哈佛H6轎車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計含2張CAD圖
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哈佛H6驅(qū)動橋設(shè)計
目錄
1前言 1
2 總體方案論證 2
3 主減速器設(shè)計 3
3.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析 3
3.1.1 螺旋錐齒輪傳動 3
3.1.2 結(jié)構(gòu)形式 4
3.2 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 4
3.2.1 主動錐齒輪的支承 4
3.2.2 從動錐齒輪的支承 5
3.3 主減速器錐齒輪設(shè)計 5
3.3.1 主減速比i的確定 5
3.3.2 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇 6
3.4 主減速器錐齒輪的材料 7
3.5 主減速器錐齒輪的強度計算 8
3.5.1 單位齒長圓周力 8
3.5.2 齒輪彎曲強度 8
3.5.3 輪齒接觸強度 8
3.6 主減速器錐齒輪軸承的設(shè)計計算 9
3.6.1 錐齒輪齒面上的作用力 9
3.6.2 錐齒輪軸承的載荷 10
3.6.3 錐齒輪軸承型號的確定 12
結(jié)論 14
參 考 文 獻(xiàn) 15
I
1前言
本課題是對哈佛H6驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計。故本說明書將以“驅(qū)動橋設(shè)計”內(nèi)容對驅(qū)動橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計計算作一一介紹。
驅(qū)動橋的設(shè)計,由驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)組成、功用、工作特點及設(shè)計要求講起,詳細(xì)地分析了驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式及布置方法;全面介紹了驅(qū)動橋車輪的傳動裝置和橋殼的各種結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計計算方法。
汽車驅(qū)動橋是汽車的重大總成,承載著汽車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩,以及沖擊載荷;驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩,橋殼還承受著反作用力矩。汽車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外,也對汽車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。另外,汽車驅(qū)動橋在汽車的各種總成中也是涵蓋機械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如,驅(qū)動橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置(半軸及輪邊減速器)、橋殼和各種齒輪。由上述可見,汽車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機械零部件及元件的品種極為廣泛,對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機械制造工藝。因此,通過對汽車驅(qū)動橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計實踐,可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計與機械設(shè)計的全面知識和技能。
2 總體方案論證
驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端,其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪,另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動橋一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼等組成。
驅(qū)動橋設(shè)計應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求:
a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
b)外形尺寸要小,保證有必要的離地間隙。
c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn),噪聲小。
d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率。
e)在保證足夠的強度、剛度條件下,應(yīng)力求質(zhì)量小,尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小,以改善汽車平順性。
f)與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào),對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋,還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。
g)結(jié)構(gòu)簡單,加工工藝性好,制造容易,拆裝,調(diào)整方便。
驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分,可以歸并為兩大類,即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當(dāng)驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時,應(yīng)該選用非斷開式驅(qū)動橋;當(dāng)驅(qū)動車輪采用獨立懸架時,則應(yīng)該選用斷開式驅(qū)動橋。因此,前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋;后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜,但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。
3 主減速器設(shè)計
主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件,它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車,其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時,其驅(qū)動輪上要求必須具有一定的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速,在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器后,便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小,從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。
驅(qū)動橋中主減速器、差速器設(shè)計應(yīng)滿足如下基本要求:
a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
b)外型尺寸要小,保證有必要的離地間隙;齒輪其它傳動件工作平穩(wěn),噪音小。
c)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率;與懸架導(dǎo)向機構(gòu)與動協(xié)調(diào)。
d)在保證足夠的強度、剛度條件下,應(yīng)力求質(zhì)量小,以改善汽車平順性。
e)結(jié)構(gòu)簡單,加工工藝性好,制造容易,拆裝、調(diào)整方便。
3.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析
主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、減速形式的不同而不同。
3.1.1 螺旋錐齒輪傳動
圖3-1螺旋錐齒輪傳動
按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分,主減速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動(又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動即行星齒輪式傳動)和蝸桿蝸輪式傳動等形式。
在發(fā)動機橫置的汽車驅(qū)動橋上,主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪;在發(fā)動機縱置的汽車驅(qū)動橋上,主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動。
為了減少驅(qū)動橋的外輪廓尺寸,主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。因為螺旋錐齒輪不發(fā)生根切(齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象,致使齒輪強度大大降低)的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少,使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外,螺旋錐齒輪還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點,汽車上獲得廣泛應(yīng)用。
近年來,有些汽車的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪(車輛行業(yè)中簡稱雙曲面?zhèn)鲃樱﹤鲃印?zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動與圓錐齒輪相比,準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動不僅工作平穩(wěn)性更好,彎曲強度和接觸強度更高,同時還可使主動齒輪的軸線相對于從動齒輪軸線偏移。當(dāng)主動準(zhǔn)雙曲面齒輪軸線向下偏移時,可降低主動錐齒輪和傳動軸位置,從而有利于降低車身及整車重心高度,提高汽車行使的穩(wěn)定性。東風(fēng)EQ1090E型汽車即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。但是,準(zhǔn)雙曲面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時,齒面間有較大的相對滑動,且齒面間壓力很大,齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦,提高效率,必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油,絕不允許用普通齒輪油代替,否則將時齒面迅速擦傷和磨損,大大降低使用壽命。
查閱文獻(xiàn)[1]、[2],經(jīng)方案論證,主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動形式(如圖3-1示)。螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點,齒輪并不同時在全長上嚙合,而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外,由于輪齒端面重疊的影響,至少有兩對以上的輪齒同時捏合,所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。為保證齒輪副的正確嚙合,必須將支承軸承預(yù)緊,提高支承剛度,增大殼體剛度。
3.1.2 結(jié)構(gòu)形式
為了滿足不同的使用要求,主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。
按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分,有單級式主減速器和雙級式主減速器、雙速主減速器、雙級減速配以輪邊減速器等。雙級式主減速器應(yīng)用于大傳動比的中、重型汽車上,若其第二級減速器齒輪有兩副,并分置于兩側(cè)車輪附近,實際上成為獨立部件,則稱輪邊減速器。單級式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。單級主減速器由一對圓錐齒輪組成,具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點。
查閱文獻(xiàn)[1]、[2],經(jīng)方案論證,本設(shè)計主減速器采用單級主減速器。其傳動比i0一般小于等于7。
3.2 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案
主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況,才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合,除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外,還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。
3.2.1 主動錐齒輪的支承
圖3-2主動錐齒輪跨置式
主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻(xiàn),經(jīng)方案論證,采用跨置式支承結(jié)構(gòu)(如圖3-2示)。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承,故又稱兩端支承式。跨置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(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。
裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用跨置式支承。本課題所設(shè)計的哈佛H6裝載質(zhì)量為5t,所以選用跨置式。
圖3-3從動錐齒輪支撐形式
3.2.2 從動錐齒輪的支承
從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承(如圖3-3示)。為了增加支承剛度,兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi),以減小尺寸c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性,c+d應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上,應(yīng)是c等于或大于d。
3.3 主減速器錐齒輪設(shè)計
主減速比i、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷,是主減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù),應(yīng)在汽車總體設(shè)計時就確定。
3.3.1 主減速比i的確定
主減速比對主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時汽車的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系的總傳動比i一起由整車動力計算來確定。可利用在不同i下的功率平衡田來研究i對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計,對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇i值,可使汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說,在給定發(fā)動機最大功率及其轉(zhuǎn)速的情況下,所選擇的i值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速。這時i值應(yīng)按下式來確定:
(3-1)
式中——車輪的滾動半徑, =0.5m
igh——變速器量高檔傳動比。igh =1
對于其他汽車來說,為了得到足夠的功率儲備而使最高車速稍有下降,i一般選擇比上式求得的大10%~25%,即按下式選擇:
(3-2)
式中i——分動器或加力器的高檔傳動比
iLB——輪邊減速器的傳動比。
根據(jù)所選定的主減速比i0值,就可基本上確定主減速器的減速型式(單級、雙級等以及是否需要輪邊減速器),并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。
把nn=3000r/n , =85km/h , r=0.5m , igh=1代入(3-1)
計算出 i=6.33
從動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩Tce
Tce= (3-3)
式中:
Tce—計算轉(zhuǎn)矩,Nm;
Temax—發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩;Temax =430 Nm
n—計算驅(qū)動橋數(shù),1;
if—變速器傳動比,if=7.48;
i0—主減速器傳動比,i0=6.33;
η—變速器傳動效率,η=0.96;
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;
i1—變速器最低擋傳動比,i1=1;
代入式(3-3),有:
Tce=10190 Nm
主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩T=1516.4 Nm
3.3.2 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇
a)主、從動錐齒輪齒數(shù)z1和z2
選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素;
為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強度,大小齒輪的齒數(shù)和不少于40在轎車主減速器中,小齒輪齒數(shù)不小于9。
查閱資料,經(jīng)方案論證,主減速器的傳動比為6.33,初定主動齒輪齒數(shù)z1=6,從動齒輪齒數(shù)z2=38。
b)主、從動錐齒輪齒形參數(shù)計算
按照文獻(xiàn)[3]中的設(shè)計計算方法進(jìn)行設(shè)計和計算,結(jié)果見表3-1。
從動錐齒輪分度圓直徑dm2=14=303.51mm 取dm2=304mm
齒輪端面模數(shù)
c)中點螺旋角β
弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的。汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為35°~40°。汽車選用較小的β值以保證較大的εF,使運轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低。取β=35°。
d)法向壓力角α
法向壓力角大一些可以增加輪齒強度,減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù),也可以使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn),噪音低。對于汽車弧齒錐齒輪,α一般選用20°。
e) 螺旋方向
從錐齒輪錐頂看,齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋,向右傾斜為右旋。主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時,應(yīng)使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向,這樣可以使主、從動齒輪有分離趨勢,防止輪齒卡死而損壞。
3.4 主減速器錐齒輪的材料
驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的,與傳動系其它齒輪相比,具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此,傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求:
a) 具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度,齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。
b) 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷,避免在沖擊載荷下齒根折斷。
c) 鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好,熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。
d) 選擇合金材料是,盡量少用含鎳、鉻呀的材料,而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。
汽車主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造,主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬化層(一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%~1.2%),具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性,而芯部較軟,具有良好的韌性。因此,這類材料的彎曲強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力均較好。由于鋼本身有較低的含碳量,使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點是熱處理費用較高,表面硬化層以下的基底較軟,在承受很大壓力時可能產(chǎn)生塑性變形,如果滲碳層與芯部的含碳量相差過多,便會引起表面硬化層的剝落。
為改善新齒輪的磨合,防止其在余興初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死,錐齒輪在熱處理以及精加工后,作厚度為0.005~0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理,可提高25%的齒輪壽命。對于滑動速度高的齒輪,可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。
3.5 主減速器錐齒輪的強度計算
3.5.1 單位齒長圓周力
按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時
P= (3-4) 式中:
ig—變速器傳動比,常取一擋傳動比,ig=7.48 ;
D1—主動錐齒輪中點分度圓直徑mm;D=64mm
其它符號同前;
將各參數(shù)代入式(3-4),有:
P=856 N/mm
按照文獻(xiàn)[1],P≤[P]=1429 N/mm,錐齒輪的表面耐磨性滿足要求。
3.5.2 齒輪彎曲強度
錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為:
= (3-5)
式中:
—錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力,MPa;
T—齒輪的計算轉(zhuǎn)矩,Nm;
k0—過載系數(shù),一般取1;
ks—尺寸系數(shù),0.682;
km—齒面載荷分配系數(shù),懸臂式結(jié)構(gòu),km=1.25;
kv—質(zhì)量系數(shù),取1;
b—所計算的齒輪齒面寬;b=47mm
D—所討論齒輪大端分度圓直徑;D=304mm
Jw—齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù),取0.03;
對于主動錐齒輪, T=1516.4 Nm;從動錐齒輪,T=10190Nm;
將各參數(shù)代入式(3-5),有:
主動錐齒輪, =478MPa;
從動錐齒輪, =466MPa;
按照文獻(xiàn)[1], 主從動錐齒輪的≤[]=700MPa,輪齒彎曲強度滿足要求。
3.5.3 輪齒接觸強度
錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為:
σj= (3-6)
式中:
σj—錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力,MPa;
D1—主動錐齒輪大端分度圓直徑,mm;D1=64mm
b—主、從動錐齒輪齒面寬較小值;b=47mm
kf—齒面品質(zhì)系數(shù),取1.0;
cp—綜合彈性系數(shù),取232N1/2/mm;
ks—尺寸系數(shù),取1.0;
Jj—齒面接觸強度的綜合系數(shù),取0.01;
Tz—主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩;Tz=1516.4N.m
k0、km、kv選擇同式(3-5)
將各參數(shù)代入式 (3-6),有:
σj=2722MPa
按照文獻(xiàn)[1],σj≤[σj]=2800MPa,輪齒接觸強度滿足要求。
3.6 主減速器錐齒輪軸承的設(shè)計計算
3.6.1 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線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力以及垂直于齒輪軸線的徑向力。
a) 齒寬中點處的圓周力F
F= (3-7)
式中:
T—作用在從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩;
Dm2—從動齒輪齒寬中點處的分度圓直徑,由式(3-8)確定,即
Dm2=D2-b2sinγ2 (3-8)
式中:
D2—從動齒輪大端分度圓直徑;D2=304mm
b2—從動齒輪齒面寬;b2=47mm
γ2—從動齒輪節(jié)錐角;γ2=76°
將各參數(shù)代入式(3-8),有:
Dm2=258mm
將各參數(shù)代入式(3-7),有:
F=3000N
對于弧齒錐齒輪副,作用在主、從動齒輪上的圓周力是相等的。
b) 錐齒輪的軸向力Faz和徑向力Frz(主動錐齒輪)
作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力Faz和徑向力分別為
Faz= (3-9)
Frz= (3-10)
將各參數(shù)分別代入式(3-9) 與式(3-10)中,有:
Faz= 2752N,F(xiàn)rz=142N
3.6.2 錐齒輪軸承的載荷
當(dāng)錐齒輪齒面上所受的圓周力、軸向力和徑向力計算確定后,根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸,即可求出軸承所受的載荷。圖3-4為單級主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖:
圖3-4單級主減速器軸承布置尺寸
圖3—4中各參數(shù)尺寸:
a=46mm,b=22mm,c=90.5mm,d=60.5mm,e=40,Dm2=304mm。
由主動錐齒輪齒面受力簡圖(圖3-5所示),得出各軸承所受的徑向力與軸向力。
圖3-5主動錐齒輪齒面受力簡圖
軸承A:徑向力
Fr= (3-11)
軸向力
Fa= Faz (3-12)
將各參數(shù)代入式(3-11)與(3-12),有:
Fr=3997N,F(xiàn)a=2752N
軸承B:徑向力
Fr= (3-13)
軸向力
Fa= 0 (3-14)
將各參數(shù)代入式(3-13)與(3-14),有:
Fr=1493N,F(xiàn)a=0N
軸承C:徑向力
Fr= (3-15)
軸向力
Fa= Faz (3-16)
將各參數(shù)代入式(3-15)與(3-16),有:
Fr=2283N,F(xiàn)a=2752N
軸承D:徑向力
Fr= (3-17)
軸向力
Fa= 0 (3-18)
將各參數(shù)代入式(3-17)與(3-18),有:
Fr=1745N,F(xiàn)a=0N
軸承E:徑向力
Fr= (3-19)
軸向力
Fa= 0 (3-20)
將各參數(shù)代入式(3-19)與(3-20),有:
Fr=1245N,F(xiàn)a=0N
3.6.3 錐齒輪軸承型號的確定
軸承A
計算當(dāng)量動載荷P
=0.69
查閱文獻(xiàn)[2],錐齒輪圓錐滾子軸承e值為0.36,故 >e,由此得X=0.4,Y=1.7。另外查得載荷系數(shù)fp=1.2。
P=fp(XFr+YFa) (3-21)
將各參數(shù)代入式(3-21)中,有:
P=7533N
軸承應(yīng)有的基本額定動負(fù)荷C′r
C′r= (3-22)
式中:
ft—溫度系數(shù),查文獻(xiàn)[4],得ft=1;
ε—滾子軸承的壽命系數(shù),查文獻(xiàn)[4],得ε=10/3;
n—軸承轉(zhuǎn)速,r/min;
L′h—軸承的預(yù)期壽命,5000h;
將各參數(shù)代入式(3-22)中,有;
C′r=24061N
初選軸承型號
查文獻(xiàn)[3],初步選擇Cr =24330N> C′r的圓錐滾子軸承7206E。
驗算7206E圓錐滾子軸承的壽命
Lh = (3-23)
將各參數(shù)代入式(3-21)中,有:
Lh =4151h<5000h
所選擇7206E圓錐滾子軸承的壽命低于預(yù)期壽命,故選7207E軸承,經(jīng)檢驗?zāi)軡M足。軸承B、軸承C、軸承D、軸承E強度都可按此方法得出,其強度均能夠滿足要求。
1-半軸 2-圓錐滾子軸承 3-支承螺栓 4-主減速器從動錐齒輪 5-油封 6-主減速器主動錐齒輪 7-彈簧座 8-墊圈 9-輪轂 10-調(diào)整螺母
圖2-1 驅(qū)動橋
結(jié)論
本課題設(shè)計的哈佛H6驅(qū)動橋,采用非斷開式驅(qū)動橋,由于結(jié)構(gòu)簡單、主減速器造價低廉、工作可靠,可以被廣泛用在各種中型載貨汽車。
設(shè)計介紹了后橋驅(qū)動的結(jié)構(gòu)形式和工作原理,計算了差速器、主減速器以及半軸的結(jié)構(gòu)尺寸,進(jìn)行了強度校核,并繪制了有關(guān)零件圖和裝配圖。
本驅(qū)動橋設(shè)計結(jié)構(gòu)合理,符合實際應(yīng)用,具有很好的動力性和經(jīng)濟(jì)性,驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求,修理、保養(yǎng)方便,機件工藝性好,制造容易。
但此設(shè)計過程仍有許多不足,在設(shè)計結(jié)構(gòu)尺寸時,有些設(shè)計參數(shù)是按照以往經(jīng)驗值得出,這樣就帶來了一定的誤差。另外,在一些小的方面,由于時間問題,做得還不夠仔細(xì),懇請各位老師同學(xué)給予批評指正。
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[2] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M]. 北京:機械工業(yè)出版社,2003.
[3] 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊[M]:設(shè)計篇.北京:人民交通出版社,2001.
[4] 汽車工程手冊編輯委員會.汽車工程手冊[M]:基礎(chǔ)篇.北京:人民交通出版社,2001.
[5] 余志生. 汽車?yán)碚揫M]. 北京:機械工業(yè)出版社, 1990.
[6] 楊朝會,王豐元,馬浩.基于有限元方法的載貨汽車驅(qū)動橋殼分析[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程.2006,(10):19-21
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