五菱汽車驅(qū)動橋技術(shù)手冊

五菱汽車驅(qū)動橋設(shè)計

摘要

驅(qū)動橋作為汽車的重要的構(gòu)成部分處在傳動系的末端，其基本功

用是減速增扭，并將轉(zhuǎn)矩經(jīng)差速器分派給左、右驅(qū)動車輪，使左、右

驅(qū)動車輪具有汽車行駛運(yùn)動學(xué)所規(guī)定的差速功能。本設(shè)計根據(jù)設(shè)計任

務(wù)書的規(guī)定，熟悉其構(gòu)成和規(guī)定，進(jìn)行驅(qū)動橋總成方案分析、構(gòu)造設(shè)

計和方案論證，通過由重要功能部件向外設(shè)計的措施進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)

后驅(qū)動橋的工作規(guī)定，分析驅(qū)動橋的運(yùn)動原理，由給定參數(shù)分析汽車

的構(gòu)造、工作受力狀況，再根據(jù)輕型汽車后驅(qū)動橋設(shè)計規(guī)定，選擇滿

足驅(qū)動橋在工作條件下的傳動型式，進(jìn)行傳動比計算，主減速器中主、

從動齒輪類型的選擇和各項(xiàng)參數(shù)的選用與計算、主、從動齒輪的支承

方式選擇、差速器設(shè)計計算以和驅(qū)動橋殼設(shè)計的I設(shè)計，最終對半軸的

強(qiáng)度進(jìn)行了校核。整體設(shè)計使驅(qū)動橋殼離地有足夠時間隙，質(zhì)量盡量

小，傳遞效率高。最終完畢驅(qū)動橋的整體設(shè)計。

本驅(qū)動橋設(shè)計構(gòu)造合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動力性和經(jīng)

濟(jì)性，驅(qū)動橋總成和零部件的設(shè)計能滿足零件的原則化、部件H勺通用

化和產(chǎn)品的系列化的規(guī)定，修理、保養(yǎng)以便、工藝性好、制造輕易、

成本低。

關(guān)鍵詞：驅(qū)動橋，主減速器，差速器，半軸，驅(qū)動橋殼

WULINGVEHICLESDRIVEAXLEDESIGN

ABSTRACT

Asanimportantcomponentofanautomobile,driveaxleisatthe

endofthedriveline,ofwhichthebasicuseisreducingthespeedand

increasingthetorque.Thenthetorquewillbeallocatedtotheleftand

rightdrivewheelsthoughthedifferential,sothatthetwowheelshave

differentialfunctionrequestedbyAutomobileDrivingkinematics.The

workaccoringtotherequirementsofdesign,beingconversantwith

compositionsandrequirementsofthedriveaxle,andanalysesthefinal

diivcaxlepiojccl,designssliuuluic,dciiiunsLialcspiojcul.Thedrive

axledesignadoptsthemethodthatdesignsmainfunctionunitfirstthen

theothers.Accordingtoreardriveaxleworkingrequirement,the

designgivestheanalysisofthemovementprincipleofthedriveaxle.

Fromthegivenparameter,thedesignanalsizesthestructureandthe

forcewhileworking.Onthebaseofrequirementsfromlightvehicles

reardriveaxle.Thedesignchoosesadrivesystemthatfulfilsdrive

axleunderworking,calculatesdriveratio.Thenitalsochoosesdriving

gear,drivengeartypeinthemainreducer,eachparameterand

calculatesthechosenparameter.Thesupportingmodesfordrivinggear

anddrivengear,brace,designofdifferentialstructureformwillbe

consideredlater.Besides,thedesignofhalfaxis,strengthchecking,the

designofdriveaxlehousingwillbealsoconcluded.Generaldesign

makesrear-axlehousinghaveenoughinterspaces,itsmasssmallest,

hightransferefficiency.Finally,thewholedesignofdriveaxleis

uoiiiplctcd.

Thedesignofdriveaxlehasarationalconstructionandistally

withtheactualuse.Ithasgreatpowerperformanceandfueleconomy.

Driveaxletotalandthedesignofintermediateproductcangetthe

requirementsforstandardizationinparts,generalizedinassembly.

systematizationinproducts.Ononehand,withgoodtechnological

efficiency,itisveryconvenientformendingandupkeep.Ontheother

hand,itiseasymadewithlowcost.

KEYWORDS:Driveaxle,themainreducer,differential,axle,drive

axlehousing

目錄

重要符號..................................................

序言........................................................3

第1章驅(qū)動橋總成日勺構(gòu)造型式與布置....................4

§1.1總體方案論證.................................4

§1.2驅(qū)動橋分類...................................4

§非斷開式驅(qū)動橋........................4

§斷開式驅(qū)動橋..........................6

第2章主減速器設(shè)計.......................................9

§2.1主減速器構(gòu)造分析.............................9

§圓弧齒雙曲面齒輪傳動.................9

§構(gòu)造型式...............................9

§2.2主減速器主、從動錐齒輪的支承方案.......10

§2.2.1積極錐齒輪口勺支承....................10

§從動錐齒輪的支承....................10

§2.3主減速器錐齒輪設(shè)計.........................10

§主減速比確實(shí)定.......................10

§主減速器齒輪計算載荷確實(shí)定.......11

§2.4主減速器齒輪基本參數(shù)日勺選擇................13

§齒數(shù)的選擇............................13

§2.4.2從動錐齒輪節(jié)圓直徑口勺選擇..........13

§從動錐齒輪端面模數(shù)口勺選擇...........13

§2.4.4雙曲面齒輪齒寬F的選擇.............14

§雙曲面齒輪H勺偏移距離................14

§雙曲面齒輪H勺偏移方向和螺旋方向...15

§螺旋角的選擇.........................15

§齒輪法向壓力角日勺選擇................16

§2.5主減速器圓弧齒雙曲面齒輪H勺幾何尺寸計算.16

§2.6雙曲面齒輪時強(qiáng)度計算.......................24

§2.6.1單位齒長上的圓周力.................24

§輪齒的彎曲強(qiáng)度計算..................25

§2.6.3輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計算.............25

§2.7主減速器齒輪日勺材料和熱處理...............26

§2.8主減速器軸承H勺計算.........................27

§2.8.1作用在主減速器積極齒輪上的力.....27

§主減速器軸承的當(dāng)量載荷.............28

§計算主減速器軸承的額定壽命.......29

§2.9主減速器的潤滑..............................29

第3章差速器設(shè)計.......................................31

§3.1差速器構(gòu)造形式選擇.........................31

§3.2對稱式圓錐行星齒輪差速器日勺設(shè)計...........31

§差速器齒輪日勺基本參數(shù)選擇...........32

§3.2.2差速器齒輪H勺幾何尺寸計算...........34

§3.3差速器齒輪的材料.......................36

§3.4差速器齒輪的強(qiáng)度計算.......................36

第4章半軸設(shè)計.........................................38

§4.1半軸的型式...................................38

§4.2半軸日勺設(shè)計與計算............................39

§4.2.1全浮式半軸計算載荷確實(shí)定...........39

§全浮式半軸桿部直徑H勺初選...........39

§半軸的構(gòu)造設(shè)計和材料與熱處理.....40

§半軸的強(qiáng)度計算.......................40

第5章驅(qū)動橋殼的設(shè)計..................................41

結(jié)論......................................................45

參照文獻(xiàn).................................................46

道謝......................................................47

重要符號

4大齒輪節(jié)錐距

A從動錐齒輪中點(diǎn)錐距

C軸承口勺額定動載荷

九、d°】分別為主、從動雙曲面齒輪的外圓直徑

&、丸分別為主、從動雙曲面齒輪的節(jié)圓直徑

E雙曲面齒輪偏移距

F雙曲面齒輪的從動齒輪齒面寬

f?汽車正常使用時日勺平均爬坡能力系數(shù)

4汽車或汽車系列的性能系數(shù)

fR道路滾動阻力系數(shù)

G2后軸對水平地面的荷重

G,汽車滿載總重量

，、h；分別為主、從動齒輪的齒頂高

h；、h：分別為主、從動齒輪H勺齒根高

勺齒工作高

靖齒工作高系數(shù)

名齒全高系數(shù)

驅(qū)動橋主減速比

iFH分動器高檔傳動比

iB變速器1檔傳動比

七輪邊減速器傳動比

曲傳動系低級傳動土

J雙曲面齒輪輪齒彎曲計算用綜合系數(shù)

Ka雙曲面齒輪的從動齒輪齒頂高系數(shù)

Kf雙曲面齒輪強(qiáng)度計算用表面質(zhì)量系數(shù)

Km雙曲面齒輪強(qiáng)度計算用載荷分派系數(shù)

K。雙曲面齒輪強(qiáng)度計算用超載系數(shù)

K,雙曲面齒輪強(qiáng)度計算用尺寸系數(shù)

K,雙曲面齒輪強(qiáng)度計算用質(zhì)量系數(shù)

L軸承的額定壽命

“齒輪模數(shù)、端面模數(shù)

品發(fā)動機(jī)最大功率下的轉(zhuǎn)速

Pemax發(fā)動機(jī)最大功率

P單位齒長上的圓周力

。刀盤H勺名義半徑

)車輪的滾動半徑

Tc發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩

Temax發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩

T.計算轉(zhuǎn)矩

Tje發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低擋傳

動比時作用在主減速器從動齒輪上的

計算轉(zhuǎn)矩

訶驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)時作用在主減速器從動

齒輪上的計算轉(zhuǎn)矩

T.m主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩

Z齒輪齒數(shù)

Q齒輪壓力角

P中點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角

九、/2分別為雙曲面齒輪主、從動齒輪的J節(jié)

錐角

了。1、次分別為主、從動齒輪的面錐角

加、外2分別為主、從動齒輪H勺根錐角

(P輪胎與路面的附著系數(shù)

T]T汽車傳動系效率

八輪邊減速器H勺傳遞效率

力接觸應(yīng)力

<7,彎曲應(yīng)力

—一■—1—

刖百

近幾年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，從2023年到2023年，全國商

用車年銷存量由77萬輛增長到了121萬輛，總增長率高達(dá)56.3%,汽

車工業(yè)的發(fā)展帶動了零部件和有關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，作為汽車關(guān)鍵零部件

之一的車橋系統(tǒng)也得到對應(yīng)的發(fā)展。

汽車車橋是汽車的重要大總成，它包括驅(qū)動橋與從動橋。其中驅(qū)

動橋處在動力傳動系W、J末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳

來口勺轉(zhuǎn)矩，并將動力合理的分派給左、右驅(qū)動輪，此外還承受作用于

路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力。

驅(qū)動橋的構(gòu)造型式重要有斷開式驅(qū)動橋卻非斷開式驅(qū)動橋兩種。

主減速器H勺構(gòu)造形式重要是根據(jù)其齒輪類型、減速型式的不一樣而

異，采用雙曲面齒輪的主減速器，相對于其他齒輪平穩(wěn)性更好，且積

極齒輪軸線可相對從動齒輪軸線偏移的特點(diǎn)可減少車身H勺整個重心，

從而有助于提高汽車行駛的穩(wěn)定性。而其減速型式采用單級主減速器

具有體積小，重量輕，傳動效率高等特點(diǎn)，因而被大多數(shù)汽車所采用。

對稱式錐齒輪差速器工作平穩(wěn)、制造以便，故目前大多數(shù)汽車均采用

此種型式。半軸H勺型式重要取決于半軸H勺支承型式，它重要包括半浮

式半軸、全浮式半軸和3/4浮式半軸三種。全浮式半軸因構(gòu)造簡樸、

質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉而被廣泛用于微、中型客車與商用車。

驅(qū)動橋殼又分為整體式橋殼和分段式橋殼。目前被普遍應(yīng)用于各類汽

車的整體式橋殼，具有較大口勺強(qiáng)度與剛度，且使手主減速器口勺裝配、

調(diào)整與維修。

汽車驅(qū)動橋的設(shè)計過程涵蓋了齒輪、軸承（圓錐蹂子軸承、圓柱

滾子軸承）、多種油封、調(diào)整墊片、墊圈，多種螺栓、螺母、墊圈，

輪轂等零件的尺寸與技術(shù)參數(shù)的設(shè)計計算與選用。同步，在汽車驅(qū)動

橋的制造過程中也涵蓋了諸多加工工藝。例如；鑄造、鑄造、焊接、

熱處理、粉末冶金等多種熱加工工藝；車、銃、刨、磨、拉削、冷滾

壓、或擠壓、噴丸處理、冷沖、配對研磨等冷加加工工藝；鍍銅、

鍍錫、鍍鋅、磷化處理、滲硫處理等表面加工工藝等。

伴隨汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動橋日勺設(shè)計、制造工

藝都在日益完善。驅(qū)動橋也和其他汽車同樣，除了廣泛采用新技術(shù)外，

在構(gòu)造設(shè)計中日益朝著零件原則化、部件通用化、產(chǎn)品系列化的方向

發(fā)展和生產(chǎn)組織的專業(yè)化目的前進(jìn)。采用能以幾種經(jīng)典的零部件、以

不一樣方案組合的設(shè)計措施和生產(chǎn)方式到達(dá)驅(qū)動橋產(chǎn)品的系列化或

變型的目的，或力爭做到將某一基型的驅(qū)動橋已更換獲增減不多H勺零

件，用到不一樣性能、不一樣噸位、不一樣用途并由單橋到多橋驅(qū)動

時許多變型汽車上。

從近兒年國內(nèi)外日勺汽車發(fā)展趨勢已經(jīng)可以看到未來汽車驅(qū)動橋

的發(fā)展趨勢，其已經(jīng)向重載、多聯(lián)驅(qū)動橋，以和不停提高驅(qū)動橋附件

技術(shù)含量的方向發(fā)展。例如，驅(qū)動橋口勺噪聲重要來自齒輪和其傳動部

件。提高齒輪和其他傳動部件的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪支撐

剛度，采用運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲的雙面齒輪作主減速器齒輪，當(dāng)高通過

性汽車選用牙嵌式自有輪差速器時采用消聲環(huán)構(gòu)造，增強(qiáng)橋殼和主減

速器殼的剛度以防止其受載變形后破壞齒輪H勺正常嚙合等等，都是減

少驅(qū)動橋工作噪聲的有效措施。

伴隨計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，汽車驅(qū)動橋在可靠性設(shè)計、優(yōu)化設(shè)計等

方面也獲得了一定的進(jìn)步，從而在保證產(chǎn)品的優(yōu)良性能、減小體積與

質(zhì)量，減少產(chǎn)品造價等方面有了新的發(fā)展。

綜合分析，雖然汽車科技發(fā)展迅速，但在目前的狀態(tài)下車橋時構(gòu)

造變化不大，為了適應(yīng)市場口勺需要，適應(yīng)國家法律、法規(guī)的需要，車橋技

術(shù)的進(jìn)展重要是：變化橋殼的制造工藝以提高制造的效率、增長車橋

附件的技術(shù)含量以提高車輛行駛安全性、提底車橋的自潤滑能力以提

高車橋的使用壽命、、減少車橋成本以提高車橋H勺競爭力等方面開發(fā)

車橋，從最大程度上滿足車橋高速發(fā)展日勺需要，以生產(chǎn)出適合市場需

要的車橋。

第1章驅(qū)動橋總成的構(gòu)造型式與布置

§1.1總體方案論證

驅(qū)動橋處在動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變

速器傳來時轉(zhuǎn)矩，并將動力合理地分派給左、右驅(qū)動輪，此外還承受

作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主

減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等構(gòu)成。

§1.2驅(qū)動橋的分類

驅(qū)動橋狀J構(gòu)造型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開

式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨(dú)立懸架時，應(yīng)當(dāng)選用

非斷開式驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨(dú)立懸架時，則應(yīng)當(dāng)選用斷開式驅(qū)

動橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動

橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動橋構(gòu)造可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順

性。

§非斷開式驅(qū)動橋

一般非斷開式驅(qū)動橋，由于構(gòu)造簡樸、造價低廉、工作可靠，廣

泛用在多種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分

轎車上也采用這種構(gòu)造。他們口勺詳細(xì)構(gòu)造、尤其是橋殼構(gòu)造雖然各不

相似，不過有一種共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的

剛性空心梁，齒輪和半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動橋、

驅(qū)動車輪和部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它

的種缺陷。

驅(qū)動橋的輪廓尺寸重要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸

和驅(qū)動橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的狀況下，也就限定了主減速器

從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比H勺條件下，假如單級主減速器不能

滿足離地間隙規(guī)定，可該用雙級構(gòu)造。在雙級主減速器中，一般把兩

級減速器齒輪放在一種主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作

為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以

將一對圓柱齒輪構(gòu)成的I輪邊減速器日勺積極齒輪置于其從動齒輪的垂

直上方；公共汽車為了減少汽車的I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以便，可將輪邊減速器的積極齒輪置于其從動

齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了深入減少車廂地板高度，在

采用圓柱齒輪輪邊減速器的同步，將主減速器和差速器總成也移到一

種驅(qū)動車輪的旁邊。

在少數(shù)具有高速發(fā)動機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動汽車和超重型

載貨汽車上.

圖1-1非斷開式驅(qū)動橋

1-主減速器2-套角3-羞速器4,7-半軸

5■?調(diào)整螺母6-調(diào)整墊片8-橋殼

§斷開式驅(qū)動橋

斷開式驅(qū)動橋（如圖2-2）區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋H勺明顯特點(diǎn)在

于前者沒有一種連接左右驅(qū)動車輪H勺剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動

橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運(yùn)動，因此這種橋稱為

斷開式時。此外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)

動橋。這種橋附中段，主減速器和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、差速器與傳動軸和一部分

驅(qū)動車輪傳動裝置口勺質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由丁采用獨(dú)

立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，對應(yīng)地就規(guī)

定驅(qū)動車輪的傳動裝置和其外殼或套管作對應(yīng)擺動。

汽車懸掛總成的類型和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重要原因，而汽車簧下部分質(zhì)量H勺大小，對其平

順性也有明顯的影響。斷開式驅(qū)動橋歐J簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛

相配合，致使驅(qū)動車輪與地面H勺接觸狀況和對多種地形的適應(yīng)性比很

好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，

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載荷

和零件的損壞，提高其可靠性和使用壽命。不過，由于斷開式驅(qū)動橋

和與其相配的獨(dú)立懸掛H勺構(gòu)造復(fù)雜，故這種構(gòu)造重要見于對行駛平順

性規(guī)定較高的一部分轎車和某些越野汽車上，且后者多屬于輕型如下

的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。

圖1-2斷開式驅(qū)動橋

由于非斷開式驅(qū)動橋構(gòu)造簡樸、造價低廉、工作可靠，查閱資料，

參照國內(nèi)有關(guān)貨車的設(shè)計，最終本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。其構(gòu)造

如圖1-3所示:

圖1-3驅(qū)動橋

I一半軸2一園錐滾子軸3一支承螺栓4一主或速器從動錐齒輪

5—油封6—主減速器積極推吉輪7一彈黃座8一墊囤

9一輪毅10一調(diào)整螺母

第2章主減速器的設(shè)計

§2.1主減速器構(gòu)造方案分析

主減速器的構(gòu)造形式重要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不一樣而

不一樣。

§2.1.1圓弧齒雙曲面齒輪傳動

按齒輪副構(gòu)造型式分，主減速器的齒輪傳動重要有螺旋錐齒輪式

傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒

輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動

等形式。

在發(fā)動機(jī)橫置的汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用簡樸的斜齒圓

柱齒輪；在發(fā)動機(jī)縱置的汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪

式傳動或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動。

雙曲面齒輪傳動特點(diǎn)是主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。

其空間交叉角采用90。夾角。積極齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或

向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。該偏移量稱為雙曲面齒輪H勺偏移

量。當(dāng)偏移距到達(dá)一定程度時，可使一種齒輪軸從另一種齒輪軸的上

面或下面通過。這樣就能在每個齒輪啊兩側(cè)布置尺寸緊湊日勺支承。這

對于增強(qiáng)支承剛度，保證齒輪對日勺嚙合，從而泥高齒輪壽命大有益處，

并且可使驅(qū)動橋外廓尺寸小、構(gòu)造緊湊，保證汽車具有足夠的離地問

隙，以滿足通過性規(guī)定。雙曲面齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等長處。

§2.1.2構(gòu)造形式

為了滿足不一樣的使用規(guī)定，主減速器的構(gòu)造形式也是不一樣

的。按參與減速傳動H勺齒輪副數(shù)目分，有單級式主減速器和雙級式主

減速器、雙速主減速器、雙級減速配以輪邊減速器等。雙級式主減速

器應(yīng)用于大傳動比的中、重型汽車上，若其第二級減速器齒輪有兩副，

并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單

級式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級主減速器由

一對圓錐齒輪構(gòu)成，具有構(gòu)造簡樸、質(zhì)量小、成本低、使用簡樸等長

處。

本設(shè)計主減速器采用單級主減速器。其傳動比‘。一般不不小于等

于7.

§2.2主減速器主、從動錐齒輪的支承方案

主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好口勺嚙合狀況，才能使

它們很好地工作。齒輪的對的J嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整

和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親密有

關(guān)。

§積極錐齒輪的支承

積極錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和騎馬式支承兩種。忌

臂式支承構(gòu)造簡樸、布置以便、構(gòu)造緊湊和成木較低，并且也能滿足

本課題設(shè)計規(guī)定，經(jīng)方案論證，主減速器積極錐齒輪采用懸臂式支承。

§2.2.2從動錐齒輪的支承

從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承騎馬式支承。為了增長支承剛度，

兩軸承的J圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪

背面口勺差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，

c+d應(yīng)不不不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑日勺70%o為了使載荷能

均勻分派在兩軸承上，應(yīng)是c等于或不小于d。

§2.3主減速器錐齒輪設(shè)計

主減速比力、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷，是主減速器設(shè)計H勺

原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時就確定。

§2.3.1主減速比確實(shí)定

主減速比，。的大小，對主減速器的構(gòu)造型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大

小以和當(dāng)變速器處在最高檔位時汽車口勺動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性均有直

接影響。力的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系的總傳動比i一起由

整車動力計算來確定?？蛇\(yùn)用在不一樣"下的功率平衡圖來研究％對

汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機(jī)與傳動系參數(shù)作最佳匹

配的措施來選擇，。值，可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。

對于具有很大功率儲備H勺轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來

說，在給定發(fā)動機(jī)最大功率々max利其轉(zhuǎn)速也mu涓勺狀況下，所選擇於J值

應(yīng)能保證這些汽車有盡量高口勺最高車速V-o這時值應(yīng)按下式來確

定：

；0=0.42九〃P.(2-1)

Vam^gHlFHlFH

式中：九一車輪口勺滾動半徑，m：

nP—最大功率時代I發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；

Lnax一汽車的最高車速，km/h；

勵一變速器量高檔傳動比，喝=1。

對于其他汽車來說，為了得到足夠的功率儲備而使最高車速稍有

下降，i。一般選擇比上式求得的大10%?25%,即按下式選擇：

io=——(2-2)

式中：%〃一分動器或加力器日勺高檔傳動比，，切=1；

以一輪邊減速器的傳動比，〃=1;

將〃p=5500"n,vflmax=l15km/h,z;=0.24m,，=1代入（2-2）有4=4.92

主減速比。。＜7.6,因此采用單級主減速器，單級主減速器具有構(gòu)

造簡樸、質(zhì)量小、制導(dǎo)致本低等長處。

§2.3.2主減速器齒輪計算載荷確實(shí)定

除了主減速比，。和驅(qū)動橋離地間隙外，另一項(xiàng)原始參數(shù)便是主減

速器齒輪齒輪口勺計算載荷。山了汽車行駛時傳動系載荷口勺不穩(wěn)定性，

因此要精確地算出主減速器齒輪的計算載荷是比較困難的。一般是將

發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低級傳動比時和驅(qū)動車輪在良好的路

面上開始滑轉(zhuǎn)是這兩種狀況下作用在主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩

（TjeTQ的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計算中用以驗(yàn)

算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷

即Tje=TemJ7lKQfjT/n（2-3）

5=維2（2-4）

式中：（max—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N*

曲一由發(fā)動機(jī)至所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最

低級傳動比；

%—傳動系上述傳動部分的傳動效率，〃尸0.9;

K。一由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于

微型乘用車，取K0=l;

〃—該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目，/7=1；

G2一汽車滿載時一種驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷；

e—輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽

車，取0=0.85;

九一車輪的滾動半徑；

九8,乙一分別為由所計算H勺主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之

間的傳動效率和傳動比.

將N-/〃，J=3.8,Ko=2,G2=12250N,9=0.85，/,=0.24m,

力8=0.96,乙二1；代入式(2-3)、(2-4),有：T)e==438.0984Nin,

加=1301.56乂m。

由式(2-3)、(2-4)求得的計算載荷為最大轉(zhuǎn)矩，而不是正常持

續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞H勺根據(jù)。但對于公路車輛來說，使用

條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值

來確定，即主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩｝為：

Tjm+方+人)N?〃？(2-5)

式中：G一“汽車滿載總重量，N;

G「一所牽引日勺掛車FJ湖載總重量，N,僅用于牽引車啊計算；

九一車輪的滾動半徑，m;

力一道路滾動系數(shù)，對于可取0.015~0.020,取/*0.016;

為一汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)，對微型乘用車取

0.05-0.09,取為=0.08.

力一汽車或汽車列車的J性能系數(shù)：

ri60.195(^+^)-

JpT

_1emax_

將G/14700N,G產(chǎn)0N,7；max=71代入上式得：°樓&+6)>16,

max

取￡,二0。

將Go=14700N,Gr=0N,7；max=71Nm,yr=0.24,九二0.016,fH=0.08

代入（2-5）,有：〃=349.13

§2.4主減速器齒輪基本參數(shù)日勺選擇

§2.4.1齒數(shù)的選擇

對于單級主減速器，當(dāng),。較大時，則應(yīng)盡量使積極齒輪的齒數(shù)4

獲得小些，以得到塞滿H勺驅(qū)動橋間隙。當(dāng)。之6時，乙的最小值可取

為5,但為了嚙合平穩(wěn)和提高疲勞強(qiáng)度，Z1最佳不小于5。在保證橋

下離地間隙時，為了磨合均勻，主、從動齒輪的齒數(shù)4、Z?之間應(yīng)

防止有公約數(shù)：為了得到理想日勺齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和應(yīng)不少于

40,取積極齒輪日勺齒數(shù)4=8。

由io=4.得：Z2=39.56,MXZ2=41

4

§2.4.2從動錐齒輪節(jié)圓直徑的選擇

雙曲面齒輪從動齒輪的節(jié)圓直徑，可根據(jù)該齒輪H勺計算轉(zhuǎn)矩，按

經(jīng)臉公式選出：

￡=k4同(2-6)

式中：4—從動錐齒輪日勺節(jié)圓直徑，mm；

K八—直徑系數(shù),取K.=16：

「一計算轉(zhuǎn)矩，Nm：按式（2-4）、（2-5）求得，并取其中較

小者。

將K」,=16,T）=438.0984代入（2-6）,有：d1=121.5189mmo

§2.4.3從動錐齒輪端面模數(shù)的選擇

從動錐齒輪節(jié)圓直徑W選定后，可按機(jī)=K,”貨算出大端端面模

數(shù)，并進(jìn)行校核：

將外、Z2代入川二乙/工？有：m=3.038,為了保證齒輪的強(qiáng)度取

m=6

貝ij,d2=/?2z2=246mm,dx=/?zz1=48mmo

用下式進(jìn)行校核：

m=K,覽“（2-7）

式中：m—齒輪大端端面模數(shù)，mm；

K”,一模數(shù)系數(shù)，取K,”=0.4；

4一從動齒輪時計算轉(zhuǎn)矩，N”

將K,“=0.4,T,=438.0984"，〃代入（2-7）,有：w=3.037mm滿足規(guī)

定。

§2.4.4雙曲面齒輪齒寬F日勺選擇

對于汽車工業(yè)，主減速器雙曲面齒輪的從動齒輪齒面寬F為：

F-O.15r/2（2-8）

式中：d2—從動齒輪節(jié)圓直徑，mm。

將d2=246mm代入（2-8）,有：F=37.2mm。

齒面寬過大和過小，都會減少齒輪H勺強(qiáng)度和壽命。齒面寬不能超

過端面模數(shù)m的10倍，否則，不僅不能提高齒輪的強(qiáng)度和耐久性，

還會給制造帶來困難。

§2.4.5雙曲面齒輪的偏移距離

在雙曲面齒輪傳動中，小齒輪中心線對大齒輪中心線的偏移的大

小和偏移方向是該傳動的重要參數(shù)。

選擇E值時應(yīng)考慮到：E值過大，將導(dǎo)致齒面縱向滑動的增大，

從而引起齒面的初期磨損或擦傷；E值過小則不能充足發(fā)揮雙曲面齒

輪的特點(diǎn)。對轎車、輕型載貨汽車H勺主減速器來說，E值不應(yīng)超過從

動齒輪節(jié)錐距4。的40%o傳動比愈大則偏移距石也應(yīng)愈大，大傳動比

的雙曲面齒輪傳動，偏移距￡可達(dá)從動齒輪節(jié)圓直徑的20%~30%.

但偏移距E不小于從動齒輪節(jié)圓直徑的I20%時，應(yīng)檢查與否存在根

切。

對于微型乘用汽車，有：

E=().136d2(2-9)

將d2=246mm代入(2-9),得E=33.6mm

§2.4.6雙曲面齒輪的偏移方向和螺旋方向

雙曲面齒輪偏移方向H勺規(guī)定：由從動齒輪的錐頂向其齒面看去并

使積極齒輪處在右側(cè)，這時假如積極齒輪在從動齒輪中心線的下方則

稱為下偏移(如圖2-1)。雙曲面齒輪的I偏移方向與其齒輪的螺旋方

向之間有一定的關(guān)系：下偏移時積極齒輪的螺旋方向總是左旋，從動

齒輪右旋；上偏移時積極齒輪日勺螺旋方向?yàn)橛倚?，從動齒輪為左旋。

圖3-1下偏移

選雙曲面齒輪為下偏移，則積極齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮瑥膭?/p>

齒輪為右旋。

§2.4.7螺旋角日勺選擇

雙曲面齒輪的螺旋角僅是在節(jié)錐表面日勺展開圖上定義於J。齒輪上

任一點(diǎn)C處的螺旋角，是該點(diǎn)處的切線T與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)的連線

OL之間的夾角。

“格里森''制推薦用下式來近似H勺預(yù)選積極齒輪螺旋角H勺名義值：

■=25"+5"聶+90情(2-10)

式中：兒一積極齒輪的名義(中點(diǎn))螺旋角的預(yù)選值;

z,>Z2—主、從動齒輪齒數(shù);

d2—從動齒輪口勺節(jié)圓直徑，mm;

E—雙曲面齒輪的偏移量，m。

Wz2=41,Z,