輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計

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1、遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 1確定設(shè)計參數(shù) 1.1選定參數(shù) 輕型貨車應(yīng)具冇的最扁速度120KM/H ； 輕型貨車應(yīng)具有的裝載質(zhì)量2 T ； 輕型貨車應(yīng)具有的最小轉(zhuǎn)彎半徑10 M ； 輕型貨車應(yīng)具冇的戢大爬坡度0.5； 輕型貨車應(yīng)具冇的同步附著系數(shù)0.5： 1.2選擇汽車形式 1.2.1確定汽車軸數(shù)與驅(qū)動形式 汽車的軸數(shù)主耍有兩個、三個或者更多。軸數(shù)的多少主耍取決丁?汽車質(zhì)量、公路法規(guī) 和輪胎的負荷以及汽車的結(jié)構(gòu)等有關(guān)?？傎|(zhì)量小于19噸的道路運輸車、乘川車和不在公 路上行駛的車輛，一般選擇結(jié)構(gòu)簡單且制造的成木低的兩軸方案。 因此，選擇汽車的軸數(shù)為2。 駛動形式的

2、確立主要受汽車用途、汽車總質(zhì)量和汽車性能等條件等影響。通常小型 年與商用車這吐要求較低的車輛，-?般選擇結(jié)構(gòu)簡單H?制造的成本低廉的4x2的驅(qū)動形 式。 因此，驅(qū)動形式的選擇是4x2。 1.2.2選擇汽車布置形式 汽車的布置形式是對于發(fā)動機的擺放位置、驅(qū)動橋的擺放空間和車身三方而的相互位 置關(guān)系而言。除了全車與各個總成的相關(guān)參數(shù)外，汽車的性能還取決于其布置形式。 本設(shè)計選擇平頭型貨車，其總長度和軸與軸的距離都較短，整體較小，而幾最小轉(zhuǎn)彎 半徑，機動性能佳；因為總長較短，不需耍引擎希?和翼子板，汽車的質(zhì)量變??；所以選擇 平頭型。 發(fā)動機前置的后橋驅(qū)動貨車的優(yōu)勢在于：發(fā)動機可選擇類型多

3、；發(fā)動機故障容易排查; 發(fā)動機位置擺放好，有利于更好地維護；汽車操作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)都比較簡單，比較好布置; 所以選擇發(fā)動機前垃。 1.3選擇主要參數(shù) 1.3.1確定主要參數(shù) (1) 外廓尺寸 駕駛過程中的小尺寸車長，其體積也較小，対于道路、停車場、交通都有比較積極 得影響，此外，相應(yīng)地減少了汽車的整備質(zhì)量，這是比功率、扭矩和燃油經(jīng)濟性比更高的 優(yōu)勢。 根據(jù)GB1589—1989規(guī)定汽車外廉尺寸界線，貨車總長度不應(yīng)超過12米，不包括 后視鏡，寬度不得超過2. 5米；空載和關(guān)閉窗口的頂部，其高度不得超過4米；外伸物的 伸長最不得超過最大寬度250毫米；頂窗、通風(fēng)設(shè)備開機，不得超過車高的300

4、亳米。 因此，本設(shè)計中的外廓尺寸為5400x1950x2100毫米。 (2) 軸距厶 汽車的長度、榕備質(zhì)暈、瑕小轉(zhuǎn)彎直徑、軸荷分配、傳動軸夾角等等都受軸距的影 響。如果是短軸距，那么長度、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎直徑等指標都卜?降。但是，軸距如果過短, 汽車的操作穩(wěn)定性和汽車制動性變差。因此，在原則11,大排量轎車，負載大的貨乍或余 車，軸距取得較長。而對于高機動性汽車的要求，則選擇較矩的軸距。 表1.1汽車的輪距B與軸距L 車型, 類別「 軸距L/mm- 輪距B/mm^ * 「客車J 城市客車(單車)? 4500-5000， 1740~2050+： 「 長途客車(單車)。

5、5000-6500" 4X2 貨車2 汽車總質(zhì)量m/忖 1700 ?2902 2300~36皿 36045503 ?J * 1150-1350^ ? 1300^1650^ ? 17042003 ? <1.8- 1 8?60」 6,0 ?143 由表上所得，軸距取2500亳米 ⑶輪距B 車廂的總寬度、總質(zhì)最、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素受汽車輪距大小的影響。 輪距的增大-方面會使得車廂的寬度增大，側(cè)傾剛度也增大，橫向穩(wěn)定性也更好。另--方 面卻增加了總質(zhì)量、總寬度利最小轉(zhuǎn)彎半徑等等，因而不利于汽車的機動性。 3 因為總寬度限制在2.5

6、米，所以輪距不得取得太大。但是，取得的輪距應(yīng)保證能妥 善安置好發(fā)動機、車架、前懸架和車輪，且確保前輪能冇充足的轉(zhuǎn)向的余地。取得的后輪 距應(yīng)冇一定的寬度以滿足輪胎寬度、懸架寬度Z間的距離。 參考表2取輪距B、= B2 = 2500 (4) 前懸厶尸和后懸厶* 汽車通過性、碰撞可靠性、駕駛可見范用、前鋼板彈簧長度、上下車便利性和汽車造 型等都受到前懸尺寸的影響。増加前懸的大小，會因汽車的接近角的減小而使通過性降低, 視野變差。由于保險杠、散熱器風(fēng)扇、發(fā)動機、轉(zhuǎn)向器等部件是被布置在前懸的尺寸之內(nèi)， 因此，前懸的尺寸應(yīng)盡量取得稍微長些。前懸尺寸在初選的時候，在保證布置所需的總成 的條件下，盡量取

7、得一個較短的尺寸。參考同類的汽車，選取£、=740亳米。 汽車通過性、汽車追尾安全、汽車造型也受后懸尺寸的影響，根據(jù)軸距與軸荷分配 耍求，選擇后懸尺寸的大小。氏后懸，那么意味著離去角度的縮小，對于汽車通過性冇不 利的影響?？傎|(zhì)量在1.8?14.0T的貨車后懸通常在1200?220()亳米Z間選取。本設(shè)計選取 4=1300亳米 (5) 車頭長度 車頭長度影響汽車的外觀、汽車面積利用率、發(fā)動機接近性。 本設(shè)計取1400毫米。 1.3.2確定汽車質(zhì)量參數(shù) 1. 確定整車整備質(zhì)量 整車幣備質(zhì)量叫：在沒有裝貨和載入的狀態(tài)下，車上帶有的全部裝備，燃料、水。 車輛重量的是汽車的制造

8、成本和燃油經(jīng)濟性的重要參照。從事汽車設(shè)計工作需遵從 的一項原則那就是減少整車整備質(zhì)量。 通過收集同一類型的相關(guān)質(zhì)量的數(shù)據(jù)，比如各個零組件的質(zhì)量。結(jié)合實際情況，估 算所需的零組件質(zhì).量，最終得到佔算的整車整備質(zhì)量。根據(jù)查表得質(zhì)量系數(shù)幾。，從而算 出整備質(zhì)量。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 表1.2質(zhì)量系數(shù)幾° 車 總質(zhì)量％ 3 貨車。 1.8~6?3 0.8-1.10<-' 6.0 ?148 1.20-1.35Q >14.3 1.30 ?1.70J 依據(jù)表1.2質(zhì)暈系數(shù)“應(yīng)初選為“”心=1,由公式得=他/仏=2/。 2. 確定載客

9、量與裝載質(zhì)最 根據(jù)輕型貨車的載客量為2?4,故載客量取3人。裝載質(zhì)量取叫=27\ 3. 確定汽車總質(zhì)量叫 汽車的總質(zhì)量山三部分組成，分別是整備質(zhì)昴、栽客量與裝載質(zhì)量和駕駛員質(zhì)量。即 nia =叫 4- ni. + n65kg ma =2/ + 2r + 3x 65kg = 4.1957 4. 確定軸荷分配 汽車的許多性能和輪胎的使用壽命受軸荷的分配的一定影響。當(dāng)驅(qū)動橋能夠承受較 大的載荷時，從動軸上的載荷可以適當(dāng)?shù)慕档?，這樣可以使得汽車有良好的動力與在路面 情況較差的通過性。既要保證汽車轉(zhuǎn)向軸負荷不宜過小，乂需要具有乩好的操控性和穩(wěn)加 性。此外，汽車每個使川它的性能要求乂是矛盾的

10、。因此，合理的選擇?個軸荷分配參數(shù), 是實現(xiàn)梏車性能的要求，符合使用的條件的重要因素。 對軸荷分配有著顯著影響的主要是汽車的驅(qū)動形式、汽車的結(jié)構(gòu)、使用條件、車頭 類盤等。前軸載荷較大的情況通常是前胃發(fā)動機僑車與平頭型貨車，而較小的情況是長頭 型貨車與經(jīng)常在路而惜況較差行駛的越野車。 表1. 3軸荷分配表 車型（商用貨車）? 滿載」 空載.| 前軸心 后軸? 前軸? 后軸Q 4X2后輪單胎a 32%70%「 60%~68%“ 劉％?59%< 41%?50%? 4X2后輪雙胎，長、短頭式. 25%~27%「 73%-75%v 44%-49%+ 力％?咒％

11、. 4X2后輪雙胎，平頭式? 30% ?35%「 65% ?70%， 4 8% ?54%< 46%~52% ? 6X4后輪雙胎" 19% ?25%^ 75燼81%門 31%~37%< 63% ?69%a 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 由表數(shù)據(jù)得 空載：前軸軸荷取50% 后軸軸荷取50% 滿載：前軸軸荷取5% 后軸軸荷取65% 1.3.3確定汽車性能參數(shù) 1. 最高時速匕喚 在當(dāng)下，生活節(jié)奏的加快，道路狀況完善，汽車的繪高時速的提高越來越受到廣大 群眾的關(guān)注。木設(shè)計瑕高時速給定參數(shù)為123KM/H. 2. 加速時間T 一般:最高

12、時速大于1OOKM/H,裝載最在2-2.5T的貨車在0-60KM/H的換描加速時間 在17.5?3OS之間。 3. 最大爬坡度 貨車的最大爬坡度l般要求在能克服30%的坡度。 4?比功率人與比轉(zhuǎn)矩可 汽車動力性能有很多綜合指標，比功率就是其屮的一個。比功率決定汽車的最高時 速。根據(jù)中國相關(guān)規(guī)定，《機動車運行安全技術(shù)條件》內(nèi)明文規(guī)定:貨車的/>>4.8WZo 比轉(zhuǎn)矩是汽乍牽引力能力的人小的反映，也是動力性能的綜合指標么一。不同最高 車速的汽車的比功率和比扭矩范圍由下表所示。 表1.4汽車動力性參數(shù) A 汽車類別Q 最高車速“ 匕a欽 p 比功率* 比轉(zhuǎn)矩， b

13、n滬 Nm嚴 貨車2 最大總質(zhì) 量％/f Q 80-135^ 1428“ 30~44p 1 8<他<6.幺 15 ?25q 38-44p 1.8< 傀 a 74122 10~20a 33~47q 傀 >14. 0口 6~20* 29 ?50+  5 ?燃汕的經(jīng)濟性 燃油經(jīng)濟性是以汽午在平坦、條件好的道路上，每百公里地行駛，所用去的燃油來 計算的。 表1.5貨車燃油消耗量 總質(zhì)量? 汽油機Q 柴油機Q 總質(zhì)量門 汽油機& 柴f由機心 <4壞 3.007.02 2.00 ?2.80

14、4; 6?12忖 2.68~2.82門 1.55~1.86* 4?6忖 2.80-3.20.^ 1.90-2.10^ >12飼 2.50~2.60， 1.43 ?1.53。 6儼小轉(zhuǎn)彎半徑 放小轉(zhuǎn)彎半徑指的是汽車處于轉(zhuǎn)彎極限狀態(tài)汽乍前外轉(zhuǎn)向輪輪輒中心在支承而 1??的軌跡圓的半徑，其與車輛寬度無關(guān)，與車長有關(guān)。 表1?6貨年的最小轉(zhuǎn)彎半徑 車型 級別 R 貨車 微型 4?6m 輕型 5 ?9.5m 中型 6 ~ 10m S 型 6.5 ?10.5m 7 ?汽車的通過性 汽車通過性的兒何參數(shù)指的是與間隙失效冇關(guān)的汽車整車兒何參數(shù)

15、，其包含最小離地 間隙.縱向通過角、離去角、接近角和故小轉(zhuǎn)彎半徑等。主要根據(jù)汽車的類型和使用條件 而定。 衣1.7通過性的幾何參數(shù) 車型卩 M (°) & Yd (°) Q 4x2乘用車?- 150-220. 20?30」 W?22?j 3.0 ?8.% 4x4乘用車門 210， 45^50^ 35—40^ 1.7 ?3Q “ 4x2貨車卩 180?300* 40?60卩 25—45^ 2.3 ?6.3 ' 4x4貨車、6x6貨車。 260-350- 45 ?60a ?45門 1.9 ?3Q 1 

16、 &轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 具有一定不足轉(zhuǎn)向的汽車，能比駕駛員更好地操作，汽車更穩(wěn)定。通常取1-3度。 9.車身傾側(cè)角 傾側(cè)角指的是汽車汽車以一定速度沿惻等速行駛，傾側(cè)角應(yīng)在3度以內(nèi)，不能超過7 度，否則冇翻車危險。 1.4選擇發(fā)動機 1.4.1確定發(fā)動機類型 口前汽車的發(fā)動機類空主要冇直列型、V型、W型、水平對置型和轉(zhuǎn)子發(fā)動機。使用 燃料類型主要冇汽油機、柴汕機。本設(shè)計選収直列水冷汽油發(fā)動機，直列水冷汽汕發(fā)動機 的噪聲、小散熱佳、體積小轉(zhuǎn)速高、啟動方便，易維修，基木能滿足本設(shè)計的要求。 1.4.2選擇發(fā)動機性能 1.發(fā)動機的最高功率 "emax 發(fā)動機的最高功率

17、與傳動系的傳動效率〃“汽車總質(zhì)量他、巫力加速度g＞滾動阻 力系數(shù)/、最高時速叫喚、空氣阻力系數(shù)C。、汽車正面投影而積A有關(guān)。 山于木設(shè)計采用的是單級臨b觀弘橋4x2工盤熾車，故厶取0.9, f取0.2, CD 取 0.8, A 取 3.12 故 Pg =62.92曲 因算出來的幾忖為最大冇效功率，最人功率應(yīng)比最大冇效功率稍微高12%~20%。 故最人功率為嘰=L 15 X 62.92 = 7236 2.最高功率的相應(yīng)轉(zhuǎn)速 小型貨車的相應(yīng)轉(zhuǎn)速®通常取在4000-5000r/min之間，總質(zhì)量越高，其相應(yīng)轉(zhuǎn)速應(yīng) 該更低一些。 故相應(yīng)轉(zhuǎn)速取為耳=4500r/min 3

18、.最大轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩厶喰 (N*M) aP 7_=9540x—^ - 其中Q取1.2o 忌嚴184?08N〃？ 4瑕大轉(zhuǎn)矩的相應(yīng)轉(zhuǎn)速 nT = np! (1.4-2) =>npl\.6 =>wr = 2812.5r/min «2800r/min 1.5輪胎的選擇 通常在設(shè)計初始，輪胎的型式和尺寸就得確定好。其關(guān)系著汽車設(shè)計整體布氏與 原始數(shù)據(jù)。 主要根據(jù)汽車輪胎條件婆求，載重和速度額定選擇輪胎型號。 輪胎運動的受到的的載荷與輪胎所能承受的靜載荷應(yīng)大致相等或者相是無兒，農(nóng)中 沒有括號的每個數(shù)據(jù)列，這表明都可以使用在斜交輪胎和子午線輪胎列的數(shù)據(jù)，

19、不然，則 沒冇括號的數(shù)據(jù)只能夠使用在斜交倫胎上，只有括號的數(shù)據(jù)只能夠使用在子午線倫胎，如 果裝?對不同類型的輪胎，約冇10%到15%載荷增加在-對輪胎的使用。 輪胎的負荷系數(shù)通常選擇0.9和1.0之間，就可以避免超載的危險。對于行駛在情況 好的路面，低速行駛的卡車，通常允許収l.lo輪胎的超載與輪胎的壽命Z間冇著一定的 聯(lián)系，輪胎每超載的20%,壽命會相應(yīng)地下降約30%。故輪胎系數(shù)不能過大，因此一般 不可以超過1.2。對于高速、質(zhì)量較小的汽車，動載荷高，輪胎系數(shù)不能太大，會發(fā)生危 險，故通常取繪小值0.9。而對于低速行駛的重型卡車，重型自卸車，系數(shù)可以往上提。 輪胎的材料在目前，廣泛使用的高

20、強度尼龍簾布輪胎裝在卡車上，輪胎可以承受較大的質(zhì) 量。因此，相比相同的質(zhì)量的汽車,其輪胎尺寸可以減少。 輪胎的胎線排列對汽車性能也有一定影響，其類型大致有三類，種是普通斜線、一 種是子午線、一種是帶束斜角線。普通斜線層數(shù)越多，輪胎越厚，輪胎被劃破的可能性較 低。但是其緩沖性能不夠理想。相比普通斜線，子午線的輪胎能從分利用子午線的強度。 此外，緩沖層，加強了凸卑的多層高強度材料，緩沖性能提高，與以往的斜線輪胎，子午 9 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 線輪胎相比，仍然具有很長的使用壽命，滾動阻力小，良好的粘合性能等。但是子午線輪 胎側(cè)壁較薄，不夠理想的橫向穩(wěn)定性。側(cè)壁產(chǎn)生裂紋，且制造

21、技術(shù)要求高。因為了午線輪 胎冇更多的優(yōu)勢，在汽車應(yīng)用越來越多。 帶朿斜交具有普通斜線和子午線之間的一些輪胎結(jié)構(gòu)和性能，并沒有得到廣泛的應(yīng) 用。結(jié)合經(jīng)濟性與性能，選擇斜交輪胎。 滿載時，其繪人載荷為： 4190x9.8x35% = 7194.43N  表1.8國產(chǎn)汽車輪胎規(guī)格及特征 輪 胎 規(guī) 則 層 數(shù) 主要尺寸 使用條件 斷 面 寬 外H徑 最大 負荷 相應(yīng)氣 壓 pxO.l 標 準 輪刪 允 許 使 用 輪輜 普通 花紋 加深 花紋 越野 花紋 N MPa 輕型貨車，中，4 、客車及其掛「乍輪胎 6.50-14

22、 6 8 180 705 5850 6900 3.2 4.2 4-J 2 5J 6.50-16 (6.50R16) 6 8 755 765 765 6350 7550 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.50F 5.50E 5.50F 7.55-15 (7.00R15) 6 200 750 760 6800 8000 3.2(3.5) 4.2(4.6) 5.5OF 6.00G 7.00-16 (7.00R16) 8 10 200 780 790 8500 9650 4.2(4.6

23、) 53(5.6) 5.50F 6.00G 7.50-15 (7.5OR15) 8 10 220 785 790 9300 10600 4.2(4.6) 53(5.6) 6.00G 5.50F 6.50F 7.50-16 (7.50R16) 8 10 12 220 810 820 - 9700 11050 12400 4.2(4.6) 53(5.6) 63(6.7) 6.00G 5.00F 6.50H &25-16 (8.25R16) 12 240 860 870 13500 53(5.6)

24、 6.50H 6.00G 選擇 7.00-16。 # 趙耿:輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計 2驅(qū)動橋的選擇 2.1選擇驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式可以分為兩種，一?種是非斷開式驅(qū)動橋一種是斷開式驅(qū)動橋。兩種 驅(qū)動橋各冇各的優(yōu)缺點，可以根據(jù)需姜進行選擇。 非斷開式驅(qū)動橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成一個整體，除承載汽車車身以外，還要安裝主減速器、 差速器、半軸。驅(qū)動橋在工作的時候，一側(cè)車輪上下運動，驅(qū)動橋會發(fā)生傾斜，結(jié)構(gòu)簡單, 成木低，工作可靠，貨車使川較多。 斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋在于其有獨立懸掛，即使在工作時車輪上下運 動，驅(qū)動橋不受其太大影響，能在道路情況較差的情況

25、下行駛，在轎車與越野車使用較多, 以提高其舒適性和應(yīng)對道路悄況較差。 7 13 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 圖2-2斷開式驅(qū)動橋 木設(shè)計主要研究的是貨車，故選擇非斷開式驅(qū)動橋就可以基本滿足所需要的性能。 2.2選擇驅(qū)動橋零［:結(jié)構(gòu) 主減速器：用于改變電機的傳輸?shù)姆较?，降低轉(zhuǎn)速，增大扭矩。 差速器：用于汽車在轉(zhuǎn)彎時，將驅(qū)動輪兩輪的速度變得不同，且傳遞扭矩。 半軸：用于把從差速器傳遞過來的扭祁傳遞給車輪。 橋殼：用于支承并保護以上部件。 2.2.1確定主減速器的結(jié)構(gòu) 根據(jù)驅(qū)動橋主減速器的齒輪副的結(jié)構(gòu)形式的不同，其分為螺旋狀，錐齒輪和蝸輪等。。 以直齒來傳

26、動的主減速器因體積較大，故當(dāng)前使用較少。簡單-的斜齒來傳動的主減 速器，往往是使用在發(fā)動機橫置的橋上的。錐齒傳動則使用在發(fā)動機豎置的橋上。 木設(shè)計采用的是發(fā)動機豎置，故選用螺旋錐齒輪傳動形式。螺旋錐齒輪冇著不根切、 傳動巫合度的最少齒數(shù)少，可以節(jié)省空間。且承載能力高耗能低、制造簡單、傳動緊湊、工作穩(wěn)定可靠、傳動噪聲小的優(yōu)點，故常用丁?重載傳動。同時，錐齒輪傳遞兩相交軸Z間 的運動和動力，分度惻錐角大部分呈90度，十分適合驅(qū)動橋主減速器的減速形式。 圖2-4螺旋錐齒輪的傳動 圖2d木設(shè)計的錐齒輪傳動 驅(qū)動橋的主減速器結(jié)構(gòu)的類型根據(jù)減速形式的形式主要冇單級、雙級主減速

27、器Z分。 單級減速器指的是只有一對錐齒輪傳動的減速器，山于它的傳動比不大，廣泛用于 小型車和一些中型車。 對于傳動力較人的大中型車，則在單級的基礎(chǔ)上，后邊加一對齒輪，則稱為雙極減 速器。 根據(jù)設(shè)計的實際情況，只需單級主減速器就能滿足設(shè)計所需的性能，其屮傳動比幾小 于等于7。 主減速器為保證螺旋錐齒輪的匸確嚙合.這就耍求齒輪的加工質(zhì)星較高.軸承和橋 殼能夠承受-?定的剛度，并且齒輪的支撐剛度也要求較尚。 1.選取主動錐齒輪的支承形式 主減速器的主動錐齒輪的支撐形武通常冇兩種，i種是懸臂式支承，一種是跨置式 支承。通常采用跨置式支承的主減速器齒輪，其裝載質(zhì)量在2T以上，本設(shè)計的裝載

28、質(zhì)量 為2T,故選取跨置式支承。 L動址齒倫的支承力?粉胃代利時 M兩種. b （?伽心 c （慫杵式） 19 圖2-6主動錐齒輪的支出方式 跨宣式支承能夠使得整體的支承剛度顯著增加，齒輪受載荷作用而變形的町能性明顯減 小。和較于懸借式支承，跨置式支承的主動錐齒輪承受的徑向載荷耍少得多，并幾齒輪的 承載能力耍高。 圖2-7跨置式支承 圖2-8木設(shè)計主動錐齒輪支承形式  2?選取從動錐齒輪的支承形式 以惻錐滾了軸樂支承從動錐齒輪，可以同時承受徑向載荷和單向軸向載荷口傳動動 載荷較高，足以滿足所需的支承剛度，為減少空間，圓錐滾子軸承小端應(yīng)相向向外，這樣 尺

29、寸c+d不至于太大。乂因為差速器殼體設(shè)有加強筋以加強支承強度，應(yīng)在從動錐齒輪上 留有足夠空間，所以尺寸c+d的大小通常人于從動齒輪人端直徑的70%,且尺寸c與尺寸 d應(yīng)和等或者和差不人，在可以容許的范圍內(nèi)。 圖2-9從動錐齒輪的支承形式 圖2-10本設(shè)計從動齒輪支承形式 2.2.2選擇差速器的結(jié)構(gòu)形式 汽車在轉(zhuǎn)彎的時候，由于兩輪間受到的行駛阻力不同，兩側(cè)輪胎轉(zhuǎn)彎的半徑不同，若 兩輪以相同速度行駛，會造成汽車轉(zhuǎn)彎的閑難。這時，報動橋上的差速器口J以改變兩輪的 速度，形成一定差距的速度，方便汽車轉(zhuǎn)彎。差速器還可以減少輪胎與地面Z間的縻擦， 提高汽車的功率比。 差速器按

30、減速方式劃分主要冇齒輪式、凸輪式、蝸輪蝸桿式等。按齒輪式差速器的 齒輪形式分可以分為圓錐齒輪與圓柱齒輪。 本設(shè)計在普速器結(jié)構(gòu)形式的選擇上，選収的是對稱式圓錐行星齒輪差速器。其組成 成分主要有4個大小規(guī)格相同的行星輪、差速器左右殼、十字軸、半軸齒輪、半軸和齒輪 墊片等。該差速器的結(jié)構(gòu)簡單、容易制造、工作平穩(wěn)可靠，故被大部分汽車所使用。 圖2-11差速器結(jié)構(gòu)圖 223選擇傳動裝置的結(jié)構(gòu)形式 驅(qū)動乍輪傳動裝直的冃的是從減速器半軸齒輪到車輪的轉(zhuǎn)矩。通常，半軸和丿j向節(jié) 傳動裝置是一種斷開式驅(qū)動橋傳動裝置，萬向節(jié)傳動裝置主要是等速萬向節(jié)。而非斷開式 驅(qū)動橋只以半軸為傳動裝置，并且將差速器

31、半軸齒輪和軸轂連接。如果驅(qū)動橋［二裝冇論邊 減速器，那么半軸要將半軸齒輪與主動錐齒輪相連。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 圖2-12本設(shè)計所選半軸 因本設(shè)計選擇非段式驅(qū)動橋，其半軸承受載荷情況可以分為全浮、半浮及3/4浮式。 （1） 半浮武：直接支掠在軸承上的外端軸頸的外端的橋殼外端內(nèi)孔，并具有端部的 錐形凸臺，并把鍵固定在輪轂或在該直接與輪盤賭，并加上制動鼓）法蘭。因此，除了半 浮動軸扭矩被傳遞，而FL還能夠承受車輪傳來的扭矩。所以，半浮式半軸載荷復(fù)雜，但它 具有結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量低，體枳小，成木低廉等特點。較小的質(zhì)量，使用更好的條件，承載 負荷并不大轎車和輕型卡車。 （2）

32、3/4浮式：支承軸只有一個軸承安裝在殼體端部直接支承在輪轂,然后其端部和 軸固定在輪轂。山于軸承町較羌的支撐剛度，所以這除了所冇軸的轉(zhuǎn)矩，半軸套和半軸還 需--起承受扭矩，也就是說3/4浮式半軸不得不承受的?部分的扭矩，后者決定了它的支 撐結(jié)構(gòu)類世的大小根據(jù)軸承，軸的剛性和其它因索的剛度比。力矩導(dǎo)致軸承側(cè)偏斜的趨勢, 這將極大地降低了軸承的壽命。可用于轎車和輕型卡車，但沒冇得到推廣。 （3） 全浮式：與相聯(lián)的全浮式車軸輪轂是半軸，半軸管套支承上的一對軸承支承輪 轂。軸承的形式通常選用圓錐滾子軸承，而不用球軸承，兩個圓錐滾子軸承的人端應(yīng)和向 安裝，給予預(yù)緊力，是使川鎖定螺母鎖定結(jié)構(gòu)后進行調(diào)整。

33、由于車輪被眾潺的垂直力，縱 向和橫向力和彎矩已經(jīng)引起他們的車輪，車軸通過輪教軸承，所以全浮式半軸的扭矩不僅 在理論上，無力承受彎矩。然而，在實際工作中，由于耕密加工和裝配和軸支承剛度和理 山不足，仍然可以使全浮式半軸承受一定的時刻在實際使用條件下，彎Illi應(yīng)力大約是5? 70MPa的。該結(jié)構(gòu)的外端冇一個全浮式半軸驅(qū)動橋是比較復(fù)雜的，需耍運用復(fù)雜的形狀和 質(zhì)量和規(guī)模都更大的車輪，制造成本較高，所以汽車和其他小型車不使用這種結(jié)構(gòu)。由于 其可靠的，但它被廣泛川于各類汽車燈上面的。 2.2.4選擇驅(qū)動橋橋殼 橋殼是主減速器，差速器的外殼非斷開式驅(qū)動橋橋殼起著車上的支撐作用。橋殼將驅(qū) 動車輪的垂直

34、力，制動力，橫向力和牽引力傳遞給懸架或車上。因此，橋殼既能承載乂能 傳遞動力。 在汽車行駛過程中，橋殼承受重載荷必須在動態(tài)軸重被認為具有足夠的強度和剛度 的悄況下設(shè)計。為了減少汽車的贊下質(zhì)量，以促進動態(tài)負載降低，提高了汽車的乘坐舒適 性，減少橋殼質(zhì)量以滿足強度和剛度在能夠保證的麗捉下。簡單的軸結(jié)構(gòu)還便于制造容易 并降低成本。該結(jié)構(gòu)還應(yīng)該確保最終的驅(qū)動器拆裝，調(diào)整，維護和維修方便。當(dāng)選擇結(jié)構(gòu) 型式橋殼，還應(yīng)該考慮車輛的婆求，生產(chǎn)條件。 橋殼的結(jié)構(gòu)形式主要可以分為三種： (1) 可分離橋殼 可分離橋殼由一個垂宜軸接合表而被分成兩部分，由壓入殼外端的半軸套管體與殼 體釧釘連接，用橋殼左右兩部

35、分的結(jié)合面上的螺栓聯(lián)接主減速器與差速器，使Z連成一個 整體。它具冇工藝簡單，齒輪剛度好的優(yōu)點。但在主齒輪組裝，調(diào)整和維護是非常不方便 的，軸的強度和剛度相對較低。在過去的兩個可分離的所謂輕型貨車看出，山于這些缺點， 現(xiàn)在很少使用。 圖2-13可分離橋殼 (2) 不可分離橋殼 根據(jù)制造工藝的不同，不可分離橋殼的類型有鑄造、鋼板沖壓焊接、鋼管擴張三種，所謂 不可分離橋殼就是橋殼是一個整體，強度與剛度較好。橋殼和主減速器殼二者以螺栓聯(lián)， 主減速器殼內(nèi)裝有主減速器與差速器，再經(jīng)過調(diào)整后裝入橋殼內(nèi)。這樣一來，主減速齒輪 和差速器維護、裝卸、微調(diào)等也方便了許多。 I9 遼寧工程技術(shù)大

36、學(xué)課程設(shè)計 圖2-14不可分離式橋殼 （3）組裝式橋殼 無縫鋼管貫穿橋殼，左右橋売主耍以銷釘聯(lián)接。組裝式橋殼既包含可分離橋殼好的 地方，又比其更容易拆裝。組裝式橋殼也有不可分離橋殼的有點，質(zhì)量小，體積小。但其 整體的剛度比不町分離橋殼來得低。 3驅(qū)動橋計算與校核 3.1計算與主減速器有關(guān)的參數(shù) (1) 傳動比％ 傳動比％需滿足在發(fā)動機最人功率和和應(yīng)轉(zhuǎn)速的前提下，盡量使貨車能夠達到最高時速。 它的大小主耍取決丁?車輪的滾動半徑作、變速器髙檔傳動比人、相應(yīng)轉(zhuǎn)速％和放大時速 Va inax o i°=(0.377?0.472)——:p 其中 rt. =0.5

37、Ma igh = 1、np =4500r/min、max =95艮瞬眉。"LB 計算得： 巾=4.7?7.2 取 zo=6o (2) 主減速器齒輪載荷計算 主減速器錐齒輪的切齒方法冇兩種，一種是格里森切齒，一種是奧利康切齒。在這 里按格里森切齒計算載荷。 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩：的確定需按發(fā)動機最人轉(zhuǎn)矩和最低檔的傳動比。 4(1 emax 八八 JL 0 ■1 Tee——計算轉(zhuǎn)矩。N.M T ennx - —發(fā)動機的最人轉(zhuǎn)矩。 N 驅(qū)動橋數(shù)。 S——分動器的傳動比。 /0——主減速的傳動效率。 n——變速器的傳動效

38、率。 k —液力變矩器的變矩系數(shù)。 Kd——由于猛接離合器而產(chǎn)生的動載系數(shù) /, —變速器放低扌專傳動比. 其屮 Lnax =192 N-m, N=l, z/l, i0=6. 0, q =0.9, k=l, Ktl =1, z, =3. 0a 計算得： ：=3110.4N?M 35 從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩需按驅(qū)動車輪打滑轉(zhuǎn)矩計算。 Gm,% Tcs—計算轉(zhuǎn)矩。 G2——以個驅(qū)動橋?qū)Φ禺a(chǎn)生的最人載荷。 加2 — 最人加速度的后軸負荷轉(zhuǎn)移系數(shù)。 (P——路面和輪胎間的附著系數(shù)，取決于路面情況的好壞。 仃——輪子的滾動半徑。 im — 主減速器從動齒

39、輪與半軸的傳動比。 〃，“一 主減速器主動齒輪與半軸之間的傳動效率。 其 + 777 2 = 1.1 > (P =0.85, im=] , 〃，” =1。 計算得： 7；v =9732.6 INm ：、7；均為最大轉(zhuǎn)矩，計算轉(zhuǎn)矩7；在計算錐齒輪最大應(yīng)力時，應(yīng)取幾、：二者的 最小值計算，所以r =2982. lN-mo 主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩的計算公式 7：——主動錐齒輪計算轉(zhuǎn)矩。 主減速比。 %——主動錐齒輪耳從動錐齒輪間的傳動效率。 其中對于弧齒錐齒輪副，％?取95%。 計算得 7>545.6N?m ■ (3) 錐齒輪參數(shù) 錐齒輪的兒何參數(shù)及計算公

40、式主要有：錐齒輪的齒數(shù)z,錐齒輪模數(shù)Db分度圓錐角 6 ,分度圓直徑d,齒頂高h“，齒根高h.r,齒寬b等等。 錐齒輪在嚙合的過程中，應(yīng)磨合均勻，具冇理想的傳動重合度、高的齒輪的彎曲強 度、高的疲勞強度，平穩(wěn)且噪聲小。因此對于主、從動齒輪的齒數(shù)之和不小于40,乙不小 于6,冇一定的離地間隙。選得Zi=7； Z2=41,因此主減速傳動比為/0=Z2/Z>=41/7=5.86o 在單級主減速器的設(shè)計中，橋光的禹度尺寸與離地間隙的大小受從動錐齒輪分度圓 苜徑D2的捉高的影響，跨置式主動齒輪支掠座的女裝位置大小與差速器的安裝會受D2的 減小影響。故D2不能取得太大也不能取得太小，應(yīng)選擇一個平

41、衡。根據(jù)經(jīng)驗公式： D2=Kq換 莫中 K®——直徑系數(shù)。 經(jīng)計算得 D 2 =214.2mm 又因 M.=D/Z 所以 M,=5.22 又因所取的模數(shù)應(yīng)滿足叫=K” ?病，Km=0.3?0.4。叫二(0.3?0.4)$2912.51 = 4.28?5.71。 根據(jù)國標選擇，肌=5, D2=205mm。 錐齒輪齒輪的強度和壽命并不能簡單通過增大其齒面的寬度，齒寬過大會使得齒根 的圓角半徑減小，因而應(yīng)力集中增大，使用壽命降低。除此Z外，齒而増寬使得齒輪整體 體積變大使得所需的裝配空間也要變大。但是，齒而的寬度過小的話，會使得齒輪的耐磨 性減低，使用壽命降低。總而言之，齒面

42、寬度不能過大也不能過小。 齒而寬度的計算公式： b〈0.3?R , b <10m 其中： R―錐距。 根據(jù)經(jīng)驗公式人=0.155 0。 齒面寬度為人=0」55X205=31. 775mn)o * (3)全齒高、齒工作高 已計算好的參數(shù): 主動錐齒輪齒數(shù) 7 從動錐齒輪齒數(shù) 41 模數(shù) 5 齒面寬 b、=b2 =31.775加〃？ 壓力角 20度  主動齒輪齒 數(shù) (5) 6 7 8 9 10 11 >12 從動齒輪最 小齒數(shù)勺麗 34 33 32 31 30 29 26 法向壓角力 a 20&

43、#176; 螺旋角0 35° 40° 35" 齒工作高系 數(shù)厲 (1.430) 1.500 1.560 1.61 1.65 1.68 1.695 1.700 齒全高系數(shù) (1.588) 1.666 1.733 1.788 1.832 1.865 1.882 1.888 大齒輪齒髙 系數(shù)心 (0.160) 0.215 0.270 0.325 0.380 0.435 0.49 0.46+ ° 39 2 (如 軸交角 90度 節(jié)岡直徑 D、= msz{ =5x7 = 35 mm; D2

44、 = nisz2 =5x41 = 205mm 表3-1 曲表得： 齒T作高為：hg=H I?\仁=1.56 x5=7.8mm 全齒高為:h=H 2 ? Mj=1.733 x5=8.67mm 從動齒輪齒頂高為：h°2=Ka? Ms =0.27x5= 1.35mm 主動齒輪齒頂為為：hai= h&-h“ 2 =6.45mm 從動齒輪齒根高為：h /2 = h-h,2=7.32mm 主動齒輪齒根髙為：h /]=h-hai=2.22mm 3.2主減速器齒輪的強度計算 齒輪傳動的失效主要原因就是齒輪的失效，其失效與其工作條件有關(guān)。齒輪的工作條 件大致可以分為兩

45、種：閉式與開式。開式般只試用于低速、手動等不重要的傳動，因其 齒輪眾露于空氣而使得空氣中的灰塵顆粒容易進入，縮短齒輪的試用壽命。閉式;則在一個 密閉的空間里，齒輪的潤滑情況較好，通常在一些比較重要的傳動中使用。 表3-2驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力 計算載荷 主減速器齒輪的 許用應(yīng)力 主減速器齒倫的 許用接觸應(yīng)力 差速器齒輪的許 用彎曲應(yīng)力 {"}之間的 較小值 700 2800 980 齒輪齒根彎曲強度0計算: Gw c ° s m X103 kvmsbDJw 其中： k()——過載系數(shù)。 k,——尺寸系數(shù)，“倍 km—齒面載荷分配系數(shù)

46、 kv——質(zhì)量系數(shù) Jw ——所計算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù) 30 0M^ssf&w<c^* -4/ 一 — F— / 1 / / 7 < /

47、 3( 3< 40 45 5) ) 6< ) 1 / 丿 「 / L / / 7 F1/L f L / /

48、 相嚙合齒輪的齒數(shù) 60 50 6 7 8 10 11 20 II 10 8 7 6 5 0. 12 0. 16 0.20 0.24 0.28 圖3-1螺旋齒輪彎曲強度綜合系數(shù) 則從動錐齒輪 2x2982,1x0,67x1.1 = 5x31.775x205x0.238 卞動錐齒輪 T. = 2982?1 = 535.67N ? m 0.95x5.86 2x 5 3 5 ® 0“7冷鼻血莎 "5x 3 1 ?7又5 2 5 0.2 3 8 上述計算均小于最大彎曲強度700MPAo故合理。 齒輪的接觸強度6計算公式為：

49、 其中: km——尺寸系數(shù) kf——齒面品質(zhì)系數(shù) cp—綜合彈性系數(shù) Jj——齒面接觸強度綜介系數(shù) 接觸強度計算川丿 »7&m 年SW 圖3-2綜合系數(shù)打' 計算得: 232.6 )2x535.67x0.666x1」二 。, (T. = x J xlO =2896.8⑷a 7 35 V 31.775x0.13 其最大接觸強度均不

50、超過2900MPA,故主動齒輪與從動齒輪二者的齒面接觸應(yīng)力相等。 3.3計算差速器的相關(guān)參數(shù) 本設(shè)計選擇的差速器是對稱式圓錐行星齒輪差速器。 (1) 行星齒輪個數(shù)及球面半徑。 根據(jù)承載情況，在此選擇4個行星齒輪。差速器錐齒輪的大小和承載能力由行星齒 輪球面半徑Rb反映。 以經(jīng)驗公式確定: 其中： Kh——行星齒輪球面半徑系數(shù) Td——差速器計算轉(zhuǎn)矩（Nm） Rb——球面半徑 計算得; Rb =2.5x^/2982」=35.98〃伽 （2）行星輪和半軸齒輪的齒數(shù) 行星輪需冇較高的強度和較小的尺寸，因此行星輪的齒數(shù)和模數(shù)都應(yīng)該較少一些。 半軸倫齒數(shù)肯定要能

51、被行星輪齒數(shù)整除。 本設(shè)計暫定半軸齒數(shù)為24,行星齒輪齒數(shù)為12。 節(jié)錐角計算公式： = arctanCZj /z2) = arctan 0.5 = 26.56° y2 = arctan(z2 /zj =63.43° 模數(shù)計算公式： 加=2^ sin 升 計算的： 2x 3 5.26 _。一 . m = s in 2 6 z 12 取w = 3 （3） 選擇差速器齒輪材料 普速器的齒輪精度要求一般較低，故選擇滲碳合金鋼材料。 （4） 行星輪參數(shù) 行星輪齒輪齒寬b A = (0.25-0.30)4 b=9. 52mmo 取0.27計算,

52、齒工作高hg 忙=1.6m A m = 3;力=1.6 x 3 = 4. Smm o 全齒高h 力= 1.788〃？+ 0.051 力=1.788 x 3 + 0.051 = 5.415mm 齒頂高h “ It =忙一力；;力;=0.430 + —? 7° m g [(勺/訂」 計算得:斥=3?233〃z〃z; h2 = 1.568/H/77 齒根高h/ h} = 1.788加-九;心=1 ?788/w - h2 h； = 1.788 x 3 - 3.233 = 2.131mm; A； =1.788 x 3 -1.568 = 3.796mm 齒頂間隙c C

53、 = h— 忙=0.188 加+ 0.051 A c = 0.188x3 + 0.051 = 0.615mm 齒頂圓d 血=d】+2〃；cos 并； 〃o2 =〃2 + 2力；cosy2o d(H =36+ 2x3.233 cos 26.56“ =41.78〃〃〃; d°2 = 72 + 2 x 1.568 cos 63.44° =75.47mm. （5）計算齒輪強度 齒輪彎曲應(yīng)力久 /TkKj" kvmb2d2Jn 其中: 行星齒輪數(shù) J——綜合系數(shù) 半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩，卩=仝竺 n Ji > 12 16 25 20

54、 18 1 圖3-3綜合系數(shù) J取0. 223,計算得: 匕、總、k、按照卞減速器齒輪強度計算的冇關(guān)轉(zhuǎn)矩選取 0.222 0.224 0.226 0.228 0.230 0 232 0?6x2982?l =44w 4 3x9.52x72x4x0.223 滋吐金弱呂rES^e益* 20 3.4設(shè)計半軸 (1)應(yīng)力計算 半軸的形式在本設(shè)計中選擇的是全浮式半軸。半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計中冇兒個問題是必須要 注意的：為使半軸Z各部分都能達到同等強度，那么半軸花鍵的半徑應(yīng)大于或者等于其桿 部直徑;半軸的失效形式主要是在軸的扭轉(zhuǎn)疲勞損壞的形式，扭轉(zhuǎn)疲勞損壞形式主要是因 為應(yīng)力集中，所以

55、設(shè)計應(yīng)式過渡部分的半徑盡可能增大。；以強度儲備來說，設(shè)計的全浮 式半軸部分應(yīng)低于其他傳動部件軸強度儲備，形成一個“保險絲”的作用，全浮式半軸直 接安裝在輪軸，應(yīng)被視為安全項)1。 半軸桿部的直徑： d = K莎 其中：A/。——半軸的計算轉(zhuǎn)矩 K——直徑系數(shù) 的計算公式： =-m2G2rr(p 計算得： Mq =4585520 N ? mm d = (0.205 ?0.218)^/4585520 = 34.05 ?36.20〃" 半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計算公式： 16他 r = & 7rd 、［旨如 16x4585.52x10’ … 計算得: t =

56、 = 577.12Mpa 3.1416x35’ 尸 扭轉(zhuǎn)角的計算公式： 2(型) GIp兀 其中：1——半軸長度。 G——材料的切變模量 斷面的極慣性矩 因為 計算得: Ip = ^-x354x/32 = 147249加亦 z) 4585.52x0.75 180 , 0 = — x = 1.65° / m 80xl09x 147249x10 12 3.1416 都扭安全系數(shù)的訃算公式: =1.36 nr 784 n =——= t 577.12 其中:784—扭轉(zhuǎn)屈服極限 (2)材料及其熱處理 半軸的材料通常42CrMo合金鋼、40Mn

57、B鋼、40Cr等。42CrMo合金鋼抗扭力、抗剪 力都較好，價格也較高。我國自主硏制40血B鋼，抗扭力與抗剪力不差，但淬透性差，造 趙耿:輕型貨車非斷開式驅(qū)動橋設(shè)計 價較低。半軸熱處理主要以調(diào)制為主。 3.5橋殼的設(shè)計與計算 先前-已確定殼體形式為整體式。 (1)橋殼強度校核 牽引力眾大時的橋殼極限彎曲應(yīng)力o■與極限扭轉(zhuǎn)應(yīng)力r l M、，+ “山 w、. Wh Tt T=—— W「 其中：Mv——垂直方向極限彎矩 b——橋殼板簧座到車輪面的距離 Mh——水平方向彎矩 A―極限轉(zhuǎn)矩 VV ―垂立方向極限抗彎截面系數(shù) W,——水平方向抗彎截面系數(shù) WT——極限抗扭截面系數(shù) 又 Mh=F/b M1=Fx2xb TT=Fx2Xrr 側(cè)向力最大時橋殼的極限彎曲應(yīng)力為 半軸允許彎曲應(yīng)力為300?50()MpaZ間，半軸允許的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力150?400MPa Z間。鍛造橋殼, 以較小者為準，鋼板沖壓橋以較高者為準。 37 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計 #