SUV乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)解析

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1、精品文檔，僅供學(xué)習(xí)與交流，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除 SUV乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) The Design of Drive Axle for SUV Passenger Car 摘 要 驅(qū)動(dòng)橋的基本功用是將傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩增大并適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，其次驅(qū)動(dòng)橋要承受路面和車(chē)架或車(chē)身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力和反作用力矩等。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在驅(qū)動(dòng)橋的基礎(chǔ)上增添了轉(zhuǎn)向的功能，使汽車(chē)按照駕駛員的要求行駛。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的組成包括主減速器、差速器、半軸、等速萬(wàn)向節(jié)和驅(qū)動(dòng)橋殼。驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)傳動(dòng)系中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車(chē)使用性能的好壞，驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)中

2、的重要部件，它承受著來(lái)自路面和懸架之間的一切力和力矩，是汽車(chē)中工作條件最?lèi)毫拥目偝芍唬绻O(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。 本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋各部件的設(shè)計(jì)、計(jì)算和校核，并且繪制了轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的裝配圖，主減速器的從動(dòng)齒輪、半軸齒輪和萬(wàn)向節(jié)等主要部件的零件圖。 關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋，主減速器，差速器，車(chē)輪傳動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)橋殼 Abstract The basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,t

3、hen drive it to the left and right driving wheel; secondly Drive Axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of

4、 the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, Half Axel, universal, Drive Axle Housing, etc. Drive Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Drive Axle is reasonabl

5、e or not, affect the use of the cars. Drive Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its working condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. This article mainly includes

6、 the various parts of the Steering Drive Axle’s design, computation and examination, While the use of CAD software to map out the Steering Drive Axle assembly drawing, the driven gear of the main gear box, gear half shaft, outer axle’s parts diagram, and make their drawings. CAD as a computer-aided

7、design of high-end software, with its powerful assembly management, functional simulation, manufacturing, data management, and is widely used to make parts of the assembly to meet the requirements. Key words: Drive Axle ,Main gear box ,Differential ,Half Axel ,Drive Axle Shell 目 錄 摘 要 I Abstract

8、 II 1 緒 論 1 1.1 前言 1 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 2 1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3 2 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的選型 4 2.1 整車(chē)設(shè)計(jì)基本參數(shù) 4 2.2 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的選型 4 3 主減速器的設(shè)計(jì) 8 3.1 主減速器功用及設(shè)計(jì)要求 8 3.2 主減速器斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 10 4 差速器的設(shè)計(jì) 17 4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 17 4.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) 17 4.3 普通錐齒輪式差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇 20 5 車(chē)輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 22 5.1 半軸的結(jié)構(gòu)形式 22 5.2 萬(wàn)向節(jié)的選擇與計(jì)算 23 6

9、 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 26 結(jié) 論 27 致 謝 28 參考文獻(xiàn) 29 【精品文檔】第 24 頁(yè) 1 緒 論 1.1 前言 驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增扭矩、降轉(zhuǎn)速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)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(chē)輪傳動(dòng)裝置和橋殼等組成。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式可以分為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋兩大類(lèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，就應(yīng)該選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用獨(dú)立懸架時(shí)

10、，則應(yīng)該選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。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(chē)輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)雖然較為復(fù)雜，但可以大大提高汽車(chē)在不平路面上的行駛平順性，減小車(chē)輪和車(chē)橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。因此這種結(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(chē)及一些越野汽車(chē)上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車(chē)或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車(chē)。 1.1.1 本課題要解決的主要問(wèn)題和設(shè)計(jì)總體思路 a. 本課題解決的主要問(wèn)題：設(shè)計(jì)出適合本課題的驅(qū)動(dòng)橋。汽車(chē)傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于汽車(chē)行駛的需要。在一般汽

11、車(chē)的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還不能完全解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車(chē)行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問(wèn)題。首先驅(qū)動(dòng)橋的差速器用來(lái)解決左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪間的轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題和差速要求。其次，需將經(jīng)過(guò)變速器傳來(lái)的動(dòng)力，通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋的主減速器，進(jìn)行進(jìn)一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車(chē)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)合理，首先必須選好傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比，并恰當(dāng)?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動(dòng)橋。 b. 本課題的設(shè)計(jì)總體思路：斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)還要盡量的減輕其重量。所選擇的減速器比應(yīng)能滿足汽車(chē)在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)SUV汽車(chē)而言，由于它們有時(shí)會(huì)遇到坎坷不平的壞路面，要求它們的驅(qū)動(dòng)橋

12、有足夠的離地間隙，以滿足汽車(chē)在通過(guò)性方面的要求。驅(qū)動(dòng)橋的噪聲主要來(lái)自齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件。提高它們的加工精度、裝配精度，增強(qiáng)齒輪的支承剛度，是降低驅(qū)動(dòng)橋工作噪聲的有效措施。驅(qū)動(dòng)橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車(chē)行駛的平順性。 1.1.2 預(yù)期的成果 設(shè)計(jì)出SUV車(chē)型的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，包括主減速器、差速器、半軸、萬(wàn)向節(jié)和橋殼等部件。使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品使用方便，材料使用最少，經(jīng)濟(jì)性能最高。 a. 提高汽車(chē)的技術(shù)水平，使其使用性能更好，更安全，更可靠，更經(jīng)濟(jì)，更舒適，更機(jī)動(dòng)，更方便，動(dòng)力性更好，污染更少。 b. 改善汽

13、車(chē)的經(jīng)濟(jì)效果，調(diào)整汽車(chē)在產(chǎn)品系列中的檔次，以便改善其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)地位并獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益。 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的汽車(chē)依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車(chē)橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。國(guó)內(nèi)車(chē)橋的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車(chē)橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車(chē)和牽引車(chē)在行駛過(guò)程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中。 在結(jié)構(gòu)方面，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高?？傮w而言，汽車(chē)在向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展

14、，要求車(chē)橋趨向于輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長(zhǎng)和低成本生產(chǎn)。 在新政策《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》中，我國(guó)要成為世界主要汽車(chē)制造國(guó)，汽車(chē)產(chǎn)品滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大部分需求并批量進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)；汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)要形成若干馳名的汽車(chē)、摩托車(chē)和零部件產(chǎn)品品牌；通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成幾家具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的大型汽車(chē)企業(yè)集團(tuán)等等。同時(shí)，在這個(gè)新的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)政策描繪的藍(lán)圖中，還包含許多涉及產(chǎn)業(yè)素質(zhì)提高和市場(chǎng)環(huán)境改善的綜合目標(biāo)，著實(shí)令人鼓舞。然而，不可否認(rèn)的是，國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀距離產(chǎn)業(yè)政策的目標(biāo)還有相當(dāng)長(zhǎng)的距離。自1994年《汽車(chē)工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策》頒布并執(zhí)行以來(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有了顯著變化，企業(yè)規(guī)模效益有了明顯改善，產(chǎn)業(yè)集中度有了

15、一定程度提高。但是，長(zhǎng)期以來(lái)困擾中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的散、亂和低水平重復(fù)建設(shè)問(wèn)題，還沒(méi)有從根本上得到解決。多數(shù)企業(yè)家預(yù)計(jì)，在新的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵(lì)下，將會(huì)有越來(lái)越多的汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)按照市場(chǎng)規(guī)律組成企業(yè)聯(lián)盟，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)和資源共享。 1.3 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是為某車(chē)型設(shè)計(jì)合適的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋（包括主減速器、差速器、半軸、萬(wàn)向節(jié)和驅(qū)動(dòng)橋殼），按要求需要完成： 1.主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)半軸、萬(wàn)向節(jié)和橋殼等部分的設(shè)計(jì)和選型； 2.主要參數(shù)設(shè)計(jì)和理論研究； 3.各組成部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 4.做出CAD工程圖。 2 轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析 2.1 基本設(shè)計(jì)參數(shù) 汽車(chē)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)包

16、括尺寸參數(shù)，質(zhì)量參數(shù)和汽車(chē)性能參數(shù)。 汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)有外部輪廓尺寸，軸距，輪距，前懸，后懸，車(chē)頭長(zhǎng)度和車(chē)廂尺寸等。汽車(chē)的質(zhì)量參數(shù)包括整車(chē)整備質(zhì)量，汽車(chē)總質(zhì)量，載客量，軸荷分配等。汽車(chē)性能參數(shù)主要有動(dòng)力性參數(shù)，燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)，通過(guò)性幾何參數(shù)，操作穩(wěn)定性參數(shù)，制動(dòng)性參數(shù)等。 所選車(chē)型以某車(chē)型相關(guān)數(shù)據(jù)為參考。相關(guān)參數(shù)如下： 驅(qū)動(dòng)形式：前置前驅(qū) 最高車(chē)速（km/h）：180 主要幾何尺寸與質(zhì)量： 長(zhǎng)/寬/高(mm)：464018251690 軸距(mm)：2680 輪距（前/后）(mm)：1565/1565 整備質(zhì)量(kg)：1560 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)： 發(fā)

17、動(dòng)機(jī)型式：4G63S4M 4氣門(mén)/自然吸氣/油缸內(nèi)直噴 最大功率（kw）：98/5500 最大扭矩（Nm）：186/4000 0-100km/h加速（s）：14.45 變速器型式：5擋手動(dòng) 懸架（前/后）：麥弗遜式獨(dú)立懸架/四連桿獨(dú)立懸架 制動(dòng)裝置型式（前/后）：通風(fēng)盤(pán)式/盤(pán)式 輪胎類(lèi)型與規(guī)格：225/65 R17 2.2 驅(qū)動(dòng)橋的選型 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋型式應(yīng)為非斷開(kāi)式。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時(shí)，為保證運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，驅(qū)動(dòng)橋型式應(yīng)為斷開(kāi)式。 圖2-1 驅(qū)動(dòng)橋的總體布置型式簡(jiǎn)圖 (a) 普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 (b)帶有擺

18、動(dòng)半軸的非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 (c)斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 2.2.1 方案（一）：非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 圖2-2 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 1— 橋殼 2—主減速器 3—差速器 4—半軸 5—輪轂 普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，如圖2-2，由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，最廣泛地用在各種載貨汽車(chē)、客車(chē)和公共汽車(chē)上，在多數(shù)的越野汽車(chē)和部分轎車(chē)上也采用這種結(jié)構(gòu)。它的具體結(jié)構(gòu)是橋殼是一根支承在左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的剛性空心梁，而齒輪及半軸等所有的傳動(dòng)機(jī)件都裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪及部分傳動(dòng)軸均屬簧下質(zhì)量，使汽車(chē)的簧下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。采用單級(jí)主減速器代替雙級(jí)主減速器可大大減小驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量。采用鋼板沖壓-

19、焊接的整體式橋殼及鋼管擴(kuò)制的整體式橋殼，均可顯著地減輕驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量。 2.2.2 方案（二）：斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 圖2-3 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 1-主減速器 2-傳動(dòng)軸 3-彈性元件 4-減震器 5-車(chē)輪 6-擺臂 7-擺臂軸 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋（如圖2-3）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(chē)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)立懸架相匹配，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(chē)架橫梁或車(chē)廂底板上，或與脊梁式車(chē)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(chē)輪傳動(dòng)裝

20、置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管，作相應(yīng)擺動(dòng)。所以斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋也稱為“帶有擺動(dòng)半軸的驅(qū)動(dòng)橋”【4】。 由于斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋工作可靠，平穩(wěn)性好，查閱資料，參照國(guó)內(nèi)相關(guān)汽車(chē)的設(shè)計(jì),最后根據(jù)某車(chē)型動(dòng)力布置形式（前置前驅(qū)）采用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。其結(jié)構(gòu)如圖2-4所示： 圖 2-4 驅(qū)動(dòng)橋裝配示意圖 3 主減速器設(shè)計(jì) 3.1 主減速器功用及設(shè)計(jì)要求 主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中降低轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪或斜齒圓柱齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪或斜齒圓柱齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減

21、速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車(chē)，其主減速器就采用直齒輪傳動(dòng)而不必改變動(dòng)力方向。由于汽車(chē)在各種道路上行駛時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左、右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。 3.1.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類(lèi)型、減速形式的不同而不同。 （1）斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) 圖3-1 斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) n1—轉(zhuǎn)速 Ft2—切向力 Fr2—徑向力 Fae—軸向力 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要

22、有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。 在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。 為了盡可能抵消主動(dòng)軸上軸承的軸向力，主減速器中基本不用直齒圓柱齒輪而采用斜齒圓柱齒輪。此外，斜齒圓柱齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車(chē)上獲得廣泛應(yīng)用。 哈弗H6為前置前驅(qū)，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置，主減速器的齒輪選用斜齒圓柱齒輪形式（如圖3-1示）。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線相互平行，齒輪是逐漸從一端連續(xù)

23、平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 （2） 結(jié)構(gòu)形式 為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。 按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車(chē)上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車(chē)輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車(chē)和一般輕、中型載貨汽車(chē)。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓柱齒輪（或者一對(duì)圓錐齒輪）組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)方案論證，

24、本設(shè)計(jì)的主減速器結(jié)構(gòu)采用單級(jí)主減速器。其傳動(dòng)比i0一般小于等于7，滿足乘用車(chē)（一般i0=3～4.5）的要求。 3.1.2 主減速器主、從動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及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密切相關(guān)。 （1）主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖3-2主動(dòng)斜齒圓柱齒輪支承形式 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用懸臂式支承結(jié)構(gòu)（如圖3-2示）。支承距離應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70

25、%還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于懸臂長(zhǎng)度尺寸。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緊度有關(guān)。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車(chē)、輕型貨車(chē)的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中 本課題設(shè)計(jì)的主動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承形式選擇懸臂式支承。 （2）從動(dòng)斜齒圓柱齒輪的支承 圖3-3從動(dòng)圓柱斜齒齒輪跨置式支撐形式 c、d—齒輪中心到左、右軸承的距離 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖3-3示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動(dòng)斜齒圓柱齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)

26、肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d應(yīng)不小于從動(dòng)斜齒圓柱齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)使c等于或大于d。 3.2 主減速器斜齒圓柱齒輪設(shè)計(jì) 3.2.1 主減速比i0的確定 主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、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(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比i一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。可利用在不同i0下的功率平衡來(lái)研究i0對(duì)汽車(chē)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i0值，可使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)于SUV汽車(chē)而言，為了獲得較大的足夠的功率儲(chǔ)備

27、，通常按下式確定主減速比i0的大?。? （3-1） 式中： ——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，m； ——最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； ——最高車(chē)速，km/h； ——變速器量高檔傳動(dòng)比； ——分動(dòng)器或加力器高檔傳動(dòng)比； ——輪邊減速器傳動(dòng)比。 查閱哈弗H6的相關(guān)資料，輪胎類(lèi)型與規(guī)格：225/65 R17 其中：225——輪胎名義斷面寬度（mm）； 65——輪胎名義高寬比（扁平率）； R——子午線結(jié)構(gòu)代號(hào)； 17——輪輞名

28、義直徑（in）； 查長(zhǎng)度單位換算表得：1in=25.4mm 因此，輪輞名義尺寸直徑為 17in=25.417mm 所以車(chē)輪的自由半徑為 r=22565%+1725.4/2=362.15mm=0.36215m 對(duì)汽車(chē)作靜力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該用靜力學(xué)半徑；而作動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該選用滾動(dòng)半徑。但通常不計(jì)它們的差別統(tǒng)稱為車(chē)輪半徑r。本設(shè)計(jì)中也認(rèn)為二者數(shù)值相同，即： 查資料得， 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：； 汽車(chē)的最高速度為：； 變速器最高檔的傳動(dòng)比為：。 將數(shù)值代入公式（3-1）得：，為方便計(jì)算取。 3.2.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確

29、定 （1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)齒輪齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce ； (3-2) （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 ； (3-3) （3）按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcf ； (3-

30、4) Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，取186Nm；n為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，取1；i1為變速器1檔傳動(dòng)比，取3.835；為傳動(dòng)效率，取0.9；k為液力變矩器變距系數(shù)，取1；G2為滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷；m2為汽車(chē)最大加速度時(shí)的負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取1.2；為輪胎與路面間的附著系數(shù)，取1；im為主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，取0.96；為主減速器主動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率，取1；Ft為日常汽車(chē)行駛的平均牽引力；i為分動(dòng)器傳動(dòng)比，取1； 汽車(chē)總質(zhì)量ma的計(jì)算： ； (3-5) 式中，m0為汽

31、車(chē)整備質(zhì)量，取1560kg；n為載客數(shù)，取5；為行李系數(shù)，取10。 代入公式（3—1），。 動(dòng)載系數(shù)kd的計(jì)算：經(jīng)計(jì)算，所以fj=0，則kd=1。 將以上參數(shù)代入公式(3—2)、(3—3)和(3—4)得： Tce=2921.004Nm，Tcs=4721.372Nm，Tcf=786.895Nm。 3.2.3 主減速器斜齒圓柱齒輪的主要參數(shù)選擇 （1）主、從動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒數(shù)z1和z2的選擇及齒輪的材料選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器，首先根據(jù)主減速器傳動(dòng)比i0的大小選擇主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。為了使磨合均勻，z1和z2之間應(yīng)避免公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)應(yīng)

32、不小于40，對(duì)于轎車(chē)應(yīng)不小于50。取z1=9，則z2=94.55=40.95，取z2=41。 驅(qū)動(dòng)橋斜齒圓柱齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。主減速器斜齒圓柱齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求： 1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 2）齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。 3）鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。 4）選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬

33、、硅等元素的合金鋼。 汽車(chē)主減速器斜齒圓柱齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%～1.2%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類(lèi)材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層的剝落。 為改

34、善新齒輪的磨合，防止其在使用初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，斜齒圓柱齒輪在熱處理以及精加工后，作厚度為0.005～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性【5】。 選擇齒輪材料：主、從動(dòng)齒輪均選用20CrMnTi鋼，作滲碳淬火處理，硬度56～62HRC。 彎曲疲勞極限應(yīng)力和接觸疲勞極限應(yīng)力分別為430、1500。 （2）斜齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于齒輪轉(zhuǎn)速比較高，故選用硬齒面。 先按齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再校核齒面接觸強(qiáng)度，設(shè)計(jì)步驟如下： A、齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度

35、設(shè)計(jì) a、小齒輪彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) (3-6) 1）計(jì)算載荷系數(shù)： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取使用系數(shù)kA=1.5；動(dòng)載系數(shù)kv=1.1； K=kAkVkFαkFβ=1.51.11.41.35=3.1185。 2）小齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： T1=Tcf/i0=786895/4.55=172939.9Nmm。 3）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取齒寬系數(shù)=1。 4）選取螺旋角=15o。 5）當(dāng)量齒數(shù)zV==9.99。 6）差機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取齒形系數(shù)YFa=3.37；應(yīng)

36、力校正系數(shù)YSa=1.44。 7）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取斜齒輪傳動(dòng)的端面重合度=1.67。 8）斜齒輪的縱向重合度： =0.318z1an=0.92。 9）查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)取螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.88。 將以上參數(shù)代入公式（3—6），得：mn≥3.949,取mn=4.5。 則中心距: 螺旋角： 按公式計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑： 計(jì)算齒輪寬度： b=d1=1.241.94=50.328mm，圓整后取B2=53mm，B1=60mm。 圓柱主、從動(dòng)斜齒齒輪各參數(shù)見(jiàn)表3-1： 表3-

37、1 圓柱主、從動(dòng)斜齒齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 主動(dòng)斜齒圓柱齒輪 從動(dòng)斜齒圓柱齒輪 螺旋角 15o327 法面模數(shù) 4.5 端面模數(shù) 4.66 法面壓力角 20 端面壓力角 20o397 分度圓直徑 41.94 191.06 基圓直徑 39.24 178.78 齒頂高 4.95 4.95 齒根高 5.175 5.175 齒頂圓直徑 51.84 200.96 齒根圓直徑 31.59 180.71 齒寬 60 53 當(dāng)量齒數(shù) 9.995 45.531 B、校核齒面接觸

38、疲勞強(qiáng)度 由公式 ≤ (3-8) 式中：—斜齒圓柱齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，； ——主動(dòng)斜齒圓柱齒輪分度圓直徑，取41.94mm； ——主、從動(dòng)斜齒圓柱齒輪齒面寬較小值,取53mm； ——載荷系數(shù)，取3.1185； ——斜齒輪的端面重合度，=1.67； ——齒數(shù)比，取4.55； ——區(qū)域系數(shù)，取值為2.42； ——主動(dòng)斜齒圓柱齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，T=172939.9Nmm； ——彈性影響系數(shù)，，取值為189.8； 將各公式代入公式（3-8），得： 故接觸疲勞強(qiáng)度也是足夠的。 4 差速器

39、的設(shè)計(jì) 汽車(chē)在行使過(guò)程中，左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)滾過(guò)的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車(chē)輪上的負(fù)荷不均勻而引起車(chē)輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不相等。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車(chē)輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車(chē)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車(chē)輪間都裝有輪間差速器。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其

40、結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。 4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個(gè)半軸齒輪，4個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車(chē)多采用2個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)行星齒輪的差速器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車(chē)上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車(chē)、客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上．有些越野汽車(chē)也采用了這種結(jié)構(gòu)，但用到越野汽車(chē)上需要采取防滑措施。例如加進(jìn)摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操

41、縱的、能強(qiáng)制鎖住差速器的裝置—差速鎖等。 4.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) a) 行星齒輪數(shù)n 通常情況下，行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來(lái)選擇，在承載不大的情況下n可取2個(gè)，反之取4個(gè)。對(duì)于SUV車(chē)型，取n=4。 b) 行星齒輪球面半徑 行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力。由經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定 （4-1） 式中： ——行星齒輪球面半徑系數(shù)，一般，對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的乘用車(chē)取最大值3.0； ——差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm，取 2921.00

42、4Nm； 將各參數(shù)代入式（4-1），得： =42.884mm 預(yù)選行星齒輪節(jié)錐距A0為: 42.455mm 取。 c）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)z1和z2 為了使輪齒有較高的強(qiáng)度，需要取較大的模數(shù)，但尺寸又會(huì)增大，于是又要求行星齒輪齒數(shù)應(yīng)取少些，但z1一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)z2在14～25選用。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比z2/ z1在1.5～2.0的范圍內(nèi)。且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除。初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比z2/ z1=1.5，半軸齒輪齒數(shù)z2=16，行星齒輪的齒數(shù) z1=10。 d）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1、γ2

43、及模數(shù)m 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角γ1、γ2分別為 （4-2） （4-3） 將各參數(shù)分別代入式（4—2）與式（4—3），得： 錐齒輪大端的端面模數(shù)m為 （4-4） 將各參數(shù)代入公式（4-1），得 考慮到差速齒輪彎曲應(yīng)力的校核，取m=4.5。 e)壓力角 汽車(chē)差速齒輪大都采用壓力角=22。30′，齒高系數(shù)為h*a=0.8,齒隙系數(shù)c*=0.3的齒形。

44、 f)行星齒輪軸直徑d和行星齒輪軸支承長(zhǎng)度L 行星齒輪軸直徑d（mm）為： d=()1/2 （4-5） 式中： T0—差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩，2921.004Nm； n—行星齒輪數(shù)，4； rd—行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，取28.666mm； []—支承面許用擠壓應(yīng)力，取69 ； 將各參數(shù)代入式（4-5）中，有： d=18.32mm 行星齒輪軸支承長(zhǎng)度 ： L=1.1d=20.15mm 計(jì)算半軸齒輪與行星齒輪參數(shù)，列表如下 表4

45、-1 汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 1 行星齒輪齒數(shù) Z1=10 2 半軸齒輪齒數(shù) Z2=16 3 模數(shù) m=4.5 4 齒面寬 ，取F=12mm 5 齒工作高 6 齒全高 7 壓力角 8 軸交角 9 節(jié)圓直徑 ， 10 節(jié)錐角 ， 11 節(jié)錐距 12 周節(jié) 13 齒頂高 ， 14 齒根高 ， 15 徑向間隙 16 齒根角 ， 17 面錐角 ， 18 根錐角 ， 19 外圓直徑 ，d02= 20 節(jié)錐頂

46、點(diǎn)至齒輪外緣距離 ， 21 理論弧齒厚 ，S2=， 22 齒側(cè)間隙 0.13（高精度） 4.3 普通錐齒輪式差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動(dòng)狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算。輪齒彎曲應(yīng)力（）為 （4-6） 式中： N——行星齒輪數(shù)目,4； J——綜合系數(shù)，取0.225； Z2——半軸齒輪齒數(shù)1

47、6； m——半軸齒輪模數(shù)，4.5mm； T——半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm），T=0.6 T0 /n； K0——超載系數(shù)，取1； F——齒面寬，F(xiàn)=（0.25～0.30）A0； ——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理等有關(guān)，當(dāng)模數(shù)m≥1.6mm時(shí)， ==0.65。 ——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用跨置式支承時(shí)，取1.00～1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪采用跨置式支承時(shí)，取1.10～1.25，支承剛度大時(shí)取小值。此處取1.0。 ——質(zhì)量系數(shù)，取1。 極限彎曲應(yīng)力[]=980 ； 將各參數(shù)代入式（4-6）中，有： =651.2＜[]=980 ； 所以齒輪彎曲強(qiáng)度滿足要求。

48、 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 5 車(chē)輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于汽車(chē)傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置且多采用等速萬(wàn)向節(jié)。 5.1 半軸的結(jié)構(gòu)形式 半軸根據(jù)其車(chē)輪端的支撐方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式，如圖5-1所示。 圖 5-1 半軸結(jié)構(gòu)形式 全浮式半

49、軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連接，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支撐在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上。理論上來(lái)說(shuō)，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其它反力和彎矩全部由橋殼或車(chē)身來(lái)承受。 本次設(shè)計(jì)采用全浮式半軸。 5.1.1 半軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算 全浮式半軸的計(jì)算載荷： （5-1） 式中，G2為汽車(chē)總重在驅(qū)動(dòng)輪上的靜負(fù)荷，取10429.65N；為負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，取1.2；為附著系數(shù)，取0.8；rr為車(chē)輪滾動(dòng)半徑,取0.36215m。 代入數(shù)

50、據(jù)， 全浮式半軸桿部直徑可按下式初步選取 （5-2） 式中，d為桿部直徑（mm）；M為半軸計(jì)算直徑，為1813.007Nm；K為直徑系數(shù)，取2.05—2.18。 代入數(shù)據(jù)，得24.996mm26.582mm；出于對(duì)安全系數(shù)以及半軸強(qiáng)度的較核的考慮，取d=32mm。 半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： （5-3） 代入數(shù)據(jù)，得=3

51、42.2MPa＜500MPa。 半軸的扭轉(zhuǎn)角為： （5-4） 式中，為扭轉(zhuǎn)角；為半軸長(zhǎng)度，近似為700mm；G為材料的切變膜量，取為8.410N/mm；Ip為半軸斷面的極慣性矩，，所以=10.8o 。 5.2 萬(wàn)向節(jié)的選擇與計(jì)算 對(duì)于又要轉(zhuǎn)向又要驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪需要隨汽車(chē)行駛的軌跡而改變方向，這時(shí)多采用球籠式或球叉式等速萬(wàn)向節(jié)，其最大夾角即車(chē)輪的最大轉(zhuǎn)角可達(dá)。Birfield型球籠式等速萬(wàn)向節(jié)的工作角可達(dá)，承載能力及耐沖擊能力強(qiáng)（有6個(gè)鋼球

52、同時(shí)承載），傳動(dòng)效率高，尺寸緊湊，安裝方便，因此得到廣泛的應(yīng)用。所以本次設(shè)計(jì)選用Birfield型球籠式等速萬(wàn)向節(jié)。 圖5-1 Birfield型球籠式等速萬(wàn)向節(jié) 球籠式等速萬(wàn)向節(jié)的失效形式主要是鋼球與接觸道表面的疲勞點(diǎn)蝕，在特殊情況下，因熱處理不當(dāng)、潤(rùn)滑劑不良或溫度過(guò)高等也會(huì)因磨損而損壞。由于星形套滾道接觸點(diǎn)的縱向曲率半徑小于外半軸滾道的縱向曲率半徑，所以前者上的接觸橢圓比后者上的要小，即前者的接觸應(yīng)力大于后者，因此控制鋼球與星形套滾道表面的接觸應(yīng)力，并以此來(lái)確定萬(wàn)向節(jié)的承載能力。對(duì)于Birfield型球籠式萬(wàn)向節(jié)，以與星形套連接軸的直徑作為萬(wàn)向節(jié)的基本尺寸， 即

53、 （5-5） 式中，——萬(wàn)向節(jié)的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nmm）， = 1460502Nmm； ——使用因素。對(duì)于無(wú)振動(dòng)的理想傳動(dòng)取1.0，有輕微振動(dòng)的取1.2～1.5，有中等振動(dòng)的取1.7～2.0，振動(dòng)十分嚴(yán)重的取2.7～3.6。取=1.7。 所以 ，=30.5。 由于Birfield型球籠式萬(wàn)向節(jié)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化如表5-1，故由文獻(xiàn)[4]查表取=31.8；鋼球個(gè)數(shù)；鋼球直徑d=23.812；星形套最大直徑37.16，最小直徑37.22；槽距13；花鍵齒數(shù)為18；球形

54、殼外徑為115。球形殼和星形套采用制造，并且經(jīng)滲碳、淬火、回火處理；選用軸承鋼球，材料為。 表5-1 球籠萬(wàn)向節(jié)的系列數(shù)據(jù) 軸頸直徑 in 0.750 0.875 0.937 1.000 1.125 1.250 1.500 1.750 2.000 mm 19.1 22.2 23.8 25.4 28.6 31.8 38.1 44.5 50.8 鋼球直徑 in 9/16 21/32 0.7087 3/4 27/32 15/16 9/8 21/16 3/2 mm 14.288 16.699 18.000 19.050 2

55、1.431 23.812 28.575 33.338 38.100 星 形 套 最大直徑 mm 22.42/ 22.35 26.67/ 26.59 26.67/ 26.59 30.48/ 30.35 33.15/ 33.02 37.16/ 37.08 46.10/ 45.97 53.34/ 53.24 60.45/ 60.33 最小直徑 mm 20.22/ 20.09 24.67/ 24.56 24.69/ 24.56 25.53/ 25

56、.40 30.61/ 30.48 33.35/ 33.22 41.28/ 41.15 48.08/ 47.96 54.10/ 53.98 槽距 mm 22.75/ 45.5 22.75/ 45.5 22.75/ 45.5 20/40 20/40 13/26 10.5/ 21 9/18 8/16 花鍵數(shù) 19 23 23 23 25 18 18 18 18 球形外殼 mm 70 81 88 92 103 115 137

57、 160 182 6 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋殼的主要作用是支承汽車(chē)質(zhì)量，并承受由車(chē)輪傳來(lái)的路面反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車(chē)架（或車(chē)身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。驅(qū)動(dòng)橋殼既是傳力件又是承載件，因此驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計(jì)要求： 1.足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。 2.保證足夠的強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車(chē)行使平順性。 3.保證足夠的離地間隙。 4.結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低。 5.保護(hù)裝于其上的傳動(dòng)系部件和防止泥水浸入。 6.拆裝、調(diào)整、維修方便【4】。 由于某車(chē)型采用的是承載式車(chē)身，作用在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的

58、牽引力、制動(dòng)力、側(cè)向力和垂直力由車(chē)身承擔(dān)，因此橋殼的強(qiáng)度無(wú)需校核。 結(jié)論 本課題設(shè)計(jì)的是SUV車(chē)型的驅(qū)動(dòng)橋，采用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主減速器造價(jià)低廉、工作可靠。 設(shè)計(jì)介紹了轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計(jì)算了主減速器、差速器、半軸以及萬(wàn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和尺寸，進(jìn)行了強(qiáng)度校核，并運(yùn)用繪圖軟件繪制了有關(guān)零件圖、裝配圖和工程圖。 本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車(chē)變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。 但此設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照

59、以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來(lái)了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問(wèn)題，做得還不夠仔細(xì)，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正。 致謝 三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)總算是結(jié)束了，不管怎么說(shuō)，自己在這三個(gè)月的忙碌中還是有所收獲的。 我做的課題是汽油動(dòng)力SUV乘用車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，剛看到看個(gè)題目時(shí)，自己對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的概念還不是很清楚，所以一點(diǎn)頭緒都沒(méi)有。通過(guò)到實(shí)驗(yàn)室里去看實(shí)物，通過(guò)王老師的講解，加上自己看書(shū)，又在網(wǎng)上看了大量的視頻資料，終于有了驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)思路。對(duì)于具體的細(xì)節(jié)問(wèn)題，涉及到一些經(jīng)驗(yàn)方面的問(wèn)題，王老師總是不厭其煩的講解，直到我聽(tīng)懂為止，我被王老師的這種敬業(yè)精神深深感動(dòng)。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我查手冊(cè)的能力

60、得到了很大的提高，也養(yǎng)成了一絲不茍的工作習(xí)慣。以前總是用一種浮躁的態(tài)度來(lái)對(duì)待自己的事情?，F(xiàn)在不同了，通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，我可以很平靜地進(jìn)行計(jì)算和繪圖，一點(diǎn)急躁的情緒都沒(méi)有，這可能是做畢業(yè)設(shè)計(jì)給我留下的最為寶貴的東西，這對(duì)我以后的工作大有裨益。 感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，特別是機(jī)電學(xué)院的各位老師，為我打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝機(jī)電學(xué)院和中原工學(xué)院四年來(lái)對(duì)我的教育。 參考文獻(xiàn) [1] 編委會(huì).汽車(chē)工程手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2001 [2] 聞幫椿主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第5版)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010 [3] 陳家瑞,汽車(chē)構(gòu)造[M].北京:人民交通出版社,2005 [4] 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 [5] 王愛(ài)珍.工程材料與成形技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [6] 大連理工工程圖學(xué)教研室.機(jī)械制圖[M]第六版. 北京：高等教育出版社，2007. [7] 汽車(chē)標(biāo)準(zhǔn)匯編(2000～2004) [M].中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心標(biāo)準(zhǔn)研究所,2005