KD1060型貨車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì),kd1060,貨車,驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì) 前 言 本課題是對(duì)KD1060貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本說(shuō)明書將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)、制造工藝都在日趨完善。驅(qū)動(dòng)橋和其他汽車總成一樣，除了廣泛采用新技術(shù)外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中日益朝著“零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織的專業(yè)化目標(biāo)前進(jìn)。應(yīng)采用能以集中典型的零部件、以不同方案組合的設(shè)計(jì)方法和生產(chǎn)方式達(dá)到驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的系列化或變型的目的，或力求做到將某一基型的驅(qū)動(dòng)橋以更換或增減不多的零件，用到不同性能、不同噸位、不同用途并由單橋驅(qū)動(dòng)到多橋驅(qū)動(dòng)的許多變型汽車上。 汽車后橋是汽車的重要大總成，承受著汽車的滿載簧上荷重及地面凈車輪、車架或承載車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車車橋的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性和耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能和操作性能有直接影響。因此，汽車后橋的結(jié)構(gòu)形式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。 本課題所設(shè)計(jì)的是3噸輕型載貨汽車后橋總成，要求傳動(dòng)平穩(wěn)高效，要求最大車速70 km/h ，最小離地間隙240mm。設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，KD1060屬于輕型貨車，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計(jì)出各主要尺寸。單級(jí)主減速器采用準(zhǔn)雙曲面齒輪，差速器采用對(duì)稱式行星齒輪差速器，整體式橋殼。 汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過(guò)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。所以這次設(shè)計(jì)將對(duì)將來(lái)的學(xué)習(xí)工作有著深遠(yuǎn)影響。 第1章 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。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。 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 c)齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。 e)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車平順性。 f)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)。 g)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。 斷開式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(méi)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)立懸掛驅(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橫粱或車廂底板上，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)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(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)。 由于斷開式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見(jiàn)于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。 其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示： 圖 1-1 斷開式驅(qū)動(dòng)橋 普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量大是它的一個(gè)缺點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)所定車型及其動(dòng)力布置形式（前置后驅(qū)）采用了非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。 其結(jié)構(gòu)如圖1-2所示： 1－半軸 2－圓錐滾子軸承 3－支承螺栓 4－主減速器從動(dòng)錐齒輪 5－油封 6－主減速器主動(dòng)錐齒輪 7－彈簧座 8－墊圈 9－輪轂 10－調(diào)整螺母 圖1-1 驅(qū)動(dòng)橋 第二章 主減速器齒輪的設(shè)計(jì) 一 、 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)齒輪形式，減速形式的不同而不同。其主要的應(yīng)用齒輪形式有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。 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)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度；雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙。 另外，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，雙曲面齒輪副縱向滑動(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)雙曲面齒輪相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。 4)雙曲綿主動(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)所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長(zhǎng)。 但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也存在如下缺點(diǎn)： 1)沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96％，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為99％。 2)齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。 3)雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 4)雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。 由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。 一般情況下，當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4．5而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更合理。這是因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變，則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪顯得過(guò)大，占據(jù)了過(guò)多空間，這時(shí)可選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。對(duì)于中等傳動(dòng)比，兩種齒輪傳動(dòng)均可采用。 本設(shè)計(jì)的主減速器傳動(dòng)比達(dá)到6.67，所以選用雙曲面齒輪傳動(dòng)，有利于減小體積，增大離地間隙。 二、主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式及安置方法 現(xiàn)代汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式主要有兩種：懸臂式和跨置式。 三、主減速比的確定 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(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)性都有直接影響。i0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)比一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。 i0=0.377×rr×np/vamax×igH 式中 rr: 車輪的滾動(dòng)半徑 rr＝0.410m np: 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 np＝2000r/min vamax: 最高車速 vamax＝70 Km/h igH: 變速器最高檔傳動(dòng)比 igH＝1 代入數(shù)據(jù)得 ：i0 = 0.377×rr×np/vamax×igH ＝0.377×0.4122×2000/70×1＝6.67 四、主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 根據(jù)書明書及計(jì)算結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為202Nm，主減速比6.67．由于汽車行駛時(shí)，傳動(dòng)系的載荷是不斷的變化的，很難測(cè)到，也不穩(wěn)定．我們可以令經(jīng)濟(jì)機(jī)好發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合以后所輸出的最大扭矩，配以最低擋傳動(dòng)比和驅(qū)動(dòng)輪在良好的路面上行駛開始滑轉(zhuǎn)這兩種情況下作用在主減速器上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為經(jīng)濟(jì)轎車在強(qiáng)度計(jì)算中用以演算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷，即： 2-1 式中：－－發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，Nm； －－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)系最低擋傳動(dòng)比；本車為6.4． η－－傳動(dòng)系上的部分傳動(dòng)效率；取η＝0.9； －－由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生的沖擊載荷的超載系數(shù)，對(duì)于一般貨車，礦用車和越野車等取＝１；當(dāng)性能系數(shù)＞０時(shí)，可?。剑?，或有實(shí)驗(yàn)決定；－－汽車滿載時(shí)，經(jīng)濟(jì)轎車一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷（對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增大量）； n－－ 經(jīng)濟(jì)轎車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，此時(shí)為1； φ－－ 輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于一般車輪的公路用汽車，可取φ＝0.85，越野車可取φ＝1.0；－－車論的滾動(dòng)半徑；本車輪胎 7.00-20 (SDC) η，分別有計(jì)算所得從動(dòng)齒輪到兩車輪之間穿傳動(dòng)效率； =2026.46.6710.9/1= 7760.6784 Nm = Nm 計(jì)算的載荷轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩，而不是正常的持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用于疲勞損壞的依據(jù)．應(yīng)按所謂的平均牽引力的公式計(jì)算，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 式中： －－汽車滿載時(shí)總重，Ｎ；本車為60450 N . －－所牽引的掛車的滿載總重，Ｎ，僅用于牽引車的計(jì)算； －－道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)，對(duì)于轎車可取f＝0.010～0.015；對(duì)于載貨車，可取0.015～0.09，對(duì)于越野汽車可取0.020～0.035； －－汽車正常使用時(shí)平均爬坡系數(shù),載貨汽車0.05~1.09 ; 取 0.07 。 －－車論的滾動(dòng)半徑，m； 本車 0.410m 。 －－起初的性能系數(shù): 2-2 當(dāng) >16時(shí)，可?。?0 ， 帶入得 0.19560450/202>16取 ＝0 ， η， 等見(jiàn)2-1式． 從動(dòng)齒輪 =2580Nm 主動(dòng)齒輪 Nm 五、主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 1.主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 對(duì)于本輕型載貨汽車采用的單級(jí)主減速器，首先應(yīng)根據(jù)的大小選擇主減速器的主、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合系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不小于40 。當(dāng)較大時(shí)，盡量的取小，以得到滿意的離地間隙。 本車主減速器傳動(dòng)比達(dá)到6.67 ，初步取=8 ，=53 。 2.從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇 主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，可以根據(jù)公式2-1較小的結(jié)果，按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 公式： －－從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑，mm； －－直徑系數(shù)，可?。?3～16； －－按2-1計(jì)算結(jié)果的最小者； 計(jì)算結(jié)果 ＝ mm 取 =287 mm ； 對(duì)于載貨汽車來(lái)說(shuō)，可以按主減速器主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算載荷 預(yù)選該齒輪的大端端面模數(shù)： m = ， 式中： －－ 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，Nm ； 計(jì)算得 m = 6.93 . 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表16.4-3 取m =6.5 . 3.雙曲面齒輪齒寬F的選擇 通常推薦雙曲面齒輪傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒寬F 為其節(jié)錐距的0.30倍，但F 不應(yīng)超過(guò)端面模數(shù)的m 的10倍 。 對(duì)于汽車工業(yè)，主減速器圓弧齒錐齒輪推薦采用： F=0.155=0.155×287 =44.5 mm 圓整 44 mm . 式中： 從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm； 4.準(zhǔn)雙曲面小齒輪偏移距以及方向的選擇 E過(guò)大則導(dǎo)致齒面縱向滑動(dòng)的增大，引起齒面的過(guò)早損傷。E過(guò)小則不能發(fā)揮準(zhǔn)雙曲面的優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)比越大則對(duì)應(yīng)的E就越大。大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移距E可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的20～30% ，當(dāng)偏移距E大于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的20%時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。 關(guān)于雙曲面齒輪偏移方向的規(guī)定：小齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪右旋為下偏移；，主動(dòng)齒輪右旋，從動(dòng)輪為左旋 為上偏移。 本設(shè)計(jì)采用下偏移 。初選E = ×0.2 = 57.42, 取 E = 57 。 5.螺旋角β的選擇 雙曲面齒輪傳動(dòng)，由于主動(dòng)齒輪相對(duì)于從動(dòng)齒輪有了偏移距，使主、從動(dòng)齒輪的名義螺旋角不相等，且主動(dòng)齒輪的大，從動(dòng)齒輪的小。選擇齒輪的螺旋角時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)、輪齒強(qiáng)度，軸向力大小的影響。螺旋角應(yīng)足夠大以使齒面重疊系數(shù)不小于1.25 ，因?yàn)辇X面重疊系數(shù)越大，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪音就越低。 雙曲面齒輪大、小齒輪中點(diǎn)螺旋角平均值多在35°～40°范圍內(nèi) 。 “格里森”制推薦用下式預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角名義值： =55.9° 雙曲面齒輪傳動(dòng)，當(dāng)確定了主動(dòng)齒輪的螺旋角之后，用下式近似確定從動(dòng)齒輪的名義螺旋角： 式中：ε－－準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值 計(jì)算得：= 36 °； ε = 18 ° 。 雙曲面齒輪傳動(dòng)的平均螺旋角 ： ° 6.法面壓力角α的選擇 加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的齒數(shù)。但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降。 對(duì)于雙曲面齒輪來(lái)說(shuō)，雖然打的齒輪輪齒兩側(cè)齒形的壓力角是相等的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角不相等。因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在車輛驅(qū)動(dòng)橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，轎車選用19°的平均壓力角；載貨車選用22°30′的平均壓力角。 本輕型載貨汽車選用 22°30′。 7.圓弧齒錐齒輪銑刀盤名義直徑的選擇 “格里森”制圓弧齒雙曲面齒輪銑刀盤的名義直徑是指通過(guò)被切齒輪齒間中點(diǎn)的假想同心圓的直徑。選擇時(shí)通常是兼顧兩個(gè)方面，即設(shè)計(jì)及使用提出的最合適的齒向曲率以及加工時(shí)用最經(jīng)濟(jì)的刀盤直徑。 可用下式初步估算刀盤的名義直徑： mm 式中： K －－系數(shù)，選取0.9~1.1范圍內(nèi)的某值，以使為標(biāo)準(zhǔn)值； ，－－分別為從動(dòng)齒輪的節(jié)錐距和中點(diǎn)錐距 mm ； －－從動(dòng)齒輪的螺旋角 。 按上式 初步估算值在下表中選出其最接近的刀盤名義半徑的標(biāo)準(zhǔn)值，或按從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑直接在該表鐘選取刀盤名義半徑。 本車從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑為287m，從上表中選取刀盤名義半徑為 114.300 mm 。 8.準(zhǔn)雙曲面齒輪的計(jì)算 下表給了“格里森”制（圓弧齒）雙曲面齒輪的幾何尺寸的計(jì)算步驟，該表參考“格里森”制雙曲面齒輪1971年新的標(biāo)準(zhǔn)而制定的。表中的(65)項(xiàng)求得的齒線曲率半徑 與第七項(xiàng)的選定的刀盤半徑的差值 不得超過(guò)值的。否則要重新計(jì)算(20)到(65)項(xiàng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)＜時(shí)，則需要第(20)項(xiàng)tanη的數(shù)據(jù)增大。 否則，tanη減小。若無(wú)特殊的考慮，第二次計(jì)算時(shí)，將tanη的數(shù)據(jù)增大10%即可。如果計(jì)算的結(jié)果還不能和接近，要進(jìn)行第三次計(jì)算，這次tanη的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)公式： 序號(hào) 計(jì)算公式 結(jié)果 注釋 （1） 8 小齒輪齒數(shù) （2） 53 大齒輪齒數(shù) （3） 0.150943396 齒數(shù)比的倒數(shù) （4） F 44 大齒輪齒面寬 （5） E 57 小齒輪軸線偏移距 （6） 287 大齒輪分度圓直徑 （7） 114.300 刀盤名義半徑 （8） 55.9° 小輪螺旋角的預(yù)選值 （9） 1.476993775 （10） 0.181132075 （11） 0.983988514 （12） 121.8522527 大輪中點(diǎn)節(jié)圓半徑 （13） 0.46028977 齒輪偏置角初值 （14） 0.887768736 （15） （14）+（9）（13） 1.56761386 小輪直徑放大系數(shù)k （16） (3)(12) 18.39279286 小輪中點(diǎn)節(jié)圓半徑 （17） 28.83279701 （18） 0 1.22 輪齒收縮率 （19） 701.5587754 截距Ｑ （20） 0.089728747 0.0807558723 0.08357679 小輪偏置角η （21） 1.004017554 1.003255456 1.00348646 （22） sinη 0.0893697 0.080493828 0.08328642 （23） η 5.127° 4.617° 4.777° （24） 0.446632872 0.404299995 0.403670397 大輪偏置角 （25） 0.499188809 0.442038388 0.441215893 （26） 0.179029854 0.182096917 0.188765673 小輪節(jié)錐角初值 （27） 0.984349388 0.983821611 0.982646177 （28） 0.453734088 0.41094848 0.410799336 （29） 0.891137126 0.911658569 0.911725784 （30） 1.490910098 1.386769273 1.387109129 （31） -0.00631431 -0.00426869 -0.00440675 （32） (3)(31) -0.000953103 -0.00067095 （33） 0.446718051 0.404352282 0.403726249 （34） 0.499307343 0.44210673 0.441288825 （35） tan= 0.17898721 0.182068769 0.188734467 小齒輪節(jié)錐角 （36） 10.1477563° 10.31874398° 10.68796805° （37） 0.984356669 0.983826491 0.982651764 （38） 0.453817264 0.410999588 0.410853838 齒輪偏值角校正值 （39） 26.9888607° 25.088148° 25.07381° （40） 0.891094774 0.905657 0.905763 （41） 1.476816393 1.37626677 1.376259059 （42） 55.8968052° 53.99772137° 53.99756871° （43） 0.560685179 0.587817439 0.587819595 （44） 28.9079445° 29.73007854° 29.73908586° （45） 0.875397512 0.868371298 0.868293326 （46） 0.552210573 0.571085892 0.57129439 （47） 0.200058403 0.199068563 0.206294278 大輪節(jié)錐角 （48） 78.6869° 78.7414° 78.3437° （49） 0.980569661 0.980755958 0.979377285 （50） 0.1961712 0.195237679 0.20203993 （51） 29.17302246 27.04468131 27.07448175 （52） 621.1526091 606.2245763 585.8142958 （53） （51）+（52） 650.3256316 633.22692576 612.8887775 （54） 108.7828464 105.79527 104.9333677 （55） 91.38575518 87.31500427 84.32434419 （56） 0.115156069 0.09525433 0.09154075 極限壓力角 （57） 6.57° 6.44° 6.23° （58） 0.993434764 0.995493947 0.995836295 （59） 0.005829508 0.004847362 0.00465323 極限曲率半徑 （60） 1.02375E-06 8.97331E-05 8.92718E-05 （61） 9941.202566 9451.3826 9349.8893 （62） 0.01749999 0.00191037 0.002329114 （63） 0.007681882 0.006847465 0.007071616 （64） 120.3618942 117.5881647 113.8303684 （65） rln= 121.1573206 118.1204215 114.3063061 極限法 （66） V= 0.943401507 0.930104241 1.00029 （67） (50)(3); 1.0－(3) 0.029610747 0.849057 （68） ; 108.9973516 0.176187 （69） 1.010742651 （70） (49)(50) 28.60618074 （71） (12)(47) －（70） -4.22861373 大輪節(jié)錐頂點(diǎn)到交叉點(diǎn)的距離 （72） 124.2667987 大輪節(jié)點(diǎn)錐距 （73） 146.3435039 大輪外錐距 （74） (73)－（72） 22.07670518 （75） 8.05050255 大輪平均工作 （76） 0.588697308 （77） 0.531444854 （78） 45° 兩側(cè)輪齒壓力角之和 （79） sin 0.707106772 （80） 22.5° 平均壓力角α （81） cos 0.923879535 （82） tan 0.414214 （83） 1.283021399 雙重收縮齒的大輪齒頂角和齒根角之和 (84) ∑ 255.6359617 (85) 0.15 大輪齒頂高系數(shù) (86) 1 大輪齒根高系數(shù) (87) 1.207575383 大輪中點(diǎn)齒頂高 (88) 8.10050255 大輪中點(diǎn)齒根高 (89) 33.40911819 大輪齒頂角 (90) 0.011153992 (91) 3.621509458° 大輪齒根角 (92) sin 0.063165184 (93) 1.453818766 大輪齒頂高 (94) 9.494951696 大輪齒根高 (95) C=0.150(75)+0.05 1.257575383 頂隙 (96) 10.94880046 大輪全齒高 (97) 9.69122508 大輪工作齒高 (98) 79.3259° 大輪頂錐角 (99) sin 0.982696754 (100) cos 0.185221737 (101) =（48）－（９１） 75.0653° 大輪根錐角 (102) sin 0.966220358 (103) cos 0.257717326 (104) cot 0.266727278 (105) 287.5303947 大論大端齒頂圓直徑 (106) (70)+(74)(50) 32.93699449 大輪輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離 (107) 31.51142397 (108) 0.181638375 (109) -0.259948295 (110) -4.410252105 大輪頂錐錐頂?shù)捷S交叉點(diǎn)的距離 (111) -4.488562025 大輪根錐錐頂?shù)捷S交叉點(diǎn)的距離 (112) (12)+(70)(104) 129.4823014 工藝節(jié)錐的大輪節(jié)錐角 (113) sin 0.440214604 (114) cos 0.89789259 (115) tan=(113)/(114) 0.49027535 (116) =(103)(114) 0.231402477 小輪頂錐角 (117) 13.379655° (118) cos 0.972858106 (119) tan 0.237854543 (120) -11.94861312 小輪面錐頂點(diǎn)到軸交叉點(diǎn)的距離 (121) 41.25309191 (122) tan 0.013293316 嚙合線和小輪節(jié)錐母線的夾角 (123) 0.76170306 0.99991 (124) 26.22710985 0.917242 齒輪偏置角和λ的差 (125) 3.231899421 0.997683 小輪齒頂角 (126) 0.197579803; -0.53474 (127) 1.114667775 (128) 109.210111 (129) 0.974407871 (130) (74)(127) 24.60819183 (131) (128)+(130)(129) +(75)(126) 134.779144 小輪輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離 (132) (4)(127)－(130) 24.43719025 小輪前輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離 (133) 80.97091143 (134) (121)+(131) 176.0322359 小輪大端齒頂圓直徑 (135) 83.74149375 (136) 127.2440343 確定小輪根錐的大輪偏置角 (137) 0.44790355 (138) 26.61272904° (139) cos 0.894055945 (140) -16.6090935 小輪根錐頂點(diǎn)到軸交叉點(diǎn)的距離 (141 47.13661797 (142) sin 0.165518375 小輪根錐角 (143) 9.53199693 (144) cos 0.986193853 (145) tan 0.16791613 (146) 0.13 最小法向側(cè)隙 (147) 0.181 最大法向側(cè)隙 (148) (90)+(42) 0.07431918 (149) (96)－(4)(148) 7.675185182 (150) 102.3435039 9.準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 (1) 單位齒上的圓周力 在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常用在其齒輪的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)的圓周力來(lái)估算，即： N/mm 式中 ： P－－作用在齒輪上的圓周力，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種工作載荷來(lái)計(jì)算，N ； F－－從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm 。 按照發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算： N/mm 其中 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm； 變速器的傳動(dòng)比。 按最大轉(zhuǎn)矩 = 按最大附著力 1648 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力表 參數(shù)汽車類別 輪胎與地面附著系數(shù) Ⅰ擋 Ⅱ擋 直接擋 轎車 893 536 321 893 0.85 載貨汽車 1429 250 1429 0.85 公共汽車 982 214 0.86 牽引汽車 536 250 0.86 在現(xiàn)代汽車的制造業(yè)中，由于材料以及加工工藝等質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)的圓周力有時(shí)會(huì)高出上表中的數(shù)據(jù)。 （2）齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器雙曲面齒輪的計(jì)算彎曲強(qiáng)度應(yīng)力為： N/ 式中： 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm ；對(duì)于從動(dòng)齒輪，按中的較小者和計(jì)算；對(duì)于主動(dòng)齒輪，還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上 ； 超載系數(shù) ，取 1 ； 尺寸系數(shù)，當(dāng)端面模數(shù) 時(shí) ， ； 載荷分配系數(shù) ，取 =1.00 ； 質(zhì)量系數(shù)，=1 ； F 計(jì)算齒輪的齒面寬 ，44 mm ; J 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。查得 J=0.365 ； 用計(jì)算： 大齒輪：=458.837 小齒：=460.375彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算合格。 （3） 齒輪的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算 圓錐齒輪與雙曲面齒輪的齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為： 用計(jì)算： = =2343.6 齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算合格。 10.主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，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，磨損和擦傷等。 雙曲面齒輪用滲碳合金制造，主要用20GrMnTi ，22GrMnMo , 20GrNiMo , 20MnVB和20Mn2TiB 。 由于新齒輪潤(rùn)滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合，咬死或擦傷，防止早期磨合，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動(dòng)副在熱處理及精加工時(shí)均處于以厚度 0.005~0.010~0.025的磷化處理或鍍銅，鍍錫，這叫表層鍍層，不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。 對(duì)齒輪進(jìn)行噴完處理有可能提高壽命達(dá)25% 。 11.主減速器軸承的計(jì)算 軸承的計(jì)算主要是計(jì)算軸承的壽命，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承的壽命。 本車采用下偏移，主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋。 用圖解法求雙曲面齒輪上的軸向力和徑向力，如下入 由圖，軸向力：P = 7801.6 N （1）初選軸承選兩軸承C.D為30208型軸承, 查表得=86.2, =73.8,e=0.35,Y=1.7. （2）計(jì)算兩軸承的內(nèi)部軸向力,及軸向載荷, ===726.3N ==750N 因?yàn)?=750+889.8=1639.8﹥ 所以==750N =+=1639.8N （3）計(jì)算兩軸承當(dāng)量載荷, 軸承C: ==0.75﹥e,故查表得=0.4,=1.9.軸承C在工作中受到的沖擊大故取=1.5 =1.5×(0.4×2178.9+1.9×1639.5) =3986.61N 軸承D: ==0.29﹤e,故查表得=1, =0;取=1.5 ==1.5×2550=3825N （4）計(jì)算軸承壽命 == =917951h == = 1170108h 第三章 差速器的設(shè)計(jì) 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過(guò)程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的行程往往是有差別。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(guò)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因素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)力傳遞給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不相等的這一運(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。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)滑的能力而使穩(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。差速器保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要的結(jié)構(gòu)型式有：對(duì)稱式圓錐行星齒輪差數(shù)器、防滑差速器，防滑差速器又可分為自鎖式和強(qiáng)制鎖止式。對(duì)于輕型載貨車來(lái)說(shuō)，由于路面狀況一般，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化小，因此采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、造價(jià)又低的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差數(shù)器。 本車采用對(duì)稱圓錐行星齒輪差速器。 一 、差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 （1）、行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪。本車采用4個(gè)行星齒輪 。 （2）、行星齒輪球面半徑的選擇 這是行星齒輪的安裝尺寸,他決定了圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸.實(shí)際上代表了圓錐行星齒輪的節(jié)錐距,因此在一定程度上也代表了圓錐行星齒輪差速器的強(qiáng)度.可以可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定: =49.8923 mm 其中 -----行星齒輪球面半徑系數(shù), =2.52~2.99,對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的轎車,可取小值. ------計(jì)算轉(zhuǎn)矩,可取1--3的較小值 節(jié)錐距的確定： =49.1439 mm （3） 、 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)盡量的減小齒數(shù)，但一般不小于10，半軸齒輪的齒數(shù)一般采用14~25。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.5~2的范圍內(nèi)。 在任何的圓錐行星齒輪差速器中,左右半軸齒輪的齒數(shù)的和必須能被行星齒輪齒數(shù)所整除。否則將無(wú)法安裝.即： ；取Z1=11， Z2=22。 其中 ： 左右半軸齒輪齒數(shù)； n 行星齒輪數(shù)； I 任意的整數(shù)。 （4） 、 圓錐行星齒輪差速器錐齒輪模數(shù)以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先確定行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角： =26.56505 =63.43495 其中 分別為行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù) 再按照下面的公式求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m： =5 由模數(shù)m,節(jié)圓直徑d可以求出: d=mz 。d2=110，d1=55。 （5）、壓力角 目前汽車差速器錐齒輪的壓力角大多的選用=,齒高系數(shù)為0.8最小的齒數(shù)可以減小到10。 （6）、行星齒輪安裝孔的直徑以及深度L L=1.1 L =24 mm 其中： 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩, Nm； n 行星齒輪數(shù)； l 為行星齒輪支撐面的中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x,mm; l≈0.5,為半軸齒輪齒面中點(diǎn)處的直徑,而≈0.8； 支撐面的許用擠壓應(yīng)力,可取69MP。 二、差速器齒輪的幾何尺寸的計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算 下表為設(shè)計(jì)的汽車差速器的直齒錐齒輪幾何尺寸計(jì)算表： 序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì)算公式 結(jié) 果 （1） 行星齒輪齒數(shù) 應(yīng)盡量取小 11 （2） 半軸齒輪齒數(shù) 切滿足 安裝要求 22 （3） 模數(shù) m 5 （4） 齒面寬 14 （5） 齒工作高 8 （6） 齒全高 8.991 （7） 壓力角 一般汽車：° 22.5° （8） 軸交角 ° 90° （9） 節(jié)圓直徑 =55 =110 （10） 節(jié)錐角 =26.56505° =63.43495° （11） 節(jié)錐距 61.385 （12） 周節(jié) t=3.1416m 15.708 （13） 齒頂高 5.39 =2.61 （14） 齒根高 （15） 徑向間隙 1.179 （16） 齒根角 ° ° （17） 面錐角 ° ° （18） 根錐角 ° ° （19） 外圓直徑 （20） 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 51.87 27.15 （21） 理論弧齒厚 9.5244 7.7544 （22） 齒側(cè)間隙 B 0.127~0.178 差速器齒輪主要是進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算,不考慮疲勞壽命,因?yàn)樾行驱X輪在差速器的工作中主要起著等比推力杠桿的作用,只是在左右驅(qū)動(dòng)輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)才有相對(duì)的滾動(dòng)。 汽車差速器的彎曲應(yīng)力為: MP 式中 ： T 差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸的轉(zhuǎn)矩 N·m； Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； n 差速器行星齒輪數(shù)目； Z2 半軸齒輪齒數(shù)； K0 超載系數(shù)，取 K0＝1； Ks 尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。 當(dāng)端面模數(shù)m≥1.6mm時(shí)，Ks＝； Km 載荷分配系數(shù)，取Km＝1； Kv 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取Kv＝1； F 齒面寬 mm m 端面模數(shù) J 計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。 由 計(jì)算 ： =878.35 由計(jì)算可知 ： 錐齒輪的彎曲應(yīng)力能夠符合要求 。 第四章 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置 一、半軸結(jié)構(gòu)型式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。 半浮式半軸（下圖）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，只用于轎車和輕型貨車及輕型客車上。 3／4浮式半軸（下圖）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，一般僅用在轎車和輕型貨車上。 全浮式半軸（下圖）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(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(lái)說(shuō)，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(lái)承受。由于其工作可靠，故廣泛用于輕型及以上的各種載貨車，越野汽車和客車上。 二、半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 半軸的計(jì)算主要是它的直徑。在設(shè)計(jì)時(shí)，首先可以根據(jù)使用條件和載荷相同或不同的同類車型進(jìn)行比較分析，從整體布局選擇合適的半軸直徑，然后對(duì)其校核。計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)合理的確定作用在軸上的載荷，考慮以下三種情況： ① 、 縱向力最大時(shí)，其最大值為，附著系數(shù)在計(jì)算時(shí)取0.8，沒(méi)有側(cè)向力； ② 、 側(cè)向力最大時(shí)，其最大值可以為，側(cè)滑時(shí)，輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)計(jì)算時(shí)，1.0，沒(méi)有縱向力； ③ 、 垂向力最大時(shí)，其值為，這是不考慮縱向力和側(cè)向力。 由于車輪承受的縱向力側(cè)向力的值 的大小受到齒輪與地面最大附著力的限制，即： 所以，縱向力最大時(shí)，不會(huì)有側(cè)向力，側(cè)向力最大時(shí)不會(huì)有縱向力的作用。 1、全浮式半軸桿部直徑的初選 在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： d 的范圍 35.4~37.6 取40mm 。 2、全浮式半軸強(qiáng)度計(jì)算 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可按下式求得： 式中： 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)圓錐行星齒輪差速器可取=0.6 ； 變速器I 檔傳動(dòng)比 ； 主減速比 。 半軸轉(zhuǎn)矩應(yīng)力： 式中 ： 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ， ； T 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，Nm ； d 半軸的桿部直徑 ， mm； [] 半軸轉(zhuǎn)矩的許用應(yīng)力，可取為490~588 。 代入 得 ： =410（490~588）= 計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，其花鍵的剪切應(yīng)力與擠壓應(yīng)力。 半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 MPa 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力 : MPa 式中 ： T 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩 ； 半軸花鍵的外徑 ； 相配的花鍵空內(nèi)徑 ； z花鍵齒數(shù) ； 花鍵工作長(zhǎng)度 ； b花鍵齒寬 ； 載荷分布的不均勻系數(shù) ，計(jì)算時(shí)可取 0.75 。 由以上兩式可求出花鍵最小工作長(zhǎng)度不小于62.3 mm。 3、半軸的最大扭轉(zhuǎn)角： ==7.88° 　　當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，半軸單位長(zhǎng)度的最大轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于 8°／ｍ　。 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(突緣部分可降至HB248)。近年來(lái)采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的口益增多。 　第五章　驅(qū)動(dòng)橋橋殼 驅(qū)動(dòng)橋課的主要功用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來(lái)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(guò)橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。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(guò)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(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)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。 一、驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。 1．可分式橋殼 可分式橋殼是由一個(gè)垂直接合面分為左右兩部分，兩部分通過(guò)螺栓聯(lián)接成一體。每一部分均由一鑄造殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成，軸管與殼體用鉚釘連接。 這種橋殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。但拆裝、調(diào)整、維修很不方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度受結(jié)構(gòu)的限制，曾用于輕型汽車上，現(xiàn)已較少使用。 2．整體式橋殼 整體式橋殼(圖5—30)的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。它具有強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。 按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式(圖5—30a)、鋼板沖壓焊接式(圖5—30b)和擴(kuò)張成形式三種。鑄造式橋殼的強(qiáng)度和剛度較大，但質(zhì)量大，加：上面多，制造工藝復(fù)雜，主要用于中、·重型貨車上。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于轎車和中、小型貨車及部分重型貨車上。 3.組合式橋殼 組合式橋殼(圖5—31)是將主減速器殼與部分橋殼鑄為一體，而后用無(wú)縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者間用塞焊或銷釘固定。它的優(yōu)點(diǎn)是從動(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。 第6章 結(jié) 論 本課題設(shè)計(jì)的KD1060貨車驅(qū)動(dòng)橋，采用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主減速器造價(jià)低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種輕型載貨汽車。 計(jì)介紹了后橋驅(qū)動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計(jì)算了差速器、主減速器以及半軸的結(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。 主減速器的設(shè)計(jì)采用了準(zhǔn)雙曲面嚙合齒輪單級(jí)主減速器，同螺旋錐齒輪想比，準(zhǔn)雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比、較小的從動(dòng)齒輪直徑、較大的離地間隙、傳動(dòng)也更平穩(wěn)。而另一方面，它降低了傳動(dòng)效率，增加了主動(dòng)齒輪軸上軸承的載荷。準(zhǔn)雙曲面的計(jì)算非常的繁瑣，需要重復(fù)計(jì)算多次。該設(shè)計(jì)采用對(duì)稱式錐齒輪差速器。它可以將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右車輪，使其在良好路面上的行駛性能更好。并且滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，降低了后橋制造成本，有利于汽車生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。 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，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)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，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] 劉惟信.汽車車橋設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2003 [2] 徐　灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（3） 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1995 [3] 余志生.汽車?yán)碚摗”本簷C(jī)械工業(yè)出版社，1995 [4] 余志生.汽車?yán)碚?第三版 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 [5] 陳家瑞.汽車構(gòu)造（下冊(cè)）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [6] 東北工學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)/機(jī)械制圖教研室.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：冶金工業(yè) 出版社，1976 [7] 湘潭機(jī)電高等專科學(xué)校 劉小年.機(jī)械制圖（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 [8] 王昆、何小柏、汪信遠(yuǎn).機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì). 北京：高等教 育出版社，2005 [9] 南京機(jī)械高等?？茖W(xué)校，陳于萍.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè) 版社，2003 [10] 彭文生、李志明、黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社，2002 [11] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001 [12] 張義民、聞邦春、林逸.汽車半軸的可靠性設(shè)計(jì).汽車技術(shù)，2004 p [13] 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