車輛工程畢業設計-驅動橋及輪邊減速器設計(存儲版)

　　

【正文】 地減小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數必須相應地增加，通常取 10 齒(轎車半軸 )至 1。因半軸材料取 40Cr， ][? 為 784MPa左右，考慮安全系數在 ～ 之間，可取 ][? =490~588MPa。 其計算可按 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中 LX2 ， RX2 的計算，可根據最大附著力和發動機最大轉矩計算，并取兩者中的較小者。 圖 33 彎曲計算用綜合系數 所以，差速器齒輪滿足彎曲強度要求。 2R? =176。mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 。現在大都選用 0322 ?? 的壓力角，齒高系數為 ，最少齒數可減少至 10。本 設計 采用 4 個行星齒輪。因此在汽車轉彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應轉速自轉，使兩側驅動車輪以不同轉速在地面上滾動而無滑動。差速器殼 3 與行 星齒輪軸 5 連成一體，形成行星架。 26 第 3 章 貫通橋差速器設計 汽車在行駛過程中左，右車輪在同一時間內所滾過的路程往往不等。對于滑動速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進行滲硫處理。 ，故軸承符合使用要求。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時，還應考慮徑向力所應起的派生軸向力的影響。 設計時，通常是先根據主減速器的結 21 構尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。一般情況下，對于制造精確的齒輪可取 ； J—— 計算接觸應力的綜合系數（或稱幾何系數）。 3. 輪齒的彎曲強度計算 汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應力為 JmzbK KKKTv ms???? ?????? 203102? （ 28） 式中： T —— 該齒輪的計算轉矩 為 因此，驅動橋齒輪的許用彎曲應力不超過 ／ mm2 。輪齒 的膠合強度是按齒面接觸點的臨界溫度而定，減小膠合現象的方法是改善潤滑條件等。在允許的范圍內適當加大齒面寬也是一種辦法。 （ 2）齒面的點蝕及剝落 齒面的疲勞點蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報廢齒輪的70%以上。如果最高應力點的應力超過材料的耐久極限，則首先在齒根處產生初始的裂紋。 18 根錐角 1f?= 11 ??? 2f? = 22 ?? ? 1f? =176。 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算 表 21 主減 速器 圓 弧 錐齒輪 的幾 何尺 寸計 算用表 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結 果 1 主動齒輪齒數 1z ９ 2 從動齒輪齒數 2z ３７ 11 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結 果 3 模數 m ８ 4 齒面寬 b 1b =54mm 2b =46mm 5 工作齒高 mhh ag *2? ?gh 6 全齒高 ? ?mchha **2 ?? h = 7 法向壓力角 ? ? =20176。當變速器掛前進擋時，應使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。 （ 3） 為 了 嚙 合平 穩 ，噪 聲 小和具有高的疲 勞強 度 對 于卡 車 1z 一般不小于 6。為了是載荷能盡量均勻分布在兩軸承上，并且讓出位置來加強從 動錐齒輪聯接凸緣的剛度，應盡量使尺寸 c 不小于尺寸 d。 5 圖 22 主減速器主動齒輪的支承形式及安置方法 （ a）懸臂式支承 （ b）騎馬式支承 騎馬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．而主動錐齒輪后軸承的徑向負荷比懸臂式的要減小至 1/5~1/7。這就導致了一些重型汽車、大型公共汽車的驅動橋的主減速比往往要求很大。當要求傳動比大而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪更為合理。雙曲面 齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。 隨著科技的發展，汽車行業也越來越被重視，重型汽車的工作條件也越來越惡劣。 關鍵詞 ： 驅動橋 主減速器 差速器 輪邊減速器 II Abstract Drive axle is one of the most important parts of automobile. The function is to increase the torque from drive shaft or from transmission directly, and then distribute it to left and right wheels which have the differential ability automobile needed when driving. And the drive axle has to support the vertical force, longitudinal force, horizontal force and their moments between road and frame or body. Its quality and performance will affect the security, economic, fortability and reliability. This article analyzes and refers to the drive axle of Tianlongtruck and the 300 drive axle of Hyundai seriously. Through the study of this topic, we can design the single driving axle devices that apply to the heavy truck with highpowered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable. On talking about the running principal of driving axle ,the three key techno ledge about vehicle traveling on the ride and through, and noise reduction technology applications and the standardization of parts, ponents of the universal, Products such as the serialization that we should master III to meet, it describes and has a systematic analysis on the basic principles of viecle drive axle. According to the design principles and analysis and parison of economy, application, fortability, safety and reliability , the heavy truck drive axle structure, layout ways, and the final drive assembly, differential assembly, the bridge case and axle structure can be determined。 通過本課題的研究，開發設計出適用于裝置大馬力發動機重型貨車的雙級驅動橋產品，確保設計的重型卡車驅動橋經濟、實用、安全、可靠。因此，設計中要保證 :所選擇的主減速比應保證汽車在給定使用條件下有最佳的動力性能和燃料經濟性： (1) 當左、右兩車輪的附著系數不同時，驅動橋必須能合理的解決左右車輪的轉矩分配問題，以充分利用汽車的牽引力； (2) 具有必要的離地間隙以滿足通過性的要求； (3) 驅動橋的各零部件在滿足足 夠的強度和剛度的條件下，應力求做到質量輕，特別是應盡可能做到非簧載質量，以改善汽車的行駛平順性； (4) 能承受和傳遞作用于車輪上的各種力和轉矩； (5) 齒輪及其它傳動部件應工作平穩，噪聲小； 2 (6) 對傳動件應進行良好的潤滑，傳動效率要高； (7) 結構簡單，拆裝調整方便。這對于增強支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產生根切的 3 最少齒數可減少，所以可選用較少的齒數，這有利于大傳動比傳動。在設計 上述重型汽車、大型公共汽車的驅動橋時，為了使變速器、分動器、傳動軸 4 等總成不致因承受過大轉矩而使它們的尺寸及質量過大，應將傳動系的傳動比以盡可能大的比率分配給驅動橋。當采用一對圓錐滾子軸承支承時，為了減小懸臂長度和增大支承間的距離，應使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強支承剛度。兩端支承采用圓錐滾子軸承，安裝時硬是它們的圓錐滾子大端朝內相向，小端朝外相背。 （ 2） 為 了得到理想的 齒面 重合度和高的 輪齒彎 曲 強 度，主、 從動齒輪齒數和 應 不小于 40。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。螺旋方向與錐齒輪的旋轉方向影響其所受的軸向力的方向。 E=20%D=50。 2a? =176。 ① 疲勞折斷：在長時間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經受交變的 彎曲應力。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應力。它多出現在齒 14 頂附近，在與節錐齒線的垂直方向產生撕裂或擦傷痕跡。 在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環次數均以超過材料的耐久疲勞次數。經驗算以上兩數據都在許用范圍內。 4. 輪齒的表面接觸強度計算 錐齒輪的齒面接觸應力為 bJK KKKTKdC vfmspj 301102 ??? (29) 式中： T —— 主動齒輪的計算轉矩； 17 pC —— 材料的彈性系數，對于鋼制齒輪副取 21N /mm； b —— 齒輪的齒面寬 54； 0K ， vK ， mK —— 見前式的說明； sK —— 尺寸系數，它考慮了齒輪的尺寸對其淬透性的影響，在缺乏經驗的情況下，可取 ； fK —— 表面質量系數，決定于齒面最后加工的性質（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的 性質（如鍍銅，磷化處理等）。 主減速器軸承載荷的計算 軸承的計算主要是計算軸承的壽命。 F 與 fF 之間的夾角為螺旋角 ? ， FT 與fF 之間的夾角為法向壓力角 ? ，這樣就有： ?? coscosTFF ? =Ftcos20cos37=55640 （ 216） 所以 Ft=55640 22 ??? c o s/tans in FFF TN ?? =55640sin20 （ 217） 所以 Fn=19030 ??? t a ns i nc o s FFF TS ?? = （ 218） 于是，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力 A 和徑向力 R 分別為 ： ? ???????? c oss i ns i ntanc osc oss i n ???? FFFF SNaz =19030sin20+ cos20=25538 （ 219） ? ???????? s i ns i nc ostanc oss i nc os ???? FFFF SNRz =19030sin20= （ 220） 圖 25 主動錐齒輪齒面的受力圖 2. 主減速器軸承載荷的計算 軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。 == h 和 hL 比較， hL 〉 hL39。 對齒面進行噴丸處理有可能提高壽命達 25％。對主減速器齒輪的材料及熱處理，主減速器的潤滑給以說明。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理