畢業(yè)設(shè)計(jì)---輕客驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)說明書（含外文翻譯）

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其功用是將傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩增大并適當(dāng)減低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪。作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能,對于輕型客車尤為重要。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的輕客型號是中順世紀(jì)微型輕客，參照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先確定驅(qū)動(dòng)橋的總體方案，再選擇其主要部件的

2、結(jié)構(gòu)形式，比如主減速器采用單級主減速器，差速器采用對稱式圓錐行星齒輪差速器，半軸選用的是半浮式半軸等。然后對各個(gè)部件的主要參數(shù)，結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，滿足設(shè)計(jì)的要求。本次設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的單級主減速驅(qū)動(dòng)橋，具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，造價(jià)低廉等特點(diǎn)。由此可見，采用傳動(dòng)效率高的單級減速驅(qū)動(dòng)橋是輕型客車驅(qū)動(dòng)橋的一個(gè)發(fā)展方向。</p><p>　　關(guān)鍵字：輕客；驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器 </p><p&g

3、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　Drive axle is at the end of the transmission system of a vehicle, whose function is to reduce rotation speed, increase the torque from the drive shaft or transmission

4、, and distribute it to the left and right driving wheels. As one of four important assemblies of the vehicles, the performance of the drive axles directly influences on the whole automobile, especially for the light buse

5、s.</p><p>　　The type of the light bus designed in this work is Zhongshun light passenger micro-century. Following the traditional design methods, we first determine the overall scheme of the drive axle, and

6、then choose the structure of its main parts, such as the single-level main gearbox, the symmetry, circular cone, planetary gears differential, the semi-floating supporting haft shaft, etc. After that, the calculations of

7、 the various component’s main parameters, structure dimensions and stress are carried</p><p>　　Key words: light bus; drive axle; main reduction gearbox; differential </p><p><b>　　目 錄</

8、b></p><p><b>　　第1章 緒 論1</b></p><p>　　第2章 驅(qū)動(dòng)橋總體方案論證2</p><p>　　第3章 主減速器設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1 主減速器簡介4</p><p>　　3.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析4</p><p

9、>　　3.2.1主減速器的齒輪類型4</p><p>　　3.2.2主減速器的減速形式5</p><p>　　3.2.3主減速器的主動(dòng)錐齒輪的支承形式5</p><p>　　3.3 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　3.3.1主減速比的確定6</p><p>　　3.3.2主減速器

10、齒輪計(jì)算載荷的確定6</p><p>　　3.3.3主減速器齒輪基本參數(shù)選擇8</p><p>　　3.3.4主減速器雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核10</p><p>　　3.4主減速器齒輪的材料及熱處理14</p><p>　　3.5主減速器的潤滑14</p><p>　　第4章 差速器設(shè)計(jì)16<

11、/p><p>　　4.1 差速器簡介16</p><p>　　4.2差速器的機(jī)構(gòu)形式的選擇16</p><p>　　4.3對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理17</p><p>　　4.4差速器齒輪主要參數(shù)的選擇18</p><p>　　4.5差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度校核20</p><

12、p>　　4.6差速器齒輪的材料22</p><p>　　第5章 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置23</p><p>　　5.1 車輪傳動(dòng)裝置簡介23</p><p>　　5.2半軸的形式選擇23</p><p>　　5.3半軸計(jì)算載荷的確定24</p><p>　　5.4半軸直徑的選擇24</p>

13、<p>　　5.5半軸的強(qiáng)度計(jì)算25</p><p>　　5.6半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算25</p><p>　　5.7半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理26</p><p>　　第6章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)28</p><p>　　6.1驅(qū)動(dòng)橋殼簡介28</p><p>　　6.2驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)選擇28</p&

14、gt;<p>　　6.3驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度分析計(jì)算28</p><p><b>　　第7章 結(jié)論35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　附 錄A38&

15、lt;/b></p><p><b>　　附 錄B45</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　本課題是中順世紀(jì)輕型客車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本說明書將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對驅(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。</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽

16、車的重大總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(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。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速

17、器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪。由上述可見，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，通過對汽車驅(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)的全面知識和技能。</p><p>　　課題所設(shè)計(jì)的客車最高車速V≥140km/h,發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率75KW，最大扭矩185Nm。<

18、;/p><p>　　本課題的設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，微型客車一般采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合微型客車的結(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。</p><p>　　所設(shè)計(jì)的客車驅(qū)動(dòng)橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)大大降低了制造成本，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋使用維護(hù)成本也降低了。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品達(dá)到了結(jié)構(gòu)簡單，修理、保養(yǎng)

19、方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。</p><p>　　目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車的平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費(fèi)用低也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就不需要對差速器進(jìn)行維修，但是對于前輪

20、驅(qū)動(dòng)的汽車來說也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是做在一起的。</p><p>　　所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)橋總體方案論證</b></p><p>　　由于設(shè)計(jì)的是長5.07米，總質(zhì)量2500KG的客車后驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立

21、懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動(dòng)件都裝在其中，此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪都屬于簧下質(zhì)量。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：</p><p>　　1)中央單級減速驅(qū)動(dòng)橋。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式， 在載重汽車中占主導(dǎo)地位。一般在主傳動(dòng)比小于6的

22、情況下，應(yīng)盡量采用中央單級減速驅(qū)動(dòng)橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲面錐齒輪，主動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承。</p><p>　　2)中央雙級驅(qū)動(dòng)橋。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅(qū)動(dòng)橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí)，可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動(dòng)橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，

23、錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當(dāng)要增大牽引力與速比時(shí)，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有2個(gè)規(guī)格。</p><p>　　由于上述中央雙級減速橋均是在中央單級橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來的一種型號，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制；因此，綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種

24、基本型驅(qū)動(dòng)橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動(dòng)橋存在。</p><p>　　3)中央單級、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當(dāng)前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　①圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。由圓錐行星齒輪式傳動(dòng)構(gòu)成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2，

25、它一般均與中央單級橋組成為一系列。在該系列中，中央單級橋仍具有獨(dú)立性，可單獨(dú)使用，需要增大橋的輸出轉(zhuǎn)矩，使?fàn)恳υ龃蠡蛩俦仍龃髸r(shí)，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級橋。這類橋與中央雙級減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上 ，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2，因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。</p>&l

26、t;p>　　②圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3，這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型汽車對離地問隙的要求。這類橋比單級減速器的質(zhì)量大，價(jià)格也要貴些，而且輪穀內(nèi)具有齒輪傳動(dòng)，長時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級減速橋。</p><p>　　綜上所

27、述，由于設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比為4.556，小于6。所以選擇非斷開式中央單級減速驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　況且由于隨著我國公路條件的改善和物流業(yè)對車輛性能要求的變化，大型汽車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級化發(fā)展的趨勢，主要是單級驅(qū)動(dòng)橋還有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)單級減速驅(qū)動(dòng)橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝簡單，成本較低， 是驅(qū)動(dòng)橋的基本類型，在微型汽車上占有重要地位；&

28、lt;/p><p>　　(2) 微型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大轉(zhuǎn)矩發(fā)展的趨勢，使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展；</p><p>　　(3) 隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，微型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低。因此，微型汽車不必像過去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高通過性；</p><p>　　(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，單級減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)

29、效率提高，易損件減少，可靠性提高。</p><p>　　圖1.1 單級減速驅(qū)動(dòng)橋</p><p><b>　　主減速器設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　主減速器簡介</b></p><p>　　主減速器是汽車傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對

30、發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。</p><p>　　主減速器結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　3.2.1主減速器的齒輪類型<

31、/p><p>　　主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。</p><p>　　圖2.1主減速器齒輪傳動(dòng)形式</p><p>　　螺旋錐齒輪傳動(dòng) b）雙曲面齒輪傳動(dòng) c）圓柱齒輪傳動(dòng) d）蝸桿傳動(dòng)</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)，其主要特點(diǎn)是主，從動(dòng)齒輪的軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都采用90°。

32、</p><p>　　雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪相比由如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　1）主動(dòng)齒輪的端面模數(shù)大于從動(dòng)齒輪，這就使雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有更大的直徑和更好的剛度及強(qiáng)度。</p><p>　　2）雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大，所以想嚙合齒輪的當(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。</p>

33、<p>　　3）雙曲面主動(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。</p><p>　　4）采用雙曲面齒輪作為驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪時(shí)，其偏移距還給汽車的總體布置帶來方便。</p><p>　　5）雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)，這種滑動(dòng)有利于磨合，促使齒輪副沿整個(gè)齒面都能較好的嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。</p&g

34、t;<p>　　6）如果兩種傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪軸頸相等，則雙曲面從動(dòng)的直徑比螺旋錐齒輪的小，這對于主減速比大于等于4.5的傳動(dòng)有優(yōu)越性。</p><p>　　考慮到以上種種優(yōu)點(diǎn)，再結(jié)合本次設(shè)計(jì)的車型，所以選用的是雙曲面齒輪。</p><p>　　3.2.2主減速器的減速形式</p><p>　　主減速器的減速型式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、

35、主減速及輪邊減速等。</p><p>　　由于本次設(shè)計(jì)車型主減速比小于6，一般采用單級主減速器，單級減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢：單級減速驅(qū)動(dòng)車橋是驅(qū)動(dòng)橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本型，在大型和重型汽車上占有重要地位；</p><p>　　目前大型和微型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(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

36、大，微型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，大，微型汽車產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性增加。</p><p>　　3.2.3主減速器的主動(dòng)錐齒輪的支承形式</p><p>　　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

37、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)。</p><p>　　現(xiàn)代汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式有：懸臂式和跨置式支承。</p><p>　　懸臂式支撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，在錐齒輪大端一側(cè)有較長的軸，并在其上安裝一對圓錐滾子軸承。</p><p>　　跨置式支撐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可以增加支承剛度，又使

38、軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善。但是跨置式的支承必須在主減速器殼體上由支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜。跨置式支撐拆裝困難，導(dǎo)向軸承是一個(gè)易壞的軸承。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用懸臂式支撐。</p><p>　　主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.3.1主減速比的確定</p><p>　　主減

39、速比對主減速器的結(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)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i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i一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定?？衫迷诓煌琲下的功率平衡田來研究i對汽車動(dòng)力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇i值，可使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，

40、在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速的情況下，所選擇的i值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速。這時(shí)i值應(yīng)按下式來確定：</p><p>　　把np=4300r/n , =140km/h , r=0.363m , igh=1代入</p><p>　　初步計(jì)算出 i=4.571</p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果和與參考本次設(shè)計(jì)車型，并考慮將確定的主、從動(dòng)主減速器齒輪齒數(shù)，確

41、定i=4.556。</p><p>　　3.3.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　1．按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔce</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取3.835

42、*4.556，此數(shù)據(jù)參考中順世紀(jì)輕客車型；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，此數(shù)據(jù)參考考中順世紀(jì)輕客車型在此取185；</p><p>　　——傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取0.9；</p><p>　　——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取1；</p><p>　　——由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車

43、，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車取=1.0，當(dāng)性能系數(shù)>0時(shí)可取=2.0；</p><p>　?。?-2） ——汽車滿載時(shí)的總質(zhì)量在此取2500 ；</p><p>　　所以 0.195 =26>16 </p><p>　　=-0.1〈0 即=1.0</p><p><b>　

44、　由以上各參數(shù)可求</b></p><p><b>　　==2909.13</b></p><p>　　2．按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中 ——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，預(yù)設(shè)后橋所承載1

45、4700N的負(fù)荷;</p><p>　　——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取=0.85；對于越野汽車取1.0；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計(jì)算時(shí)可取1.25;</p><p>　　——車輪的滾動(dòng)半徑，在此選用輪胎型號為185R14C，滾動(dòng)半徑為0.363m；</p><p>　　，——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)

46、效率和傳動(dòng)比，取0.9，由于沒有輪邊減速器取1.0</p><p>　　所以==5039.65</p><p>　　3．按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來確定：</p><p><b>　?。?-4）</b&

47、gt;</p><p>　　式中：——汽車滿載時(shí)的總重量，參考中順世紀(jì)輕客車型在此取2500N；</p><p>　　——所牽引的掛車滿載時(shí)總重量，N，但僅用于牽引車的計(jì)算；</p><p>　　——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對于客車汽車可取0.015~0.020；在此取0.018</p><p>　　——汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對于客車汽

48、車可取0.05~0.09在此取0.08</p><p>　　——汽車的性能系數(shù)在此取0；</p><p>　　，，n——見式（3-1），（3-3）下的說明。</p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　==98.82</b></p><p>　　式

49、（3-1）～式（3-4）參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》[1]式（3-10）～式（3-12）。</p><p>　　3.3.3主減速器齒輪基本參數(shù)選擇</p><p>　　主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)和，從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑、端面模數(shù)、主從動(dòng)錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。</p><p>　　1.主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><

50、;p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p><p>　　1）為了磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。</p><p>　　2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。</p><p>　　3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對于商用車一般不小于6。</p><p>　　4）主傳動(dòng)比較

51、大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。</p><p>　　5）對于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　根據(jù)以上要求參考《汽車設(shè)計(jì)》中表3-12 表3-13取=8 =39 </p><p><b>　　+=47〉40</b></p><p>　　2.從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)<

52、/p><p>　　對于單級主減速器，增大尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小又會(huì)影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　——直徑系數(shù)，一般取13.0～16.0</p><p>

53、　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，為Tce和Tcs中的較小者</p><p>　　所以 =（13.0～16.0）=（185.58～228.41）</p><p>　　初選=210 則=/=210/39=5.4</p><p>　　根據(jù)=來校核=5.4選取的是否合適，其中=（0.3～0.4）</p><p>　　此處，=（0.3～0.4

54、）=（4.28～5.71），因此滿足校核。</p><p>　　3.主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和</p><p>　　錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端

55、過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。</p><p>　　對于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用：</p><p>　　=0.155210=32.55 在此取32</p><p>　　一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在

56、大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大10%較為合適，在此取=35.2</p><p><b>　　4.中點(diǎn)螺旋角</b></p><p>　　螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的

57、強(qiáng)度越高，應(yīng)不小于1.25，在1.5～2.0時(shí)效果最好，但過大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。</p><p>　　汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°～40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35°。</p><p><b>　　5.螺旋方向</b></p><p>　　主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺

58、旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。</p><p><b>　　6.法向壓力角</b></p><p>　　加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減

59、少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對于雙曲面齒輪來說，輕型客車可選用20°的壓力角。</p><p>　　3.3.4主減速器雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算及強(qiáng)度校核</p><p>　?。?）主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　表1 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算

60、用表</p><p>　?。?）主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　1） 單位齒長上的圓周力</p><p>　　在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即</p><p>　　N／mm (3-6)</p><p&

61、gt;　　式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N； </p><p>　　——從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取32mm. </p><p>　　按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：</p><p>　　N/mm （3-7）</p><p>　　式中：

62、——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取185；</p><p>　　——變速器的傳動(dòng)比；</p><p>　　——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，在此取43.2mm.</p><p><b>　　按上式 N／mm</b></p><p>　　按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：</p><p>　　N／mm

63、 （3-8）</p><p>　　式中：——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，對于后驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增加量，在此取14700N；</p><p>　　——輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取0.85：</p><p>　　——輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取0.508m</p><p>　　按上式=1346.06N／mm&l

64、t;/p><p>　　在現(xiàn)代汽車的設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時(shí)提高許用數(shù)據(jù)的20%～25%。經(jīng)驗(yàn)算以上兩數(shù)據(jù)都在許用范圍內(nèi)。其中上述兩種方法計(jì)算用的許用單位齒長上的圓周力[p]都為2370.24N/mm</p><p>　　2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為</p><

65、p>　　N/ （3～9） </p><p>　　式中： ——該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m;</p><p>　　——超載系數(shù)；在此取1.0</p><p>　　——尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，</p><p>　　當(dāng)ｍ時(shí)，，在此＝0.68</p><p>

66、　　——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，＝1.00～1.10式式支承時(shí)取1.10～1.25。支承剛度大時(shí)取最小值。</p><p>　　——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(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1.0;</p><p>　　——計(jì)算齒輪的齒面寬，mm;</p><p>　　——計(jì)算齒輪的齒數(shù)；</p><p>

67、;　　——端面模數(shù)，mm;</p><p>　　——計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)。載荷作用點(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。按圖2-1選取小齒輪的＝0.286，大齒輪＝0.25.</p><p>　　按上式＝483.22

68、N/< 700N/</p><p>　　=395.34N/<700N/ </p><p>　　所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　圖3.2 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J</p><p>　　3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為</p><p

69、>　　N/　　　　　 (3-10)</p><p>　　式中：——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6/mm;</p><p>　　，，——見式(3-9)下的說明；</p><p>　　——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下

70、，可取1.0；</p><p>　　——表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。一般情況下，對于制造精確的齒輪可取1.0</p><p>　　——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)）。它綜合考慮了嚙合齒面的相對曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，按圖選取=0.165<

71、/p><p>　　按上式=2496.17〈2800N/</p><p>　　主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。所以均滿足要求。</p><p>　　以上公式（3-6）～（3-10）以及圖均參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》［１］</p><p>　　3.4主減速器齒輪的材料及熱處理</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，

72、與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：</p><p>　?、倬哂休^高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；</p><p>　?、谳嘄X心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒

73、根部折斷；</p><p>　?、垆摬牡腻懺?、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；</p><p>　?、苓x擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國的情況。</p><p>　　汽車主減速器用的螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪以及差速器用的錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。在此，齒輪所采用的鋼為20Cr

74、MnTi</p><p>　　用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)〉8時(shí)為29～45HRC。</p><p>　　由于新齒輪接觸和潤滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對研磨）后均予與厚度0.005～0.010～0.020mm的磷

75、化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。</p><p>　　對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25％。對于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　3.5主減速器的潤滑</p><

76、p>　　主減速器及差速器的齒輪及其軸承，均應(yīng)有良好的潤滑，否則極易引起早期磨損。其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承。通常是在從動(dòng)錐齒輪的前端靠近主動(dòng)齒輪處的主減速器殼內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，后者將由旋轉(zhuǎn)的齒輪甩出并飛濺到殼體前面內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來，再經(jīng)過進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子小端處。由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的小端通向大端。而主動(dòng)錐齒輪前軸承的前面應(yīng)有回油孔，使經(jīng)過前軸承的潤滑油再流回驅(qū)動(dòng)橋

77、殼中間的油盆中。這樣，由于潤滑軸承的進(jìn)出油孔暢通無阻，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)，不僅可使軸承得到良好潤滑，散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不會(huì)因潤滑油有壓力而漏油和損壞。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中也要考慮有足夠的潤滑油能流進(jìn)差速器，以保證其摩擦表面有良好的潤滑，為此在差速器殼上都有通油口。為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高，從而引起漏油，常在出減速器殼上裝置通氣塞。通氣塞的位置應(yīng)避開油濺及之處。&l

78、t;/p><p>　　加油孔及塞應(yīng)設(shè)在加油方便之處，油孔位置就是油面的位置。放油孔及塞應(yīng)設(shè)在橋殼最低處，以便放油時(shí)能把油放盡，但也應(yīng)考慮汽車在通過障礙時(shí)放油塞不致遭碰撞而脫落。</p><p><b>　　差速器設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　差速器簡介</b></p><p>　　汽車在行駛

79、過程中，車輪與路面存在著兩種相對運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即車輪相對路面的滾動(dòng)和滑動(dòng)，滑動(dòng)將加速輪胎的磨損，增加轉(zhuǎn)向阻力，增加汽車的動(dòng)力消耗。因此，希望在汽車行駛過程中，盡量使車輪沿路面滾動(dòng)而不是滑動(dòng)，以減少車輪與路面的滑磨現(xiàn)象。</p><p>　　當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)在同一時(shí)間內(nèi)要移動(dòng)不同的距離，外輪移動(dòng)的距離比內(nèi)輪移動(dòng)的距離大。若兩輪用一根軸剛性連接，即兩輪只能以同一速度轉(zhuǎn)動(dòng)，則兩輪要在同一時(shí)間內(nèi)移動(dòng)不同的距離，必然時(shí)邊

80、滾動(dòng)邊滑動(dòng)，即使汽車在平路上直線行駛，也難以避免車輪與路面的滑磨現(xiàn)象。為了消除不良現(xiàn)象，汽車左右兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪分裝兩根半軸，并在兩半軸之間安裝差速器。差速器的功用就式在向兩半軸傳遞動(dòng)力時(shí)，允許兩半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以滿足各輪不等距行駛的需要，從而滿足汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。</p><p>　　4.2差速器的機(jī)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　在驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)中選擇差速器的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先

81、從所設(shè)計(jì)汽車類型及其使用條件出發(fā)，使所選用的那種結(jié)構(gòu)形式的差速器，能夠滿足該汽車在給定使用條件下的使用性能要求。</p><p>　　大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車，對于在公路上行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著系數(shù)幾乎沒有差別，且附著較好，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，制造方便，用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左右驅(qū)動(dòng)車輪之間的所謂輪間差速器使用。</p

82、><p>　　普通的對稱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)汽車采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用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。</p><p>　　根據(jù)本次所設(shè)計(jì)的車型以及使用條件，選擇對稱式圓錐行星齒輪差速器。</p><p>　　圖4.1 普通的對稱式圓

83、錐行星齒輪差速器</p><p>　　1，12-軸承；2-螺母；3，14-鎖止墊片；4-差速器左殼；5，13-螺栓；6-半軸齒輪墊片；</p><p>　　7-半軸齒輪；8-行星齒輪軸；9-行星齒輪；10-行星齒輪墊片；11-差速器右殼</p><p>　　4.3對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理</p><p>　　如圖所示，對稱式錐齒輪差

84、速器是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為和。A、B兩點(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為。</p><p>　　當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等，其

85、值為。于是==，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。</p><p>　　當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時(shí)（圖），嚙合點(diǎn)A的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為=-。于是</p><p><b>　　+=（+）+(-)</b></p><p>　　即 + =2

86、 （4-1）</p><p>　　若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式（4-2）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。因此在汽車轉(zhuǎn)

87、彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無滑動(dòng)。</p><p>　　有式（4.2）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　圖4.2 差

88、速器差速原理</p><p>　　4.4差速器齒輪主要參數(shù)的選擇</p><p>　　由于差速器是安裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪刀向軸承支座的限制。</p><p>　　（1）行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　貨車，客車和越野車多采用四個(gè)行星輪，轎車常采用兩

89、個(gè)行星齒輪。本次設(shè)計(jì)采用四個(gè)行星齒輪</p><p>　　（2）行星齒輪球面半徑的確定</p><p>　　圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。</p><p>　　球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定：</p><p>

90、;　　mm (4-3) </p><p>　　式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52～2.99</p><p>　　T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，N·m.</p><p>　　根據(jù)上式=2.5=35.67mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A=35mm</p><p>　?。?）

91、行星齒輪與半軸齒輪的選擇</p><p>　　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。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)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1.5～2.0的范圍內(nèi)。</p><p>　　差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(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

92、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：</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說，=</p><p><b>　　——行星齒輪數(shù)目；</b&

93、gt;</p><p><b>　　——任意整數(shù)。</b></p><p>　　在此=10，=18 滿足以上要求。</p><p>　　（4）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定</p><p>　　首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，</p><p>　　==29.05°

94、; =90°－=60.95°</p><p>　　再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m</p><p><b>　　m====3.4</b></p><p>　　由于強(qiáng)度的要求在此取m=5mm</p><p>　　得=50mm =5×18=90mm</

95、p><p><b>　?。?）壓力角α</b></p><p>　　目前，汽車差速器的齒輪大都采用22.5°的壓力角，齒高系數(shù)為0.8。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以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。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20°的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。

96、在此選22.5°的壓力角。</p><p>　?。?）行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L</p><p>　　行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。?lt;/p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　式中：——差速器傳遞的

97、轉(zhuǎn)矩，N·m；在此取2909.13N·m</p><p>　　——行星齒輪的數(shù)目；在此為4</p><p>　　——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm，≈0.5d，d為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而d≈0.8；</p><p>　　——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取69 MPa</p><p>　　根據(jù)上式 =72m

98、m =0.5×72=36mm</p><p>　　≈16.31mm ≈17.94mm</p><p>　　4.5差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度校核</p><p>　　（1）差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　表2 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 單位：mm</p><

99、;p>　　（2）差速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對運(yùn)動(dòng)。因此對于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度為</p><p>　　= MPa (4-

100、6) </p><p>　　式中：——差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式，在此為436.37N·m；</p><p>　　——差速器的行星齒輪數(shù)；</p><p><b>　　——半軸齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　、、、——見式（3-9）下的說明；</p><p&g

101、t;　　——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖3-1可查得=0.225</p><p>　　圖4.3 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)</p><p>　　根據(jù)上式==586.14MPa〈980 Mpa</p><p>　　根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，設(shè)計(jì)符合要求。</p><p>　　4.6差速器齒輪的材料</p><p>　　

102、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20CrMnTi、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。</p><p><b>　　驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置</b></p><p><b>　　車輪傳動(dòng)裝置簡介</b><

103、/p><p>　　驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置位于傳動(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。驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，在斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，其車輪傳動(dòng)裝置主要包括半軸和萬向傳動(dòng)裝置，且多采用等速萬向節(jié)；在非斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪和車輪的輪轂連接起來。</p><p>　　5.2半軸的形式選擇</p>

104、<p>　　普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種。</p><p>　　半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動(dòng)鼓相聯(lián)接)。因此，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，半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸

105、緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。</p><p>　　3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個(gè)軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即3/4浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因

106、素決定。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命?？捎糜谵I車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。</p><p>　　全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對軸承支承于橋殼的半軸套管上。多采用一對圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應(yīng)相向安裝并有一定的預(yù)緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　由于車輪所承受的垂向力、縱向力和側(cè)向力

107、以及由它們引起的彎矩都經(jīng)過輪轂、輪轂軸承傳給橋殼，故全浮式半軸在理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。但在實(shí)際工作中由于加工和裝配精度的影響及橋殼與軸承支承剛度的不足等原因，仍可能使全浮式半軸在實(shí)際使用條件下承受一定的彎矩，彎曲應(yīng)力約為5～70MPa。具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋的外端結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需采用形狀復(fù)雜且質(zhì)量及尺寸都較大的輪轂，制造成本較高，故轎車及其他小型汽車不采用這種結(jié)構(gòu)。但由于其工作可靠，故廣泛用于輕型以上的各類汽車上。</p&g

108、t;<p>　　本次所設(shè)計(jì)的是輕型客車，因此選用半浮式半軸。</p><p>　　5.3半軸計(jì)算載荷的確定</p><p>　　半浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算轉(zhuǎn)矩可有求得，其中，的計(jì)算，可根據(jù)以下方法計(jì)算，并取兩者中的較小者。</p><p>　　若按最大附著力計(jì)算，即</p><p><b>　?。?-1）</b

109、></p><p>　　式中：——輪胎與地面的附著系數(shù)取0.8；</p><p>　　——汽車加速或減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取1.2～1.4在此取1.4。</p><p>　　根據(jù)上式=8232 N </p><p>　　若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即</p><p><b>　?。?-2）</b&

110、gt;</p><p>　　式中：——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對于普通圓錐行星齒輪差速器取0.6；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　——汽車傳動(dòng)效率，計(jì)算時(shí)可取1或取0.9；</p><p>　　——傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比；</p><p>　　——輪胎的滾動(dòng)半徑，m。<

111、/p><p>　　上參數(shù)見式（2-1）下的說明。</p><p>　　根據(jù)上式=4808.49N</p><p>　　在此4808.49N =1745.48N·m</p><p>　　5.4半軸直徑的選擇</p><p>　　在設(shè)計(jì)中半浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行：</p><p

112、><b>　　取</b></p><p>　　下面將進(jìn)行半軸的校核：</p><p><b>　　半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為：</b></p><p><b>　　符合要求</b></p><p><b>　　半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為</b></p>

113、<p><b>　?。?-4）</b></p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　——半軸長度</b></p><p>　　——材料的剪切彈性模量</p><p>　　J——半軸橫截面的極慣性矩</p><p>&l

114、t;b>　　則</b></p><p>　　5.5半軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　首先是驗(yàn)算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</p><p><b>　　× MPa </b></p><p><b>　　(5-4)</b></p><p>　　式中：——半軸的

115、計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m在此取1745.48N·m；</p><p>　　——半軸桿部的直徑，mm。</p><p>　　根據(jù)上式＝×＝405.16 MPa< =(490～588) MPa</p><p><b>　　所以滿足強(qiáng)度要求。</b></p><p>　　5.6半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算&l

116、t;/p><p>　　在計(jì)算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時(shí)還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。</p><p>　　半軸花鍵的剪切應(yīng)力為</p><p>　　MPa (5-5)</p><p>　　半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為</p><p>　　MPa (5-6)