轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋設(shè)計(共48頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 乘用車斷開式驅(qū)動橋設(shè)計 學(xué) 生：張萬軍 學(xué) 號： 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級：05級2班 指導(dǎo)教師：郭翠霞 四川理工學(xué)院機(jī)電工程系 二OO九年六月 附表2： 四 川 理 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 設(shè)計（論文）題目： 某乘用車斷開式驅(qū)動橋設(shè)計 系：

2、 機(jī)械學(xué)院 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計與制造 班級： 學(xué)號： 學(xué)生： 張萬軍 　 指導(dǎo)教師： 郭翠霞 接受任務(wù)時間2009年3月2日 教研室主任 （簽名）　　系主任 （簽名） 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及基本要求 (1)基本設(shè)計參數(shù) 設(shè)計數(shù)據(jù)參看桑塔納轎車 （2）主要內(nèi)容及基本要求 根據(jù)車輛技術(shù)參數(shù)確定驅(qū)動橋設(shè)計方案，對所設(shè)計的驅(qū)動橋進(jìn)行計算說明及校核，完成

3、驅(qū)動橋總裝配圖，最后完成總裝配圖一張，主要零件圖2-3張，設(shè)計說明書一份。 2．指定查閱的主要參考文獻(xiàn)及說明 [1]臧杰,閻巖.汽車構(gòu)造[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005,8. [2]王望予主編.汽車設(shè)計[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2004,8. [3] 劉澤九.軸承應(yīng)用手冊[S]. 北京.機(jī)械工業(yè)出版社1996.3 [4]《汽車工程手冊編輯》委員會.汽車工程手冊[S]. 北京.人民交通出版社.2001.5 [5]劉濤主編.汽車設(shè)計[M].北京大學(xué)出版社,2008,1. 3．進(jìn)度安排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱資料，學(xué)習(xí)與設(shè)計產(chǎn)品有關(guān)的基本知

4、識 3月2日—3月15日 2 完成主要設(shè)計計算，確定主要結(jié)構(gòu)形式 3月16日—4月5日 3 進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計 4月6日—5月10日 4 完成設(shè)計計算說明書的編寫 5月11日—5月24日 5 設(shè)計圖紙與說明書的校對 5月25日—5月30日 摘 要 本文主要是桑塔納2000汽車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。對于乘用車的前驅(qū)，既要滿足轉(zhuǎn)向的要求，又要滿足驅(qū)動的要求。因此，為該車前輪設(shè)計轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋是很又必要的。要滿足這兩項(xiàng)要求該車橋的半軸分為內(nèi)外兩半，通過萬向節(jié)連接，實(shí)現(xiàn)等角速傳動轉(zhuǎn)矩。而主銷也分為上下兩段以滿足轉(zhuǎn)向的要求。本文主要對轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋各個部件進(jìn)行設(shè)計、計算、校核，同時繪出

5、了轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的裝配圖，外半軸、主減速器的主從動齒輪的零件圖。本次設(shè)計過程豐富了我的知識，使我對汽車零件的設(shè)計又了一個更深層次的了解。 關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋；底盤；主減速器； Ⅰ 專心---專注---專業(yè) ABSTRACT ThThis article mainly describes steering driving axle of the All-terrain vehicle Santana2000. Santana2000, this kin

6、d of all-terrain vehicle uses a four-wheel drive. The front wheel of this vehicle not only must atisfiedly steering request, but also must satisfy the actuation the request. Therefore, it is vital to design changes driving axle for this vehicle front wheel. The shaft divides into two parts, which ar

7、e inside one and outside one. The joint connects the two parts to satisfy the constant angular velocity driving torque. And the pin also divides into two part ,to satisfy the request of steering. This article mainly design the various parts of the steering driving axle, such as designing, the compu

8、tation, the examination. The process of this design has enriched my knowledge, and enabled me a deeper understanding of the design of automobile components and parts. Key words: steering driving axle ,chassis, main gear box Ⅱ 目 錄 摘要 Ⅰ ABSTR

9、ACT Ⅱ 第1章 緒論 1 1.1 第一章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案擬定 3 1.2 第二章 主減速器設(shè)計 5 2.1.1 確定主減速器傳動比 5 2.1.2 確定主減速器型式 6 2.1.3 主減速器齒輪類型 6 2.1.4 主減速器錐齒輪支承型式 7 2.2.1 主減速器計算載荷的確定 8 2.2.2 主減速器基本參數(shù)的選擇 9 1.2.3 主減速器齒輪的幾何尺寸計算 12 2.2.4 主減速器齒輪的強(qiáng)度計算 14 2.2.5 強(qiáng)度計算后的尺寸調(diào)整 16 2.3 準(zhǔn)雙曲面齒輪材料 16 2.4 主減速器的潤滑 17 1.2 第三章 差速器設(shè)計 18 3.1

10、 差速器結(jié)構(gòu)型式的選擇 18 3.2 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 18 3.3 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計 19 3.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 19 3.3.2 差速器齒輪的幾何計算 21 3.3.3 差速器齒輪的強(qiáng)度計算 24 1.2 第四章 半軸設(shè)計 26 4.1. 半軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 26 4.2 半軸的設(shè)計計算 26 4.3 半軸桿部直徑的初選 26 4.4 半軸的強(qiáng)度計算 26 4.5 半軸的材料與熱處理 27 1.2 第五章 萬向節(jié)設(shè)計 29 5.1 萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)選擇 29 5.1 萬向節(jié)的設(shè)計計算 29 5.1 萬向節(jié)的材料及熱處理

11、29 1.2 第六章 驅(qū)動橋殼設(shè)計 30 6.1 鑄造整體式驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu) 31 6.2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計算 32 第6章 結(jié)論 33 6.1 致謝 34 參考文獻(xiàn) 35 附錄A：裝配圖（A0） 附錄B：零件圖1 (減速器主動齒輪軸(A2)) 附錄C：零件圖2 （右半軸軸圖(A3)） 附錄D：優(yōu)化設(shè)計（Matlab） 緒 論 汽車驅(qū)動橋位于傳動系的末端。其基本功用是增扭、降速和改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動軸或直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動車輪；其次，驅(qū)動橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動力矩和反作用力矩

12、等。驅(qū)動橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動裝置和橋殼組成。 設(shè)計驅(qū)動橋時應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求： 1） 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 2） 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性的要求。 3） 齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 4） 在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動效率。 5） 具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。 6） 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)。 7） 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)

13、整方便。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋兩大類。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨(dú)立懸架時，應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋，稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動橋；當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨(dú)立懸架時，則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋，稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但大大提高了汽車在不平路面上的行駛平順性。 本次設(shè)計預(yù)期達(dá)到如下目標(biāo)： 1）掌握轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋工作參數(shù)及原理 2)設(shè)計保證汽車動力性和方向穩(wěn)定性要求 3）保證安全可靠的前提下，降低制造成本，并要求使用，維護(hù)，安裝 設(shè)計要求 Ⅰ 車型：乘用車 Ⅱ 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)： 1.車型：桑塔納2000GLS； 2.空載質(zhì)量：107

14、0kg 前：536.51kg　后：533.49kg； 3.滿載質(zhì)量：1370kg 前：686.93kg　后：683.07kg； 4.輪距：前：1414mm　后：1422mm； 5.最高車速：180km/h　最大爬坡度：大于30%； 6.傳動系最小傳動比：3.455　主減速器傳動比：4.444； 7.額定功率：72kw（最高車速時r/min時）； 8.最大轉(zhuǎn)矩：155Nm（1200－1400r/min時）； 9.輪胎規(guī)格：195/70R 14 85H Ⅲ 附件要求： 1.裝配圖一張； 2.軸圖一張； 3.齒輪圖一張。 第一章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案擬定 轎車多采用前置發(fā)動機(jī)前

15、乾驅(qū)動的布置型式，其前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動橋，稱為轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋。顯然，在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋的驅(qū)動車輪傳動裝置中，半軸需采用分段式的并用萬向節(jié)聯(lián)接起來，以便使轉(zhuǎn)向車輪能夠轉(zhuǎn)向。通常是在半軸與主銷兩者的中心線交點(diǎn)處裝用一個等速萬向節(jié)，如圖1-1所示。 圖1-1 轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋示意圖 1-主減速器；2-主減速器殼；3-差速器；4-內(nèi)半軸；5-半軸套管；6-萬向節(jié)；7-轉(zhuǎn)向節(jié)軸；8-外半軸；9-輪轂；10-輪轂軸承；11-轉(zhuǎn)向節(jié)殼體；12-主銷；13-主銷軸承；14-球形支座 通常，轎車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋是斷開式的。斷開式驅(qū)動橋必須與獨(dú)立懸架相匹配。當(dāng)左、右驅(qū)動車輪經(jīng)各自的獨(dú)立懸架直接與承載式車身或車架相

16、聯(lián)時，在左、右轉(zhuǎn)向驅(qū)動車輪之間實(shí)際上沒有車橋，但在習(xí)慣上仍稱為斷開式車橋，轎車的前轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋多采用這種結(jié)構(gòu)，如圖1—2所示 1-主減速器；2-半軸；3-彈性元件；4-減振器；5-車輪；6-擺臂；7-擺臂軸 圖1-2 由于要求設(shè)計的是乘用車的前驅(qū)動橋，因?yàn)椴捎锚?dú)立懸架，也考慮乘用車的舒適性和運(yùn)動的協(xié)調(diào)性，選用斷開式驅(qū)動橋。這種驅(qū)動橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動車輪與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可獨(dú)立地分別相對于車架或車身作上下擺動，車輪傳動裝置采用萬向節(jié)傳動。 汽

17、車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，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及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上

18、 圖1-3 第二章 主減速器設(shè)計 2.1　主減速器的結(jié)構(gòu)形式 2.1.1 確定主減速器傳動比 主減速比i。、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷，是主減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計時就確定。 主減邊比i。的大小，對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸及重量影響很大。主減速比i。的選擇，應(yīng)在汽車的總體設(shè)計時和傳動系的總速比(包括變速器、分動器或加力器、驅(qū)動橋等傳動裝置的速比)一起，由汽車的整車動力計算來確定。正如傳動系的總速比及其變化范圍（）為設(shè)計傳動系總成部分的重要依據(jù)一樣，驅(qū)動橋的主減速比i。是主減速器的設(shè)計依據(jù)，是設(shè)計主減速器時

19、的原始參數(shù)。 對于具有很大功率儲備的小轎車、長途公共汽車，尤其是對于競賽汽車來說，在給定發(fā)動機(jī)最大功率N的情況下，所選擇的值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速V。 這時值應(yīng)該下式來確定： =0.377 （2-1） 式中：——車輪的滾動半徑(米)； ——最大功率時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)／分)； ——最高車速(公里劉、時)； ——變速器最高檔速比，通常為1 由此可得，主減速器傳動比： =0.377×=4.444 2.1.2 確定主減速器型式

20、 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。 驅(qū)動橋中主減速器、差速器設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作平穩(wěn)，噪音小。 c）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動協(xié)調(diào)。 d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。 e）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便 單級主減速器因?yàn)榫呓Y(jié)構(gòu)最簡單，制造工藝簡單，成本較低等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于傳動比小于7的汽車上。由給定的條

21、件可知，=4.44＜7，故而采用單級主減速器。 圖2-1 中央單級主減速器 2.1.3 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用弧齒錐齒輪傳動，其特點(diǎn)是主、從動齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。準(zhǔn)雙曲面齒輪與弧齒錐齒輪在外形上一般是很相似的，但它們之間有很重要的區(qū)別。準(zhǔn)雙曲面齒輪的小輪軸線相對于大輪軸線向下或向上偏移。即小輪和大輪軸線既不相交，又不平行。因此，這種結(jié)構(gòu)使車輛有較低的重心和較大的地隙；在工作中，準(zhǔn)雙曲面齒輪比弧齒錐齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)且噪聲低，承裁能力也較高。 2.

22、1.4 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式 　　　 圖2-2　主動錐齒輪懸臂式支承　　　　　　圖2-3　主動錐齒輪跨置式 圖2-4　從動錐齒輪支撐形式 主動錐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2-3示）?？缰檬街С惺怪С袆偠却鬄樵黾?，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的1／30以下．而主動錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高10%左右。但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以選用跨置式。 從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖2-5示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子

23、大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪背面的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)不小于從動錐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)是c等于或大于d。 2.2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 2.2.1 主減速器計算載荷的確定 1. 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Tce 從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩Tce Tce= （2-2） 式中： Tce—計算轉(zhuǎn)矩，； Temax—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；Temax =145 n—計算驅(qū)動橋數(shù)，1； if—變速器傳動比，

24、if=3.455； i0—主減速器傳動比，i0=4.444； η—變速器傳動效率，取η=0.9； k—液力變矩器變矩系數(shù)，K=1； Kd—由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)，Kd=3； i1—變速器最低擋傳動比，i1=3.455； 代入式（2-1），有： Tce=20768.35 2. 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 ——汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，前橋所承的負(fù)荷=6860.93N; ——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般

25、輪胎的公路用車，取=1.25；對于越野汽車取1.0；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取1.25; ——車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為195/70R 14 85H，則車輪滾動半徑為0.2948m； m——汽車最大加速度時的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車：m=1.2?1.4；取1 ，——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0.9，由于沒有輪邊減速器i取0.57 所以==7083.34 2.2.2 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)和、從動錐齒輪大端分度圓直徑、端面模數(shù)、

26、主從動錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。 1. 主、從動錐齒輪齒數(shù)和 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，，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)度對于商用車一般不小于6。 4）主傳動比較大時，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，和應(yīng)有適宜的搭配。 根據(jù)以上要求，這里取=10 =45，能夠滿足條件：+=55〉50 2. 從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對于單級主減速器，增大尺寸會影響驅(qū)動橋殼的離地間隙，減

27、小又會影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 （2-4） ——直徑系數(shù)，一般取13.0～15.3； ——從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，，為Tce和Tcs中的較小者。 所以 =（13.0～15.3）=（249.66～293.83） 初選=250 則=/=250/45=5.56 參考《機(jī)械設(shè)計手冊》選取6，則=270 根據(jù)=來校核=6選取的是否合適，其中=（0.3～0.4） 此處，=（0.3～0.4）=（5.76～7.68），因此滿足校核條件。 3. 主，從動錐齒輪齒

28、面寬和 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會降低。 對于從動錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： =0.=41.85 在此取45 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒

29、面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常使小齒輪的齒面比大齒輪大10%，在此取=50 4.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1.25，在1.5～2.0時效果最好，但過大，會導(dǎo)致軸向力增大。 汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°～40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取40°。 5. 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

30、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)。 6. 法向壓力角 法向壓力角大一些可以提高齒輪的強(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，并使齒輪的端面重合度下降。對于弧齒錐齒輪，乘用車的а一般選用14°30’或16°,商用車的а為20°或22°30’。這里取а＝16° 對于雙曲面齒輪，從動齒輪兩側(cè)壓力角是相同的，但主動齒輪輪齒兩

31、側(cè)壓力角不等。選取平均壓力角時，乘用車為19°或20°。這里選20° 7.雙曲面齒輪副偏移距E 選擇雙曲面齒輪的偏移距E時，對小轎車、輕型載重汽車的主減速器來說，E不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距A。的40％(接近于從動齒輪節(jié)圓直徑D的20％)，而對載重汽車，越野汽車和公共汽車等重負(fù)荷傳動，E則不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距A。的20％(或取E值為從動齒輪節(jié)圓直徑D的10一20％，且一般不應(yīng)超過12％)。傳動比越大則偏移距E也應(yīng)愈大，大傳動比的雙曲面齒輪傳動，偏移距E可達(dá)從動齒輪節(jié)圓直徑的20?30％。但當(dāng)偏移距E太子從動齒輪節(jié)因直徑的20％時，應(yīng)檢查根切是否存在。 。 這里取E=0.1D=0.1×

32、270=27㎜ 雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種。由從動齒輪的錐頂向其齒面看去，并使主動齒輪處于右側(cè)。如果主動齒輪在從動齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動齒輪處于左側(cè)，則情況相反，圖2—6a、b為主動齒輪軸線下偏移情況，圖2—6c、d為主動齒輪軸線上偏移情況。 圖2-5 雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向 a），b）主動齒輪軸線下偏移 c），d）主動齒輪軸線上偏移 2.2.3 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 表2-1 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項(xiàng)目 計算

33、公式 計算結(jié)果 1 主動齒輪齒數(shù) Z 10 2 傳動齒輪齒數(shù) Z 45 3 端面模數(shù) m 6㎜ 4 齒面高 F=0.155D; F≤10m F=41.85㎜ 5 齒工作寬 h=Hm H=1.680 h=10.08㎜ 6 齒全高 h= Hm H=1.865 h=11.19㎜ 7 發(fā)向壓力角 16 8 軸交角 =90 9 節(jié)圓直徑 d=m Z;d= m Z d=60㎜ d=270㎜ 10 節(jié)錐角 arctan =90°- 12.53° =77.47° 11 節(jié)錐距 A== A1=138.2

34、8㎜ A2=138.29㎜ 12 周節(jié) t=3.1416 t= 18.85 13 齒頂高 h= h- h; h=Km K=0.250 h= 8.58㎜ 14 齒根高 h= h- h; h= h-h h= 2.61㎜ h= 9.69㎜ 15 徑向間隙 c=h-h c= 1.11㎜ 16 齒根角 = 1.0812° = 4.0082° 17 面錐角 r= r+δ2 r= r+δ1 r= 13.6112° r= 81.4782° 18 根錐角 r= r-δ1 r= r-δ2 r=11.4488° r=73.

35、4618° 19 齒頂直徑 = d= 65.10㎜ d= 275.19㎜ 20 節(jié)錐頂點(diǎn)至 齒輪外緣距離 A= 29.43㎜ A= 133.08㎜ 21 理論弧齒厚 S=0.888 S= 13.52㎜ 22 齒側(cè)間隙 B=0.178～0.228 B=0.2㎜ 23 螺旋角 =40° 24 螺旋方向 在一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使兩齒輪的軸向力由相互斥離的趨勢 25 驅(qū)動齒輪 小齒輪 26 旋轉(zhuǎn)方向 向齒輪背面看去，通常主動齒輪為順時針，傳動齒輪為逆時針 2.2.4 主減速器圓弧錐齒

36、輪的強(qiáng)度計算 在選好主減速器齒輪的主要參數(shù)后，應(yīng)根據(jù)所選的齒形計算錐齒輪的幾何尺寸，對其強(qiáng)度進(jìn)行計算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命。在進(jìn)行強(qiáng)度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 1.單位齒長圓周力 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 N／mm (2-5) 式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計算，N； F——從動齒輪的齒面寬，在此取45mm. 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時：

37、 N／mm （2-6） 式中：——發(fā)動機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取145； ——變速器的傳動比，在此取3.455； d——主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取60mm. 按上式 N／mm 按驅(qū)動輪打滑的轉(zhuǎn)矩計算時： N／mm （2-8） 式中： ——汽車滿載狀態(tài)下一個驅(qū)動橋的靜負(fù)荷，在此取6869.3N； ——輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取0.85： ——輪胎的滾動半徑，在此取0.295m 按上式= 91.18N／mm 在現(xiàn)

38、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資料的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]都滿足條件。 2.齒輪彎曲強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： = （2-7） 式中： —錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力，MPa； —齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，對從動齒輪，取中的較小值，為7083.34 Nm；對主動錐齒輪取T=1772.53 k0—過載系數(shù)，一般取1； ks—尺寸系數(shù)，0.682； km—齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，km=1.25； kv—質(zhì)

39、量系數(shù)，取1； b—所計算的齒輪齒面寬；b1=50mm, b2=45mm D—所討論齒輪大端分度圓直徑；D1=60,D2=270mm Jw—齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取0.27； 對于主動錐齒輪， T=1772.53Nm；從動錐齒輪，T=7083.34 Nm；T=692.81 Nm 將各參數(shù)代入式（2-7），有： 主動錐齒輪， = 621.84 MPa； 從動錐齒輪， = 613.58 MPa； 按照文獻(xiàn)[1], 主從動錐齒輪的≤[]=700MPa，輪齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 3.輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為：

40、 σj= （2-8） 式中： σj—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，MPa； D1—主動錐齒輪大端分度圓直徑；D1=60mm b—主、從動錐齒輪齒面寬較小值；b=45mm kf—齒面品質(zhì)系數(shù)，取1.0； cp—綜合彈性系數(shù)，取232N1/2/mm； ks—尺寸系數(shù)，取1.0； Jj—齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取0.13； Tz—主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩；Tz=1772.53N.m k0、km、kv選擇同式（2-7） 將各參數(shù)代入式 （2-8），有：σj=1244.16MPa 按照文獻(xiàn)《汽車設(shè)計》，σj≤[σj]=2800MPa，輪齒接觸

41、強(qiáng)度滿足要求。 2.2.5強(qiáng)度計算后的尺寸調(diào)整 由于強(qiáng)度計算后的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力都不超過它們的許用值，所以不需要進(jìn)行尺寸調(diào)整 2.3錐齒輪材料 汽車驅(qū)動橋主減速器的工作條件相當(dāng)繁重，與傳動系其它齒輪比較，它具有栽荷大、作用時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。 汽車主減速器與差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前都是用滲碳合金鋼制造。這里用于制造主減速器齒輪的鋼號是18CrMnTi，經(jīng)過路碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá)HRC58?64，而芯部硬度較低，為HRC32?45。 由于新齒輪潤沿不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)

42、生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動副(或僅僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對研磨)后均于以厚度為0.005?0.010?0.020毫米的磷化處理式鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公關(guān)尺寸，也不能代替潤滑。 2.4主減速器的潤滑 在從動錐齒輪的前端靠近主動齒輪處的主減速器殼內(nèi)壁上設(shè)一個專門的集油槽，在主動錐齒輪前軸承的前面加一個回油槽，在差速器殼上設(shè)由通油口。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和殼內(nèi)部壓力增高引起漏油，在主減速器殼上裝由通氣塞。 放油孔級塞設(shè)在橋殼的最低處。 第三章 差速器設(shè)

43、計 汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；汽車在不平路面上行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程

44、不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動學(xué)要求。 差速器用來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。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。 3.1 差速器結(jié)構(gòu)型式選擇 對稱式圓錐行星齒輪差速器在汽車上得到了廣泛的運(yùn)用，考慮到成本的因素，該車型選用對稱式圓錐行星齒輪差速器 3.2 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3-2所示。由于其具有結(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。

45、 圖3-2 1-軸承；2-左外殼；3-墊片；4-半軸；5-墊圈；6-行星； 7-從動；8-右外殼；9-十字軸；10-螺栓 3.3 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。 3.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 1.行星齒輪數(shù)目的選擇 載貨汽車和越野汽車多用4個行星齒輪，小轎車常用2個行星齒輪，少數(shù)汽車采用三個行星齒輪。這里選用4個。 2.行星齒輪球面半徑的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決

46、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。 球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： mm (3-1) 式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52～2.99，對于有4個行星齒輪的載貨汽車取小值2.6； T——計算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，7083.34 . 根據(jù)上式=2.6×=49.93mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A=49.93mm 3.行星齒輪與半軸齒輪的選擇 為了獲得較大的模數(shù)從而

47、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/在1.5～2.0的范圍內(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)，之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： （3-2） 式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓

48、錐齒輪差速器來說，= ——行星齒輪數(shù)目； ——任意整數(shù)。 在此行星輪齒數(shù)=10，半軸齒輪齒數(shù)=18 滿足以上要求。 4.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， ==29.05° =90°-=60.95° 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m m=== 由于強(qiáng)度的要求在此取m=8mm 得 5.壓力角α 目前，汽車差速器的齒輪大都采用22.5°的壓力角，齒高系數(shù)為0.8。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星

49、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22.5°的壓力角。 6. 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，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。? （3-3） 式中：——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；在此取20768.35 ——行星齒輪的數(shù)目；在此為4 ——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂

50、的距離，， ≈0.5d， d為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而d≈0.8； ——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取69 根據(jù)上式 =0.5×99.2=49.6 =≈31 34 3.3.2 差速器齒輪的幾何計算 表3-1汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表 項(xiàng)目 計算公式 計算結(jié)果 行星齒輪齒數(shù) ≥10，應(yīng)盡量取最小值 =10 半軸齒輪齒數(shù) =14～25，且需滿足式（3-4） =18 模數(shù) =8mm 齒面寬 b=(0.25～0.30)A;b≤10m 20mm 續(xù)　表 項(xiàng)目 計算公式 計算結(jié)果 工

51、作齒高 =12.8mm 全齒高 14.355 壓力角 22.5° 軸交角 =90° 節(jié)圓直徑 ； 節(jié)錐角 ， =29.05°， 節(jié)錐距 =82.4mm 周節(jié) =3.1416 =25.13mm 齒頂高 ; =8.45mm =4.35mm 齒根高 =1.788-;=1.788- =5.85mm; =9.95mm 徑向間隙 =-=0.188+0.051 =1.555mm 齒根角 =; =4.061°; =6.885° 面錐角 ； =35.94°，=65.01° 根錐角 ； =24.99°，=5

52、4.07° 外圓直徑 ； mm mm 節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 續(xù)　表 項(xiàng)目 計算公式 計算結(jié)果 理論弧齒厚 =15.24 mm =12.66 mm 齒側(cè)間隙 =0.245～0.330 mm =0.250mm 弦齒厚 =14.36mm =11.32mm 弦齒高 =10.10mm =4.86mm 3.3.3 差速器齒輪的強(qiáng)度計算 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)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運(yùn)動。

53、因此對于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度為 MPa (3-4) 式中：——差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計算式，在此為1062.50 N·m； ——差速器的行星齒輪數(shù)； ——半軸齒輪齒數(shù)； 、、——見式（2-8）下的說明； ——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，由圖3-3查得=0.225 圖3-3彎曲計算用綜合系數(shù) 根據(jù)上式783.6 MPa〈 980 MPa 所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。材料為20CrMnTi

54、、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo。 此節(jié)內(nèi)容圖表參考了《汽車設(shè)計》中差速器設(shè)計一節(jié)。 第四章 半軸設(shè)計 4.1 半軸結(jié)構(gòu)型式的選擇 3/4浮式半軸具有結(jié)構(gòu)簡單、輕便的優(yōu)點(diǎn)，而且可以采用簡單的輪轂及圓錐表面與鍵的聯(lián)結(jié)方法，因此可以用于小轎車。故而，在此采用3/4浮式半軸。 4.2 半軸的設(shè)計計算 該車驅(qū)動型式為4×2驅(qū)動，則半軸轉(zhuǎn)矩T的計算公式為： T= （4-1） 式中：------差速器的扭矩分配系數(shù)，對于普通的圓錐行星齒輪差速器來說，計算時取

55、=0.6 由此可得，半軸轉(zhuǎn)矩T=0.6×145×3.455×4.44=1335.80 N.m 4.3 半軸桿部直徑的初選 半軸的桿部直徑可以由下式求出： d=(0.205～0.218) (4-2) 式中: d----半軸桿部直徑 故而可得半軸桿部直徑d=(0.205～0.218)= 35㎜ 4.4 半軸的強(qiáng)度計算 半軸設(shè)計應(yīng)考慮如下三種載荷工況 1. 縱向力F最大和側(cè)向力F為0 此時垂向力F= mG/2=1.2×6869.6/2=4121.76N,縱向力最大值F= F= mG/2,計算時m可取1.2，可取0.8; F= 3297.

56、41N . 半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 （4-3） （4-4） 式中，a為輪轂支承軸承到車輪中心平面之間的距離， 合成應(yīng)力為 （4-5） 2.側(cè)向力最大F和縱向力F=0 此時意味著汽車發(fā)生側(cè)滑。外輪上的垂直反力F和內(nèi)輪上的垂直反力F分別為 （4-6） （4-7） 式中，為汽車質(zhì)心高度；B為輪距；為側(cè)滑附著系數(shù)。

57、計算時可取1.0 外輪上的側(cè)向力F和內(nèi)輪上的側(cè)向力F分別為 （4-8） （4-9） 內(nèi)、外車輪上的總側(cè)向力為F為G。 這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力分別為 （4-10） （4-11） 2. 汽車通過不平路面，垂向力F最大，縱向力F=0，側(cè)向力F=0 此時垂向力最大值為F F=

58、 （4-12） 式中，k為動載系數(shù)。乘用車：k=1.75. 半軸彎曲應(yīng)力為 = （4-13） 4.5 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理 在半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計中為了使花鍵的內(nèi)徑不小于半軸的桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部作得粗些，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)地增加，一般作成10齒(小轎車半軸)到18齒(載重汽車半軸)。這里取10齒。材料為40Cr，采用感應(yīng)淬火，桿部表面硬度為52～62HRC,心部硬度為30～35HRC，花鍵部分表面硬度為50～55HRC，不淬火硬度為248～277HRC。由于采用感應(yīng)淬火，半

59、軸桿部表面硬化層深度為9㎜。 第五章 萬向節(jié)設(shè)計 5.1萬向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，在其驅(qū)動車輪的傳動裝置中必須采用萬向節(jié)傳動，以便使轉(zhuǎn)向車輪能夠轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋上，常常在通往左右轉(zhuǎn)向車輪的裝置中，在車輪的轉(zhuǎn)向主銷處，各安一個等速萬向節(jié)。 在選擇萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)型式時，應(yīng)考慮以下使用要求 1．能在足夠?qū)挼慕嵌确秶鷥?nèi)可靠地傳遞動力； 2．能在大的轉(zhuǎn)速變化范圍內(nèi)使所聯(lián)接的兩軸均勻旋轉(zhuǎn)，由于兩周間又夾角而產(chǎn)生的附加載荷應(yīng)在允許范圍內(nèi)； 3.能夠補(bǔ)償由它所連接的兩零件之間在運(yùn)動時所引起的長度變化； 4.

60、傳動效率高，使用壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便： 這里選用Birfield球籠式等速萬向節(jié)。 5.2萬向節(jié)設(shè)計計算 對于Birfield型球籠式萬向節(jié)，以與星形套連接軸的直徑d作為萬向節(jié)的基本尺寸，即： d= (5-1) 式中：T----為萬向節(jié)的計算轉(zhuǎn)矩，為7083.34N.m； S----為使用因素，對于無振動的理想傳動取1.0 球的連接軸的直徑d=43.30,參照《汽車設(shè)計》這里取44.5，其他尺寸差表5-1 表5-1 Birfield型球籠式萬向節(jié)的

61、系列數(shù)據(jù) 單位：㎜ 軸頸直徑 鋼球直徑 星形套最大直徑 星形套最小直徑 星形套槽距 星形套花鍵齒數(shù) 球形殼外徑 44.5 33.338 53.34 47.79 9/18 18 160 5.3萬向節(jié)材料及熱處理 球形殼和星形套采用15NiMo制造，并經(jīng)滲碳、淬火、回火處理；選用軸承用鋼球，材料為GCr15 第六章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計 驅(qū)動橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量，并承受由車輪傳來的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車架（或車身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體 驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： 1）應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙

62、合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力． 2）在保證強(qiáng)度和剛度的前提下，盡量減小質(zhì)量以提高汽車行駛平順性． 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)裝于其上的傳動部件和防止泥水浸入． 6）拆裝，調(diào)整，維修方便． 考慮的設(shè)計的是乘用車車，驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。 圖6-1　整體式橋殼 a)鑄造式　b)鋼板沖壓焊接式 6.1 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通?？刹捎们蚰T鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。在球鐵中加入1.7%的鎳，解決了球鐵低溫（-41°C）沖擊值急劇降低的問題，得到了與常溫相同的沖擊值。為了進(jìn)一步提高其強(qiáng)度和剛度，鑄造整體式橋殼的兩

63、端壓入較長的無縫鋼管作為半軸套筒，并用銷釘固定。如圖5-1所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得到較好的壓配效果。鋼板彈簧座與橋殼鑄成一體，故在鋼板彈簧座附近橋殼的截面可根據(jù)強(qiáng)度要求鑄成適當(dāng)?shù)男螤?，通常多為矩形。安裝制動底板的凸緣與橋殼住在一起。 另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。 圖6-2 鑄造整體式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu) 鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點(diǎn)在于可制成復(fù)雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應(yīng)力

64、分布，其強(qiáng)度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負(fù)荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結(jié)構(gòu)。尤其是重型汽車，其驅(qū)動橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。 除了優(yōu)點(diǎn)之外，鑄造整體式橋殼還有一些不足之處，主要缺點(diǎn)是質(zhì)量大、加工面多，制造工藝復(fù)雜，且需要相當(dāng)規(guī)模的鑄造設(shè)備，在鑄造時質(zhì)量不宜控制，也容易出現(xiàn)廢品，故僅用于載荷大的重型汽車。 6.2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計算 選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進(jìn)行受力分析，選擇其端面尺寸，進(jìn)行強(qiáng)度計算。 汽車驅(qū)動橋的橋殼是汽車上的主要承載構(gòu)件之一，其形狀復(fù)雜，而汽車的行駛條件如道路狀況、氣候條件及車輛的運(yùn)動狀態(tài)又是千變?nèi)f化的，因此要精確地計算出汽車

65、行駛時作用于橋殼各處的應(yīng)力大小是相當(dāng)困難的。在通常的情況下，在設(shè)計橋殼時多采用常規(guī)設(shè)計方法，這時將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。我國通常推薦：計算時將橋殼復(fù)雜的受力狀況簡化成三種典型的計算工況，即當(dāng)車輪承受最大的鉛錘力（當(dāng)汽車滿載并行駛與不平路面，受沖擊載荷）時；當(dāng)車輪承受最大切應(yīng)力（當(dāng)汽車滿載并以最大牽引力行駛和緊急制動）時；以及當(dāng)車輪承受最大側(cè)向力（當(dāng)汽車滿載側(cè)滑）時。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強(qiáng)度特征得到保證，就認(rèn)為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。 在進(jìn)行上述三種載荷工況下橋殼的受力分析之前，還應(yīng)先分析一下汽車滿載靜止于水平路面時橋殼最簡單的受力情況，即進(jìn)行橋

66、殼的靜彎曲應(yīng)力計算。 結(jié)論 通過這次畢業(yè)設(shè)計，我初步了解了一般汽車設(shè)計的步驟，對如何進(jìn)行汽車零部件設(shè)計有了一個明確的概念。 在本次畢業(yè)設(shè)計中，我著重對斷開式驅(qū)動橋進(jìn)行設(shè)計。首先到圖書館查閱相關(guān)書籍，并通過網(wǎng)絡(luò)查找相關(guān)資料；然后根據(jù)查閱所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和校核，對于繁瑣的數(shù)據(jù)計算我用 程序簡化了計算過程，并取得了比較正確的結(jié)果；然后我用AutoCAD軟件畫出了零件圖和裝配圖。 在整個設(shè)計過程中，我著重學(xué)習(xí)了計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，學(xué)會了如何使用AutoCAD軟件對零件進(jìn)行二維設(shè)計，并進(jìn)一步熟悉了Matlab軟件的運(yùn)用。 總之，通過本次設(shè)計，我掌握了基本的設(shè)計方法。在設(shè)計過程中，我也找到了學(xué)的不足之處，如計算機(jī)繪圖不太熟悉，對汽車整體構(gòu)造掌握的不足等，在以后的學(xué)習(xí)過后中將會加強(qiáng)學(xué)習(xí)，努力提高。這次畢業(yè)設(shè)計給我很多幫助，為今后的學(xué)習(xí)指明了方向。 致謝 首先在此感謝四川理工學(xué)院機(jī)電工程系為我提供了學(xué)習(xí)了解汽車的機(jī)會。感謝機(jī)電系的全體老師和同學(xué)給我的幫助和指導(dǎo)。謝謝車輛工程的各位授