汽車驅(qū)動(dòng)橋畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　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(dòng)軸或直接由變</p><p>　　速器傳來的轉(zhuǎn)矩，再將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行駛運(yùn)動(dòng)所要求的差速功能:同時(shí)，驅(qū)動(dòng)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。其質(zhì)量，性能的好壞直接影響整車的安全

2、性，經(jīng)濟(jì)性、舒適性、可靠性。</p><p>　　本文認(rèn)真地分析參考了江淮HF15015卡車驅(qū)動(dòng)橋以及韓國現(xiàn)代468號(hào)驅(qū)動(dòng)橋，在論述汽車驅(qū)動(dòng)橋運(yùn)行機(jī)理的基礎(chǔ)上，提練出了在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中應(yīng)掌握的滿足汽車行駛的平順性和通過性、降噪技術(shù)的應(yīng)用及零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化、產(chǎn)品的系列化等三大關(guān)鍵技術(shù)；闡述了汽車驅(qū)動(dòng)橋的基本原理并進(jìn)行了系統(tǒng)分析；根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全可靠的設(shè)計(jì)原則和分析比較，確定了商用汽車驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式

3、、布置方法、主減速器總成、差速器總成、橋殼及半軸的結(jié)構(gòu)型式；并對(duì)制動(dòng)器以及主要零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，完善了驅(qū)動(dòng)橋的整體設(shè)計(jì)。</p><p>　　通過本課題的研究，開發(fā)設(shè)計(jì)出適用于裝置大馬力發(fā)動(dòng)機(jī)重型貨車的單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品，確保設(shè)計(jì)的商用車驅(qū)動(dòng)橋經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全、可靠。</p><p>　　關(guān)鍵詞：商用汽車；驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器</p><p>　　Abstrac

4、t </p><p>　　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 wheel

5、s 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 quali

6、ty and performance will affect the security, economic, comfortability and reliability.</p><p>　　This article analyzes and refers to the drive axle of Jianghuai HF15015 truck and the 468 drive axle of Hyundai

7、 seriously. Through the study of this topic, we can design the single driving axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical

8、, 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 reduc</p><p>　　According to the design prin

9、ciples and analysis and comparison of economy, application, comfortability, safety and reliability , the heavy truck drive axle structure, layout ways, and the final drive assembly, differential assembly, the bridge case

10、 and axle structure can be determined; and the strength checking of brake parts, as well as major components improves overall design of the driving axle.</p><p>　　Through the study of this topic, we can desi

11、gn the single drive axle devices that apply to the heavy truck with high-powered engine, and make sure the drive axle we design of heavy truck economic, practical, safe and reliable.</p><p>　　Keywords: Heavy

12、 truck ；Drive axle；Final drive；Differential</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　第1章 緒 論1</p><p

13、>　　第2章 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析2</p><p>　　第3章 主減速器總成的設(shè)計(jì)3</p><p>　　3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇3</p><p>　　3.1.1 主減速器的齒輪類型選擇3</p><p>　　3.1.2 主減速器的減速形式選擇4</p><p>　　3.2 主減速器主、從動(dòng)錐

14、齒輪的支承型式6</p><p>　　3.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承6</p><p>　　3.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承7</p><p>　　3.3 主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算7</p><p>　　3.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定7</p><p>　　3.3.2 主減速器基本參數(shù)的選擇8</p

15、><p>　　3.4 主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算10</p><p>　　3.4.1 單位齒長上的圓周力10</p><p>　　3.4.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算11</p><p>　　3.4.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算12</p><p>　　3.5 主減速器軸承的計(jì)算12</p><p>　

16、　3.5.1 錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算13</p><p>　　3.5.2 錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與軸承強(qiáng)度校核14</p><p>　　3.6 主減速器齒輪的材料及熱處理16</p><p>　　第4章 差速器總成的設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇17</p><p>　　4.2 差

17、速器齒輪主要參數(shù)選擇18</p><p>　　4.3 差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算20</p><p>　　第5章 半軸的設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.1 半軸的形式選擇22</p><p>　　5.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校核、材料選擇23</p><p>　　5.2.1 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核23</p>

18、;<p>　　5.2.2 半軸的材料選擇24</p><p>　　第6章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)25</p><p>　　6.1 橋殼的結(jié)構(gòu)型式選擇25</p><p>　　6.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算26</p><p><b>　　結(jié)論28</b></p><p><b

19、>　　致 謝29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　汽車的驅(qū)動(dòng)后橋位于傳動(dòng)系的末端，其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，再將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車輪有汽車行駛運(yùn)動(dòng)所要求的差速功

20、能;同時(shí)，驅(qū)動(dòng)后架或承載車身之間的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩。</p><p>　　一般的驅(qū)動(dòng)后橋由主減速器總成，差速器總成，橋殼總成及半軸總成等零部件組成。</p><p>　　為了提高汽車行駛平順性和通過性，現(xiàn)在汽車的驅(qū)動(dòng)橋也在不斷的改進(jìn)。與獨(dú)立懸架相配合的斷開式驅(qū)動(dòng)橋相對(duì)與非獨(dú)立懸架配合的整體式驅(qū)動(dòng)橋在平順性和通過性方面都得到改進(jìn)。隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，驅(qū)動(dòng)橋?qū)?huì)得到進(jìn)一步

21、的發(fā)展。展望將來需開發(fā)汽車驅(qū)動(dòng)橋智能化設(shè)計(jì)軟件，設(shè)計(jì)新驅(qū)動(dòng)橋只需輸入相關(guān)參數(shù)，系統(tǒng)將自動(dòng)生成三維圖和二維圖，以達(dá)到效率高、強(qiáng)度低、匹配佳的最優(yōu)方案。</p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車使用性能的好環(huán)。因此，設(shè)計(jì)中要保證:所選擇的主減速比應(yīng)保證汽車在給定使用條件下有最佳的動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性;</p><p>　　(1) 當(dāng)左、右兩車輪

22、的附著系數(shù)不同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋必須能合理的解決左右車輪的轉(zhuǎn)矩分配問題，以充分利用汽車的牽引力;</p><p>　　(2) 具有必要的離地間隙以滿足通過性的要求;</p><p>　　(3) 驅(qū)動(dòng)橋的各零部件在滿足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以改善汽車的行駛平順性;</p><p>　　(4) 能承受和傳遞作用于車輪上的各種力

23、和轉(zhuǎn)矩:</p><p>　　(5) 齒輪及其它傳動(dòng)部件應(yīng)工作平穩(wěn)，噪聲小;</p><p>　　(6) 對(duì)傳動(dòng)件應(yīng)進(jìn)行良好的潤滑，傳動(dòng)效率要高;</p><p>　　(7 ) 結(jié)構(gòu)簡單，拆裝調(diào)整方便;</p><p>　　(8) 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量滿足“三化”。即產(chǎn)品系列化、零部件通用化、零件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化的要求。</p><p&

24、gt;<b>　　驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來說分為兩類，即斷開式驅(qū)動(dòng)橋和非斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p><p>　　非斷開式與斷開式這兩大類驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式的選擇，又與汽車懸架總成結(jié)構(gòu)型式的選擇有密切關(guān)系。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)選用非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，而當(dāng)驅(qū)動(dòng)車輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)選用斷開式驅(qū)動(dòng)橋。</p&

25、gt;<p>　　斷開式驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒有連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁，主減速器、差速器及其殼體安裝在車架或車身上，通過萬向傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪。此時(shí)，主減速器、差速器和部分車輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車輪經(jīng)過獨(dú)立懸架與車架或車身作彈性連接，因此可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車架或車身上下擺動(dòng)。為防止車輪跳動(dòng)時(shí)因輪距變化而使萬向傳動(dòng)裝置與獨(dú)立懸架導(dǎo)向裝置產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，在設(shè)計(jì)車輪傳動(dòng)裝置時(shí)，應(yīng)采用滑動(dòng)花鍵軸或允許軸

26、向適量移動(dòng)的萬向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車輪上的剛性空心梁，主減速器、差速器和半軸等所有傳動(dòng)件都裝在其中。它由驅(qū)動(dòng)橋殼，主減速器，差速器和半軸組成。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車輪均屬簧下質(zhì)量。</p><p>　　非斷開式驅(qū)動(dòng)橋與斷開式驅(qū)動(dòng)橋相比較，斷開式驅(qū)動(dòng)橋能顯著減少汽車簧下質(zhì)量，從而改善汽車行駛平順性，提高了平均行駛速度；減小了汽車行駛時(shí)作用于

27、車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；增加了汽車離地間隙；由于驅(qū)動(dòng)車輪與路面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，增強(qiáng)了車輪的抗側(cè)滑能力；若與之配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高。斷開式驅(qū)動(dòng)橋在乘用車和部分越野車上應(yīng)用廣泛。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種商用車和部分乘用車上。但由于其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性和降低動(dòng)載荷有不利的影

28、響。</p><p>　　為了提高汽車的載質(zhì)量和通過性，總質(zhì)量較大的商用車大多采用多橋驅(qū)動(dòng)方式，而各驅(qū)動(dòng)橋又采用貫通式的布置形式。</p><p><b>　　主減速器總成的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　主減速器相當(dāng)于后橋的心臟，其設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到后橋運(yùn)行的平穩(wěn)性、噪音、異響等問題。因此主減速器的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵既要與整車匹配好，又要滿足自

29、身功能和性能要求，設(shè)計(jì)時(shí)既要考慮傳動(dòng)系統(tǒng)的匹配性，又要考慮自身的強(qiáng)度、剛度和整車的通過性，也就是說它與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，功率，變速箱的傳動(dòng)性以及整車承載能力密切相關(guān)。后橋的輸入?yún)?shù)如表3-1:</p><p>　　表3-1 后橋輸入?yún)?shù)表</p><p>　　主減速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　主減速器的齒輪類型選擇</p><p>

30、　　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。</p><p><b>　　弧齒錐齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　弧齒錐齒輪的特點(diǎn)是主，從動(dòng)齒輪的軸線垂直相交于一點(diǎn)。由于齒輪斷面重疊影響，至少有兩對(duì)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的載荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和震

31、動(dòng)小，但弧齒錐齒輪對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲變大。</p><p><b>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)是主從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直但不相交，且主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一距離E，稱為偏移距，如圖3-1所示。當(dāng)偏移距大到一定程度時(shí)，可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒輪

32、軸旁通過。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對(duì)于增強(qiáng)支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動(dòng)齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動(dòng)齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。另外

33、，由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至175％。雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比傳動(dòng)。當(dāng)要求傳動(dòng)比大而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪更</p><p>　　由于雙曲面主動(dòng)齒輪螺旋

34、角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)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(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。</p><p><b>　　圓柱齒輪傳動(dòng)</b></p><p>　　圓柱齒輪傳動(dòng)廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的前置前驅(qū)動(dòng)乘用車驅(qū)動(dòng)橋和雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋以及輪邊減速器。</p><

35、;p><b>　　蝸桿傳動(dòng)</b></p><p>　　蝸桿-蝸輪傳動(dòng)簡稱蝸輪傳動(dòng)，在汽車驅(qū)動(dòng)橋上也得到了一定應(yīng)用。在超重型汽車上，當(dāng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)與相對(duì)較低車速和較大輪胎之間的配合要求有大的主減速比(通常8～14)時(shí)，主減速器采用一級(jí)蝸輪傳動(dòng)最為方便，而采用其他齒輪時(shí)就需要結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、輪廓尺寸及質(zhì)量均較大、效率較低的雙級(jí)減速。與其他齒輪傳動(dòng)相比，它具有體積及質(zhì)量小、傳動(dòng)比大、運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)

36、、最為靜寂無噪聲、便于汽車的總體布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置、能傳遞大載荷、使用壽命長、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡單、拆裝方便、調(diào)整容易等一系列的優(yōu)點(diǎn)。其惟一的缺點(diǎn)是耍用昂貴的有色金屬的合金(青銅)制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車上推廣。</p><p>　　該驅(qū)動(dòng)橋是為重型卡車設(shè)計(jì)，根據(jù)以上的對(duì)比分析知，該橋的主減速器齒輪應(yīng)該選用雙曲面齒輪。</p><p>　　主減速器的減速形式選擇

37、</p><p>　　主減速器的減速型式分為單級(jí)減速、雙續(xù)減速、雙速減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等。</p><p><b>　　單級(jí)主減速器</b></p><p>　　由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在主減速比i0<7.6的各種中、小型汽車上。單級(jí)主減速器都是采用一對(duì)螺旋錐齒輪或

38、雙曲面齒輪，也有采用蝸輪傳動(dòng)的。</p><p><b>　　雙級(jí)主減速器</b></p><p>　　由兩級(jí)齒輪減速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此僅用于主減速比較大(7.6<i0≤12)且采用單級(jí)減速不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。以往在某些中型載貨汽車上雖有采用，但在新設(shè)計(jì)的現(xiàn)代中型載貨汽車上已很少見。這是由于隨著發(fā)動(dòng)

39、機(jī)功率的提高、車輛整備質(zhì)量的減小以及路面狀況的改善，中等以下噸位的載貨汽車往具有更高車速的方向發(fā)展，因而需采用較小主減速比的緣故。</p><p><b>　　雙速主減速器</b></p><p>　　對(duì)于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車來說，要想選擇一種主減速比來使汽車在滿載甚至牽引井爬陡坡或通過壞路面時(shí)具有足夠的動(dòng)力性，而在平直而良好的硬路面上

40、單車空載行駛時(shí)又有較高的車速和滿意的娥料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的。為了解決這一矛盾，提高汽車對(duì)各種使用條件的適應(yīng)性，有的重型汽車采用具有兩種減速比并可根據(jù)行駛條件來選擇檔位的雙速主減速器。它與變速器各檔相配合，就可得到兩倍于變速器的檔位。顯然，它比僅僅在變速器中設(shè)置超速檔，即僅僅改變傳動(dòng)比而不增加檔位數(shù)，更為有利。當(dāng)然，用雙速主減速器代替半衰期的超速檔，會(huì)加大驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量，提高制造成本，并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝置，因此它有時(shí)被多檔變速器所代替

41、。</p><p><b>　　單級(jí)貫通式主減速器</b></p><p>　　單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、主減速器的質(zhì)量較小、尺寸緊湊，并可使中，后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性。它又分為雙曲面齒輪式和蝸輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　雙曲面齒輪式單級(jí)貫通式主減速器，是利用了

42、雙曲面齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線的偏移，將一根貫通軸穿過中橋井通向后橋。但這種結(jié)構(gòu)受主動(dòng)齒輪最少齒數(shù)和偏移距大小的限制，而且主動(dòng)齒輪的工藝性差，通常主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)是8，因此主減速比的最大值只能在5左右，故多用于輕型汽車的貫通式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)用于大型汽車時(shí)刷需增設(shè)輪邊減速器或加大分動(dòng)器傳動(dòng)比。</p><p>　　蝸輪傳動(dòng)為布置貫通橋帶來極大方便，且其工作平滑無聲，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下也可得到大的傳動(dòng)

43、比，適于各種噸位貫通橋的布置和汽車的總體布置。但由于需用青銅等有色金屬為材料而未得到推廣。</p><p><b>　　雙級(jí)貫通式主減速器</b></p><p>　　用于主減速比i0>5的中、重型汽車的貫通橋。它又有錐齒輪—圓柱齒輪式和圓柱齒輪錐齒輪式兩種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　錐齒輪—圓柱齒輪雙級(jí)貫通式主減速器的特點(diǎn)是有較大的

44、總主減速比(因兩級(jí)減速的減速比均大于1)，但結(jié)構(gòu)的高度尺寸大，特別是主動(dòng)錐齒輪的工藝性差，而從動(dòng)錐齒輪又需要采用懸臂式安置，支承剛度差，拆裝也不方便。</p><p>　　與錐齒輪—圓柱齒乾式雙級(jí)貫通式主減速器相比，圓柱齒輪—錐齒輪式雙級(jí)貫通式主減速器的結(jié)構(gòu)緊湊，高度尺寸減小，但其第一級(jí)的斜齒圓柱齒輪副的減速比較小，有時(shí)甚至等于1。為此，有些汽車在采用這種結(jié)構(gòu)布置的同時(shí)，為了加大驅(qū)動(dòng)橋的總減速比而增設(shè)輪邊減速器；

45、而另一些汽車則將從動(dòng)錐齒輪的內(nèi)孔做成齒圈并裝入一組行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，以增大主減速比。</p><p>　　單級(jí)(或雙級(jí))主減速器附輪邊減速器</p><p>　　礦山、水利及其他大型工程等所用的重型汽車，工程和軍事上用的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等，要求有高的動(dòng)力性，而車速則可相對(duì)較低，因此其傳動(dòng)系的低檔總傳動(dòng)比都很大。在設(shè)計(jì)上述重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，為了使變速器、分動(dòng)器、

46、傳動(dòng)軸等總成不致因承受過大轉(zhuǎn)矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過大，應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋。這就導(dǎo)致了一些重型汽車、大型公共汽車的驅(qū)動(dòng)橋的主減速比往往要求很大。當(dāng)其值大于12時(shí)，則需采用單級(jí)(或雙級(jí))主減速器附加輪邊減速器的結(jié)構(gòu)型式，將驅(qū)動(dòng)橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或近旁的輪邊減速器。這樣以來，不僅使驅(qū)動(dòng)橋中間部分主減速器的輪廓尺寸減小，加大了離地間隙，并可得到大的驅(qū)動(dòng)橋減速比(其值往往在16~26左右)，而且半軸

47、、差速器及主減速器從動(dòng)齒輪等零件的尺寸也可減小。但輪邊減速器在一個(gè)橋上就需要兩套，使驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本提高，因此只有當(dāng)驅(qū)動(dòng)橋的減速比大于12時(shí)，才推薦采用。</p><p>　　按齒輪及其布置型式，輪邊減速器有行星齒輪式及普通圓柱齒輪式兩種類型。</p><p>　　綜合考慮整車成本和驅(qū)動(dòng)橋的研發(fā)與制造成本及輸入?yún)?shù)主減速比(i =5.286<7.6)的實(shí)際情況，選擇結(jié)構(gòu)簡單，體

48、積小，質(zhì)量輕，制造成本低的單級(jí)主減速器。</p><p>　　主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承型式</p><p><b>　　主動(dòng)錐齒輪的支承</b></p><p>　　在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法，對(duì)其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一。</p>&l

49、t;p>　　現(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有以下兩種，懸臂式與騎馬式如圖3-2所示。</p><p><b>　　懸臂式</b></p><p>　　齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。為了增強(qiáng)支承剛度，應(yīng)使兩軸承支承中心間的距離齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長度大兩倍以上，同時(shí)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于等于懸臂長。當(dāng)采用一對(duì)圓錐滾

50、子軸承支承時(shí)，為了減小懸臂長度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強(qiáng)支承剛度。</p><p>　　圖3-2 主減速器主動(dòng)齒輪的支承形式及安置方法</p><p>　　（a）懸臂式支承 （b）騎馬式支承</p><p><b>　　騎馬式</b></p><p>　　

51、齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。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(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。</p><p>　　裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用騎馬式支承。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。轎車和裝載質(zhì)量小于2

52、t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　根據(jù)以上對(duì)比分析重型卡車的載荷較大,為了傳遞較大的轉(zhuǎn)矩該車后驅(qū)動(dòng)橋主動(dòng)錐齒輪的支承形式應(yīng)該采用騎馬式支承。</p><p><b>　　從動(dòng)錐齒輪的支承</b></p><p>　　主減速器從動(dòng)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

53、兩端軸承支承中心的距離c和d(見圖3-4（a）)之比例而定。為了增強(qiáng)支承剛度，支承間的距離（c+d）應(yīng)盡量小。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。為了防止從</p><p>　　動(dòng)齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。由于從動(dòng)錐齒輪軸承是裝在差速器殼上，尺寸較大，足以保證剛度。球面圓錐滾子軸承具有自動(dòng)調(diào)位的性能，對(duì)軸的歪斜的敏感性較小，這一點(diǎn)當(dāng)主減速器從動(dòng)

54、齒輪軸承的尺寸大時(shí)極為重要。向心推力軸承不需要調(diào)整，但僅見于某些小排量轎車的主減速器中。只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓柱齒輪時(shí)，由于無軸向力，雙級(jí)主減速器的從動(dòng)齒輪才可以安裝在向心球軸承上。</p><p>　　圖3-3 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承型式及安置方法</p><p>　　轎車和輕型載貨汽車主減速從動(dòng)錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配合固定在差建界殼的突緣上。這種方法對(duì)增

55、強(qiáng)剛性效果較好，中型和重型汽車主減速從動(dòng)錐齒輪多采用有幅式結(jié)構(gòu)并有螺栓或鉚釘與差速器殼突緣連結(jié)。</p><p>　　在重卡驅(qū)動(dòng)橋中，為了減小在運(yùn)行過程中因軸承能力和支承剛度不夠?qū)е慢X隙變化，產(chǎn)生噪音，增加磨損，采用具有較大支承剛度的圓錐滾子軸承。</p><p>　　主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算</p><p>　　主減速器計(jì)算載荷的確定</p>&

56、lt;p>　　<1> 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Ｔce: </p><p><b>　　（2-1）</b></p><p>　　式中 ——傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取9.01，此數(shù)據(jù)此參考斯太爾1291.260/N65車型；</p><p>　　——發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩360；</p>

57、<p>　　——傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取0.85；</p><p>　　——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取1；</p><p><b>　　——1.0</b></p><p><b>　　由以上各參數(shù)可求</b></p><p><b>　　==13612.7</b

58、></p><p>　　<2> 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ： </p><p><b>　　（2-2）</b></p><p>　　式中 ——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， 取50000N</p><p>　　——輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用車，取=0

59、.85；</p><p>　　——車輪的滾動(dòng)半徑，輪胎型號(hào)為12.00R20，滾動(dòng)半徑為 0.527m；</p><p>　　，——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取0.9， 取1.0</p><p>　　所以 : </p><p>　　<3>.按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐

60、齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　對(duì)于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來確定平均牽引力： </p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　式中：——汽車滿載時(shí)的總重量，此取902000N；</p><p>　　——所牽引的掛車滿載時(shí)總重量，0N，但僅

61、用于牽引車的計(jì)算；</p><p>　　——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取0.015——0.020；在此取0.018</p><p>　　——汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取0.05~0.09在此取0.07</p><p>　　——汽車的性能系數(shù)，取0；</p><p>　　，，n——見式（2-1），（2-3）下的說明。

62、</p><p><b>　　所以</b></p><p><b>　　=47326.2</b></p><p>　　主減速器基本參數(shù)的選擇</p><p>　　1)主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p>&l

63、t;p>　　1>為了磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)。</p><p>　　2>為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。</p><p>　　3>為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車一般不小于6。</p><p>　　4>主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。</p&

64、gt;<p>　　5>對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>　　根據(jù)以上要求參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》[1]中表3-12 表3-13取=9 =40 </p><p>　　2）從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)</p><p>　　對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小又會(huì)影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速

65、器的安裝。</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即增大尺寸： </p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　——直徑系數(shù)，一般取13.0～16.0</p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，為Tce和Tcs中的較小者，所以在此取=13612.7</p><p>　

66、　=（13.0～16.0）=（310.4～382）mm</p><p>　　初選=370 則=/=370/40=9.25</p><p>　　有參考《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表中選取9 ， 則=360</p><p>　　根據(jù)=來校核=9選取的是否合適，其中=（0.3～0.4）</p><p>　　此處，=（0.3～0.4）=（7.16～9.5

67、5），因此滿足校核。</p><p>　　3）.主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和</p><p>　　對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用：</p><p>　　=0.155428=55.9 在此取60</p><p>　　一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩

68、端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大20%較為合適，在此取=80</p><p><b>　　4）中點(diǎn)螺旋角</b></p><p>　　螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高，應(yīng)不小

69、于1.25，在1.5～2.0時(shí)效果最好，但過大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。</p><p>　　汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°～40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35°。</p><p><b>　　5）. 螺旋方向</b></p><p>　　主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒

70、輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。</p><p><b>　　6.) 法向壓力角</b></p><p>　　加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不

71、產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對(duì)于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來說，規(guī)定重型載貨汽車可選用22.5°的壓力角。</p><p>　　主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算</p><p>　　在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算后，應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以保</p><p>　　證其有足夠的強(qiáng)

72、度和壽命以及安全可靠地工作。</p><p>　　齒輪的損壞形式常見的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損。，齒輪的使用壽命除與設(shè)計(jì)的正確與否有直接關(guān)系外，在實(shí)際生產(chǎn)中也往往會(huì)由于材料、加工精度、熱處理、裝配調(diào)整以及使用條件的不當(dāng)而發(fā)生損壞。但正確的設(shè)計(jì)應(yīng)是減少或避免上述損壞的一項(xiàng)重要措施。強(qiáng)度驗(yàn)算則是進(jìn)行正確設(shè)計(jì)的一個(gè)方面。目前的強(qiáng)度計(jì)算多為近似計(jì)算，在汽車工業(yè)中確定齒輪強(qiáng)度的主要依據(jù)是臺(tái)架試驗(yàn)及道路

73、試驗(yàn)，以及在實(shí)際使用中的情況，強(qiáng)度計(jì)算可供參考。</p><p><b>　　單位齒長上的圓周力</b></p><p><b>　　（3-4）</b></p><p>　　式中p——單位齒長上的圓角力，N／mm；</p><p>　　P——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Teamx和最大

74、附著力 矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　F—一從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm。</p><p>　　由于本文計(jì)算主、從動(dòng)齒輪參數(shù)時(shí)以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距進(jìn)行計(jì)算的，因此，計(jì)算圓周力時(shí)仍以發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距計(jì)算，則 </p><p>　　（3-5） &l

75、t;/p><p>　　式中——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　ig——變速器傳動(dòng)比，常取1檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算；</p><p>　　d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm。</p><p>　　對(duì)于多橋驅(qū)動(dòng)汽車應(yīng)考慮驅(qū)動(dòng)橋數(shù)及分動(dòng)器傳動(dòng)比。</p><p>　　根據(jù)I檔計(jì)算單位齒長上的圓周力</p&g

76、t;<p><b>　　=1429N/mm</b></p><p>　　根據(jù)直接檔計(jì)算單位齒長上的圓周力</p><p><b>　　=250 N/mm</b></p><p>　　表3-3 許用單位齒長上的圓周力[p] N/mm</p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算對(duì)照表格可知驅(qū)動(dòng)

77、橋橋主從動(dòng)齒輪耐磨性較好。</p><p><b>　　輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 (N／mm2)為</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　式中Tj——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m，對(duì)于主動(dòng)齒

78、輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上；</p><p><b>　　K0—一超載系數(shù)；</b></p><p>　　Ks——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)m≥1.6mm時(shí)，Ks=；</p><p>　　Km——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，Km＝1.00~1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)

79、，Km＝1.10~1.25。支承剛度大時(shí)取小值；</p><p>　　Kv——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)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取Kv＝1；</p><p>　　F一—計(jì)算齒輪的齒面寬，mm；</p><p>　　Z——計(jì)算齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　m——端面模數(shù)，mm；</p><p>

80、　　J—一計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)</p><p>　　此后橋取J=0.255，Ks ==0.8474</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　=367.58 < </p><p><b>　　=700 </b></p><p>　　

81、表3-4 汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪的許用應(yīng)力</p><p>　　那么齒輪的彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)n為</p><p>　　故此后橋齒輪能滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　圓錐齒輪與雙曲面齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 (MPa)為</p><p><

82、b>　　(3-7)</b></p><p>　　式中T1、T1max——分別為主動(dòng)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　Cp——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6N1/2／mm；</p><p>　　d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm；</p><p>　　Kf——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的

83、齒輪可取Kf=1；</p><p>　　F——齒面寬，mm，取齒輪副中的較小值(一般為從動(dòng)齒輪齒面寬)；</p><p>　　J一一計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)</p><p>　　此后橋J=0.16， T1max= </p><p>　　通常式(3-8)簡化為：</p><p><b>　　(3-8)<

84、/b></p><p>　　則 </p><p>　　=2443.7MPa<2800MPa </p><p>　　那么齒輪的接觸強(qiáng)度安全系數(shù)n為:</p><p>　　故此后橋齒輪能滿足接觸強(qiáng)度要求。</p><p><b&g

85、t;　　主減速器軸承的計(jì)算</b></p><p>　　軸承的計(jì)算主要是計(jì)算軸承的壽命。通常是根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。在驗(yàn)算之前，首先應(yīng)求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。</p><p>　　圖3-4 主減速器主動(dòng)錐齒輪的受力簡圖</p><p>　　錐齒輪的軸向力和徑向力計(jì)算&l

86、t;/p><p>　　⑴齒寬中點(diǎn)處的圓周力為：</p><p>　　P=2T/d (3-9) </p><p>　　式中：T——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，經(jīng)計(jì)算知T為5100 N.m；dm為該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑，d1m=84.85mm, d2m=410.71mm；</p><

87、;p>　　所以，P1=115940N, P2=118150N</p><p>　?、浦鲃?dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力</p><p>　　表3-5 螺旋錐齒輪軸向力及徑向力</p><p>　　根據(jù)表3-5可算出主、從動(dòng)錐齒輪的軸向力和徑向力，即：</p><p>　　主動(dòng)錐齒輪：A=127.81KN R=41.35KN</p&g

88、t;<p>　　從動(dòng)錐齒輪：A=41.35kN R=127.81kN</p><p>　　錐齒輪軸承的載荷計(jì)算與軸承強(qiáng)度校核</p><p>　　軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力，而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸向徑向支承反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸、支承型式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。</p>

89、<p>　　圖3-5 主減速器軸承的布置尺寸</p><p>　?。╝）懸臂式支承的主動(dòng)錐齒輪；（b）騎馬式支承的主動(dòng)錐齒輪；</p><p>　　（c）騎馬式支承、單級(jí)減速的從動(dòng)錐齒輪</p><p>　?。?）懸臂式支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷</p><p>　　如圖3-9 (a)所示，軸承A,B的徑向載荷分別為RA，RB&

90、lt;/p><p>　　RA= （3-10）</p><p>　　RB-= （3-11）</p><p>　　式中：P,A,R——見表3-5；d1m為主動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑 </p><p>　?。?）騎馬式（跨置式）主,從動(dòng)錐齒輪軸承的徑向載荷</p><p

91、>　　如圖3-9 (c)所示,軸承C,D的徑向載荷分別為RC，RD</p><p>　　RC= （3-12）</p><p>　　RD= （3-13）</p><p>　　式中：P,A,R——見表3-5；d2m為從動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑；</p><p>　　此重卡的主減速

92、器軸承均采用跨置式,經(jīng)過計(jì)算得主動(dòng)齒輪徑向載荷為RA =66.55KN, RB =50.85KN;從動(dòng)齒輪的徑向載荷RC =67.07KN, RD =50.22KN。</p><p>　?。?）主減速器軸承的壽命計(jì)算</p><p>　　當(dāng)求出軸承的徑向載荷R和軸向載荷A以后，即可按下式求軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷Q：</p><p>　　Q=XR+YA

93、 （3-14）</p><p>　　式中：X——徑向系數(shù)；</p><p><b>　　Y——軸向系數(shù)</b></p><p>　　對(duì)單列圓錐滾子軸承來說，當(dāng)時(shí)，X=1,Y=0；當(dāng)時(shí)，X=0.4，Y值及判斷參數(shù)e見軸承手冊(cè)或產(chǎn)品樣本。</p><p><b>　　額定壽命L：</b>

94、;</p><p>　　LA=×106 （3-15）</p><p>　　式中：C——額定動(dòng)載荷，N；其值查軸承手冊(cè)；</p><p>　　ft——溫度系數(shù)，取0.95；</p><p>　　fp——載荷系數(shù)，取1.2；</p><p>　　ε——壽命系數(shù)，對(duì)滾子軸承取ε=10/3；&l

95、t;/p><p>　　在實(shí)際計(jì)算中，常以工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命：</p><p><b>　?。?-16）</b></p><p>　　式中：n——軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min；對(duì)于無輪邊減速的驅(qū)動(dòng)橋來說，主減速器從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速</p><p>　　n2= r/min （3-17） <

96、;/p><p>　　式中：rr——輪胎滾動(dòng)半徑，m；</p><p>　　Vam——汽車的平均行駛速度，km/h；對(duì)于貨車取30~35km/h。</p><p>　　主減速器主動(dòng)齒輪和兩級(jí)減速的中間軸齒輪的軸承的計(jì)算載荷，可根據(jù)上式乘以相應(yīng)的減速比求得。</p><p>　　主動(dòng)錐齒輪軸承A,B采用雙列圓錐滾子軸承，一下為其壽命計(jì)算：</p

97、><p>　　①軸承A選用軸承型號(hào)為352212E，因，X=0.4，Y=1.6 軸承A的額定壽命：</p><p>　　LA=1.9×108；Lh=2.8×103 h</p><p>　　②軸承B選用軸承型號(hào)351306E，因，X=1，Y=0 軸承B的額定壽命：</p><p>　　LB=2.9×108；Lh=3.7

98、×103h</p><p>　　從動(dòng)錐軸承C,D采用單列圓錐滾子的壽命計(jì)算：</p><p>　　③軸承C選用32314型號(hào)軸承，因，所以X=1,Y=0軸承C的額定壽命： LC =1.6×1012；Lh=1.2×108h</p><p>　　④軸承D選用32314型號(hào)軸承，因，所以X=1,Y=0軸承D

99、的額定壽命：</p><p>　　LD=1.9×1011；Lh=7.2×107h</p><p>　　經(jīng)校核可得所選軸承滿足設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　主減速器齒輪的材料及熱處理</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主

100、要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：</p><p>　?。?）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；</p><p>　?。?）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；</p><p>　?。?）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良

101、好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率；</p><p>　　（4）選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。</p><p>　　汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號(hào)有20CrMnTi，22CrMnMo，20CrNiMo，20MnVB和

102、20Mn2TiB。</p><p>　　用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá)HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)m>8時(shí)為HRC29~45，當(dāng)m<8時(shí)為HRC32~45。</p><p>　　對(duì)于滲碳層深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m≤5時(shí)，為0.9~1.3mm；m>5～8時(shí)，為1.0~1.4mm；m>8時(shí)，為1.2~1.6mm。&l

103、t;/p><p>　　由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副(或僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對(duì)研磨)后均予以厚度為0.005~0.010~0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。</p><p>　　對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25%。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提

104、高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p><b>　　差速器總成的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)

105、彎時(shí)外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長。另外，即使汽車作直線行駛，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動(dòng)車輪軸將動(dòng)力傳給左右車輪，則會(huì)由于左右驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動(dòng)學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動(dòng)車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會(huì)使輪胎過早磨損

106、、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時(shí)有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時(shí)失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。</p><p><b>　　差

107、速器結(jié)構(gòu)形式選擇</b></p><p>　　差速器的分類可按用途(如圖4-1所示)也可按其工作特性分類(如圖4-2所示)。</p><p>　　圖4-1 差速器按用途分類</p><p>　　圖4-2 差速器按工作特性分類</p><p>　　從經(jīng)濟(jì)性和平穩(wěn)性考慮，后橋選用結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、工作平穩(wěn)、制造方便，用于公路汽車也很可靠

108、的普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。</p><p>　　差速器齒輪主要參數(shù)選擇</p><p>　?。?）行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　轎車常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪。故行星齒輪數(shù)目定為4。</p><p>　　（2）行星齒輪球面半徑RB(mm)的確定</p><

109、p>　　圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑RB，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。</p><p>　　球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定：</p><p><b>　　（4-1）</b></p><p>　　式中KB——行星齒輪球面半徑系數(shù)，KB=2.52~2.

110、99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取最大值；</p><p>　　Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·m。</p><p><b>　　所以 </b></p><p><b>　　mm，取85mm</b></p><p>　　(3)

111、節(jié)錐距的確定</p><p>　　Ao = (0.98 -0.99 ) (4-2)</p><p><b>　　取A0=84mm</b></p><p>　　(4)行星齒輪齒數(shù)和半軸齒輪齒數(shù)的選擇</p><p>　　為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪盡量少，但一般不應(yīng)

112、小于10。半軸齒輪齒數(shù)采用1425。后橋半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在1.52范圍內(nèi)。在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù)z2L、z2R之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目n所整除，否則將不能安裝。取=10，=16。</p><p>　?。?）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</p><p>　　先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、：</p><

113、p><b>　　(4-3)</b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p>　　式中z1、z2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。</p><p><b>　　故，</b></p><p>　　再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)：</p>

114、<p><b>　　=</b></p><p>　　節(jié)圓直徑 (4-5)</p><p><b>　　mm，mm。</b></p><p><b>　?。?）壓力角</b></p><p>　　過去汽車差速器

115、齒輪都選用20º壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為l，而最少齒數(shù)是13。目前汽車差速器齒輪大都選用22º30′，的壓力角，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)可減至10，并且在小齒輪(行星齒輪)齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為20º的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。某些重型汽車和礦用汽車的差速器也可采用25º壓力角。故壓力角取為

116、25º。</p><p>　　表3-6 行星、半軸此輪參數(shù)表</p><p>　?。?）行星齒輪安裝孔直徑及其深度L的確定</p><p>　　行星齒輪安裝孔與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。通常取</p><p><b>　　(4-6)</b></p>