zl50裝載機驅動橋設計說明書畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 耐久疲勞次數。因此，驅動橋齒輪的許用彎曲應力不超過 ／mm .表 322給出了汽車驅動橋齒輪的許用應力數值。 表 32 驅動橋齒輪的許用應力 N／mm 2計算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應力主減速器齒輪的許用接觸應力差速器齒輪的許用彎曲應力按式（21） 、式（23）計算出的最大計算轉矩 Tec，Tcs 中的較小者700 2800 980按式（24）計算出的平均計算轉矩Tcf 1750 齒輪使用壽命是由齒輪材料，加工精度，熱處理形式及工作條件決定的。驅動橋齒輪承受的是交變載荷，損壞的主要形式是疲勞。交變載荷性質和循環(huán)次數是齒輪疲勞損壞的主要因素。 2）主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強度計算（1）單位齒長上的圓周力在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 N／mm (36)bPp?式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機最大轉矩 Temax 和最大附著力矩 兩rG?2種載荷工況進行計算，N； ——從動齒輪的齒面寬，在此取 75mm. b按發(fā)動機最大轉矩計算時： N／mm （3213max0bdiTpge??7）式中： ——發(fā)動機輸出的最大轉矩，在此取 400 ；maxeT mN? ——變速器的傳動比，在此取 ；gi ——主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取 按上式 N／???p 按最大附著力矩計算時： N／mm （32310bdrGp??8）式中： ——滿載時一個驅動橋給水平地面的最大負荷，對于后驅動橋還應考慮汽車最2大加速時的負荷增加量，在此取 100000N； ——輪胎與地面的附著系數，在此取 ：? ——輪胎的滾動半徑，在此取 按上式 = N／3??p在現代設計中，由于材質及加工工藝等制造質量的提高，單位齒長上的圓周力有時提高許用數據的 20%～25%。經驗算以上兩數據都在許用范圍內。 （2）輪齒的彎曲強度計算主減速器錐齒輪的齒根彎曲應力為 N/ JmzbKTvs????20312?2m（3～9） 式中： ——該齒輪的計算轉矩，Nm。　 ——超載系數；在此取 　 ——尺寸系數，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關，sK　　　　　　當ｍ 時， ，在此 ＝；???sK　 ——載荷分配系數，當兩個齒輪均用騎馬式支承型式時， ＝～ 式m mK支承時取 ～。支承剛度大時取最小值。　 ——質量系數，對于汽車驅動橋齒輪，當齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向vK　　　　　　　跳動精度高時，可取 。　 ——計算齒輪的齒面寬，mm。b　 ——計算齒輪的齒數；z　 ——端面模數，mm。m　 ——計算彎曲應力的綜合系數（或幾何系數） ，它綜合考慮了齒形系數。　　　J　　　　載荷作用點的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應力集中系數及慣性系數等對彎曲應力計算的影響。計算彎曲應力時本應采用輪齒中點圓周力與中點端面模數，今用大端模數，而在綜合系數中進行修正。按圖 21選取小齒輪的 ＝，大齒輪 ＝按上式 ＝689 N/ 700 N/3???? 2m2 =597 N/ 700 N/ 9.32 22所以主減速器齒輪滿足彎曲強度要求。圖 31 彎曲計算用綜合系數 J(2) 輪齒的表面接觸強度計算　　 錐齒輪的齒面接觸應力為 N/ (310)bJKTdCvfmspj 30112???2式中： ——主動齒輪的計算轉矩；　　　 ——材料的彈性系數，對于鋼制齒輪副取 /mm。p 21N　 ， ， ——見式(29)下的說明；0Kvm ——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，s可取 ； ——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f糙度及表面覆蓋層的性質（如鍍銅，磷化處理等） 。一般情況下，對于制造精確的齒輪可取 ——計算接觸應力的綜合系數（或稱幾何系數） 。它綜合考慮了嚙合齒面的相對J曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數、有效尺寬及慣性系數的因素的影響，按圖 32 選取 =按上式 =666〈 1750 N/3???j? 2m主、從動齒輪的齒面接觸應力相等。所以均滿足要求。以上公式（36）～（310）以及圖 31，圖 32 均參考《汽車車橋設計》圖 32 接觸計算用綜合系數3．2．5 主減速器齒輪的材料及熱處理驅動橋錐齒輪的工作條件是相當惡劣的，與傳動系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時間長，載荷變化多，帶沖擊等特點。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點蝕（剝落） 、磨損和擦傷等。根據這些情況，對于驅動橋齒輪的材料及熱處理應有以下要求：　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，故齒表面應有高的硬度；　②輪齒心部應有適當的韌性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；　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，以提高產品的質量、縮短制造時間、減少生產成本并將低廢品率；　　　④選擇齒輪材料的合金元素時要適合我國的情況。汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。在此，齒輪所采用的鋼為 20CrMnTi　 用滲碳合金鋼制造的齒輪，經過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應達到58～64HRC，而心部硬度較低，當端面模數 〉 8 時為 29～45HRC。m　 由于新齒輪接觸和潤滑不良，為了防止在運行初期產生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經加工（如磨齒或配對研磨）后均予與厚度 ～～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應用于補償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對齒面進行噴丸處理有可能提高壽命達 25％。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。滲硫處理時溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現象產生。3．2．6 主減速器軸承的計算1．錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，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。(1)齒寬中點處的圓周力 F= 齒寬中點處的圓周力 F 為mDT2 式中，T——作用在從動齒輪上的轉矩，經計算 T=2558N ；m? ——該齒輪齒寬中點處的分度圓直徑， = sinr2m 2Db式中： ——從動齒輪大端分度圓直徑；2D b2——從動齒輪齒面寬； ——從動齒輪節(jié)錐角。?按上式 =176。= Dm1= =?從而 由 F1/F2=cos ?? 21cos/?上的圓周力是相等的。(2)錐齒輪的軸向力和徑向力 圖 33 主動錐齒輪齒面的受力圖如圖 33，主動錐齒輪螺旋方向為左旋，從錐頂看旋轉方向為逆時針，F 為作用在T節(jié)錐面上的齒面寬中點 A 處的法向力，在 A 點處的螺旋方向的法平面內，F 分解成兩個相互垂直的力 F 和 ，F 垂直于 OA 且位于∠OO′A 所在的平面， 位于以 OA 為切線NfN fF的節(jié)錐切平面內。 在此平面內又可分為沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)圓母線方向的力f。F 與 之間的夾角為螺旋角 ，F 與 之間的夾角為法向壓力角 ，F 與 之間sf ?Tf ?Tf的夾角為法向壓力角 ，這樣就有：? （3?cosT?13） （3?s/tansiFTN14） （3?tsicoTS??15）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 （3????????cosinstacossin????FFSNaz16） （3????????sincotancsincos ????FFSNRz17）由式（316）可計算： ? ? N???????由式（317） ..???式（312）～式（317）參考《汽車設計》 。主傳動軸承的計算①作用在主傳動錐齒輪上的力1)切向力 P從動大錐齒輪上的切向力可按下式計算： f22jMD? 式中： 大錐齒輪上常用受載扭矩，由前面計算可知 =4466 Nmf2 f2M 大錐齒輪平均分度圓直徑， mmj ????所以： mm.???主動小錐齒輪上的切向力： 112cosP?o235?所以： ? 2）軸向力 Q a)前進時主動錐齒輪螺旋方向向左，軸旋轉方向為逆時針（從小端看）111ooootan(sitancs))35?????????b)前進時從動錐齒輪螺旋方向為右旋，軸為順時針方向轉動 N222tanQP(sitancos)????????3）徑向力 R N .規(guī)定軸向力離開錐頂方向為正值，反之為負值，徑向力壓向軸線為正值，反之為負值。②軸承的初選及支承反力的確定 輪式裝載機驅動橋中，小錐齒輪采用三點式支承，即布置形式為跨置式，如圖 圖 34 主減速器軸承的布置尺寸根據軸的結構尺寸，按所選軸承壽命盡可能相等的原則，初選軸承的型號如下： 軸承 A、B 為型號相同的圓錐滾子軸承，初選為 30310軸承 C 為圓柱滾子軸承，初選為 N407圖中 a=114 mm，b=68 mm，c=46 mm主動錐齒輪采用三點式支承，從受力特點來看是一靜不定梁，在計算軸承反力時，假定軸承 A 和軸承 B 合起來看作是一個點支承，求出總支反力后再分配在軸承 A 和軸承 B 上，軸向力 Q 按圖示方向應由軸承 B 承受。 軸承 A、B、C 上的總支反力由下式計算： 2211jN(Pc)(RQr)a??? 22C11j(b)(r)式中： 小錐齒輪平均分度圓半徑，可用下式進行計算：jr mmoj11r(dbsin)()??????把各參數代入公式得： N NABN9C0③軸承壽命的計算1）軸承 A、B 的壽命計算根據 GB/T 2971994 和 GB/T 2831994 查得軸承的性能參數為：30310 ： KN， ， ，rC130???o23?N407： 派生軸向力： ? NB5.?軸承軸向力：因為軸承 B 被“壓緊” ，軸承Ａ“放松” ，小錐齒輪所受的軸向力由軸承Ｂ承受，軸承Ａ只受它自身的派生軸向力。所以 A、B 軸承的軸向力分別為： ? NB1BQ491?因為 A、B 為型號相同的軸承，而軸承 B 受力較大，所以只計算軸承 B 的使用壽命。因為 F285..????徑向動載系數 ，???所以當量動載荷為： NBPNF2?主動小錐齒輪轉速可用下式進行計算： eHBk1ni?式中： 發(fā)動機標定轉速，由設計任務書可知 r/mineHn e20? 一檔時變速箱傳動比，k1i 額定工況下液力變矩器的傳動比，Bi 所以主動小錐齒輪的轉速為： r/???軸承壽命可用下式進行計算：6r3hCL()P把各參數代入公式得： h10 1066r3 3hCL()().????2)軸承 C 的壽命計算 軸承 C 為圓柱滾子軸承，它只承受徑向力，其當量動載荷 P 等于徑向力 Nc，即 Nc20386.?其壽命為： h10 106r3 3h 78L()()???所以符合要求第 4章 差速器設計裝載機在行駛過程中左，右車輪在同一時間內所滾過的路程往往不等。例如，轉彎時內、外兩側車輪行程顯然不同，即外側車輪滾過的距離大于內側的車輪；裝載機在不平路面上行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側車輪滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。如果驅動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產生驅動輪在路面上的滑移或滑轉。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導致轉向和操縱性能惡化。為了防止這些現象的發(fā)生，裝載機左、右驅動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅動橋兩側車輪在行程不等時具有不同的旋轉角速度，滿足了汽車行駛運動學要求。差速器用來在兩輸出軸間分配轉矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動。差速器有多種形式，在此設計普通對稱式圓錐行星齒輪差