5噸級的貨車后驅(qū)動橋設(shè)計【雙級主減速器】【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 摘 要 驅(qū)動橋作為汽車的重要組成部分，它的性能的好壞直接影響整車性能 。其 一般由主減速器、差速器、半軸及橋殼四部分組成，基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運(yùn)動學(xué)所要求的差速功能；此外，還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。 此次設(shè)計 先論述了驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)，在分析驅(qū)動橋各部分結(jié)構(gòu)型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計方案： 采用整體式驅(qū)動橋，主減速器的減速型式采用 雙 級減速器，主減速器齒輪采用螺旋錐 齒輪，差速器采用圓錐行星齒輪差速器，半軸采用全浮式型式， 橋殼采用 鑄造整體式橋殼。 此 次設(shè)計中， 主要完成了 雙 級減速器、圓錐行星齒輪差速器、全浮式半軸 的設(shè)計 和 橋殼 的校核及材料選取等 工作。 關(guān)鍵字 ： 驅(qū)動橋、雙級主減速器、弧齒錐齒輪、 買 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 is of on s is is to or it to is on or of is in at On of of s s In we of so 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 目 錄 摘 要 . I . 錄 . 1 章 緒論 . 1 . 1 . 1 . 1 . 2 第 2 章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析 . 4 第 3 章 主減速器設(shè)計 . 5 減速器的結(jié)構(gòu)形式 . 5 減速器的齒輪類型 . 5 減速 器的減速形式 . 5 減速器主，從動錐齒輪的支承形式 . 5 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 . 6 主減速器計 算載荷的確定 . 6 主減速器基本參數(shù)的選擇 . 8 減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 . 10 減速器圓弧錐齒輪 的強(qiáng)度計算 . 10 減速器齒輪的材料及熱處理 . 14 主減速器軸承的計算 . 15 第 4 章 差速器設(shè)計 . 22 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 . 22 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) . 23 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計 . 24 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 . 24 速器齒輪的幾何計算 . 26 速器齒輪的強(qiáng)度計算 . 26 第 5 章 驅(qū)動半軸的設(shè)計 . 28 浮式半軸計算載荷的確定 . 28 全浮式半軸的桿部直徑的初選 . 29 全浮式半軸的強(qiáng)度計算 . 29 半軸花鍵的強(qiáng)度計算 . 30 第 6 章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 . 31 買 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) . 31 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計算 . 32 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 . 32 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計算 . 35 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強(qiáng)度計算 . 35 結(jié) 論 . 38 致 謝 . 39 參考文獻(xiàn) . 40 附 錄 . 41 買 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 買 文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1章 緒論 題的目的和意義 驅(qū)動橋作為汽車傳動系統(tǒng)中的主要部件 ,實(shí)現(xiàn)著減速增扭 ,改變傳動方向 ,實(shí)現(xiàn)差速的作用；驅(qū)動橋設(shè)計的知識比較廣，有利于鍛煉學(xué)生的能力。 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。驅(qū)動橋性能直接影響整車的性能和有效使用壽命。一般由橋殼、主減速器、差速器和半殼等元件組成，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，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)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(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力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性 、機(jī)動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。 通過重型貨車驅(qū)動橋的設(shè)計 ,鍛煉學(xué)生獨(dú)立的思考問題和解決問題的能力 ,同時鍛煉學(xué)生掌握驅(qū)動橋設(shè)計的步驟和過程 ,鍛煉學(xué)生查閱工具書的能力和自學(xué)能力 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展及汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動橋的設(shè)計，制造工藝都在日益完善。驅(qū)動橋也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)方式達(dá)到驅(qū)動橋產(chǎn)品的系列化或變型的目的，通過對驅(qū)動橋的設(shè)計可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車與機(jī)械設(shè)計的全面知識 和技能。因此，此題目的設(shè)計尤為重要。 究現(xiàn)狀 內(nèi)現(xiàn)狀 我國驅(qū)動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進(jìn)、自主開發(fā)三種組成。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用少等問題。國內(nèi)的大多數(shù)中小企業(yè)中，測繪市場銷路較好的產(chǎn)品是它們的 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 主要開發(fā)模式。特別是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)由于自身的技術(shù)含量低，開發(fā)資金的不足，專門測繪、仿制市場上銷售較旺的汽車的車橋售往我國不健全的配件市場。這種開發(fā)模式是無法從根本上提高我國驅(qū)動橋產(chǎn)品開發(fā)水平的。 中國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)發(fā)展 過程中存在許多問題 ，許 多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。 我國汽車驅(qū)動橋的研究設(shè)計與世界先進(jìn)驅(qū)動橋設(shè)計技術(shù)還有一定的差距，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進(jìn)國外技術(shù)、仿制、再加上自己改進(jìn)的基礎(chǔ)上了取得的。個別比較有實(shí)力的企業(yè)，雖有自己獨(dú)立的研發(fā)機(jī)構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。我國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展階段，在科技迅速發(fā)展的推動下， 高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外汽車新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊(duì)自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進(jìn)的汽車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。 外現(xiàn)狀 國外驅(qū)動橋主要采用模塊化技術(shù)和模態(tài)分析進(jìn)行驅(qū)動橋的設(shè)計分析，模塊化設(shè)計是對在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上 ,劃分并設(shè)計出一系列功能模塊 ,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法 . 以 模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動分 析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。它可以定義為對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的解析分析 (有限元分析 )和實(shí)驗(yàn)分析 (實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)分析 )，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來表征。模態(tài)分析技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)是在對系統(tǒng)做動力學(xué)分析時，用模態(tài)坐標(biāo)代替物理學(xué)坐標(biāo)，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。 優(yōu)點(diǎn)是減少設(shè)計及工裝制造的投入 , 減少了零件種類 , 提高規(guī)模生產(chǎn)程度 , 降低制造費(fèi)用 , 提高市場響應(yīng)速度等。國外企業(yè)位減少驅(qū)動橋的振動特性，對驅(qū)動橋進(jìn)行模態(tài)分析，調(diào)整驅(qū)動橋的強(qiáng)度，改善整車的舒適性和平順性。 20 世紀(jì) 60年代以來，由于電子 計算機(jī)的迅速發(fā)展，有限元法在工程上獲得了 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 廣泛應(yīng)用。有限元法不需要對所分析的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的簡化，既可以考慮各種計算要求和條件，也可以計算各種工況，而且計算精度高。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體離散為有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為適合于數(shù)值解法的問題。只要確定了單元的力學(xué)特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過程大為簡化，配以計算機(jī)就可以解決許多解析法無法解決的復(fù)雜工程問題。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動橋殼設(shè)計提供了強(qiáng)有力的工具。驅(qū)動橋的參 數(shù)化設(shè)計，參數(shù)化設(shè)計是指設(shè)計對象模型的尺寸用變量及其關(guān)系表示，而不需要確定具體數(shù)值，是 術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使 統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。目前它是 待進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，可使設(shè)計人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計速度，并減少信息的存儲量。未來的驅(qū)動橋智能化控制系統(tǒng)已經(jīng)在汽車業(yè)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)代汽車上使用的制動防抱死控制、電子穩(wěn)定控制裝置、驅(qū)動力控制系統(tǒng)等系統(tǒng)。驅(qū)動力 控制系統(tǒng)通過控制發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩和汽車的制動系統(tǒng)等手段來控制驅(qū)動力，即在汽車起步，加速時減少驅(qū)動力 ,防止驅(qū)動力超過輪胎與路面的附著力而導(dǎo)致車輪空轉(zhuǎn)打滑，保持最佳的驅(qū)動力 ,改善汽車的方向穩(wěn)定性和操縱性。另外，汽車電子控制系統(tǒng)和總線驅(qū)動系統(tǒng)的迅速發(fā)展，如線控?fù)Q擋、線控轉(zhuǎn)向、線控制動等的研究開發(fā)。概念車底盤 滑板結(jié)構(gòu)就是總線控制、燃料電池驅(qū)動的，加上不同形狀車身的轎車，現(xiàn)在已經(jīng)開始啟動，通用公司宣傳，這種車有可能在未來 10年上市。當(dāng)線控這一目標(biāo)實(shí)現(xiàn)時，汽車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)動機(jī)、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向 機(jī)全都不見了，當(dāng)然四個輪子還是要的。到那時，汽車就可以說是一臺裝在輪子上的計算機(jī)了。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 第 2章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析 由于要求設(shè)計的是 5 噸級的后驅(qū)動橋，要設(shè)計這樣一個級別的驅(qū)動橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁，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件都裝在其中，此時驅(qū)動橋，驅(qū)動車輪都屬于簧下質(zhì)量。 中央雙級驅(qū)動橋。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅(qū)動橋主要有 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，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)動橋，這種改制程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，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，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)動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用，錐齒輪有 2 個規(guī)格。 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，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)動橋，使用受一定限制；因此，綜合來說，雙 級減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動橋存在。如圖 2放驅(qū)動橋?yàn)橹袊钤绲碾p級主減速器驅(qū)動橋 4 。 圖 2解放 驅(qū)動橋 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第 3 章 主減速器設(shè)計 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，主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速形式的不同而異。 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，其特點(diǎn)是主、從動齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個以上的輪齒同時嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動小。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動比一定時，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置。另外，弧齒錐齒輪與 雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動效率，可達(dá) 99%。 減速器的減速形式 目前重型汽車發(fā)動機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多重型汽車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，重型汽車產(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)動橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，雙級減速驅(qū)動橋機(jī)械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。 減速器主，從動錐齒輪的支承形式 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 作為一個 5 噸級的驅(qū)動橋，傳動的轉(zhuǎn)矩不是很大，所以主動錐齒輪采用懸臂式支承。齒 輪以其齒輪大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支持與一對軸承的外側(cè)。 主減速器從動錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心間的距離之比例而定。為了使從動錐齒輪背面的支承凸緣有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)筋及增強(qiáng)支承的穩(wěn)定性，距離應(yīng)不小于從動錐齒輪節(jié)圓直徑的 70%。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使他們的圓錐滾子大端朝內(nèi)相向，小端朝外相背。 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 主減速器計算載荷的確定 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動 錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 m a x （ 3 式中 發(fā)動機(jī)至所計算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此取 數(shù)據(jù)此參解放 型； 發(fā)動機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，此數(shù)據(jù)參考解放 型在此取 380 ； T 傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取 n 該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目在此取 1； 由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動及自動變速器的各類汽車取 性能系數(shù) 0 時可取 5 5 5m a m a m a （ 3-2） 汽車滿載時的總質(zhì)量在此取 20000 ； 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 所以 05000 =6 ，即 以上各參數(shù)可求 1 = 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 /2 （ 3 式中 2G 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，預(yù)設(shè)后橋所承載 5474N 的負(fù)荷 ; 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 =于越野汽車取 于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取 r 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為 動半徑為 ， 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和 傳動比， 取 于沒有輪邊減速器 以 /2 = =3493.4 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 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： )( （ 3 式中 汽車滿載時的總重量，參考解放 型在此取 9310N； 所牽引的掛車滿載時總重量， N，但僅用于牽引車的計算； 道路滾動阻力系數(shù)，對于載貨汽車可取 f 汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，此取 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 汽車的性能系數(shù)在此取 0； ， n 見式（ 3（ 3的說明。 所以 )( = = 式（ 3式 （ 3考汽車車橋設(shè)計式（ 3式（ 3 主減速器基本參 數(shù)的選擇 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù)、從動錐齒輪大端分度圓直徑 2D 、端面模數(shù)從動齒輪齒面寬、中點(diǎn)螺旋角 、法向壓力角 等。 主減速器 主、從動錐齒輪及圓柱齒輪齒數(shù) 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(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)度對于貨車 1z 一般不小于 6。 4）主傳動比01z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 5）對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配，而對于普通雙級主減速器來說，由于第一級的減速比01時，第一級主動錐齒輪的齒數(shù) 1z 可選得交大，約在 9 15 范圍內(nèi)。第二級圓柱齒輪傳動的齒數(shù)和可選在 68 10 的范圍內(nèi)。 根據(jù)以上要求參考汽車車橋設(shè)計中表 3 3 1z =11 2z =25 3z =13 4z =49 從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 2D 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 32 2 （ 3 2 直徑系數(shù)，一般取 c 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， ， 為 的較小者 所以 2D =（ 3 2134 =（ 167 205） 初選 2D =180 則2D / 2z =180/25=參考機(jī)械設(shè)計手冊表 則 2D =184根據(jù)3 K 來校核 8 選取的是否合適， 其中 （ 此處， 3 2134 =（ 因此滿足校核。 主，從動錐齒輪齒面寬 對于從動錐齒輪齒面寬 2b ，推薦不大于節(jié)錐 2A 的 ，即22 b ，而且 2b 應(yīng)滿足 02 ，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 22 b =184= 在此取 29一般習(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%較為合適，在此取 1b =32 中點(diǎn)螺旋角 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，同時嚙合的齒越多，傳動越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度 越高， 應(yīng)不小于 效果最好，但 過大，會導(dǎo)致軸向力增大。 小的 值以防止軸向力過大，通常取 螺旋方向 主、從動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，應(yīng)使主動錐齒輪的軸 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動錐齒輪選擇 為左旋，從錐頂看為逆時針運(yùn)動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。 法向壓力角 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，中型載貨汽車可選用 20的壓力角。 減速器主、從動圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇 中心距 3)T （ 3 式中 見 式（ 3的說明，式（ 3考驅(qū)動橋橋設(shè)計式（ 3 所以 ) 4 9( 9 3)3 A ，初選 A=183寬 b，取 653 b，因?yàn)?b 嚙合所以3b= 4b =65。 432 m =機(jī)械設(shè)計手冊表 取 5m 減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 詳見附錄表 附錄表 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計算 在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。 汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力 (見附錄 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算 （ 1）單位齒長上的圓周力 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圓周力來估算，即 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 2 (3 式中 P 作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計算， N； 2b 從動齒輪的齒面寬，在此取 32 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時： 213 N （ 3 式中 發(fā)動機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 380 ； 變速器的傳動比； 1d 主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取 88最大附著力矩計算時： 2232210r N （ 3 式中 2G 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，在此取5474N； 輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取 r 輪胎的滾動半徑，在此取 上式3292 p=727 N 現(xiàn)代汽 車的設(shè)計中，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算用的許用單位齒長上的圓周力 p都為1400N/（ 2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計算 汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 203102 N/ 2 （ 3 式中 T 該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， N m; 0K 超載系數(shù)；在此取 1.0 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)， 當(dāng) 時，4 ，在此4 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個齒輪均用懸臂式支承型式時， 式支承時取 承剛度大時取最小值。 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動精度高時，可取 b 計算齒輪的齒面寬， z 計算齒輪的齒數(shù)； m 端面模數(shù)， J 計算彎曲應(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)力計算的影響。計算彎曲應(yīng)力時本應(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取大齒輪 J 按上式 12807102 232 =34 N/ 2，故軸承符合使用要求。 （ 2） 對于軸承 B，在此并不是一個軸承，而是一對軸承，對于成對安裝的軸承組的計算當(dāng)量載荷時徑向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y 值按雙列軸承選用， e 值與單列軸承相同。在此選用 7514E 型軸承。 在此徑向力 R=13364N 軸向力 A=20202N，所以 h= 所以軸承符合使用要求。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 對于從動齒輪的軸承 C， D 的徑向力計算公式見式（ 3式（ 3知 F=25450N， 14000N， 6000N， a=410b=50以，軸承 C 的徑向力： 22 69 6 6 02 0 2 0 21 6 0 02 5 4 5 04 1 01 =承 D 的徑向力： 22 6 2 0 22502 5 4 5 0410 1 =承 C， D 均采用 7315E，其額定動載荷 134097N （ 3） 對于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=并且e，在此 e 值為 為 機(jī)械設(shè)計中表 查得 X=所以 Q= = 9662 =2896 3 h 所以軸承 C 滿足使用要求。 （ 4） 對于軸承 D，軸向力 A=0N，徑向力 R=且4187 e 由機(jī)械設(shè)計中表 查得 X=Y=以Q= =( 2134 0 =4064.8 h 所以軸承 D 滿足使用要求。 此節(jié)計算內(nèi)容參考了 汽車車橋設(shè)計 和 汽車設(shè)計 關(guān)于主減速器的有關(guān)計算。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 4章 差速器設(shè)計 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 圖 4差速器差速原理 如圖 4示，對 稱式錐齒輪差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主減速器從動齒輪 6固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為 ；半軸齒輪 1 和 2 為從動件其角速度為 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 r 。 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，顯然，處在同一半徑 r 上的 A、 B、 C 三點(diǎn)的圓周速度都相 等（圖 4其值 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。 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（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 1 r + 2 r =（ 0 r + 4 r ） +( 0 r - 4 r ) 21 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 即 1 + 2 =20（ 4 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2（ 4 式（ 4兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動特征方程式，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)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)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動而無滑動。 有式（ 4可以得知： 當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍； 當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖 4于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 4普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器 1， 1223， 1445， 13 678910 11對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計 由于在差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動齒輪軸承支承座 及主動齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 行星齒輪數(shù)目的選擇 載貨汽車采用 4 個行星齒輪。 行星齒輪球面半徑 確定 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。 球面半徑 按如 下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： 3 B (4 式中 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 于有 4 個行星齒輪的載貨汽車取小值； T 計算轉(zhuǎn)矩，取 較小值， N m. 根據(jù)上式 6768 =76所以預(yù)選其節(jié) 錐距 75行星齒輪與半軸齒輪的選擇 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 1z / 2z 在 范圍內(nèi)。 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 這兩種齒輪齒數(shù)時，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，左右兩半軸齒輪的齒數(shù) 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： In L 22（ 4 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， n 行星齒輪數(shù)目； I 任意整數(shù)。 在此 1z =12， 2z =20 滿足以上要求。 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 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪 的節(jié)錐角 1 ， 2 211 =20121 1 =90- 2 =59 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m m=110 220 316 由于強(qiáng)度的要求在此取 m=10 得 12611 72 22 =6 20=120壓力角 目前，汽車差速器的齒輪大都采用 壓力角，齒高系數(shù)為 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。在此選 壓力角。 行 星齒輪安裝孔的直徑 及其深度 L 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 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，