《中型貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算》23000字

PAGEIV中型貨車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)計(jì)算目錄TOC\o"1-2"\h\u113摘要 1253671緒論 2300371.1驅(qū)動(dòng)橋現(xiàn)有的分類 217851.2主減速器的選擇 7215401.3差速器的選擇 853211.4驅(qū)動(dòng)橋半軸設(shè)計(jì) 938682主減速器計(jì)算校正核 934112.1輪胎外徑的確定 995462.2主減速比的確定 10222682.3主減速器齒輪參數(shù)的選擇 142102.4主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 148962.5主減速器齒輪用原材料和熱處理 1910462.6主減速器錐軸承的負(fù)載計(jì)算 203305RaB=0N 2295683差速器相關(guān)參數(shù)計(jì)算校核 2228383.1差速器齒輪主要參數(shù)選擇 2213521行星齒輪在軸上得支撐長(zhǎng)度L為 24119033.2差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 2416733.3差速器直齒圓錐齒輪參數(shù) 24292144車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 27193154.1車輪傳動(dòng)裝置的功用 27178324.2半軸支承型號(hào) 27299814.3全浮式半軸計(jì)算載荷的確定 28149654.4半軸強(qiáng)度計(jì)算 2895884.5全浮式半軸桿部直徑的選擇 28206864.6半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 28290395驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇 29124035.1驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求 29137925.2驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 29119346軸承的壽命計(jì)算 30307286.1主減速器軸承的計(jì)算 30217076.2軸承載荷的計(jì)算 31224426.3主動(dòng)齒輪軸承壽命計(jì)算 33304757成本分析 3416938結(jié)論 367602參考文獻(xiàn) 37摘要本課題是對(duì)中型貨車驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，在一個(gè)學(xué)期左右的時(shí)間當(dāng)中，我先后完成了許多工作：一是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書已給的最高車速，輪胎型號(hào)，使用的變速箱個(gè)檔位的齒比，發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速和最大扭矩及其轉(zhuǎn)速確定了主減速器主減速比的大小和主減速器的傳動(dòng)形式，同時(shí)確定整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)中一部分區(qū)域承受的最大扭矩應(yīng)力等，如主減速器中的齒面應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力，差速器等。二是尋找動(dòng)力總成相似的車型進(jìn)行參照對(duì)比，參考其設(shè)計(jì)方式和參數(shù)對(duì)前后軸進(jìn)行載重分配等工作。三是要通過一些已有的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算調(diào)整校核等等工作，比如差速器行星齒輪的的數(shù)量就是按經(jīng)驗(yàn)取。以上就是我主要涉及到的工作內(nèi)容。關(guān)鍵詞：主減速器，差速器，中型貨車，驅(qū)動(dòng)橋1緒論汽車的齒輪驅(qū)動(dòng)橋在整個(gè)傳動(dòng)動(dòng)力體系中的末端。其中的基本驅(qū)動(dòng)功用首先是其目的就是通過不斷增大傳動(dòng)扭矩比來減少提高轉(zhuǎn)速,并將每個(gè)轉(zhuǎn)矩合理地進(jìn)行分配應(yīng)用到左右兩個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)的高速車輪;其次,驅(qū)動(dòng)橋也同樣需要它具有較高的傳動(dòng)載荷和扭力[1]。1.1驅(qū)動(dòng)橋現(xiàn)有的分類驅(qū)動(dòng)橋主要可以分為兩下三大類,一種就是非直接斷開型新式驅(qū)動(dòng)橋的及其總成,另一種就是以直接斷開型為形式的新型驅(qū)動(dòng)橋及其總成。非獨(dú)立形式的懸架與非斷開形式的驅(qū)動(dòng)橋組合成驅(qū)動(dòng)模塊。將主減速器殼、半軸套管和驅(qū)動(dòng)橋殼等部件進(jìn)行了剛性聯(lián)合和組裝,這樣就形成了一種整體梁的構(gòu)造,這樣會(huì)造成兩邊的車輪和與之對(duì)應(yīng)相連的兩個(gè)半軸的擺動(dòng)相互干涉。斷開式前輪驅(qū)動(dòng)橋通常都認(rèn)為是與一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)懸架系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)相互配合進(jìn)行使用,就是把一個(gè)主減速器的殼體固定到一個(gè)車架上,兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪及其連接半軸擺動(dòng)時(shí)不會(huì)相互影響干涉則把它叫做斷開式驅(qū)動(dòng)橋。按結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動(dòng)橋可分成三個(gè)類別：1.1.1中央單級(jí)減速形式的驅(qū)動(dòng)橋這種形式的驅(qū)動(dòng)橋具有驅(qū)動(dòng)橋中最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)形式,是設(shè)計(jì)根據(jù)和主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式,在各種重型柴油卡車中一直處于絕對(duì)主導(dǎo)地位。一般來說當(dāng)在汽車主動(dòng)與傳動(dòng)上的比值通常小于6時(shí),盡可能采用其他形式類別的減速器結(jié)構(gòu)。中央單級(jí)齒輪形式的減速器啟動(dòng)傾向相對(duì)較低,并且更加值得注重動(dòng)力采用雙四軸曲線型的螺旋傘減速齒輪,主動(dòng)小型減速齒輪則分別采用了四軸騎馬式支承,并且配備有差速閉環(huán)控制制動(dòng)裝置兩種可以選擇供駕駛?cè)藗冞M(jìn)行選擇。1.1.2中央雙級(jí)減速形式的驅(qū)動(dòng)橋中央雙級(jí)齒輪形式的驅(qū)動(dòng)橋主要可以劃分為兩種典型的設(shè)計(jì)類型:一類是對(duì)于橫梁后橋載重較大的車輛,橫梁后橋的一種典型設(shè)計(jì),例如1995年上市的伊頓式系列產(chǎn)品,當(dāng)1996年伊頓開始提出了承載的空間,因此伊頓式系列產(chǎn)品就開始了要求驅(qū)動(dòng)減速器在能夠提高橋梁的牽引力和加快增大傳動(dòng)輪扭矩百分之比的情況下,采用了圓柱形中央行星式單級(jí)傳動(dòng)齒輪減速傳動(dòng)輪和減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu),將原來的一種行星式中央單級(jí)傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋機(jī)構(gòu)修改成了一種行星式中央雙級(jí)傳動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)橋,這種機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式被人們戲稱為"三化"(其含義是即分類產(chǎn)品的通用性系列化,通用質(zhì)量化,標(biāo)準(zhǔn)化)由于其通用性程度高,橋殼、主傳動(dòng)減速軸承以及傳動(dòng)齒輪等已經(jīng)成為全部普遍可以廣泛應(yīng)用,而且錐齒輪傳動(dòng)軸承直徑始終保持固定不變;另一種分類式的產(chǎn)品則被認(rèn)為是一個(gè)例如美國洛克威爾公司的伊頓系列產(chǎn)品,當(dāng)伊頓想要初步考慮到如何提高大橋的牽引力和如何增大加速比時(shí),需要對(duì)其傳動(dòng)齒輪進(jìn)行重新修復(fù),在其傳動(dòng)齒輪進(jìn)行了改制第一級(jí)新型雨傘式錐齒輪后,再重新安裝第二級(jí)新型雨傘形直徑錐齒輪或三級(jí)傾斜式齒輪傳動(dòng)減速齒輪,變成了一種中央雙級(jí)齒輪傳動(dòng)減速橋,這時(shí)的后橋路基和橫梁橋殼已經(jīng)不再是全部可以完全全部通用,主傳動(dòng)減速器也不能完全全部通用。1.1.3中央單級(jí)、輪邊型和減速器等結(jié)構(gòu)類型的驅(qū)動(dòng)橋這種驅(qū)動(dòng)橋常應(yīng)用于工地建設(shè),采礦,鉆進(jìn)資源勘探等這些應(yīng)用場(chǎng)合以及重型軍事車上,前輪邊邊加減速驅(qū)動(dòng)橋大致來說可以將其劃分大致為2類:一類型的是被統(tǒng)稱為制作圓錐形或者半行星形的齒輪式輪邊邊加減速驅(qū)動(dòng)橋;另外一種的則是為制作圓柱形或者行星式傳動(dòng)齒輪型的兩軸邊加減速橋的傳動(dòng)控制橋。圓錐矩形行星傳動(dòng)齒形輪結(jié)構(gòu)形式的輪邊聯(lián)合減速驅(qū)動(dòng)橋，減速比通常設(shè)計(jì)為2,它一般均與齒形輪中心傳動(dòng)部件（太陽輪）或單級(jí)減速橋裝配為一體。中央新型單級(jí)橋獨(dú)立的進(jìn)行傳動(dòng)，同時(shí)可以單獨(dú)使用的話，驅(qū)動(dòng)橋輸入軸的扭矩變大，對(duì)牽引力的驅(qū)動(dòng)功率增加?；蛘弋?dāng)車速比平時(shí)變得需要更高時(shí),可不再需要考慮直接改變一個(gè)中央單級(jí)新車橋的兩個(gè)主傳動(dòng)減速器而是在兩個(gè)傳動(dòng)軸端之間再另外加上一個(gè)采用圓錐形的采用行星傳動(dòng)齒輪式的主減速器,即可進(jìn)行改變并形成一個(gè)中央單級(jí)新的橋。這類減速橋和新型中央雙級(jí)齒輪減速器的最大差異之處就是因?yàn)?它們通過直接降低半徑和軸向中央減速器阻力轉(zhuǎn)矩是通過將軸減速器的電阻變大后的轉(zhuǎn)矩直接通過中央減速器的2軸連接，傳遞到兩軸端的1個(gè)輪密封的2段減速器。"的復(fù)雜程度相對(duì)較高。但是這類齒輪驅(qū)動(dòng)橋由于其齒輪邊和軸的減速比例總是大于作為固定軸的數(shù)值2,因此,中央主軸和減速器的承載體積和使用尺寸仍然相當(dāng)巨大,一般認(rèn)為適合于高速公路、非高速行駛道路和小型軍事自行車。圓柱整體行星驅(qū)動(dòng)齒輪式采用雙排和雙齒形輪邊的結(jié)構(gòu)形式驅(qū)動(dòng)減速器主橋,單排、齒形輪輪圈固定，使用圓柱整體行星驅(qū)動(dòng)齒輪式和減速器主橋,采用的齒輪減速比為3至4.2之間。因?yàn)橹鬏S減速比較大,因此,中央傳動(dòng)主軸齒輪減速器的轉(zhuǎn)矩和齒輪加速比普遍直徑應(yīng)該固定是1或小于3,這樣一個(gè)具有大錐形的齒輪便利器可同時(shí)取得小轉(zhuǎn)矩和小加速直徑,降低離地距離和負(fù)載問隙。這個(gè)類型的驅(qū)動(dòng)橋比單級(jí)自動(dòng)減速器的輪胎質(zhì)量更大,價(jià)格相對(duì)更貴,而且由于它的輪轂內(nèi)部都已經(jīng)是完全采用了中央齒輪式的動(dòng)力傳動(dòng),長(zhǎng)一段路在公路上高速度的行駛就可能會(huì)迅速產(chǎn)生一定不同程度的汽車熱量而直接就會(huì)引起你的汽車輪胎過熱;因此,作為一種能在高速公路行駛汽車所需要使用的齒輪驅(qū)動(dòng)橋,它遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不及采用中央單級(jí)齒輪減速器的橋。驅(qū)動(dòng)橋的整體結(jié)構(gòu)主要部分包括了一個(gè)較為主要的減速器,差速器,半軸以及連接驅(qū)動(dòng)橋的四個(gè)殼體。主減速器是在汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中減少旋轉(zhuǎn)數(shù)、增大扭矩的主要部件，使用齒數(shù)少的錐齒輪驅(qū)動(dòng)齒輪多的錐齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)是縱向放置的車，主減速器也使用圓柱體和圓錐形的齒輪，使驅(qū)動(dòng)力的方向容易變化。電動(dòng)汽車在各種路面上行駛停止時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪需要一定的驅(qū)動(dòng)扭矩和旋轉(zhuǎn)速度，在將汽車的動(dòng)力扭矩分岔到左右驅(qū)動(dòng)輪時(shí)的差速器前設(shè)置自動(dòng)主軸和減速器后便于有效降低了我們可以把裝在汽車的主軸和減速器前面的其他傳動(dòng)機(jī)械部件，例如自動(dòng)變速器、通用輪和傳動(dòng)裝置等需要傳輸?shù)呐ぞ氐玫搅私档?從而有效地讓它們可以更好地適應(yīng)車體大小及其傳動(dòng)尺寸以及其傳動(dòng)質(zhì)量[2]。將一個(gè)非常主要的減速器驅(qū)動(dòng)布置安放在一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪需要進(jìn)行高速分流前的一個(gè)固定好的位置,有利于通過驅(qū)動(dòng)減小它前面的各種不同傳動(dòng)機(jī)械元件(包括例如齒輪離合器、變速器、傳動(dòng)軸等)所產(chǎn)生需要高速傳遞的徑向旋轉(zhuǎn)矩,從而有效降低或大大減小這些傳動(dòng)元件的轉(zhuǎn)矩大小值以及其整體尺寸與產(chǎn)品質(zhì)量[3]。主齒輪減速器安裝方式依照所用的主齒輪的安裝類型、主、從齒輪驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部齒輪的安裝點(diǎn)和齒輪安裝操作方法等一些因素不同而不會(huì)有大的差別[4]。（1）單級(jí)主減速器通過一對(duì)減速齒形輪傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)減速的裝置,這種設(shè)備就是一個(gè)單級(jí)的減速器。它的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量輕,而且在結(jié)構(gòu)上也相對(duì)簡(jiǎn)單,在諸如東風(fēng)bql090型等輕型、中型貨運(yùn)車的應(yīng)用也非常廣泛。（2）二級(jí)主減速器以電力為主要工作來源的載重汽車,減速比要大,用如果用單段結(jié)構(gòu)的主齒輪減速器驅(qū)動(dòng)進(jìn)行齒輪驅(qū)動(dòng)，則驅(qū)動(dòng)齒輪的減速直徑過大，會(huì)對(duì)地板的間隙產(chǎn)生較大影響，所以一般選擇兩次齒輪減速，即兩段自動(dòng)減速器。這樣就能實(shí)現(xiàn)二級(jí)減速和齒輪增扭。為了改善錐形理論的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，第一節(jié)減速齒輪通常采用螺旋錐形驅(qū)動(dòng)齒輪。第二層齒輪在斜齒輪和圓柱齒輪兩種齒形輪種選擇其一即可。主動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)從動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn),從而完成一級(jí)減速。第二級(jí)減速的主動(dòng)圓柱齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪同軸而一起旋轉(zhuǎn),并帶動(dòng)從動(dòng)圓柱齒輪旋轉(zhuǎn),進(jìn)行第二級(jí)減速。因從動(dòng)圓柱齒輪安裝于差動(dòng)速度自動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)圓錐齒輪旋轉(zhuǎn)，完成一級(jí)減速。第二階段減速的有源圓柱齒輪與從動(dòng)圓錐齒輪同軸旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)圓柱齒輪進(jìn)行第二階段減速。因?yàn)閺男√?hào)齒輪安裝到了通貨緊縮器的外包裝上，所以從圓柱齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，車輪會(huì)以差速器和半軸旋轉(zhuǎn)。差速器主要是一種用于把左右的半軸相互連接，兩側(cè)的車輪以不同的方向和角速度運(yùn)行，同時(shí)可以以一定的扭矩傳遞給車輪。確保汽車輪胎正常運(yùn)轉(zhuǎn)。有多橋式驅(qū)動(dòng)的小型車，分動(dòng)器內(nèi)部和貫通式傳輸系統(tǒng)的主軸之間也設(shè)置了差速器。我叫橋間。式的差速器。它的功能主要是當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)將汽車偏移到一個(gè)轉(zhuǎn)彎處,使前后驅(qū)動(dòng)齒輪之間產(chǎn)生一個(gè)差速。出于提升汽車非鋪裝道路上的通過性能力,在一些越野車中和部分高級(jí)小轎車中都會(huì)安裝一些使用防滑的差速器。防滑差速器的主要優(yōu)勢(shì)之一是,在某側(cè)驅(qū)動(dòng)輪得不到附著力而又無法推動(dòng)車輛高速行駛的情況下,可以把發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力傳給另一側(cè)有附著力的驅(qū)動(dòng)輪上實(shí)現(xiàn)脫困,利用這個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的粘結(jié)力產(chǎn)生足夠的驅(qū)動(dòng)力，讓汽車?yán)^續(xù)行駛。為了實(shí)現(xiàn)上述要求加裝自動(dòng)差速鎖于一個(gè)自動(dòng)差速器上,這個(gè)加裝方法最簡(jiǎn)單,將其減速轉(zhuǎn)換過來變成了一種強(qiáng)制式的差速止鎖型自動(dòng)差速器。例如,當(dāng)汽車一側(cè)的差速驅(qū)動(dòng)輪被停止打滑時(shí),就是我們的車可以通過高速利用一側(cè)差速鎖車輪來制動(dòng)實(shí)現(xiàn)這一防滑目的。得差速器失去了鎖定位,而不是直接達(dá)到差速效果。下面簡(jiǎn)單為大家介紹幾種在市面上出現(xiàn)的限滑差速器（1）采用雙蝸桿結(jié)構(gòu)形式的定位差速器是2014年國內(nèi)最新技術(shù)發(fā)明的齒形線圈式傳動(dòng)產(chǎn)品。其中一個(gè)特征是傾斜兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的傳動(dòng)系統(tǒng)。的方式直接安裝在一個(gè)傳動(dòng)轉(zhuǎn)子中,兩個(gè)嚙合蝸桿的傳動(dòng)軸承末端分別與兩側(cè)的動(dòng)力輸出輸入傳動(dòng)輪和軸承互相連,鏈接驅(qū)動(dòng)方式上也可以通過兩個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)連接或通過萬向節(jié)驅(qū)動(dòng)鏈接,齒輪輪圈全部分別安裝在兩個(gè)轉(zhuǎn)子上,整體由輸出傳動(dòng)輪和軸承直接安裝固定在輸出傳動(dòng)軸承殼體上,動(dòng)力輸出來源由兩個(gè)齒圈連接輸入,兩側(cè)的動(dòng)力輸出輸入傳動(dòng)軸則由兩個(gè)齒圈連接輸出。（2）伊頓差速器。由美國伊頓公司于十九世紀(jì)六十年代發(fā)明[5]。但是在每當(dāng)汽車車輛兩側(cè)兩個(gè)車輪的橫向附著力之間轉(zhuǎn)速就出現(xiàn)了較大的差異時(shí),如果兩側(cè)兩個(gè)車輪的轉(zhuǎn)速和橫向附著力之間的差已經(jīng)徹底達(dá)到了一個(gè)控制系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定的轉(zhuǎn)速和附著力控制數(shù)值,那么卡爾伊頓自動(dòng)差速鎖就很可能地會(huì)自動(dòng)迅速地鎖止這個(gè)差速器,使得兩側(cè)的兩個(gè)車輪都已經(jīng)徹底地能夠?qū)崿F(xiàn)了相同轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)力,從而不會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)車輛安全脫困。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪有一側(cè)打滑時(shí),兩車輪輪速差超過100r/min時(shí),會(huì)使飛輪機(jī)構(gòu)張開咬緊鎖止機(jī)構(gòu);飛輪停止后會(huì)觸發(fā)一個(gè)自我增加離合系統(tǒng),使凸輪盤與一個(gè)半軸齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)碰撞;隨著相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),碰撞會(huì)增加,直到兩個(gè)車軸以相同速度轉(zhuǎn)動(dòng)(完全鎖止),防止車輪進(jìn)一步打滑;當(dāng)行駛出障礙后,,速度達(dá)到30km/h,為防止磨損,鎖止機(jī)構(gòu)會(huì)脫離飛輪防止產(chǎn)生鎖止[6]。（3）托森差速器。托爾森(全稱托爾森牽引)是一種用于汽車的限滑差速器。托爾森差速器可以用于分配適當(dāng)?shù)呐ぞ刂g的前橋和后橋上的全輪驅(qū)動(dòng)車輛[7]。它的主要自鎖性，純機(jī)械性，只需要較少維護(hù)，在需要鎖止時(shí)“沒有時(shí)間延遲”等特點(diǎn)[8]。半軸,驅(qū)動(dòng)整個(gè)車輪的一種傳動(dòng)裝置,一般都是安放在電動(dòng)汽車半軸傳動(dòng)齒輪體系的最后一個(gè)齒輪末端,其主要工作功用之一就是將車輪扭矩從自動(dòng)差速器系統(tǒng)中的半軸和傳動(dòng)齒輪之間傳遞而達(dá)到高速驅(qū)動(dòng)中的車輪。驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)械和旋轉(zhuǎn)車輪的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和整體形態(tài)都與齒輪驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中的各種部件驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)械和旋轉(zhuǎn)車輪的整體形態(tài)結(jié)構(gòu)有著密切的的聯(lián)系,在在一般的非半軸切斷型齒輪驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)齒輪機(jī)械和旋轉(zhuǎn)輪所需的齒輪驅(qū)動(dòng)控制元件也可以是半軸。半軸承的整體結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)形態(tài)主要還是取決于半軸承的傳動(dòng)支持。一般非切斷式的受力驅(qū)動(dòng)橋的半軸為其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)和物體外表作用條件所需的能夠提供作為受力支撐的物體形態(tài)或者能夠承載的物體受力運(yùn)動(dòng)條件等使用情況又不同可以分別細(xì)分為半軸全懸掛式,3/4浮式和完全式半懸掛式三種[9]。（1）全浮式半軸全軸懸浮式半軸牽引驅(qū)動(dòng)橋的外部和內(nèi)端整體結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,制造費(fèi)用大和成本高,但其由于運(yùn)行方便工作可靠,常被廣泛地用于應(yīng)用在各類重型載貨車、越野長(zhǎng)途汽車和大型長(zhǎng)途客車上[10]。半軸的內(nèi)部連接末端用液壓花鍵與自動(dòng)差速器半軸齒輪傳動(dòng)器的齒輪相互地進(jìn)行連接,半軸的外部連接末端采用鍛造圓形凸緣,用連接螺栓和其他輪轂部件進(jìn)行牢固連接。輪轂一般是由兩個(gè)半徑滾動(dòng)套管軸承連接支撐,它們之間相距比較遠(yuǎn),并且輪轂是由半軸滾動(dòng)套管軸承支撐。半軸驅(qū)動(dòng)套管和后面的橋殼與發(fā)電機(jī)通過壓力的配合一直到成為一體，組裝在半軸驅(qū)動(dòng)后的橋殼上。半軸和橋的外側(cè)整體之間沒有直接的傳遞關(guān)系，半軸僅僅是只能直接承擔(dān)一個(gè)驅(qū)動(dòng)機(jī)的最大扭矩而又不能直接承擔(dān)任何傳動(dòng)彎矩,這樣一種半軸被當(dāng)時(shí)人們所統(tǒng)稱為"全浮球“半軸。浮這個(gè)字是指在半軸方向移動(dòng)時(shí)物體無法彎曲的重力負(fù)荷。所有軸均為浮動(dòng)半軸，外端內(nèi)部設(shè)為浮動(dòng)法蘭。盤和浮式軸承所制成。但也有人可能會(huì)發(fā)現(xiàn)有一些載重負(fù)載型的電動(dòng)汽車將半軸凸緣內(nèi)端壓緊后將其做成單獨(dú)的連接零件,并且可以借助于火花鍵將其緊緊套合連接到半軸的凸緣外端。因而,半軸的凸緣兩端都分別設(shè)置了一個(gè)花鍵,可以輕松更換半軸凸緣,維修方便。（2）半浮式半軸半浮式半軸的外殼內(nèi)端和全軸懸浮式半軸一樣不一定需要直接依托承受彎矩機(jī)的載荷,在半軸的內(nèi)殼在外端，軸承直接支撐在半軸機(jī)外部的內(nèi)側(cè)。這種半軸支撐傳輸方式可以直接承受兩個(gè)外端部件的大彎曲力矩。這樣的凹形短袖除了傳遞軸扭矩以外還由于能夠使其局部有效地用來承載軸向彎矩,故又被人們統(tǒng)稱作凹為半軸或浮式半軸。該類型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式主要是為適合于小型乘務(wù)艙列車。（3）3/4浮式半軸3/4浮型半軸受到的彎矩介于半浮型與全浮型之間。這種半軸形式運(yùn)用較少,只有在個(gè)別中型小臥機(jī)上才能得到廣泛的應(yīng)用。驅(qū)動(dòng)橋的殼是汽車上的主要部件之一，用于支撐汽車的負(fù)荷，能承受由車輪傳遞的路面的反力和反力矩。同時(shí),它還可以作為汽車主減速、差速器、半軸等重要零部件的機(jī)械裝配和傳動(dòng)控制系統(tǒng)基體[11]。合理地設(shè)計(jì)各種驅(qū)動(dòng)式橋殼,使其能夠具備足夠的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、剛度及動(dòng)態(tài)等特性,將會(huì)更加有利于減少動(dòng)載荷,提高駕駛員在道路上的行駛平順度和操作穩(wěn)定性[12]。將每一個(gè)驅(qū)動(dòng)器的橋殼路基按形成一個(gè)完整的驅(qū)動(dòng)器橋殼和兩個(gè)分段型的路基。整體式傳動(dòng)橋殼既能夠具有更高的傳動(dòng)承載力又能提高傳動(dòng)剛度,且又十分便于對(duì)汽車主機(jī)和減速器裝置進(jìn)行手動(dòng)裝配、調(diào)節(jié)和日常維護(hù),因而普遍認(rèn)為適合于各種不同型號(hào)的電力汽車上[13]。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)會(huì)大大增加貨物運(yùn)輸?shù)男枨?，促進(jìn)卡車需求的增加。中國的物流成本在國民經(jīng)濟(jì)。生產(chǎn)中占比較大,接近20%。而中型貨車由于其價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯,普遍采用的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)較容易達(dá)到符合國家第六期機(jī)動(dòng)車大氣污染物總量控制標(biāo)準(zhǔn)(國六)。中型貨車的靈活性,快捷性和它較為經(jīng)濟(jì)的載貨量適合城市運(yùn)輸。但是國內(nèi)中型貨車自主品牌缺失許多核心技術(shù),驅(qū)動(dòng)橋就是其中之一。驅(qū)動(dòng)橋把通過萬向減速傳動(dòng)裝置直接傳來的轉(zhuǎn)向動(dòng)力能量通過萬向減速制動(dòng)增扭、改變成驅(qū)動(dòng)力轉(zhuǎn)向傳導(dǎo)器的方向然后再分配傳遞到左右兩個(gè)萬向驅(qū)動(dòng)輪上從而能夠控制著和驅(qū)動(dòng)一輛純電汽車的轉(zhuǎn)向行駛,并且還可以能夠充分滿足平時(shí)當(dāng)一輛電動(dòng)汽車在高速進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)左右兩個(gè)萬向驅(qū)動(dòng)輪之間的最高轉(zhuǎn)速相互作用。對(duì)于貨車而言,驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)橋殼還起到承受比轎車大的多的垂直載荷和水平載荷,滿足其強(qiáng)度、耐久性等要求,是重要的承載部件[14,15]。對(duì)于我而言，通過對(duì)中型貨車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)橋具有一定實(shí)際意義。1.2主減速器的選擇1.2.1主減速器的概要主減速器是在各種傳動(dòng)系統(tǒng)中具有降低旋轉(zhuǎn)速度、增大旋轉(zhuǎn)扭矩功能的部件。當(dāng)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)位于縱放置時(shí)也就有調(diào)整轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)方向的功能。它們就是通過依靠齒量小或者帶一定齒長(zhǎng)度少的一個(gè)圓錐形齒輪和一個(gè)帶有一定齒長(zhǎng)的圓錐形傳動(dòng)齒輪來實(shí)現(xiàn)加速的,采用這種圓錐形齒輪對(duì)其進(jìn)行傳動(dòng)則可以直接改變一個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣的運(yùn)行方向。1.2.2本設(shè)計(jì)中采用的主減速器的類別本設(shè)計(jì)采用單級(jí)式單速式圓錐齒輪主減速機(jī)根據(jù)參加減速傳動(dòng)的齒輪的副數(shù)進(jìn)行分類的話，可以分為一級(jí)。式雙級(jí)主減速器外,這種方案在微型、輕型、中型貨車中比較常見,本次設(shè)計(jì)的是中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋,該單級(jí)主減速器方案使用于本次設(shè)計(jì)。圓錐圓形齒輪廣泛應(yīng)用于提供后驅(qū)齒輪動(dòng)力能量汽車的前梁后橋中.自動(dòng)變速器將齒輪輸出的后驅(qū)動(dòng)力能量通過連接傳動(dòng)桿和軸向軸的后橋經(jīng)從傳遞齒輪到主動(dòng)錐的圓錐圓形齒輪,經(jīng)從后橋傳遞齒輪到的主動(dòng)錐圓圓齒輪后再進(jìn)行自動(dòng)減速后再經(jīng)從傳遞齒輪到自動(dòng)差速器。另外，作業(yè)時(shí)同時(shí)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行齒輪咬合的齒輪數(shù)量多，作業(yè)順暢，噪音少，承載能力大。圓錐齒輪傳動(dòng)適用于本次中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)方案。主減速器工作原理包含:1、主減速比的測(cè)量;2、一級(jí)齒輪式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核;3、軸承選擇。在主減速器以及整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)中可能需要不斷修改,重復(fù)以上的工作內(nèi)容以及補(bǔ)充新的工作內(nèi)容來調(diào)整完善主減速比。1.3差速器的選擇1.3.1差速器的概述汽車上的差速器可做到讓左、右(或前、后)三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪均可以做到按照各種轉(zhuǎn)速而進(jìn)行傳遞。主要由左右半軸齒輪、兩個(gè)行星式齒輪和一個(gè)傳動(dòng)齒輪框架構(gòu)成。其主要功能原理是當(dāng)電動(dòng)汽車高速旋轉(zhuǎn)或在非平坦路面上高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，左右兩側(cè)的車輪以旋轉(zhuǎn)速度滾動(dòng)車輪。也就是說，保證兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)式車輪進(jìn)行純滾動(dòng)式運(yùn)動(dòng)。差速器的目的就是為了這個(gè)?？刂谱笥覂奢喼g的轉(zhuǎn)速誤差。四輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，為了同時(shí)驅(qū)動(dòng)四個(gè)車輪，必須將四個(gè)車輪全部緊密連接起來。如果將四個(gè)車輪都是機(jī)械地緊密連接在一起,在轉(zhuǎn)彎處高速行駛的時(shí)候，不能盡可能以同樣的形式旋轉(zhuǎn)。為了更好地做到使我們能夠真正做到讓四個(gè)汽車在曲線上高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候其速度和方式與之完全相同,這時(shí)我們就必須需要在其中再次加入一個(gè)中間差速器是用來控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和前后輪轉(zhuǎn)速之間的差。1.3.2差速器的種類現(xiàn)在，我國的汽車差動(dòng)器一般根據(jù)工作特性分為齒輪式差速器和防滑式差速器。防滑徑向差速器按照車體結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)不同可以大致分為徑向強(qiáng)制式和鎖止式、較高的徑向摩擦力和自由輪式三種。其中,高強(qiáng)度摩擦式中又可細(xì)分為各種有著高摩擦力葉片式的凸輪自動(dòng)鎖進(jìn)差速器、Toson差速機(jī)、暖輪式錯(cuò)位速機(jī)、滑動(dòng)式的凸輪錯(cuò)位差動(dòng)速度器以及摩擦黏度高的聯(lián)軸器式凸輪差速器5種。1.3.3本次設(shè)計(jì)中擬采用的差速器設(shè)計(jì)差速器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)類型的兩種選擇:常在一些高速公路交通條件還比較好時(shí)的地方進(jìn)行駕駛的電動(dòng)汽車,它們一般會(huì)因?yàn)轵?qū)動(dòng)一個(gè)面的車輪與另一路面之間的摩擦附著阻力系數(shù)一般相差不大,因此幾乎均勻地采用了一種普通對(duì)稱式的一個(gè)圓錐形或一個(gè)半徑小于行星形的齒輪驅(qū)動(dòng)差速器。故本次列車設(shè)計(jì)需要選擇的是采用普通對(duì)稱型同軸圓錐形電磁行星驅(qū)動(dòng)齒輪同軸驅(qū)動(dòng)方式差動(dòng)器普通錐形驅(qū)動(dòng)齒輪型變阻器的齒輪機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括:1、在兩種主減速器的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩比最終確定以后計(jì)算差速器需要承受的最高轉(zhuǎn)矩;2、行星齒輪數(shù)n需根據(jù)貨車的承載能力情況而來進(jìn)行選擇的,由于是一種中型貨車的差速器,因此行星齒輪數(shù)n應(yīng)該選擇4個(gè),之后才能確定每一個(gè)行星的齒輪球面半徑和各個(gè)節(jié)錐間的差距;3、確定差速器半軸傳動(dòng)齒輪和行星傳動(dòng)齒輪之間的齒位系數(shù)和模量,以及各個(gè)節(jié)圓齒的直徑;4、確定各種壓力之間的夾角;5、確定各種行星式齒輪安裝鉆孔的直徑和深度;6、齒輪強(qiáng)度計(jì)算。以上六個(gè)步驟不一定是最終流程,會(huì)根據(jù)實(shí)際情況相應(yīng)的補(bǔ)充工作以完善差速器設(shè)計(jì)。1.4驅(qū)動(dòng)橋半軸設(shè)計(jì)1.4.1驅(qū)動(dòng)橋半軸概述及分類半軸就是將一個(gè)汽車在差速器上的車輪所傳來的橫向扭矩再直接把它傳遞給一個(gè)實(shí)心的車輪,驅(qū)動(dòng)一個(gè)停在差速器上面的車輪高速地進(jìn)行橫向旋轉(zhuǎn),推動(dòng)一個(gè)停在差速器上面的汽車?yán)^續(xù)運(yùn)行的一個(gè)實(shí)心半軸。由于兩個(gè)半圓形的輪轂在其內(nèi)部安裝時(shí)整體結(jié)構(gòu)不同,而半圓形軸承在其內(nèi)部受力運(yùn)行狀態(tài)也不同。所以,半軸懸掛式可以大致細(xì)分為全軸懸浮式、半自動(dòng)懸掛式、3/4懸掛式三種不同的傳動(dòng)形式。1.4.2本設(shè)計(jì)中擬采用的半軸設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)采用全浮式半軸設(shè)計(jì),它是目前廣泛采用于中、大型汽車的半軸設(shè)計(jì)方案,有足夠多的車型可供參考借鑒,方案成熟。計(jì)半軸的主要影響尺寸因素也就是它的主要設(shè)計(jì)尺寸和直徑,在我們開始進(jìn)行半軸的設(shè)計(jì)時(shí)首先我們應(yīng)該能夠依據(jù)所需要的半軸對(duì)于周圍環(huán)境運(yùn)行條件及其驅(qū)動(dòng)載荷所使用的情況相同或者最基本接近的與同類型電動(dòng)汽車所使用的相當(dāng)于同一種驅(qū)動(dòng)形式半軸的主要影響因素等方法進(jìn)行測(cè)量分析和設(shè)計(jì)的比較,大致而言我們可以通過考慮如何選擇從整個(gè)半軸驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)以及其布局設(shè)計(jì)的角度來看,首先要考慮如何選擇一種更為恰當(dāng)?shù)陌胼S設(shè)計(jì)半徑,然后對(duì)其進(jìn)行高度的校正考核。確定了全浮式半軸的計(jì)算負(fù)載,初選半軸的杠桿部分及其直徑,計(jì)算半軸的強(qiáng)度和半軸花鍵的強(qiáng)度。1.4.3驅(qū)動(dòng)橋殼選擇本產(chǎn)品的減速器設(shè)計(jì)主要選擇了一種整體型的驅(qū)動(dòng)橋殼,因?yàn)檫@種整體型的減速器在安裝上就已經(jīng)能夠很好地承載高強(qiáng)度垂直運(yùn)行的載荷,承載力很強(qiáng),同時(shí)可以有效促進(jìn)各種主減速器的維修、裝配及調(diào)節(jié)愈加方便。依據(jù)中型貨車的特殊性,以及整體型橋殼的優(yōu)點(diǎn),本次設(shè)計(jì)將會(huì)選擇一種整體型驅(qū)動(dòng)橋殼。2主減速器計(jì)算校正核2.1輪胎外徑的確定本設(shè)計(jì)中卡車的參數(shù)如下表2-1所示。表2-1設(shè)計(jì)中型卡車的基本參數(shù)表名稱代號(hào)參數(shù)驅(qū)動(dòng)形式4x2裝載質(zhì)量/t8.510總質(zhì)量/t16發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率/kW及轉(zhuǎn)速/r/minPemax/99kW/3000rpm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩/N.m及轉(zhuǎn)速/r/minTemax/373N.m/1300rpm輪胎型號(hào)8.25-20變速器傳動(dòng)比igi7.64i1.0最高車速/km/hV85由上述圖表我們得知裝載動(dòng)力車的輪胎型號(hào)分別是8.25-20，其中20個(gè)是集線器的名義尺寸d，單位分別是英寸。8.25是輪胎的長(zhǎng)度和寬度b，單位也是英寸。b是各種集線器的邊緣高度。(以下計(jì)量單位mm),如下圖所示:圖2-1輪胎的斷面圖輪胎斷面寬高比H/B的兩位百分?jǐn)?shù)表示為系列數(shù)，例如H/B為0.88,0.82，0.80，0.70，0.60，0.50時(shí)，則分別稱其為88，82，80，70，60,50系列，轎車多采用的其后三種系列。商用車輪胎的高寬比為:有內(nèi)胎的為0.95;無內(nèi)胎為0.85。載貨式汽車輪胎在各種類型汽車輪胎的造型設(shè)計(jì)中所有這些需要用戶選用的各種類型輪胎一般都已經(jīng)是可以采用的,但也是會(huì)有一種輪胎黑色花紋加深輪胎造型特殊黑色花紋輪胎帶有載貨式這種輪胎的可以選擇[劉惟信版《汽車設(shè)計(jì)》書目列表2-20],型號(hào)一般在列表中所示范圍內(nèi)為11.00-20,可以幫助檢測(cè)者看到各種輪胎的外徑以圓孔徑和直徑分別表示為:Dr=974mm2.2主減速比的確定主減速比各個(gè)參數(shù)會(huì)直接地對(duì)至主減速器的結(jié)構(gòu)種類的確定、當(dāng)一個(gè)變速器保持在最高檔位所帶來的燃油經(jīng)濟(jì)性和最高車速等因素產(chǎn)生決定。i0的選取是應(yīng)該考慮到在進(jìn)行一輛汽車總傳動(dòng)系統(tǒng)和整體傳動(dòng)價(jià)格之間的相當(dāng)于iT一起依靠整車總傳動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)計(jì)算公式來決定。我們可以利用不同i0下各種功率平衡值的平衡圖來分析研究i0下各種功率平衡值的平衡圖來分析研究。將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)體系的參數(shù)進(jìn)行最優(yōu)匹配選擇i0,這樣就能夠讓汽車獲得了最高的動(dòng)力效果和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于擁有大功率的汽車、長(zhǎng)途汽車，特別是對(duì)競(jìng)爭(zhēng)汽車來說，如果發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率是Pemax和其旋轉(zhuǎn)速度是np，這些車應(yīng)該可以保證最高速度Vamax。此時(shí)按i0值確定。i0=0.377rr式中rr——車輪的滾動(dòng)半徑，單位為m，，rr=Dr2=0.49Vamaxig?——傳輸?shù)淖罡邆鲃?dòng)比；np把rt=0.49m、np=3000r/min、Vmax=85km/h、ig?=1.0帶入式（2.1主減速器從齒輪的扭矩計(jì)算及負(fù)荷的大小決定一般用于汽車引擎的最大扭矩和傳動(dòng)。輪關(guān)系的最高檔齒輪傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩相相互配合時(shí)和其在驅(qū)動(dòng)輪的受力打滑兩種應(yīng)力條件下,作用于汽車主和副減速器從動(dòng)變換齒輪的扭矩（Tje、Tjφ）最小的是大型貨物運(yùn)輸車輛和小型越野旅行車輛的最高齒輪扭矩。TTje=TemaxTjφ=G2式中Temaxin——從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪的時(shí)間計(jì)算，主軸驅(qū)動(dòng)順減速器和從運(yùn)動(dòng)輪到齒輪的徑向傳遞系數(shù)的關(guān)系被認(rèn)為是最低的。in=i0ηT——上述各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成部分的功能為,取ηT=0.9;K0——n——這輛車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)量是n=1。G2——汽車在高速運(yùn)行時(shí)，會(huì)滿載驅(qū)動(dòng)橋供水。平場(chǎng)地上的最高負(fù)荷，Nφ——輪胎附著能力系數(shù),對(duì)于沒有安裝普通電動(dòng)輪胎的大型高速公路用車和汽車,取值為φ=0.85;rr——車輪的滾動(dòng)半徑，單位為m；ηLB，iLB——分別可以用下式表示為由于我們所說的需要計(jì)算得出來的一個(gè)驅(qū)動(dòng)減速器從兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的一個(gè)齒輪直接輸送給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的一個(gè)逆向傳動(dòng)輪的工作效率和一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的減速比(如兩個(gè)輪邊的一個(gè)主驅(qū)動(dòng)減速器等),在這里我們可以取ηLB=1，iLB=1。由表2-1中可知，把Temax=373（N.m）代入式（2.3）得：Tje=373N.mx49.51x1x0.9/1Tje=16620.51（N.m）各類汽車軸荷分配范圍如下圖：表2-2橋分配系數(shù)車型空載滿載前軸后軸前軸后軸轎車前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)56%~66%34%~44%47%~60%40%~53%前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)50%~55%45%~50%45%~50%50%~55%后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)42%~59%41%~50%40%~45%55%~60%貨車4x2后輪單胎50%~59%41%~50%32%~40%60%~68%4x2后輪雙胎，長(zhǎng)頭、短頭卡車44%~49%51%~55%27%~30%70%~73%4x2后輪雙胎，平頭車49%~54%46%~51%32%~35%65%~68%6x4后輪雙胎31%~37%63%~69%19%~24%76%~81%本文所要為您量身設(shè)計(jì)的滿載汽車車型一般都是4x2或者后輪上安裝的雙胎,平頭四輪汽車,滿載期間汽車前軸的最大高度承受扭力負(fù)荷比例范圍一般為32%~35%,取34%;其中前輪后軸滿載比例范圍為65%~68%,取66%。根據(jù)設(shè)計(jì)要求所給出的發(fā)動(dòng)機(jī)功率數(shù)值查詢相關(guān)的中型貨車（如一汽解放J6L中卡輕量化140馬力5.7米欄板載貨車）得知此設(shè)計(jì)中的中型貨車滿載時(shí)總質(zhì)量G為9.8噸，可以求得前軸載荷G1和后軸載荷G2。G1=0.34xG=0.34x9.8t=3.33t（2.4）G2=0.66xG=0.66x9.8t=6.47t（2.5）把式（2.4）和式（2.5）的值代入式（2.3）可得Tjφ=6.47x10^4x9.8x0.85x0.49Tjφ=264085.99Nm（2.6）取Tjmin(Tjφ、Tje),即Tjmin=16620.51Nm為強(qiáng)度計(jì)算中用于驗(yàn)算主傳動(dòng)減速器從驅(qū)動(dòng)齒輪最大受到應(yīng)力的計(jì)算載荷。通過控制主軸和減速器平均扭力計(jì)算轉(zhuǎn)矩可用公式表示為

Tjm=Ga+G式中:Ga——汽車滿載總重9.8xGT——所牽引掛車的最大滿載負(fù)荷為總重,單位是n,僅適合在牽引機(jī)上使用,故可以取GT=0fR——道路上的滾動(dòng)和速度阻力系數(shù),載貨車輛的阻力系數(shù)為0.015~0.020;按實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初選fR=0.018fH——這是汽車在正常高速行駛中所可能需要的平均重力攀登對(duì)上爬坡度和速度的制動(dòng)能力作用系數(shù)。貨車和其他類型城市的公交車和汽車通常一般采用初值取0.05~0.09,初值系數(shù)采用fH=0.08fPfP=1100當(dāng)fP=502.09>16時(shí)，直接按0計(jì)算rr，iLB，ηLB，n，Temax代入式（2.7）可得：Tjm=46118.41Nm（2.9）主動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)矩Tz=Tjmini0ηG式中：Tz——主動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩Tjmin——為在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度應(yīng)力計(jì)算中廣泛使用的原來用于驗(yàn)證齒輪主軸從減速器負(fù)載到齒輪驅(qū)動(dòng)器從齒輪的最大運(yùn)動(dòng)應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算器的載荷i0——主傳動(dòng)比ηG——主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率，采用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，去95%。Tz=2699.89Nm(2.11)2.3主減速器齒輪參數(shù)的選擇2.3.1齒數(shù)的選擇主動(dòng)傳遞齒輪的減速傳遞傳動(dòng)齒數(shù)大于z1一般不少于6，此處從動(dòng)傳遞齒輪z1=7，z2=z1i0=45.36，取z2=46，修正傳動(dòng)比i0=6.57；2.3.2計(jì)算節(jié)圓直徑節(jié)圓的轉(zhuǎn)矩長(zhǎng)度一般來說是我們依靠從主驅(qū)動(dòng)錐到主軸齒輪中所受的需要時(shí)間承受的壓力計(jì)算轉(zhuǎn)矩(也可參見以下一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式2.2,式2.3中我們選取二者中較小的一個(gè)轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)值作為確定計(jì)算值的依據(jù))按照以下的一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式我們可以進(jìn)行篩選并得出:D2=KD23T式中：D2——從可轉(zhuǎn)動(dòng)錐軸到齒輪的最大軸末端處部分的一個(gè)有限的角分度圓的齒輪直徑（mm）；KD2——直徑系數(shù)，一般為13.0~15.3，此處選1Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，單位為Nm，取Tjθ，Tje得到D2=382.80mm，初選為383.00mm。2.3.3齒輪端面模數(shù)的選擇按式mt=D2/z2算出從驅(qū)動(dòng)齒輪的最大端模量，mt=10mm。2.3.4計(jì)算齒面寬度主減速器螺旋錐齒輪齒面寬度的經(jīng)驗(yàn)公式：F=0.155D2=59.365mm，可初取F2=60mm。2.3.5螺旋錐齒輪螺旋方向主動(dòng)齒輪可作為左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn),從動(dòng)齒輪可作為右轉(zhuǎn),以使兩個(gè)齒輪之間的軸向力相互斥離。2.3.6選擇螺旋角其中螺旋角度應(yīng)該是足夠大以便于使得齒面上的重疊系數(shù)mF≥1.25。由于mF越大,其傳動(dòng)也就越加平穩(wěn),所以噪聲要求也越低。螺旋角通常選取35°。2.3.7齒輪法向壓力角法向壓力夾角大一些時(shí)候可以提高輪齒的強(qiáng)度,滿足在不發(fā)生直接剪切情況下降低齒數(shù)。對(duì)于圓弧齒錐式傳動(dòng)齒輪,從動(dòng)軸到驅(qū)動(dòng)齒輪的壓力偏差一般采用20°或20°30'，此處初選為20°。2.4主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算2.4.1主減速器螺旋圓柱形齒輪幾何大小尺寸計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸的計(jì)算 表2-3單級(jí)別主減速器齒輪幾何大小尺寸計(jì)算使用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)72從動(dòng)齒輪齒數(shù)463大端模數(shù)10.004齒面寬=605齒頂高系數(shù)?0.856頂隙系數(shù)c?=0.1887螺旋方向小齒輪右旋，大齒輪左旋8工作齒高h(yuǎn)17.009法向壓力角aa=20°10螺旋角ββ=35°11軸交角∑=90°續(xù)表2-3序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果12大端分度圓直徑ddd13分錐角δδ2=∑δ1δ214大端錐距R=0.5d2/sin(∑-R=232.65mm15大端齒距P=πP=31.42mm16大輪齒頂高??a217小齒輪頂高??a1=118齒頂間隙c=cc=1.88mm19全齒高h(yuǎn)=hg+h=18.88mm20齒根高h(yuǎn)hhf1=hf2=14.1921齒根角ΘΘΘf1=1.62Θf222頂錐角δδδa1δa223根錐角δδδf1δf224齒頂圓直徑ddda1=94.34da2=463.7125冠頂距AAAa1=228.15Aa2=22.8226大齒輪理論弧齒厚SS27大端理論弧齒厚s2=s1=7.57s2=23.852.4.2主減速器螺旋圓柱齒輪強(qiáng)度測(cè)量校正考核主減速器齒輪的幾何計(jì)算完成后，根據(jù)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，保證足夠的強(qiáng)度、壽命和安全可靠的動(dòng)作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前，首先應(yīng)該知道齒輪的破壞形態(tài)及其影響因素。螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算：（1）用于主減速器螺旋錐齒輪驅(qū)動(dòng)的機(jī)械強(qiáng)度計(jì)算以牙齒長(zhǎng)度為單位的圓周體應(yīng)力如圖2-2所示（2.13）式中：——N/mm為單位齒長(zhǎng)上的一個(gè)圓周體應(yīng)力，N/mm；P——作用在傳動(dòng)齒輪上的一個(gè)圓周力,N,按照發(fā)動(dòng)機(jī)的最大旋轉(zhuǎn)扭力和最大附著扭力矩兩種不同的載荷下所需要的工況來計(jì)算;F——從動(dòng)齒輪齒寬，及=b=60。圖2-2主動(dòng)錐齒輪受力圖按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：p=Temax?得到一檔在重載貨車一檔較高速度時(shí)的動(dòng)力計(jì)量單位在車輪齒長(zhǎng)上的單位圓周驅(qū)動(dòng)力p許=1429N/mm。式（2.14）中經(jīng)過計(jì)算得表示出來的力矩?cái)?shù)值通常低于p許，所以能滿足要求,雖然在最終達(dá)到附著點(diǎn)時(shí)力矩下降所產(chǎn)生的扭矩p很大，但由于對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向扭矩的有效約束p最大僅大約為1429N/mm。（2）輪齒彎曲強(qiáng)度的計(jì)算汽車用主減速器的螺旋圓柱形齒輪輪牙的計(jì)算彎曲應(yīng)力公式為σw=2?103?T?K0式中：K0————尺寸系數(shù)==0.792；——根據(jù)軸承載荷的運(yùn)動(dòng)來分配功率系數(shù),當(dāng)一個(gè)傳動(dòng)齒輪軸承采用一個(gè)騎馬式支撐軸承的運(yùn)動(dòng)模式時(shí),＝1.10～1.25,模數(shù)大于等于1.6時(shí)取為1.1；——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取1；——端面模數(shù)，。=10；——齒面寬度，；——齒輪齒數(shù)；T——齒輪所受的轉(zhuǎn)矩，對(duì)于從動(dòng)齒輪：；J——計(jì)算彎曲應(yīng)力擠壓作用下的流體綜合應(yīng)力系數(shù),見設(shè)計(jì)圖2-3。圖2-3彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J由上述如下所示即可以檢測(cè)到:一個(gè)小的齒輪傳動(dòng)系數(shù)0.260,一個(gè)大的齒輪傳動(dòng)系數(shù)0.186;把這些已知的函數(shù)代入式(2.15)就可以得:σw1=2?103? σw2=2?103?（3）輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）為：σj=Cpd12?T1j式中：Cp——為采用鋼制大型齒輪傳動(dòng)副所需要采用的最大彈性阻力系數(shù),對(duì)于鋼齒輪副取232.6；K0，Km，Kv——見式（2-19）下的說明，即K0=1，Km=Ks——尺寸系數(shù)，它已經(jīng)充分考慮了傳動(dòng)齒輪的直徑大小和齒輪尺寸對(duì)其材料淬透性的直接影響,在我們目前缺乏相關(guān)實(shí)際操作應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的特殊條件下,可以考慮采用1Kf——Tz——用來計(jì)算各種應(yīng)力的綜合關(guān)系,見表3.2所示,可以檢查的J=0.140圖2-4接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù)J按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得：σje=Cp按發(fā)動(dòng)機(jī)平均輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得：σjm=Cp汽車齒輪的主軸和減速器的齒輪傳動(dòng)機(jī)可以在齒輪的修正上使用齒軸接觸應(yīng)力。大約表示公式為:因此在每當(dāng)按式(2.2),(2.3)中針對(duì)當(dāng)小齒輪進(jìn)行校準(zhǔn)計(jì)算時(shí)，齒輪的接觸應(yīng)力約為2800，小于2800，因此齒輪校正結(jié)果的評(píng)估成功。因此，根據(jù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的平均齒輪輸入扭矩計(jì)算，允許的平均接觸應(yīng)力約為1750，小于1750，因此滿足設(shè)計(jì)要求。2.5主減速器齒輪用原材料和熱處理由于齒輪驅(qū)動(dòng)，橋接齒輪處于各種各樣的工作壓力環(huán)境中。中所需要承受的載荷壓力和齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度都可能是與不同傳動(dòng)系統(tǒng)和系統(tǒng)的其他錐齒輪部件相比，負(fù)荷移動(dòng)量大，作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，負(fù)荷強(qiáng)度變化多，帶來強(qiáng)烈沖擊是一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)。其機(jī)械損傷表示的主要類型包括相對(duì)于齒輪主軸根部的彎曲或間接折斷、齒輪內(nèi)側(cè)表面的各種疲勞斑（剝離）、磨損或直接擦傷。根據(jù)這些實(shí)際情況，對(duì)于齒輪驅(qū)動(dòng)橋和齒輪的具體材質(zhì)和熱處理性的要求我們認(rèn)為應(yīng)該及時(shí)采取以下保護(hù)措施:(1)具備較高疲勞彎曲耐磨強(qiáng)度，具有抗疲勞、抗疲勞、抗疲勞強(qiáng)度和良好的印刷齒齒輪表面耐磨性。在各種使用情況下刷牙齒輪的表面材料均應(yīng)保證具有比較高硬度;(2)輪齒的與中心連接處結(jié)構(gòu)應(yīng)保證具備適當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)柔韌性和未來足以滿足外力沖擊時(shí)的載荷,避免外力沖擊使在載荷下的傳動(dòng)輪齒留在中心處一部分被折斷;(3)鋼材在冶煉、熱處理、切削這些工藝處理中性能良好,熱處理后的鋼材變形或者特別是它的變形過程規(guī)律較大,很容易受到溫度影響,從而大幅度提高該工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量水平、減少該產(chǎn)品的生產(chǎn)時(shí)間、生產(chǎn)成本和環(huán)境排放的污染物總量。(4)在選用用于齒輪材料的合金零件與我國的實(shí)際相符。汽車中的主減速器使用的是螺旋圓錐齒輪和差速器使用的垂直齒圓錐形傳動(dòng)齒輪,現(xiàn)在有使用滲碳合金的鋼材制造的。用于齒輪的鋼材是20cmnti。齒輪滲碳型鋁合金鋼作為材料制造的傳動(dòng)齒輪，經(jīng)過多次的齒輪滲碳、淬火、回?zé)?，牙齒的中央表面彈性硬度一般來說應(yīng)該至少能夠直接達(dá)到58~64hrc,而由于輪齒中央的零部件模量硬度相對(duì)較低,所以當(dāng)一個(gè)輪齒的中央端面彈性模量的硬度系數(shù)大于>8時(shí)為29～45hrc。由于新圓錐齒輪的機(jī)械接觸和摩擦潤(rùn)滑不良，正常運(yùn)行初期操作的齒輪咬合、咬死或輪齒摩擦結(jié)構(gòu)而使傳動(dòng)性受到嚴(yán)重破壞,防止早期輪齒的磨損,圓錐新型齒輪的每一個(gè)傳動(dòng)副(或只是僅僅一個(gè)大型圓錐齒輪)均須首先進(jìn)行一次高溫?zé)崽幚砑敖?jīng)過多次高溫保護(hù)。磨削和切割加工(其中一些例如用于研磨齒或者是用于匹配對(duì)齒研磨)后均可直接給予與一定的鍍銅涂層厚度0.005~0.010的二次鍍銅進(jìn)行磷化加工處理或者直接采用二次鍍銅、銅焊、鍍錫。這種材料的表面不僅補(bǔ)償了作為一個(gè)部件的厚度公差和尺寸，也不能作為替代使用。油的潤(rùn)滑劑。對(duì)齒表面應(yīng)該進(jìn)行一次噴丸處理,這樣就盡量延長(zhǎng)壽命達(dá)到25%左右。對(duì)于一些平行比率和轉(zhuǎn)矩很大的傳動(dòng)齒輪,為了增強(qiáng)它們的耐磨性能,可以對(duì)這些傳動(dòng)齒輪進(jìn)行一定程度的滲硫處理。由于傳統(tǒng)的滲硫法在熱處理中工作的過程中溫度較低,故不易引起傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的變形。由于滲硫后的摩擦力系數(shù)能夠得到由于明顯減少，即使?jié)櫥ぷ鞯臈l件比較差，也有助于防止齒輪因咬傷、粘合、摩擦造成的損傷。2.6主減速器錐軸承的負(fù)載計(jì)算2.6.1錐齒輪齒面上的作用力這樣的高速齒輪驅(qū)動(dòng)在高速動(dòng)作時(shí)，相互之間嚙齒結(jié)合的兩個(gè)不同齒面相互作用從而產(chǎn)生了一種無法互相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力。該種傳動(dòng)工作模式中的傳動(dòng)力大致由兩種方法可以被簡(jiǎn)單地分解為沿兩個(gè)傳動(dòng)軸和一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線方向的相對(duì)圓周傳動(dòng)力、沿兩個(gè)傳動(dòng)軸的一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線的垂直方向相對(duì)徑向傳動(dòng)力、沿著垂直于兩個(gè)傳動(dòng)軸的一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線的相對(duì)徑向傳動(dòng)力。由于它的齒寬是在中點(diǎn)固定位置的徑向圓周的應(yīng)力、由于它的齒寬是在中點(diǎn)固定位置的徑向圓周的應(yīng)力使用公式可以表示。A=2Tdm（式中：——作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見式；——該齒輪在其牙齒面積為寬中心點(diǎn)處的一個(gè)分度小橢圓直徑;對(duì)于一個(gè)螺旋圓錐齒輪（2.18）式中：式中：——主、從到驅(qū)動(dòng)齒的表面寬中點(diǎn)之間的分度圓；——從動(dòng)齒輪齒寬；——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑；——主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；——從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角?？梢詮墓剑?.18）計(jì)算：60.97，400.68。按式(2.17)要求選擇了一個(gè)由軸的主動(dòng)軸減速器和錐齒輪和減速軸承在主動(dòng)軸和錐齒輪軸承中心與主動(dòng)軸承之間的中心圓周承受力A1=2×16620.5160.97=545.20N，主動(dòng)軸和錐齒輪在主動(dòng)軸寬和軸承中點(diǎn)之間的中心圓周承受力A1=A2=（2）齒輪上的軸向力和徑向力計(jì)算公式：主動(dòng)齒輪公式：軸向力公式：Aaz=Acosβ徑向力公式：ARz=Acosβ從動(dòng)齒輪公式：軸向力公式：Aac=Acosβ徑向力公式：ARc=Acosβ由上面可得：Aaz=413.84N;ARz=182.08N;A當(dāng)一個(gè)新的錐齒輪在表面上所需要接受的齒輪圓周運(yùn)動(dòng)力、軸向運(yùn)動(dòng)力和齒輪的徑向運(yùn)動(dòng)力在通過矢量計(jì)算基本確定后，基于主驅(qū)動(dòng)減速器這一齒輪的圓錐軸承在其布置運(yùn)動(dòng)方式和軸承尺寸,即我們可以直接設(shè)計(jì)求出該一個(gè)齒輪的錐軸承在其上所需要接受的受力負(fù)載，如圖2-5所示。圖2-5單級(jí)齒輪主驅(qū)動(dòng)減速器齒輪軸承的尺寸配置方框圖。軸承A、B、C、D的徑向載荷分別為：RRARRB=RRC=RRD=軸承A、B、C、D的軸向載荷分別為：RaA=AazRaB=0NRaC=AacRaD=0N3差速器相關(guān)參數(shù)計(jì)算校核3.1差速器齒輪主要參數(shù)選擇3.1.1行星齒輪數(shù)n行星式齒輪系數(shù)n需要根據(jù)其承載條件情況進(jìn)行選擇,本設(shè)計(jì)中的差速器適用于貨車,承載比較大,n取行星齒輪球面半徑R行星型齒輪的球面半徑是反映差速器圓錐齒輪間節(jié)距的尺寸大小及其承載力,可以通過更具有實(shí)用性的經(jīng)驗(yàn)方法來進(jìn)行確定。Rb=Kb在下列計(jì)算公式(3.1)中，Kb為一個(gè)行星齒輪的球面長(zhǎng)度和半徑的系數(shù)，Kb=2.5-3.0,對(duì)于一輛可以攜帶四個(gè)不同行星傳動(dòng)齒輪的大型電動(dòng)乘用車和一輛小型電動(dòng)商務(wù)車則只取一個(gè)數(shù)的最低值,此處我們可以直接取Kb為2.5；為了方便使自動(dòng)差速器系統(tǒng)能夠精確計(jì)算轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)Td，Td=min[Tjθ，Tje]=16620.51Nm;R行星齒輪節(jié)的圓錐距A0A0=(0.98~0.99)R由（3.2）公式得A0=62.524~63.162mm，取A0=3.1.3行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)z為了使各齒輪具有較高的動(dòng)力學(xué)強(qiáng)度希望我們可以選擇采取較大的模量級(jí),但是其尺寸也可能會(huì)隨之變小,于是再次提出要求每一顆行星齒輪的模量級(jí)都應(yīng)該是采取少些,但是，一般不能低于10。其中，半軸式的齒輪控制是14～25。大部分汽車的半軸驅(qū)動(dòng)齒輪和行星傳動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)比都是1.5~2.0之間。為了使兩個(gè)或四個(gè)行星式差速齒輪可以同時(shí)與兩個(gè)半軸式差速齒輪相互嚙合,兩半軸式差速齒輪的傳動(dòng)系數(shù)及其重量必須盡可能被兩個(gè)行星式差速齒輪的傳動(dòng)系數(shù)全部進(jìn)行了整除,否則差速齒輪就無法對(duì)其進(jìn)行任何的裝配。我們選取為10,為20。3.1.4行星式齒輪與半軸式傳動(dòng)齒輪的各節(jié)錐夾角γ1、γγγ2由上式得γ1=26.57°、γ錐齒輪大端得端面模數(shù)m為m=2A由上式得m=5.64，按照GB/T12368-1990標(biāo)準(zhǔn)選擇m=6。3.1.5壓力角α在差速器中涉及傳動(dòng)工作的齒輪普遍使用的壓力夾角是指齒長(zhǎng)度為22、低壓力系數(shù)0.8。3.1.6行星齒輪軸承的直徑d和支撐長(zhǎng)度L行星齒輪軸直徑d為d=T0x式中，T0為齒輪差速器行星外殼向齒輪驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)所傳遞的齒輪旋轉(zhuǎn)矩（Nm）；n為各個(gè)支撐行星的半軸齒輪直徑系數(shù);rd為半軸軸在行星上的齒輪從各個(gè)支撐體行星表面中點(diǎn)至行星錐頂之間的移動(dòng)距離，約等于為半軸軸在行星上的齒輪直徑在較寬區(qū)域中點(diǎn)上的位置平均等于圓柱形齒輪直徑的一半;σc為了充分保證各個(gè)支撐體在表面上所允許的最大擠壓力和應(yīng)力，取98MP行星齒輪在軸上得支撐長(zhǎng)度L為L(zhǎng)=1.1d(3.6)由上式得L=27.89mm。3.2差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算差速器傳動(dòng)齒輪的大小受到了結(jié)構(gòu)上的限制,而且軸承那往往是不切實(shí)際的性嚙合式傳動(dòng)狀態(tài)，只有在汽車進(jìn)入彎道或左、右輪胎之間行駛在不同的道路上，或是單側(cè)車輪打滑打滑時(shí)，才會(huì)有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于通貨緊縮齒輪，主要應(yīng)該進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。牙齒彎曲應(yīng)力σσw=2Tc在公式中，n為各個(gè)行星的齒輪參數(shù);J為該項(xiàng)的綜合系數(shù)；b2、d2分別是半軸和齒輪的齒寬以及它們的大端分度橢圓的直徑(mm);Tc為半軸的齒輪來計(jì)算旋轉(zhuǎn)矩(N.m)，Tc=0.6T0;kv、ks、km根據(jù)主減速器的齒輪力學(xué)強(qiáng)度所計(jì)算出的有關(guān)數(shù)值進(jìn)行選擇。當(dāng)T0=min[Tjθ，Tje]時(shí)，許用應(yīng)力[σw]=980MPa;當(dāng)T3.3差速器直齒圓錐齒輪參數(shù)表3-1差速器齒輪幾何大小尺寸計(jì)算使用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)：=102半軸齒輪齒數(shù)：=203模數(shù)：=6mm4齒面寬：b1=b2=（0.25～0.30）5齒工作高：=1.6=1.6×6=9.6mm6齒全高：=1.788+0.051=1.788×6+0.051=10.779mm7壓力角：α=22°30′8軸交角：∑=90°9節(jié)圓直徑：==6×10=60mm==6×20=120mm10節(jié)錐角：=arctan(/)=arctan(10/20)=26.57°=arctan(/)=arctan(20/10)=63.43°11節(jié)錐距：=63mm12周節(jié)：=3.1416=3.1416×6=18.85mm13齒頂高：?'1=-=6.465mm=[0.430+]=3.135mm14齒根高：=1.788-=1.788×6-6.465=4.263mm=1.788-=1.788×6-3.135=7.593mm15徑向間隙：=-=10.779-9.6=1.179mm續(xù)表3-1序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果16齒根角：=arctan(/)=arctan(4.263/63)=3.87°=arctan(/)=arctan(7.593/63)=6.87°17面錐角：=+=26.57°+6.87°=33.44°=+=63.43°+3.87°=67.0°18根錐角:=-=26.57°-3.87°=22.7°=-=63.43°-6.87°=56.56°19外圓直徑：=+2cos=60+2×6.465×cos26.57°=71.56mm=+2cos=120+2×3.135×cos63.43°=122.80mm20節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離：=/2-sin=120/2-6.465×sin26.57°=57.11mm=/2-sin=60/2-3.135×sin63.43°=27.20mm21理論弧齒厚：=-=18.85-8.35=10.00mm=/2-(-)tan-=18.85/2-2×(6.465-3.135)tan22°30′-(-0.05×6)=8.35mm22齒側(cè)間隙：B=0.12(選取)23弦齒厚：SX1=續(xù)表3-1序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果24弦齒高：=+cos=6.465+[10.00/4×60]×cos26.57°=6.84mm=+cos=3.135+[8.35/4×120]×cos63.43°=3.20mm4車輪傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)4.1車輪傳動(dòng)裝置的功用接收從差速機(jī)輸出的扭矩和驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。對(duì)于不連續(xù)或半軸的非連續(xù)的汽車橋，該齒輪驅(qū)動(dòng)裝置。4.2半軸支承型號(hào)半軸因此位于車輪上。內(nèi)部末端的受力支撐運(yùn)動(dòng)方式而不同,又或者可以依次劃分分別為半自動(dòng)懸掛式、3/4浮式和完整的半懸掛式?，F(xiàn)在的電動(dòng)汽車已經(jīng)基本全部采用了全整體浮動(dòng)式和半整體懸掛式兩種浮動(dòng)支撐結(jié)構(gòu)形態(tài)。全自動(dòng)浮式半徑聯(lián)軸器主要廣泛應(yīng)用于總負(fù)載質(zhì)量相對(duì)比較高的大型商業(yè)運(yùn)輸車輛。本次項(xiàng)目的設(shè)計(jì)主要是對(duì)中型客運(yùn)卡車的半軸驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，充分考慮了卡車的載重能力和整個(gè)卡車的橋梁結(jié)構(gòu)和成本，設(shè)計(jì)了全軸懸浮式半軸支撐。4.3全浮式半軸計(jì)算載荷的確定全方位浮動(dòng)半軸載荷力矩計(jì)算器中車輪的半軸載荷值和力矩值也可以直接用來進(jìn)行計(jì)算=12m2/式中：G2——汽車在高速或汽車滿載行駛情況下需要給予一個(gè)高速驅(qū)動(dòng)橋可以供給車速水平高于地面的最高驅(qū)動(dòng)負(fù)荷;m2/轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力系數(shù);——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)；——車輪的滾動(dòng)半徑；=0.5×1.2×6470×9.8×0.49×0.85=15845.16Nm4.4半軸強(qiáng)度計(jì)算半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：=16/≤[]（4.2）式中：——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力；——半軸計(jì)算轉(zhuǎn)矩；——半軸桿部直徑；[]——半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力，可取為[]=500～700MPa。=15845.16××16/(3.14×50.7)=619.53MPa≤[]=500～700MPa4.5全浮式半軸桿部直徑的選擇半軸桿部直徑：=(2.05～2.18)3M?=2.15×315845.16=55式中：d——半軸棒部直徑；M?4.6半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理為了使花鍵的內(nèi)徑不致過多地小于半軸的桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設(shè)計(jì)得粗一些，并且適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)增多，一般為10～18齒。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞。因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑，這對(duì)減小應(yīng)力集中很有效。過去的半軸一般都有的是直接采用少量帶有含鉻的中性低碳鋁鎂合金鋼,但現(xiàn)在半軸的桿部熱處理主要的還是直到二十世紀(jì)中中下葉都有的是直接采用低碳調(diào)質(zhì)鋼熱處理,調(diào)質(zhì)后的半軸桿部整體硬度一般可以直接達(dá)到388~444hb之間。近十幾年來中高頻溫度淬火鑄造工藝設(shè)備運(yùn)行頻繁。這種光學(xué)處理工藝技術(shù)完全可以有效促進(jìn)性地使半軸整體表面的彈性硬化物質(zhì)層完全具備一個(gè)合適的負(fù)荷重量,因?yàn)檫@些彈性硬化物質(zhì)層的疲勞強(qiáng)度原來就非常高,并且半軸整體表面的硬化殘余物質(zhì)壓力和應(yīng)力也很大,這樣就完全可以有效促進(jìn)半軸疲勞強(qiáng)度與半軸靜穩(wěn)定性大大小幅度地相互增加,尤其特別多的是疲勞強(qiáng)度的大幅提高。5驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇5.1驅(qū)動(dòng)橋殼的功用和設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)車架橋殼的主要作用就是通過橋殼支承并直接保護(hù)兩個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)主軸的減速器、差速器和車架后半軸,使左右兩個(gè)齒輪驅(qū)動(dòng)橋的齒輪之間在相對(duì)的固定位置上得到牢牢地固定;并和從驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳遞到齒輪驅(qū)動(dòng)橋一起,在整個(gè)制動(dòng)過程中完全支承了承載車架和驅(qū)動(dòng)汽車各一個(gè)部分的制動(dòng)總成本和質(zhì)量;并使汽車在高速公路行駛時(shí),承受由于兩個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞而來的對(duì)汽車路面壓力逆轉(zhuǎn)器的作用力和空氣壓縮機(jī)的制動(dòng)力矩,并經(jīng)過驅(qū)動(dòng)車架后半軸傳遞而來到驅(qū)動(dòng)車架。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下要求：（1）可以減小汽車的不同簧載質(zhì)量,這樣有利于減少動(dòng)載荷并且可以提高汽車行駛的平順度（2）保證足夠的離地間隙。（3）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,以利于減少成本。（4）確保主減速器安全、拆卸、調(diào)節(jié)、維護(hù)、保養(yǎng)等操作方便。（5）在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)類型時(shí)一般需要充分考慮汽車的實(shí)際使用場(chǎng)合及其車型5.2驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析驅(qū)動(dòng)式橋殼按其結(jié)構(gòu)形式可以劃分為總成型的橋殼與分段型的橋殼。(1)具備一個(gè)整體性橋梁結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)橋殼型結(jié)構(gòu)是一種橋梁結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)它主要指的是具備一個(gè)高剛性的整體橋梁結(jié)構(gòu)外殼或者說它就是一個(gè)空心梁。按照其主要工藝制造生產(chǎn)工藝技術(shù)和次要生產(chǎn)工藝不同也大致來說可以把其工藝細(xì)分為許多種不同類型的主要鑄造技術(shù)工藝,常見的鑄造類型主要包括有前段成型鋼板整體鑄造、鋼板兩側(cè)擴(kuò)張壓力擠出鋼管沖壓鑄造成型鋼管焊接式、中段成型鋼板整體鑄造焊接后段成型鋼板兩端兩側(cè)擴(kuò)張壓力擠出沖壓鑄造成型鋼管和焊接后段成型鋼板兩端兩側(cè)擴(kuò)張沖壓擠出鋼管沖壓變形成型等多種主要鑄造技術(shù)工藝。而且整體型的鑄造貨車車橋殼雖然其機(jī)械強(qiáng)度與整體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的剛度都是非常高,但是由于它的鑄造質(zhì)量大,加工應(yīng)用范圍多,制造工藝過程復(fù)雜,主要在中、重型專用貨車上廣泛使用。但它的轉(zhuǎn)向簧下結(jié)構(gòu)質(zhì)量相當(dāng)大,對(duì)電動(dòng)汽車高速行駛時(shí)的轉(zhuǎn)向平順度也可能會(huì)相當(dāng)有不良影響。采用一種鋼板橋殼沖壓焊接式和一種鋼板擴(kuò)展成型焊接式的加工形式,由于鋼板橋殼本體質(zhì)量小,材料輕和綜合利用率高,制造成本費(fèi)用低,適合廣泛應(yīng)用于大量貨車生產(chǎn),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造過程中和工藝性能良好,主要特點(diǎn)是鋼板橋殼減速器最大支撐力和剛度好,拆裝、調(diào)整、維護(hù)方便,廣泛在大型小轎車和中、小型公路物流交通運(yùn)輸中的貨車上。(2)橋殼分段式的結(jié)構(gòu)橋殼通常被鋼板分割后形成為兩段,由各種螺栓部件串聯(lián)而起形成的整體結(jié)構(gòu)。分段型的整體鑄鋼結(jié)構(gòu)橋殼比其他的整體型更堅(jiān)固,并且不僅易于加工焊接和強(qiáng)力沖壓也可鑄造,加工簡(jiǎn)單,但是因?yàn)槟p維修不便。在需要拆卸汽檢主軸和減速器的這個(gè)時(shí)候,必須將整個(gè)汽車傳統(tǒng)的齒輪驅(qū)動(dòng)橋自己完全拆卸了。接下來,目前這種拆卸方法已經(jīng)很少被廣泛采用了。本次的重新設(shè)計(jì)主要是對(duì)于中型重載貨車的橋梁驅(qū)動(dòng)橋外殼進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),使用的材料是鋅鋼鑄造成一個(gè)圓形整體的驅(qū)動(dòng)橋梁外殼。6軸承的壽命計(jì)算6.1主減速器軸承的計(jì)算主動(dòng)齒輪軸的強(qiáng)度校核計(jì)算在傳動(dòng)軸主要是承受旋轉(zhuǎn)矩和其他作用,它們的強(qiáng)度和條件如下?！埽郏荩?.1）式中：——軸受到的的扭剪應(yīng)力；——軸傳遞的轉(zhuǎn)矩；——軸的抗扭載面模量，≈0.2mm；——主動(dòng)齒輪軸的初選值。≈0.2=0.2×55=33275mm——軸傳遞的功率，＝99KW；——軸的轉(zhuǎn)速，＝3000r/min；［］——由于軸承所用各種材料需要允許用料的扭剪應(yīng)力,軸承所用材料一般選用45鋼［］＝30～40MPa。τT=TWT=9550×16.2軸承載荷的計(jì)算6.2.1錐齒輪齒面上的作用力這種高速齒輪驅(qū)動(dòng)是在高速工作時(shí),相互之間嚙齒結(jié)合的兩個(gè)不同齒面相互作用從而產(chǎn)生了一種無法互相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)力。該種傳動(dòng)工作模式中的傳動(dòng)力大致由兩種方法可以被簡(jiǎn)單地分解為沿兩個(gè)傳動(dòng)軸和一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線方向的相對(duì)圓周傳動(dòng)力、沿兩個(gè)傳動(dòng)軸的一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線的垂直方向相對(duì)徑向傳動(dòng)力、沿著垂直于兩個(gè)傳動(dòng)軸的一個(gè)齒輪相對(duì)切向傳動(dòng)軸線的相對(duì)徑向傳動(dòng)力。(1)由于它的齒寬是在中點(diǎn)固定位置的徑向圓周的應(yīng)力、由于它的齒寬是在中點(diǎn)固定位置的徑向圓周的應(yīng)力使用公式可以表示。A＝2Td2m（2.17式中：——作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見式；——該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑；對(duì)于螺旋錐齒輪（2.18）式中：——主、從到驅(qū)動(dòng)齒的表面寬中點(diǎn)之間的分度圓?！獜膭?dòng)齒輪齒寬；——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑；——主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；——從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角。由式（2.18）可以算出：60.97，400.68。按式(2.17)選擇了主減速器的齒輪和軸承在主動(dòng)錐齒輪的中心和軸承之間的圓周力A1=2×16620.5160.97=545.20kA1=A2=A=545.20k6.2.2作用在主減速器主、從動(dòng)齒輪上的力主動(dòng)齒輪公式：軸向力公式：Aaz=徑向力公式：ARz=從動(dòng)齒輪公式：軸向力公式：Aac=徑向力公式：ARc=由上面可得：Aaz=413.84kN;ARz=182.08kN;A＝=72.26cos35°cos35==2×16620.51460=72.26kN式中：——主動(dòng)齒輪在距離齒面較大時(shí)在寬中點(diǎn)上產(chǎn)生的圓圈應(yīng)力——從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)處的圓周力；——作用在主動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩；dm——主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)法向壓力角；——從動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)平均壓力角；——主動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角；——從動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角；——主動(dòng)齒輪的根錐角；——從動(dòng)齒輪的根錐角；——主動(dòng)齒輪的節(jié)錐角；——從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角。圖2-5單級(jí)主減速器軸承布置尺寸如上圖所示主動(dòng)齒輪a=50mm,b=30mm,c=80mm,d=300mm則軸承A、B、C、D的徑向載荷公式分別為：RRA=RRB=RRC=RRD=由上式可得RRA=873.19N，RRB=11.62N，RRC=603.28N，軸承A、B、C、D的軸向載荷分別為：RaA=Aaz=413.84N；RaB=0N；RaC=Aac=6.3主動(dòng)齒輪軸承壽命計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算：Q=XR+YA式中：X是徑向系數(shù)；Y是軸向系數(shù)；從軸承接觸負(fù)載的測(cè)量計(jì)算。選擇步驟及其中的接觸載荷承受情況根據(jù)分析方法可知在齒輪減速器與軸承主軸和傳動(dòng)軸的齒輪之間由于b與c和d處只有一個(gè)徑向接觸載荷,故一般建議盡量選用沒有深溝槽的球體式軸承;a連接處于軸的c與d處同時(shí)分別承受接收到的b處軸向接觸載荷和d處徑向接觸載荷,故建議選擇角大于接觸角的球體式軸承QQQQ軸承壽命計(jì)算：L=(C式中：C——額定負(fù)荷N；——溫度系數(shù)；——負(fù)荷系數(shù)；————壽命指數(shù)。L?活動(dòng)齒輪的軸承壽命計(jì)算：LA=(ftLB=(ftLC=(ftLD=(ft通過以上計(jì)算，可以說明該方案設(shè)計(jì)的各種軸承在使用壽命上已經(jīng)達(dá)到我國汽車工程行業(yè)規(guī)定的載重型汽車軸承。使用壽