車輛工程畢業(yè)設(shè)計-驅(qū)動橋及輪邊減速器設(shè)計-文庫吧在線文庫

　　

【正文】 圖 31 差速器差速原理 如圖所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。于是 1? r + 2? r =（ 0? r + 4? r ） +( 0? r 4? r ) 即 1? + 2? =2 0? （ 31） 28 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2nnn ?? （ 32） 式（ 32）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之 和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 1. 行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車常用 2 個行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用 4 個行星齒輪，少數(shù)汽車采用 3 個行星齒輪。 4. 大端模數(shù) m 及節(jié)圓直徑 d 的計算 i n12 572s i n2 110 ???? ?ZAm 取 5mm 分度圓直徑 mzd? mmmzd 601251 ????行 1002052 ???? mzd 半 mm 5. 壓力角 ? 過去汽車差速器齒輪都選用 ?20 壓力角，這時齒高系數(shù)為 1，而最少齒數(shù)為13。 ?? ? 32 11 節(jié)錐距 22110 sin2sin2 ?? ddA ?? 0A =57mm 12 周節(jié) t = t = 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 。 18 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R?=176。輪 齒彎曲強度 w? 為 w? = JmbzK KKTKvms2203102? （ 33） =211 .11000/1252017 =980 式中： T —— 差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉(zhuǎn) 矩，其計算式nTT ?? n—— 差速器的行星齒輪數(shù)； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 0K 、 vK 、 sK 、 mK —— 見說明； J—— 計算汽車差速器齒輪 彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。 全浮式半軸只承受轉(zhuǎn)矩，只計算在上述第一種工 況下轉(zhuǎn)矩 ，如圖 為全浮半軸支撐示意圖 。m 半軸桿部直徑的選擇 設(shè)計時，全浮式半軸桿部直徑的 初步選擇可按下式進行： 33 3 )~(][1 9 10 TTd ??? ?取 d=47mm (43) 式中： d—— 半軸桿部直徑 mm； T—— 半軸的計算轉(zhuǎn)矩， 10898 mN? ； ][? —— 半軸轉(zhuǎn)矩許用應(yīng)力， MPa。滿足條件。 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 31018 0 ????? GJTl (45) 式中： T—— 半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； l—— 半軸長度 930mm； G—— 材料的剪切彈性模量 104 N/mm2 ； J—— 半軸橫截面的極慣性矩， 432dJ ?? = 。m —— 汽車加速或減速時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 在此取 。 第 4 章 半軸及貫通軸的設(shè)計 概述 驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。2102 sin2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 21 理論弧齒厚 21 sts ?? ? ? mhhts ?? ???? t a n2 39。022 arctan Ahf?? 1? =176。 差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算 表 ３ .1 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算表（長度單位 mm） 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥10，應(yīng)盡量取最小值 1z =12 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式（ ） 2z =20 3 模數(shù) m m =5mm 續(xù)表 31 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算表（長度單位 mm） 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 4 齒面寬 F=(～ )A0 。 預(yù)選其節(jié)錐距 BRA )~(0 ? ?? 57? mm 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇為了得到較大的模數(shù)，以使齒輪有較高的強度，行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量 少，但一般不少于 10。 圖 32 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器 1軸承； 2左外殼； 3墊 片； 4半軸 齒輪 ； 5墊圈； 6行星 齒輪 ； 7從動 齒輪 ； 8右外殼；9十字軸； 10螺栓 如圖 32 所示。行星齒輪的中心點為 C， A、 B、 C 三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r 。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消 27 耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。 主減速器的潤滑 主 減 速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動錐齒輪的前軸承的潤滑，因為其潤滑不能靠潤滑油的飛濺來實現(xiàn)。根據(jù)這些情況，對于驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： (1) 具有較高的疲勞彎曲強度和表面接觸疲勞強度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； (2) 輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免輪齒折斷； (3) 鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形 小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率； (4) 選擇齒輪材料的合金元素時要適合我國的情況。 對于采用跨置式的主動錐齒輪和從動錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖所示： 23 圖 26 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B 的徑向載荷分別為 ： RA = ? ? ? ? 22 maZRZ dFbFbFa ????? （ 221） ? ? ? ? 22 maZRZB dFcFcFaR ?????? （ 222） 根據(jù)上式已知 aZF =25538N， RZF =， a=105mm ， b=35mm， c=70mm 所以軸承 A 的徑向力 AR = 其軸向力為 0 軸承 B 的徑向力 RB = 對于軸承 A，只承受徑向載荷 所以有公式 610?????????? ?QfCrfLpt (223) 式中 : tf —— 為溫度系數(shù)，在此取 ； pf —— 為載荷系數(shù)，在此取 。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。所以均滿足要求。 載荷作用點的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對彎曲應(yīng)力計算的影響。 2. 單位齒長上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定 單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即： 2bPp? (25) 式中： P—— 作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 Temax 和最大附著力矩 rrG?2 兩種載荷工況進行計算， N； 2b —— 從動齒輪的齒面寬。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。造成齒面剝落的主要原因是表面層強度不夠。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié) 點附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現(xiàn)象就稱為點蝕。 ② 過載折斷：由于設(shè)計不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強度所允許的范圍，而引起輪 13 齒的一次性突然折斷。在進行 強度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 1? 1? =176。對于弧齒錐齒輪這里取 а＝ 20176。 汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為 35176。 根據(jù)以上要求，這里取 1z =9 2z =37，能夠滿足條件： 1z +2z =46〉 40 9 2. 從動錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) tm 對 于雙 級主減 速器，增大尺寸 2D 會 影 響驅(qū)動橋殼的 離地 間 隙， 減 小 2D 又會 影 響 跨置式主 動齒輪 的前支承座的安 裝 空 間 和差速器的安 裝 。主、從動齒輪在載荷作用下的偏移量許用極限值，如圖 24 所示。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。 綜合考慮整車成本和驅(qū)動橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比的實際情況，選擇結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，制造成本低的單級貫通式主減速器附輪邊減速器。 圖 21 雙曲面齒輪的偏移距和偏移方向 由于雙曲面主動齒輪螺旋 角的增大，還導(dǎo)致其進入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強度也高。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動的主動齒輪有更大的直徑和更好的強度和剛度。 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和渦輪蝸桿等形式。 為了提高汽車行駛平順性 和通過性，現(xiàn)在汽車的驅(qū)動橋也在不斷的改進。 I 摘 要 汽車后橋是汽車的主要部件之一，其基本的功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動車輪，并使左右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動所要求的差速功能 :同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力，橫向力及其力矩。與獨立懸架相配合的斷開式驅(qū)動橋相對與非獨立懸架配合的整體式驅(qū)動橋在平順性和通過性方面都得到改進。 雙曲面齒輪傳動的特點是主從動齒輪的軸線相互垂直但不相交，且主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線向上或向下偏移一距離 E，稱為偏移距，如圖 21 所示。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。 主減速器主從動錐齒輪的支承方案 1. 主動錐齒輪的支承 現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有以下兩種，懸臂式與騎馬式如圖 22 所示。 2. 從動錐齒輪的支承 主減速器從動錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在軸承之間的分布即載荷離兩端軸承支承中心間的距離 c 和 d 之比例而定。 圖 23 從動錐齒輪輔助支承 圖 24 主從動錐齒輪的許用偏移量 主減速器基本參數(shù)選擇 與計算載荷的確定 主減速器齒輪計算載荷的確定 1. 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tce 從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩 Tce Tce= d emax 1 f 0k T ki i i ηn （ 21） 式中： Tce— 計算轉(zhuǎn)矩， mN? ； Temax— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； Temax =1500 mN? ； n— 計算驅(qū)動橋數(shù)， 2； if— 變速器傳動比， if=1； i0— 主減速器傳動比， i0=； η— 變速器傳動效率，取 η=； k— 液力變矩器變矩系數(shù)， K=1； Kd— 由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù)， Kd=1； 7 i1— 變速器最低擋傳動比， i1=； 代入式（ 21），有： Tce=1150011.= mN? 主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩 T= mN? 2. 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 csT mmr irGTcs ?? ?? /2 mN? （ 22） 式中 2G —— 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，后橋所承載127400N 的負荷 ； ?—— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取? =；對于越野汽車取 ；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計算時可取 ； r —— 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為 GB51682 ～ 20，則車論的滾動半徑為 ； m? ， mi —— 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比， LB? 取 ； 所以 LBLBrcs irGT ?? ?? /2 = 740 0 ? ?? =38376 mN? 3. 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒