電動觀光游覽車驅(qū)動橋設計

畢業(yè)設計（論文）報告題 目 太陽能混合動力觀光車 驅(qū)動系統(tǒng)設計 東 南 大 學 畢 業(yè) （設 計）論 文 獨 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明所呈交的畢業(yè)（設計）論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得東南大學或其它教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。論文作者簽名： 日期： 年 月 日東 南 大 學畢 業(yè) （設 計）論 文 使 用 授 權(quán) 聲 明東南大學有權(quán)保留本人所送交畢業(yè)（設計）論文的復印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復制手段保存論文。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文外，允許論文被查閱和借閱，可以公布（包括刊登）論文的全部或部分內(nèi)容。論文的公布（包括刊登）授權(quán)東南大學教務處辦理。論文作者簽名： 導師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年月 日 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日期： 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名： 日 期： 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日指導教師評閱書指導教師評價：一、撰寫（設計）過程1、學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格4、研究方法的科學性；技術(shù)線路的可行性；設計方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格5、完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）指導教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日評閱教師評閱書評閱教師評價：一、論文（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格建議成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章）年 月 日東南大學本科生畢業(yè)設計（論文）教研室（或答辯小組）及教學系意見教研室（或答辯小組）評價：一、答辯過程1、畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、對答辯問題的反應、理解、表達情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、學生答辯過程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格二、論文（設計）質(zhì)量1、論文（設計）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格三、論文（設計）水平1、論文（設計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格2、論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ 優(yōu) 良 中 及格 不及格3、論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格評定成績： 優(yōu) 良 中 及格 不及格（在所選等級前的內(nèi)畫“”）教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名）年 月 日教學系意見：系主任： （簽名）年 月 日目 錄摘要關(guān)鍵詞AbstractKey words1緒論11.1引言11.2太陽能電動車的發(fā)展趨勢11.3 太陽能電動車的組成11.4 太陽能電動車驅(qū)動系統(tǒng)組成22電動車總體設計 32.1 技術(shù)參數(shù)32.2 構(gòu)造形式及工作條件32.3主要參數(shù)選擇32.3.1 主要尺寸32.3.2 電動車質(zhì)量32.3.3 電動機參數(shù)32.3.4 輪胎參數(shù)42.3.5 傳動比計算42.3.6 最大爬坡度計算42.4 核心件參數(shù)42.5 總體布置計算52.5.1 各部分質(zhì)量及重心坐標52.5.2 空載及滿載時重心坐標52.5.3 軸荷分配計算52.6 穩(wěn)定性計算 62.6.1 汽車不縱向翻倒的條件62.6.2 汽車不橫向翻倒的條件62.7 最小轉(zhuǎn)彎直徑的計算62.8 行程計算73 雙電動機驅(qū)動橋設計83.1 驅(qū)動系統(tǒng)總體設計83.2 減速器的設計83.2.1傳動比分配83.2.2 運動和動力參數(shù)計算83.2.3 齒輪參數(shù)計算93.2.4 軸的設計193.2.5 平鍵的強度校核203.2.6 軸的強度校核203.2.7 軸承的壽命校核253.2.8 減速器箱體的設計273.3 半軸的設計 273.3.1 半軸的形式273.3.2 半軸軸徑的確定283.3.3 花鍵的設計和校核283.3.4 半軸連接螺釘強度校核293.4 輪轂的設計293.4.1 輪轂的外形設計293.4.2 輪轂與輪輞的連接螺栓強度校核293.5 驅(qū)動橋殼的設計303.5.1 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)設計303.5.2 驅(qū)動橋殼的強度計算303.5.3 橋殼與減速器連接螺釘強度校核333.6 輪轂軸承的壽命計算33致謝35參考文獻36附錄37太陽能混合動力觀光車驅(qū)動系統(tǒng)設計02004438 周言指導教師 王鴻翔摘要：太陽能是一種清潔能源，不僅可以部分代替石化燃料，而且可以減少二氧化碳和有害氣體的排放，防止地球環(huán)境惡化。太陽能車尤其適合在環(huán)保要求較高的旅游景點使用，可以做到真正的零排放，實現(xiàn)完全意義上的環(huán)保。畢業(yè)設計的主要內(nèi)容是太陽能混合動力觀光車的總體方案設計和驅(qū)動系統(tǒng)設計?？傮w方案設計包括：分析給定的技術(shù)參數(shù)及工作條件，進行調(diào)查研究、收集資料，確定個部分的構(gòu)造型式、主要尺寸及估重，并做布置位置草圖；初算整機重心位置、橋負荷、穩(wěn)定性、牽引性、制動性、機動性等，繪制總體外型尺寸及參數(shù)性能圖。驅(qū)動系統(tǒng)設計包括：驅(qū)動系統(tǒng)傳動方案的確定。采用單電機集中驅(qū)動系統(tǒng)，由減速箱總成、差速器總成及驅(qū)動橋組成，驅(qū)動電機與減速器主動齒輪直接相連，通過兩級減速及差速器，將扭矩傳送到左右兩個驅(qū)動輪。電機軸線與車輪軸線平行，因此減速器采用兩極圓柱齒輪傳動。半軸采用全浮式結(jié)構(gòu)，與輪轂用螺釘連接傳遞轉(zhuǎn)矩。橋殼采用組合式結(jié)構(gòu)，一端由輪轂軸承支承在車輪上，另一端與減速器相連。減速器的設計。分配傳動比，計算動力和運動參數(shù)；按接觸強度確定中心距，計算齒輪的主要參數(shù)；按扭轉(zhuǎn)強度設計軸的尺寸，按彎扭合成校核軸的強度；減速器箱體的設計；軸承的壽命校核。半軸、橋殼等零件的結(jié)構(gòu)設計與強度校核。關(guān)鍵詞：電動車；驅(qū)動橋；減速器 The Transaxle Design Of Electro-Solar Tour Vehicle02004438 Zhou Yan Supervised by Wang HongxiangAbstract： Solar is a clean energy, not only replace some fossil fuel, but also reduce carbon dioxide and harmful gas emissions, and prevent global environmental degradation. Solar is particularly suitable for tourist attractions, which requires higher environmental protection. It can be truly zero emissions, and the complete sense of environmental protection. Graduates design is the main contents of electro-solar tour vehicles collectivity design and drive system design. The collectivity design includes: Analyzing with the technical parameters and conditions of work which is given, surveying and collecting information, identifying the structure type, size and major, then the general layout could be done. Those barycentric coordinates, burthen of transaxle, stability, tractive effort, brakeage and maneuverability and so on will be calculating. The arrangement plan will be drawn. Transaxle design includes: Transaxle concept design is completed: the system consists of only a traction motor , gear reducer, diff and transaxle. Drive motor and gear reducer are directly linked to the initiative. The torque will be sent to driving wheels through the slowdown and the diff. As the axis of the motor parallels to the axis of the wheel, the reducer must be parallel shaft reducer. The gearing is full-floating axle shaft, which transfers torque with integral hub by screw. Axle housing must be unitized carrier-type axle housing, with one end bears on the wheel; the other end connects with the reducer. The design of reducer. Distribution of transmission ratio, computing parameters of power and motion; contacting center distance by strength identified, calculating parameters of the main gear, designing the size of axes; the design of reducer box; checking bearing life. The structure design and strength check of the axle, bridges and other parts of spare.Key words: Electric Vehicle；Transaxle；Reducer太陽能混合動力觀光車驅(qū)動系統(tǒng)設計1 緒論1.1 引言伴隨著21世紀的到來，由于降低公害、安全節(jié)能及新穎化的社會要求，汽車技術(shù)在不斷引入以新材料、電子技術(shù)為基礎的新技術(shù)過程中取得巨大的進步。汽車能源利用效率、有害物排放、車用新能源的開發(fā)和利用等問題，近年來一直受到各國政府、專家和公眾的關(guān)注。人們投入巨額資金和大量人力研究更加清潔的汽車，尋找更加潔凈的，可持續(xù)利用的替代能源。使用最清潔、最豐富的能源一太陽能作為燃料的太陽能電動車誕生了，它已成為當前世界各發(fā)達國家競相研究開發(fā)的前沿項目。1.2太陽能電動車的發(fā)展趨勢太陽光能變?yōu)殡娔?，是利用太陽能的一條重要途徑。太陽能屬于清潔能源，綠色環(huán)保，絕無污染，取之不盡，用之不竭。對太陽能的直接利用，代表了人類文明發(fā)展的新水平，有利于人類社會的可持續(xù)發(fā)展。因此太陽能電動車被人類稱之為“未來汽車。電動汽車是最近這些年來世界各大汽車廠競相開發(fā)的項目，因為清潔環(huán)保汽車一直是人們追求的目標。隨著人類對地球升溫的擔心和大氣污染的日益加重，人們對太陽能的關(guān)心越來越增長。1.3太陽能電動車的組成太陽能電動車是指利用太陽能電池的光伏特性將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，并利用該電能作為能源驅(qū)動行使的汽車。它由驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向系、制動系、車架、車身、太陽能電池板、蓄電池、驅(qū)動電機和電控系統(tǒng)等組成。電動汽車的驅(qū)動橋處于傳動系的末端，它的基本功用是增大由傳動器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。轉(zhuǎn)向系的功用是改變汽車的行駛方向和保持汽車穩(wěn)定的直線行駛。汽車一般采用前輪轉(zhuǎn)向。轉(zhuǎn)向系的主要組成機構(gòu)包括：轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向傳動桿系等。制動系是用來強制汽車減速或停車，并可使汽車在坡道上停放的裝置。為保證汽車在緊急情況下可靠的制動，應有兩套獨立的制動系統(tǒng)，其中一種是用機械方式傳遞其操縱力的。制動系的主要組成機構(gòu)包括：制動踏板、駐車制動桿、車輪制動器等。車身包括駕駛室和各種形式的車廂，用以容納駕駛員、乘客和裝載貨物。太陽能電池置于車身表面，主要由半導體硅制成，在被光照射以后，由于其吸收光能，激發(fā)出電子和空穴，從而產(chǎn)生電動勢，如果接上負載，就形成電流；再通過MPPT（最大功率跟蹤）裝置給電機和蓄電池提供能量，實現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)換為電能。1.4 太陽能電動車驅(qū)動系統(tǒng)組成一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件。根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速方式的不同，減速器的結(jié)構(gòu)形式也不同。減速器的傳動比、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷是減速器設計的原始數(shù)據(jù)，要在總體設計時就確定。由于發(fā)動機在汽車上是縱向安置的，減速器將用來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向。為了使汽車有足夠的牽引力和適當?shù)淖罡哕囁?，減速器進行增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。差速器用來解決左右車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。當汽車轉(zhuǎn)彎或在不平路面上行駛時，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾動的行程是不一樣的，因此其轉(zhuǎn)速也應不同。因此，要求驅(qū)動橋在傳遞轉(zhuǎn)矩給左右車輪的同時，能使它們以適應上述運動學要求的不同角速度旋轉(zhuǎn)，這一要求是由差速器來實現(xiàn)的。裝有差速器的汽車，當左右齒輪與地面的附著系數(shù)不同且一個驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而失去牽引力時，另一個附著好的驅(qū)動車輪也將喪失牽引功能。驅(qū)動車輪的傳動裝置的功用在于將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳到驅(qū)動車輪。對轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，則必須在驅(qū)動車輪的傳動裝置中安裝等速萬向節(jié)，對于非轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋來說，驅(qū)動車輪的傳動裝置也要用萬向節(jié)傳動。如果驅(qū)動車輪不是轉(zhuǎn)向輪，則車輪直接由連接差速器和輪轂的半軸來驅(qū)動，這時半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動橋上，輪邊減速器的主動齒輪與半軸齒輪以半軸連接。橋殼起著支撐汽車荷重的作用，并將載荷傳遞給車輪，作用在車輪上的牽引力、制動力等力都是通過橋殼傳到車架上。因此，橋殼既有承載作用，又有力的傳遞，同時還是減速器、差速器、半軸的外殼。在汽車行使過程中，橋殼承受繁重的載荷。因此，橋殼既要結(jié)構(gòu)簡單，降低成本以及方便拆裝維修，又要考慮在動載荷下有足夠的強度和剛度。輪胎與車輪支撐汽車質(zhì)量，并承受路面的各種反力，如驅(qū)動力和制動力，在汽車轉(zhuǎn)彎時，還要承受側(cè)向力以及吸收汽車行使時產(chǎn)生的動載荷和振動。車輪由輪輞和輪輻組成。輪胎裝在輪輞上，輪輻用輪胎螺栓固定在輪轂上。輪輞是輪胎安裝的基礎，既要支撐輪胎，又要保證輪胎拆卸方便。2 電動車總體設計2.1 技術(shù)參數(shù)1、 額定載人數(shù) 46人2、 總質(zhì)量 約1000 kg3、 最大行駛速度V行 30km/h 4、 最大爬坡度（滿載） 10%5、 最小離地間隙 150mm6、 最小轉(zhuǎn)彎半徑Rmin 4500mm7、 最大制動距離 6m8、 自重 576 kg9、 蓄電池電壓 48V10、電控 Acl/48/1802.2 構(gòu)造形式及工作條件1、電動車形式：后置后驅(qū) 2、電動車動力：蓄電池組直流串勵電動機驅(qū)動 額定電壓：48V 3、工作場所：旅游景點 4、路面條件：瀝青或混凝土路面2.3主要參數(shù)選擇2.3.1 主要尺寸總長a=3200mm，總寬w=1600mm，總高h=1900mm，軸距L=（54%60%）a代入數(shù)據(jù)，取整為2000mm, 輪距B=0.75L+100(80) 代入數(shù)據(jù)，取整為1350mm, 前懸L=450mm,后懸L=700mm，最小離地間隙150mm2.3.2 電動車質(zhì)量座位數(shù)：4座，整車質(zhì)量=人均整備質(zhì)量 座位數(shù)=96 5=480kg，參考同類車取 600kg；總質(zhì)量取整為1000 kg。2.3.3 電動機參數(shù)：最大功率P=（V+V） （2-1）=(30+30)=1.56kw其中：傳動效率0.9，g重力加速度，滾動阻力系數(shù)0.0165，C空氣阻力系數(shù)0.65，A汽車正面投影面積，m汽車質(zhì)量。取 安全裕量系數(shù)為1.1，則電機最大功率應為2.18kW，根據(jù)電機資料，以最接近原則選取2.2kW的串勵直流電機，其額定轉(zhuǎn)速為，額定轉(zhuǎn)速時的扭矩為； 2.3.4 輪胎參數(shù)直徑工作半徑，單邊寬最大承載437kg，胎壓0.3MPa；2.3.5 傳動比計算=9.15 （2-2）式中：為汽車的最高車速；是最高車速時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；為車輪的滾動半徑。2.3.6 最大爬坡度計算= （2-3）=46.6=36.6Km最大牽引力F= （2-4） = =118Kg=0.0165 =11.8%>10%，故滿足設計要求。2.4 核心件參數(shù)鉛酸蓄電池：DC 48V，160Ah，外形尺寸 522mm 240mm 242mm，重量 260kg；電動機： 2.2kW，DC 48V，56A，2800r/min，重量 26kg;太陽能電池板：多晶硅材料，最大轉(zhuǎn)換效率 ,最大輸出功率約470W，外形尺寸 2200mm 1650mm 50mm，重量65kg；轉(zhuǎn)向系 60kg；驅(qū)動橋 100kg；車架車廂 80kg。2.5 總體布置計算2.5.1 各部分質(zhì)量及重心坐標：蓄電池：尺寸522240242,總電壓48V,容量160AH,重260Kg,重心坐標（720,371）.直流電動機：功率2.2KW,電壓48V,電流57A,轉(zhuǎn)速2800r/min,重26Kg，重心坐標(1840，260).太陽能電池:多晶硅,%,功率430W,最大功率時電壓52V,尺寸2200160050,重約60Kg,重心坐標(1600,1875).轉(zhuǎn)向系統(tǒng):包括前車輪、懸架、制動器,重約60Kg,重心坐標(100,260).驅(qū)動系統(tǒng):包括減速器、差速器、半軸、后車輪、制動器,重約100Kg,重心坐標(1950,260).車架、車身:重約80Kg,重心坐標(1000,225).2.5.2 空載及滿載時重心坐標空載總質(zhì)量約600Kg,滿載總質(zhì)量約880Kg則空載時重心坐標 （2-5） 計算結(jié)果x=1020，y=460滿載時重心坐標 計算結(jié)果=1080,=5702.5.3 軸荷分配計算滿載靜止時 （2-6）其中：前軸負荷，后軸負荷，汽車總質(zhì)量 L汽車軸距，a質(zhì)心距前軸距離，b質(zhì)心距后軸距離=405Kg,=475Kg滿載行駛時 （2-7）其中為附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.70.8，取0.75。=275Kg,=605Kg滿載制動 （2-8）Kg,341Kg2.6 穩(wěn)定性計算2.6.1 汽車不縱向翻倒的條件>，=0.75 （2-9）>0.75即滿足條件2.6.2 汽車不橫向翻倒的條件>，=0.75 （2-10）>0.75即滿足條件2.7 最小轉(zhuǎn)彎直徑的計算汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑=9mD2 （2-11）90002汽車前內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角36.72.8 行程計算S=Vt （2-17） = V() = 30() =158Km大于目標里程120Km，故滿足要求。3 雙電動機驅(qū)動橋設計3.1 驅(qū)動系統(tǒng)總體設計驅(qū)動系統(tǒng)的總體設計方案示意圖如圖3-1所示，采用單電機集中驅(qū)動系統(tǒng)，由減速箱總成、差速器總成及驅(qū)動橋組成，驅(qū)動電機與減速器主動齒輪直接相連，通過兩級減速，將扭矩傳送到左右兩個驅(qū)動輪。電機軸線與車輪軸線平行，因此減速器采用兩極圓柱齒輪傳動。半軸采用全浮式結(jié)構(gòu)，與輪轂用螺釘連接傳遞轉(zhuǎn)矩。橋殼采用組合式結(jié)構(gòu)，一端由輪轂軸承支承在車輪上，另一端與減速器相連。橋殼的設計還要與懸架等配合，根據(jù)它的結(jié)構(gòu)和尺寸設計連接部件。圖3-1驅(qū)動橋總成3.2 減速器的設計3.2.1傳動比分配總傳動比，故采用兩級圓柱齒輪減速器。根據(jù)的經(jīng)驗公式，取,。3.2.2 運動和動力參數(shù)計算高速軸： 中間軸： 低速軸 3.2.3 齒輪參數(shù)計算高速級齒輪傳動設計：（1）齒輪均采用斜齒傳動，6級精度，齒面滲碳淬火。材料選擇：小齒輪：38SiMnMo,調(diào)質(zhì)，硬度 320340HBS；大齒輪：35SiMn，調(diào)質(zhì)，硬度 280300 HBS。查得，=790,=760； =640，=600。（2）按接觸強度初步確定中心距，并初選主要參數(shù)。 （3-1）式中 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=7.5載荷系數(shù)K：K=1.6。齒寬系數(shù)：取=0.4。齒數(shù)比u:暫取u=3.55。許用接觸應力： 取最小安全系數(shù)=1.1，按大齒輪計算=691將以上數(shù)據(jù)代入計算中心距的公式得=56圓整為標準中心距為=60。按經(jīng)驗公式，=（0.0070.02）=（0.0070.02）60=0.421.2 取標準模數(shù)=1。初取，=。 取，精求螺旋角 所以 （3）校核齒面接觸疲勞強度 （3-2）式中分度圓上的圓周力 使用系數(shù)動載系數(shù)： （3-3） 根據(jù)齒輪圓周速度，齒輪精度等級為9級。將有關(guān)值代入式（3-17）得齒向載荷系數(shù)： 齒向載荷分配系數(shù)：按，查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)：按，查得。查得接觸強度計算的重合度及螺旋角系數(shù)查得：首先計算當量齒數(shù)求當量齒輪的端面重合度。按，分別查得。所以。按，縱向重合度。按，查得。將以上各數(shù)值代入齒面接觸應力計算公式得計算安全系數(shù)： （3-4）式中，壽命系數(shù)：先計算應力循環(huán)次數(shù)：對調(diào)質(zhì)鋼，查得。潤滑油模影響系數(shù)：按照，選用220號中級壓型工業(yè)齒輪油，其運動粘度，查得。工作硬化系數(shù)：因為小齒輪齒面未硬化處理，齒面未光整，故取。接觸強度計算的尺寸系數(shù)。將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的計算公式得查得，。，故安全。（4）校核齒根彎曲疲勞強度 （3-5）式中彎曲強度計算的載荷分布系數(shù)：彎曲強度計算的載荷分配系數(shù)：復合齒行系數(shù)：按，查得。彎曲強度計算的重合度與螺旋角系數(shù)：按，查得將以上各數(shù)值代入齒根彎曲應力計算公式得計算安全系數(shù)： （3-6）式中，壽命系數(shù)：對調(diào)質(zhì)鋼，按，查得，按，查得相對齒根圓角敏感系數(shù)。相對齒根表面狀況系數(shù)：齒面粗糙度，得。尺寸系數(shù)：查得。將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的公式得查得，取。及均大于，故安全。（5）主要幾何尺寸取低速級齒輪傳動設計（1）齒輪均采用斜齒傳動，6級精度，齒面滲碳淬火。材料選擇：小齒輪：38SiMnMo,調(diào)質(zhì)，硬度 320340HBS；大齒輪：35SiMn，調(diào)質(zhì)，硬度 280300 HBS。查得，=790,=760； =640，=600。（2）按接觸強度初步確定中心距，并初選主要參數(shù)。 （3-1）式中 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩=26.625載荷系數(shù)K：K=1.6。齒寬系數(shù)：取=0.54。齒數(shù)比u:暫取u=2.54。許用接觸應力： 取最小安全系數(shù)=1.1，按大齒輪計算=691將以上數(shù)據(jù)代入計算中心距的公式得=74.9圓整為標準中心距為=100。按經(jīng)驗公式，=（0.0070.02）=（0.0070.02）100=0.72 取標準模數(shù)=1.5。初取，=。 取，精求螺旋角 所以 （3）校核齒面接觸疲勞強度 （3-2）式中分度圓上的圓周力 使用系數(shù)動載系數(shù)： （3-3） 根據(jù)齒輪圓周速度，齒輪精度等級為9級。將有關(guān)值代入式（3-17）得齒向載荷系數(shù)： 齒向載荷分配系數(shù)：按，查得節(jié)點區(qū)域系數(shù)：按，查得。查得接觸強度計算的重合度及螺旋角系數(shù)查得：首先計算當量齒數(shù)當量齒輪的端面重合度。按，分別查得。所以。按，縱向重合度。按，查得。將以上各數(shù)值代入齒面接觸應力計算公式得計算安全系數(shù)： （3-4）式中，壽命系數(shù)：先計算應力循環(huán)次數(shù)：對調(diào)質(zhì)鋼，查得。潤滑油模影響系數(shù)：按照，選用220號中級壓型工業(yè)齒輪油，其運動粘度，查得。工作硬化系數(shù)：因為小齒輪齒面未硬化處理，齒面未光整，故取。接觸強度計算的尺寸系數(shù)。將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的計算公式得查得，。，故安全。（4）校核齒根彎曲疲勞強度 （3-5）式中彎曲強度計算的載荷分布系數(shù)：彎曲強度計算的載荷分配系數(shù)：復合齒行系數(shù)：按，查得。彎曲強度計算的重合度與螺旋角系數(shù)：按，查得將以上各數(shù)值代入齒根彎曲應力計算公式得計算安全系數(shù)： （3-6）式中，壽命系數(shù)：對調(diào)質(zhì)鋼，按，查得，按，查得相對齒根圓角敏感系數(shù)。相對齒根表面狀況系數(shù)：齒面粗糙度，得。尺寸系數(shù)：查得。將以上數(shù)值代入安全系數(shù)的公式得查得，取。及均大于，故安全。（5）主要幾何尺寸取3.2.4 軸的設計材料選擇45鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度217255HBS，許用疲勞應力。（1）高速軸a 最小軸徑的確定取A=115由于有花鍵，適當增加軸徑，取。b 主要分布零件有：齒輪、軸承、軸承端蓋等。c 根據(jù)工況，選擇軸承類型為滾動軸承 6002。 基本尺寸：15mm32mm9mm 配合軸段直徑為15mmd 齒輪安裝：安裝軸段直徑24mm，軸段長度26mm。e 齒輪定位：由于齒輪分度圓直徑小于兩倍軸徑，故齒輪采用齒輪軸。（2）中間軸a 中間軸為實心軸，故 取A=115由于開有鍵槽，軸徑適當增加，取。b主要分布零件有：齒輪、軸承、鍵、軸承端蓋等。c 根據(jù)工況，選擇軸承類型為滾動軸承 6004。 基本尺寸：20mm42mm12mm 配合軸段直徑20mmd 齒輪安裝：安裝軸段直徑 大齒輪25mm，小齒輪25mm。 安裝軸段長度 大齒輪32mm，小齒輪40mm。e 齒輪定位：大齒輪：一端采用軸肩定位，軸段直徑32mm，軸段長度8mm。 另一端采用套筒定位，套筒內(nèi)徑20mm,外徑28mm,長度10mm。 徑向定位采用平鍵，基本尺寸33mm10mm8mm。小齒輪：一端采用軸肩定位，軸段直徑25mm，軸段長度42mm。 另一端采用套筒定位，套筒內(nèi)徑20mm,外徑32mm,長度4mm。 徑向定位采用平鍵，基本尺寸26mm8mm7mm。3.2.5 平鍵的強度校核中間軸：單個平鍵，基本尺寸26mm8mm7mm鍵連接的許用擠壓應力，故滿足要求。3.2.6 軸的強度校核（1）高速軸高速軸的受力分析如圖3-1所示。高速軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 齒輪的圓周力 齒輪的徑向力 齒輪的軸向力 計算作用在軸上的支反力：如圖3-1（a）,垂直面內(nèi)的支反力：如圖3-1（c）,水平面內(nèi)的支反力 ：計算齒輪中心C處的彎矩 ：畫出高速軸在垂直面和水平面內(nèi)的彎矩圖，如圖3-1（b）、（d）所示。計算C處的合成彎矩： 畫出合成彎矩圖如圖3-1（e）所示。畫出扭矩圖如圖3-1（f）所示。Fv1Fv2T0Ft1abcdefFh1Fh2Fr1Fa1ABC22269Nmm5538Nmm4487.5Nmm22947Nmm22716Nmm7500Nmm圖3-2 高速軸受力分析圖校核軸的強度：由彎矩圖和扭矩圖可以看出，承受最大彎矩和扭矩的截面C處是危險截面，對其進行校核。按轉(zhuǎn)矩為脈動變化取修正系數(shù)，由于截面C處為實心軸，故。則 故軸的強度滿足要求。（2）中間軸中間軸的受力分析如圖3-2所示。中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩：齒輪的圓周力：齒輪的徑向力：齒輪的軸向力：計算作用在軸上的支反力：如圖3-2（a）,垂直面內(nèi)的支反力：如圖3-2（c）,水平面內(nèi)的支反力：計算齒輪中心的彎矩：畫出中間軸垂直面和水平面內(nèi)的彎矩圖，如圖3-2（b）、（d）所示。計算C處和D處的合成彎矩：畫出合成彎矩圖，如圖3-2（e）所示。畫出扭矩圖，如圖3-2（f）所示。Fv1Fv2Ft2Ft3aFh1Fh2Fr2Fa2Fa3Fr3bcdefACDB15318.6Nmm27791.6Nmm-3294.6Nmm844.8Nmm-495.7Nmm-4895.6Nmm15341.9Nmm16081.9Nmm27796.9Nmm27986.9Nmm26625Nmm圖3-3 中間軸受力分析圖校核軸的強度：由彎矩圖和扭矩圖可以看出，承受最大彎矩和扭矩的截面D處,即齒輪3的中心處是危險截面，對其進行校核。按轉(zhuǎn)矩為脈動變化取修正系數(shù)，由于截面C處為實心軸，故。則 故軸的強度滿足要求。3.2.7 軸承的壽命校核設計標準 （1）高速軸軸承軸承代號：6002查閱機械設計手冊，得：Cr=5580N, Co=2850N。根據(jù)工況，載荷平穩(wěn)，取。由機械設計表17.5知，。FraFrbFa1FsaFsb圖3-4 高速軸軸承受負荷示意圖計算軸承徑向載荷： 計算附加軸向力： 計算軸承所受軸向載荷：因為 所以左端軸承a被壓緊，右端軸承b被放松。由此可得： 計算當量動載荷： 由機械設計表17.7查得e=0.28。由于，查機械設計表17.7得X=0.56,Y=1.55。當量動載荷 計算軸承壽命： 故滿足要求。（2）中間軸軸承軸承代號：6004查閱機械設計手冊，得：Cr=9380N, Co=5020N。根據(jù)工況，載荷平穩(wěn)，取。