輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計

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1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計1確定設(shè)計參數(shù)1.1選定參數(shù)輕型貨車應(yīng)具冇的最扁速度120KM/H ；輕型貨車應(yīng)具有的裝載質(zhì)量2 T ；輕型貨車應(yīng)具有的最小轉(zhuǎn)彎半徑10 M ；輕型貨車應(yīng)具冇的戢大爬坡度0.5；輕型貨車應(yīng)具冇的同步附著系數(shù)0.5：1.2選擇汽車形式1.2.1確定汽車軸數(shù)與驅(qū)動形式汽車的軸數(shù)主耍有兩個、三個或者更多。軸數(shù)的多少主耍取決丁汽車質(zhì)量、公路法規(guī) 和輪胎的負(fù)荷以及汽車的結(jié)構(gòu)等有關(guān)?？傎|(zhì)量小于19噸的道路運(yùn)輸車、乘川車和不在公 路上行駛的車輛，一般選擇結(jié)構(gòu)簡單且制造的成木低的兩軸方案。因此，選擇汽車的軸數(shù)為2。駛動形式的確立主要受汽車用途、汽車總質(zhì)量和汽車性能等條件等影響。通常小型

2、 年與商用車這吐要求較低的車輛，-般選擇結(jié)構(gòu)簡單H制造的成本低廉的4x2的驅(qū)動形 式。因此，驅(qū)動形式的選擇是4x2。1.2.2選擇汽車布置形式汽車的布置形式是對于發(fā)動機(jī)的擺放位置、驅(qū)動橋的擺放空間和車身三方而的相互位 置關(guān)系而言。除了全車與各個總成的相關(guān)參數(shù)外，汽車的性能還取決于其布置形式。本設(shè)計選擇平頭型貨車，其總長度和軸與軸的距離都較短，整體較小，而幾最小轉(zhuǎn)彎 半徑，機(jī)動性能佳；因?yàn)榭傞L較短，不需耍引擎希和翼子板，汽車的質(zhì)量變??；所以選擇 平頭型。發(fā)動機(jī)前置的后橋驅(qū)動貨車的優(yōu)勢在于：發(fā)動機(jī)可選擇類型多；發(fā)動機(jī)故障容易排查; 發(fā)動機(jī)位置擺放好，有利于更好地維護(hù)；汽車操作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)都比較簡單，

3、比較好布置; 所以選擇發(fā)動機(jī)前垃。1.3選擇主要參數(shù)1.3.1確定主要參數(shù)(1) 外廓尺寸駕駛過程中的小尺寸車長，其體積也較小，対于道路、停車場、交通都有比較積極 得影響，此外，相應(yīng)地減少了汽車的整備質(zhì)量，這是比功率、扭矩和燃油經(jīng)濟(jì)性比更高的 優(yōu)勢。根據(jù)GB15891989規(guī)定汽車外廉尺寸界線，貨車總長度不應(yīng)超過12米，不包括 后視鏡，寬度不得超過2. 5米；空載和關(guān)閉窗口的頂部，其高度不得超過4米；外伸物的 伸長最不得超過最大寬度250毫米；頂窗、通風(fēng)設(shè)備開機(jī)，不得超過車高的300亳米。因此，本設(shè)計中的外廓尺寸為5400x1950x2100毫米。(2) 軸距厶汽車的長度、榕備質(zhì)暈、瑕小轉(zhuǎn)彎直

4、徑、軸荷分配、傳動軸夾角等等都受軸距的影 響。如果是短軸距，那么長度、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎直徑等指標(biāo)都卜降。但是，軸距如果過短, 汽車的操作穩(wěn)定性和汽車制動性變差。因此，在原則11,大排量轎車，負(fù)載大的貨乍或余 車，軸距取得較長。而對于高機(jī)動性汽車的要求，則選擇較矩的軸距。表1.1汽車的輪距B與軸距L車型,類別軸距L/mm-輪距B/mm *客車J城市客車(單車)4500-5000，17402050+：長途客車(單車)。5000-6500"4X2貨車2汽車總質(zhì)量m/忖1700 2902230036皿36045503J*1150-13501300165017042003<1.8-1 86

5、06,0 143由表上所得，軸距取2500亳米輪距B車廂的總寬度、總質(zhì)最、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素受汽車輪距大小的影響。輪距的增大-方面會使得車廂的寬度增大，側(cè)傾剛度也增大，橫向穩(wěn)定性也更好。另-方 面卻增加了總質(zhì)量、總寬度利最小轉(zhuǎn)彎半徑等等，因而不利于汽車的機(jī)動性。3因?yàn)榭倢挾认拗圃?.5米，所以輪距不得取得太大。但是，取得的輪距應(yīng)保證能妥 善安置好發(fā)動機(jī)、車架、前懸架和車輪，且確保前輪能冇充足的轉(zhuǎn)向的余地。取得的后輪 距應(yīng)冇一定的寬度以滿足輪胎寬度、懸架寬度Z間的距離。參考表2取輪距B、= B2 = 2500(4) 前懸厶尸和后懸厶*汽車通過性、碰撞可靠性、駕駛可見范用、前鋼板彈簧長度

6、、上下車便利性和汽車造 型等都受到前懸尺寸的影響。増加前懸的大小，會因汽車的接近角的減小而使通過性降低, 視野變差。由于保險杠、散熱器風(fēng)扇、發(fā)動機(jī)、轉(zhuǎn)向器等部件是被布置在前懸的尺寸之內(nèi)， 因此，前懸的尺寸應(yīng)盡量取得稍微長些。前懸尺寸在初選的時候，在保證布置所需的總成 的條件下，盡量取得一個較短的尺寸。參考同類的汽車，選取£、=740亳米。汽車通過性、汽車追尾安全、汽車造型也受后懸尺寸的影響，根據(jù)軸距與軸荷分配 耍求，選擇后懸尺寸的大小。氏后懸，那么意味著離去角度的縮小，對于汽車通過性冇不 利的影響?？傎|(zhì)量在1.814.0T的貨車后懸通常在1200220()亳米Z間選取。本設(shè)計選取 4

7、=1300亳米(5) 車頭長度車頭長度影響汽車的外觀、汽車面積利用率、發(fā)動機(jī)接近性。本設(shè)計取1400毫米。1.3.2確定汽車質(zhì)量參數(shù)1. 確定整車整備質(zhì)量整車幣備質(zhì)量叫：在沒有裝貨和載入的狀態(tài)下，車上帶有的全部裝備，燃料、水。車輛重量的是汽車的制造成本和燃油經(jīng)濟(jì)性的重要參照。從事汽車設(shè)計工作需遵從 的一項(xiàng)原則那就是減少整車整備質(zhì)量。通過收集同一類型的相關(guān)質(zhì)量的數(shù)據(jù)，比如各個零組件的質(zhì)量。結(jié)合實(shí)際情況，估 算所需的零組件質(zhì).量，最終得到佔(zhàn)算的整車整備質(zhì)量。根據(jù)查表得質(zhì)量系數(shù)幾。，從而算 出整備質(zhì)量。遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計表1.2質(zhì)量系數(shù)幾°車總質(zhì)量 3貨車。1.8630.8-1.10

8、<-'6.0 1481.20-1.35Q>14.31.30 1.70J依據(jù)表1.2質(zhì)暈系數(shù)“應(yīng)初選為“”心=1,由公式得=他/仏=2/。2. 確定載客量與裝載質(zhì)最根據(jù)輕型貨車的載客量為24,故載客量取3人。裝載質(zhì)量取叫=273. 確定汽車總質(zhì)量叫汽車的總質(zhì)量山三部分組成，分別是整備質(zhì)昴、栽客量與裝載質(zhì)量和駕駛員質(zhì)量。即nia =叫 4- ni. + n65kgma =2/ + 2r + 3x 65kg = 4.19574. 確定軸荷分配汽車的許多性能和輪胎的使用壽命受軸荷的分配的一定影響。當(dāng)驅(qū)動橋能夠承受較 大的載荷時，從動軸上的載荷可以適當(dāng)?shù)慕档?，這樣可以使得汽車有良好的

9、動力與在路面 情況較差的通過性。既要保證汽車轉(zhuǎn)向軸負(fù)荷不宜過小，乂需要具有乩好的操控性和穩(wěn)加 性。此外，汽車每個使川它的性能要求乂是矛盾的。因此，合理的選擇個軸荷分配參數(shù), 是實(shí)現(xiàn)梏車性能的要求，符合使用的條件的重要因素。對軸荷分配有著顯著影響的主要是汽車的驅(qū)動形式、汽車的結(jié)構(gòu)、使用條件、車頭 類盤等。前軸載荷較大的情況通常是前胃發(fā)動機(jī)僑車與平頭型貨車，而較小的情況是長頭 型貨車與經(jīng)常在路而惜況較差行駛的越野車。表1. 3軸荷分配表車型（商用貨車）滿載空載.|前軸心后軸前軸后軸Q4X2后輪單胎a32%70%60%68%“劉59%<41%50%4X2后輪雙胎，長、短頭式.25%27%73%

10、-75%v44%-49%+力咒.4X2后輪雙胎，平頭式30% 35%65% 70%，4 8% 54%<46%52% 6X4后輪雙胎"19% 25%75燼81%門31%37%<63% 69%a遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計由表數(shù)據(jù)得空載：前軸軸荷取50% 后軸軸荷取50%滿載：前軸軸荷取5%后軸軸荷取65%1.3.3確定汽車性能參數(shù)1. 最高時速匕喚在當(dāng)下，生活節(jié)奏的加快，道路狀況完善，汽車的繪高時速的提高越來越受到廣大 群眾的關(guān)注。木設(shè)計瑕高時速給定參數(shù)為123KM/H.2. 加速時間T一般:最高時速大于1OOKM/H,裝載最在2-2.5T的貨車在0-60KM/H的換描加速時間

11、 在17.53OS之間。3. 最大爬坡度貨車的最大爬坡度l般要求在能克服30%的坡度。4比功率人與比轉(zhuǎn)矩可汽車動力性能有很多綜合指標(biāo)，比功率就是其屮的一個。比功率決定汽車的最高時 速。根據(jù)中國相關(guān)規(guī)定，機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件內(nèi)明文規(guī)定:貨車的/>>4.8WZo比轉(zhuǎn)矩是汽乍牽引力能力的人小的反映，也是動力性能的綜合指標(biāo)么一。不同最高 車速的汽車的比功率和比扭矩范圍由下表所示。表1.4汽車動力性參數(shù)A汽車類別Q最高車速“ 匕a欽 p比功率*比轉(zhuǎn)矩，bn滬Nm嚴(yán)貨車2最大總質(zhì)量/f Q80-1351428“3044p1 8<他<6.幺15 25q38-44p1.8< 傀

12、a741221020a3347q傀 >14. 0口620*29 50+5 燃汕的經(jīng)濟(jì)性燃油經(jīng)濟(jì)性是以汽午在平坦、條件好的道路上，每百公里地行駛，所用去的燃油來 計算的。表1.5貨車燃油消耗量總質(zhì)量汽油機(jī)Q柴油機(jī)Q總質(zhì)量門汽油機(jī)&柴f由機(jī)心<4壞3.007.022.00 2.80®612忖2.682.82門1.551.86*46忖2.80-3.20.1.90-2.10>12飼2.502.60，1.43 1.53。6儼小轉(zhuǎn)彎半徑放小轉(zhuǎn)彎半徑指的是汽車處于轉(zhuǎn)彎極限狀態(tài)汽乍前外轉(zhuǎn)向輪輪輒中心在支承而1的軌跡圓的半徑，其與車輛寬度無關(guān)，與車長有關(guān)。表16貨年的最小轉(zhuǎn)彎

13、半徑車型級別R貨車微型46m輕型5 9.5m中型6 10mS 型6.5 10.5m7 汽車的通過性汽車通過性的兒何參數(shù)指的是與間隙失效冇關(guān)的汽車整車兒何參數(shù)，其包含最小離地間隙.縱向通過角、離去角、接近角和故小轉(zhuǎn)彎半徑等。主要根據(jù)汽車的類型和使用條件 而定。衣1.7通過性的幾何參數(shù)車型卩M (°) &Yd (°) Q4x2乘用車-150-220.2030W22j3.0 8.%4x4乘用車門210，455035401.7 3Q“4x2貨車卩180300*4060卩25452.3 6.3'4x4貨車、6x6貨車。260-350-45 60a45門1.9 3Q1&

14、amp;轉(zhuǎn)向特性參數(shù)具有一定不足轉(zhuǎn)向的汽車，能比駕駛員更好地操作，汽車更穩(wěn)定。通常取1-3度。9.車身傾側(cè)角傾側(cè)角指的是汽車汽車以一定速度沿惻等速行駛，傾側(cè)角應(yīng)在3度以內(nèi)，不能超過7 度，否則冇翻車危險。1.4選擇發(fā)動機(jī)1.4.1確定發(fā)動機(jī)類型口前汽車的發(fā)動機(jī)類空主要冇直列型、V型、W型、水平對置型和轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。使用 燃料類型主要冇汽油機(jī)、柴汕機(jī)。本設(shè)計選収直列水冷汽油發(fā)動機(jī)，直列水冷汽汕發(fā)動機(jī) 的噪聲、小散熱佳、體積小轉(zhuǎn)速高、啟動方便，易維修，基木能滿足本設(shè)計的要求。1.4.2選擇發(fā)動機(jī)性能1.發(fā)動機(jī)的最高功率"emax發(fā)動機(jī)的最高功率與傳動系的傳動效率“汽車總質(zhì)量他、巫力加速度g

15、滾動阻 力系數(shù)/、最高時速叫喚、空氣阻力系數(shù)C。、汽車正面投影而積A有關(guān)。山于木設(shè)計采用的是單級臨b觀弘橋4x2工盤熾車，故厶取0.9, f取0.2, CD取 0.8, A 取 3.12故 Pg =62.92曲因算出來的幾忖為最大冇效功率，最人功率應(yīng)比最大冇效功率稍微高12%20%。故最人功率為嘰=L 15 X 62.92 = 72362.最高功率的相應(yīng)轉(zhuǎn)速小型貨車的相應(yīng)轉(zhuǎn)速®通常取在4000-5000r/min之間，總質(zhì)量越高，其相應(yīng)轉(zhuǎn)速應(yīng) 該更低一些。故相應(yīng)轉(zhuǎn)速取為耳=4500r/min3.最大轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩厶喰(N*M)aP7_=9540x-其中Q取1.2o忌嚴(yán)18408N？4瑕

16、大轉(zhuǎn)矩的相應(yīng)轉(zhuǎn)速nT = np! (1.4-2) =>npl.6 =>wr = 2812.5r/min «2800r/min1.5輪胎的選擇通常在設(shè)計初始，輪胎的型式和尺寸就得確定好。其關(guān)系著汽車設(shè)計整體布氏與 原始數(shù)據(jù)。主要根據(jù)汽車輪胎條件婆求，載重和速度額定選擇輪胎型號。輪胎運(yùn)動的受到的的載荷與輪胎所能承受的靜載荷應(yīng)大致相等或者相是無兒，農(nóng)中 沒有括號的每個數(shù)據(jù)列，這表明都可以使用在斜交輪胎和子午線輪胎列的數(shù)據(jù)，不然，則 沒冇括號的數(shù)據(jù)只能夠使用在斜交倫胎上，只有括號的數(shù)據(jù)只能夠使用在子午線倫胎，如 果裝對不同類型的輪胎，約冇10%到15%載荷增加在-對輪胎的使用。輪

17、胎的負(fù)荷系數(shù)通常選擇0.9和1.0之間，就可以避免超載的危險。對于行駛在情況 好的路面，低速行駛的卡車，通常允許収l.lo輪胎的超載與輪胎的壽命Z間冇著一定的 聯(lián)系，輪胎每超載的20%,壽命會相應(yīng)地下降約30%。故輪胎系數(shù)不能過大，因此一般 不可以超過1.2。對于高速、質(zhì)量較小的汽車，動載荷高，輪胎系數(shù)不能太大，會發(fā)生危 險，故通常取繪小值0.9。而對于低速行駛的重型卡車，重型自卸車，系數(shù)可以往上提。 輪胎的材料在目前，廣泛使用的高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎裝在卡車上，輪胎可以承受較大的質(zhì) 量。因此，相比相同的質(zhì)量的汽車,其輪胎尺寸可以減少。輪胎的胎線排列對汽車性能也有一定影響，其類型大致有三類，種是普

18、通斜線、一 種是子午線、一種是帶束斜角線。普通斜線層數(shù)越多，輪胎越厚，輪胎被劃破的可能性較 低。但是其緩沖性能不夠理想。相比普通斜線，子午線的輪胎能從分利用子午線的強(qiáng)度。 此外，緩沖層，加強(qiáng)了凸卑的多層高強(qiáng)度材料，緩沖性能提高，與以往的斜線輪胎，子午 9遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計線輪胎相比，仍然具有很長的使用壽命，滾動阻力小，良好的粘合性能等。但是子午線輪 胎側(cè)壁較薄，不夠理想的橫向穩(wěn)定性。側(cè)壁產(chǎn)生裂紋，且制造技術(shù)要求高。因?yàn)榱宋缇€輪 胎冇更多的優(yōu)勢，在汽車應(yīng)用越來越多。帶朿斜交具有普通斜線和子午線之間的一些輪胎結(jié)構(gòu)和性能，并沒有得到廣泛的應(yīng) 用。結(jié)合經(jīng)濟(jì)性與性能，選擇斜交輪胎。滿載時，其繪人載

19、荷為：4190x9.8x35%= 7194.43N表1.8國產(chǎn)汽車輪胎規(guī)格及特征輪胎 規(guī) 則層數(shù)主要尺寸使用條件斷面寬外H徑最大負(fù)荷相應(yīng)氣 壓 pxO.l標(biāo)準(zhǔn)輪刪允許使用輪輜普通花紋加深花紋越野花紋NMPa輕型貨車，中，4、客車及其掛乍輪胎6.50-1468180705585069003.24.24-J25J6.50-16(6.50R16)68755765765635075503.2(3.5)4.2(4.6)5.50F5.50E5.50F7.55-15(7.00R15)6200750760680080003.2(3.5)4.2(4.6)5.5OF6.00G7.00-16(7.00R16)810

20、200780790850096504.2(4.6)53(5.6)5.50F6.00G7.50-15(7.5OR15)8102207857909300106004.2(4.6)53(5.6)6.00G5.50F6.50F7.50-16(7.50R16)81012220810820-970011050124004.2(4.6)53(5.6)63(6.7)6.00G5.00F6.50H&25-16(8.25R16)122408608701350053(5.6)6.50H6.00G選擇 7.00-16。#趙耿:輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計2驅(qū)動橋的選擇2.1選擇驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式可

21、以分為兩種，一種是非斷開式驅(qū)動橋一種是斷開式驅(qū)動橋。兩種 驅(qū)動橋各冇各的優(yōu)缺點(diǎn)，可以根據(jù)需姜進(jìn)行選擇。非斷開式驅(qū)動橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成一個整體，除承載汽車車身以外，還要安裝主減速器、 差速器、半軸。驅(qū)動橋在工作的時候，一側(cè)車輪上下運(yùn)動，驅(qū)動橋會發(fā)生傾斜，結(jié)構(gòu)簡單, 成木低，工作可靠，貨車使川較多。斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋在于其有獨(dú)立懸掛，即使在工作時車輪上下運(yùn) 動，驅(qū)動橋不受其太大影響，能在道路情況較差的情況下行駛，在轎車與越野車使用較多, 以提高其舒適性和應(yīng)對道路悄況較差。713遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計圖2-2斷開式驅(qū)動橋木設(shè)計主要研究的是貨車，故選擇非斷開式驅(qū)動橋就可以基本滿足所需要的性

22、能。2.2選擇驅(qū)動橋零:結(jié)構(gòu)主減速器：用于改變電機(jī)的傳輸?shù)姆较颍档娃D(zhuǎn)速，增大扭矩。差速器：用于汽車在轉(zhuǎn)彎時，將驅(qū)動輪兩輪的速度變得不同，且傳遞扭矩。半軸：用于把從差速器傳遞過來的扭祁傳遞給車輪。橋殼：用于支承并保護(hù)以上部件。2.2.1確定主減速器的結(jié)構(gòu)根據(jù)驅(qū)動橋主減速器的齒輪副的結(jié)構(gòu)形式的不同，其分為螺旋狀，錐齒輪和蝸輪等。以直齒來傳動的主減速器因體積較大，故當(dāng)前使用較少。簡單-的斜齒來傳動的主減 速器，往往是使用在發(fā)動機(jī)橫置的橋上的。錐齒傳動則使用在發(fā)動機(jī)豎置的橋上。木設(shè)計采用的是發(fā)動機(jī)豎置，故選用螺旋錐齒輪傳動形式。螺旋錐齒輪冇著不根切、 傳動巫合度的最少齒數(shù)少，可以節(jié)省空間。且承載能力

23、高耗能低、制造簡單、傳動緊湊、工作穩(wěn)定可靠、傳動噪聲小的優(yōu)點(diǎn)，故常用丁重載傳動。同時，錐齒輪傳遞兩相交軸Z間 的運(yùn)動和動力，分度惻錐角大部分呈90度，十分適合驅(qū)動橋主減速器的減速形式。圖2-4螺旋錐齒輪的傳動圖2d木設(shè)計的錐齒輪傳動驅(qū)動橋的主減速器結(jié)構(gòu)的類型根據(jù)減速形式的形式主要冇單級、雙級主減速器Z分。單級減速器指的是只有一對錐齒輪傳動的減速器，山于它的傳動比不大，廣泛用于 小型車和一些中型車。對于傳動力較人的大中型車，則在單級的基礎(chǔ)上，后邊加一對齒輪，則稱為雙極減 速器。根據(jù)設(shè)計的實(shí)際情況，只需單級主減速器就能滿足設(shè)計所需的性能，其屮傳動比幾小 于等于7。主減速器為保證螺旋錐齒輪的匸確嚙合

24、.這就耍求齒輪的加工質(zhì)星較高.軸承和橋殼能夠承受-定的剛度，并且齒輪的支撐剛度也要求較尚。1.選取主動錐齒輪的支承形式主減速器的主動錐齒輪的支撐形武通常冇兩種，i種是懸臂式支承，一種是跨置式 支承。通常采用跨置式支承的主減速器齒輪，其裝載質(zhì)量在2T以上，本設(shè)計的裝載質(zhì)量 為2T,故選取跨置式支承。L動址齒倫的支承力粉胃代利時 M兩種.b （伽心c （慫杵式）19圖2-6主動錐齒輪的支出方式跨宣式支承能夠使得整體的支承剛度顯著增加，齒輪受載荷作用而變形的町能性明顯減 小。和較于懸借式支承，跨置式支承的主動錐齒輪承受的徑向載荷耍少得多，并幾齒輪的承載能力耍高。圖2-7跨置式支承圖2-8木設(shè)計主動錐

25、齒輪支承形式2選取從動錐齒輪的支承形式以惻錐滾了軸樂支承從動錐齒輪，可以同時承受徑向載荷和單向軸向載荷口傳動動 載荷較高，足以滿足所需的支承剛度，為減少空間，圓錐滾子軸承小端應(yīng)相向向外，這樣 尺寸c+d不至于太大。乂因?yàn)椴钏倨鳉んw設(shè)有加強(qiáng)筋以加強(qiáng)支承強(qiáng)度，應(yīng)在從動錐齒輪上 留有足夠空間，所以尺寸c+d的大小通常人于從動齒輪人端直徑的70%,且尺寸c與尺寸 d應(yīng)和等或者和差不人，在可以容許的范圍內(nèi)。圖2-9從動錐齒輪的支承形式圖2-10本設(shè)計從動齒輪支承形式2.2.2選擇差速器的結(jié)構(gòu)形式汽車在轉(zhuǎn)彎的時候，由于兩輪間受到的行駛阻力不同，兩側(cè)輪胎轉(zhuǎn)彎的半徑不同，若 兩輪以相同速度行駛，會造成汽車轉(zhuǎn)彎

26、的閑難。這時，報動橋上的差速器口J以改變兩輪的 速度，形成一定差距的速度，方便汽車轉(zhuǎn)彎。差速器還可以減少輪胎與地面Z間的縻擦， 提高汽車的功率比。差速器按減速方式劃分主要冇齒輪式、凸輪式、蝸輪蝸桿式等。按齒輪式差速器的 齒輪形式分可以分為圓錐齒輪與圓柱齒輪。本設(shè)計在普速器結(jié)構(gòu)形式的選擇上，選収的是對稱式圓錐行星齒輪差速器。其組成 成分主要有4個大小規(guī)格相同的行星輪、差速器左右殼、十字軸、半軸齒輪、半軸和齒輪 墊片等。該差速器的結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、工作平穩(wěn)可靠，故被大部分汽車所使用。圖2-11差速器結(jié)構(gòu)圖223選擇傳動裝置的結(jié)構(gòu)形式驅(qū)動乍輪傳動裝直的冃的是從減速器半軸齒輪到車輪的轉(zhuǎn)矩。通常，半軸

27、和丿j向節(jié) 傳動裝置是一種斷開式驅(qū)動橋傳動裝置，萬向節(jié)傳動裝置主要是等速萬向節(jié)。而非斷開式 驅(qū)動橋只以半軸為傳動裝置，并且將差速器半軸齒輪和軸轂連接。如果驅(qū)動橋二裝冇論邊 減速器，那么半軸要將半軸齒輪與主動錐齒輪相連。遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計圖2-12本設(shè)計所選半軸因本設(shè)計選擇非段式驅(qū)動橋，其半軸承受載荷情況可以分為全浮、半浮及3/4浮式。（1）半浮武：直接支掠在軸承上的外端軸頸的外端的橋殼外端內(nèi)孔，并具有端部的 錐形凸臺，并把鍵固定在輪轂或在該直接與輪盤賭，并加上制動鼓）法蘭。因此，除了半 浮動軸扭矩被傳遞，而FL還能夠承受車輪傳來的扭矩。所以，半浮式半軸載荷復(fù)雜，但它 具有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量低

28、，體枳小，成木低廉等特點(diǎn)。較小的質(zhì)量，使用更好的條件，承載 負(fù)荷并不大轎車和輕型卡車。（2）3/4浮式：支承軸只有一個軸承安裝在殼體端部直接支承在輪轂,然后其端部和 軸固定在輪轂。山于軸承町較羌的支撐剛度，所以這除了所冇軸的轉(zhuǎn)矩，半軸套和半軸還 需-起承受扭矩，也就是說3/4浮式半軸不得不承受的部分的扭矩，后者決定了它的支 撐結(jié)構(gòu)類世的大小根據(jù)軸承，軸的剛性和其它因索的剛度比。力矩導(dǎo)致軸承側(cè)偏斜的趨勢, 這將極大地降低了軸承的壽命。可用于轎車和輕型卡車，但沒冇得到推廣。（3）全浮式：與相聯(lián)的全浮式車軸輪轂是半軸，半軸管套支承上的一對軸承支承輪 轂。軸承的形式通常選用圓錐滾子軸承，而不用球軸承，

29、兩個圓錐滾子軸承的人端應(yīng)和向 安裝，給予預(yù)緊力，是使川鎖定螺母鎖定結(jié)構(gòu)后進(jìn)行調(diào)整。由于車輪被眾潺的垂直力，縱 向和橫向力和彎矩已經(jīng)引起他們的車輪，車軸通過輪教軸承，所以全浮式半軸的扭矩不僅 在理論上，無力承受彎矩。然而，在實(shí)際工作中，由于耕密加工和裝配和軸支承剛度和理 山不足，仍然可以使全浮式半軸承受一定的時刻在實(shí)際使用條件下，彎Illi應(yīng)力大約是5 70MPa的。該結(jié)構(gòu)的外端冇一個全浮式半軸驅(qū)動橋是比較復(fù)雜的，需耍運(yùn)用復(fù)雜的形狀和 質(zhì)量和規(guī)模都更大的車輪，制造成本較高，所以汽車和其他小型車不使用這種結(jié)構(gòu)。由于 其可靠的，但它被廣泛川于各類汽車燈上面的。2.2.4選擇驅(qū)動橋橋殼橋殼是主減速器，

30、差速器的外殼非斷開式驅(qū)動橋橋殼起著車上的支撐作用。橋殼將驅(qū) 動車輪的垂直力，制動力，橫向力和牽引力傳遞給懸架或車上。因此，橋殼既能承載乂能 傳遞動力。在汽車行駛過程中，橋殼承受重載荷必須在動態(tài)軸重被認(rèn)為具有足夠的強(qiáng)度和剛度 的悄況下設(shè)計。為了減少汽車的贊下質(zhì)量，以促進(jìn)動態(tài)負(fù)載降低，提高了汽車的乘坐舒適 性，減少橋殼質(zhì)量以滿足強(qiáng)度和剛度在能夠保證的麗捉下。簡單的軸結(jié)構(gòu)還便于制造容易 并降低成本。該結(jié)構(gòu)還應(yīng)該確保最終的驅(qū)動器拆裝，調(diào)整，維護(hù)和維修方便。當(dāng)選擇結(jié)構(gòu) 型式橋殼，還應(yīng)該考慮車輛的婆求，生產(chǎn)條件。橋殼的結(jié)構(gòu)形式主要可以分為三種：(1) 可分離橋殼可分離橋殼由一個垂宜軸接合表而被分成兩部分，

31、由壓入殼外端的半軸套管體與殼 體釧釘連接，用橋殼左右兩部分的結(jié)合面上的螺栓聯(lián)接主減速器與差速器，使Z連成一個 整體。它具冇工藝簡單，齒輪剛度好的優(yōu)點(diǎn)。但在主齒輪組裝，調(diào)整和維護(hù)是非常不方便 的，軸的強(qiáng)度和剛度相對較低。在過去的兩個可分離的所謂輕型貨車看出，山于這些缺點(diǎn)， 現(xiàn)在很少使用。圖2-13可分離橋殼(2) 不可分離橋殼根據(jù)制造工藝的不同，不可分離橋殼的類型有鑄造、鋼板沖壓焊接、鋼管擴(kuò)張三種，所謂 不可分離橋殼就是橋殼是一個整體，強(qiáng)度與剛度較好。橋殼和主減速器殼二者以螺栓聯(lián)， 主減速器殼內(nèi)裝有主減速器與差速器，再經(jīng)過調(diào)整后裝入橋殼內(nèi)。這樣一來，主減速齒輪 和差速器維護(hù)、裝卸、微調(diào)等也方便了

32、許多。I9遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計圖2-14不可分離式橋殼（3）組裝式橋殼無縫鋼管貫穿橋殼，左右橋売主耍以銷釘聯(lián)接。組裝式橋殼既包含可分離橋殼好的 地方，又比其更容易拆裝。組裝式橋殼也有不可分離橋殼的有點(diǎn)，質(zhì)量小，體積小。但其 整體的剛度比不町分離橋殼來得低。3驅(qū)動橋計算與校核3.1計算與主減速器有關(guān)的參數(shù)(1) 傳動比傳動比需滿足在發(fā)動機(jī)最人功率和和應(yīng)轉(zhuǎn)速的前提下，盡量使貨車能夠達(dá)到最高時速。 它的大小主耍取決丁車輪的滾動半徑作、變速器髙檔傳動比人、相應(yīng)轉(zhuǎn)速和放大時速Va inax oi°=(0.3770.472):p其中 rt. =0.5Ma igh = 1、np =4500r/

33、min、max =95艮瞬眉。"LB計算得：巾=4.77.2取 zo=6o(2) 主減速器齒輪載荷計算主減速器錐齒輪的切齒方法冇兩種，一種是格里森切齒，一種是奧利康切齒。在這 里按格里森切齒計算載荷。從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩：的確定需按發(fā)動機(jī)最人轉(zhuǎn)矩和最低檔的傳動比。4(1emax 八八JL01Tee計算轉(zhuǎn)矩。N.MT ennx - 發(fā)動機(jī)的最人轉(zhuǎn)矩。N驅(qū)動橋數(shù)。S分動器的傳動比。/0主減速的傳動效率。n變速器的傳動效率。k 液力變矩器的變矩系數(shù)。Kd由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)/, 變速器放低扌專傳動比.其屮 Lnax =192 N-m, N=l, z/l, i0=6. 0, q =

34、0.9, k=l, Ktl =1, z, =3. 0a計算得：=3110.4NM35從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩需按驅(qū)動車輪打滑轉(zhuǎn)矩計算。Gm,%Tcs計算轉(zhuǎn)矩。G2以個驅(qū)動橋?qū)Φ禺a(chǎn)生的最人載荷。加2 最人加速度的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)。(P路面和輪胎間的附著系數(shù)，取決于路面情況的好壞。仃輪子的滾動半徑。im 主減速器從動齒輪與半軸的傳動比。，“一 主減速器主動齒輪與半軸之間的傳動效率。其 + 777 2 = 1.1 > (P =0.85, im= , ，” =1。計算得：7；v =9732.6 INm：、7；均為最大轉(zhuǎn)矩，計算轉(zhuǎn)矩7；在計算錐齒輪最大應(yīng)力時，應(yīng)取幾、：二者的最小值計算，所以r =29

35、82. lN-mo主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩的計算公式7：主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩。主減速比。%主動錐齒輪耳從動錐齒輪間的傳動效率。其中對于弧齒錐齒輪副，取95%。計算得7>545.6Nm(3) 錐齒輪參數(shù)錐齒輪的兒何參數(shù)及計算公式主要有：錐齒輪的齒數(shù)z,錐齒輪模數(shù)Db分度圓錐角 6 ,分度圓直徑d,齒頂高h(yuǎn)“，齒根高h(yuǎn).r,齒寬b等等。錐齒輪在嚙合的過程中，應(yīng)磨合均勻，具冇理想的傳動重合度、高的齒輪的彎曲強(qiáng) 度、高的疲勞強(qiáng)度，平穩(wěn)且噪聲小。因此對于主、從動齒輪的齒數(shù)之和不小于40,乙不小 于6,冇一定的離地間隙。選得Zi=7； Z2=41,因此主減速傳動比為/0=Z2/Z>=41/7=5.8

36、6o在單級主減速器的設(shè)計中，橋光的禹度尺寸與離地間隙的大小受從動錐齒輪分度圓 苜徑D2的捉高的影響，跨置式主動齒輪支掠座的女裝位置大小與差速器的安裝會受D2的 減小影響。故D2不能取得太大也不能取得太小，應(yīng)選擇一個平衡。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： D2=Kq換莫中K®直徑系數(shù)。經(jīng)計算得D 2 =214.2mm又因M.=D/Z所以M,=5.22又因所取的模數(shù)應(yīng)滿足叫=K” 病，Km=0.30.4。叫二(0.30.4)$2912.51 = 4.285.71。 根據(jù)國標(biāo)選擇，肌=5, D2=205mm。錐齒輪齒輪的強(qiáng)度和壽命并不能簡單通過增大其齒面的寬度，齒寬過大會使得齒根 的圓角半徑減小，因而應(yīng)力集

37、中增大，使用壽命降低。除此Z外，齒而増寬使得齒輪整體 體積變大使得所需的裝配空間也要變大。但是，齒而的寬度過小的話，會使得齒輪的耐磨 性減低，使用壽命降低。總而言之，齒面寬度不能過大也不能過小。齒而寬度的計算公式：b0.3R , b <10m其中：R錐距。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式人=0.155 0。齒面寬度為人=055X205=31. 775mn)o*(3)全齒高、齒工作高已計算好的參數(shù):主動錐齒輪齒數(shù)7從動錐齒輪齒數(shù)41模數(shù)5齒面寬b、=b2 =31.775加？壓力角20度主動齒輪齒數(shù)(5)67891011>12從動齒輪最小齒數(shù)勺麗34333231302926法向壓角力a20°螺旋

38、角035° 40°35"齒工作高系 數(shù)厲(1.430)1.5001.5601.611.651.681.6951.700齒全高系數(shù)(1.588)1.6661.7331.7881.8321.8651.8821.888大齒輪齒髙系數(shù)心(0.160)0.2150.2700.3250.3800.4350.490.46+ ° 39 2(如軸交角90度節(jié)岡直徑D、= msz =5x7 = 35 mm; D2 = nisz2 =5x41 = 205mm表3-1曲表得： 齒T作高為：hg=H I仁=1.56 x5=7.8mm全齒高為:h=H 2 Mj=1.733 x5=8

39、.67mm從動齒輪齒頂高為：h°2=Ka Ms =0.27x5= 1.35mm主動齒輪齒頂為為：hai= h&-h“ 2 =6.45mm從動齒輪齒根高為：h /2 = h-h,2=7.32mm主動齒輪齒根髙為：h /=h-hai=2.22mm3.2主減速器齒輪的強(qiáng)度計算齒輪傳動的失效主要原因就是齒輪的失效，其失效與其工作條件有關(guān)。齒輪的工作條 件大致可以分為兩種：閉式與開式。開式般只試用于低速、手動等不重要的傳動，因其 齒輪眾露于空氣而使得空氣中的灰塵顆粒容易進(jìn)入，縮短齒輪的試用壽命。閉式;則在一個 密閉的空間里，齒輪的潤滑情況較好，通常在一些比較重要的傳動中使用。表3-2驅(qū)

40、動橋齒輪的許用應(yīng)力計算載荷主減速器齒輪的許用應(yīng)力主減速器齒倫的許用接觸應(yīng)力差速器齒輪的許 用彎曲應(yīng)力"之間的較小值7002800980齒輪齒根彎曲強(qiáng)度0計算:Gwc ° s m X103kvmsbDJw其中：k()過載系數(shù)。k,尺寸系數(shù)，“倍km齒面載荷分配系數(shù)kv質(zhì)量系數(shù)Jw 所計算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)300Mssf&w<c*-4/一F/1/7</3(3<40455)6<)1/丿/L/7F1/LfL/相嚙合齒輪的齒數(shù)605067 810 1120II1087650. 120. 160.200.240.28圖3-1螺旋齒輪彎曲強(qiáng)度綜合系

41、數(shù)則從動錐齒輪2x2982,1x0,67x1.1 =5x31.775x205x0.238卞動錐齒輪T. =29821= 535.67N m0.95x5.862x 5 3 5 ® 0“7冷鼻血莎"5x 3 1 7又5 2 50.2 3 8上述計算均小于最大彎曲強(qiáng)度700MPAo故合理。齒輪的接觸強(qiáng)度6計算公式為：其中:km尺寸系數(shù)kf齒面品質(zhì)系數(shù)cp綜合彈性系數(shù)Jj齒面接觸強(qiáng)度綜介系數(shù)接觸強(qiáng)度計算川丿»7&m 年SW圖3-2綜合系數(shù)打'計算得:232.6)2x535.67x0.666x1二。,(T. =x JxlO =2896.8a735 V 31.

42、775x0.13其最大接觸強(qiáng)度均不超過2900MPA,故主動齒輪與從動齒輪二者的齒面接觸應(yīng)力相等。3.3計算差速器的相關(guān)參數(shù)本設(shè)計選擇的差速器是對稱式圓錐行星齒輪差速器。(1) 行星齒輪個數(shù)及球面半徑。根據(jù)承載情況，在此選擇4個行星齒輪。差速器錐齒輪的大小和承載能力由行星齒輪球面半徑Rb反映。以經(jīng)驗(yàn)公式確定:其中：Kh行星齒輪球面半徑系數(shù)Td差速器計算轉(zhuǎn)矩（Nm）Rb球面半徑計算得;Rb =2.5x/2982=35.98伽（2）行星輪和半軸齒輪的齒數(shù)行星輪需冇較高的強(qiáng)度和較小的尺寸，因此行星輪的齒數(shù)和模數(shù)都應(yīng)該較少一些。 半軸倫齒數(shù)肯定要能被行星輪齒數(shù)整除。本設(shè)計暫定半軸齒數(shù)為24,行星齒輪齒

43、數(shù)為12。節(jié)錐角計算公式：= arctanCZj /z2) = arctan 0.5 = 26.56° y2 = arctan(z2 /zj =63.43°模數(shù)計算公式：加=2 sin 升計算的：2x 3 5.26 _。一 . m =s in 2 6z12取w = 3（3）選擇差速器齒輪材料普速器的齒輪精度要求一般較低，故選擇滲碳合金鋼材料。（4）行星輪參數(shù)行星輪齒輪齒寬bA = (0.25-0.30)4b=9. 52mmo取0.27計算,齒工作高h(yuǎn)g忙=1.6mAm = 3;力=1.6 x 3 = 4. Smmo全齒高h(yuǎn)力= 1.788？+ 0.051力=1.788 x

44、3 + 0.051 = 5.415mm 齒頂高h(yuǎn) “It =忙一力；;力;=0.430 + 7° m g(勺/訂計算得:斥=3233zz; h2 = 1.568/H/77齒根高h(yuǎn)/h = 1.788加-九;心=1 788/w - h2 h； = 1.788 x 3 - 3.233 = 2.131mm;A； =1.788 x 3 -1.568 = 3.796mm齒頂間隙cC = h 忙=0.188 加+ 0.051Ac = 0.188x3 + 0.051 = 0.615mm齒頂圓d血=d】+2；cos 并； o2 =2 + 2力；cosy2od(H =36+ 2x3.233 cos 2

45、6.56“ =41.78; d°2 = 72 + 2 x 1.568 cos 63.44° =75.47mm.（5）計算齒輪強(qiáng)度 齒輪彎曲應(yīng)力久/TkKj" kvmb2d2Jn其中:行星齒輪數(shù)J綜合系數(shù)半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩，卩=仝竺 nJi >1216 25 20181圖3-3綜合系數(shù)J取0. 223,計算得:匕、總、k、按照卞減速器齒輪強(qiáng)度計算的冇關(guān)轉(zhuǎn)矩選取0.2220.2240.2260.2280.2300 23206x2982l =44w43x9.52x72x4x0.223滋吐金弱呂rESe益*203.4設(shè)計半軸(1)應(yīng)力計算半軸的形式在本設(shè)計中選擇的是全

46、浮式半軸。半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計中冇兒個問題是必須要 注意的：為使半軸Z各部分都能達(dá)到同等強(qiáng)度，那么半軸花鍵的半徑應(yīng)大于或者等于其桿 部直徑;半軸的失效形式主要是在軸的扭轉(zhuǎn)疲勞損壞的形式，扭轉(zhuǎn)疲勞損壞形式主要是因 為應(yīng)力集中，所以設(shè)計應(yīng)式過渡部分的半徑盡可能增大。；以強(qiáng)度儲備來說，設(shè)計的全浮 式半軸部分應(yīng)低于其他傳動部件軸強(qiáng)度儲備，形成一個“保險絲”的作用，全浮式半軸直 接安裝在輪軸，應(yīng)被視為安全項(xiàng))1。半軸桿部的直徑：d = K莎其中：A/。半軸的計算轉(zhuǎn)矩K直徑系數(shù)的計算公式：=-m2G2rr(p計算得：Mq =4585520 N mmd = (0.205 0.218)/4585520 = 34.05

47、 36.20"半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計算公式：16他r =&7rd、旨如16x4585.52x10計算得:t = = 577.12Mpa3.1416x35尸扭轉(zhuǎn)角的計算公式：2(型)GIp兀其中：1半軸長度。G材料的切變模量斷面的極慣性矩因?yàn)橛嬎愕?Ip = -x354x/32 = 147249加亦z) 4585.52x0.75180,0 = x= 1.65° / m80xl09x 147249x10 12 3.1416都扭安全系數(shù)的訃算公式:=1.36nr 784n =t 577.12其中:784扭轉(zhuǎn)屈服極限(2)材料及其熱處理半軸的材料通常42CrMo合金鋼、40MnB

48、鋼、40Cr等。42CrMo合金鋼抗扭力、抗剪力都較好，價格也較高。我國自主硏制40血B鋼，抗扭力與抗剪力不差，但淬透性差，造趙耿:輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計價較低。半軸熱處理主要以調(diào)制為主。3.5橋殼的設(shè)計與計算先前-已確定殼體形式為整體式。(1)橋殼強(qiáng)度校核牽引力眾大時的橋殼極限彎曲應(yīng)力o與極限扭轉(zhuǎn)應(yīng)力rl M、，+ “山 w、. WhTt T=W其中：Mv垂直方向極限彎矩b橋殼板簧座到車輪面的距離Mh水平方向彎矩A極限轉(zhuǎn)矩VV 垂立方向極限抗彎截面系數(shù)W,水平方向抗彎截面系數(shù)WT極限抗扭截面系數(shù)又Mh=F/bM1=Fx2xbTT=Fx2Xrr側(cè)向力最大時橋殼的極限彎曲應(yīng)力為半軸允許彎曲應(yīng)力為30050()MpaZ間，半軸允許的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力150400MPa Z間。鍛造橋殼, 以較小者為準(zhǔn)，鋼板沖壓橋以較高者為準(zhǔn)。37遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計#