驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上韶 關(guān) 學(xué) 院畢 業(yè) 設(shè)計(jì)題 目：驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：潘俊炬學(xué) 號(hào)：系（院）：物理與機(jī)電工程學(xué)院汽車(chē)系專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班 級(jí)：11機(jī)制 5班指導(dǎo)教師姓名及職稱(chēng)：丘志敏 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師起止時(shí)間：2014年10月2015年5月驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)摘要：自汽車(chē)在一百多年前發(fā)明以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)的各項(xiàng)性能達(dá)到從沒(méi)有過(guò)的高度，為汽車(chē)設(shè)計(jì)出合適的驅(qū)動(dòng)橋，對(duì)于提高汽車(chē)的各項(xiàng)性能有著很大的幫助。本次設(shè)計(jì)說(shuō)明的目的就是設(shè)計(jì)出的驅(qū)動(dòng)橋，適用于總質(zhì)量在兩噸以下的輕型載貨汽車(chē)上。驅(qū)動(dòng)橋的組成有主減速器和差速器等幾個(gè)重要部件，本次設(shè)計(jì)說(shuō)明將會(huì)詳細(xì)論證每個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)是否合適并做出選擇，

2、然后根據(jù)汽車(chē)的基本參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。最后所設(shè)計(jì)出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋既能滿(mǎn)足汽車(chē)行駛要求，也能確保汽車(chē)的各項(xiàng)性能的優(yōu)越。關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋；結(jié)構(gòu)選擇；設(shè)計(jì)計(jì)算 Drive axle designAbstract: Since the car in front of more than one hundred years since its invention, with the development of economy, various properties of car reach the heights of never had a suitable for the design of aut

3、omotive drive axle, to improve the cars performance is a big help. The purpose of this design is to design the drive axle, applicable to the total mass under two tons of light truck. Drive axle consisted of several important parts, main reducer and differential will detail proves the design of the s

4、tructure of each parts and make a right choice, and then according to the basic parameters of automobile design calculation and checking. Finally the design of drive axle can meet the requirements of the car, also can ensure that every performance of the car is superior.Key words: Drive axle；Structu

5、re choice；Design calculation；目 錄1前言12總體方案論證22.1驅(qū)動(dòng)橋總成結(jié)構(gòu)選擇23主減速器設(shè)計(jì)33.1主減速器方案論證33.1.1主減速器齒輪類(lèi)型選擇33.1.2主減速器的減速形式選擇43.1.3主減速器主、從動(dòng)齒輪支承選擇43.2主減速器基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算53.2.1主減速比的確定53.2.2主減速器齒輪計(jì)算載荷確定53.2.3主減速器錐齒輪主要參數(shù)選擇73.3主減速器錐齒輪的材料選擇83.4主減速器圓弧齒輪強(qiáng)度計(jì)算93.4.1單位齒長(zhǎng)圓周力93.4.2齒輪彎曲強(qiáng)度93.4.3齒輪的接觸強(qiáng)度103.5主減速器錐齒輪軸承載荷計(jì)算113.5.1主減速器主動(dòng)齒輪當(dāng)

6、量轉(zhuǎn)矩113.5.2錐齒輪上的作用力123.5.3錐齒輪軸向力和徑向力123.5.4軸承載荷計(jì)算123.6主動(dòng)最齒輪型號(hào)確定144差速器設(shè)計(jì)154.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 154.2差速器齒輪參數(shù)選擇154.3差速器齒輪的材料選擇174.4差速器齒輪強(qiáng)度校核185車(chē)輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)195.1車(chē)輪傳動(dòng)裝置選擇195.2半軸的材料選擇195.3全浮式半軸計(jì)算196驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)216.1驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇216.2驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算217結(jié)論 23致謝 24參考文獻(xiàn) 25附錄27專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)說(shuō)明專(zhuān)業(yè)班級(jí)：11車(chē)輛工程1班 潘俊炬指導(dǎo)教師：丘志敏 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師1. 前言本課題是對(duì)總質(zhì)量在1.5噸的輕

7、型小貨車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此這次說(shuō)明書(shū)將會(huì)介紹驅(qū)動(dòng)橋各個(gè)零部件的設(shè)計(jì)過(guò)程、結(jié)構(gòu)的選擇。 驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，主要先從汽車(chē)的主要用途，以及汽車(chē)的總質(zhì)量來(lái)確定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)選擇、布置方式等，本設(shè)計(jì)將會(huì)十分詳細(xì)地講解設(shè)計(jì)過(guò)程。 驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)?yán)锊豢扇鄙俚囊粋€(gè)部分，它在行駛過(guò)程中承受各種各樣的力。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)類(lèi)型和一些參數(shù)對(duì)于車(chē)輛安全行駛來(lái)講是非常重要的一件事，也影響著車(chē)輛的性能。另外，驅(qū)動(dòng)橋中有著許多十分復(fù)雜的零件，制造零件的工藝的好壞也影響著驅(qū)動(dòng)橋的工作，再設(shè)計(jì)過(guò)程中也要考慮到現(xiàn)代加工工藝。因此，通過(guò)對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，能夠很好地掌握現(xiàn)代汽車(chē)知識(shí)和機(jī)械加工知識(shí)。本次設(shè)計(jì)的汽車(chē)的參數(shù)：總質(zhì)量ma=15

8、00kg，發(fā)動(dòng)機(jī)功率pemax/np=82kw/4000發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Tgmax/nT=108/3000-3200，最高速vmax=140km/h，輪胎規(guī)格175/70R14、175/70R14。在本次設(shè)計(jì)中，有以下兩個(gè)難題，一是將發(fā)動(dòng)機(jī)工作輸出的扭矩通過(guò)驅(qū)動(dòng)橋的傳遞到達(dá)驅(qū)動(dòng)輪，使驅(qū)動(dòng)輪有更好的行駛和轉(zhuǎn)向效果，提高汽車(chē)的通過(guò)性。二是設(shè)計(jì)出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋能夠應(yīng)付各種各樣的行駛條件，并且耐用性要好，保證汽車(chē)的經(jīng)濟(jì)性。本次設(shè)計(jì)的思路如以下簡(jiǎn)述：首先確定汽車(chē)的總質(zhì)量是1.5噸的輕型小貨車(chē)，使用非斷開(kāi)式的驅(qū)動(dòng)橋，設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋符合輕型貨車(chē)的各項(xiàng)要求；然后就是各個(gè)組成的結(jié)構(gòu)類(lèi)型選擇，參數(shù)的確定，計(jì)算出大小，最后

9、對(duì)組成的校核和驗(yàn)算。本次設(shè)計(jì)的輕型貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋要求制造工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。工作時(shí)穩(wěn)定、可靠，完全符合輕型貨車(chē)的整車(chē)結(jié)構(gòu)要求。同時(shí)在維修保養(yǎng)時(shí)，更換方便、容易維修。隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車(chē)由原來(lái)的保有量少，發(fā)展到現(xiàn)在最為普及的商品之一。汽車(chē)的各項(xiàng)性能已越來(lái)越受到人們重視。而驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)行駛時(shí)，對(duì)汽車(chē)的影響不亞于發(fā)動(dòng)機(jī)等部件；因此，驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)對(duì)于汽車(chē)的未來(lái)來(lái)講，有著不可估量的意義。合適的驅(qū)動(dòng)橋必然會(huì)使汽車(chē)更加平穩(wěn)安全，經(jīng)濟(jì)性也會(huì)更高。2、總體方案論證2.1驅(qū)動(dòng)橋的總成結(jié)構(gòu)選擇驅(qū)動(dòng)橋安裝在車(chē)輛的傳動(dòng)系末端，最主要的作用是增距、降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，使前方傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩變大，并合理的分配

10、給左驅(qū)動(dòng)輪、右驅(qū)動(dòng)輪；另外就是承受車(chē)輛行駛時(shí)傳來(lái)的力和力矩。 驅(qū)動(dòng)橋的組成有主減速器、差速器、車(chē)輪傳動(dòng)裝置以及橋殼等。 設(shè)計(jì)出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋必須有如下的保證：1） 尺寸小，保證汽車(chē)可以通過(guò)各種路面。2） 整體工作穩(wěn)定和聲音要足夠小。3） 傳遞效率要高。4） 強(qiáng)度和剛度夠大，用來(lái)承受的傳遞車(chē)輛行駛時(shí)所產(chǎn)生力和力矩。5） 與車(chē)輛其他機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)工作。6） 成本要低，而且方便維修。驅(qū)動(dòng)橋有斷開(kāi)式和非斷開(kāi)式兩種。非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋有著結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定而且價(jià)格便宜等優(yōu)勢(shì)，因此普遍使用在普通商用車(chē)和小型貨車(chē)上；斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋雖然能更好的處理各種路面狀況，當(dāng)它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于維修保養(yǎng)，因此多應(yīng)用在重型貨車(chē)上。結(jié)合實(shí)際情

11、況，本次設(shè)計(jì)的是總質(zhì)量為1.5噸的輕型貨車(chē)貨車(chē)，要求成本低，方便維修等因素，最后選擇使用非斷開(kāi)式，圖如下所示。3主減速器的設(shè)計(jì) 主減速器是驅(qū)動(dòng)橋中不可缺少的組成之一，其作用是減速增矩；他利用的是齒輪之間的傳動(dòng)比來(lái)實(shí)現(xiàn)減速增矩的效果，由于汽車(chē)行駛在各種不同的路面，所以對(duì)主減速器的設(shè)計(jì)要求也是很高的，應(yīng)有如下幾點(diǎn)要求：1. 確定的主減速比要符合車(chē)輛的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性2. 外型尺寸要小，工作穩(wěn)定，沒(méi)有雜音3. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便維修3.1主減速器的方案論證 主減速器的結(jié)構(gòu)形式選擇主要包括齒輪類(lèi)型選擇、減速形式選擇、齒輪的支承方案的選擇。3.1.1主減速器的齒輪類(lèi)型選擇查閱參考文獻(xiàn)，主減速器的齒輪類(lèi)型有很多

12、種，常見(jiàn)的有弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪，當(dāng)然還有蝸桿齒輪；他們之間各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，弧齒錐齒輪何以承受較大的負(fù)荷，但是對(duì)咬合精度要求很高；雙曲面齒輪有較大的傳動(dòng)比，工作時(shí)有更高的平穩(wěn)性，而且尺寸小，因此相對(duì)于弧齒錐齒輪應(yīng)用更廣泛；圓柱齒輪和蝸桿齒輪雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，但是這兩者的傳動(dòng)效率低12。結(jié)合實(shí)際情況，最后決定使用雙曲面齒輪式。3.1.2主減速器的減速形式選擇主減速器主要分為：?jiǎn)渭?jí)主減速器、雙級(jí)主減速器、貫通式主減速器、單、雙極減速配輪邊減速器。查閱參考文獻(xiàn)，單級(jí)主減速器有成本不高，方便維修等優(yōu)勢(shì)，在質(zhì)量較小的商用車(chē)和貨車(chē)上常常見(jiàn)到單級(jí)主減速器的身影12。結(jié)合本次設(shè)計(jì)情況，最后選用

13、單級(jí)主減速器。3.1.3主減速器主、從動(dòng)齒輪的支承形式選擇主動(dòng)錐齒輪的支承： 支承的方式有兩種，懸臂式、跨置式。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不過(guò)承受力的剛度差，因此安裝在轉(zhuǎn)矩小的主減速器上。 跨置式支承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是錐齒輪的兩端存在軸承，承受剛度就提高了，因此安裝在轉(zhuǎn)矩大的主減速器上。 a b圖2.2.5 主減速器的支承形式：a懸臂式 b跨置式本次設(shè)計(jì)的是輕型貨車(chē)的傳轉(zhuǎn)矩小，因此使用懸臂式支承。從動(dòng)錐齒輪的支承：軸承的形式和它們之間的距離，還有它們布置形式，都對(duì)從動(dòng)錐齒輪的支承高剛度有著密切關(guān)聯(lián)。圓錐滾子軸承的支承方式是首要選擇。圓錐滾子軸承大的那兩端向里面，這樣可以增加剛度，減少尺寸c+d。但c+d

14、的值大于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓的直徑的70%，因?yàn)樵谶@樣就可以保證齒輪后面的差速器殼有足夠的位置去加強(qiáng)支承的穩(wěn)定性。為了兩軸上的載荷能夠平均的分配，尺寸c大于或等于尺寸d。如下圖所示。圖2.2.5從動(dòng)錐齒輪支承形式3.2主減速器基本參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1主減速比的確定 本次設(shè)計(jì)的輕型貨車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為82kw，轉(zhuǎn)速為4000r/n，最高速為140km/h，這時(shí)i0應(yīng)由以下公式確定： i0=0.377rrnpvmaxigh （3-1）式中： rr車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，rr=0.3556m igh汽車(chē)檔位最高的傳動(dòng)比。igh=0.81 將參數(shù)代進(jìn)上面的公式（3-1）中，計(jì)算得出i0=4.723.2.

15、2主減速器齒輪計(jì)算載荷確定由于路面情況有很多種，要精確計(jì)算出齒輪所承受的載荷顯然不切實(shí)際，一般情況下分兩種情況來(lái)計(jì)算，一種是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配變速箱最低檔傳動(dòng)比計(jì)算；另一種是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配驅(qū)動(dòng)輪打滑；這兩種情況比較最小值，然后作為齒輪最大應(yīng)力來(lái)計(jì)算最大載荷；錐齒輪的疲勞壽命則由汽車(chē)行駛的平均轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算。1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大的轉(zhuǎn)矩和最低檔的傳動(dòng)比確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tce Tce=kdTemaxki1ifi0ifn （3-2）其中：kd為離合器和發(fā)動(dòng)機(jī)接觸時(shí)的動(dòng)載系數(shù)，kd=1； Tgmax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Tgmax=108；K為變矩系數(shù)，本次設(shè)計(jì)沒(méi)有液力變矩器，故k=1； i1為一檔時(shí)齒輪的傳動(dòng)比，i1

16、=ig1 =3.34 ； if為分動(dòng)器齒輪的傳動(dòng)比，本次設(shè)計(jì)沒(méi)有分動(dòng)器，故if=1； i0為主減速比，i0=4.72； 為傳動(dòng)效率，=0.9；n為驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，n=1；將參數(shù)代入上面公式（3-2）中，計(jì)算得出Tce=1951.13Nm2）按驅(qū)動(dòng)車(chē)輪打滑時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcs Tcs=G2m2rrimm （3-3）其中：G2為裝滿(mǎn)的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)橋上靜止時(shí)的載荷，G2=5968.2N； m2為汽車(chē)以最大加速度行駛負(fù)荷在后軸轉(zhuǎn)移的系數(shù)，m2=1.2； 為輪胎與地面間的附著系數(shù)，=0.85； rr為車(chē)輪半徑，rr為=0.3356m；本次設(shè)計(jì)使用的是單級(jí)主減速器，因此： im為從動(dòng)輪到車(chē)輪之間齒輪的傳

17、動(dòng)比，im=1； m為主動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間齒輪的傳動(dòng)效率，m=1；將參數(shù)代入上面式子（3-3）中，計(jì)算得出Tcs=2042.98Nm3）按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcf Tcf=（Ga+G掛）rrimmn（fz+fj+f） （3-4）其中： Ga為汽車(chē)滿(mǎn)載總質(zhì)量，Ga=14700N； G掛=0N（本次設(shè)計(jì)中沒(méi)有掛車(chē)，故g掛=0N）； rr為車(chē)輪滾動(dòng)半徑，rr=0.3356m； fz=0.07（汽車(chē)行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，查閱參考文獻(xiàn)，得知貨車(chē)和公共汽車(chē)取0.050.09，本次設(shè)計(jì)取fz=0.073）； fj為汽車(chē)的性能系數(shù)，當(dāng)0.195magtemax16時(shí)，fj =0；f為道路滾動(dòng)阻

18、力系數(shù)，查閱參考文獻(xiàn)，得知對(duì)于貨車(chē)取0.015-0.020；本次設(shè)計(jì)取f=0.023；將參數(shù)代入上面的公式（3-4）中，計(jì)算得出Tcf=3107.99Nm4）主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tz Tz=Tci0G=1951.130.85*4.72 （3-5）其中： Tc=minTce,Tcs=1951.13Nm G為主、從動(dòng)齒輪間的傳動(dòng)效率，由于i06，故取G=0.85； i0為主減速比，i0=4.72； 將參數(shù)代入上面公式（3-5）中，計(jì)算得出Tz=382.57Nm3.2.3主減速器錐齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪需要設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，有如下這幾種：1、主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)Z1和Z2本設(shè)計(jì)取Z1=8（為了

19、咬合平穩(wěn)，噪聲小和高的疲勞強(qiáng)度，商用車(chē)一般不小于6）。Z2=8*4.72=33。2、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms D2可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選： D2=KD23Tc （3-6）其中： KD2=15（直徑系數(shù)，一般為13.015.3） Tc=minTce, Tcs=1951.13Nm （從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩）將參數(shù)代入上面公式（3-6）中，計(jì)算出D2=187.35mm ms由下式計(jì)算 ms=D2/Z2 （3-7）同時(shí)ms還滿(mǎn)足： ms=Km3Tc （3-8）式中：Km為齒輪的模數(shù)系數(shù)，取0.30.4將參數(shù)代入上面公式（3-7）（3-8）中，計(jì)算出 ms=4mm 3、主、從動(dòng)錐齒輪的齒面寬

20、b1和b2 b2=0.155D2 （3-9） b1=b2*1.1 （3-10） 將參數(shù)代入公式（3-9）（3-10）中，計(jì)算得出b2=28mm，b1=31mm。4、雙曲面齒輪副偏移距E E值過(guò)大或者過(guò)小，都不能很好發(fā)揮主減速器的作用。對(duì)于輕型貨車(chē)，E值一般小于0.2D2，本次設(shè)計(jì)中E值取37。5、中點(diǎn)螺旋角 主減速器的雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般在35o40o的范圍內(nèi)。普通橋車(chē)一般使用較小的值，這樣可以避免軸向力過(guò)大，通常取35o。6、法向壓力角 增大法向壓力角作用是提高強(qiáng)度，同時(shí)避免發(fā)生根切的情況。對(duì)于雙曲面齒輪而言，主動(dòng)輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不同的，商用車(chē)為20o或22o30。本次設(shè)計(jì)取用=

21、22o30。表3.1雙曲面齒輪的其他參數(shù)計(jì)算結(jié)果如下所示：參數(shù)公式主動(dòng)輪從動(dòng)輪螺旋角35o法面模數(shù)mn=d2z24mm端面模數(shù)ms4mm法面壓力角22o30端面壓力角t=tan-1tancos26.56o分度圓直徑d=zms32192基圓直徑db=dcost28.62171.73齒頂高h(yuǎn)a=1.1mn4.44.4齒根高h(yuǎn)f1=hf2=1.15mn4.64.6齒頂圓直徑da=d+2ha40.8200.8齒根圓直徑df=d-2hf23.2183.2當(dāng)量齒數(shù)zv=zcos314.5787.43節(jié)錐角y1=tan-1z1z2；y2=90-y19.42o80.58o節(jié)錐距A0=d2siny100mm面錐

22、角ya=y1+tan-1hfA012.05o83.18o根錐角yf=y1-tan-1hfA06.80o77.98o3.3主減速器錐齒輪的材料選擇驅(qū)動(dòng)橋里面的錐齒輪的的工作條件都是復(fù)雜多變的，與其他齒輪比較，錐齒輪要承受者變化多、有沖擊、時(shí)間持久的各種力和力矩，因此錐齒輪的材料要達(dá)到一下要求：1. 具備高的抗彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度。2. 可鍛造性好，熱處理性能好3. 普及性高，方便拆換已損壞的零件。查閱參考文獻(xiàn)，汽車(chē)的主減速器錐齒輪常用滲碳合金鋼制造，其優(yōu)點(diǎn)是表面硬化程度高，有很強(qiáng)的耐磨性，而金屬內(nèi)部硬度不高，具有很好地可塑性4；常見(jiàn)的滲碳合金有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB

23、等等。 結(jié)合到本次設(shè)計(jì)的情況，最后決定使用20MnVB鋼材作為錐齒輪的材料。3.4主減速器圓弧齒輪強(qiáng)度計(jì)算3.4.1單位齒長(zhǎng)圓周力 主減速器錐齒輪的耐磨性，用齒輪上的單位圓周力表示，即： p=Fb2 N/m （3-11）式中：p為齒輪上的單位圓周力；F為作用在齒輪的圓周力； b2為從動(dòng)齒輪的齒面寬，b2=28mm。 1、按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) p=2kdTgmaxkigifnD1b2*103 N/m （3-12） 式中：if為分動(dòng)器傳動(dòng)比, if=1 ig為變速器的傳動(dòng)比， ig=3.34 D1主動(dòng)錐齒輪的分度圓直徑，D1=Z1ms=32mm Tgmax發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，將參數(shù)代入公式（3

24、-12）中，計(jì)算得出p=724.66N/m，P=724.66p, 校核滿(mǎn)足要求。 3.4.2按驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩計(jì)算 p=2G2m2rrD2b2imm*103 （3-13）式中： G2=mag*0.58=1050*9.8*0.58=5968.2N（滿(mǎn)載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷） m2為汽車(chē)以最大加速度行駛時(shí)負(fù)荷的轉(zhuǎn)移系數(shù)，m2=1.2； 為輪胎摩擦系數(shù)，=0.85； rr為車(chē)輪半徑，rr=0.3556m； im為主減速器中從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間齒輪的傳動(dòng)比：im=1； m為主減速器中從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間齒輪的傳動(dòng)效率：m=1 D2=187mm；b2=28mm 將各參數(shù)代入上式（3-13）中，得出p=

25、826.85Mpap=1429Mpa 齒輪表面耐磨性合格。3.4.3齒輪彎曲強(qiáng)度 錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力的公式為： m=2TCk0kskmkvmsbDJw*103 （3-14）式中：TC是計(jì)算轉(zhuǎn)矩，從動(dòng)齒輪：TC=minTce,Tcs和Tcf；主動(dòng)齒輪TC=324.6Nm。 k0為過(guò)載系數(shù)，一般取1； ks為尺寸系數(shù)，0.697； km為齒輪面載荷分配系數(shù)，由于是懸臂式結(jié)構(gòu)，所以k取=1.1； kv為質(zhì)量系數(shù)，取1； B為所計(jì)算的齒輪齒面寬，b1=31mm，b2=28mm；D為齒輪的大端分度圓的直徑；D1=32mm;D2=187mm; Jw為齒輪的彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，小齒輪的JW=0.27，大齒輪

26、JW=0.25;將上述各參數(shù)代入公式（3-14）中,計(jì)算得出m=464.58Mpam,彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。4)齒輪的接觸強(qiáng)度 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力的公式為： j=cpD12Tzk0kskmkfkvbJj*103 （3-15）式中： j是齒面所承受的接觸應(yīng)力，Mpa； D1是錐齒輪的大端分度圓的直徑，D1=32mm； B是主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬中的最小值，b2=28mm； kf是齒面質(zhì)量系數(shù)，取1.0； cp是綜合彈性系數(shù)，取232.6N1/2mm； ks是尺寸系數(shù)，取1.0； Jj是齒面所承受力的強(qiáng)度的綜合系數(shù)，查閱參考文獻(xiàn),取0.2295； Tz是主動(dòng)錐齒輪計(jì)算出來(lái)的轉(zhuǎn)矩；Tz=382.57N.

27、m k0是過(guò)載系數(shù)，一般取1； km是齒面上載荷的分配系數(shù)，由于是懸臂式結(jié)構(gòu)，所以k取=1.1； kv質(zhì)量系數(shù)，取1；將參數(shù)代進(jìn)上述式子（3-15）中，計(jì)算得出j=2301.70.36，因此得到X=0.4、Y=1.7；軸承A的當(dāng)量動(dòng)載荷為 P=fp（xFAa+yFaz）. （3-26）3-式中： fp為載荷系數(shù)，大小在1.21.8之間，本次設(shè)計(jì)取1.4； 將參數(shù)代入式（3-26）中，計(jì)算的得出P=2983.19N軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)負(fù)荷CrCr= （3-27）式中：ft溫度系數(shù)，查閱文獻(xiàn)，得ft=17；滾子軸承的壽命系數(shù)，查閱文獻(xiàn)，得=10/38；n軸承轉(zhuǎn)速，4000r/min；Lh軸承的預(yù)期

28、壽命，5000h；將各參數(shù)代入式中，有Cr=25357.15N初選軸承型號(hào)查閱文獻(xiàn)知，初步選擇Cr =25357.15N Cr的圓錐滾子軸承7302E7驗(yàn)算7206E圓錐滾子軸承的壽命Lh = （3-28） 將各參數(shù)代入式中，有： Lh =3677.02h1.6mm時(shí)，ks=（m25.4）0.25=0.6 km為齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)在1.101.25范圍內(nèi)取值，本次設(shè)計(jì)取1.10。 Tc為半軸齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Tc=0.6T0當(dāng)T0= minTce,Tcs時(shí)，w=980Mpa；代入公式（4-6）中，計(jì)算出w=904.5Mpa，查閱參考文獻(xiàn)，小于w3，強(qiáng)度符合要求。當(dāng)T0=Tcf時(shí)，w=21

29、0Mpa；代入公式（4-6）中，計(jì)算出w=193.37Mpa，查閱參考文獻(xiàn)，小于w3，強(qiáng)度符合要求。5車(chē)輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)5.1車(chē)輪傳動(dòng)裝置形式的選擇車(chē)輪的支承分三種，半浮式、3/4浮式和全浮式。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可承受較大的重量，只用在乘用車(chē)和總質(zhì)量較小的轎車(chē)上。3/4浮式半軸與半浮式半軸類(lèi)似，只是承受的重量相對(duì)小一點(diǎn)，也只是用在乘用車(chē)上和總質(zhì)量小的轎車(chē)上。查閱文獻(xiàn)，全浮式半軸所能承受的重量為最大，而且在工作可靠穩(wěn)定，對(duì)于經(jīng)常使用在各種輕型以上的商用車(chē)上12。結(jié)合本次設(shè)計(jì)的情況，最后決定使用全浮式半軸作為傳動(dòng)裝置。5.2半軸的材料選擇 查閱參考文獻(xiàn)，制造半軸的材料通常使用含有鉻的滲碳鋼，因?yàn)檫@

30、種鋼熱處理之后抗疲勞強(qiáng)度和靜強(qiáng)度有很大的提高，對(duì)于半軸要經(jīng)常承受各種轉(zhuǎn)矩的工作環(huán)境而言，這種材料作為半軸材料效果很好。常見(jiàn)的含鉻滲碳鋼有以下幾種：40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA4。經(jīng)過(guò)論證后，本次設(shè)計(jì)決定使用40CrMoA作為半軸的制造材料。5.3全浮式半軸計(jì)算1）全浮式半軸計(jì)算載荷和車(chē)輪的摩擦力矩有關(guān)，公式如下： M=12m2G2rr （5-1）式中：G2=mag*0.58=1050*9.8*0.58=5968.2N（滿(mǎn)載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷）。 m2為負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，m2=1.2。 為附著系數(shù)，=0.8 rr為車(chē)輪半徑，rr=0.3556m將上述參數(shù)代入（5-1）中

31、，計(jì)算得出M=.12Nmm2）全浮式半軸桿部的直徑由下面的公式可以初步確定： d=K3M （5-2）式中：K為直徑系數(shù)，取0.2050.218。本設(shè)計(jì)K=0.218代入式子（5-2）中，求出d=21.93，取22mm。3）半軸切應(yīng)力為 =16Md3 （5-3）將參數(shù)代入（5-3）中，計(jì)算得出=487.50N4）半軸扭轉(zhuǎn)角為 =MlGIP(180) （5-4）式中，l為半軸長(zhǎng)度，l=0.75m。G為材料的切變模量，G=255GPaM=M=.12NmmIP為半軸斷面的極慣性矩，IP=d432=22968.37Nm將各參數(shù)代入（5-4）中，算出=8o5.4半軸花鍵的強(qiáng)度校核花鍵擠壓應(yīng)力為 p=Tem

32、axii02zrmhl*103 （5-6）式中：Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Temax=108Nm。 i為一檔傳動(dòng)比，i=3.34。 i0為主減速比，i0=4.72。 為發(fā)動(dòng)機(jī)到半軸之間的傳動(dòng)效率，取0.9 載荷分配不均系數(shù)，取0.75z為花鍵齒數(shù)，z=12 rm半軸花鍵分度圓半徑，rm=15mm h為齒面工作高度，h=2.5mm l為花鍵工作長(zhǎng)度，l=39mm將各參數(shù)代進(jìn)式子（5-6）中，計(jì)算出p=74.177MPap=200MPa，即花鍵強(qiáng)度滿(mǎn)足要求6驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)橋殼不僅支承汽車(chē)質(zhì)量，承受路面的傳來(lái)的力和力矩，而且還是主減速器等重要零部件裝配的地方，因此，對(duì)橋殼的要求首先是要有符合要求的

33、強(qiáng)度和硬度，其次是尺寸要小，保證車(chē)輛的通過(guò)性，再次就是維修、保養(yǎng)方便。6.1驅(qū)動(dòng)橋殼的選擇驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)選擇需要考慮到汽車(chē)的用途、汽車(chē)的總質(zhì)量、汽車(chē)的使用條件等各個(gè)方面。驅(qū)動(dòng)橋殼有三種：可分式、整體式和組合式?？煞质綐驓そY(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造起來(lái)也不麻煩，但是維修保養(yǎng)極不方便，強(qiáng)度也不太高，由于這些缺點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了。整體式橋殼分為鍛造和沖壓。整體式橋殼強(qiáng)度方面、成本方面滿(mǎn)足要求，但是質(zhì)量稍大，加工的地方多，制造也復(fù)雜，因此多數(shù)使用在總質(zhì)量較小的商用車(chē)上。組合式橋殼相對(duì)于以上兩種來(lái)說(shuō)，加工的要求最高，成本也最高，所以經(jīng)常用在總質(zhì)量較小的橋車(chē)上。經(jīng)過(guò)方案論證，本次設(shè)計(jì)決定選用整體式橋殼 。6.2驅(qū)

34、動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算1、牽引力或制動(dòng)力在處于最大值時(shí)，鋼板彈簧的危險(xiǎn)斷面處彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力計(jì)算公式分別為： =（MVWV+MhWh）； （6-1） =TTWT； （6-2）式中： Mv為地面對(duì)車(chē)輪在垂直平面內(nèi)的彎矩，Mv=m2G2b2=1274Nm。（m2為汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，在1.11.3范圍內(nèi)取值，這里取1.3；G2為滿(mǎn)載靜止時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，G2=mg；b為橫向距離，b=0.2m）； Mh為車(chē)輪上一邊的牽引力或制動(dòng)力，F(xiàn)X2在水平面內(nèi)引起的彎矩，Mh=FX2b=195.12Nm。（FX2為車(chē)輪上的牽引力或制動(dòng)力，計(jì)算公式為FX2=Tgmaxi1i02=975.56Nm）； TT為

35、牽引或制動(dòng)時(shí)，上述危險(xiǎn)斷面所受轉(zhuǎn)矩，TT=FX2rr=346.91Nm； WV、Wh、WT分別為危險(xiǎn)斷面處的垂直平面和水平面的彎曲的抗彎截面系數(shù)和抗扭截面系數(shù)，查閱參考文獻(xiàn)，取 WV=41652，WT=833048。此處的危險(xiǎn)斷面為圓管型，直徑非別為D=102mm，d=90mm；代入數(shù)據(jù)到（6-1）（6-2）中，求出彎曲應(yīng)力=426.9N/mm2 ，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力=224.6 N/mm2橋殼的許用彎曲應(yīng)力為300500MPa，許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為150400MPa；通過(guò)以上計(jì)算說(shuō)明本方案設(shè)計(jì)的橋殼滿(mǎn)足要求。7結(jié)論本課題設(shè)計(jì)的1.5噸輕型貨車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋采用的是非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)也低廉，非常合

36、適兩噸以下輕型載貨汽車(chē)。本次設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)詳細(xì)介紹了主減速器、差速器的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，計(jì)算了這幾個(gè)主要零部件的尺寸，進(jìn)行了強(qiáng)度的校核，并繪制了相應(yīng)的零件圖和裝配圖。本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，符合實(shí)際使用情況，使汽車(chē)具備良好的通過(guò)性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋的零件都滿(mǎn)足國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，也具備通用化的性質(zhì)，使得驅(qū)動(dòng)橋在維修保養(yǎng)時(shí)十分方便；同時(shí)，制造的驅(qū)動(dòng)橋的材料也具有普遍性，加工難度小，顯得驅(qū)動(dòng)橋的制造工藝好，制造簡(jiǎn)單。致 謝感謝我的指導(dǎo)老師丘志敏。老師這幾個(gè)月來(lái)在學(xué)業(yè)上悉心指導(dǎo),使我在我研究的領(lǐng)域中有所收獲, 順利完成本篇論文。同時(shí)也要感謝給我建議和幫助的同學(xué)，讓我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容更加完整以及充實(shí)。更應(yīng)該

37、感謝我的父母在我讀書(shū)期間給我生活上的種種照顧, 沒(méi)有他們也就沒(méi)有今天的我以及我所寫(xiě)的這篇論文。參 考 文 獻(xiàn)1 余志生. 汽車(chē)?yán)碚揗. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 1990.2 陳家瑞. 汽車(chē)構(gòu)造M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3 王予望.汽車(chē)設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2004.84 常曙光.重載汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪用鋼的成分設(shè)計(jì)J.現(xiàn)代零部件，20065 劉惟信.汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2006.56 劉惟信.圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)M.北京:人民交通出版社,19807 徐灦. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19918 劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)M.北京:清華大學(xué)出版社,2001.7附錄1 驅(qū)動(dòng)橋裝配圖 A42 單級(jí)主減速器裝配圖 A43 差速器裝配圖 A4