哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)i摘 要中型貨車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的各種總成中涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成，驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。本次設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)給定的汽車相關(guān)參數(shù)，確定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案，分別計(jì)算出主減速器,差速器,驅(qū)動(dòng)半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼的主要參數(shù)并確定其結(jié)構(gòu)尺寸，并進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算得出來(lái)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，用 AUTOCAD 軟件繪出驅(qū)動(dòng)橋二維 CAD 圖。關(guān)鍵詞: 主減速器；差速器；AUTOCAD哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)iiABSTRACTTruck drive axle is large assembly of mechanical parts, components, sub-assembly and so on that assembly in the car. driving axle plays an important role in the drive system.By the use of given parameters to determine the structure of the program drive axle, and to calculate the parameters of the final drive， differential, drive axle and drive axle housing .And then to identify the main parameters of the structure size, and strength calculation. Drawing AUTOCAD by the data that have been calculated.Key words: drive axle；differential ；AUTOCAD哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)iii目 錄摘 要 IABSTRACTII第 1 章 緒論 1第 2 章 總體方案論證 32.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 .32.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 .42.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 .5第 3 章 主減速器設(shè)計(jì) 73.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 .73.1.1 螺旋錐齒輪傳動(dòng) 73.1.2 結(jié)構(gòu)形式 83.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案 .93.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承 93.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承 103.3 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì) .103.3.1 主減速比的確定 103.3.2 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇 123.4 主減速器錐齒輪的材料 .143.5 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 .153.5.1 單位齒長(zhǎng)圓周力 153.5.2 齒輪彎曲強(qiáng)度 153.5.3 輪齒接觸強(qiáng)度 .163.6 主減速器錐齒輪軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 .173.6.1 錐齒輪齒面上的作用力 173.6.2 錐齒輪軸承的載荷 .183.7 主動(dòng)錐齒輪軸花鍵強(qiáng)度 .20第 4 章 差速器設(shè)計(jì) 224.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 .224.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) .234.3 差速器齒輪的材料 .26哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)iv4.4 普通錐齒輪式差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 .26第 5 章 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) .285.1 半軸的型式 285.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 .295.3 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 .31第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 336.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式 336.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 .34結(jié) 論 35 致 謝 36參考文獻(xiàn) .37哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒論汽車驅(qū)動(dòng)橋是汽車的重大總成，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(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車驅(qū)動(dòng)橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器） 、橋殼和各種齒輪。由上述可見(jiàn)，汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過(guò)對(duì)汽車驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。所設(shè)計(jì)的貨車驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)滿足制造工藝性好、外形美觀，工作更穩(wěn)定、可靠。驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)符合中型貨車的整體結(jié)構(gòu)要求。設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易的要求。中型貨車通常采用后輪驅(qū)動(dòng)，這樣汽車的平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費(fèi)用低也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車就不需要對(duì)差速器進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車來(lái)說(shuō)也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是做在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車更加安全、舒適，從而帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。所以本次設(shè)計(jì)采用后輪驅(qū)動(dòng)。本課題的設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，JX1090TPR23 屬于中型貨車，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合中型貨車的結(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(jì)出各主要尺寸。課題所設(shè)計(jì)的貨車最高車速 90km/h,發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定功率（2600r/min）115kW，最大扭矩（1300～1600r/min）450 Nm。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2本章小結(jié)本章對(duì)設(shè)計(jì)的大體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行選擇。驅(qū)動(dòng)橋的背景及立題的意義和所設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋的一些主要參數(shù)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3第 2 章 總體方案論證驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。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：(a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(dòng)效率。(e)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。 (f)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。(g)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。驅(qū)動(dòng)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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。2.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)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(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)齒輪哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)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(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)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(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪的旁邊。在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)汽車和超重型載貨汽車上，有時(shí)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(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。2.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(méi)有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱為斷開(kāi)式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)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(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(duì)于車架或車廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。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(duì)其平順性也有顯著的影響。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動(dòng)車輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)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(dòng)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(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見(jiàn)于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)5上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車。2.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置為了提高裝載量和通過(guò)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(dòng)，常采用的有 4×4、6×6、8×8 等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對(duì) 8×8 汽車來(lái)說(shuō)，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難于布置了。為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都是采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置型式。在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)軸布置在同一縱向鉛垂平面內(nèi)，并且各驅(qū)動(dòng)橋不是分別用自己的傳動(dòng)軸與分動(dòng)器直接聯(lián)接，而是位于分動(dòng)器前面的或后面的各相鄰兩橋的傳動(dòng)軸，是串聯(lián)布置的。汽車前后兩端的驅(qū)動(dòng)橋的動(dòng)力，是經(jīng)分動(dòng)器并貫通中間橋而傳遞的。其優(yōu)點(diǎn)是，不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各驅(qū)動(dòng)橋零件的相互通用性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)、減小了體積和質(zhì)量。這對(duì)于汽車的設(shè)計(jì)(如汽車的變型)、制造和維修，都帶來(lái)方便。由于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，查閱資料，參照國(guó)內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計(jì),最后本課題選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)6其結(jié)構(gòu)如圖 2-1 所示：1－半軸 2－圓錐滾子軸承 3－支承螺栓 4－主減速器從動(dòng)錐齒輪 5－油封 6－主減速器主動(dòng)錐齒輪 7－彈簧座 8－墊圈 9－輪轂 10－調(diào)整螺母 圖 2-1 驅(qū)動(dòng)橋本章小結(jié)本章主要對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的總體方案進(jìn)行論證通過(guò)比較結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)從而選擇最適合方案。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)7第 3 章 主減速器設(shè)計(jì)主減速器是汽車傳動(dòng)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(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)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(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下基本要求：（a）所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。（b）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)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(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。（d）在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性。（e）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。3.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。3.1.1 螺旋錐齒輪傳動(dòng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)8圖 3-1 螺旋錐齒輪傳動(dòng)按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動(dòng)主要有螺旋錐齒輪式傳動(dòng)、雙曲面齒輪式傳動(dòng)、圓柱齒輪式傳動(dòng)（又可分為軸線固定式齒輪傳動(dòng)和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動(dòng)即行星齒輪式傳動(dòng)）和蝸桿蝸輪式傳動(dòng)等形式。在發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用簡(jiǎn)單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動(dòng)或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動(dòng)。為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車上獲得廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸位置，從而有利于降低車身及整車重心高度，提高汽車行使的穩(wěn)定性。東風(fēng) EQ1090E 型汽車即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，且齒面間壓力很大，齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將時(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。經(jīng)方案論證，主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖 3-1 示）。螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)9面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 [1] [2]3.1.2 結(jié)構(gòu)形式為了滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。雙級(jí)式主減速器應(yīng)用于大傳動(dòng)比的中、重型汽車上，若其第二級(jí)減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實(shí)際上成為獨(dú)立部件，則稱輪邊減速器。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)主減速器采用單級(jí)主減速器。其傳動(dòng)比 i0一般小于等于 7。 【1】3.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。3.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承圖 3-2 主動(dòng)錐齒輪跨置式主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖 3-2 示） 。齒輪前、哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)10后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。跨置式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的1／30 以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/5～1/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用跨置式支承。本課題所設(shè)計(jì)的 JX1090TPR23 貨車裝載質(zhì)量為 4.44t，所以選用跨置式。圖 3-3 從動(dòng)錐齒輪支撐形式3.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 3-3 示） 。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，c+d 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是 c 等于或大于 d。3.3 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì)主減速比 、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始0i數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。3.3.1 主減速比的確定哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)11主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。 的選擇應(yīng)在0i汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌?下的功率平衡田來(lái)研究 對(duì)汽車動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，0i 0對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇 值，可使汽車獲得最佳0i的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車、長(zhǎng)途公共汽車尤其是競(jìng)賽車來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 及其轉(zhuǎn)速 的情況下，所選擇的 值應(yīng)能保證這maxPpn0i些汽車有盡可能高的最高車速 。這時(shí) 值應(yīng)按下式來(lái)確定：axv0i（3-0max.37rpghii?1）式中 ——車輪的滾動(dòng)半徑， r .415r——變速器量高檔傳動(dòng)比。ghi ghi079?對(duì)于其他汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速稍有下降，一般選擇比上式求得的大 10％～25％，即按下式選擇：0i（3-0max(.37~.42)rpghFLBnivi?2）式中 ——分動(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比i——輪邊減速器的傳動(dòng)比。LB根據(jù)所選定的主減速比 值，就可基本上確定主減速器的減速型式0i（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器） ，并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。把 , , , 代入（3-260/nr?amxv9kh??r0.415m?ghi0.79?1）計(jì)算出 05.7i從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jeTmax0fjkin??（3-3）哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)12式中：—主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力載荷，Nm；jeT—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；max emaxT450N?—變速器傳動(dòng)比， ；fi fi.6—主減速器傳動(dòng)比， ；0 072—傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率， ；?.9?代入式（3-3） ，有： jeT186.N?主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 當(dāng)計(jì)算主減速齒輪時(shí)，應(yīng)將以上25.7m各式分別除以該對(duì)齒輪的減速比及傳動(dòng)效率。3.3.2 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇a)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 和1z2選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素；為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)度，大小齒輪的齒數(shù)和不少于 40 在轎車主減速器中，小齒輪齒數(shù)不大于 9。查閱資料，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動(dòng)比為 5.72，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù) ，從動(dòng)齒輪齒數(shù) 。17z?240z?b）主、從動(dòng)錐齒輪齒形參數(shù)計(jì)算按照文獻(xiàn) 中的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 。[3] 31?從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑 取321698.76dm?240dm?齒輪端面模數(shù) /40/mz?表 3-1 主 減 速 器 螺 旋 錐 齒 輪 的 幾 何 尺 寸 計(jì) 算 用 表序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果1 主 動(dòng) 齒 輪 齒 數(shù) 1z72 從 動(dòng) 齒 輪 齒 數(shù) 2 403 端 面 模 數(shù) m1m4 齒 面 寬 20.5Fd?62F?5 齒 工 作 高 1ghH5.gh哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)136 全 齒 高 2hHm?17.3hm?7 法 向 壓 力 角 ?2??8 軸 交 角 ?90?9 節(jié) 圓 直 徑 dz?17d?2410 節(jié) 錐 角 112arctn?19.6??11 節(jié) 錐 距 01siA03.Am?12 周 節(jié) 3.46tm?46t13 齒 頂 高' '12gh?'2ak? '12.90h?14 齒 根 高'11h???''22'14.3hm?15 徑 向 間 隙 gch??.7c16 齒 根 角'110artnfA?'22ctfh?1.250f???2=4.f17 面 錐 角11a????2 1.06a???28318 根 錐 角11??????221.67????25.93哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1419 齒 頂 圓 直 徑112cosdh??????22? 95.413adm?20c）中點(diǎn)螺旋角 ?弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的。汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為 。貨車選用較小的 值以保證較大的3540???，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。取 。F??d）法向壓力角 ?法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可以使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)于貨車弧齒錐齒輪， 一般?選用 。20?e) 螺旋方向從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止輪齒卡死而損壞。3.4 主減速器錐齒輪的材料驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求：（a）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。(b)齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。(c)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。(d)選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻呀的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)15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(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%～1.2%） ，具有相當(dāng)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(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)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(diǎn)是熱處理費(fèi)用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層的剝落。為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(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(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高 25%的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。3.5 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算3.5.1 單位齒長(zhǎng)圓周力按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)（3-emaxg312Ti×0PdF?4） 式中：—變速器傳動(dòng)比，常取一擋傳動(dòng)比， ；gi 5.60gi?—主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑 mm；1d 17dm其它符號(hào)同前；將各參數(shù)代入式（3-4） ，有： 62/PN?按照文獻(xiàn)[1], ，錐齒輪的表面耐磨性滿足要求。??149/p?哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)163.5.2 齒輪彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為：30sm2vTk×1FzJw??（3-5）式中：—汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力，MPa；w?—該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm；對(duì)于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算T到主動(dòng)齒輪上—過(guò)載系數(shù)，一般取 1；0k—尺寸系數(shù)，0.792；s—載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均均用騎馬式支承型時(shí)懸臂式結(jié)構(gòu)，m；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)， 。支承剛度1.?? 1.025mk??大時(shí)取小值；—質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好，周節(jié)及徑向vk跳動(dòng)精度高時(shí)，可取 1；—所計(jì)算的齒輪齒面寬；F47b?—斷面模數(shù)， ；mm—計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，取 0.195；J對(duì)于主動(dòng)錐齒輪， ；從動(dòng)錐齒輪， ；25.TN12986.TNm?將各參數(shù)代入式（3-5） ，有：主動(dòng)錐齒輪， ；467.9waMP??從動(dòng)錐齒輪， ；2主從動(dòng)錐齒輪的 ，輪齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 [1]??70wa??3.5.3 輪齒接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為：（3-6）p31max0sfvjc2Tk×1αFJj??哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)17式中：—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力， ；j?aMP=主動(dòng)齒輪最大轉(zhuǎn)矩，1maxeTmN—齒面寬， ；取齒輪副中的較小值（一般為從動(dòng)齒輪輪齒面寬）F47b?—齒面品質(zhì)系數(shù)，取 ；fk1.0—綜合彈性系數(shù)，取 ；pc/23—尺寸系數(shù)，取 ；s .—齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取 ；jJ .1—主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；1maxeT56.zTNm?、 、 選擇同式（3-5）0ky將各參數(shù)代入式 （3-6） ，有：27.9jMPa?，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。 [1]280jjPa???????3.6 主減速器錐齒輪軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算3.6.1 錐齒輪齒面上的作用力齒輪在工作過(guò)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。對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 進(jìn)行計(jì)算。dT 3133231max 01000 ???????? ?????? ??????????????????????????? TRgiTgiTgiTgie ffff ?式中： ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 372N·m；axeT， … ——變速器在各擋的使用率，1if2iiRf哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)18， … ——變速器各擋的傳動(dòng)比；1gi2gRi， … ——變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率；TfTf經(jīng)計(jì)算 為 。d463.7Nm(a)齒寬中點(diǎn)處的圓周力 p(3-m2TdP?7)式中：—作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩；T—從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑，由式（3-8）確定，即2mD(3-22sinmdF???8)式中：—從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑；2d240d—從動(dòng)齒輪齒面寬；F6F?—從動(dòng)齒輪節(jié)錐角； ?28.7??將各參數(shù)代入式(3-8)，有：3.9md159.32md?將各參數(shù)代入式(3-7)，有：15.64PKN?對(duì)于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動(dòng)齒輪上的圓周力是相等的。(b)錐齒輪的軸向力 和徑向力 （主動(dòng)錐齒輪）azFrz作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力 和徑向力分別為a(3-tnαsiγ+Ptβcoscoaz?9)(3-tsγ-tanicβrzP10)將各參數(shù)分別代入式(3-9) 與式(3-10)中，有：哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)19，1250.6azPN?5902.4rzp?3.6.2 錐齒輪軸承的載荷當(dāng)錐齒輪齒面上所受的圓周力、軸向力和徑向力計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。圖 3-4 為單級(jí)主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖:圖 3-4 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸圖 3—4 中各參數(shù)尺寸：， ， ， 。16am?92b54cm?238.9dm?由主動(dòng)錐齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖（圖 3-5 所示） ，得出各軸承所受的徑向力與軸向力。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)20圖 3-5 主動(dòng)錐齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖軸承 A，B 的徑向載荷分別為（3-???2 210.5RZaZmARPbPda??????11）（3-???22.maZRZBc???12） 根據(jù)上式已知 ，1250.6azPN?， ， ，5902.4rzpN?m9b54cm?所以軸承 A 的徑向力：= =3497.137NR????22 9.316120.4.509164 ?????其軸向力為 0。軸承 B 的徑向力：= =8171.64NR??? ?22 31.596120.54.9054164 ????哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)21(1) 對(duì)于軸承 A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承 NU207E(內(nèi)徑 35，外徑 72)，此軸承的額定動(dòng)載荷 Cr 為 46.5KN，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷 。1349713AQXRN???(2) 對(duì)于軸承 B，在此并不是一個(gè)軸承，而是一對(duì)軸承，對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)載荷系數(shù) Y 值按雙列軸承選用，e 值與單列軸承相同。在此選用 30212 型軸承。(3) 對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承 C，D 的徑向力由計(jì)算公式較核，軸承C，D 均采用 30216(內(nèi)徑 80，外徑 140)，其額定動(dòng)載荷 Cr 為 150.8KN。3.7 主動(dòng)錐齒輪軸花鍵強(qiáng)度 主動(dòng)錐齒輪軸材料屬性材料為 20CrMnTi；許用扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力 ；??15Mpa??許用彎曲應(yīng)力 ；0?按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初選軸頸轉(zhuǎn)矩 (3-13)0cTi?式中：——計(jì)算載荷， ;cT12986.m=1325.94kgcN???——主減速器傳動(dòng)比 ；0i 057i計(jì)得 .23.67aMP??扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力： ??316Td????將各參數(shù)代入上式得軸徑取 ;?經(jīng)驗(yàn)算得軸的強(qiáng)度合格。主動(dòng)錐齒輪花鍵強(qiáng)度計(jì)算按 GB3478.2-83 主動(dòng)錐齒輪軸花鍵選取 ，平根齒漸開(kāi)線花鍵。?01、花鍵的剪切應(yīng)力(3-??341[()]BApTDdZLb?????????14)式中： ——齒輪軸傳遞的轉(zhuǎn)矩T231.67MPa——花鍵模數(shù) ;m1.5m?哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)22——花鍵齒數(shù) ;Z3Z?——花鍵外徑 ;BD????1.531Bmzm???——相配合花鍵孔內(nèi)徑 ;Ad .51.7AdZ???——花鍵工作長(zhǎng)度 ;pLpL——花鍵齒寬 ;b0.52.6b???——載荷分布不均勻系數(shù) ；?75?——許用剪應(yīng)力 ?????3MPa?各參數(shù)代入上式得： ,取 。pLm?pL?2、花鍵的擠壓應(yīng)力(3-15)310()()[ ]4pBABApTDdZ?????????代入各參數(shù)計(jì)算得： 920pMPaa???????所以花鍵強(qiáng)度合格。本章小結(jié)本章對(duì)主減速器中的齒輪型式，主減速器的主從動(dòng)錐齒輪的支承方案，齒輪的材料以及強(qiáng)度的計(jì)算等進(jìn)行設(shè)計(jì)確定主減速器的設(shè)計(jì)方案。第 4 章 差速器設(shè)計(jì)汽車在行使過(guò)程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)23動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)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(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，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(yīng)用較廣。經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 【5】 。普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝 4 個(gè)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(jiǎn)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(diǎn)，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(jìn)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(qiáng)制鎖住差速器的裝置——差速鎖等。4.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)（a) 行星齒輪數(shù) n通常情況下，貨車的行星齒輪數(shù) 。4n?（b) 行星齒輪球面半徑 bR行星齒輪球面半徑 反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力。3bdkT?（4-1）式中：哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)24—行星齒輪球面半徑系數(shù)， ，對(duì)于有四個(gè)行星齒輪bk 2.519bk??的轎車或公路載貨汽車取小值；—差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩， ；dTNm?將各參數(shù)代入式（4-1） ，有： 62bR?（c）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) 和1z為了使輪齒有較高的強(qiáng)度， 一般不少于 10。半軸齒輪齒數(shù) 在2z14～25 選用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 在 1.5～2.01的范圍內(nèi)，且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 ，2.8z?半軸齒輪齒數(shù) ，行星齒輪的齒數(shù) 。218z?10z?d） 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 、 及模數(shù)r2m行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 、 分別為1（4-2zr=actn??????2）（4-221zr=actn??????3）將各參數(shù)分別代入式（4—2）與式（4—3） ，有：， °129.05r??260.945r??錐齒輪大端模數(shù) 為m（4-01Asinγz4）將各參數(shù)代入式（4-4） ，有： 6.021m?哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)25取模數(shù) 【3】6.0m?（e）半軸齒輪與行星齒輪齒形參數(shù)按照文獻(xiàn)[3]中的設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算，結(jié)果見(jiàn)表 4-1。（f）壓力角 ?汽車差速齒輪大都采用壓力角 ，齒高系數(shù)為 0.8 的齒形,最??????少齒數(shù)為 10。行 星 齒 輪 安 裝 孔 的 直 徑 及 其 深 度?L行 星 齒 輪 的 安 裝 孔 的 直 徑 與 行 星 齒 輪 軸 的 名 義 尺 寸 相 同 ， 而 行 星齒 輪 的 安 裝 孔 的 深 度 就 是 行 星 齒 輪 在 其 軸 上 的 支 承 長(zhǎng) 度 ， 通 常 取 ：?1.?L??nlTc??302lc?1.30?（ 4-5）28m??3.8L表 4-1 差 速 器 齒 輪 參 數(shù)序 號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果1 行 星 齒 輪 齒 數(shù) ， 應(yīng) 盡 量 取 最 小 值10z?10z?2 半 軸 齒 輪 齒 數(shù)， 且 需 滿 足 式 （ 3-245??4）283 模 數(shù) m6.0m?4 齒 面 寬 ; ??00.25.3FA??1b?45 齒 工 作 高 hg6. 9.gh6 齒 全 高 51781?1077 壓 力 角 ?2.5?哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)268 軸 交 角 90???90?9 節(jié) 圓 直 徑 ； 1mzd2z16d?=10820810 節(jié) 錐 角 ，211arctnz??190????19.5?，260.4?11 節(jié) 錐 距 210sii?dA9Am12 周 節(jié) 3.46tm?18.46t13 齒 頂 高 ;' '12gh??' 210.7.43z?????????????'1.39h?'2.65m14 齒 根 高 ;'11.78hmh???'22.78h???'14.39?;'7.62m15 徑 向 間 隙 0.18.5gch???1.9c?16 齒 根 角 ;1 ?'10artnA'220arctnhA??4537??; 26.817 外 圓 直 徑 011osd???01dm?