[CAD圖紙全套]江淮帥鈴汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘要 I 1 章 緒 論 1 課題的目的和意義 1 動(dòng)橋的分類 1 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 2 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 2 橋驅(qū)動(dòng)的布置 3 要內(nèi)容 3 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析 5 減速器的類型 5 計(jì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求 5 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 6 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 7 章小結(jié) 7 第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 8 減速器的結(jié)構(gòu)形式 8 減速器的齒輪類型 8 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 減速器的減速形式 8 減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支撐形式 8 減速 比的 計(jì)算 9 減速器計(jì)算載荷的確定 9 減速器基本參數(shù)的選擇 10 減速器圓弧錐齒輪幾何尺寸計(jì)算 12 減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 14 減速器軸承的計(jì)算 17 章小結(jié) 22 第 4 章 差速器設(shè)計(jì) 23 稱式圓錐行星齒輪差速器的 結(jié)構(gòu) 23 稱式圓錐行星齒輪差速器的 設(shè)計(jì) 23 1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 . 24 速器齒輪的幾何計(jì)算 26 速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 28 章小結(jié) 29 第 5 章 驅(qū)動(dòng)半軸的設(shè)計(jì) 30 浮式半軸計(jì)算載荷的確定 31 浮式半軸的桿部直徑的初選 31 浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 32 軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 32 章小結(jié) 33 第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì) 34 造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 34 殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算 35 不平路面沖擊載荷作用下橋殼強(qiáng)度計(jì)算 36 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 36 車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算 38 章小結(jié) 40 結(jié)論 41 致謝 42 參考文獻(xiàn) 43 附錄 44 附錄 A 44 附錄 B 49 摘 要 驅(qū)動(dòng)橋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，而對(duì)于各種汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須 要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。 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)力合理的分配給左、右車輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力。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。汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，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(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要 影響外，還對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操作穩(wěn)定性等有直接影響。 本設(shè)計(jì)參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù)；然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；最后對(duì)主，從動(dòng)錐齒輪，差速器圓錐行星齒輪，半軸齒輪，全浮式半軸和整體式橋殼的強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。本設(shè)計(jì)不是采用傳統(tǒng)的雙曲面錐齒輪作為載重汽車的主減速器而是采用弧齒錐齒輪，希望這能作為一個(gè)課題繼續(xù)研究下去。 關(guān)鍵字 ： 驅(qū)動(dòng)橋；驅(qū)動(dòng)橋；單級(jí)減速 器；錐齒輪；半軸 is of on of in of of or is by of to on or dy by is a of to 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 of is in to of in to of a on as a on of up to of of as of s of 文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 1 章 緒 論 課題的目的和意義 本課題是對(duì)江淮帥鈴貨車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)際工作能力。掌握汽車零部件設(shè)計(jì)與生產(chǎn)技術(shù)是開(kāi)發(fā)我國(guó)自主品牌汽車產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)，汽車驅(qū)動(dòng)橋時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要部件。設(shè)計(jì)汽車驅(qū)動(dòng)橋，需要綜合考慮多方面的因素。設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)，熟悉實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程，提高設(shè)計(jì)能力。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，由驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求講起，詳細(xì)地分析了驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動(dòng)橋車輪的傳動(dòng)裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)形式與設(shè)計(jì)計(jì)算方法。 汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端 。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)軸或直接從變速器傳來(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面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。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。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 對(duì)于重型載貨汽車來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，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。汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對(duì)乘用車，對(duì)于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶，因?yàn)橹匦洼d貨汽車所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，裝載質(zhì)量在四噸以上的載貨汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率在 99大轉(zhuǎn)矩也在 350N 百公里油耗是一般都在 30 升左右。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)軸 驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò) 程中的損失。驅(qū)動(dòng)橋是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋成為新的課題。 目前我國(guó)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。 動(dòng)橋的分類 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種家庭乘用車、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)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 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；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速 器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型家庭乘用車上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)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)。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也 有顯著的影響。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開(kāi)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。 橋驅(qū)動(dòng)的布置 為了提高裝載量和通過(guò)性，有些重型 汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有 4 4、 6 6、 8 8等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對(duì) 8 8汽車來(lái)說(shuō)，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難于布置了。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng) 橋的布置型式。 在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的相互通用性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì) (如汽車的變型 )、制造和維修，都帶來(lái)方便。 要內(nèi)容 （ 1）驅(qū)動(dòng)橋和主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 （ 2）主減速器 的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 （ 3）差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 4）半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 （ 5）驅(qū)動(dòng)橋橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 （ 6）用 件圖。 第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析 減速器的類型 由于要求設(shè)計(jì)的是江淮帥鈴的驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開(kāi)式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(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。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有 三種如下： (1)中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)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 的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。目前的中央單級(jí)減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 (2)中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋。由于中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)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(lái)的一種型號(hào)，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(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為 某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。 (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 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。 綜上所述，設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比小于 6。況且由于隨著我國(guó)公路條件的改善和物流業(yè)對(duì)車輛性能要求的變化，重型汽車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級(jí)化發(fā)展的趨勢(shì)。 單級(jí)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)為單級(jí)橋的發(fā)展拓展了廣闊的前景。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看， 重型車產(chǎn)品在主減速比小于 6 的情況下，應(yīng)盡量選用單級(jí)減速驅(qū)動(dòng) 橋。 計(jì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求 (1)選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(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，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 (6)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。 (7)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容 易，維修，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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)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(kāi)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(kāi)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)較復(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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 普通非斷開(kāi)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)，即橋殼是一根支撐黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 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)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。 驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的形式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)別結(jié)構(gòu)，在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作 為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(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：公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方：有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)得大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車上，有時(shí)采用渦輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以 得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。 開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)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(kāi)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)，所以這種橋成為斷開(kāi)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梁或車廂地板上，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)。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開(kāi)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車上，且后者多屬于輕型一下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。 由于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，查閱資料，參照國(guó)內(nèi)相關(guān)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 貨車的設(shè)計(jì)，最后本課題選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。 章小結(jié) 本章主要針對(duì)給定的汽車進(jìn)行分析和布置方案的確定以及主減速器的結(jié)構(gòu)的確定，為下面的設(shè)計(jì)過(guò)程做鋪墊。 第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 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。 主減速器的齒輪類型 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形式。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小。 主減速器的減速形式 由上段分析設(shè)定采用 i 6小傳動(dòng)比，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)：?jiǎn)渭?jí)減速驅(qū) 動(dòng)車橋是驅(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，在重型汽車上占有重要地位； 主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式 作為一個(gè) 4 噸級(jí)的驅(qū)動(dòng)橋，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩很大，所以主動(dòng)錐齒輪采用騎馬式支承。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支承剛度的圓錐滾子軸承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)錐齒輪前軸承，其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱為主動(dòng)錐齒輪后軸承；當(dāng)采用騎馬式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承稱為導(dǎo)向軸承。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離（有時(shí)不 帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 主減速比的計(jì)算 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式、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。0利用在不同的下的功率平衡圖來(lái)計(jì)算對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇0是汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 為了得到足夠的功率而使最高車速稍有 下降，一般選得比最小值大 10% 25%，即按下式選擇： 0i= 式中： r 車輪的滾動(dòng)半徑 r =m） 大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 3000r/ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 車的最高車速 85km/h； 速器最高擋傳動(dòng)比 1； 分動(dòng)器傳動(dòng)比 主減速器計(jì)算載荷的確定 ce m a x （ 式中： 傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩 350 ； T 傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取 n 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； 以上各參數(shù)可求 1 =13612.7 （ /2（ 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， 取 40000N 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車，取 = r 車輪的滾動(dòng)半徑，輪胎型號(hào)為 動(dòng)半徑為 ， 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)效率和傳動(dòng)比， 取 以 /2 = 2 0 0 0 =19908.9 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，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(lái)確定： )( （ 式中： 汽車滿載時(shí)的總重量，此取 802000N； 所牽引的掛 車滿載時(shí)總重量， 0N，但僅用于牽引車的計(jì)算； 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 此取 f 汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 汽車的性能系數(shù)，取 0； ， n 見(jiàn)式 （ （ 的說(shuō)明。 所以 )( = 2 0 0 0 =41326.2 式 （ 式（ 參考汽車車橋設(shè)計(jì) 1式 （ 式（ 主減速器基本參數(shù)的選擇 動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 1z 和 2z 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， 1z ， 2z 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強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40。 （ 3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車 1z 一般不小于 6。 （ 4）主傳動(dòng)比01z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 （ 5）對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 根據(jù)以上要求參考汽車車橋設(shè)計(jì) 1中表 3 3z =9 2z =40 D 和端面模數(shù)大尺寸 2D 會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小 2D 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。 2D 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 32 2 （ 2 直徑系數(shù)，一般取 c 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， ， 為 的較小者，所以在此取13612.7 2D =（ 3 （ 382） 初選 2D =370 則2D /2z =370/40=有參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 2表 ， 則 2D =360根據(jù)3 K 來(lái)校核 9選取的是否合適，其中 （ 此處， 3 （ 因此滿足校核。 動(dòng)錐齒輪齒面寬 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 22 b ，而且 2b 應(yīng)滿足02 ，對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 22 b =428= 在此取 60一般習(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 20%較為合適，在此取 1b =80 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(duì)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，而黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 且輪齒的強(qiáng)度越高， 應(yīng)不 小于 過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。 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(guò)大，通常取 35。 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺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(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，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)。 加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對(duì)于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來(lái)說(shuō)，規(guī)定重型載貨汽車可選用 壓力角。 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 9 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 40 3 端面模數(shù) m 9 4 齒面寬 b 1b=80 2b =62 5 工作齒高 2 6 全齒高 a *2 h = 7 法向壓力角 =8 軸交角 =90 9 分度圓直徑 d =m z 1d 86 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 2d =380 序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 10 節(jié)錐角 12 =90- 1 1 =2 =11 節(jié)錐距 11d =22d 12 周節(jié) t=m t= 13 齒頂高 14 齒根高 * 15 徑向間隙 c= c= 16 齒根角 0f = 17 面錐角 211 122 1a =2a =18 根錐角 1f = 11 f 2f = 22 f 1f =2f =19 齒頂圓直徑 1111 aa 2 221 1 2 20 節(jié)錐頂點(diǎn) 止齒輪外緣距離 1121 ak 212 22 2 21 理論弧齒厚 21 k2 1s =s =2 齒側(cè)間隙 B=龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 23 螺旋角 =35 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 （ 1）單位齒長(zhǎng)上的圓周力 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(zhǎng)圓周力來(lái)估算，即 2 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 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 80 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 213 （ 式中： 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在 此取 350 ； 變速器的傳動(dòng)比； 1d 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，在此取 108按上式8021 0 0 3p =730N （ （ 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 203102 N/ 2 （ 中： T 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N m; 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 0K 超載系數(shù)；在此取 1.0 尺寸系數(shù) 當(dāng) 時(shí)，4 ，在此4 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)， 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 b 計(jì)算齒輪的齒面寬， z 計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m 端面模數(shù)， J 計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。