輕型客車驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)

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1、輕型客車驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì) 摘 要 本說明書闡述的內(nèi)容是關(guān)于輕型客車驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)和計(jì)算過程 驅(qū)動(dòng)橋是汽車行駛系的重要組成部分其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩將轉(zhuǎn)矩分配給左右車輪并使左右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能所以其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到整車性能的好壞所以在設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)者本著嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì) 在緒論部分對驅(qū)動(dòng)橋各總成及其選用形式作了簡明扼要的說明 在方案論證部分對驅(qū)動(dòng)橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說明本設(shè)計(jì)選用了單級(jí)減速器采用的是雙曲面齒輪嚙合傳動(dòng)盡量的簡化結(jié)構(gòu)縮減尺寸有效的利用空間充分減

2、少材料浪費(fèi)減輕整體質(zhì)量由于是輕型貨車主要形式在路面較好的條件下因此沒有使用差速鎖 在設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核部分對主減速器主從動(dòng)齒輪差速器齒輪車輪傳動(dòng)裝置和花鍵等重要部件的參數(shù)作了選擇同時(shí)也對以上的幾個(gè)部件進(jìn)行了必要的校核計(jì)算 在工藝部分對本設(shè)計(jì)的制造和裝配等工藝作了個(gè)簡單的分析 結(jié)束語是作者對本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的一些看法和心得體會(huì)并對悉心幫助和指導(dǎo)過我的指導(dǎo)老師和同學(xué)表示衷心的感謝和深深的敬意 關(guān)鍵詞 驅(qū)動(dòng)橋 輕型客車 差速器 主減速器 ABSTRACT The main content of this bachelor paper is the process of

3、the design and calculation of the drive axle for mini-bus As one of main component of vehicle drive line its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission and distributes the torques to side wheels and make the side wheels have the differe

4、ntial drive axle has an important effect on vehicle performance therefore we should keep a serious and earnest attitude during the course of design In the exordium part it has short and sweet introduced the assembly and pattern selection for drive axle In the part of selection and argumentation a

5、concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made In this design it has selected the single-grade main-reducer drive axle it is two hypoid gears it can simplify the structure reduce the size make effect use of the space and materials reduce the whole quality As it is f

6、or mini-bus and often use on good rods so it dosen抰 use differential block In the part of designing conclusion and strength check parameter of the essential units such as the speed reductiondifferentialwheel drive mechanism and so on are se lected At the same time the author makes the strength chec

7、k to the main speed reductiondifferential wheels drive mechanism In the technology of drive ring gear shaft is analyzed afterwards its dimensional chain is calculated In the conclusion the author makes a brief summary about this Graduation Project And the author gives his heartily thanks and respe

8、cts to the guide teachers and classmates who helped and supervised the author a lot Key words drive axle mini-bus differential gear main-reducer 目 錄 1 緒論4 2 驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式及布置5 3 主減速器6 31 減速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 6 32 主減速器計(jì)算載荷的確定 7 33 主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇 9 34 雙曲面齒輪的校核11

9、35 錐齒輪的材料13 36 主減速器主從動(dòng)齒輪的支撐方案13 37 主減速器錐齒輪軸承載荷計(jì)算14 4 差速器設(shè)計(jì) 19 41 差速器形式的選擇19 42 差速器齒輪的設(shè)計(jì)19 43 差速器齒輪的強(qiáng)度校核20 5 車輪傳動(dòng)裝置22 6 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)24 61 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析24 62 驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算24 花鍵設(shè)計(jì)計(jì)算 27 71 結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)的選擇27 72 花鍵校核27 8 工藝性和經(jīng)濟(jì)性分析28 結(jié)論 29 致謝 30 參考文獻(xiàn) 31 附錄 32 1 緒論 驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)

10、系的末端其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將動(dòng)力合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)輪另外還承受作用與路面和車架或車身之間的垂直力縱向力和橫向力驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器差速器車輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求 所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性 外形尺寸要小保證有必要的離地間隙 齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)噪聲小 在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率 在保證足夠的強(qiáng)度剛度條件下應(yīng)力求質(zhì)量小尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小以改善汽車平順性 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào) 結(jié)構(gòu)簡單加工工藝性好制造容易拆裝調(diào)整方便 2

11、驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)形式及布置 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式密切相關(guān)當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)為非斷開式即驅(qū)動(dòng)橋殼是一根連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁而主減速器差速器及車輪傳動(dòng)裝置都裝在它里面當(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)橋應(yīng)為斷開式這種驅(qū)動(dòng)橋無鋼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(dòng)車輪則與車架或車身做彈性聯(lián)系并可彼此獨(dú)立地分別相對于車架或車身做上下擺動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置采用萬向節(jié)傳動(dòng) 具有橋殼的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡單制造工藝性好成本低工作可靠維修調(diào)整容易廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車客車及多數(shù)的越野汽車和部分小轎車上但整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋均屬于簧下質(zhì)量對汽車平順性和降低

12、動(dòng)載荷不利斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜成本較高但它大大地增加了離地間隙減小了簧下質(zhì)量從而改善了行駛平順性提高了汽車的平均車速減小了汽車在行駛時(shí)作用與車輪和車橋上的動(dòng)載荷提高了零部件的使用壽命由于驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較高大大增敲了車輪的抗側(cè)滑能力 由于輕型客車主要在城市內(nèi)短途路面狀況較好且車速不高所以使用結(jié)構(gòu)簡單成本低廉的非獨(dú)立懸架整體式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)示意圖如下 他由驅(qū)動(dòng)橋殼主減速器差速器半軸和輪轂組成從變速器經(jīng)萬向傳動(dòng)裝置輸入驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)矩首先傳到主減速器在此增大轉(zhuǎn)矩并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速后經(jīng)差速器分配給左右半軸最后通過半軸外緣的凸緣盤傳至驅(qū)動(dòng)車輪的輪轂輪轂驅(qū)動(dòng)車輪運(yùn)動(dòng) 3 主減速

13、器 31 主減速器的結(jié)構(gòu)形式選擇 主減速器的功用將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用 為了較為清晰地講述下面將列表說明單級(jí)與雙級(jí)主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的有缺點(diǎn)和使用條件 單級(jí)與雙級(jí)主減速器對比表 類別 單級(jí)主減速器 雙級(jí)主減速器 結(jié)構(gòu)示意圖 結(jié)構(gòu) 簡單 復(fù)雜 質(zhì)量 較小 較大 成本 較小 較大 減速比 小于7 712 應(yīng)用范圍 轎車輕中型貨車 中重型貨車大客車 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪對比表 類別 螺旋錐齒輪 雙曲面齒輪 結(jié)構(gòu)示意圖 軸線 垂直相交于一點(diǎn)

14、垂直但不相交 偏移距 無 有 螺旋角 齒輪尺寸相同時(shí) 傳動(dòng)比小 傳動(dòng)比大 傳動(dòng)比一定 從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí) 主動(dòng)齒輪直徑小 主動(dòng)齒輪直徑大 主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí) 從動(dòng)齒輪直徑大 從動(dòng)齒輪直徑小 縱向滑移 無 有 重合度 小 大 齒輪強(qiáng)度 小 大 傳動(dòng)效率 095 090 抗膠合能力 高 低 軸向力 小 大 軸承壽命 大 小 潤滑油 普通 特殊 傳動(dòng)比范圍 其他 加工容易熱處理簡單成本低 存在E 由于本設(shè)計(jì)題目為輕型客車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)而不是載重貨車或者越野車因此采用單級(jí)主減速器已經(jīng)足夠了 為保證有足夠的離地間隙減小從動(dòng)齒輪的尺寸選擇了雙曲面齒輪 32 主

15、減速器計(jì)算載荷的確定 com比的選擇 1 預(yù)選 車輪滾動(dòng)半徑0338M 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率最大時(shí)主軸轉(zhuǎn)速4000rpm 最高車速120kmh 變速器最高檔速比1 為了得到足夠的儲(chǔ)備功率一般應(yīng)加大1025取大10則 424811 4672 2 選擇齒數(shù) 當(dāng)較小355時(shí)取712 為減小重量尺寸取 8則 4672 37376 所以取 3738有公約數(shù) 因此最終選擇 378 4625 com 從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷的確定 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算 猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 變速器的一檔傳動(dòng)比 主減速器的減速比 發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)橋之間的傳動(dòng)效率 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù) 按

16、驅(qū)動(dòng)輪打滑 4392nm 滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷 最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù) 輪胎與路面間的附著系數(shù) 輪胎的滾動(dòng)半徑 輪邊減速比 輪邊傳動(dòng)效率 3 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的從動(dòng)輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 G汽車滿載總重 道路的滾動(dòng)阻力系數(shù) 汽車正常使用的平均爬坡能力 汽車在爬坡時(shí)的加速能力系數(shù) 輪邊傳動(dòng)效率 n計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù) com輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 主減速比 主從動(dòng)齒輪間的傳動(dòng)效率 按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩和傳動(dòng)系最低檔速比確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩

17、 33 主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇 以下各項(xiàng)的計(jì)算中 com 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)選擇 選取原則 １．不小于４０ ２．避免有公約數(shù) ３．不小于６ 所以選符合這些要求 com 從動(dòng)輪大端分度圓直徑和斷面模數(shù) 直徑系數(shù)取為１４ com 齒面寬度 經(jīng)驗(yàn)公式估算 取為322mm com 雙曲面齒輪偏移距E的確定 E過大使齒輪縱向滑移過大引起齒面早期磨損 E過小不能發(fā)揮雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn) E應(yīng)給接近02且 ＝0220763 415mm 后面的程序計(jì)算結(jié)果 所以取E＝４0mm　下偏移即由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線的下

18、方 com旋角 越大則重合度越大輪齒強(qiáng)度越大嚙合齒數(shù)越多傳動(dòng)平穩(wěn) 越小齒輪上所受的軸向力越大軸承載荷越大軸承壽命縮短 預(yù)選 com向的確定 選用原則掛前進(jìn)當(dāng)時(shí)齒輪軸向力為離開錐頂?shù)姆较蚴怪鲝膭?dòng)齒輪有分離的趨勢防止齒輪卡死 選取主動(dòng)齒輪左旋從錐頂看齒形從中心線上半部分向右傾斜 com 法向壓力角的選擇 法向壓力角大一些可以增加齒輪強(qiáng)度減少不發(fā)生根切的最小齒數(shù) 過大易使齒頂變尖端面重合度降低 選取 com 銑刀的刀盤半徑選擇 根據(jù)《雙曲面齒輪與圓錐齒輪》的表３－１６預(yù)選刀盤半徑 　　雙曲面齒輪的幾何尺寸程序計(jì)算結(jié)果附后 34 主減速器雙曲面齒輪校核 　　程序計(jì)

19、算得主動(dòng)輪螺旋角而預(yù)選的兩者差值符合要求平均螺旋角 查《汽車設(shè)計(jì)》劉維信圖９－５８可知重合度較好 　　雙曲面齒輪輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷過載折斷齒面點(diǎn)蝕及剝落齒面膠合齒面磨損等 com 單位齒長圓周力 主動(dòng)輪大端分度圓直徑 主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用齒輪上的單位齒長圓周力來估算 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器一檔速比計(jì)算 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器直接檔速比計(jì)算 滿足要求 com 輪齒彎曲強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力公式 為所計(jì)算的齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 過載系數(shù) 尺寸系數(shù) 齒面載荷分配系數(shù) 質(zhì)量系數(shù) ①主動(dòng)錐齒輪強(qiáng)度校核 1 以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速

20、比所確定的主動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核 2 以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的主動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核 ②從動(dòng)錐齒輪強(qiáng)度校核 1 以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速比所確定的從動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核 2 以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核 com 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力公式 T為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 過載系數(shù) 尺寸系數(shù) 齒面載荷分配系數(shù) 質(zhì)量系數(shù) 由于接觸應(yīng)力主從動(dòng)齒輪相等所以以下只計(jì)算主動(dòng)輪的 1 按主動(dòng)輪計(jì)算載荷計(jì)算 2 按日常行駛轉(zhuǎn)矩計(jì)算 35 錐齒輪的材料 汽車主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼來

21、制造主要有20GrMnTi20MnVB20MnTiB22CrNiMo等 本設(shè)計(jì)采用夠內(nèi)為比較多用的20GrMnTi其優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性而心部較軟具有很好的韌性因而它的彎曲強(qiáng)度表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均很好由于含碳量較低使得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的壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形如果滲透層與心部的含碳量相差過多便會(huì)引起表面硬化層剝落 36主減速器主從動(dòng)齒輪的支撐方案 逐漸速器中必須保證主從東齒輪具有良好的嚙合狀態(tài)才能使他們良好的工作齒輪的正確嚙合除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及主減速器殼體的

22、剛度有關(guān)外還與齒輪的支撐剛度密切相關(guān) com 主動(dòng)錐齒輪的支撐 主動(dòng)錐齒輪的支撐形式課分為懸臂式支撐核跨置式支撐兩種 懸臂時(shí)支撐機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)實(shí)在錐齒輪的大端一側(cè)采用較場的軸頸其上安裝量個(gè)圓錐滾子軸承為了減小懸臂長度和增加兩軸承只見的距離以改善支撐剛度應(yīng)該是兩個(gè)圓錐滾子軸承的大端朝外使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受而反向軸向力則幽靈一個(gè)軸承承受懸置式支撐機(jī)構(gòu)簡單支撐剛度較差用于傳遞扭矩較小的轎車輕型貨車的單級(jí)逐漸速器中 跨置式支撐結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均由軸承支撐這樣可以大大增加支撐剛度又使軸承負(fù)荷減小齒輪嚙合條件改善因此齒輪的承載能力高于懸臂式此外由于齒輪大端一側(cè)

23、軸頸上的兩個(gè)圓錐磙子軸承之間的距離很小可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長度使不止更加緊湊并可減小傳動(dòng)軸夾角有利于整車布置但是跨置式支撐必須在主減速器殼體上有支撐導(dǎo)向軸承所需的導(dǎo)向軸承座從而使主減速器殼體制造結(jié)構(gòu)復(fù)雜加工成本提高另為因主從動(dòng)錐齒輪之間的空間很小以致使主動(dòng)齒輪軸得到向軸承尺寸受到限制有時(shí)甚至布置不下或者使齒輪拆裝困難跨置式支撐中的導(dǎo)向軸承為圓柱磙子軸承并且內(nèi)外全可以分離他僅僅承受徑向力此村根據(jù)布置位置而定是易損壞的一個(gè)軸承 由于本設(shè)計(jì)是輕型客車的驅(qū)動(dòng)橋所傳遞的扭矩較小采用懸臂式支撐已經(jīng)足夠這樣可以式結(jié)構(gòu)簡單布置容易成本降低 com 從動(dòng)錐齒輪的支撐 從動(dòng)齒輪的支撐剛度與軸承的形式支撐間

24、的距離級(jí)軸承之間的分布比例有關(guān)從東錐齒輪多用圓錐磙子軸承支撐為了增加支撐剛度兩圓錐磙子軸承的大端應(yīng)向內(nèi)以減少軸承之間的距離為了使從東錐齒輪背面的差速器殼體有足夠的空間來布置加強(qiáng)筋以增加支撐穩(wěn)定性軸承之間的距離應(yīng)該不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的70為了使載荷能盡量平均的分配在兩側(cè)的軸承上應(yīng)盡量使從東錐齒輪兩側(cè)軸承的距離相等或是從動(dòng)錐齒輪距離左側(cè)軸承的距離大于右側(cè)軸承的距離 37 主減速器錐齒輪軸承載荷計(jì)算 com 錐齒輪齒面上的作用力 根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》劉惟信編中介紹主動(dòng)輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為 主從動(dòng)錐齒輪的中點(diǎn)分度園直徑如下 主動(dòng)輪受力為 從動(dòng)輪受力 則由此可計(jì)算出主從動(dòng)輪上的軸向力

25、和頸向力 主動(dòng)輪的軸向力為 徑向力 從動(dòng)輪軸向力 徑向力 com 軸承受力計(jì)算 軸承和齒輪的相對位置關(guān)系如下圖 其中 ①主動(dòng)軸支反力計(jì)算 H平面有轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 V平面由轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 合成 ②從動(dòng)軸支反力計(jì)算 H平面有轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 V平面由轉(zhuǎn)矩平衡可知 所以 所以 合成 ③主動(dòng)軸軸承的軸向力計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書可知Y 16s R2Ye 037fp 12 所以軸向派生力 軸承1壓緊被壓緊 軸承動(dòng)載荷為 ④從動(dòng)軸軸承的

26、軸向力計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》書可知Y 16s R2Ye 037fp 12 所以軸向派生力 軸承1壓緊被壓緊 軸承動(dòng)載荷為 com 軸承壽命計(jì)算 主從動(dòng)軸的軸承中除了主動(dòng)軸上的2軸承為30207E外其他軸承均為30208E 因此只需校和主動(dòng)軸上2軸承和從動(dòng)軸上的1軸承即可 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》可知30208E 30207E 從動(dòng)軸上的1軸承壽命 主動(dòng)軸上的2軸承壽命 4 差速器設(shè)計(jì) 41 差速器形式的選擇 汽車在形式的過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的如轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車輪行程比外側(cè)車輪短左右兩輪胎的氣壓不相等臺(tái)面的磨損不均勻兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引

27、起的車輪滾動(dòng)半徑不相等左右車輪接觸的路面條件不相同形式阻力不相等這樣如果左右車輪剛性連接則不論轉(zhuǎn)彎行駛或直線行駛均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)一方面會(huì)加劇輪胎的磨損功率和燃料的消耗另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重通過性和操縱性變壞為此在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器 差速器按期結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式凸輪使渦輪式等汽車上廣泛采用的是對稱錐齒輪式差速器該差速器具有結(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量小維修容易成本低等優(yōu)點(diǎn) 差速器的性能常以鎖緊系數(shù)來表征定義為差速器的內(nèi)磨察力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比普通錐齒輪式差速器的鎖緊系數(shù)一般為005015兩半軸的轉(zhuǎn)矩之比為111135 這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是合

28、適的但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘冰雪路面上行駛一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪與地面的符著系數(shù)很小時(shí)盡管另一側(cè)車輪與地面有很好的符著驅(qū)動(dòng)動(dòng)力矩也不得不誰負(fù)著系數(shù)小的一側(cè)同樣的減小無法發(fā)揮潛在的牽引力以致汽車停駛 由于本設(shè)計(jì)題目是輕型客氣驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)其行駛多在市內(nèi)道路條件良好為簡化結(jié)構(gòu)和降低成本決定使用一般的星星齒輪式差速器 42 差速器齒輪的設(shè)計(jì) com 差速器齒輪主要參數(shù)的選擇 ①行星齒輪數(shù) 取n 4即采用四個(gè)行星齒輪 ②星星齒輪的球面半徑 星星齒輪的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根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定 ③星星齒輪的節(jié)錐矩 式中為行星齒輪的球面半徑系數(shù)取099 ④行星齒輪和半軸齒

29、輪的齒數(shù) 為使兩個(gè)或四歌星性齒輪能同時(shí)與兩個(gè)半軸齒輪嚙合兩個(gè)半軸齒輪齒數(shù)必須能被行星齒輪數(shù)整除否則差速器不能裝配 故選區(qū)行星齒輪齒數(shù)為10半軸齒輪齒數(shù)為16 ⑤壓力角 根據(jù)推薦選擇壓力角大多數(shù)采用的齒形 com 差速器齒輪的幾何參數(shù) 源程序附后 計(jì)算結(jié)果附后 43 差速器齒輪的強(qiáng)度校核 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象主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動(dòng)狀態(tài)只有汽車轉(zhuǎn)彎后左右車輪行駛不同的路面時(shí)差速器齒輪才有嚙合傳動(dòng)的相對運(yùn)動(dòng)因此對于差速器齒輪主要驚醒彎曲強(qiáng)度校核 公式如下 為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 過載系數(shù) 尺寸系數(shù) 齒面載荷

30、分配系數(shù) 質(zhì)量系數(shù) 1以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速比所確定的轉(zhuǎn)矩來校核 此處 2以汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來校核 此處 輪齒強(qiáng)度合格 5 車輪傳動(dòng)裝置 車輪傳動(dòng)裝置位于傳動(dòng)系的末端其基本功用是接受由差速器傳來的扭矩并將其傳給車輪對于非斷開式的驅(qū)動(dòng)橋車輪傳動(dòng)裝置主要零件試半軸對于斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋車輪傳動(dòng)裝置為萬向節(jié) 半軸根據(jù)其車輪端的支撐方式不同可分為半浮式34浮式和全浮式三種形式 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)試辦軸外端支撐軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔車輪裝在半軸上半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外還承受彎矩 全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)試辦軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連而

31、輪轂又借用兩個(gè)圓錐磙子軸承支撐在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上理論上來說半軸只承受轉(zhuǎn)矩作用于驅(qū)動(dòng)橋上的其他反力和彎矩全由橋殼來承受但由于橋殼變形輪轂與差速器半軸齒輪不同心半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素會(huì)引起半軸彎曲變形一次一起的彎曲應(yīng)力一般為570Mpa 結(jié)構(gòu)圖如下 51 半軸計(jì)算 com 初選直徑 全浮式半軸桿部直徑可按下式初選 為半軸桿部直徑 為半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 K為直徑系數(shù) com 強(qiáng)度校核 滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷 最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù) 輪胎與路面間的附著系數(shù) 車輪滾動(dòng)半徑 ①半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 式中 為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 為半軸桿部直徑 ②半軸的扭

32、轉(zhuǎn)角 式中 為扭轉(zhuǎn)角 半軸長度 G為材料剪切彈性模量 半軸端面極慣性矩 單位長度的扭轉(zhuǎn)角為 根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》推薦半軸的單位長度扭轉(zhuǎn)角在615較合適 6 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支撐汽車質(zhì)量并承受有車輪傳來的路面反力和反力矩并經(jīng)懸架傳給車架它是主減速器差速器半軸的裝配基體 61 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析 驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式整體式和組合式三種 其中整體式橋殼按照制造工藝不同可分為鑄造式鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)充式三種中重型車多用鑄造式而沖壓焊接式多用于輕型車 鑄造式整體橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼式一個(gè)空心梁橋殼和主減速器殼是兩體它具有強(qiáng)度和剛度較大主減速器拆裝方便

33、等優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)是質(zhì)量大加工面多制造工藝復(fù)雜 62 驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 橋殼的校核主要有以下幾種工況 靜載荷下 此時(shí)的危險(xiǎn)斷面在彈簧座處 靜彎曲應(yīng)力為 式中 滿載時(shí)后軸的靜載荷 車輪重量 b車輪內(nèi)邊緣與彈簧座中心距離 s兩彈簧座中心距離 2不平路面沖擊載荷下的強(qiáng)度計(jì)算 動(dòng)在系數(shù)取 那么 3最大牽引力 兩輪最大切相反力 兩鋼板彈簧間垂向彎矩 兩鋼板彈簧座間水平彎矩 轉(zhuǎn)矩 合成彎矩 所以合成應(yīng)力 4緊急制動(dòng)時(shí) 垂向彎矩 制動(dòng)時(shí)后軸的載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)取為075 水平彎矩 附著系數(shù)取為 08 轉(zhuǎn)矩 車輪滾動(dòng)半徑 合成彎矩 合成應(yīng)力 5側(cè)

34、向力最大時(shí) 當(dāng)側(cè)滑時(shí)危險(xiǎn)斷面在外車輪輪轂內(nèi)軸承里端 若車向右側(cè)滑左側(cè)為內(nèi)側(cè)右側(cè)為外側(cè) 右側(cè)車輪得支反力為 質(zhì)心高度 側(cè)滑時(shí)的附著系數(shù) 側(cè)向力 驅(qū)動(dòng)輪右輪輪轂的左軸承徑向支撐力 所以 合成應(yīng)力 所以橋殼是滿足要求的 7 花鍵設(shè)計(jì)計(jì)算 71 結(jié)構(gòu)形式及參數(shù)的選擇 花鍵主要有矩形花鍵和漸開線花鍵矩形花鍵應(yīng)用廣泛加工容易但應(yīng)力集中嚴(yán)重因此當(dāng)傳遞較大扭矩時(shí)一般尺寸較大漸開線花鍵應(yīng)力集中較小定位準(zhǔn)確應(yīng)用于精密連接齒高低所以適合于小尺寸軸和薄壁零件 本設(shè)計(jì)中有兩處花鍵分別是主動(dòng)軸和半軸上均選用平齒漸開線花鍵參數(shù)如下 GBT1144-2001 模數(shù)m 2mm分度圓D

35、 32mm齒數(shù)Z 16 主動(dòng)軸花鍵長45mm 半軸花鍵長30mm 72 花鍵校核 漸開線花鍵的主要失效形式是靜連接時(shí)工作表面被壓潰和動(dòng)連接工作表面過渡磨損因此靜連接通常按工作表面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核校核時(shí)假定載荷在花鍵的工作表面均勻分布各齒面上壓力的合力作用在分度圓直徑處并引入系數(shù)來考慮實(shí)際載荷在各花鍵齒上分配不均勻的影響 1半軸花鍵校核 式中 T為半軸的計(jì)算載荷 載荷分布不均勻系數(shù) Z齒數(shù) H工作齒高 花鍵工作長度 2主動(dòng)軸花鍵校核 所以花鍵是合格的 8 工藝性和經(jīng)濟(jì)性分析 機(jī)械加工工藝性評(píng)價(jià) 件結(jié)構(gòu)要素符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 羅紋花鍵錐齒輪中心孔等結(jié)構(gòu)和尺

36、寸都符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定零件的結(jié)構(gòu)要素標(biāo)準(zhǔn)化可以簡化設(shè)計(jì)工作縮短零件生產(chǎn)準(zhǔn)備周期降低成本 2．盡量采用了標(biāo)準(zhǔn)件和通用件 3．在滿足產(chǎn)品使用性能的條件下零件圖上標(biāo)注的尺寸精度等級(jí)和表面粗糙度要求都取了最經(jīng)濟(jì)值 4．選用切削加工性能好的材料 5．橋殼主減速器殼選用了切削加工性能好的球墨鑄鐵 裝配工藝性評(píng)價(jià) 以劃分成幾個(gè)獨(dú)立的裝配單元 主動(dòng)錐齒輪總成可以獨(dú)立裝配好后在裝到驅(qū)動(dòng)橋殼上便于組織平行裝配流水做業(yè)可以縮短裝配周期便于組織廠際協(xié)作生產(chǎn)有利于機(jī)械的維護(hù)修理和運(yùn)輸 配過程中的調(diào)整工作量和機(jī)械加工工作量較少 裝配時(shí)只需要調(diào)整住從動(dòng)錐齒輪的嚙合位置軸承的預(yù)緊度而且調(diào)整容易只要改變調(diào)整墊

37、片的厚度和調(diào)整螺母的旋入量就可實(shí)現(xiàn)工作量小 結(jié)構(gòu)便于裝配和拆卸 全浮式支撐結(jié)構(gòu)決定了本驅(qū)動(dòng)橋便于裝配和拆卸擰下半軸與輪轂的鎖緊螺栓就可以將半軸從半軸套管中拔出而不必使用千斤頂汽車自身就可以支撐在路面上驅(qū)動(dòng)橋后殼卸下后主減速器的嚙合齒輪就可以看清楚明白便于定期檢查和維護(hù) 結(jié) 論 本驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)總的來說結(jié)構(gòu)形式的選擇還是比較合理的 一些相關(guān)部件的參數(shù)選擇經(jīng)驗(yàn)算后證明其強(qiáng)度也都合格所以本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)符合相關(guān)的規(guī)定 致 謝 經(jīng)過三個(gè)多月的緊張工作終于完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我又從新復(fù)習(xí)了一邊大學(xué)里學(xué)過的相關(guān)知識(shí)培養(yǎng)了獨(dú)立解決汽車工程技術(shù)問題的能力鞏固和加強(qiáng)了對所學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知

38、識(shí)的理解和運(yùn)用能力對汽車總成的設(shè)計(jì)有了具體的了解為以后的工作和學(xué)習(xí)都作了很好的鋪墊 在本次設(shè)計(jì)中我得到了輔導(dǎo)老師王偉華老師的悉心指導(dǎo)解決了我的很多難題畢業(yè)設(shè)計(jì)才最終得以完成在此對王老師表示最真誠的謝意 由于知識(shí)有限設(shè)計(jì)中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤或不妥之處敬請各位老師批評(píng)指正 參 考 文 獻(xiàn) 王望予 汽車設(shè)計(jì)機(jī)械工業(yè)出版社20005 陳家瑞 汽車構(gòu)造機(jī)械工業(yè)出版社20005 余志生 汽車?yán)碚摍C(jī)械工業(yè)出版社20005 劉維信 汽車設(shè)計(jì)清華大學(xué)出版社2000 劉維信 原錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)人民交通出版社1980 劉維信 驅(qū)動(dòng)橋人民交通出版社1987 曾平 機(jī)械設(shè)計(jì)吉林科學(xué)技術(shù)出版社1999

39、 附錄Amatlap雙曲面齒輪幾何尺寸計(jì)算程序及結(jié)果 x1 input z1 x2 input z2 x3 x1x2 x4 input F x5 input E x6 input d2 x8 5309pi180 x9 tan x8 x10 12x3 x11 sin acot x10 x12 x6-x4x11 2 x13 x5x11x12 x14 cos asin x13 x15 x14x9x13 x16 x3x12 x17 x15x16 x18 002x1106 x19 x12x10x17 x20 x5x19x20 013

40、7 x21 sqrt 1x202 x22 x20x21 x23 asin x22 180pi x24 x5-x17x22 x12 x25 tan asin x24 x26 x22x25 x27 cos atan x26 x28 x24x27 x29 cos asin x28 x30 x15-x29 x28 x31 x28 x9-x30 x32 x3x31 x33 x24-x22x32 x34 tan asin x33 x35 x22x34 x36 atan x35 r1 x36180pi x37 cos x36 x38 x33x

41、37 x39 asin x38 E1 x39180pi x40 cos x39 x41 x15x31-x40 x38 x42 atan x41 b1 x42180pi x43 cos x42 b2 b1-E1x44 b2pi180 x45 cos x44 x46 tan x44 x47 x22x33 x48 acot x47 r2 x48180pi x49 sin x48 x50 cos x48 x51 x17x12x32 x37 x52 x12x50 x53 x51x52 x54 x12x45x49 x55 x43x51x35 x56 x

42、41x55-x46x54 x53 x57 atan x56 xx57 x57180pi x58 cos x57 x59 x41x56x51 x60 x46x56x52 x61 x54x55 x62 x54-x55 x61 x63 x59x60x62 x64 x41-x46 x63x72 x12x49 x73 05x6x49A0 x73k input k x sqrt 2k2x732-x722 2-sin x44 2 x72sin x44 2 初估刀盤半徑 rd x 請輸入所選擇的rdx7 input rd x65 x64x58x66 x7x65

43、 if abs x7-x65 x7 001 x67 x3x50xy67 1-x3 x68 x5x34-x17x35xy68 x35x37 x69 x37x40x67x70 x49x51 x71 x12x47-x70 z x71 if x5 04A0 x74 x73-x72 x75 37x12x45x2 x76 x12x46x7 x77 x49x45-x76 a1 input a1 x78 a1pi180 x79 sin x78 x80 x782x81 cos x80 x82 tan x80 x83 x77x82 x84 10560x83x2 x85 i

44、nput ka x86 115-x85 x87 x75x85x88 x75x86005 x151 3438x87x72 x152 3438x88x72 w x151x152 x154 x84w-x18 if x154 0 x89 x84x85c x8960c2 x89x91 x84-x89 d x9160d2 x91雙重收縮齒 else x89 x85x18wc x8960c2 x89x91 x18w-c d x9160d2 x91傾根錐母線收縮齒 end x90 sin cpi180 x92 sin dpi180 x93 x87x74x

45、90h2dao x93 x94 x88x74x92h2dao2 x94 x95 015x75005C x95 x96 x93x94h x96 x97 x96-x95hg x97 r02 r2cx98 r02pi180 x99 sin x98 x100 cos x98 x101 r2-drr2 x101pi180rR2 x101 x102 sin rr2 x103 cos rr2 x104 cot rr2 x105 x93x5005x6d02 x105 x106 x70x74x50 x107 x106-x93x49X02 x107 x108 x72x90

46、-x87 x99 x109 x72x92-x88 x102 x110 x71-x108Z0 x110 x111 x71x109Zr x111 x112 x12x70x104 x113 x5x112 x114 sqrt 1-x1132 x115 x113x114 x116 x103x114 x117 asin x116 r01 x117180pi x118 cos x117 x119 tan x117 x120 x102x111x95 x103 x121 x5x113-x95 x114G0 x121 x122 x38x67x69 xz123 atan x

47、122 xy123 cos xz123 xz124 x39-xz123xy124 cos xz124 xz125 x117-x36xy125 cos xz125 xz126 x113xy67-xy68xy126 -x113xy67-xy68 x127 xy123xy124 x128 x68x87xy68 x129 x118xy125 x130 x74x127 x131 x128x130x129x75xz126Br x131 x132 x4x127-x130 x133 x128-x132x129x75xy126B1 x133 x134 x121x131 x135 x

48、119x13405d01 x135 x136 x70x100x99x12 x137 x5x136 x138 asin x137 x139 cos x138 x140 x99x110x95 x100 x141 x5x137-x140 x139Gr x141 x142 x100x139 x143 asin x142 rr1 x143180pi x144 cos x143 x145 tan x143 x146 input Bmin x147 input B x148 x90x92 x149 x96-x4x148 x150 x73-x4 else E

49、選擇錯(cuò)誤請減小E使得E 04A0 end else x20x66x65調(diào)整tann3 end z1 8 z2 37 F 32 E 40 d2 20763 r1 168194 b1 530796 b2 277436 r2 716668 A0 1093660 k 11 ans 初估刀盤半徑 rd 797636 ans 請輸入所選擇的rd rd 79375 z 13653 a1 45 ka 015 c2 03578d2 2853608 ans 雙重收縮齒 h2dao 14116 h2dao2 92201 C 12226 h 106317 hg 9

50、4091 r02 725061 rR2 669108 d02 2085180 X02 316950 Z0 11657 Zr 11998 r01 210742 G0 160778 Br 977133 B1 601359 d01 876988 Gr 95566 rr1 158980 Bmin 0134 B 0185 附錄Bmatlap星星齒輪與半軸齒輪幾何參數(shù)計(jì)算程序與結(jié)果 z1 input z1 z2min 15z1z2 2z1 z2 input z2 Rb 283262 13 A0 099Rb r1 atan z1z2 r2 atan z2z1

51、 m 2A0sin r1 z1 d1 mz1d2 mz2 fmin 025A0f 03A0f 10m f input f j input j ow 21000326206 m254 14 11 fz2mmj4 if ow 980 hg 16m h 1788m0051 a 225pi180 t 31416m h2dao 043037 z2z1 2 mh1dao hg-h2dao h1daodao 1788m-h1daoh2daodao 1788m-h2dao c h-hg dlt1 atan h1daodaoA0 dlt2 atan h2daodao

52、A0 r01 r1dlt2r02 r2dlt1 rr1 r1-dlt1rr2 r2-dlt2 d01 d12h1daocos r1 d02 d22h2daocos r2 x01 d22-h1daosin r1 x02 d1-h2daosin r2 s2 t2- h1dao-h2dao tan a 0052ms1 t-s2 b 0141 sx1 s1-s136d12-b2sx2 s2-s236d22-b2 hx1 h1daos12cos r1 4d1hx2 h2daos22cos r2 4d2 else cuole end z1 10 z2min 15 z2 20

53、z2 16 Rb 415259 A0 411107 r1 05586 r2 10122 m 43577 d1 435772 d2 697236 fmin 102777 f 123332 ans f 435772 f 123 j 0226 ow 8202604 hg 69724 h 78426 t 136902 h2dao 25036 h1dao 44687 h1daodao 33229 h2daodao 52880 c 08703 dlt1 00807 dlt2 01279 r01 06865 r02 10928 rr1 04779 rr2 08843 d01 511561 d02 723774 x01 324934 x02 414541 s2 62578 s1 74325 b 01410 sx1 73259 sx2 61789 hx1 47375 hx2 25781 4 35 / 35文檔可自由編輯打印