越野車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 摘要 本設(shè)計(jì)首先確定各主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù)，然后參考同類的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，確定出設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，最后對(duì)主從動(dòng)錐齒輪、半軸齒輪、半軸、橋殼輪邊機(jī)構(gòu)等部分進(jìn)行校核，對(duì)支撐軸承進(jìn)行了壽命校核。 本設(shè)計(jì)采用主減速器和輪邊減速器雙級(jí)傳動(dòng)副傳動(dòng)，均勻分配單一傳動(dòng)副上的高強(qiáng)度磨損，輪邊機(jī)構(gòu)的應(yīng)用，大大的提高了離地間隙，提高了汽車的通過(guò)性。本設(shè)計(jì)在我國(guó)尚處于起步階段，在我國(guó)仍有很大的發(fā)展?jié)摿桶l(fā)展空間，本設(shè)計(jì)也將是未來(lái)越野汽車和重載汽車的發(fā)展方向。 本設(shè)計(jì)具有以下的優(yōu)點(diǎn)：由于采用輪邊雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，使得整個(gè)后 橋的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝簡(jiǎn)單，從而大大的降低了制造成本。并且 ,提高了汽車的離地間隙。 關(guān)鍵字 ：越野汽車 ；后橋 ；輪邊雙級(jí) ；圓弧齒錐齒輪 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 Abstract This design is to first identify major parts of the structure and main design parameters, then reference to similar axles structure, confirmed the design and calculation and design, final master-slave dynamic bevel gear and half axle gears, half axle, bridge housing wheel edges institutions, to test the part such as back-up bearing life respectively. This design USES the main reducer and wheel edges reducer doublestage transmission vice transmission, evenly distributed single transmission of high intensity vice wear, wheel edges institutions of applications, greatly improve the ground clearance is achieved, improved the car through sexual. This design in our country is still at the beginning, in our country still has great potential for growth and development space, this design also will be the future off-road vehicle and heavy-load automobiledevelopment direction. This design has the following advantages: due to the wheel edges doublestage axles, make the whole bridge structure is simple, make simple process, thus greatly reduce the production cost. And, improve the car from the ground clearance. Key word: off-road vehicle, Rear axle, Wheel edges doublestage； Arc tooth wimble gear 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 全套 資料 ， 扣扣 414951605 目 錄 摘要 . I Abstract .II 目 錄 . III 第 1 章 緒論 . 1 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋總體結(jié)構(gòu)方案分析 . 2 第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) . 4 3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式 . 4 3.1.1 主減速器齒輪的類型 . 4 3.1.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒的支承型式 . 4 3.2 主減速器的基本參數(shù)與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 5 3.2.1 主減速比的確定 . 5 3.2.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 . 5 3.2.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 . 6 3.2.4 主減速器圓孤齒輪的幾何參數(shù)計(jì)算 . 7 3.2.5 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .10 3.3 主減速器的材料選擇及熱處理方法 .12 3.4 主減速器軸承的計(jì)算 .12 3.4.1 錐齒輪齒面上的作用力 .12 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 3.4.2 主減速器軸承載荷的計(jì)算 .15 小結(jié) .18 第 4 章 差速器設(shè)計(jì) . 19 4.1 差速器類型的 選擇 .19 4.2 差速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算 .19 4.2.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 .19 4.2.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 .21 4.2.3 差速器齒輪的強(qiáng)度校核 .23 4.3 差速器齒輪的材料選擇 .24 4.4 差速器殼體的材料選擇 .24 小結(jié) .24 第 5 章 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) . 25 5.1 半軸的形式 .25 5.2 半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 .25 5.2.1 全浮式半軸的計(jì)算載荷確定 .25 5.2.2 全浮式半軸桿部直徑初選 .26 5.2.3 半軸的強(qiáng)度計(jì)算 .26 5.2.4 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 .27 5.3 半軸材料與熱處理 .28 小結(jié) .28 第 6 章 輪邊部分的設(shè)計(jì) . 29 6.1 輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式 .29 6.1.1 輪邊減速器的齒輪類型 .29 6.1.2 輪邊減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支撐方式 .29 6.2 輪邊減速器的基本參數(shù)與設(shè)計(jì)計(jì)算 .29 6.2.1 圓柱直齒輪主要參數(shù)的選擇 .29 6.2.2 輪邊減速器圓柱直齒輪的幾何參考數(shù)計(jì)算 .30 6.2.3 輪邊減速器圓柱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .31 6.3 輪邊減速器齒輪材料的選擇及熱處理 方法 .34 6.4 輪邊減速器殼的材料選擇 .34 6.5 輪邊減速器圓柱軸承的計(jì)算 .34 6.5.1 圓柱齒輪齒面上的作用力 .34 6.5.2 輪邊減速器軸承載荷的計(jì)算 .36 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 小結(jié) .38 第 7 章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) . 39 7.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 .39 7.2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 .39 7.2.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算 .39 7.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .40 7.2.3 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .41 7.2.4 汽車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .43 7.2.5 汽車受最大側(cè)向力時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 .43 7.3 橋殼的材料選擇 .44 小結(jié) .44 結(jié)論 . 45 致謝 . 46 參考文獻(xiàn) . 47 附錄 . 48 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 1 章 緒論 汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的未端。其基本功用首先是增扭、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路在或車身之間的重直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力和反作用力等。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。 汽車的使用性能對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動(dòng)橋在傳統(tǒng)中起著舉足輕的作用。汽車的特點(diǎn)和優(yōu)越性對(duì)于生產(chǎn)商來(lái)說(shuō)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶。對(duì)于越野汽車驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙來(lái)說(shuō)，絕大多數(shù)汽車企業(yè) 只是單純的提高懸架和鋼板彈簧的高度，這樣做很大程度上降低了汽車的可靠性和安全性，然而輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋就可以解決這些問(wèn)題，而且其優(yōu)越性是無(wú)可比擬得，所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋成為新的課題。 目前國(guó)外掌握輪邊減速器技術(shù)核心的企業(yè)屈指可數(shù)，在國(guó)內(nèi)更是聊聊無(wú)幾，所以輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋的研究對(duì)于我們來(lái)說(shuō)有舉足輕重的意義。 設(shè)計(jì)后橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： 1.選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 2.外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過(guò)性的要求。 3.齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 4.在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 5.具有足夠的強(qiáng)度和剛度，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 6.制造容易，維修，調(diào)整方便。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋總體結(jié)構(gòu)方案分析 本設(shè)計(jì)的課題是 BJ4500 后驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣的越野車驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開(kāi)式結(jié)構(gòu) ,該種型式的驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支承在左右驅(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，外接輪邊部分。此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪都屬于簧下質(zhì)量 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種： 1.中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。 2.中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋。 3.中央單級(jí)、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 3類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋；另一類是普通圓柱齒輪式輪邊減速器。 （ 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，它一般均與中央單級(jí)橋組成為一系列。在該系列中，中央單級(jí)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(jí)橋。這類橋與中央雙級(jí)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。 （ 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，以保證重型卡車對(duì)離地問(wèn)隙的要求。這類橋比單級(jí)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(zhǎng)時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過(guò)熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級(jí)減速橋。 （ 3）普通圓柱齒輪式輪邊減速器。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速齒輪放在一個(gè)主減速器殼內(nèi)，也可將第二級(jí)減速齒輪移向驅(qū)動(dòng)車輪并靠近輪轂，作為輪邊減速器。對(duì)于越野汽車來(lái)說(shuō)，為了提高汽車驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙，可將普通的由一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方，這種布置方式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、強(qiáng)度高、成本低，故廣泛用于越野汽車上。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 綜上所述，普通圓柱齒 輪式輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋還有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 1. 普通圓柱齒輪式輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋，制造工藝簡(jiǎn)單，成本較低， 是驅(qū)動(dòng)橋的基本類型，在越野汽車上占有重要地位； 2. 與其它型式輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性提高。 因此，圓柱齒輪式輪邊減速器驅(qū)動(dòng)橋在 BJ4500 車型上的應(yīng)用非常成功，很容易達(dá)到提高越野性的目的 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)型式 3.1.1 主減速器齒輪的類型 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型式。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主，從驅(qū)動(dòng)齒輪的軸線垂直等于一點(diǎn)，由于輪齒端面垂疊的影響，至少有兩個(gè)以上的齒輪同時(shí)咬合，固此可以承受較大的負(fù)荷，而且其齒輪不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)齒合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)平穩(wěn)地傳向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小，另外弧齒錐齒輪與雙曲面齒輪相比，具有較高的傳動(dòng)效率，可達(dá) 99%。 3.1.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒的支承型式 主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在錐齒輪的大端一側(cè) 要用較長(zhǎng)的軸徑，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了方便折裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時(shí)也要用圓錐滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須要用能承受雙向軸向力的圓錐滾子軸承，支承剛度除了與軸承形式，軸徑大小，支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合等度有關(guān)。跨置式支承雖然承載能力較高，但其制造工藝較復(fù)雜且成本較高，不易折裝；而懸臂支承可解決以上存在的問(wèn)題。由于 BJ4500 車傳遞的轉(zhuǎn)矩較小，所以，在此選用懸臂支承，并且兩軸承的跨度適當(dāng)加大，以提高其支承剛度。 從動(dòng)齒輪多用圓錐滾子軸承支承。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 3.2 主減速器的基本參數(shù)與設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1 主減速比的確定 原車輛的傳動(dòng)比為 9.2，由于該車的傳動(dòng)多是經(jīng)過(guò)反復(fù)計(jì)算才合理分配的，在此，主減速器的傳動(dòng)比為 4.6，輪邊部分傳動(dòng)比為 2，使其沒(méi)有變化，之后可以不進(jìn)行傳動(dòng)系列傳動(dòng)比重新分配。 3.2.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 1.按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定以動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce Tce=Temax.iTL.K0. T/n N.M (3-1) 式中 iTL 發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器驅(qū)動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)時(shí)，在此取 18.538 此數(shù)據(jù)參考 BJ4500 車型； Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大扭矩，在此取 180N.m；此數(shù)據(jù)參考 BJ4500 T 傳動(dòng)手上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，取 0.9； n 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，在次取 2； ok 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(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車、 越野車以及液力傳遞及自動(dòng)變速器的各類汽車。取ok=1.0當(dāng)性能系數(shù)ok0 時(shí)，可取ok=2.0； 1(1 6 0 . 1 9 5 ) 1 61 0 0 m a x m a x0 0 . 1 9 5 1 6m a xM a g M a gfpT e T eM a gfpTe ， 當(dāng) 0.195（ 3-2 ）， 當(dāng)ma 車滿載的總質(zhì)量，取 2010Kg。 所以 0.195 2010 10180=21.816 即ok=1.0 Tce= 1 8 2 1 8 . 5 3 8 1 . 0 0 . 92 =1501.578N.m 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 2.按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tcs Tcs=2G r/LB LBiN.m (3-3) 式中 2G 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)后橋承載 11010N 的負(fù)荷； 輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于按轉(zhuǎn)一般輪胎的公路用車，?。?0.85；對(duì)于越野汽車取 1.0；對(duì)于安裝防滑寬輪的高級(jí)轎車，計(jì)算時(shí)可取 1.25； r 車輪的滾動(dòng)半徑，為 0.30m LB；LBi 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，LB取 0.95；LBi取 2。 Tcs=11010x1x0.3/0.95x2=1738.42N.m 3.2.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 1.主，從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) Z1和 Z2， 選擇主，從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素： （ 1）為了磨合均勻， Z1和 Z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 （ 2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲程度，主 從動(dòng)齒輪 的齒數(shù)和應(yīng)不小于 40 （ 3）為了齒合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞程序，對(duì)于商用車，一般不小于 Z1不小于 6 （ 4）主傳動(dòng)比oi較大時(shí)， Z1盡量取小一些，以便得到滿意的離地間隙。 （ 5）對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， Z1 和 Z2應(yīng)有適宜的搭配。 根據(jù)以上要求查閱工程師手冊(cè)得， Z1=8 Z2=37 Z1+ Z2=4540 2.從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑2D和端向模數(shù) mt 2D可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 2D=2ok 3Tc（ 3-4） 2ok 直徑系數(shù)，一般選取 13-16； Tc 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N.m，為 Tce 和 Tcs 中的較小者； 2D=（ 13-16） 3 1501.578 =（ 148.865183.22） mm； mt =2D/ Z2=(148.865 183.22)/37=(4.02 4.95) 根據(jù) mt=mk 3Tc來(lái)校核，其中mk=(0.3-0.4) 此處， mt=(0.3-0.4) 3 1501.578 =（ 3.44-4.58）， 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 mt=4.5 2D=166.5 滿足校核 3.主，從動(dòng)錐齒輪面寬1b和2b對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬2b，推薦不大于節(jié)錐2A的 0.3 倍，即2b 0.32A， 對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦要用： 2b=（ 0.25-0.30）oA=22mm 在此取 22mm 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%為合適，取1b=24mm 4.中點(diǎn)螺旋角 : 在此 =35 5.螺旋方向： 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)錐為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。 6.法向壓力角 越野汽車可選用 21.15 的壓力角。 7.輪邊減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)： 31 0 . 5 1 1 1 . 9 2A T jz (3-5) 式中 A輪邊調(diào)速器主，從動(dòng)齒輪的中心距 mm； Tjz從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)距， N m； 31 0 . 5 1 1 1 . 9 2 1 5 0 1 . 5 7 8A =120.35-136.50=130mm ( 0 .3 8 0 .4 1 )bA =49.4-53.3=50mm （ 3-6 ） 式中 b輪邊減速器齒 輪的初選寬度， mm 如（ 3-6）式所示 所以，輪邊減速器的兩圓柱齒輪的中心距為 130mm，齒輪寬度為 50mm 3.2.4 主減速器圓孤齒輪的幾何參數(shù)計(jì)算 表 3-1 主減速器圓孤齒輪幾何計(jì)算用表 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z8 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z37 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 傳動(dòng)比 12zz 4.6 平面齒輪齒數(shù) 2212pZ z z 37.85 大端面模數(shù) mt 4.5 法向壓力角 型刀盤 21.15 軸交角 90 中點(diǎn)螺旋角預(yù)選值及方向 =35 左旋 節(jié)圓直徑 1 1 2 2；d m z d m z123 6 ； 1 6 6 . 5dd10 節(jié)錐角 121221a r c t a n ； a r c t a nzzrr 1 1 2 . 2 ； 2 7 7 . 8rr 11 節(jié) (外 )錐距 22110 s in2s in2 ddA 85.17 12 齒向?qū)?2102 1.1)30.025.0( bbAb 2b=22 1b=24 13 參考錐距 0 0 . 4 1 5A p A F76.04 14 內(nèi)錐距 0Ai A F63.17 15 中點(diǎn)錐距 0 7 4 . 1 72FA m A 74.17 16 參考點(diǎn)螺旋角初校值 1 0 . 9 1 4 ( 6 )pm 37.474 17 刀盤型 號(hào) 查閱工程師手冊(cè) 4 4 ； 4 4 4 ； 4bwr E N Z 18 參考點(diǎn)螺旋角初校值 a rc s in bpprA 35.36 19 刀片型號(hào) 查閱工程師手冊(cè) 26 0 ； 1 9 7 2 . 0 0b w wEr 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 20 參考法向模數(shù) 2222wpwZZ RAnpm 3.28 21 參考點(diǎn)螺旋角 c o s ( )2n p pppmZa r cA 35.28 22 中點(diǎn)螺旋角 m查閱工程師手冊(cè) 35 23 中點(diǎn)法向模數(shù) 2 c o smn m mpAmZ 3.21 24 小端螺旋角 2查表得 38 25 齒高模數(shù) ( 0 . 9 1 . 0 ) npm p m 3.2 26 齒工作高 2gh m p 6.4 27 齒全高 2 .1 5 0 .3 5h m p 7.23 28 刀傾角 查閱工程師手冊(cè) 0 29 不產(chǎn)生根切時(shí)主動(dòng)輪允許的最大根高 2111s i n ( )m a x t a nc o snpch A i rApkbAic o sc o s iB pAi m n ikA m n pmax 2.79hi 0.8019ckb 1s i n ( ) 0 . 3 4 2 0c 30 高度變位量 (1 . 5 0 . 3 5 )h m p h i 1.3 31 齒頂高 21 5h i m p h j h m p h h 2 1.9h 32 齒根高 11h h h 22h h h 1 2.23h 2 5.33h33 徑向間隙 0 . 1 5 0 . 3 5gc h h m p 0.83 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 34 外圓直徑 0 1 1 1 12 c o sd d h 0 2 2 2 22 c o sd d h 01 4 5 .7 7 4 1d 02 1 6 7 .3 0 3 1d 35 節(jié)錐頂點(diǎn)至外緣的距離 20 1 1 1s i n2dXh 10 2 2 2s i n2dXh01 8 2 .1 9 3 3X 02 1 6 .1 4 2 9X 36 切向變位量 0 . 0 2 ( 1 ) npS i m 0.25 37 參考點(diǎn)分度圓法向理論弧齒厚 1 2 t a n2 npnpmS h S 21n p n p nS m S P1 6 .2 9 5 1 9 3npS 2 4 .0 0 2 5 4 7npS 38 齒側(cè)間隙 ( 0 . 0 2 0 . 1 0 ) 0 . 0 5npBm 0 . 3 0 . 0 5npBm 0.12 3.2.5 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1、單位齒長(zhǎng)上的圓周力 2PP b Nmm （ 3 7） 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maxeT和最大附 2Gr 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算， N 2b 從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取 22mm。 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 3m a x12102eT igPd bNmm （ 3 8） 式中 maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩，取 180Nm gi 變速器的傳動(dòng)比 4.03； 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 1d 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑取 36mm。 31 8 0 4 . 0 3 1 01 8 3 1 . 8 236222P N m m按最大附著力矩計(jì)算時(shí)： 3222102GrPd b Nmm (3 9) 式中 2G 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，對(duì)于后橋驅(qū)動(dòng)的車還應(yīng)考慮汽車最大加速度時(shí)的負(fù)荷增加量，取 11010； 輪胎與地面的附著系數(shù)，取 0.85； r 輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取 0.30。 31 1 0 1 0 0 . 8 5 0 . 3 1 01 5 3 2 . 9 21 6 6 . 5222P N m m 在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量提高，單位齒長(zhǎng)上的圓周力有時(shí)提高許用數(shù)據(jù)的 20% 25%。 2、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為： 322 1 0 o s moT K K KK b Z m J 2N mm （ 3 10） 式中 T 該齒輪的據(jù)算轉(zhuǎn)矩， Nm ； oK 超載系數(shù) ；在此取 1.0； sK 尺寸系數(shù)，反應(yīng)材料的不均勻性，與齒輪尺寸熱處理有關(guān)，取0.6488.； mK 載荷分配系數(shù)，取 1.2； vK 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)出輪接觸良好時(shí)，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)可取 1.0； b 計(jì)算齒輪的出面寬， 22mm； Z 計(jì)算出輪的齒數(shù)， 37； 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 m 端面模數(shù)， 4.5mm； J 查工程師手冊(cè)得 J=0.246。 322 22 1 0 3 4 3 . 6 1 1 0 . 6 4 8 8 1 . 2 4 8 2 . 8 41 2 4 8 4 . 5 0 . 2 8 5 N mm 所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 3、齒輪的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為 312 1 0p o s m fjvc T K K K Kd K b J 2Nmm（ 3 11） 式中 T 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；取 343.61 pc 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制輪輻應(yīng)取 232.6 12N mm ； oK、vK、mK 見(jiàn)式（ 3 11） F的說(shuō)明； sK 尺寸系數(shù)，在此可取 1.0； fK 表面質(zhì)量系數(shù)，一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1.0； J 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，查表得出 J=0.285。 3 22 3 2 . 6 2 3 4 3 . 6 1 1 . 2 1 1 1 0 1 6 5 6 . 9 03 6 1 2 2 0 . 2 8 5j N m m 主從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力均滿足要求。 3.3 主減速器的材料選擇及熱處理方法 汽車主減速器用的齒輪和差速器用的齒輪都是用的滲碳合金鋼制造，在 此可用 20r r iCMT。用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火。 3.4 主減速器軸承的計(jì)算 3.4.1 錐齒輪齒面上的作用力 錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首 先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車在行駛過(guò)程買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT 進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： 313333332223111m a x 100100100100100 1 TRgRiRTgiTgiTgied fiffiffiffifTT (3-12) 式中： maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 180N.M 1if ， 2if iRf 變速器在各擋的使用率，可參考表 3-4 選取； 1gi ， 2gi gRi 變速器各擋的傳動(dòng)比； 1Tf ， 2Tf TRf 變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表 3-2 表 3-2 if 及 Tf 的經(jīng)計(jì)算 dT 為 1164.8 對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑 222 sin bdd m 2121 zzdd mm 經(jīng)計(jì)算 md1 26mm md2 =120mm 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 1. 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 F mdT2N (3-13) 式中： T 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn) 矩見(jiàn)式 (3-1)； md 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓 直徑。 按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F =25.45KN 2. 錐齒輪的軸向力和徑向力 圖 3-1 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖 如圖 3-1，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，F(xiàn)T 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn) A 處的法向力，在 A 點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)， FT 分解成兩個(gè)相互垂直的力 FN 和 fF ， FN 垂直于 OA且位于 OOA 所在的平面， fF 位于以 OA 為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。 fF 在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)圓母線方向的力 Fs 。 F 與 fF 之間的夾角為螺旋角 ， FT 與 fF 之間的夾角為法向壓力角 ，這樣有： c osc osTFF （ 3-14） c o s/t a ns in FFF TN （ 3-15） t a ns inc o s FFF TS （ 3-16） 于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為 c o ss i ns i nt a nc o sc o ss i n FFFF SNaz（ 3-17） 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 s i ns i nc o st a nc o ss i nc o s FFFF SNRz（ 3-18） 可計(jì)算 6 2 8.12c o s35s i n6 2 8.12s i n5