輕型貨車非斷開式驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)
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1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1確定設(shè)計(jì)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(dòng)形式 汽車的軸數(shù)主耍有兩個(gè)、三個(gè)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(dòng)形式的
2、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 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(dòng)形 式。 因此,驅(qū)動(dòng)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(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的擺放位置、驅(qū)動(dòng)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(gè)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(jì)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(dòng)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(dòng)機(jī)前置的后橋驅(qū)動(dòng)貨車的優(yōu)勢在于:發(fā)動(dòng)機(jī)可選擇類型多
3、;發(fā)動(dòng)機(jī)故障容易排查; 發(fā)動(dòng)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,比較好布置; 所以選擇發(fā)動(dòng)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)GB1589—1989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
4、亳米。 因此,本設(shè)計(jì)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)彎直徑、軸荷分配、傳動(dòng)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(dòng)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(duì)于高機(jī)動(dòng)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, 1740~2050+: 「 長途客車(單車)。
5、5000-6500" 4X2 貨車2 汽車總質(zhì)量m/忖 1700 ?2902 2300~36皿 36045503 ?J * 1150-1350^ ? 1300^1650^ ? 17042003 ? <1.8- 1 8?60」 6,0 ?143 由表上所得,軸距取2500亳米 ⑶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(huì)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(dòng)性。 3 因?yàn)榭倢挾认拗圃?.5
6、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(dòng)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、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(huì)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(xiǎn)杠、散熱器風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)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(shí)候,在保證布置所需的總成 的條件下,盡量取
7、得一個(gè)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(duì)于汽車通過性冇不 利的影響??傎|(zhì)量在1.8?14.0T的貨車后懸通常在1200?220()亳米Z間選取。本設(shè)計(jì)選取 4=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(dòng)機(jī)接近性。 本設(shè)計(jì)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
8、成本和燃油經(jīng)濟(jì)性的重要參照。從事汽車設(shè)計(jì)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(gè)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(jì) 表1.2質(zhì)量系數(shù)幾° 車 總質(zhì)量% 3 貨車。 1.8~6?3 0.8-1.10<-' 6.0 ?148 1.20-1.35Q >14.3 1.30 ?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
9、量與裝載質(zhì)最 根據(jù)輕型貨車的載客量為2?4,故載客量取3人。裝載質(zhì)量取叫=27\ 3. 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. + n65kg ma =2/ + 2r + 3x 65kg = 4.1957 4. 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(dòng)橋能夠承受較 大的載荷時(shí),從動(dòng)軸上的載荷可以適當(dāng)?shù)慕档停@樣可以使得汽車有良好的動(dòng)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(gè)使川它的性能要求乂是矛盾的
10、。因此,合理的選擇?個(gè)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(duì)軸荷分配有著顯著影響的主要是汽車的驅(qū)動(dòng)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(dòng)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Q 4X2后輪單胎a 32%70%「 60%~68%“ 劉%?59%< 41%?50%? 4X2后輪雙胎,長、短頭式. 25%~27%「 73%-75%v 44%-49%+ 力%?咒%
11、. 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(jì) 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(shí)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(shí)速的提高越來越受到廣大 群眾的關(guān)注。木設(shè)計(jì)瑕高時(shí)速給定參數(shù)為123KM/H. 2. 加速時(shí)間T 一般:最高
12、時(shí)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(shí)間 在17.5?3OS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(dòng)力性能有很多綜合指標(biāo),比功率就是其屮的一個(gè)。比功率決定汽車的最高時(shí) 速。根據(jù)中國相關(guān)規(guī)定,《機(jī)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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, b
13、n滬 Nm嚴(yán) 貨車2 最大總質(zhì) 量%/f Q 80-135^ 1428“ 30~44p 1 8<他<6.幺 15 ?25q 38-44p 1.8< 傀 a 74122 10~20a 33~47q 傀 >14. 0口 6~20* 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(jì)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 3.007.02 2.00 ?2.80
14、4; 6?12忖 2.68~2.82門 1.55~1.86* 4?6忖 2.80-3.20.^ 1.90-2.10^ >12飼 2.50~2.60, 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1?6貨年的最小轉(zhuǎn)彎半徑 車型 級(jí)別 R 貨車 微型 4?6m 輕型 5 ?9.5m 中型 6 ~ 10m S 型 6.5 ?10.5m 7 ?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)
15、,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 (°) Q 4x2乘用車?- 150-220. 20?30」 W?22?j 3.0 ?8.% 4x4乘用車門 210, 45^50^ 35—40^ 1.7 ?3Q “ 4x2貨車卩 180?300* 40?60卩 25—45^ 2.3 ?6.3 ' 4x4貨車、6x6貨車。 260-350- 45 ?60a ?45門 1.9 ?3Q 1
16、 &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(xiǎn)。 1.4選擇發(fā)動(dòng)機(jī) 1.4.1確定發(fā)動(dòng)機(jī)類型 口前汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)類空主要冇直列型、V型、W型、水平對(duì)置型和轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。使用 燃料類型主要冇汽油機(jī)、柴汕機(jī)。本設(shè)計(jì)選収直列水冷汽油發(fā)動(dòng)機(jī),直列水冷汽汕發(fā)動(dòng)機(jī) 的噪聲、小散熱佳、體積小轉(zhuǎn)速高、啟動(dòng)方便,易維修,基木能滿足本設(shè)計(jì)的要求。 1.4.2選擇發(fā)動(dòng)機(jī)性能 1.發(fā)動(dòng)機(jī)的最高功率 "emax 發(fā)動(dòng)機(jī)的最高功率
17、與傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率〃“汽車總質(zhì)量他、巫力加速度g>滾動(dòng)阻 力系數(shù)/、最高時(shí)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(jì)采用的是單級(jí)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 = 7236 2.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/min 3
18、.最大轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩厶喰 (N*M) aP 7_=9540x—^ - 其中Q取1.2o 忌嚴(yán)184?08N〃? 4瑕大轉(zhuǎn)矩的相應(yīng)轉(zhuǎn)速 nT = np! (1.4-2) =>npl\.6 =>wr = 2812.5r/min «2800r/min 1.5輪胎的選擇 通常在設(shè)計(jì)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(jì)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(hào)。 輪胎運(yùn)動(dòng)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(hào)的每個(gè)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),
19、不然,則 沒冇括號(hào)的數(shù)據(jù)只能夠使用在斜交倫胎上,只有括號(hào)的數(shù)據(jù)只能夠使用在子午線倫胎,如 果裝?對(duì)不同類型的輪胎,約冇10%到15%載荷增加在-對(duì)輪胎的使用。 輪胎的負(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(xiǎn)。對(duì)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(huì)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(duì)于高速、質(zhì)量較小的汽車,動(dòng)載荷高,輪胎系數(shù)不能太大,會(huì)發(fā)生危 險(xiǎn),故通常取繪小值0.9。而對(duì)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
20、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(duì)汽車性能也有一定影響,其類型大致有三類,種是普通斜線、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(jì) 線輪胎相比,仍然具有很長的使用壽命,滾動(dòng)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
21、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(shí),其繪人載荷為: 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 N MPa 輕型貨車,中,4 、客車及其掛「乍輪胎 6.50-14
22、 6 8 180 705 5850 6900 3.2 4.2 4-J 2 5J 6.50-16 (6.50R16) 6 8 755 765 765 6350 7550 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.50F 5.50E 5.50F 7.55-15 (7.00R15) 6 200 750 760 6800 8000 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.5OF 6.00G 7.00-16 (7.00R16) 8 10 200 780 790 8500 9650 4.2(4.6
23、) 53(5.6) 5.50F 6.00G 7.50-15 (7.5OR15) 8 10 220 785 790 9300 10600 4.2(4.6) 53(5.6) 6.00G 5.50F 6.50F 7.50-16 (7.50R16) 8 10 12 220 810 820 - 9700 11050 12400 4.2(4.6) 53(5.6) 63(6.7) 6.00G 5.00F 6.50H &25-16 (8.25R16) 12 240 860 870 13500 53(5.6)
24、 6.50H 6.00G 選擇 7.00-16。 # 趙耿:輕型貨車非斷開式驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì) 2驅(qū)動(dòng)橋的選擇 2.1選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式可以分為兩種,一?種是非斷開式驅(qū)動(dòng)橋一種是斷開式驅(qū)動(dòng)橋。兩種 驅(qū)動(dòng)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(dòng)橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成一個(gè)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(dòng)橋在工作的時(shí)候,一側(cè)車輪上下運(yùn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)橋會(huì)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(dòng)橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋在于其有獨(dú)立懸掛,即使在工作時(shí)車輪上下運(yùn) 動(dòng),驅(qū)動(dòng)橋不受其太大影響,能在道路情況較差的情況
25、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(duì)道路悄況較差。 7 13 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖2-2斷開式驅(qū)動(dòng)橋 木設(shè)計(jì)主要研究的是貨車,故選擇非斷開式驅(qū)動(dòng)橋就可以基本滿足所需要的性能。 2.2選擇驅(qū)動(dòng)橋零[:結(jié)構(gòu) 主減速器:用于改變電機(jī)的傳輸?shù)姆较?,降低轉(zhuǎn)速,增大扭矩。 差速器:用于汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí),將驅(qū)動(dòng)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(dòng)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
26、動(dòng)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(dòng)的主減 速器,往往是使用在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的橋上的。錐齒傳動(dòng)則使用在發(fā)動(dòng)機(jī)豎置的橋上。 木設(shè)計(jì)采用的是發(fā)動(dòng)機(jī)豎置,故選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式。螺旋錐齒輪冇著不根切、 傳動(dòng)巫合度的最少齒數(shù)少,可以節(jié)省空間。且承載能力高耗能低、制造簡單、傳動(dòng)緊湊、工作穩(wěn)定可靠、傳動(dòng)噪聲小的優(yōu)點(diǎn),故常用丁?重載傳動(dòng)。同時(shí),錐齒輪傳遞兩相交軸Z間 的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力,分度惻錐角大部分呈90度,十分適合驅(qū)動(dòng)橋主減速器的減速形式。 圖2-4螺旋錐齒輪的傳動(dòng) 圖2d木設(shè)計(jì)的錐齒輪傳動(dòng) 驅(qū)動(dòng)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(jí)、雙級(jí)主減速
27、器Z分。 單級(jí)減速器指的是只有一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)的減速器,山于它的傳動(dòng)比不大,廣泛用于 小型車和一些中型車。 對(duì)于傳動(dòng)力較人的大中型車,則在單級(jí)的基礎(chǔ)上,后邊加一對(duì)齒輪,則稱為雙極減 速器。 根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際情況,只需單級(jí)主減速器就能滿足設(shè)計(jì)所需的性能,其屮傳動(dòng)比幾小 于等于7。 主減速器為保證螺旋錐齒輪的匸確嚙合.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(dòng)錐齒輪的支承形式 主減速器的主動(dòng)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(jì)的裝載
28、質(zhì)量 為2T,故選取跨置式支承。 L動(dòng)址齒倫的支承力?粉胃代利時(shí) M兩種. b (?伽心 c (慫杵式) 19 圖2-6主動(dòng)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(dòng)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(jì)主動(dòng)錐齒輪支承形式 2?選取從動(dòng)錐齒輪的支承形式 以惻錐滾了軸樂支承從動(dòng)錐齒輪,可以同時(shí)承受徑向載荷和單向軸向載荷口傳動(dòng)動(dòng) 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
29、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(dòng)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(dòng)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(dòng)錐齒輪的支承形式 圖2-10本設(shè)計(jì)從動(dòng)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(shí)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(huì)造成汽車轉(zhuǎn)彎的閑難。這時(shí),報(bào)動(dòng)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
30、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(jì)在普速器結(jié)構(gòu)形式的選擇上,選収的是對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。其組成 成分主要有4個(gè)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(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式 驅(qū)動(dòng)乍輪傳動(dòng)裝直的冃的是從減速器半軸齒輪到車輪的轉(zhuǎn)矩。通常,半軸和丿j向節(jié) 傳動(dòng)裝置是一種斷開式驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)裝置,萬向節(jié)傳動(dòng)裝置主要是等速萬向節(jié)。而非斷開式 驅(qū)動(dòng)橋只以半軸為傳動(dòng)裝置,并且將差速器
31、半軸齒輪和軸轂連接。如果驅(qū)動(dòng)橋[二裝冇論邊 減速器,那么半軸要將半軸齒輪與主動(dòng)錐齒輪相連。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 圖2-12本設(shè)計(jì)所選半軸 因本設(shè)計(jì)選擇非段式驅(qū)動(dòng)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(tái),并把鍵固定在輪轂或在該直接與輪盤賭,并加上制動(dòng)鼓)法蘭。因此,除了半 浮動(dòng)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,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)
32、3/4浮式:支承軸只有一個(gè)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??捎糜谵I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(duì)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,兩個(gè)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。
33、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(shí)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(gè)全浮式半軸驅(qū)動(dòng)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(dòng)橋橋殼 橋殼是主減速器,差速器的外殼非斷開式驅(qū)動(dòng)橋橋殼起著車上的支撐作用。橋殼將驅(qū) 動(dòng)車輪的垂直
34、力,制動(dòng)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(dòng)力。 在汽車行駛過程中,橋殼承受重載荷必須在動(dòng)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(jì)。為了減少汽車的贊下質(zhì)量,以促進(jìn)動(dòng)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(dòng)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(gè)垂宜軸接合表而被分成兩部分,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
35、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(gè) 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(duì)較低。在過去的兩個(gè)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(gè)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)等也方便了許多。 I9 遼寧工程技術(shù)大
36、學(xué)課程設(shè)計(jì) 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(dòng)橋計(jì)算與校核 3.1計(jì)算與主減速器有關(guān)的參數(shù) (1) 傳動(dòng)比% 傳動(dòng)比%需滿足在發(fā)動(dòng)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(shí)速。 它的大小主耍取決丁?車輪的滾動(dòng)半徑作、變速器髙檔傳動(dòng)比人、相應(yīng)轉(zhuǎn)速%和放大時(shí)速 Va inax o i°=(0.377?0.472)——:p 其中 rt. =0.5
37、Ma igh = 1、np =4500r/min、max =95艮瞬眉。"LB 計(jì)算得: 巾=4.7?7.2 取 zo=6o (2) 主減速器齒輪載荷計(jì)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(jì)算載荷。 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩:的確定需按發(fā)動(dòng)機(jī)最人轉(zhuǎn)矩和最低檔的傳動(dòng)比。 4(1 emax 八八 JL 0 ■1 Tee——計(jì)算轉(zhuǎn)矩。N.M T ennx - —發(fā)動(dòng)機(jī)的最人轉(zhuǎn)矩。 N 驅(qū)動(dòng)橋數(shù)。 S——分動(dòng)器的傳動(dòng)比。 /0——主減速的傳動(dòng)效率。 n——變速器的傳動(dòng)效
38、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(dòng)載系數(shù) /, —變速器放低扌專傳動(dòng)比. 其屮 Lnax =192 N-m, N=l, z/l, i0=6. 0, q =0.9, k=l, Ktl =1, z, =3. 0a 計(jì)算得: :=3110.4N?M 35 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩需按驅(qū)動(dòng)車輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算。 Gm,% Tcs—計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 G2——以個(gè)驅(qū)動(dòng)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(dòng)半徑。 im — 主減速器從動(dòng)齒
39、輪與半軸的傳動(dòng)比。 〃,“一 主減速器主動(dòng)齒輪與半軸之間的傳動(dòng)效率。 其 + 777 2 = 1.1 > (P =0.85, im=] , 〃,” =1。 計(jì)算得: 7;v =9732.6 INm :、7;均為最大轉(zhuǎn)矩,計(jì)算轉(zhuǎn)矩7;在計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí),應(yīng)取幾、:二者的 最小值計(jì)算,所以r =2982. lN-mo 主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩的計(jì)算公式 7:——主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 主減速比。 %——主動(dòng)錐齒輪耳從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率。 其中對(duì)于弧齒錐齒輪副,%?取95%。 計(jì)算得 7>545.6N?m ■ (3) 錐齒輪參數(shù) 錐齒輪的兒何參數(shù)及計(jì)算公
40、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(dòng)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(duì)于主、從動(dòng)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(dòng)比為/0=Z2/Z>=41/7=5.86o 在單級(jí)主減速器的設(shè)計(jì)中,橋光的禹度尺寸與離地間隙的大小受從動(dòng)錐齒輪分度圓 苜徑D2的捉高的影響,跨置式主動(dòng)齒輪支掠座的女裝位置大小與差速器的安裝會(huì)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(gè)平
41、衡。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式: D2=Kq換 莫中 K®——直徑系數(shù)。 經(jīng)計(jì)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=0.3?0.4。叫二(0.3?0.4)$2912.51 = 4.28?5.71。 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(huì)使得齒根 的圓角半徑減小,因而應(yīng)力集中增大,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(huì)使得齒輪的耐磨 性減低,使用壽命降低??偠灾?,齒面
42、寬度不能過大也不能過小。 齒而寬度的計(jì)算公式: b〈0.3?R , 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=0」55X205=31. 775mn)o * (3)全齒高、齒工作高 已計(jì)算好的參數(shù): 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 7 從動(dòng)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(dòng)齒輪齒 數(shù) (5) 6 7 8 9 10 11 >12 從動(dòng)齒輪最 小齒數(shù)勺麗 34 33 32 31 30 29 26 法向壓角力 a 20&
43、#176; 螺旋角0 35° 40° 35" 齒工作高系 數(shù)厲 (1.430) 1.500 1.560 1.61 1.65 1.68 1.695 1.700 齒全高系數(shù) (1.588) 1.666 1.733 1.788 1.832 1.865 1.882 1.888 大齒輪齒髙 系數(shù)心 (0.160) 0.215 0.270 0.325 0.380 0.435 0.49 0.46+ ° 39 2 (如 軸交角 90度 節(jié)岡直徑 D、= msz{ =5x7 = 35 mm; D2
44、 = 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=8.67mm 從動(dòng)齒輪齒頂高為:h°2=Ka? Ms =0.27x5= 1.35mm 主動(dòng)齒輪齒頂為為:hai= h&-h“ 2 =6.45mm 從動(dòng)齒輪齒根高為:h /2 = h-h,2=7.32mm 主動(dòng)齒輪齒根髙為:h /]=h-hai=2.22mm 3.2主減速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 齒輪傳動(dòng)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
45、種:閉式與開式。開式般只試用于低速、手動(dòng)等不重要的傳動(dòng),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(gè) 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(dòng)中使用。 表3-2驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力 計(jì)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 700 2800 980 齒輪齒根彎曲強(qiáng)度0計(jì)算: Gw c ° s m X103 kvmsbDJw 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)
46、 kv——質(zhì)量系數(shù) Jw ——所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù) 30 0M^ssf&w<c^* -4/ 一 — F— / 1 / / 7 < /
47、 3( 3< 40 45 5) ) 6< ) 1 / 丿 「 / L / / 7 F1/L f L / /
48、 相嚙合齒輪的齒數(shù) 60 50 6 7 8 10 11 20 II 10 8 7 6 5 0. 12 0. 16 0.20 0.24 0.28 圖3-1螺旋齒輪彎曲強(qiáng)度綜合系數(shù) 則從動(dòng)錐齒輪 2x2982,1x0,67x1.1 = 5x31.775x205x0.238 卞動(dòng)錐齒輪 T. = 2982?1 = 535.67N ? m 0.95x5.86 2x 5 3 5 ® 0“7冷鼻血莎 "5x 3 1 ?7又5 2 5 0.2 3 8 上述計(jì)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(jì)算公式為:
49、 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(jì)算川丿 »7&m 年SW 圖3-2綜合系數(shù)打' 計(jì)算得: 232.6 )2x535.67x0.666x1」二 。, (T. = x J xlO =2896.8⑷a 7 35 V 31.775x0.13 其最大接觸強(qiáng)度均不
50、超過2900MPA,故主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪二者的齒面接觸應(yīng)力相等。 3.3計(jì)算差速器的相關(guān)參數(shù) 本設(shè)計(jì)選擇的差速器是對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。 (1) 行星齒輪個(gè)數(shù)及球面半徑。 根據(jù)承載情況,在此選擇4個(gè)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(jì)算轉(zhuǎn)矩(Nm) Rb——球面半徑 計(jì)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
51、被行星輪齒數(shù)整除。 本設(shè)計(jì)暫定半軸齒數(shù)為24,行星齒輪齒數(shù)為12。 節(jié)錐角計(jì)算公式: = arctanCZj /z2) = arctan 0.5 = 26.56° y2 = arctan(z2 /zj =63.43° 模數(shù)計(jì)算公式: 加=2^ sin 升 計(jì)算的: 2x 3 5.26 _。一 . m = s in 2 6 z 12 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b A = (0.25-0.30)4 b=9. 52mmo 取0.27計(jì)算,
52、齒工作高h(yuǎn)g 忙=1.6m A m = 3;力=1.6 x 3 = 4. Smm o 全齒高h(yuǎn) 力= 1.788〃?+ 0.051 力=1.788 x 3 + 0.051 = 5.415mm 齒頂高h(yuǎn) “ It =忙一力;;力;=0.430 + —? 7° m g [(勺/訂」 計(jì)算得:斥=3?233〃z〃z; 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c C
53、 = h— 忙=0.188 加+ 0.051 A c = 0.188x3 + 0.051 = 0.615mm 齒頂圓d 血=d】+2〃;cos 并; 〃o2 =〃2 + 2力;cosy2o d(H =36+ 2x3.233 cos 26.56“ =41.78〃〃〃; d°2 = 72 + 2 x 1.568 cos 63.44° =75.47mm. (5)計(jì)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(jì)算轉(zhuǎn)矩,卩=仝竺 n Ji > 12 16 25 20
54、 18 1 圖3-3綜合系數(shù) J取0. 223,計(jì)算得: 匕、總、k、按照卞減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的冇關(guān)轉(zhuǎn)矩選取 0.222 0.224 0.226 0.228 0.230 0 232 0?6x2982?l =44w 4 3x9.52x72x4x0.223 滋吐金弱呂rES^e益* 20 3.4設(shè)計(jì)半軸 (1)應(yīng)力計(jì)算 半軸的形式在本設(shè)計(jì)中選擇的是全浮式半軸。半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中冇兒個(gè)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
55、設(shè)計(jì)應(yīng)式過渡部分的半徑盡可能增大。;以強(qiáng)度儲(chǔ)備來說,設(shè)計(jì)的全浮 式半軸部分應(yīng)低于其他傳動(dòng)部件軸強(qiáng)度儲(chǔ)備,形成一個(gè)“保險(xiǎn)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/?!胼S的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 K——直徑系數(shù) 的計(jì)算公式: =-m2G2rr(p 計(jì)算得: Mq =4585520 N ? mm d = (0.205 ?0.218)^/4585520 = 34.05 ?36.20〃" 半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算公式: 16他 r = & 7rd 、[旨如 16x4585.52x10’ … 計(jì)算得: t =
56、 = 577.12Mpa 3.1416x35’ 尸 扭轉(zhuǎn)角的計(jì)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)? 計(jì)算得: Ip = ^-x354x/32 = 147249加亦 z) 4585.52x0.75 180 , 0 = — x = 1.65° / m 80xl09x 147249x10 12 3.1416 都扭安全系數(shù)的訃算公式: =1.36 nr 784 n =——= 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、40Mn
57、B鋼、40Cr等。42CrMo合金鋼抗扭力、抗剪 力都較好,價(jià)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(dòng)橋設(shè)計(jì) 價(jià)較低。半軸熱處理主要以調(diào)制為主。 3.5橋殼的設(shè)計(jì)與計(jì)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(shí)的橋殼極限彎曲應(yīng)力o■與極限扭轉(zhuǎn)應(yīng)力r l M、,+ “山 w、. Wh Tt 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/b M1=Fx2xb TT=Fx2Xrr 側(cè)向力最大時(shí)橋殼的極限彎曲應(yīng)力為 半軸允許彎曲應(yīng)力為300?50()MpaZ間,半軸允許的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力150?400MPa 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(jì) #
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