東風輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計【說明書+CAD】

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SY-025-BY-5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 填表日期 年 月 日 迄今已進行 周剩余 周 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是□否 題目名稱 學 生 填 寫 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度 已完成主要內(nèi)容 待完成主要內(nèi)容 　 　 存在問題及努力方向 　 學生簽字： 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學生姓名 王冠楠 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是□否 題目名稱 東風輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計 一、設(shè)計（論文）目的、意義 汽車驅(qū)動橋是汽車的重要組成部分，是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩傳到驅(qū)動車輪上，還可以通過齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時能保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立、縱向力和橫向力。良好的驅(qū)動橋能保證具有適合的主減速比，使汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性；具有較大的離地間隙以保證良好的通過性；盡可能減輕重量以提高行駛的平順性。因此，驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計參數(shù)選取及設(shè)計計算對汽車的整車設(shè)計極其重要。通過驅(qū)動橋設(shè)計熟悉汽車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)、性能及設(shè)計過程。 課題綜合運用了機械設(shè)計、工程材料、汽車設(shè)計、汽車構(gòu)造、CAD繪圖等知識。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 設(shè)計內(nèi)容 （1）驅(qū)動橋、主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 （2）主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 （3）差速器的設(shè)計與計算 （4）半軸的設(shè)計與計算 （5）驅(qū)動橋橋殼的受力分析及強度計算 （6）用CAD畫裝配圖和零件圖。 技術(shù)要求（研究方法） （1） 充分利用圖書館及現(xiàn)有的資源收集資料，調(diào)研了解驅(qū)動橋的組成、功用，掌握CAD制圖的規(guī)范及要求，了解國內(nèi)外驅(qū)動橋的發(fā)展狀況 （2） 到生產(chǎn)車間及實驗室了解驅(qū)動橋的構(gòu)造，各零部件的裝配位置 （3） 編寫課題研究大綱和開題報告 （4） 選擇基本參數(shù)并對各參數(shù)進行設(shè)計與計算 （5） 遵守設(shè)計進度的安排，設(shè)計結(jié)構(gòu)要合理、CAD制圖要規(guī)范、說明書按畢業(yè)設(shè)計的要求編寫， 書寫規(guī)范，保質(zhì)保量的完成畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。 三、設(shè)計（論文）完成后應提交的成果 CAD零號圖紙一張 CAD零件圖三張 說明書一份，字數(shù)不少于1.5萬字 四、設(shè)計（論文）進度安排 （1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報告 第一周 （2）周四交開題報告，實習了解驅(qū)動橋的構(gòu)造 第二周 （3）完成各參數(shù)的設(shè)計、計算和校核工作，至少應有裝配圖的草圖 第三周~第七周 （4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周 （5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周~第十一周 （6）交畢業(yè)設(shè)計說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周 （7）畢業(yè)設(shè)計指導教師審核 第十三周 （8）畢業(yè)設(shè)計修改 第十四周 (9)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱或預審 第十五周 (10) 畢業(yè)設(shè)計修改 第十六周 (11)畢業(yè)設(shè)計答辯 第十七周 五、主要參考資料 [1]陳家瑞. 汽車構(gòu)造 .北京：人民交通出版社，2006 [2]張洪欣.汽車底盤設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社1998 [3]龔溎義.機械設(shè)計課程設(shè)計圖冊.北京：高等教育出版社，1989 [4]余志生.汽車理論，北京：機械工業(yè)出版社，2000 [5]《機械設(shè)計手冊》聯(lián)合編寫組編.機械設(shè)計手冊，化學工業(yè)出版社，2004 [6]《汽車工程手冊》編輯委員會.汽車工程手冊，北京：人民交通出版社，2001 [7]劉惟信.汽車設(shè)計.北京:清華大學出版社,2001 [8]王望予.汽車設(shè)計.第3版.北京:機械工業(yè)出版社,2000 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 本科學生畢業(yè)設(shè)計 東風輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計 院系名稱： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級： 車輛工程 B07-5班 學生姓名： 王冠楠 指導教師： 姚佳巖 職 稱： 副教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree The Design for Dongfeng Vans Driving Axle Candidate：Wang guanan Specialty：Vehicle Engineering　 Class：B07-5 Supervisor：Associate Prof.Yao jiayan Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目: 東風輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程07-5 學 生 姓 名: 王冠楠 導 師 姓 名: 姚佳巖 開 題 時 間: 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 開題報告撰寫要求 一、“開題報告”參考提綱 1. 課題研究目的和意義； 2. 文獻綜述（課題研究現(xiàn)狀及分析）； 3. 基本內(nèi)容、擬解決的主要問題； 4. 技術(shù)路線或研究方法； 5. 進度安排； 6. 主要參考文獻。 二、“開題報告”撰寫規(guī)范 請參照《黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計說明書及畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》要求。字數(shù)應在4000字以上，文字要精練通順，條理分明，文字圖表要工整清楚。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學生姓名 王冠楠 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 車輛工程07-5 指導教師姓名 姚佳巖 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 東風輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義 1.研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 為適應不斷完善社會主義市場經(jīng)濟體制的要求以及加入世貿(mào)組織后國內(nèi)外汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新形勢，推進汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和升級，全面提高汽車產(chǎn)業(yè)國際競爭力，滿足消費者對汽車產(chǎn)品日益增長的需求，促進汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，特制定汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策。通過該政策的實施，使我國汽車產(chǎn)業(yè)在2010年前發(fā)展成為國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，為實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的目標做出更大的貢獻。政府職能部門依據(jù)行政法規(guī)和技術(shù)規(guī)范的強制性要求，對汽車、農(nóng)用運輸車(低速載貨車及三輪汽車，下同)、摩托車和零部件生產(chǎn)企業(yè)及其產(chǎn)品實施管理，規(guī)范各類經(jīng)濟主體在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的市場行為。輕型載貨汽車，在汽車發(fā)展趨勢中，有著很好的發(fā)展前途。生產(chǎn)出質(zhì)量好，操作簡便，價格便宜的輕型載貨汽車將適合大多數(shù)消費者的要求。在國家積極投入和支持發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)的同時，能研制出適合中國國情，包括道路條件和經(jīng)濟條件的車輛，將大大推動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和社會經(jīng)濟的提高。但是，長期以來困擾中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的散、亂和低水平重復建設(shè)問題，還沒有從根本上得到解決。多數(shù)企業(yè)家預計，在新的汽車產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵下，將會有越來越多的汽車生產(chǎn)企業(yè)按照市場規(guī)律組成企業(yè)聯(lián)盟，實現(xiàn)優(yōu)勢互補和資源共享。 汽車驅(qū)動橋生產(chǎn)行業(yè)經(jīng)過很多年的發(fā)展，現(xiàn)有的產(chǎn)品比較笨重沒有什么技術(shù)含量，大多用在卡車大客車上，這種產(chǎn)品從誕生到現(xiàn)在基本沒有多大的更新。所以，如果還是生產(chǎn)老式產(chǎn)品的話，會陷入同質(zhì)化竟爭難以取得好的效益，如果要在這外行業(yè)有所發(fā)展的話一定要有自己創(chuàng)新。開發(fā)出輕巧堅固的驅(qū)動橋，另外，老式的車橋不能更好地與地面保持平行，所以在路面不平時輪胎的抓地能力很差，現(xiàn)在的轎車大都淘汰了這種驅(qū)動橋，而采用性能更優(yōu)越的多連桿整車橋。輕型載貨汽車在汽車生產(chǎn)中占有大的比重，所以，輕型載貨汽車的驅(qū)動橋需求量非常大，許多驅(qū)動橋生產(chǎn)廠家也都很看好這方面的市場前景。本課題是進行輕型載貨汽車驅(qū)動橋的設(shè)計。驅(qū)動橋在整車中十分重要，設(shè)計出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的驅(qū)動橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟的發(fā)展。設(shè)計出小型輕型載貨汽車驅(qū)動橋，包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件，協(xié)調(diào)設(shè)計車輛的全局。目前我國正在大力發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動汽車的平衡性和操作性都將會有很大的提高。后輪驅(qū)動的汽車加速時，牽引力將不會由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時，司機就會感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費用低也是后輪驅(qū)動的一個優(yōu)點，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費用將會有很大的差別。假如變速器出了故障，對于后輪驅(qū)動的汽車就不需要對差速器進行維修，但是對于前輪驅(qū)動的汽車來說也許就有這個必要了，因為這兩個部件是做在一起的。所以后輪驅(qū)動必然會使得乘車更加安全、舒適，從而帶來可觀的經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)外研究的重點在于：從橋殼的制造技術(shù)上尋求制造工藝先進、制造效率高，成本低的方法：從齒輪減速形式上將傳統(tǒng)的中央單機減速器發(fā)展到現(xiàn)在的中央及輪邊雙級減速或雙級主減速器結(jié)構(gòu)；從齒輪加工形式上車橋內(nèi)部的主從動齒輪、行星齒輪及圓柱齒輪逐漸采用精磨加工，以滿足汽車高速行駛要求及法規(guī)對于噪聲的控制要求。 2.選題目的 驅(qū)動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于輕型載貨汽車顯得尤為重要。此次選題的目的在于設(shè)計一款具有良好的動力性、燃油經(jīng)濟性、操作穩(wěn)定性的驅(qū)動橋總成的輕型載貨汽車，通過對汽車整體的匹配性設(shè)計完成驅(qū)動橋的各部件的型號的設(shè)計與計算，并完成校核的設(shè)計過程。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼的組成，處于動力傳動系的末端，它的作用是將萬向傳動裝置傳來的動力折過90°角，改變動力的傳遞方向，并由主減速器降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩后，經(jīng)差速器分配給左右半軸和驅(qū)動輪。其基本功能是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩通過主減速胎、差速器、半軸等傳到驅(qū)動車輪，實現(xiàn)降速增大轉(zhuǎn)矩；通過主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過差速器實現(xiàn)兩側(cè)車輪差速作用，保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向。 3.選題意義 汽車驅(qū)動橋是汽車的重要總成，承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩，是將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩傳到驅(qū)動車輪上，還可以通過齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時保證內(nèi)、外側(cè)車輪以不同轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向，良好的驅(qū)動橋能保證具有合適的主減速比，使汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性；具有較大的離地間隙以保證良好的通過性；盡可能減輕重量以提高行駛的平順性。因此驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式選擇、設(shè)計參數(shù)選取及設(shè)計計算對驅(qū)車的整車設(shè)計極其重要。汽車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)除對汽車的汽車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響外，也對汽車的可靠性與耐久性有重要影響。另外，汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪。由上述可見，汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過驅(qū)動橋設(shè)計熟悉汽車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)、性能及設(shè)計過程，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能。 二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 驅(qū)動橋設(shè)計的基本內(nèi)容： 設(shè)計的驅(qū)動橋應符合國家各項輕型貨車的標準，運行穩(wěn)定可靠，成本低，適合本國路面的行駛狀況 （1）驅(qū)動橋、主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 （2）主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 （3）差速器的設(shè)計與計算 （4）半軸的設(shè)計與計算 （5）驅(qū)動橋橋殼的受力分析及強度計算 （6）用CAD畫裝配圖和零件圖。 擬解決的主要問題 設(shè)計出適合本課題的驅(qū)動橋。汽車傳動系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動機的動力，使之適應于汽車行駛的需要。在一般汽車的機械式傳動中，有的變速器還不能完全解決發(fā)動機特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。 1．因為絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上的縱向安置的，為使其轉(zhuǎn)矩能傳給左、右驅(qū)動車輪，必須由驅(qū)動橋的主減速器來改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，同時還得由驅(qū)動橋的差速器來解決左、右驅(qū)動車輪間的轉(zhuǎn)矩分配問題和差速要求。 2．需將經(jīng)過變速器、傳動軸傳來的動力，通過驅(qū)動橋的主減速器，進行進一步增大轉(zhuǎn)矩、降低轉(zhuǎn)速的變化。因此，要想使汽車驅(qū)動橋的設(shè)計合理，首先必須選好傳動系的總傳動比，并恰當?shù)貙⑺峙浣o變速器和驅(qū)動橋。 三、技術(shù)路線（研究方法） 1.充分利用圖書館及現(xiàn)有的資源收集資料，調(diào)研了解驅(qū)動橋的組成、功用，掌握CAD制圖的規(guī)范及要求，了解國內(nèi)外驅(qū)動橋的發(fā)展狀況 2.到生產(chǎn)車間及實驗室了解驅(qū)動橋的構(gòu)造，各零部件的裝配位置 3.編寫課題研究大綱和開題報告 4.選擇基本參數(shù)并對各參數(shù)進行設(shè)計與計算 調(diào)查研究 數(shù)據(jù)采集、分析、處理 驅(qū)動橋設(shè)計可行性方案研究 根據(jù)資料和研究方案確定驅(qū)動橋的總體布置設(shè)計方案 選擇基本參數(shù)并對各個零件進行設(shè)計計算 繪制CAD零件圖和裝配圖 編寫驅(qū)動橋設(shè)計說明書 主減速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 主減速器基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 差速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 差速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 半軸的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算 半軸的結(jié)構(gòu)形式選擇 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇 驅(qū)動橋殼的受力分析與強度計算 四、進度安排 （1）收集資料，調(diào)研，撰寫開題報告 第一周（2月28日-3月6日） （2）周四交開題報告，實習了解驅(qū)動橋的構(gòu)造 第二周（3月7日-3月13日） （3）完成各參數(shù)的設(shè)計、計算和校核工作，至少應有裝配圖的草圖 第三周-第七周（3月14日-4月17日） （4）中期檢查，畫裝配圖和零件圖 第八周（4月18日-4月24日） （5）畫裝配圖和零件圖，編寫說明書 第九周-第十一周（4月25日-5月15日） （6）交畢業(yè)設(shè)計說明書和裝配圖、零件圖，修改 第十二周（5月16日-5月22日） （7）畢業(yè)設(shè)計指導教師審核 第十三周（5月23日-5月29日） （8）畢業(yè)設(shè)計修改 第十四周（5月30日-6月5日） (9)畢業(yè)設(shè)計評閱教師評閱或預審 第十五周（6月6日-6月12日） (10) 畢業(yè)設(shè)計修改 第十六周（6月13日-6月19日） (11)畢業(yè)設(shè)計答辯 第十七周（6月20日-6月26日） 五、參考文獻 [1] 劉惟信.汽車車橋設(shè)計[M].北京：清華大學出版社，2004. 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Drive axle is the one of automobile four important assemblies,Its performance directly influence on the entire automobile,especially for the truck.Because using the big power engine with the big driving torque satisfied the need of high speed,heavy-loaded,high efficiency,high benefit today` truck, must exploiting the high driven efficiency single reduction final drive axle is becoming the trucks’ developing tendency.Design a simple. Reliable,low cost of the drive axle, can greatly reduce the total cost of vehicle production.so the title of the fine structure of the design of a pickup vehicle drive axle has a certain practical significance. In this paper, first of all determine the structure of major components and the main design parameters, the analysis of the various parts of the structure of the bridge drive type, the form of the development process and its advantages and disadvantages of the past, determined on the basis of the design program, using the traditional design method of various parts of the drive axle Main reducer, differential, axle, axle housing was designed to calculate and complete the check. Finally complete the final assembly drawing by using AUTOCAD and mapping the main components. Keywords: Pickup truck; Drive axle; Single reduction final drive; Differential; Axle; Drive Axle housing Ⅱ 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 第1章 緒 論 1.1 概述 本課題是對東風輕型貨車驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計。故本說明書將以“驅(qū)動橋設(shè)計”內(nèi)容對驅(qū)動橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計計算作一一介紹 驅(qū)動橋的設(shè)計，由驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點及設(shè)計要求，詳細地分析了驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法；全面介紹了驅(qū)動橋車輪的傳動裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計計算方法。 汽車驅(qū)動橋由橋殼、主減速器、差速器、半軸和殼體等元件組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋還包括各種等速聯(lián)軸節(jié)，結(jié)構(gòu)更復雜，它承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、總成等品種最多的大總成。例如，驅(qū)動橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置（半軸及輪邊減速器）、橋殼和各種齒輪?？梢?，汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此，通過對汽車驅(qū)動橋的學習和設(shè)計實踐，可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能。傳統(tǒng)設(shè)計是以生產(chǎn)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，以運用力學、數(shù)學和回歸方法形成的公式、圖表、手冊等為依據(jù)進行的?，F(xiàn)代設(shè)計是傳統(tǒng)設(shè)計的深入、豐富和發(fā)展，而非獨立于傳統(tǒng)設(shè)計的全新設(shè)計。以計算機技術(shù)為核心，以設(shè)計理論為指導，是現(xiàn)代設(shè)計的主要特征。利用這種方法指導設(shè)計可以減小經(jīng)驗設(shè)計的盲目性和隨意性，提高設(shè)計的主動性、科學性和準確性。電子計算機的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的推廣應用，使汽車設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計過程完全改觀。 它有以下兩大難題，一是將發(fā)動機輸出扭矩通過萬向傳動軸將動力傳遞到驅(qū)動輪上，達到更好的車輪牽引力與轉(zhuǎn)向力的有效發(fā)揮，從而提高汽車的行駛能力。二是差速器向兩邊半軸傳遞動力的同時，允許兩邊半軸以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滿足兩邊車輪盡可能以純滾動的形式作不等距行駛，減少輪胎與地面的摩擦。 我國驅(qū)動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進、自主開發(fā)三種組成。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機輔助設(shè)計應用少等問題。國內(nèi)的大多數(shù)中小企業(yè)中，測繪市場銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。特別是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)由于自身的技術(shù)含量低，開發(fā)資金的不足，專門測繪、仿制市場上銷售較旺的汽車的車橋售往我國不健全的配件市場。這種開發(fā)模式是無法從根本上提高我國驅(qū)動橋產(chǎn)品開發(fā)水平的。中國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在許多問題，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。我國汽車驅(qū)動橋的研究設(shè)計與世界先進驅(qū)動橋設(shè)計技術(shù)還有一定的差距，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進國外技術(shù)、仿制、再加上自己改進的基礎(chǔ)上了取得的。個別比較有實力的企業(yè)，雖有自己獨立的研發(fā)機構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。我國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展階段，在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應用和推廣，各種國外汽車新技術(shù)的引進，研究團隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進的汽車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。 國外驅(qū)動橋主要采用模塊化技術(shù)和模態(tài)分析進行驅(qū)動橋的設(shè)計分析，模塊化設(shè)計是在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機械產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計出一系列功能模塊,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法. 以DANA為代表的意大利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計方法, 模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進行振動分析研究的最先進的現(xiàn)代方法與手段之一。它可以定義為對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的解析分析(有限元分析)和實驗分析(實驗模態(tài)分析)，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來表征。模態(tài)分析技術(shù)的特點是在對系統(tǒng)做動力學分析時，用模態(tài)坐標代替物理學坐標，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。 優(yōu)點是減少設(shè)計及工裝制造的投入, 減少了零件種類, 提高規(guī)模生產(chǎn)程度, 降低制造費用, 提高市場響應速度等。國外企業(yè)為減少驅(qū)動橋的振動特性，對驅(qū)動橋進行模態(tài)分析，調(diào)整驅(qū)動橋的強度，改善整車的舒適性和平順性。 20世紀60年代以來，由于電子計算機的迅速發(fā)展，有限元法在工程上獲得了廣泛應用。有限元法不需要對所分析的結(jié)構(gòu)進行嚴格的簡化，既可以考慮各種計算要求和條件，也可以計算各種工況，而且計算精度高。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體離散為有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為適合于數(shù)值解法的問題。只要確定了單元的力學特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過程大為簡化，配以計算機就可以解決許多解析法無法解決的復雜工程問題。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學、物理、力學以及工程問題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動橋殼設(shè)計提供了強有力的工具。驅(qū)動橋的參數(shù)化設(shè)計是指設(shè)計對象模型的尺寸用變量及其關(guān)系表示，而不需要確定具體數(shù)值，是CAD技術(shù)在實際應用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。目前它是CAD技術(shù)應用領(lǐng)域內(nèi)的一個重要的、且待進一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，可使設(shè)計人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計速度，并減少信息的存儲量。 1．2驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)和分類 1.2.1驅(qū)動橋的種類 驅(qū)動橋作為汽車的重要的組成部分處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(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或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。 在一般的汽車結(jié)構(gòu)中驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置及橋殼等部件如圖1.1所示。 1　　 　 2 3　 4 5 6 7 8 9 10 1.半軸　2.圓錐滾子軸承　3.支承螺栓　4.主減速器從動錐齒輪　5.油封 6.主減速器主動錐齒輪　　7.彈簧座　　8.墊圈　　9.輪轂　　10.調(diào)整螺母 圖1.1 驅(qū)動橋 驅(qū)動橋設(shè)計應當滿足如下基本要求： a)所選擇的主減速比應能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。 c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率。 e)在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應盡量小，以改善汽車平順性。 f)與懸架導向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。 g)結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應該選用非斷開式驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。 普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺點。 驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結(jié)構(gòu)。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅(qū)動車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅(qū)動汽車和超重型載貨汽車上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總體布置很方便。 斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應擺動。 汽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立懸掛的結(jié)構(gòu)復雜，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，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。 為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動。在多橋驅(qū)動的情況下，動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。相應這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。 為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。 在貫通式驅(qū)動橋的布置中，各橋的傳動軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動橋不是分別用自己的傳動軸與分動器直接聯(lián)接，而是位于分動器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動橋的動力，是經(jīng)分動器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點是，不僅減少了傳動軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動橋零件的相互通用性，并且簡化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對于汽車的設(shè)計(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來方便。 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式與驅(qū)動車輪的懸掛型式密切相關(guān)。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸掛時，例如在絕大多數(shù)的載貨汽車和部分小轎車上，都是采用非斷開式驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪采用獨立懸掛時，則配以斷開式驅(qū)動橋。由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料參照國內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計最后本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。 本設(shè)計車型主減速比小于7.6，采用單級減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、體積及質(zhì)量小且制造成本低等優(yōu)點。 1.2.2驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)組成 1 主減速器 主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅(qū)動輪上要求必須具有一定的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置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。 驅(qū)動橋中主減速器、差速器設(shè)計應滿足如下基本要求： a）所選擇的主減速比應能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 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；與懸架導向機構(gòu)與動協(xié)調(diào)。 d）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質(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。 主減速器的結(jié)構(gòu)形式，主要是根據(jù)其齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安裝。 （1）主減速器齒輪的類型 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 螺旋錐齒輪如圖1.2（a）所示主、從動齒輪軸線交于一點，交角都采用90度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 圖1.2 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪 雙曲面齒輪如圖1.2（b）所示主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點有： ①尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。 ②傳動比一定時，如果主、從動齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 ③當傳動比一定，主、從動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 ④工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，又有沿齒長方向的縱向滑動，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 雙曲面齒輪傳動有如下缺點： ①長方向的縱向滑動使摩擦損失增加，降低了傳動效率。 ②齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。 ③雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負荷增大。 ④雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。 （2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承形式有如下兩種： ①懸臂式 懸臂式支承結(jié)構(gòu)如圖1.3所示，其特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸徑，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度a和增加兩端的距離b，以改善支承剛度，應使兩軸承圓錐滾子向外。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，多用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級主減速器及許多雙級主減速器中。 圖1.3 錐齒輪懸臂式支承 圖1.4 主動錐齒輪騎馬式支承 ②騎馬式 騎馬式支承結(jié)構(gòu)如圖1.4所示，其特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善，在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用騎馬式支承。 （3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上。 （4）主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。分析可知，當軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預緊使軸向位移減小至原來的1/2。預緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當預緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。 主動錐齒輪軸承預緊度的調(diào)整采用套筒與墊片，從動錐齒輪軸承預緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。 （5） 主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速（如圖1.5）、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟性等整車性能所要求的主減速比io的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。通常單級減速器用于主減速比io≤7.6的各種中小型汽車上。 　　　　　　 （a）單級主減速器 （b） 雙級主減速器 圖1.5主減速器 2 差速器 根據(jù)汽車行駛運動學的要求和實際的車輪、道路以及它們之間的相互聯(lián)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，拐彎時外側(cè)車輪行駛總要比內(nèi)側(cè)長。另外，即使汽車作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動半徑不相等而要求車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右車輪的轉(zhuǎn)速雖然相等而行程卻又不同的這一運動學上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會是輪胎過早磨、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運動學上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都有差速器，保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運動學的要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應從所設(shè)計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點，應用廣泛。 差速器可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器。普通齒輪式差速器的傳動機構(gòu)為齒輪式。齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。強制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當一側(cè)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)時，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車上應用較廣。 經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對稱式圓錐行星齒輪差速器。 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上．有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)，但用到越野汽車上需要采取防滑措施。例如加進摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱的、能強制鎖住差速器的裝置——差速鎖等。 3 半軸 普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種。如圖1.6所示 （a）半浮式 （b）3/4浮式 （c）全浮式 圖1.6半軸 半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動鼓相聯(lián)接)。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車輪傳來的彎矩。由此可見，半浮式半軸承受的載荷復雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價低廉等優(yōu)點。用于質(zhì)量較小、使用條件較好、承載負荷也不大的轎車和輕型載貨汽車。 3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。由于一個軸承的支承剛度較差，因此這種半軸除承受全部轉(zhuǎn)矩外，彎矩得由半軸及半軸套管共同承受，即3/4浮式半軸還得承受部分彎矩，后者的比例大小依軸承的結(jié)構(gòu)型式及其支承剛度、半軸的剛度等因素決定。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命?？捎糜谵I車和輕型載貨汽車，但未得到推廣。 全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對軸承支承于橋殼的半軸套管上。多采用一對圓錐滾子軸承支承輪轂，且兩軸承的圓錐滾子小端應相向安裝并有一定的預緊，調(diào)好后由鎖緊螺母予以鎖緊，很少采用球軸承的結(jié)構(gòu)方案。 全浮式半軸工作可靠，廣泛應用于輕型以上的各類汽車、越野車汽車和客車上，本設(shè)計采用此種半軸。 4 橋殼 驅(qū)動橋橋殼是汽車上的主要零件之一，非斷開式驅(qū)動橋的橋殼起著支承汽車荷重的作用，并將載荷傳給車輪。作用在驅(qū)動車輪上的牽引力、制動力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過橋殼傳到懸掛及車架或車廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時它又是主減速器、差速器及驅(qū)動車輪傳動裝置（如半軸）的外殼。 在汽車行駛過程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計時必須考慮在動載荷下橋殼有足夠的強度和剛度。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應力求減小橋殼的質(zhì)量。橋殼還應結(jié)構(gòu)簡單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時，還應考慮汽車的類型、使用要求、制造條件、材料供應等。 結(jié)構(gòu)形式分類：可分式、整體式、組合式。 按制造工藝不同分類： 鑄造式——強度、剛度較大，但質(zhì)量大，加工面多，制造工藝復雜，本設(shè)計采用鑄造橋殼。 鋼板焊接沖壓式——質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。 1.3設(shè)計的主要內(nèi)容 本設(shè)計的思路可分為以下幾點：首先選擇初始方案，東風貨車屬于輕型貨車，采用后橋驅(qū)動，所以設(shè)計的驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計出各主要尺寸。 所設(shè)計的東風貨車驅(qū)動橋制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。該驅(qū)動橋設(shè)計大大降低了制造成本，同時驅(qū)動橋使用維護成本也降低了。驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)符合東風貨車的整體結(jié)構(gòu)要求。設(shè)計的產(chǎn)品達到了結(jié)構(gòu)簡單，修理、保養(yǎng)方便；機件工藝性好，制造容易的要求。  第2章 總體方案的確定 2.1主要技術(shù)參數(shù) 本次設(shè)計的任務(wù)是東風貨車驅(qū)動橋的設(shè)計。 技術(shù)參數(shù)： 表2.1 參考數(shù)據(jù) 序號 項 目 數(shù) 據(jù) 單 位 1 驅(qū)動形式 42 — 1 車身長度 4900 mm 2 車身寬度 1900 mm 3 車身高度 1400 mm 4 總質(zhì)量 6 t 5 裝載質(zhì)量 3 t 6 軸 距 3650 mm 7 前輪距 1750 mm 8 后輪距 1586 mm 9 前胎規(guī)格 4.50-12-8PR — 10 排 量 3.9 L 11 最大功率/轉(zhuǎn)速 115/2800 kw/ rpm 12 最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速 245/2200 N.m/ rpm 13 最高車速 90 km/h 14 最高檔傳動比 1 — 15 最低檔傳動比 4.71 — 16 主減速器傳動比 6.17 — 17 最小離地間隙 205 mm 2.2主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 （1）主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。所以本設(shè)計采用雙曲面齒輪。 （2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動錐齒輪：跨置式支撐（圓錐滾子軸承） （3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上。 （4）主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調(diào)整 支承主減速器的圓錐滾子軸承需預緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度。分析可知，當軸向力與彈簧變形呈線性關(guān)系時，預緊使軸向位移減小至原來的1/2。預緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當預緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。主減速器軸承的預緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的30％。 主動錐齒輪軸承預緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母（利用軸承座實現(xiàn)），從動錐齒輪軸承預緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。 （5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。 對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動機最大功率及其轉(zhuǎn)速的情況下，所選擇的值應能保證這些汽車有盡可能高的最高車速。這時值應按下式來確定： =0.377 （2.1）式中：——車輪的滾動半徑，=0. 5m ——變速器最高檔傳動比1.0（為直接檔）。 ——最大功率轉(zhuǎn)速3200 r/min ——最大車速90km/h 對于與其他汽車來說，為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般選得比最小值大10%～25%，即按下式選擇： =（0.377~0.472） （2.2） 經(jīng)計算初步確定=6.17 按上式求得的應與同類汽車的主減速比相比較，并考慮到主、從動主減速齒輪可能的齒數(shù)對予以校正并最后確定。 2.3差速器結(jié)構(gòu)方案的確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應從所設(shè)計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。但對于本設(shè)計的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。 本次設(shè)計選用：圓錐行星齒輪差速器。 2.4半軸型式的確定 3/4浮式半軸，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。全浮式半軸廣泛應用于輕型以上的各類汽車上。本次設(shè)計選擇全浮式半軸。 2.5橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。其主要缺點是橋殼不能做成復雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調(diào)整應力分布。 本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用鑄造式整體式橋殼。 2.6本章小結(jié) 本次設(shè)計主減速比已知，所以只要確定其他參數(shù)和其結(jié)構(gòu)形式即可。對主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇、主減速器的軸承預緊及齒輪嚙合調(diào)整及主減速器的減速形式上得以確定從而逐步給出驅(qū)動橋各個總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動橋各總成結(jié)構(gòu)組成。  第3章 主減速器設(shè)計 3.1主減速器錐齒輪的材料 驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此，傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應滿足如下的要求： 具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 齒輪芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。 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。 選擇合金材料，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。 汽車主減速器錐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)點是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分數(shù)為0.8%～1.2%），具有相當高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類材料的彎曲強度、表面接觸強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。其主要缺點是熱處理費用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層的剝落。 為改善新齒輪的磨合，防止其在初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐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。對齒面進行應力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。對于滑動速度高的齒輪，可進行滲硫處理以提高耐磨性。 3.2主減速器錐齒輪設(shè)計 3.2.1主減速器齒輪計算載荷的確定 1、按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 /n （3.1） 式中：——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩245； ——由發(fā)動機到所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比 ==6.17×4.71=29.0607 變速器傳動比=4.71； ——上述傳動部分的效率，取=0.96； ——超載系數(shù)，取=1.0； n——驅(qū)動橋數(shù)目1。 =245 29.0607 1 0.96/1=6835.08 2、按驅(qū)動輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 （3.2） 式中： ——汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，N；但后橋來說還應考慮到汽車加速時負腷增大量，可初?。? =×9.8=6000×9.8=58800N； ——輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取=0.85； 對于越野汽車，取=1.0； ——車輪滾動半徑，0.5m； ——分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和傳動比，分別取0.96和1。 ==11008.3 通常是將發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為載貨汽車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應力的計算載荷。 由式（3.1），式（3.2）求得的計算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。汽車的類型很多，行駛工況又非常復雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用車和越野車在高負荷低車速條件下工作，對于公路車輛來說，使用條件較非公路用車穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均牽引力的值來確定的，即主減速器的平均計算轉(zhuǎn)矩。 3、按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 = （3.3） 式中：——汽車滿載總重N, =6000×9.8=58800N； ——所牽引的掛車滿載總重，N，僅用于牽引車取=0； ——道路滾動阻力系數(shù)，初取 =0.015； ——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)。初取=0.05； ——汽車性能系數(shù) （3.4） 當 =57.04>16時，取=0。 ===1911 3.2.2主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算 （1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比確定：對于單級主減速器，當較大時，則應盡量使主動齒輪的齒數(shù)z1取小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙。 ①.當≥6時，z1的最小取值可取5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強度，z1最好大于5； ②.當較?。ǎ?.5～5）時，z1可取為5～12，但這時常會因為主、從齒輪齒數(shù)太多，尺寸太大而不能保證所要求的離地間隙； ③.為了磨合均勻，z1、z2之間應避免有公約數(shù)； ④.為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，z1與z2之和應不小于40； 查閱資料，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動比為5.1428，初定主動齒輪齒數(shù)z1=6，從動齒輪齒數(shù)z2=37。 （2）節(jié)圓直徑的選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（見式3.1，式3.2并取兩者中較小的一個為計算依據(jù)）按經(jīng)驗公式選出： mm 取=266mm （3.5） 式中：d2—從動錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm； Kd2—直徑系數(shù)，取K d2＝=13～16； —計算轉(zhuǎn)矩；取Tje與TjΦ中較小者： （3）齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后，可按式算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 取=7mm 式中：——模數(shù)系數(shù)，取=0.3~0.4； ——計算轉(zhuǎn)矩，，取。 （4）圓錐齒輪從動齒輪的齒寬 F為其節(jié)錐距的0.3倍。對于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用： F=0.155=41.23mm，可初取F=41mm。 一般習慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大10%較為合適，在此取=45。 （5）螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢。 （6）螺旋角的選擇格里森制推薦公式：。 式中：z1 ，z2 —主、從動齒輪齒數(shù)； E—雙曲面齒輪的偏移距，mm；對螺旋錐齒輪取E=0。 在一般機械制造用的標準制中，螺旋角推薦用35° （7）主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向。當變速器掛前進擋時，應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。 表3.1 齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結(jié) 果 1 主動齒輪齒數(shù) 6 2 從動齒輪齒數(shù) 37 3 模數(shù) 7 4 齒面寬 =41mm =45mm 5 工作齒高 9.17mm 6 全齒高 =10.108mm 7 法向壓力角 =20° 8 軸交角 =90° 9 節(jié)圓直徑 = 42mm =259mm 10 節(jié)錐角 arctan =90°- =9.21° =80.79° 11 節(jié)錐距 A== A=131.19mm 12 周節(jié) t=3.1416 t=21.99mm 13 齒頂高 =7.595mm =1.575mm 14 齒根高 = =2.513mm =8.533mm 15 徑向間隙 c= c=0.938mm 16 齒根角 =1.10° =3.72° 17 面錐角 ； =12.93° =81.89° 18 根錐角 = = =8.11° =79.69° 19 外圓直徑 = =79mm =259.5mm 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 =128.28mm =19.44mm 21 理論弧齒厚 =16.39mm =5.6mm 22 齒側(cè)間隙 B=0.178~0.228 0.2mm 23 螺旋角 =35° 3.3主減速器錐齒輪的強度計算 在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應對其強度進行計算，以保證其有足夠的強度和壽命以及安全可靠性地工作。在進行強度計算之前應首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪的強度計算： （1）主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 ①單位齒長上的圓周力 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： （3.6） 式中：——發(fā)動機輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取245； ——變速器的傳動比； ——主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取42mm.； 按上式計算一檔時： N／mm 直接檔時：N／m。 按最大附著力矩計算時： （3.7） 式中：——汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，對于后驅(qū)動橋還應考慮汽車最大加速時的負荷增加量，在此取58800N； ——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. 5m； 按上式=1838.13 N／mm。 雖然附著力矩產(chǎn)生的p很大，但由于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的限制p最大只有1340.24N/mm可知，校核成功。 ②輪齒的彎曲強度計算。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應力為 （3.8） 式中：——錐齒輪輪齒的齒根彎曲應力，MPa； T——齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，； ——超載系數(shù)，一般取1； ——尺寸系數(shù)，0.720； ——載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，=1.25； ——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動精 度高時，可取Kv =1； ——所計算的齒輪齒面寬；B=41mm； z——計算齒輪的齒數(shù)； ——齒輪端面模數(shù)；=7； ——齒輪的輪齒彎曲應力綜合系數(shù)，取0.03。 圖3.1 彎曲計算用綜合系數(shù)J 對于主動錐齒輪， T=1107.79 ；從動錐齒輪，T=6835.08； 將各參數(shù)代入式（3.8），有： 主動錐齒輪， =548.34MPa； 從動錐齒輪，=540.61MPa； 主從動錐齒輪的≤[]=700MPa，輪齒彎曲強度滿足要求。 按計算：主動錐齒輪彎曲應力=153.31N／mm<210N／mm 從動錐齒輪彎曲應力=153.39 N／mm<210N／mm 綜上所述由表3.2，計算的齒輪滿足彎曲強度的要求。 （2）輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應力（MPa）為： （3.9） 式中：——主動齒輪最大轉(zhuǎn)矩，； ——主動齒輪工作轉(zhuǎn)矩，； ——主動錐齒輪大端分度圓直徑，mm；d1=42mm ——齒面質(zhì)量系數(shù)，一般情況下，對于制造精確的齒輪可取=1.0； ——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6/mm； ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗的情 況下，可取=1； 、、選擇同式（3.8） ——計算齒輪的齒面寬，B=41mm； ——齒面接觸強度的綜合系數(shù)，取0.154，見圖3.2所示； 小齒輪齒數(shù) 接觸強度計算用J 圖3.2 接觸強度計算綜合系數(shù)J 齒輪的平均齒面接觸強度：=1641.02MPa<=1750MPa 齒輪的最大齒面接觸強度：=2711.39MPa<=2800MPa， 故符合要求、校核合理。 3.4主減速器的軸承計算 軸承的計算主要是計算軸承的壽命。設(shè)計時，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。影響軸承壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗算軸承壽命之前，應先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。 1 作用在主減速器主動齒輪上的力 如圖3.3所示錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。 圖3.3 主動錐齒輪工作時受力情況 為計算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計算轉(zhuǎn)矩。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動機也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應按輸入的當量轉(zhuǎn)矩進行計算。作用在主減速器主動錐齒輪上的當量轉(zhuǎn)矩可按下式計算[10]： 　(3.10) 式中：——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，在此取201N·m； 　　　，…——變速器在各擋的使用率，可參考表3.4選取0.5％，2％，5％，15％，77.5％； 　　　，…——變速器各擋的傳動比4.71，3.82，2.88，1.59，1； 　　　，…——變速器在各擋時的發(fā)動機的利用率，可參考表3.4選取50％，60％，70％，70％，60％。 式中：——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，；——汽車總重。 經(jīng)計算=228.56 N·m 齒面寬中點的圓周力P為： =12873N （3.11） 式中：T——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩。主動齒輪的當量轉(zhuǎn)矩； ——該齒輪齒面寬中點的分度圓直徑。對于螺旋錐齒輪 所以：＝35.51mm =219mm； ——從動齒輪的節(jié)錐角80.79°。 表3.2 圓錐齒輪軸向力與徑向力 主動齒輪 軸向力 徑向力 螺旋方向 旋轉(zhuǎn) 方向 右 左 順時針 反時針 右 左 反時針 順時針 主動齒輪的螺旋方向為左；旋轉(zhuǎn)方向為順時針： =9763 N （3.12） = 7026 N （3.13） 從動齒輪的螺旋方向為右：旋轉(zhuǎn)方向為逆時針： =7026（N） （3.14） =9763（N） （3.15） 式中：——齒廓表面的法向壓力角20； ——主動齒輪的節(jié)錐角9.21； ——從動齒輪的節(jié)錐角80.79。 2 主減速器軸承載荷的計算 軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時，還應考慮徑向力所應起的派生軸向力的影響。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪的徑向力，圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。當主減速器的齒輪尺寸，支