻部分 和伸縮節(jié)球籠式萬(wàn)向型 見(jiàn)第六節(jié)車(chē) 62 應(yīng)用于獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 28 圖 6 1 固定型球籠式萬(wàn)向節(jié) 圖 6 2 伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié) 圖 6 3 RF 節(jié)與 VL 節(jié)在驅(qū)動(dòng)橋中的布置 5 4 2 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 29 表 6 1 Birfield 型球籠式萬(wàn)向節(jié)的系列數(shù)據(jù) 單位 軸頸直徑 鋼球直徑 星形套最 大直徑 星形套最 小直徑 星形套槽 距 星形套花 鍵齒數(shù) 球形殼外 徑 44 5 33 338 53 34 47 79 9 18 18 160 5 4 3 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理 在傳遞轉(zhuǎn)矩之間的鋼球與滾道產(chǎn)生更多的接觸應(yīng)力 因此材料的強(qiáng)勁需求 球 殼和星形套 15NiMo 合金低碳鋼制造 經(jīng)滲碳 淬火和收入 鋼球選擇鋼球滾動(dòng) 15Cr 材料 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 30 總 結(jié) 微型汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)使用斷開(kāi)連接驅(qū)動(dòng)軸 該結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于各種微型車(chē) 介紹了結(jié)構(gòu)形式和原理驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算 主要鑒別 減速器 半軸和 萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸 強(qiáng)度 并繪制圖裝配圖和零件 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理 符合實(shí)際應(yīng)用 功率和非常經(jīng)濟(jì) 整體設(shè)計(jì)和部分可以 滿(mǎn)足需求方 該系列標(biāo)準(zhǔn)變體 與汽車(chē)和產(chǎn)品部件的維修和維護(hù) 工藝品 零部件 制造容易 但是這個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足之處 在設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸 設(shè)計(jì)參數(shù) 根據(jù)經(jīng) 驗(yàn) 他帶來(lái)了一些錯(cuò)誤 此外 在一個(gè)小的方面 因?yàn)闀r(shí)間問(wèn)題 沒(méi)有得到足夠的 重視 為學(xué)生和老師的批評(píng) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 31 參考文獻(xiàn) 1 張小虞 葉平 汽車(chē)工程手冊(cè) 設(shè)計(jì)篇 M 人民交通出版社 2001 2 劉惟信 汽車(chē)設(shè)計(jì) M 清華大學(xué)出版社 3 安繼儒 中外常用金屬材料手冊(cè) M 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 2005 4 陳家瑞 汽車(chē)構(gòu)造 M 北京 人民交通出版社 2002 4 5 余志生 汽車(chē)?yán)碚?第三版 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 6 王望予 汽車(chē)設(shè)計(jì) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 7 劉柯軍 高淑蘭 汽車(chē)半軸失效分析 J 汽車(chē)工藝與材料 2004 07 8 徐灦 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 9 朱孝錄 主編 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 10 廖念釗等編 互換性與技術(shù)測(cè)量 第四版 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 2000 11 王明珠 主編 工程制圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1998 12 Yu Jianfei Intelligent design system for mini cars driving axle D Nanjing University of Science 2002 13 Wang Liang Drive Axle optimal design D Hebei University of Technology 2006 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 32 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束 在未來(lái)的幾年 我遇到了很多朋友熱心幫助教授工作設(shè)計(jì) 成功的完成不是他們的熱情幫助和顧問(wèn)的指導(dǎo) 教師和學(xué)生在這里都給予指導(dǎo)和幫 助我畢業(yè)這表示最誠(chéng)摯的謝意 首先 設(shè)計(jì)指導(dǎo) 感謝你緊張的工作 試圖引導(dǎo)時(shí)間 我們總是關(guān)心我們的進(jìn) 展?fàn)顩r 要求我們掌握幫助教師管理在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 從實(shí)際操作數(shù)據(jù)準(zhǔn)備階段 它提供了指導(dǎo) 在畢業(yè)設(shè)計(jì)中 她與我們一起解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題 其次 給予幫助教師設(shè)計(jì)的畢業(yè)生 與我的同學(xué)以誠(chéng)摯的感謝 在設(shè)計(jì)的過(guò)程 中 他們給了我很多的幫助和無(wú)私的關(guān)懷 感謝他們 此外 也給所有的學(xué)生我的幫助表示感謝 總之 本設(shè)計(jì)的結(jié)果是教師和學(xué)生 在一個(gè)月內(nèi) 我們合作的非常愉快 教會(huì) 我很多偉大的真理 是一種資產(chǎn) 我的生活 我在新教師和學(xué)生對(duì)我的幫助表示感 謝 1 選 題 的 目 的 和 意 義 飼草切碎機(jī) 由裝在同一傳動(dòng)軸上的破碎 切碎兩種功能的 機(jī)構(gòu)構(gòu)成 破碎機(jī)構(gòu)主要由刀齒板 切刀 刮刀及輥筒構(gòu)成 加 工塊莖類(lèi)物料 經(jīng)刀齒的劃割 切刀的切割 刮刀的進(jìn)一步破碎 完成加工過(guò)程 并采用輥壓輪對(duì)根莖進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)給 選擇飼草切 碎機(jī)這種通用機(jī)械的設(shè)計(jì)作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題 能培養(yǎng)我們獨(dú) 立解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)基本 理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用 也使我們的設(shè)計(jì) 計(jì)算和繪 圖能力都得到了全面的訓(xùn)練 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 近 年 來(lái) 隨 著 畜 牧 業(yè) 迅 速 發(fā) 展 80 以 上 的 天 然 草 場(chǎng) 有 不 同 程 度 的 退 化 牧 草 產(chǎn) 量 下 降 35 73 草 地 有 效 利 用 面 積 減 少 240 萬(wàn) h m 2 再 加 上 盲 目 墾 殖 不 合 理 的 水 利 設(shè) 施 建 設(shè) 等 加 速 了 草 場(chǎng) 退 化 沙 化 和 堿 化 導(dǎo) 致 草 場(chǎng) 生 態(tài) 環(huán) 境 惡 化 我 國(guó) 畜 牧 業(yè) 生 產(chǎn) 值 占 業(yè) 總 產(chǎn) 值 的 比 重 約 為 25 30 而 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 早 在 70 年 代 總 產(chǎn) 值 60 以上 尤 其 是 牧 業(yè) 生 產(chǎn) 加 工 非 常 發(fā) 達(dá) 然 而 我 國(guó) 的 牧 業(yè) 生 產(chǎn) 幾 乎 空 白 制 約 牧 業(yè) 發(fā) 展 的 關(guān) 鍵 問(wèn) 題 是 沒(méi) 有 形 成 很 好 的 牧 業(yè) 加 工 機(jī) 械 而 是 牧 業(yè) 加 工 機(jī) 械 的 基 礎(chǔ) 是 飼 草 生 產(chǎn) 加 工 機(jī) 械 隨 著 人 民 生 活 的 提 高 飼 草 加 工 業(yè) 發(fā) 展 迅 速 我 國(guó) 畜 牧 業(yè) 的 快 速 發(fā) 展 有 力 地 促 進(jìn) 了 飼 草 收 貯 和 草 品加 工 技 術(shù) 的 發(fā) 展 特 別 是 飼 草 收 貯 和 草 產(chǎn) 品 加 工 技 術(shù) 的 發(fā) 展 當(dāng) 前 加 大 飼 草 加 工 機(jī) 械 的 開(kāi) 發(fā) 和 研 究 力 度 依 然 是 我 國(guó) 畜 牧 業(yè) 發(fā) 展 的 當(dāng) 務(wù) 之 急 西 部 大 開(kāi) 發(fā) 和 新 疆 畜 牧 業(yè) 進(jìn) 一 步 發(fā) 展 的 需 要 飼 草 飼 料 機(jī) 械 化 已 成 為 急 需 解 決 的 問(wèn) 題 美 國(guó) 英 國(guó) 加 拿 大 等 經(jīng) 濟(jì) 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 經(jīng) 歷 了 20 世紀(jì) 種 植 業(yè) 基 本 機(jī) 械 化 及 60 70 年 代 畜 禽 與 水 產(chǎn) 養(yǎng) 殖 業(yè) 基 本 機(jī) 械 化 后 90年 代 的 種 植 業(yè) 和 養(yǎng) 殖 業(yè) 已 進(jìn) 入 高 度 機(jī) 械 化 現(xiàn) 代 化 階 段 農(nóng) 業(yè) 機(jī) 械 正 向 大 型 高 速 低 耗 自 動(dòng) 化 和 智 能 化 發(fā) 展 美 國(guó) 已 成 為 世 界 上 農(nóng) 業(yè) 勞 動(dòng) 生 產(chǎn) 率 最 高 的 國(guó) 家 之 一 而 對(duì) 于 飼 草 切 碎 機(jī) 械 由于 種 植 區(qū) 域 的 限 制 國(guó) 外 研 究 資 料 很 少 二 研究方案及預(yù)期結(jié)果 設(shè)計(jì)方案或論文主要研究?jī)?nèi)容 主要解決的問(wèn)題 理論 方法 技術(shù)路 線(xiàn)及論文框架等 內(nèi)容提要 一 確定飼草切碎機(jī)的型式 二 設(shè)計(jì)方案的選擇 三 電動(dòng)機(jī)的選擇 四 傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 五 軸的設(shè)計(jì) 繪圖 CAD 和 CATIA 雙份繪圖 1 原理圖 2 零件圖 3 裝備圖 4 主機(jī)裝配圖 三 研究進(jìn)度 本課題研究大致分四個(gè)階段 第一階段 2015 年 10 月 1 日 2015 年 12 月 15 日 1 向?qū)焻R報(bào)課題研究的題目并聽(tīng)取導(dǎo)師布置的任務(wù)及建議 2 完成開(kāi)題報(bào)告 3 進(jìn)一步搜集和消化文獻(xiàn)資料 中英文文獻(xiàn)綜述 4 開(kāi)題報(bào)告等上交給導(dǎo)師 5 根據(jù)導(dǎo)師的意見(jiàn)和建議 對(duì)課題進(jìn)行補(bǔ)充修改 6 將修改并通過(guò)的開(kāi)題報(bào)告 文獻(xiàn)及譯文 上交系辦 7 對(duì)課題研究的難點(diǎn)再次進(jìn)行梳理和篩選 進(jìn)一步明確研究的 目標(biāo)和內(nèi)容 8 列設(shè)計(jì)大綱 與導(dǎo)師溝通修改確定 第二階段 2015 年 12 月 16 日 2016 年 3 月 15 日 1 確定零件毛坯圖 2 完成單個(gè)零件的設(shè)計(jì)工作 3 完成裝配圖的設(shè)計(jì)工作 4 每?jī)芍芟蛑笇?dǎo)老師匯報(bào)工作進(jìn)度 中期研究成果匯報(bào) 5 完成夾具的設(shè)計(jì)工作 6 進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)計(jì)算并初步完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第三階段 2016 年 3 月 16 日 2016 年 4 月 20 日 1 根據(jù)導(dǎo)師修改意見(jiàn)對(duì)設(shè)計(jì)初稿進(jìn)行修改 2 繪制零件圖 裝配圖 3 制定工序卡 第四階段 2016 年 4 月 21 日 2016 年 5 月 20 日 1 根據(jù)導(dǎo)師修改意見(jiàn)對(duì)設(shè)計(jì)修改定稿 2 畢業(yè)答辯 ppt 的制作 3 提交設(shè)計(jì)材料 打印任務(wù)書(shū) 開(kāi)題報(bào)告 論文 零件圖 裝 配圖等 4 答辯后提交畢業(yè)論文電子版 四 主要參考文獻(xiàn) 1 薛建華 草 加 工 機(jī) 械 概 述 J 農(nóng) 產(chǎn) 品 加 工 2003 12 18 20 2 韓魯佳 巧娟 劉向陽(yáng) 胡金有 國(guó)農(nóng)作物秸稈資源及其利用現(xiàn)狀 J 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào) 2002 03 26 28 3 高振江 苗新明 飼草的物理加工及其利用 J 疆農(nóng)墾科技 1997 05 3031 4 冬花 飼草料的加工與利用 J 畜牧業(yè) 2004 01 42 44 5 孟海波 魯佳 稈物料的特性及其加工利用研究現(xiàn)狀與應(yīng)用前景 J 中國(guó)農(nóng)業(yè)學(xué)學(xué)報(bào) 2003 06 15 16 6 席偉光 李波 械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 高等教育出版社 2002 16 18 7 沈鴻 械工程手冊(cè) 機(jī)械工程出版社 1982 24 26 8 徐灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 4 第二版 械工業(yè)出版社 2000 45 60 9 楊可楨 光蘊(yùn) 仲生 械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 等教育出版社 1979 112 150 10 孔凌嘉 曉力 械設(shè)計(jì) 京理工大學(xué)出版社 2000 162 198 11 吳宗澤 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè) M 2 版 北京 學(xué)工業(yè)出版社 003 82 156 I 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 課題 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 所在學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 2016 年 3 月 31 日 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) II 目 錄 摘 要 III ABSTRACT IV 第 1 章 緒論 1 1 1 研究背景及意義 1 1 2 國(guó)內(nèi)外研究概況與發(fā)展趨勢(shì) 1 1 3 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù) 2 第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案擬定 3 第 3 章 主減速器的設(shè)計(jì) 4 3 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 4 3 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 4 3 1 2 主減速器的減速形式 4 3 1 3 主從動(dòng)齒輪的支承形式 5 3 2 基本參數(shù)選擇與計(jì)算 5 3 2 1 主減速比 的確定 50i 3 2 2 齒輪計(jì)算載荷的確定 6 3 3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 10 3 3 1 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 10 3 3 2 斜齒輪材料選擇 10 3 3 3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 10 3 3 4 校核齒面的接觸強(qiáng)度 13 3 4 軸承的選擇與校核 13 3 4 1 軸承的載荷計(jì)算 13 3 4 2 軸承型號(hào)的確定 15 第 4 章 差速器的設(shè)計(jì) 17 4 1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 17 4 2 差速器齒輪設(shè)計(jì) 17 4 3 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 19 4 3 1 齒輪材料選擇 19 4 3 2 校核計(jì)算 20 4 4 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 20 4 4 1 行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 20 4 4 2 行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 20 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) III 4 4 3 行星齒輪軸的材料 21 第 5 章 傳動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 22 5 1 半軸的型式選擇 22 5 2 半軸的設(shè)計(jì)與校核 22 5 2 1 半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 22 5 2 2 半軸的強(qiáng)度較核 23 5 3 半軸的結(jié)構(gòu) 材料及熱處理 25 5 4 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 25 5 4 1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 25 5 4 2 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算 26 5 4 3 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理 27 總 結(jié) 28 參考文獻(xiàn) 29 致 謝 30 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) IV 摘 要 本文主要是設(shè)計(jì)某微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 對(duì)于微型車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋 既要滿(mǎn)足轉(zhuǎn)向的要求 又要滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)的要求 其主要由主減速器 差速器 半軸 萬(wàn)向節(jié) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼等 構(gòu)成 本次設(shè)計(jì)根據(jù)給定的參數(shù) 首先對(duì)主減速器進(jìn)行設(shè)計(jì) 主要是對(duì)主減速器的結(jié) 構(gòu) 以及幾何尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì) 其次 對(duì)差速器的形式進(jìn)行選擇 差速器的形式采 用普通對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器 接著 對(duì)半軸的結(jié)構(gòu) 支承形式 以及萬(wàn)向節(jié) 的形式和特點(diǎn)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì) 最后 對(duì)以上的零件進(jìn)行了強(qiáng)度的校核 并用 AutoCAD 軟件繪制本驅(qū)動(dòng)橋的裝配圖和主要零部件圖紙 關(guān)鍵詞 驅(qū)動(dòng)橋 主減速器 差速器 半軸 萬(wàn)向節(jié) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) V Abstract This article is designed to drive a passenger car steering axle drive axle steering for passenger cars the steering is necessary to meet the requirements but also to meet the driving requirements Which is mainly composed of the main reducer differential axle universal joints drive axle housing and so on The design according to the given parameters the first of the main reducer designed mainly for the final drive structure and geometry has been designed in the form of the final drive designed as a single stage main gear secondly to choose the form of differential differential form of ordinary symmetrical cone planetary gear differential Next axle configuration support form and the forms and characteristics of joints were analyzed design Finally the above parts of the strength check and draw of the steering assembly drawing with AutoCAD software drive axle and the main parts of drawings Keywords Steering drive axle The main reducer Differential Axle Universal joint 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 1 1 研究背景及意義 中國(guó)成為全球第一大汽車(chē)市場(chǎng)的過(guò)程中 微型車(chē)正成為重要力量 據(jù)中國(guó)汽車(chē) 工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì) 2009 年上半年 微車(chē)銷(xiāo)量高達(dá) 93 55 萬(wàn)輛 同比增長(zhǎng) 54 46 遠(yuǎn) 高于同期微型車(chē)銷(xiāo)量 25 62 的增長(zhǎng)率 成為上半年全國(guó)微型車(chē)銷(xiāo)量高速增長(zhǎng)的最大 功臣 以時(shí)下形勢(shì)來(lái)看 微車(chē)仍將扮演異常重要的角色 這使得整個(gè)微型車(chē)市場(chǎng)變 局叢生 過(guò)去 5 年 全國(guó)微車(chē)銷(xiāo)量基本上以每年 10 萬(wàn)輛的增速發(fā)展 2008 年 全國(guó)共 銷(xiāo)售微車(chē) 130 萬(wàn)輛 只比 2007 年增長(zhǎng)了 2 今年 在多重政策利好的刺激下 微 車(chē)銷(xiāo)量出現(xiàn)了前所未有的爆發(fā)式增長(zhǎng) 根據(jù)公開(kāi)資料統(tǒng)計(jì) 目前國(guó)內(nèi)微車(chē)產(chǎn)能約為 230 萬(wàn)輛 但到 2012 年時(shí)將接近 400 萬(wàn)輛 眾所周知 今年的汽車(chē)市場(chǎng)遇到了難得一見(jiàn)的政策性利好 先是燃油稅改革 使得汽車(chē)用戶(hù)免去了養(yǎng)路費(fèi)成本 二是購(gòu)置稅改革 國(guó)家將 1 6L 以下排量的汽車(chē)購(gòu) 置稅減免了 50 三是汽車(chē)下鄉(xiāng)補(bǔ)貼 國(guó)家對(duì)購(gòu)買(mǎi)指定范圍汽車(chē)產(chǎn)品的消費(fèi)者給予 最高 10 的補(bǔ)貼 四是油價(jià)的上漲 預(yù)計(jì)明年油價(jià)將突破 90 美元 微車(chē)同時(shí)符合這 四項(xiàng)政策的要求 成為最大受益者 在這樣的機(jī)會(huì)下 自主品牌紛紛上馬 向微車(chē) 市場(chǎng)發(fā)起了進(jìn)軍 微型車(chē)市場(chǎng)前景如此廣闊 因此加大對(duì)微型車(chē)的研究顯得尤為重要 而作為微 型車(chē)主要組成 驅(qū)動(dòng)橋 對(duì)其的研究更是重中之重 1 2 國(guó)內(nèi)外研究概況與發(fā)展趨勢(shì) 目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額 但仍有一定數(shù)量的車(chē)橋依賴(lài) 進(jìn)口 國(guó)產(chǎn)車(chē)橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距 國(guó)內(nèi)車(chē)橋長(zhǎng)的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì) 和研發(fā)能力上 目前有研發(fā)能力的車(chē)橋廠(chǎng)家還不多 一些廠(chǎng)家僅僅停留在組裝階段 實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距 比如工程車(chē)和牽引車(chē)在行駛過(guò)程中 齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是 不同的 國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài) 而我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中 在具體工藝細(xì)節(jié)方面 我國(guó)和世界水平的差距還比較大 歸根結(jié)底后橋的共用 時(shí)承載和驅(qū)動(dòng) 在這兩方面 今年來(lái)出現(xiàn)了一些新的變化 另外 在結(jié)構(gòu)方面 單 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 2 級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高 技術(shù)方面 輕量化 舒適性的要求將逐步提高 總 體而言 現(xiàn)在汽車(chē)向節(jié)能 環(huán)保 舒適等方面發(fā)展的趨勢(shì) 要求車(chē)橋向輕量化 大 扭矩 低噪聲 寬速比 壽命長(zhǎng)和低生產(chǎn)成本 為適應(yīng)不斷完善社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的要求以及加入世貿(mào)組織后國(guó)內(nèi)外汽車(chē) 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢(shì) 推進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級(jí) 全面提高汽車(chē)產(chǎn)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力 滿(mǎn)足消費(fèi)者對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品日益增長(zhǎng)的需求 促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展 特制定汽車(chē)產(chǎn)業(yè) 發(fā)展政策 生產(chǎn)出質(zhì)量好 操作簡(jiǎn)便 價(jià)格便宜的低速載貨汽車(chē)將適合大多數(shù)消費(fèi) 者的要求 在國(guó)家積極投入和支持發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的同時(shí) 能研制出適合中國(guó)國(guó)情 包括道路條件和經(jīng)濟(jì)條件的車(chē)輛 將大大推動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的提高 1 3 設(shè)計(jì)要求及技術(shù)參數(shù) 設(shè)計(jì)微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 菲亞特 550 基于菲亞特 500 打造 新車(chē)搭載了法拉利的 4 5 升 V8 引擎 采用后置設(shè)計(jì) 最大功率為 405 千瓦 由于菲亞特 550 車(chē)型參數(shù)尚未 公布本次參考菲亞特 500 參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì) 具體如下 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 kW rpm 75 6500 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 Nm rpm 133 4000 車(chē)身長(zhǎng) 寬 高 mm 3547 1627 1497 變速箱 6 擋 AT 軸距 mm 2300 前輪距 mm 1407 后輪距 mm 1397 驅(qū)動(dòng)方式 前置前驅(qū) 前后輪胎規(guī)格 185 55 R15 最高時(shí)速 161Km h 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 3 第 2 章 總體結(jié)構(gòu)方案擬定 微型轎車(chē)多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前橋驅(qū)動(dòng)的布置型式 其前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng) 橋 稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)橋 顯然 在驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置中 半軸需采用分段式的并 用萬(wàn)向節(jié)聯(lián)接起來(lái) 以便使轉(zhuǎn)向車(chē)輪能夠轉(zhuǎn)向 如圖 2 1 所示 圖 2 1 驅(qū)動(dòng)橋示意圖 1 主減速器 2 主減速器殼 3 差速器 4 內(nèi)半軸 5 半軸套管 6 萬(wàn)向節(jié) 7 轉(zhuǎn)向節(jié)軸 8 外半軸 9 輪轂 10 輪轂軸承 11 轉(zhuǎn)向節(jié)殼體 12 主銷(xiāo) 13 主銷(xiāo)軸承 14 球形支座 通常 轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋是斷開(kāi)式的 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋必須與獨(dú)立懸架相匹配 當(dāng)左 右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪經(jīng)各自的獨(dú)立懸架直接與承載式車(chē)身或車(chē)架相聯(lián)時(shí) 在左 右轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng) 車(chē)輪之間實(shí)際上沒(méi)有車(chē)橋 但在習(xí)慣上仍稱(chēng)為斷開(kāi)式車(chē)橋 轎車(chē)的前驅(qū)動(dòng)橋多采用 這種結(jié)構(gòu) 如圖 2 2 所示 1 主減速器 2 半軸 3 彈性元件 4 減振器 5 車(chē)輪 6 擺臂 7 擺臂軸 圖 2 2 由于要求設(shè)計(jì)的是微型車(chē)的前驅(qū)動(dòng)橋 因?yàn)椴捎锚?dú)立懸架 也考慮微型車(chē)的舒 適性和運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性 選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 這種驅(qū)動(dòng)橋無(wú)剛性的整體外殼 主減速 器及其殼體裝在車(chē)架或車(chē)身上 兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與車(chē)架或車(chē)身作彈性聯(lián)系 并可獨(dú)立 地分別相對(duì)于車(chē)架或車(chē)身作上下擺動(dòng) 車(chē)輪傳動(dòng)裝置采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 4 第 3 章 主減速器的設(shè)計(jì) 3 1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類(lèi)型 主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方 法以及減速形式的不同而異 3 1 1 主減速器的齒輪類(lèi)型 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類(lèi)型 減速器形式不同而不同 主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪 雙曲面齒輪 圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式 圖 3 1 齒輪傳動(dòng)形式 根據(jù)給定技術(shù)參數(shù) 本次設(shè)計(jì)參考同級(jí)別的菲亞特 550 的轎車(chē)作為參考設(shè)計(jì)對(duì) 象 由于菲亞特 550 的轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是橫置的形式 變速器也采用橫置式 所以動(dòng)力輸出的方向正好與前橋軸線(xiàn)的方向平行 因此 此設(shè)計(jì)不必采用圓錐齒輪 來(lái)改變動(dòng)力旋轉(zhuǎn)的方向 采用圓柱齒輪傳動(dòng)就可以滿(mǎn)足要求 一般采用斜齒圓柱齒 輪傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)橋?yàn)閿嚅_(kāi)式 動(dòng)力通過(guò)左右兩根半軸傳遞給車(chē)輪 3 1 2 主減速器的減速形式 對(duì)于普通乘用轎車(chē) 由于 i 6 一般采用單級(jí)主減速器 單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品 的優(yōu)勢(shì) 單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)車(chē)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種 制造工藝較簡(jiǎn)單 成本 較低 是驅(qū)動(dòng)橋的基本型 在重型汽車(chē)上占有重要地位 目前重型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢(shì)使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā) 展 隨著公路狀況的改善 特別是高速公路的迅猛發(fā)展 許多重型汽車(chē)使用條件對(duì) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 5 汽車(chē)通過(guò)性的要求降低 因此 重型汽車(chē)產(chǎn)品不必像過(guò)去一樣 采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提 高其的通過(guò)性 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(jiǎn)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 可靠性增加 3 1 3 主從動(dòng)齒輪的支承形式 主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況 才能使它們很好地工 作 齒輪的正確嚙合 除了與齒輪的加工質(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) 1 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖 3 3 主動(dòng)圓柱斜齒輪跨置式 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種 查閱資料 文獻(xiàn) 經(jīng)方案論證 采用跨置式支承結(jié)構(gòu) 如圖 3 3 示 2 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖 3 4 從動(dòng)圓柱斜齒輪支撐形式 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪采用圓錐滾子軸承支承 如圖 3 4 示 為了增加支承剛度 兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi) 3 2 基本參數(shù)選擇與計(jì)算 3 2 1 主減速比 的確定0i 主減速比 的選擇 應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 包括變速器 i 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 6 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(chē)的整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定 由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和汽車(chē)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(chē)0i 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(chē) 客車(chē) 長(zhǎng)途公共汽車(chē) 尤其是對(duì)競(jìng)賽汽車(chē)來(lái)說(shuō) 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(chē)有盡可能高maxeP0i 的最高車(chē)速 這時(shí) 值就按下式來(lái)確定 maxV0i 3 1 gha prinix037 式中 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 m r 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 r min pn 汽車(chē)的最高車(chē)速 km h maxv 變速器最高擋傳動(dòng)比 通常為 1 ghi 已知輪胎類(lèi)型與規(guī)格 225 55 R17 故 mr 25 9 018524 查資料得 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 暫取rpmrnp650 4rpmnp520 汽車(chē)最高車(chē)速為 hKva 16mx 變速器最高檔為直接檔傳動(dòng)比為 1 gi 代入公式 3 1 得 53 16209 37 037 0max ghpriVni 故取 5 0i 3 2 2 齒輪計(jì)算載荷的確定 由于汽車(chē)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) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 7 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(chē)輪在良好路面上開(kāi)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 作為載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng) jjeT 齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷 即 3 2 n KiTTLej 0max 3 3 LB rjiGT 2 式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 N m maxe 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 TLi 傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率 取 9 0 T 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(chē) 0K 礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類(lèi)汽車(chē)取 當(dāng)性能系數(shù)10 K 時(shí) 可取 或由實(shí)驗(yàn)決定 pf20 n 該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目 汽車(chē)滿(mǎn)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(lái)說(shuō) 應(yīng)考2G 慮到汽車(chē)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(chē) 取 85 0 對(duì)于越野汽車(chē) 取 對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē) 計(jì)算時(shí)可取0 1 25 1 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 m r 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LBi 動(dòng)比 例如輪邊減速等 已知 mNTe 13ax 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 8 423 178 35 TLi90 由后面式 3 5 計(jì)算得 故 0 pf20 K 由于該轎車(chē)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋則 1n 由后面計(jì)算得 汽車(chē)滿(mǎn)載有總重量為 NGa14308 96 查參考文獻(xiàn) 1 汽車(chē)軸荷分配中微型車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)滿(mǎn)載時(shí)前軸分配為 本設(shè)計(jì)中取 58 60 47 258 01432 由于該轎車(chē)是安裝一般輪胎的公路用汽車(chē) 則 5 由上面計(jì)算可得 m95 0r 由經(jīng)驗(yàn)得 6 LB 由于該轎車(chē)無(wú)輪邊減速器 則 1 LBi 將上述參數(shù)值代入公式 3 2 3 3 中計(jì)算得 mNnKiTTLej 47329 0423 10max irGLBj 196 5 822 汽車(chē)的類(lèi)型很多 行駛工況又非常復(fù)雜 轎車(chē)一般在高速輕載條件下工作 而 礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)則在高負(fù)荷低車(chē)速條件下工作 沒(méi)有簡(jiǎn)單的公式可算出汽車(chē)的 正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩 但對(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)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定 即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 為mT N m 3 4 pHRLBrTaj ffniG 式中 汽車(chē)滿(mǎn)載總重量 N a 所牽引的掛車(chē)的滿(mǎn)載總重量 N 但僅用于牽引車(chē)的計(jì)算 r 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 9 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 m r 道路滾動(dòng)阻力系數(shù) 計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車(chē)可取 0 010 0 015 對(duì)于載貨汽Rf Rf 車(chē)可取 0 015 0 020 對(duì)城越野汽車(chē)可取 0 020 0 035 汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù) 通常對(duì)轎車(chē)取 0 08 對(duì)載貨汽車(chē)Hf 和城市公共汽車(chē)取 0 05 0 09 對(duì)長(zhǎng)途公共汽車(chē)取 0 06 0 10 對(duì)越野汽車(chē)取 0 09 0 30 汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù) pf 3 5 max 195 06eTp Gf 當(dāng) 時(shí) 取 ax eT0 pf 和等見(jiàn)式 3 2 和式 3 3 下的說(shuō)明 LBi nmae 由參考文獻(xiàn) 1 得查得汽車(chē)總質(zhì)量 的計(jì)算方法 a 微型車(chē)的總質(zhì)量 是指裝備齊全 并按規(guī)定裝滿(mǎn)客 貨時(shí)的整車(chē)質(zhì)量 a 微型車(chē)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)量三0 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 nma 650 該式中 n 為包括駕駛員在內(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 NGa14308 96 由于是轎車(chē) 所以 r 由上得 25 0r 轎車(chē)選用 取 1 Rf 0125 Rf 汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù) 通常對(duì)轎車(chē)取 08 Hf 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 10 經(jīng)計(jì)算 則取 162 9 195 0max eTG0 pf 把各參數(shù)代入式 3 4 中得到 m 147089 0125 96 01 438 NffnirTpHRLBTajm 3 3 齒輪的設(shè)計(jì)與校核 3 3 1 主 從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 為了嚙合平穩(wěn) 噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)度 大小齒輪的齒數(shù)和不少于 40 在轎 車(chē)主減速器中 小齒輪齒數(shù)不小于 9 查閱資料 經(jīng)方案論證 主減速器的傳動(dòng)比為 3 553 則 初步選定齒輪 取1 Z97 315 12 Zi 32 Z 3 3 2 斜齒輪材料選擇 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 56 62HRC 由參考文獻(xiàn) 4 圖 5 32C 查得彎曲疲勞極限應(yīng)力 MPaFlin430 由參考文獻(xiàn) 4 圖 5 33C 查得接觸疲勞極限應(yīng)力 Hli15 3 3 3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式參考文獻(xiàn) 4 中式 5 45b 知 3 6 3214 FPdSnZYKTm 1 確定輪齒的許用彎曲應(yīng)力 FP 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1FP 2Ma 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 11 3 7 NFSTPYminl 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 li 試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) 本書(shū)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給定的 值計(jì)算時(shí) STY limF 2 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N 1 NY 壽 命時(shí) 彎曲疲勞許用應(yīng)力可以提高的系數(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 3 1 5 重要傳動(dòng)取minFS minFS 1 6 3 0 i 由上得 MPaFlin430 取 2STY1N8 minFS 把各參數(shù)代入式 3 7 中得 MPaSNFTP 7 48 1230minl 2 計(jì)算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 N m9 573 4561T 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 5 齒寬系數(shù) 的選擇 d 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d 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 d 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 12 當(dāng)為軟齒面時(shí) 齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置時(shí) 0 8 1 4 d 非對(duì)稱(chēng)布置時(shí) 0 6 1 2 d 懸臂布置或開(kāi)式傳動(dòng)時(shí) 0 3 0 4 d 當(dāng)為硬齒面時(shí) 上述 值相應(yīng)減小 50 取 0 5 并取 d 16 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FP 數(shù) 代入即可 而1FSY986 1cos9s33 ZV 由參考文獻(xiàn) 4 圖 5 38 查得 4 18FSY 將上述參數(shù)代入式 3 6 得 mZKTmFPdSn 59 478 95 014124 123231 按參考文獻(xiàn) 4 表 5 1 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 取 mmn 則中心距 mZman 6 10cos2 39 5cos 1 7 計(jì)算其它幾何尺寸如下表 表 3 1 主 從動(dòng)圓柱斜齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 主動(dòng)斜齒圓柱 齒輪 從動(dòng)斜齒圓柱 齒輪 齒數(shù) Z1 Z2 9 32 螺旋角 16 法面模數(shù) nm5 端面模數(shù) cost 5 2 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 13 法面壓力角 n 20 端面壓力角 costasrt 20 74 分度圓直徑 ntzmd46 8 166 4 基圓直徑 tb cs43 77 155 62 齒頂高 ha h2 1 0 1 n5 5 5 5 齒根高 hf1 hf2 1 0 25 0 1 nm 5 75 5 75 齒頂圓直徑 aah2d 57 8 177 4 齒根圓直徑 ff 35 3 154 9 當(dāng)量齒數(shù) 3vcosz10 13 36 03 3 3 4 校核齒面的接觸強(qiáng)度 由參考文獻(xiàn) 4 式 5 47 可知 3 8 ubd KTZEH11092 為彈性系數(shù) 當(dāng)齒輪都為鋼制 E MPaZE8 19 代入公式 3 8 得 MPaubdKTZEH 2347 89057 318 463 8109109 221 齒面許用接觸應(yīng)力 按參考文獻(xiàn) 4 式 5 27 計(jì)算 因?yàn)橹鳒p速器為較重要HP 傳動(dòng) 取最小安全系數(shù) 則4 min S1NZ wMPaZwNHP 07 15minl 因?yàn)?故接觸疲勞強(qiáng)度也足夠 P 3 4 軸承的選擇與校核 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 14 3 4 1 軸承的載荷計(jì)算 當(dāng)斜齒圓柱齒輪齒面上所受的圓周力 軸向力和徑向力計(jì)算確定后 根據(jù)主減 速器齒輪軸承的布置尺寸 即可求出軸承所受的載荷 圖 3 5 為單級(jí)主減速器的跨 置式支承的尺寸布置圖 圖 3 5 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸 圖 3 5 中各參數(shù)尺寸 a 46mm b 22mm c 90 5mm d 60 5mm 由主動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖 圖 3 6 所示 得出各軸承所受的徑向力與 軸向力 圖 3 6 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖 軸承 A 徑向力 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 15 Fr 3 14 22azm1rzFD b F a 軸向力 Fa Faz 3 15 將各參數(shù)代入式 3 14 與 3 15 有 Fr 3997N Fa 2752N 軸承 B 徑向力 Fr 3 16 22azm1rzFD b F ab 軸向力 Fa 0 3 17 將各參數(shù)代入式 3 16 與 3 17 有 Fr 1493N Fa 0N 軸承 C 徑向力 Fr 3 18 22azmrFDdF c c 軸向力 Fa Faz 3 19 將各參數(shù)代入式 3 18 與 3 19 有 Fr 2283N Fa 2752N 軸承 D 徑向力 Fr 3 20 22azm1rFDc cd d 軸向力 Fa 0 3 21 將各參數(shù)代入式 3 20 與 3 21 有 Fr 1745N Fa 0N 3 4 2 軸承型號(hào)的確定 軸承 A 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P 0 69 arF275 39 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 16 查閱文獻(xiàn) 2 斜齒圓柱齒輪圓錐滾子軸承 e 值為 0 36 故 e 由此得 X 0 4 Y 1 7 另外查得載荷系數(shù) fp 1 2 arF P fp XFr YFa 3 24 將各參數(shù)代入式 3 24 中 有 P 7533N 軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)負(fù)荷 C r C r 3 25 10h36tnLPf 式中 ft 溫度系數(shù) 查文獻(xiàn) 4 得 ft 1 滾子軸承的壽命系數(shù) 查文獻(xiàn) 4 得 10 3 n 軸承轉(zhuǎn)速 r min L h 軸承的預(yù)期壽命 5000h 將各參數(shù)代入式 3 25 中 有 C r 24061N 初選軸承型號(hào) 查文獻(xiàn) 3 初步選擇 Cr 24330N C r 的圓錐滾子軸承 7206E 驗(yàn)算 7206E 圓錐滾子軸承的壽命 Lh 3 26 trfC167nP 將各參數(shù)代入式 3 24 中 有 Lh 4151h 5000h 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(yàn)?zāi)軡M(mǎn) 足 軸承 B 軸承 C 軸承 D 軸承 E 強(qiáng)度都可按此方法得出 其強(qiáng)度均能夠滿(mǎn)足 要求 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 17 第 4 章 差速器的設(shè)計(jì) 4 1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 汽車(chē)上廣泛采用的差速器為對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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 普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器由差速器左 右殼 2 個(gè)半軸齒輪 4 個(gè)行星 齒輪 少數(shù)汽車(chē)采用 3 個(gè)行星齒輪 小型 微型汽車(chē)多采用 2 個(gè)行星齒輪 行星齒 輪軸 不少裝 4 個(gè)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(jiǎn)單 工作平穩(wěn) 制造方便 用在公路汽車(chē)上也很可靠等優(yōu)點(diǎn) 最廣泛地用在轎車(chē) 客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上 有些越野汽車(chē)也采用了這種結(jié) 構(gòu) 但用到越野汽車(chē)上需要采取防滑措施 4 2 差速器齒輪設(shè)計(jì) a 行星齒輪數(shù) n 該車(chē)為小型轎車(chē) 但為確保差速器穩(wěn)定性 行星輪數(shù)應(yīng)該為 4 b 行星齒輪球面半徑 BR 行星齒輪球面半徑 RS 反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力 4 1 BRCTK 3 式中 行星齒輪球面半徑系數(shù) KS 2 52 2 92 對(duì)于有兩個(gè)行星齒輪的轎車(chē)取B 最大值 差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Nm 取式 3 2 和 3 3 中較小值 2147 37NmCT 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 18 將各參數(shù)代入式 4 1 有 34mmBR c 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(qiáng)度 z1 一般不少于 10 半軸齒輪齒數(shù) z2 在 14 25 選用 大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 在 1 5 2 0 的范圍內(nèi) 且半軸齒輪齒 21z 數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(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 21z 數(shù) z2 24 行星齒輪的齒數(shù) z1 12 d 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 1 2 直齒錐齒輪節(jié)錐距半徑 A0 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 12zarctn 2 4 3 1 rtz 將各參數(shù)分別代入式 4 2 與式 4 3 有 1 26 56 2 63 44 直齒錐齒輪節(jié)錐距半徑 A0 為 A0 0 98 0 99 RB 33 32 33 66 錐齒輪大端模數(shù) m 為 m 4 4 012Asin z 將各參數(shù)代入式 4 4 有 m 2 52 2 55 查閱文獻(xiàn) 3 取模數(shù) m 3 e 半軸齒輪與行星齒輪齒形參數(shù) 按照文獻(xiàn) 3 中的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算 結(jié)果見(jiàn)表 4 1 壓力角 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 19 汽車(chē)差速齒輪大都采用壓力角 22 30 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) 序號(hào) 名稱(chēng) 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z 10 應(yīng)盡量取最小值 1z 12 2 半軸齒輪齒數(shù) 2 14 25 且需滿(mǎn)足式 1 4 2 24 3 模數(shù) mm 3mm 4 齒面寬 b 0 25 0 30 A 0 b 10m 10mm 5 工作齒高 hg6 1 gh 4 8mm 6 全齒高 578 5 415 7 壓力角 22 5 8 軸交角 90 9 節(jié)圓直徑 1mzd 2zd1 36 d2 72 10 節(jié)錐角 21arctn 190 1 26 56 1 63 44 11 節(jié)錐距 210sii dA 0A 40mm 12 周節(jié) t 3 1416mt 9 425mm 13 齒頂高 21agah z 2137 04 1ah 3 23mm2 1 57mm 14 齒根高 1f 1 788m ah 2f 1 788 2 1fh 2 13mm 2f 3 79mm 15 徑向間隙 c h g 0 188 0 051 c 0 615mm 16 齒根角 1 01artnAf 022arctnhf 1 3 05 2 5 41 17 面錐角 21 o 2 1o 31 97 2 66 49 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 20 18 根錐角 11 R 22 R1R 23 51 2R 58 03 19 外圓直徑 1cosaohd 220 do1 41 78 do1 73 4 4 3 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 4 3 1 齒輪材料選擇 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣 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 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 初選差速器齒輪材料 為 20CrMoTi 4 3 2 校核計(jì)算 對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算 輪齒彎曲應(yīng)力 w MPa 為 MPa 4 6 JmFzK Tvsow2310 式中 T 差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半周齒輪的轉(zhuǎn)矩 Nm 其計(jì)算公式為 T n j6 0 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 取 1576 34Nm j 半軸齒輪數(shù)目 24 2z n 行星齒輪數(shù) 4 J 綜合系數(shù) 取 0 223 F 計(jì)算齒輪的齒面寬 mm 10mm m 端面模數(shù) 3mm ks km kv 按照主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取 分別為 0 648 1 1 將各參數(shù)代入式 4 6 中 有 w 334MPa 因?yàn)?差速器齒輪的 w w 980MPa 所以齒輪彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 21 4 4 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4 4 1 行星齒輪軸的分類(lèi)及選用 行星齒輪的種類(lèi)有很多 而差速器齒輪軸的種類(lèi)也很多 最常見(jiàn)的是一字軸和 十字軸 在小型汽車(chē)上由于轉(zhuǎn)矩不大 所以要用一字軸 而載貨的大質(zhì)量的汽車(chē)傳 遞的轉(zhuǎn)矩較大 為了軸的使用壽命以及提高軸的承載能力 常用十字軸 由四個(gè)軸 軸頸來(lái)分配轉(zhuǎn)矩 可以有效的提高軸的使用壽命 此次設(shè)計(jì)選用十字軸 4 4 2 行星齒輪軸的尺寸設(shè)計(jì) 行星齒輪軸用直徑 d mm 為 d 4 5 dCnr 1 0T3 式中 T0 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 Nm 1576 34Nm n 行星齒輪數(shù) 4 rd 行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x 20mm c 支承面許用擠壓應(yīng)力 取 69 MPa 將各參數(shù)代入式 4 5 中 有 d 16mm 4 4 3 行星齒輪軸的材料 軸的選擇要滿(mǎn)足強(qiáng)度 熱平衡 軸伸部位承受徑向載荷等條件 軸的常用材料主要有碳素鋼和合金鋼 碳素鋼價(jià)廉 對(duì)應(yīng)力集中敏感性比合金 鋼低 應(yīng)用較為廣泛 對(duì)重要或者承受較大的軸 宜選用 35 40 45 和 50 等優(yōu)質(zhì) 碳素鋼 其中以 45 鋼最常用 所以此次選用的軸的材料為 45 鋼 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 22 第 5 章 傳動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 5 1 半軸的型式選擇 半軸的型式主要取決于半軸的支承型式 半浮式半軸所承受的載荷較復(fù)雜 但 它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 質(zhì)量小 尺寸緊湊 造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn) 故被質(zhì)量較小 使用條件 較好 承載負(fù)荷也不大的轎車(chē)和微型客 貨汽車(chē)所采用 基于上述特點(diǎn) 本次設(shè)計(jì)的微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋選用半浮式半軸的結(jié)構(gòu) 5 2 半軸的設(shè)計(jì)與校核 5 2 1 半軸的設(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 該微型車(chē)驅(qū)動(dòng)型式為 查參考文獻(xiàn) 3 表 5 1 可得 24 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 01maxiTge 5 1 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 6 0 變速器 I 擋傳動(dòng)比 1gi 主減速比 0 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 23 N m2 10753 78 136 01max iTge 由參考文獻(xiàn) 3 式 5 16 得 5 2 3 d 取許用應(yīng)力 MPa50 代入計(jì)算得 mTd 48 21501496 3 7163 出于對(duì)安全系數(shù)以及半軸強(qiáng)度的較核的考慮 取 d 25mm 5 2 2 半軸的強(qiáng)度較核 1 縱向力 2XF最大和側(cè)向力 2YF為 0 此時(shí)垂向力 縱向力最大值 計(jì)算時(shí) 可 GmZ 2 2 GmFZX 2m 取 1 2 取為 0 8 半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為 5 3 3 2dFaZX 5 4 3 216r 式 5 3 5 4 中 a 為輪轂支承軸承到車(chē)輪中心平面之間的距離 合成應(yīng)力為 5 5 24 n 計(jì)算得 NGmFZ 2 64 107 2 2 X 36 51 80 2 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 24 MPadFaZX5283 743232 r0 1632 Pan375 42 2 側(cè)向力 最大和縱向力 0 此時(shí)意味著汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑 YF2XF 外輪上的垂直反力 和內(nèi)輪上的垂直反力 分別為 iZ2 iZ2 5 6 5 0 122 BhGgoZ 5 7 2ZiF 式中 為汽車(chē)質(zhì)心高度 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為 0 35 gh 為輪距 查資料得 2BmB52 12 為側(cè)滑附著系數(shù) 計(jì)算時(shí) 可取為 1 0 1 外輪上的側(cè)向力 和內(nèi)輪上的側(cè)向力 分別為oYF2 iYF2 5 8 12oZYF 5 9 ii 內(nèi)外車(chē)輪上的總側(cè)向力 為 2YF1 G 這樣 外輪半軸的彎曲應(yīng)力為 和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力 分別為 o i 5 10 3 22 daroZoYo 5 11 3 22 FiZriYi 計(jì)算得 NBhGFgoZ 30 85 5 0 122 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 25 NFGZiZ697 304822 oY51 iZi 2 MPadaFroZoYo 1506 49 332 iZriYi 7 232 3 汽車(chē)通過(guò)不平路面 垂向力 最大 縱向力 0 側(cè)向力 02ZF2XF2YF 此時(shí)垂直力最大值 為2Z 5 12 22 1kGFZ 式中 k 為運(yùn)載系數(shù) 微型車(chē) k 1 75 貨車(chē) k 2 0 越野車(chē) k 2 5 半軸彎曲應(yīng)力 為 5 13 3 23216dakGFZ 由于微型車(chē) K 1 75 MPadakZ5236 14862323 綜上述計(jì)算得 均未超過(guò)半軸的許用應(yīng)力 550MPa 故半軸強(qiáng)度校核滿(mǎn)足要求 5 3 半軸的結(jié)構(gòu) 材料及熱處理 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(guó)研制出的新鋼種 作為半軸材料效果很好 半軸的熱處理過(guò)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 HB388 444 突緣部分可低至 HB248 近年來(lái)采用 高頻 中頻感應(yīng)淬火的工藝日益增多 這種處理方法使半軸表面淬火硬度達(dá) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 26 HRC52 63 硬化層深約為其半徑的 1 3 心部硬度可定為 HRC30 35 不淬火區(qū) 突 緣等 的硬度可定在 HB248 277 范圍內(nèi) 由于硬化層本身的強(qiáng)度較高 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(guò)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 5 4 萬(wàn)向節(jié)的設(shè)計(jì) 5 4 1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋 在其驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置中必須采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng) 以便使轉(zhuǎn)向車(chē) 輪能夠轉(zhuǎn)向 在驅(qū)動(dòng)橋上 常常在通往左右轉(zhuǎn)向車(chē)輪的傳動(dòng)裝置中和靠近車(chē)輪處 各安裝一個(gè)等速萬(wàn)向節(jié) 固定型球籠式萬(wàn)向節(jié) RF 節(jié)圖 6 1 和伸縮型球籠式萬(wàn)向 節(jié) VL 節(jié)圖 6 2 廣泛應(yīng)用于采用獨(dú)立懸架的轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 圖 6 1 固定型球籠式萬(wàn)向節(jié) 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 27 圖 6 2 伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié) 圖 6 3 RF 節(jié)與 VL 節(jié)在驅(qū)動(dòng)橋中的布置 5 4 2 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算 對(duì)于 Birfield 型球籠式萬(wàn)向節(jié) 以與星形套連接軸的直徑 d 作為萬(wàn)向節(jié)的基本s 尺寸 即 d 5 1 s 312 87FST 式中 T 為萬(wàn)向節(jié)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 為 7083 34N m 1 S 為使用因素 對(duì)于無(wú)振動(dòng)的理想傳動(dòng)取 1 0F 球的連接軸的直徑 d 43 30 參照 汽車(chē)設(shè)計(jì) 這里取 44 5 其他尺寸差表 6 1s 表 6 1 Birfield 型球籠式萬(wàn)向節(jié)的系列數(shù)據(jù) 單位 軸頸直徑 鋼球直徑 星形套最 大直徑 星形套最 小直徑 星形套槽 距 星形套花 鍵齒數(shù) 球形殼外 徑 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 28 44 5 33 338 53 34 47 79 9 18 18 160 5 4 3 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理 在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí) 鋼球與滾道間產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力 因此對(duì)材料要求較高 球 形殼和星形套采用 15NiMo 低碳合金鋼制造 并經(jīng)滲碳 淬火 回火處理 鋼球則 選用軸承用鋼球 材料為 15Cr 總 結(jié) 本課題設(shè)計(jì)的微型車(chē)驅(qū)動(dòng)橋 采用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 該結(jié)構(gòu)廣泛用在各種微型車(chē) 上 設(shè)計(jì)介紹了驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式和工作原理 計(jì)算了差速器 主減速器 半 軸以及萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸 進(jìn)行了強(qiáng)度校核 并繪制了有關(guān)零件圖和裝配圖 本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理 符合實(shí)際應(yīng)用 具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性 總成及 零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿(mǎn)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(chē)變型 的要求 修理 保養(yǎng)方便 機(jī)件工藝性好 制造容易 但此設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足 在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí) 有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng) 驗(yàn)值得出 這樣就帶來(lái)了一定的誤差 另外 在一些小的方面 由于時(shí)間問(wèn)題 做 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 29 得還不夠仔細(xì) 懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正 參考文獻(xiàn) 1 張小虞 葉平 汽車(chē)工程手冊(cè) 設(shè)計(jì)篇 M 人民交通出版社 2001 2 劉惟信 汽車(chē)設(shè)計(jì) M 清華大學(xué)出版社 3 安繼儒 中外常用金屬材料手冊(cè) M 陜西科學(xué)技術(shù)出版社 2005 4 陳家瑞 汽車(chē)構(gòu)造 M 北京 人民交通出版社 2002 4 5 余志生 汽車(chē)?yán)碚?第三版 M 機(jī)械工業(yè)出版社 2002 6 王望予 汽車(chē)設(shè)計(jì) M 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 7 劉柯軍 高淑蘭 汽車(chē)半軸失效分析 J 汽車(chē)工藝與材料 2004 07 8 徐灦 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1991 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 30 9 朱孝錄 主編 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2005 10 廖念釗等編 互換性與技術(shù)測(cè)量 第四版 北京 中國(guó)計(jì)量出版社 2000 11 王明珠 主編 工程制圖學(xué)及計(jì)算機(jī)繪圖 北京 國(guó)防工業(yè)出版社 1998 12 Yu Jianfei Intelligent design system for mini cars driving axle D Nanjing University of Science 2002 13 Wang Liang Drive Axle optimal design D Hebei University of Technology 2006 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束 在這短短的幾年里 讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友 工 作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師 畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老 師的精心指導(dǎo) 在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng) 摯的感謝 首先 向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意 在自己緊張的工作中 仍然盡 量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo) 時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r 督促我們抓緊學(xué)習(xí) 老師 給予的幫助貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)程 從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作 他都給予了 指導(dǎo) 同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 她和我們?cè)谝黄鸸餐鉀Q了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題 微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 31 其次 要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們 以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意 在整 個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷 在此感謝他們 另外 也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝 總之 本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果 在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里 我們合 作的非常愉快 教會(huì)了大我許多道理 是我人生的一筆財(cái)富 我再次向給予我?guī)椭?的老師和同學(xué)表示感謝