EQ1135F19D東風(fēng)重型汽車9噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】

EQ1135F19D東風(fēng)重型汽車9噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)

九噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)研究

摘要：汽車的驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的尾端，是汽車的特別重要的一個(gè)部件，它的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、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使兩個(gè)車輪具備汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功效。而本文則重點(diǎn)介紹9噸級加強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的全過程。這對于我們以后從事設(shè)計(jì)工作是非常有用的。

關(guān)鍵詞：主減速器；橋殼；差速器；后橋

Study on Design of nine ton drive axle housing

  Abstract：Bridge car drivers drive at the end of，It is a very important car parts and increasing the skills used by the drive shaft or transmission came directly from the torque，Torque will be allocated to the left 、Right drive wheels And the wheels of vehicles travelling around kinematics requested by the differential function; At the same time, drivers also have to face the role of bridge and the road between the frame or body of the lead hammer, vertical and horizontal force and torque force. In the general structure of the vehicle, including the driver reducer Bridge (also known as the main transmission), differential, transmission and drive wheels and axle housings and other components. For all the different types and purposes of the car, the right to determine the structure of the engine and successfully integrate them into an overall portfolio - Driver Bridge, is the designer must first solve the problems. This paper will focus on strengthening drive 9-ton bridge design as a whole. This is very useful for us in the design work

  Key words：rear axle；final drive；axle housing ；differential

目 錄

1緒論 1

2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功能、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求 2

3 主減速器 3

3.1 主減速器的功能和結(jié)構(gòu)形式 3

3.1.1 主減速器的齒輪類型 3

3.1.2 主減速器的減速形式 3

3.2主減速器齒輪的主要參數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算 3

3.2.1 減速器齒輪載荷的確定 3

3.2.2 主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪參數(shù) 4

3.2.3 主減速器齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 5

3.2.4 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 7

4 差速器 13

4.1差速器齒輪參數(shù)的選擇和計(jì)算 11

4.1.1 差速器的作用及型式的選擇 11

4.1.2 行星齒輪球面半徑的確定 12

4.1.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)、 12

4.1.4 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 13

4.1.5 壓力角和軸交角 13

4.1.6 半軸齒輪齒面寬 13

4.1.7 齒側(cè)間隙的選擇 14

4.2 差速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 14

4.2.1 計(jì)算部位 14

4.2.2 負(fù)荷條件 14

4.2.3 差速齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 15

5 驅(qū)動(dòng)橋殼 16

5.1本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋殼的有關(guān)參數(shù) 16

5.2驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)選擇 17

5.3橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 18

5.3.1 危險(xiǎn)斷面距車輪中心的距 18

5.3.2 危險(xiǎn)斷面系數(shù)的計(jì)算 19

5.3.3 三種工況下橋殼載荷的計(jì)算 21

6 驅(qū)動(dòng)橋螺旋錐齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì) 27

6.1建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 27

6.1.1 目標(biāo)函數(shù) 27

6.1.2 約束條件 28

6.1.3 數(shù)學(xué)模型 28

6.1.4 應(yīng)用MATLAB進(jìn)行計(jì)算 29

7  總結(jié)與展望 30

致謝 31

參考文獻(xiàn)： 32

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九噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)研究.doc

九噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)研究中期報(bào)告.doc

九噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)研究開題報(bào)告.doc

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驅(qū)動(dòng)橋裝配圖.dwg

九噸級驅(qū)動(dòng)橋橋殼設(shè)計(jì)研究 摘要 ： 汽車的驅(qū)動(dòng)橋 處于 傳動(dòng)系的 尾端 ，是汽車的 特別 重要的一個(gè)部件， 它的 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、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使 兩個(gè) 車輪 具備 汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速 功效 。而本文則重點(diǎn)介紹 9噸級加強(qiáng)型驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的全過程。這對于我們以后從事設(shè)計(jì)工作是非常有用的。 關(guān)鍵詞 ： 主減速器；橋殼；差速器 ； 后橋 of at It is a by or be to nd of by At to of or of In of as of to of an is on as a is us in ey 目 錄 1 緒論 .............................................................................................................................................. 1 2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功能、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求 ............................................................ 2 3 主 減速器 .................................................................................................................................... 3 減速器的功能和結(jié)構(gòu)形式 ................................................................................................ 3 減速器的齒輪類型 ....................................................................................................... 3 減速器的減速形式 ....................................................................................................... 3 減速器齒輪的主要參數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算 ................................................................................ 3 速 器齒輪載荷的確定 ................................................................................................... 3 減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪參數(shù) .......................................................................................... 4 減速器齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ...................................................................................... 5 減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 .................................................................................. 7 4 差速器 ....................................................................................................................................... 13 速 器齒輪參數(shù)的選擇和計(jì)算 .......................................................................................... 11 速器的作用及型式的選擇 ........................................................................................ 11 星齒輪球面半徑 ...................................................................................... 12 星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)1Z、2Z............................................................................. 12 速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 .......................................... 13 力角和軸交角 ............................................................................................................. 13 軸齒輪齒面寬 ............................................................................................................. 13 側(cè)間隙的選擇 ............................................................................................................. 14 速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 ...................................................................................................... 14 算部位 .......................................................................................................................... 14 荷條件 .......................................................................................................................... 14 速齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 ..................................................................................................... 15 5 驅(qū)動(dòng)橋殼 .................................................................................................................................. 16 次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋殼的有關(guān)參數(shù) ...................................................................................... 16 動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)選擇 ........................................................................................................... 17 殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 .............................................................................................. 18 險(xiǎn)斷面距車輪中心的距 ............................................................................................ 18 險(xiǎn)斷面系數(shù)的計(jì)算 ..................................................................................................... 19 種工況下橋殼載 荷的計(jì)算 ........................................................................................ 21 6 驅(qū)動(dòng)橋螺旋錐齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì) ............................................................................................ 27 立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 ............................................................................................................... 27 標(biāo)函數(shù) .......................................................................................................................... 27 束條件 .......................................................................................................................... 28 學(xué)模型 .......................................................................................................................... 28 用 .................................................................................................. 29 7 總結(jié) 與展望 ............................................................................................................................ 30 致謝 ............................................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ： .................................................................................................................................. 32 1 1 緒論 由于汽車平均車速的提高，載重量的加大，這也成為當(dāng)今汽車的發(fā)展趨勢，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)功率的增加，使得汽車傳動(dòng)系，其中包括驅(qū)動(dòng)橋，提出了更高的要求。 與小轎車相比 ， 卡車經(jīng)常需要在更為復(fù)雜的路面上長時(shí)間的行駛 ,所以卡車不僅僅要滿足駕駛過程中的穩(wěn)定性、安全性以外 ,他還需要有良好的舒適性。在具備了良好的舒適性的時(shí)候 ,駕駛員的才能夠經(jīng)得起長時(shí)間駕駛。為了可以直觀的衡量汽車的舒適性 ,我們選取了汽車的車身固有振動(dòng)特性作為他的一個(gè)重要的指標(biāo)參數(shù)來評判 ,而為了可以得到汽車的車身固有振動(dòng)特性我們需要通過汽車的 驅(qū)動(dòng)橋 特性的衡量 ,因此汽車的 驅(qū)動(dòng)橋 特性 ,用來評判汽車舒適性。汽車 驅(qū)動(dòng)橋 可以保障汽車在行駛過程中的完全性、穩(wěn)定性和舒適性 ,同時(shí) ,又對車架和車軸起到了鏈接的作用。在衡量一 輛輕型卡車好壞的時(shí)候驅(qū)動(dòng)橋 作為了一個(gè)重要的指標(biāo) ,被編譯在了輕型卡車的技術(shù)規(guī)格里了 。 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)已經(jīng)是汽車上一個(gè)不可或缺的機(jī)構(gòu)。 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)可以承受來自車輪的垂直力矩 ,可以緩沖來自車輪的沖擊力 ,從而使試車可以更加平穩(wěn)的行駛 ,同時(shí) 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)也是是車軸和車身鏈接在一起的彈性機(jī)構(gòu)。 可以承受來自車軸的許多振動(dòng) ,用以緩解汽車的振動(dòng)。隨著有限元軟件的開發(fā)和不斷的完善 ,而 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)的要求也不斷地提高 ,人們可以使用軟件對 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)進(jìn)行更加深入的分析 ,得到了許多人的關(guān)注。一個(gè)優(yōu)秀的 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ,他在之前一定要閱讀與大量的文獻(xiàn)資料 ,通過整理學(xué)習(xí) ,才能很好的了解 驅(qū)動(dòng)橋 機(jī)構(gòu)的組成和各個(gè)部件的功能作用 ,首先經(jīng)過計(jì)算 ,根據(jù)計(jì)算的結(jié)果畫出三維模型 ,運(yùn)用有限元分析軟件對其進(jìn)行分析驗(yàn)證 ,不斷的改進(jìn)模型 ,使其在達(dá)到目標(biāo)的強(qiáng)度、剛度和耐磨性的同時(shí)。 還可以盡可能的去減輕自身的自重 ,優(yōu)化結(jié)構(gòu) 。 汽車工業(yè)一直以來是衡量一個(gè)國家工業(yè)水準(zhǔn)的指標(biāo)之一 ,我國的汽車工業(yè)是從上世紀(jì) 50,60年代才開始發(fā)展 ,進(jìn)過了近半了世紀(jì)的發(fā)展 ,已經(jīng)有了很多的突破與進(jìn)展 ,但是相比于國 外的汽車工業(yè) ,他們已經(jīng)有了上百年的發(fā)展 ,我們之間任然存在著巨大的差距。面對這個(gè)能源短缺 ,環(huán)保意識不斷加強(qiáng)的今天 ,我們應(yīng)該更加努力發(fā)展汽車工業(yè)技術(shù) ,開發(fā)我屬于我們的自主知識產(chǎn)權(quán)。而驅(qū)動(dòng)橋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和開發(fā)是這其中重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 我國汽車行業(yè)起步較完 ,各種汽車技術(shù)的研究也發(fā)展緩慢 ,也別是 驅(qū)動(dòng)橋 的技術(shù)研究 ,驅(qū)動(dòng)橋 的研究一定 程度 上受到了我國鋼鐵行業(yè)發(fā)展的限制 ,隨著后來 ,人們對 驅(qū)動(dòng)橋的研究也進(jìn)一步的加深、加快。楊宗孟提出了一種 驅(qū)動(dòng)橋 的計(jì)算模型有效的改善了 驅(qū)動(dòng)橋 的剛度要求和疲勞強(qiáng)度。郭孔輝院士在之后將剛度和應(yīng)力統(tǒng)一計(jì)算 的方式 ,有效的改善了共同曲率的一些問題。劉廣寬 ,鄭賢中等在之后也推出了一系類的關(guān)于 驅(qū)動(dòng)橋 的模 2 型 ,分別從集中載荷和三維動(dòng)態(tài)計(jì)算分析的方法來對之前的模型改進(jìn) ,取得了顯著的成效。但是總有一些誤差的存在。后來 ,有了非線性有限元分析方法 ,進(jìn)一步改善了人們對驅(qū)動(dòng)橋 的分析。 鄒北京航空航天大學(xué)、武漢理工大學(xué)、吉林大學(xué)的許多教授和老師通過有限元分析軟件對 驅(qū)動(dòng)橋 進(jìn)行了大量的模擬分析。通過從不同的研究角度、不同的參數(shù)之間的關(guān)系。都取得了一定得進(jìn)展 。 國家對大型基建項(xiàng)目的大量投入，國內(nèi)市場對重型商用車噸位提高的要求不斷增大，因此我們必須不斷研發(fā)新的重型車驅(qū)動(dòng)橋來迎合市場需求，通過廣泛深入的市場調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)，市場對價(jià)位低、動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好而且載重能力大的重型車需求非常迫切。針對目前的情況，東風(fēng)汽車公司本著系列化、通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的原則， 開發(fā)設(shè)計(jì)了 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)基本要求： （ 1） 驅(qū)動(dòng)橋各零部件在 高強(qiáng)度 、工作可靠及使用壽命長的條件下，應(yīng) 盡力 做到重量輕，尤其是 簧下質(zhì)量應(yīng)盡量減小，以減小不平路面 帶 給驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。 （ 2） 汽車總 體 布置并與驅(qū)動(dòng)橋離地 間隔 相適應(yīng)。 （ 3） 齒輪及其它傳動(dòng) 零 件工作平穩(wěn)、無噪音。 （ 4） 在不同的負(fù)載和速度條件下的高傳輸效率。 （ 5） 布局簡易 、修理保養(yǎng) 便利 、 部 件工藝性 能 好、 生產(chǎn) 容易 2 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)組成、功能、工作特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求 驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼部件。驅(qū)動(dòng)橋的 構(gòu) 造 形式與驅(qū)動(dòng)輪的懸掛型式 緊密 相關(guān)。斷開式驅(qū)動(dòng)橋用于裝有獨(dú)立懸架的汽車上，用于安裝主減速器和差速器的橋殼固定在車架或車身上，車輪通過懸架擺臂和車輪萬向傳動(dòng)軸與橋殼相連， 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可提高轉(zhuǎn)向效果，提高車輛操縱穩(wěn)定性 。 關(guān)于 載重 卡車 和越野汽車，驅(qū)動(dòng)橋， 特別 是中部安裝主減速器處的輪廓尺寸 要小，有足夠的離地間隙，滿足汽車通過性的要求。 一般情況下 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的一個(gè) 明顯 特點(diǎn)是汽車的簧下質(zhì)量 相對比 較大。 3 3 主減速器 減速器的功能和結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 大部分 根據(jù)齒輪類型、減速形式以及主 從動(dòng)齒輪的安裝及支承方式的不同 來 分類。 減速器的齒輪類型 包括 弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和渦輪渦桿 等 。 減速器的減速形式 根據(jù)減速形式特點(diǎn)不同，主減速器分為： 圖 （ 3 減速器齒輪載荷的確定 1、確定從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 m a x 0 /G e e d i k i n?? (3式中： — 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 0i —— 主減速器傳動(dòng)比 — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ? —— 從發(fā)動(dòng)機(jī)到主減速器從動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率 1i —— 變速器一檔傳動(dòng)比 — 由于猛接離合器產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù) 主減速器 雙極主減速器 單極主減速器 雙速主減速器 單、雙級減速配輪 邊減速 貫通式主減速器 集體式 單極貫通式 分開式 雙極貫通式 4 — 分動(dòng)器傳動(dòng)比 n —— 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù) 2、確定從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 22 /G s r m m r i??? (3式中： — 轉(zhuǎn)矩 2G —— 滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜負(fù)荷 r —— 車輪滾動(dòng)半徑 2m —— 汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) ? —— 輪胎與路面的附著系數(shù) m? —— 主減速器傳動(dòng)效率， 3、確定從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 /G F j r m r i n?? （ 3 式中： — 計(jì)算轉(zhuǎn) 矩 減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪參數(shù) 如下： 速比 數(shù)： 小齒輪 6 大齒輪 41 從動(dòng)輪節(jié)圓直徑 從動(dòng)輪齒面寬 63 主動(dòng)輪偏置距 35 （下偏） 齒兩側(cè)壓力角 45o 主動(dòng)齒螺旋角 45 主動(dòng)輪螺旋方向 左旋 軸交角 90o 齒側(cè)間隙（ 刀盤半徑（ 6 刀尖圓角半徑（ 動(dòng)輪） 從動(dòng)輪齒形：非滾切 5 輪齒收縮：中點(diǎn)傾根錐母線收縮齒 減速器齒輪的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 1、計(jì)算部位： 彎曲應(yīng)力 、 接觸應(yīng)力 2、負(fù)荷條件： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 56速器頭檔速比 減速傳動(dòng)比 傳動(dòng)系效率按 慮 則 56× 566 ?5703、齒輪強(qiáng)度系數(shù)的計(jì)算 對于主動(dòng)輪 p p ? （ 3 式中： 主動(dòng)輪強(qiáng)度系數(shù) 主動(dòng)輪輸入扭矩 p? — 主動(dòng)輪齒根彎曲應(yīng)力（ 2/kg 對于從動(dòng)輪 (3式中： G? — 從動(dòng)輪齒根彎曲應(yīng)力（ 2/kg 從動(dòng)輪強(qiáng)度系數(shù) 主減速比 耐久性系數(shù)即 (3式中 ： P— 齒面接觸 應(yīng)力（ 2/kg T— （ （ Z— 主動(dòng)輪或從動(dòng)輪的壽命系數(shù) 強(qiáng)度系數(shù) Q（公制）由英制到公制的單位換算系數(shù)為 命系數(shù) Z（公制）由英制到公制的單位換算系數(shù)為 6 4、最大輸出扭矩時(shí)的齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算 最大輸入扭矩時(shí) 主動(dòng)齒輪上的輸出扭矩 F i ??(3式中： 為主減速器傳動(dòng)效率 取 ?570/396大輸出扭矩時(shí)的齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力 ?? T? 396× ? 396× 8.6 kg/ =1003 × 41.7 kg/中 表（ 1）最大輸入扭矩時(shí)齒根的彎曲應(yīng)力及接觸應(yīng)力見 [11]下表 項(xiàng) 目 輪齒的彎曲應(yīng)力 面壓 小輪 kg/輪 kg/kg/利森推薦最大值 70 70 280 日產(chǎn)柴推薦最大值 次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋的計(jì)算參數(shù)值 、 7%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的計(jì)算 (1)計(jì)算條件以最大總重為條件 (2)7%爬坡時(shí)的主動(dòng)輪輸入扭矩 輸入扭矩i )(m a x ??(3式中： 最大總重 9850 輪胎滾動(dòng)半徑 i — 坡度 u — 路面滾動(dòng)阻力系數(shù) 7 — 傳動(dòng)效率 ? ? ?? ??? (3)7%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力 ?p? G? 0.2 = 2/ 10 0 6 5 0 3 g f???? 表（ 2） 7%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力 項(xiàng)目 輪齒的彎曲應(yīng)力 面壓 小輪kg/輪 kg/kg/利森推薦值 21 21 175 日產(chǎn)柴推薦值 5 次設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng) 橋所采用的參數(shù)值 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 表（ 3）錐齒輪主要參數(shù)選擇 齒輪參數(shù) 主動(dòng)錐齒輪 從動(dòng)錐齒輪 偏置距 38(下 ) 38(下 ) 齒數(shù) 6 38 模數(shù) 度圓直徑 376 8 齒頂高 全高 均壓力角 22? 30` 22? 30` 螺旋角 50? 36? 58` 58`` 螺旋方向 左旋 右旋 刀盤直徑 12`` ） 12`` ） 齒側(cè)間隙 音檢驗(yàn) 按標(biāo)準(zhǔn) 確定主減速器錐齒輪軸承的載荷是該軸承計(jì)算的基礎(chǔ)。首 先 知道 錐齒輪在嚙合中齒面上的作用力 才能 確定軸承載荷 。 1、錐齒輪齒面上的作用力 (1) 齒面寬中點(diǎn)處的圓周力 ； 22? (3式中： T — 從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩 = 2 2 2s i b ???=3765178? = 分度圓直徑 =D— 從動(dòng)齒輪分度圓直徑 =376b— 齒面寬； 46 從動(dòng)齒輪節(jié)錐角。 F=22 =12 2? 即： 593650`1 co ?F 1F =2)錐齒輪上的軸向力和徑向力 下圖 是 主動(dòng)小齒輪齒面 的 受力圖。圖中 作用在齒面寬中點(diǎn) A（該點(diǎn)位于節(jié)錐面 9 上）的法向力。該法向力 A 點(diǎn)出的螺旋方向的法平面 內(nèi)，可 以 分解 成 兩個(gè)互相垂直的力 f. 所在的平面且垂直于 為 圓周力 圖（ 3動(dòng)小齒輪齒面受力圖 顯然： ? ,因而： T ??? ss （ 3 ??? ? s s（ 3 N ?N ? 用在小齒輪輪齒面上的軸向力 ?+ ??? s o s ?(3公式中的 ? 算小齒輪時(shí)用面錐角代替 ,算大齒輪時(shí)用根錐角代替 . 綜合（ 3, （ 3, (3 (3。 因此 得作用在主動(dòng)齒輪上的軸向力和徑向力為： )c o ss in(c o s ????? ?? 0 = )o i i 0c o s ???? ?指向錐頂 ) )s o s(c o s ????? ?? p= )i i o 0c o s ???? ?開配齒 ) 從動(dòng)齒輪上的軸向力和徑向力為： )c o ss in(c o s ????? ?? )o i i 0c o s ???? ?s o s((c o s ????? ?? G= )i i o 0c o s ???? ?、齒面圓周力、軸向力和徑向力 得出 之后，確定軸承上的載荷得： 圖（ 3減速器軸承的布置尺寸 軸承 C、 )( 221 ??? ?? = ) 7 0 2 5 4 7 7() 9 7 2 6(22120 1 ???? ?= 11 )( 221 ??? ?? = ) 7 0 2 5 4 7 7() 9 7 2 6(22120 1 ???? ?=( 221 ??? ?? = )2300 1 ???? ?=( 221 ??? ?? = ) 3 0 8 3 1 0() 8 2 0 6(22300 1 ???? ?= 差速器 速器的作用及型式的選擇 汽車在行駛過程中 兩 車輪在同一時(shí)間內(nèi)所 走 過的行程 常常 是不 一樣 的。 所以 在驅(qū)動(dòng)橋上都 設(shè) 有差速器，以提高通過性，同時(shí)避免在驅(qū)動(dòng)橋間產(chǎn)生功率循環(huán)及由此引起的附加載荷， 造成 傳動(dòng)系零件損壞、輪胎磨損和增加燃料消耗等。 能夠滿足改姓汽車在給定使用條件下的使用性能要求。差速器 的 構(gòu)造 型式有 很多種 ， 其 主要的結(jié)構(gòu)型式如 下圖 ： 12 圖（ 4差速器的結(jié)構(gòu)型式 本次采用的是對稱式圓錐行星齒輪差速器。 星齒輪球面半徑 3計(jì)球球 （毫米） ( 4驅(qū)動(dòng)橋低計(jì)發(fā)計(jì) 按 0m a x ?? ?2?計(jì)附最小者計(jì)算 由公式計(jì)算得： 計(jì)附計(jì)發(fā)則 計(jì)M=25659N 式中： ? 輪胎對地面附著系數(shù) 取 13 低發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速從動(dòng)輪之間的最低檔速比 0 取 、 為主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和 減速比 計(jì)算可得 球R= 計(jì)算值是作為參考值，實(shí)際選取要根據(jù)結(jié)構(gòu)布置來確定。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置最后確定球面直徑為 157 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)1Z、2車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在 范圍 之內(nèi) 。且 ? 右左 (4式中： 左Z— 左半軸齒輪的齒數(shù) . 右Z— 右半軸齒輪的齒數(shù)通常情況下 左Z、右n— 行星齒輪數(shù) I— 任意整數(shù) 定 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑 首先 要確定 行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角1r、2r； 112a rc ta n zr z?221a rc ta z? (4式中 ：1 分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) 然后 按下式初步 求得 圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m: 22 011 0 s ? (4 14 0 球 ?節(jié)圓直徑 d=錐齒輪模數(shù)為 軸齒輪節(jié)圓直徑為 壓力角 ? 和軸交角 汽車差速器齒輪過去 一般 都選用 20時(shí)齒高系數(shù)為 1， 但是 多數(shù) 都選用 22的壓力角，齒高系數(shù)為 數(shù) 最少 可減少到 10，并 且在小齒輪齒頂不變的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚， 于是 使行星齒輪與半軸齒輪趨 向 于恰等強(qiáng) 度。在這里設(shè)計(jì)用的交軸角是 90o【 5】 軸齒輪齒面寬 齒寬取為 27 （取外錐距的 33%以下） 外錐距 = 1 12( ) ]z??0(4式中 ： 半軸齒輪節(jié)圓直徑 1 分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) 側(cè)間隙的選擇 嚙合輪齒的非工作面間 具 有 的 一定的間隙 。 即借所謂原始齒廓 位移的方法達(dá)到獲得側(cè)隙的目的。在這里我們齒側(cè)取 速器齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 算部位 齒根應(yīng)力計(jì)算 荷條件 減速器輸入扭矩 2570大總重 9850 15 速齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1、齒輪強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算 強(qiáng)度系數(shù) Q 的定義：強(qiáng)度系數(shù) Q 是用于計(jì)算齒根彎曲應(yīng)力的系數(shù)，齒根彎曲應(yīng)力由下式（強(qiáng)度系數(shù)是英制單位，需換算成公制，換算系數(shù)為 定 行星齒輪 18??(4式中： 行星齒輪強(qiáng)度系數(shù) 差速器殼的輸入扭矩（ 數(shù)（見附頁中尺寸長） C— 英制轉(zhuǎn)化為公制單位換算系數(shù) 半軸齒輪 ??(4式中 ： — 半軸齒輪齒根彎曲應(yīng)力（ kg/ 半軸齒輪強(qiáng)度系數(shù) 強(qiáng)度系數(shù)的值見附頁 2 中 2、最大輸入扭矩時(shí)齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算 570=2570× 10× 8× 16)=G?=2570× 8× （ 4）最大輸入扭矩時(shí)齒輪的彎曲應(yīng)力值 [11] 16 項(xiàng) 目 輪齒的彎曲應(yīng)力 小輪 kg/輪 kg/利森推薦值 98 98 日產(chǎn)柴推薦值 73 73 本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋所采用的計(jì)算參數(shù)值 、 7%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算 7%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力是在齒根最大總重爬坡的條件下 7%爬坡時(shí)差速器殼輸入的扭矩 )(m a x ? =9850× (%爬坡時(shí)齒根彎曲應(yīng)力 ?10× 8× 16)=8× （ 5） 7%爬坡時(shí)的輪齒彎曲應(yīng)力值 【 11】 項(xiàng) 目 輪齒的彎曲應(yīng)力 小輪 kg/輪 kg/利森推薦值 21 21 日產(chǎn)柴推薦值 30 30 本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋所采用的計(jì)算參數(shù)值 驅(qū)動(dòng)橋殼 17 表（ 6） 驅(qū)動(dòng)橋殼的 有關(guān)參數(shù) [11] 汽車的額定許可總重 850軸軸荷 2G 9000車前后軸的距離 4200橋輪距 t 1860橋鋼板彈簧座中心距 b 1030輪動(dòng)力半徑鋼板沖壓焊接式橋殼同另外兩種整體式橋殼（鋼管擴(kuò)張和鑄造橋殼）相比較，鋼管擴(kuò)張式橋殼適用于小轎車和輕型載荷汽車，并且需要專用設(shè)備和工藝。沖焊橋殼同鑄造橋殼相比較，沖焊橋殼的斷面 形狀簡單，壁厚一定，應(yīng)力分布不理想，但其鋼板的許用應(yīng)力高，因此，沖焊橋殼的重量分布較鑄造橋殼的重量還要輕，這是沖焊橋殼的一個(gè)十分重要的優(yōu)點(diǎn)，從生產(chǎn)的角度看，鑄造橋殼形狀復(fù)雜，加工面多，并且鑄件的質(zhì)量較沖壓件的質(zhì)量不易控制，容易出現(xiàn)廢品，制造工藝比較復(fù)雜，適用于多品種的小量生產(chǎn)。鋼板沖壓、焊接整體式橋殼生產(chǎn)率高及制造成本低，適用于大批量生產(chǎn)。 不帶三角鑲塊的橋殼 [上下兩半橋的對縫是平直的，易于實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化，也可消除前一種方案中三角鑲塊中間頂角尖部與橋殼對應(yīng)處可能出現(xiàn)過大的縫隙，而給焊接造成困難。橋 殼的焊縫倒角也容易（因?yàn)橄藥菈K時(shí)的彎曲部分），但帶來了上料方面的麻煩、板料的利用率低、沖壓工藝也比較復(fù)雜。 為了提高鋼板彈簧座附近危險(xiǎn)斷面處的垂向抗彎強(qiáng)度，而將其設(shè)計(jì)成深槽斷面較合理，上下橋殼焊接起來就成為矩形斷面。為了提高兩半殼焊接處的強(qiáng)度以及橋殼的剛度，在橋殼中央的前端面焊接上一塊加強(qiáng)圈，后端面焊有一個(gè)半球形后蓋 18 通常由于車輪總成、輪轂總成和制動(dòng)器總成的總重 2的一半很小很小，并且設(shè)計(jì)時(shí)不易準(zhǔn)確預(yù)計(jì)，在計(jì)算時(shí)可以不考慮這時(shí)： M 靜彎2 )(2 2 ??(5=2 ?=式中： m m 圖（ 5殼靜載荷及靜彎曲應(yīng)力 而靜彎曲應(yīng)力為： 310M? ??靜 彎靜 彎彎? = 險(xiǎn)斷面距車輪中心的距 橋殼斷面 A— A 距車輪中心（同側(cè)車輪）的距離 1L 的計(jì)算公式： 1L =(2 (5 19 輪軸軸承座臺肩處斷面 B— B 距車輪中心的距離 2L 的計(jì)算公式： 2L =(2 (5式中： B—— 汽車后輪輪距 b—— 汽車后懸架鋼板彈簧座中心的距離 a—— 后橋左右兩輪軸軸承座臺肩之間的距離 代入上式得 1L ＝ 415 2L =115 危險(xiǎn)斷面系數(shù)的計(jì)算 鋼板彈簧座處橋殼斷面 A— A 近似為矩形，端面繞ｘ軸和ｚ軸的抗彎斷面系數(shù)按下列公式計(jì)算 圖（ 5A— A 斷面 )(2 21 ?? (22433 )2 234()9164(6 )2(12 )2( x ????????? ???? (式中： 1 ; 2由上式計(jì)算的： 1107 1107 2107 210720 則 105I =105- A 斷面的抗扭斷面系數(shù)的計(jì)算 圖（ 5 111111111212112)2)(2()]4(2)(2[2????????? ? (5式中 ： 17 2 135 15512 帶入得 : 1A= 17485 105（ 5殼的另一危險(xiǎn)斷面形狀如圖所示 21 ])(1[16])(1[324343?????(5尺寸 D=114 d=71 代入得： 105 105 種工況下橋殼載荷的計(jì)算 1、 當(dāng)車輪承受最大垂直力時(shí) 圖（ 5 汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼所承受的垂直力，等于車輪地面支反力減去車輪、制動(dòng)器的重量，但載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋橋殼 所受的鉛垂負(fù)荷要比車輪及制動(dòng)器的重量大得多，并且橋殼的安全系數(shù)要考慮路面不平引起的沖擊，安全系數(shù)要求比較大，也就是說，考慮或不考慮車輪及制動(dòng)器的重量對最后判斷橋殼是否滿足要求沒有多大的影響，所以我們忽略車輪和制動(dòng)器的質(zhì)量。 汽車后軸軸荷 2G = 900012G=4500殼斷面 A— A 彎矩 ??11415=186750022 最大彎曲應(yīng)力 ??M?1867500/105=橋殼材料為 16屈服極限應(yīng)力為 ?s?35kg/屈服安全系數(shù)? /35/頭輪轂內(nèi)側(cè)軸承臺肩處的斷面 B— B 彎矩 ??21115=517500大彎曲應(yīng)力 ??M?517500/105=4.2 kg/頭材料為 40 鋼調(diào)質(zhì)處理，其屈服極限應(yīng)力為 ?s?56kg/ （參照日產(chǎn)柴數(shù)據(jù)） 則屈服安全系數(shù)5n??? /56/（ 5車承受最大垂直力時(shí) 2、當(dāng)汽車倒車緊急制動(dòng)時(shí) ?F ? 23 ? 為路面附著系數(shù)，取 (21 22 ? 式中： 汽車重心高度 H=1020 前后軸距 L=4200車額定許可總重850 2（ 5車制動(dòng)時(shí)汽車受力圖 ??12 415=2165304值為 ??M?2165304/105=輪制動(dòng)力產(chǎn)生的彎矩 ?? 1131× 415=1299365?M?1299365/105=24 圖（ 5面簡圖 車輪制動(dòng)力產(chǎn)生的扭矩 =31× 485=1518535 剪應(yīng)力在斷面的外廓中點(diǎn)處為最大值 ?? T /? 1518535/105=曲應(yīng)力在 D、 E 兩點(diǎn)達(dá)最大彎曲應(yīng)力，其值為 ?????合成應(yīng)力最大值在 F、 G，根據(jù)第四強(qiáng)度理論可得 2222 ???? ?? 合 = 合?，說明最大應(yīng)力點(diǎn)在 E、 D， 只要此點(diǎn)能夠滿足要求，則該工況也能滿足要求 ?? ? / 35/軸內(nèi)側(cè)軸承座臺肩處的斷面 B— B 垂直力產(chǎn)生的彎矩 ??22 115=600024平力產(chǎn)生的彎矩 ??22 115=360065合成彎矩 2222 360 0 65600 0 24 ????25 =105?M?105/105=全系數(shù) ??? /56/（ 5當(dāng)汽車倒車緊急制動(dòng) 3、當(dāng)汽車受最大側(cè)向力時(shí) ? (5式中： 用于后軸上的側(cè)向慣性力 左右車輪的輪荷轉(zhuǎn)移數(shù)值 汽車重心高度