轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋說(shuō)明書(shū)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 專(zhuān)心---專(zhuān)注---專(zhuān)業(yè) 目錄 摘要 驅(qū)動(dòng)橋的基本功用是將傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩增大并適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速后分配給左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，其次驅(qū)動(dòng)橋還要承受路面和車(chē)架或車(chē)身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力和反作用力矩等。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在驅(qū)動(dòng)橋的基礎(chǔ)上增添了轉(zhuǎn)向的功能，使汽車(chē)按照駕駛員的要求行駛。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋組成包括主減速器、差速器、半軸、萬(wàn)向節(jié)、驅(qū)動(dòng)橋橋殼等。驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)傳動(dòng)系中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車(chē)使用性能的好壞，驅(qū)

2、動(dòng)橋是汽車(chē)中的重要部件，它承受著來(lái)自路面和懸架之間的一切力和力矩，是汽車(chē)中工作條件最?lèi)毫拥目偝芍?，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)造成嚴(yán)重的后果。 本文以驅(qū)動(dòng)橋的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法為基礎(chǔ)，詳細(xì)研究了邁騰1.8T轎車(chē)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法，提出了比較可行的設(shè)計(jì)思路。根據(jù)這一思路設(shè)計(jì)計(jì)算出數(shù)據(jù)并畫(huà)出轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的各零件圖。同時(shí)我也查找了現(xiàn)有的邁騰1.8T轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)原理，從樣車(chē)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的整體構(gòu)造加深了解，結(jié)合最新有關(guān)驅(qū)動(dòng)橋的信息和汽車(chē)設(shè)計(jì)書(shū)本上的知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算、繪制草圖，然后運(yùn)用AUTOCAD軟件繪制總裝配圖，從而提了設(shè)計(jì)工作效率。 關(guān)鍵詞：汽車(chē) 驅(qū)動(dòng)橋 主減速器 差速器 半軸 Abstract T

3、he basic function of the Drive Axle is increasing torque which is from drive shaft or transmission and reducing the speed ,then drive it to the left and right driving wheel; secondly drive axle still withstand the vertical force ,longitudinal force and transverse force between the road and bridge or

4、 the body frame ,and braking force , reaction torque ,etc. Steering Drive Axle adds the function of shift under the basic of the Drive Axle, so that the car can run according to the driver. Steering Drive Axle include the main drive component, Differential, half axel, universal, Drive Axle Housing,

5、etc. Driving Axle is one of the main assemble of the automotive power train. Whether the design of the Driving Axle is reasonable or not, affect the use of the cars. Driving Axle is the important part of the cars, it withstands the all force and torque between the road and the suspension and its wor

6、king condition is the worst in cars. If the design is not right it will cause serious consequences. On the base of the Driving Axle traditional design methods, study the Steering Drive Axle design methods of the Magotan 1.8T carefully and give the practical design methods in this paper. According t

7、o this idea and the design data I draw out the parts diagram of the Steering Drive Axle. At the same time I also find the existing Magotan 1.8T sedan Driving Axle structure principle, and better understand the overall structure from the sample car. Combined with the latest information of the Driving

8、 Axle and the book of Vehicle Design to design and calculation, draw sketches, and them draw the general assembly drawing with auto CAD software, which raised the rate of the design. Keywords: Automotive Driving Axle The Main Drive Component Differential Half Axel 1 緒論 汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端。其基本功用

9、是增扭、降速和改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面或車(chē)身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車(chē)輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。 設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下基本要求： 1）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車(chē)在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 2）外廓尺寸小，保證汽車(chē)具有足夠的離地間隙，以滿(mǎn)足通過(guò)性的要求。 3）齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。 4）在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。 5）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車(chē)架或車(chē)身間

10、的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車(chē)的平順性。 6）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。 7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋兩大類(lèi)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，稱(chēng)為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，稱(chēng)為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但大大提高了汽車(chē)在不平路面上的行駛平順性。 2 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的選定 本次設(shè)計(jì)的課題為轎車(chē)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。 現(xiàn)在轎車(chē)多采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的布置型式

11、，只有高級(jí)轎車(chē)出于動(dòng)力性和舒適性方面的考慮才采用后輪驅(qū)動(dòng)的型式。由于汽車(chē)都把前輪作為轉(zhuǎn)向輪，故轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋大多數(shù)為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。 首先轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在轎車(chē)中是指具有轉(zhuǎn)向功能的驅(qū)動(dòng)橋。其主要功能有：一是把變速器傳出的功率經(jīng)其減速后傳遞給車(chē)輪使車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)；二是通過(guò)轉(zhuǎn)向器把方向盤(pán)所受的轉(zhuǎn)矩傳遞給轉(zhuǎn)向桿從而使車(chē)輪轉(zhuǎn)向。由于要求設(shè)計(jì)的是家用汽車(chē)的前驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋以與獨(dú)立懸架相適應(yīng)。該種形式的驅(qū)動(dòng)橋沒(méi)有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的剛性整體外殼或梁。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱(chēng)為斷開(kāi)式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱(chēng)為獨(dú)立懸架驅(qū)

12、動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車(chē)架或車(chē)廂底板上，或與脊梁式車(chē)架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車(chē)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(chē)輪由于采用獨(dú)立懸架則可以彼此獨(dú)立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。 綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的形式。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，但它大大增加了離地間隙；減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車(chē)的平均車(chē)速；減小了汽車(chē)在行駛時(shí)作用于車(chē)輪和車(chē)橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與地面的接觸情況及對(duì)各種地形的適應(yīng)性較好，大大增加了車(chē)輪的抗側(cè)滑能力；與之

13、相配合的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得合理，可增中汽車(chē)的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性。這種驅(qū)動(dòng)橋在轎車(chē)和高通過(guò)性的越野汽車(chē)上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。 3 主減速器設(shè)計(jì) 3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 主減速器的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)其齒輪的類(lèi)型，主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速型式的不同而異。 影響主減速型式選擇的因素有汽車(chē)類(lèi)型、使用條件、驅(qū)動(dòng)橋處的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋數(shù)和布置形式以及主減速比,其中的大小影響汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 驅(qū)動(dòng)橋中主減速器、差速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足如下基本要求： 1)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)既有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 2)外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動(dòng)件

14、工作平穩(wěn)，噪音小。 3)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率；與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與動(dòng)協(xié)調(diào)。 4)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，以改善汽車(chē)平順性。 5)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。 3.2 主減速器的類(lèi)型 按主減速器的類(lèi)型分，驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下： 1）中央單級(jí)減速器。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一種，更具有質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式，因而廣泛用于主傳動(dòng)比的汽車(chē)上。因?yàn)槌擞密?chē)一般，所以在主傳動(dòng)比較小的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。 2）中央雙級(jí)主減速器。由于上述中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比

15、超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，合來(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。 3）中央單級(jí)、輪邊減速器。 其中，中央單級(jí)主減速器在轎車(chē)中應(yīng)用廣泛。它有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： a結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，制造工藝簡(jiǎn)單，成本較低，是驅(qū)動(dòng)橋的基本類(lèi)型，在傳動(dòng)比較小的乘用車(chē)應(yīng)用廣泛； b乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)，使得驅(qū)動(dòng)橋的布置形式要求簡(jiǎn)單，而且結(jié)構(gòu)緊湊； c隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，汽車(chē)使用條件對(duì)汽車(chē)通過(guò)性的要求降低。 d與帶輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋機(jī)械傳動(dòng)效率提高，易損件減少，可靠性提高。 按主減速器齒輪

16、的類(lèi)型的來(lái)分，主減速器分為：螺旋錐齒輪傳動(dòng)主減速器，雙曲面齒輪傳動(dòng)主減速器，圓柱齒輪傳動(dòng)主減速器，蝸輪蝸桿傳動(dòng)主減速器。 1）螺旋錐齒輪傳動(dòng)； 其主、從動(dòng)齒輪軸線相交于一點(diǎn)。交角可以是任意的，但在絕大多數(shù)的汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都采用90°交角的布置方案。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此螺旋錐齒輪能承受較大的負(fù)荷。加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，因此其工作平穩(wěn)，即使在高速動(dòng)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也很小。 2）雙曲面齒輪傳動(dòng)： 其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都采用90°夾角。主動(dòng)齒輪軸相

17、對(duì)于從動(dòng)齒輪軸有向上的偏移，稱(chēng)為上偏置或下偏置。該偏移量稱(chēng)為雙曲面齒輪的偏移距。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)齒輪軸的上面或下面通過(guò)。這樣就能在每個(gè)齒輪的兩側(cè)布置尺寸緊湊的支承。這對(duì)于增強(qiáng)支承剛度，保證齒輪正確嚙合，從而提高齒輪壽命大有益處。與螺旋錐齒輪由于齒輪副的軸線相交而使主、從動(dòng)齒輪的螺旋角相等的情況不同，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，雙曲面齒輪傳動(dòng)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。這就使雙曲面齒輪傳動(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)

18、度及剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。另外，由于雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量半徑大，其結(jié)果是齒面間的接觸應(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)荷可提高達(dá)175%。如果雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減小，所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比的傳動(dòng)。當(dāng)要求傳動(dòng)比較大而輪廓尺寸有限時(shí)，采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更為合理。因?yàn)槿绻３謨煞N傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪軸徑相等，則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的小。 3）蝸桿-蝸輪傳動(dòng)簡(jiǎn)稱(chēng)蝸輪傳動(dòng)： 蝸輪傳動(dòng)在汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋上也有所應(yīng)用。蝸輪傳動(dòng)

19、相對(duì)于螺旋錐齒輪及雙曲面齒輪傳動(dòng)有一系列的優(yōu)點(diǎn)。首先，在結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，采用蝸輪傳動(dòng)時(shí)單級(jí)減速即可得到大的傳動(dòng)比。因此，在超重型汽車(chē)上，當(dāng)高速發(fā)動(dòng)機(jī)與相對(duì)較低車(chē)速和較大輪胎直徑之間的配合要求有大的主減速比（通常）時(shí)，主減速器采用一級(jí)蝸輪傳動(dòng)最為方便，這時(shí)就不需要有第二級(jí)減速了。而主減速器采用其他類(lèi)型的齒輪時(shí)，就需要用結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、輪廓尺寸及質(zhì)量均較大且傳動(dòng)效率較低的雙級(jí)減速；其次，蝸輪傳動(dòng)在整個(gè)使用期間在任何轉(zhuǎn)速下都能工作得非常平穩(wěn)、最為靜寂無(wú)噪聲；再者，與錐齒輪傳動(dòng)相比，蝸輪傳動(dòng)更便于汽車(chē)的總體布置及貫通式多橋驅(qū)動(dòng)的布置。另外，蝸輪傳動(dòng)還具有：能傳遞大的載荷，使用壽命長(zhǎng)，在整個(gè)使用期間有

20、高的傳動(dòng)效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、拆裝方便、調(diào)整容易等一系列的優(yōu)點(diǎn)。與螺旋錐齒輪及雙曲面齒輪主減速器相比，其惟一的缺點(diǎn)是要用昂貴的有色金屬（青銅）制造，材料成本高，因此未能在大批量生產(chǎn)的汽車(chē)上推廣應(yīng)用。 由于邁騰1.8T的轎車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是橫置的形式，變速器也采用橫置式，所以動(dòng)力輸出的方向正好與前橋軸線的方向平行。因此，此設(shè)計(jì)不必采用圓錐齒輪來(lái)改變動(dòng)力旋轉(zhuǎn)的方向，采用圓柱齒輪傳動(dòng)就可以滿(mǎn)足要求。一般采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)橋?yàn)閿嚅_(kāi)式。動(dòng)力通過(guò)左右兩根半軸傳遞給車(chē)輪。 3.3 主減速器主、從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 現(xiàn)代汽車(chē)主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有以下兩種： 1) 懸臂式：齒輪以其輪齒大端一

21、側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承的外側(cè)； 2) 騎馬式：齒輪前后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱(chēng)為“兩端支承式”。 采用騎馬式支承結(jié)構(gòu)，可以使剛度大為增加，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。由于結(jié)構(gòu)的原因，主減速器的小斜齒輪采用騎馬式安裝，而主減速器的大齒輪也采用騎馬式安裝。 3.4 主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算 3.4.1 主減速比的確定 主減速比的大小對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量以及變速器處于最高檔位時(shí)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性都有直接的影響。主減速比的選擇，應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比（包括變速器、分動(dòng)器和取力器、驅(qū)動(dòng)橋等傳動(dòng)裝置的傳

22、動(dòng)比）一起由汽車(chē)的整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件和汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)比（包括主減速比）有關(guān)，可以采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)與傳動(dòng)系的傳動(dòng)比及主減速比進(jìn)行最優(yōu)匹配，以使汽車(chē)獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車(chē)、客車(chē)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)，尤其是對(duì)競(jìng)賽汽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率的情況下，所選擇的值應(yīng)能保證這些汽車(chē)有盡可能高的最高車(chē)速。這時(shí)值就按下式來(lái)確定： （3-1） 式中：——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，m； ——最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min； ——汽車(chē)的最高車(chē)速，km/h； ——變速

23、器最高擋傳動(dòng)比，通常為1。 查閱邁騰1.8T轎車(chē)的有關(guān)資料得：輪胎類(lèi)型與規(guī)格：215/55 R16 其中：215為輪胎名義斷面寬度（mm）； 55為輪胎名義高寬比（扁平率）； R為子午線結(jié)構(gòu)代號(hào)； 16為輪輞名義直徑（in）； 查長(zhǎng)度單位換算表得：1英寸=2.54厘米 因此：輪輞名義尺寸直徑16in=2.54*16cm=40.64cm 所以車(chē)輪的自由半徑為r=40.64*10/2+215*0.55=321.45mm 對(duì)汽車(chē)作靜力學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該用靜力學(xué)半徑；而作運(yùn)動(dòng)學(xué)分析時(shí)，應(yīng)該用滾動(dòng)半徑。但通常不計(jì)它們的差別統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)輪半徑r。在本設(shè)計(jì)中認(rèn)為二者數(shù)值相同。即： 查資料得：

24、 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為：暫取 汽車(chē)最高車(chē)速為： 變速器最高檔傳動(dòng)比為： 代入公式(3-1)得 為計(jì)算方便取 3.4.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 由于汽車(chē)行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪在良好路面上開(kāi)始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷，即： (3-2) (3-3) 式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m； ——由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的

25、傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比； ——傳動(dòng)系上述傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，??； ——由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車(chē)、礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類(lèi)汽車(chē)?。划?dāng)性能系數(shù)時(shí)，可取，或由實(shí)驗(yàn)決定； n——該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目； ——汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷（對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮到汽車(chē)最大加速時(shí)的負(fù)荷增大量），N； ——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汽車(chē)，??；對(duì)于越野汽車(chē)，??；對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的防滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)，計(jì)算時(shí)可??； ——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，m； ——分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)橋之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比（例如輪

26、邊減速等） 查資料得： N·m 由后面式（3-5）計(jì)算得，故： 由于該轎車(chē)只有一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋則： 由后面計(jì)算得：汽車(chē)滿(mǎn)載有總重量為， 查參考文獻(xiàn)[1]汽車(chē)軸荷分配中乘用車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)滿(mǎn)載時(shí)前軸分配為。本設(shè)計(jì)中取58%， 由于該轎車(chē)是安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，則： 由上面計(jì)算可得：m 由經(jīng)驗(yàn)得： 由于該轎車(chē)無(wú)輪邊減速器，則： 將上述參數(shù)值代入公式（3-2）、（3-3）中計(jì)算得： N·m N·m 汽車(chē)的類(lèi)型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車(chē)一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)則在高負(fù)荷低車(chē)速條件下工作，沒(méi)有簡(jiǎn)單的公式可算出汽車(chē)的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。但對(duì)于公路車(chē)

27、輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車(chē)輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 N·m （3-4） 式中：——汽車(chē)滿(mǎn)載總重量，N； ——所牽引的掛車(chē)的滿(mǎn)載總重量，N，但僅用于牽引車(chē)的計(jì)算； ——車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，m； ——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車(chē)可取=0.010～0.015；對(duì)于載貨汽車(chē)可取0.015～0.020；對(duì)城越野汽車(chē)可取0.020～0.035； ——汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車(chē)取0.08；對(duì)載貨汽車(chē)和城市公共汽車(chē)取0.05～0.09；

28、對(duì)長(zhǎng)途公共汽車(chē)取0.06～0.10；對(duì)越野汽車(chē)取0.09～0.30； ——汽車(chē)或汽車(chē)列車(chē)的性能系數(shù)： (3-5) 當(dāng)時(shí)，取 、、、和等見(jiàn)式(3-2)和式（3-3）下的說(shuō)明。 由參考文獻(xiàn)[1]得查得汽車(chē)總質(zhì)量的計(jì)算方法： 乘用車(chē)的總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿(mǎn)客、貨時(shí)的整車(chē)質(zhì)量。 乘用車(chē)的總質(zhì)量由整備質(zhì)量、乘員和駕駛員質(zhì)量以及乘員的行李質(zhì)量三部分組成。其中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按每人質(zhì)量按65kg計(jì)，于是： 該式中，n為包括駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)；a為行李系數(shù)，可按參考文獻(xiàn)[1]表1-5提供的數(shù)據(jù)取

29、用。 邁騰1.8T的整車(chē)整備質(zhì)量為1540Kg； 故； 即； 由于是轎車(chē)，所以； 由上得： ； 轎車(chē)選用，??； 汽車(chē)正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車(chē)取； 經(jīng)計(jì)算 則按計(jì)算得： 把各參數(shù)代入式（3-4）中得到： N·m 3.4.3 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 3.4.3.1 主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 對(duì)一單級(jí)主減速器，首先根據(jù)的大小選擇主減速器主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)。為了使磨合均勻，之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車(chē)應(yīng)不小于40，對(duì)于轎車(chē)應(yīng)不小于50。 3.4.3.2 斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算 由于齒輪轉(zhuǎn)速比較高，選用硬齒面。

30、先按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)，再較核齒面接觸強(qiáng)度，其設(shè)計(jì)步驟如下： 先選擇齒輪材料，確定許用應(yīng)力： 均選用20CrMnTi鋼滲碳淬火，硬度56～62HRC。 由參考文獻(xiàn)[4]圖5-32C查得彎曲疲勞極限應(yīng)力； 由參考文獻(xiàn)[4]圖5-33C查得接觸疲勞極限應(yīng)力； 3.4.3.2.1 按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式參考文獻(xiàn)[4]中式（5-45b）知: （3-6） 1）確定輪齒的許用彎曲應(yīng)力 按參考文獻(xiàn)[4]（5-26）計(jì)算 兩齒輪的許用彎曲應(yīng)力，（）分別按下式確定

31、 （3-7） 式中：——試驗(yàn)齒輪齒根的彎曲疲勞極限，查參考文獻(xiàn)[4]圖5-32； ——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，本書(shū)采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)給定的值計(jì)算時(shí)，； ——彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，一般取。當(dāng)考慮齒輪工作在有限壽 命時(shí)，彎曲疲勞許用應(yīng)力可以提高的系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[4]圖5-34； ——彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)。一般傳動(dòng)取=1.3～1.5；重要傳動(dòng)取=1.6～3.0； 由上得： 取，， 把各參數(shù)代入式（3-7）中得： 2)計(jì)算小齒輪的名義轉(zhuǎn)矩 N·m 3）選取載荷系數(shù)K 因?yàn)槭切饼X輪傳動(dòng)，且加工精度為了7級(jí)，故K可選小些，取K=

32、1.4 4）初步選定齒輪參數(shù) 取,. 取， 5）齒寬系數(shù)的選擇： 選大值時(shí)，可減小直徑，從而減小傳動(dòng)的中心距，并在一定程度上減輕包括箱體在內(nèi)的整個(gè)傳動(dòng)裝置的重量，但是卻增大了齒寬和軸向尺寸，增加了載荷分布的不均勻性。 的推薦值為： 當(dāng)為軟齒面時(shí)，齒輪相對(duì)于軸承對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，=0.8～1.4； 非對(duì)稱(chēng)布置時(shí)，=0.6～1.2； 懸臂布置或開(kāi)式傳動(dòng)時(shí)，=0.3～0.4。 當(dāng)為硬齒面時(shí)，上述值相應(yīng)減小50%。 取=0.5，并??； 得到u=84/23=3.652。 6）確定復(fù)合系數(shù) 因兩輪所選材料及熱處理相同，則相同，故設(shè)計(jì)時(shí)按小齒輪的復(fù)合齒形系數(shù)代入即可。而 由參考文

33、獻(xiàn)[4]圖5-38查得=4.18 將上述參數(shù)代入式（3-6），得 按參考文獻(xiàn)[4]表5-1取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，取mm 則中心距 為了便于加工和校驗(yàn)，取中心距a=166.1618mm 故得到 7）計(jì)算其它幾何尺寸 取 取mm 3.4.3.2.2 校核齒面的接觸強(qiáng)度 由參考文獻(xiàn)[4]式（5-47）可知 （3-8） 為彈性系數(shù)，當(dāng)齒輪都為鋼制， 代入公式（3-8）得 齒面許用接觸應(yīng)力按參考文獻(xiàn)[4]式（5-27）計(jì)算，因?yàn)橹鳒p速器為較重要傳動(dòng)，取最小安

34、全系數(shù)，，，則 因?yàn)?，故接觸疲勞強(qiáng)度也足夠。 3.4.3.3 主減速器齒輪參數(shù)表 表3-1主減速器斜齒輪的參數(shù)： 分度圓直徑 齒頂高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 全齒高 端面齒厚 端面齒距 法面齒距 4. 差速器的設(shè)計(jì) 汽車(chē)在行使過(guò)程中，左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車(chē)輪上的負(fù)荷不均勻而引起車(chē)輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車(chē)輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車(chē)輪在路面上的滑移或滑

35、轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車(chē)輪間都裝有輪間差速器。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。 4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 汽車(chē)上廣泛采用的差速器為對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。普通錐齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為錐齒輪。齒輪差速器要圓錐齒

36、輪式和圓柱齒輪式兩種。強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車(chē)上應(yīng)用較廣。 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車(chē)采用3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車(chē)多采用2 個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車(chē)上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車(chē)、客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上．有些越野汽車(chē)也采用了這種結(jié)構(gòu)，但用到越野汽車(chē)上需要

37、采取防滑措施。例如加進(jìn)摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱的、能強(qiáng)制鎖住差速器的裝置——差速鎖等。 4.2 普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) 由于在差速器殼上裝著主減速器的從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器殼的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。 4.2.1 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 1）行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車(chē)常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪。在必要時(shí)轎車(chē)也可以采用4個(gè)行星齒輪的結(jié)構(gòu)。 由于所設(shè)計(jì)的是中級(jí)轎車(chē)，故優(yōu)先采用2個(gè)行星齒輪的結(jié)構(gòu)。但由于在采用2個(gè)行星

38、齒輪的情況下，后續(xù)校核過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)度校核不合格的情況，所以采用4個(gè)行星齒輪的結(jié)構(gòu)。 2）行星齒輪球面半徑的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上也代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。 球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： （4-1） 式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.52~2.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車(chē)和公路載貨汽車(chē)取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的轎車(chē)以及所有的越野汽車(chē)和礦

39、用汽車(chē)取大值；取=2.52； ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取式（3-2），式（3-3）計(jì)算值的較小值，N·m； 取N·m； ； 差速器行星齒輪球面半徑確定以后，可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)距： 取為36.4mm 3）行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.5～2的范圍內(nèi)。 差速器的各個(gè)行星齒輪與2個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此在確定這兩種齒輪的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系。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)之和，必須能被行星齒輪的數(shù)

40、目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周?chē)?，否則差速器將無(wú)法安裝。即應(yīng)滿(mǎn)足的安裝條件為 （4-2） 式（4-2）中：——左、右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器來(lái)說(shuō)，； ——行星齒輪的數(shù)目； I——任意整數(shù)； 由于本設(shè)計(jì)選用的差速器為對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器，選定半軸齒輪齒數(shù)為，行星齒輪數(shù)目，行星齒輪齒數(shù)為10。 4）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 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角： ； 式中：，——分別為行星齒輪

41、和半軸齒輪齒數(shù)。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m: 考慮到差速齒輪彎曲應(yīng)力的校核，取 求出模數(shù)m后，節(jié)圓直徑d即可根據(jù)齒數(shù)z及模數(shù)m由下式求得： 5)壓力角 汽車(chē)差速器齒輪過(guò)去都選用20°壓力角，這時(shí)齒高系數(shù)為1，而最少齒數(shù)為13。目前大都選用22°30′的壓力角，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)可減少到10，并且小齒輪（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的齒厚，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20°的少，故可用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。某些重型汽車(chē)和礦用汽車(chē)的差速器也可采用20°壓力角。本設(shè)計(jì)中選用壓力角為22

42、°30′。 6）行星齒輪安裝孔直徑及其深度L 行星齒輪安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義直徑相同，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(zhǎng)度。通常取 （4-3） （4-4） （4-5） 式中：——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；

43、 ——行星齒輪數(shù)目； ——如圖4-6所示，為行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm;,為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而（如參考文獻(xiàn)[3]圖4-6）； ； ——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98MPa。 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩為N·m； 取。 4.2.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為： （4-6） 式中：T——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，N·m；其計(jì)算式為：

44、 （4-7） 式中：——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按、（見(jiàn)式（3-2）、式（3-3））兩者中的較小者和（式（3-4））計(jì)算，N·m； ——差速器行星齒輪數(shù)目； ——半軸齒輪齒數(shù)； ——計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。 ，，，，F(xiàn)，m——見(jiàn)參考文獻(xiàn)[3]式（3-44）下說(shuō)明； 按上式并以計(jì)算所得的汽車(chē)差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力，不應(yīng)大于210.9MPa； 按，兩種計(jì)算轉(zhuǎn)矩中的較小值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力不應(yīng)大于980MPa。 查參考文獻(xiàn)[3]： ——超載系數(shù)，見(jiàn)參考文獻(xiàn)[3]式（3-11）下的說(shuō)明； ——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好、調(diào)節(jié)及徑向

45、跳動(dòng)精度高時(shí)，可取=1； ——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)時(shí)，； ——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承式時(shí)，=1.00～1.10； 當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，=1.10～1.25.支承剛度大時(shí)取小值。 ——計(jì)算齒輪的齒面寬,mm； ； ——端面模數(shù)，mm； 參數(shù)的選取與計(jì)算： N·m N·m 以計(jì)算所得的汽車(chē)差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力： 按，兩種計(jì)算轉(zhuǎn)矩中的較小值進(jìn)行計(jì)算所得的汽車(chē)差速器齒輪輪齒的彎曲應(yīng)力： 兩種情況下都校核成功，說(shuō)明此設(shè)計(jì)合理。 4.2.2 汽車(chē)行星齒輪和半軸齒輪的參

46、數(shù)表 國(guó)標(biāo)規(guī)定，，，。 表4-1標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸計(jì)算（） 名稱(chēng) 代號(hào) 計(jì)算公式 行星齒輪 半軸齒輪 分度圓錐角 齒頂高 齒根高 分度圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 錐距 齒頂角 （收縮頂隙傳動(dòng)） 齒根角 頂錐角 =38.0561 =64.0454 根錐角 5 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置位于汽車(chē)傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪傳給驅(qū)動(dòng)車(chē)輪。在斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和

47、萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)裝置且多采用等速萬(wàn)向節(jié)。在一般非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半軸齒輪與輪轂連接起來(lái)。 5.1 半軸的型式 半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式。半浮式半軸以其靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有圓錐面的軸頸及鍵與車(chē)輪輪轂相固定，或以凸緣直接與車(chē)輪輪盤(pán)及制動(dòng)鼓相聯(lián)接。因此，半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還要承受車(chē)輪傳來(lái)的彎矩。由此可見(jiàn)，半浮式半軸所承受的載荷較復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，故被質(zhì)量較小、使用

48、條件較好、承載負(fù)荷也不大的轎車(chē)和微型客、貨汽車(chē)所采用。 基于上述特點(diǎn)，邁騰1.8T轎車(chē)選用半浮式半軸的結(jié)構(gòu)。 5.2 半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)與計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。 邁騰1.8T轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)型式為，查參考文獻(xiàn)[3]表5-1可得： 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： （5-1） 式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； ——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于圓錐行星齒輪差速器可取：； ——變速器I擋傳動(dòng)比； ——主減速比； N·m 由參考文獻(xiàn)[3

49、]式（5-16）得 （5-2） 取許用應(yīng)力 代入計(jì)算得： 出于對(duì)安全系數(shù)以及半軸強(qiáng)度的較核的考慮，取d=36mm。 5.3 半軸的強(qiáng)度較核 5.3.1 三種可能工況 計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況： 1)縱向力（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，附著系數(shù)在計(jì)算時(shí)取0.8，沒(méi)有側(cè)向力作用； 2)側(cè)向力最大時(shí)即汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑時(shí)，側(cè)滑時(shí)輪胎與地面的側(cè)向附著系數(shù)在計(jì)算時(shí)取站1.0，沒(méi)有縱向力作用； 3)垂向力最大時(shí)（發(fā)生在汽車(chē)以可能的高速

50、通過(guò)不平路面時(shí)）這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。 5.3.2 半浮式半軸計(jì)算載荷的確定： 1）縱向力最大和側(cè)向力為0： 此時(shí)垂向力，縱向力最大值，計(jì)算時(shí)可取1.2， 取為0.8。 半軸彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為： (5-3) (5-4) 式(5-3),(5-4)中，a為輪轂支承軸承到

51、車(chē)輪中心平面之間的距離， 合成應(yīng)力為： (5-5) 計(jì)算得： ， 2）側(cè)向力最大和縱向力=0,此時(shí)意味著汽車(chē)發(fā)生側(cè)滑。 外輪上的垂直反力和內(nèi)輪上的垂直反力分別為: (5-6) (5-7) 式中，為汽車(chē)質(zhì)心高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取為0.

52、35； 為輪距，查資料得； 為側(cè)滑附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)可取為1.0； 外輪上的側(cè)向力和內(nèi)輪上的側(cè)向力分別為 (5-8) (5-9) 內(nèi)外車(chē)輪上的總側(cè)向力為。 這樣，外輪半軸的彎曲應(yīng)力為和內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力分別為： (5-10)

53、 (5-11) 計(jì)算得： 3）汽車(chē)通過(guò)不平路面，垂向力最大，縱向力=0，側(cè)向力=0 此時(shí)垂直力最大值為 (5-12) 式中，k為運(yùn)載系數(shù)。 乘用車(chē)：k=1.75;貨車(chē)：k=2.0;越野車(chē)：k=2.5. 半軸彎曲應(yīng)力為 (5-13) 由于邁騰1

54、.8T轎車(chē)為乘用車(chē)，故K=1.75， 綜上述計(jì)算得，均未超過(guò)半軸的許用應(yīng)力500MPa，故半軸強(qiáng)度校核滿(mǎn)足要求。 5.4 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 在半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，為了使花鍵的內(nèi)徑不致過(guò)多地小于其桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設(shè)計(jì)得粗一些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵的深度，因此花鍵齒數(shù)發(fā)布相應(yīng)增多，一般為10齒（轎車(chē)半軸）至18齒（載貨汽車(chē)半軸）。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量增大各過(guò)渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。重型車(chē)半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無(wú)較大鍛造設(shè)備時(shí)可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡(jiǎn)化工藝。在現(xiàn)代汽車(chē)半軸上，漸開(kāi)線花鍵用

55、得較廣，但也有用矩形或梯形花鍵的。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi等。40MnB是我國(guó)研制出的新鋼種，作為半軸材料效果很好。半軸的熱處理過(guò)去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求桿部硬度為HB388-444（突緣部分可低至HB248）。近年來(lái)采用高頻、中頻感應(yīng)淬火的工藝日益增多。這種處理方法使半軸表面淬火硬度達(dá)HRC52-63，硬化層深約為其半徑的1/3，心部硬度可定為HRC30-35；不淬火區(qū)（突緣等）的硬度可定在HB248-277范圍內(nèi)。由于硬化層本身的強(qiáng)度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力

56、，以及采用噴丸處理、滾壓半軸突緣根部過(guò)渡圓角等工藝，使半軸的靜強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度大為提高，尤其是疲勞強(qiáng)度提高得十分顯著。由于這些先進(jìn)工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳（40號(hào)、45號(hào)）鋼的半軸也日益增多。 6 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì) 6.1 萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)選擇 對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，在其驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置中必須采用萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)，以便使轉(zhuǎn)向車(chē)輪能夠轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋上，常常在通往左右轉(zhuǎn)向車(chē)輪的傳動(dòng)裝置中和靠近車(chē)輪處，各安裝一個(gè)等速萬(wàn)向節(jié)。固定型球籠式萬(wàn)向節(jié)（RF節(jié)圖6-1）和伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié)（VL節(jié)圖6-2）廣泛應(yīng)用于采用獨(dú)立懸架的轎車(chē)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，如紅旗、桑塔納、捷達(dá)、寶來(lái)、奧迪等轎車(chē)的前橋。其中RF節(jié)用于靠近車(chē)輪

57、處，VL節(jié)用于靠近驅(qū)動(dòng)橋處（如圖6-3）。因此在本設(shè)計(jì)中也采用這兩種萬(wàn)向節(jié)。 圖6-1 固定型球籠式萬(wàn)向節(jié) 圖6-2 伸縮型球籠式萬(wàn)向節(jié) 圖6-3 RF節(jié)與VL節(jié)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中的布置 6.2 萬(wàn)向節(jié)的材料及熱處理 在傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，鋼球與滾道間產(chǎn)生較大的接觸應(yīng)力，因此對(duì)材料要求較高。球形殼和星形套采用15NiMo低碳合金鋼制造，并經(jīng)滲碳、淬火、回火處理；鋼球則選用軸承用鋼球，材料為15Cr。 7 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)橋橋殼是汽車(chē)上的主要零件之一，非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼起著支承汽車(chē)荷重的作用，并將載荷傳給車(chē)輪．作用在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的牽引力，制動(dòng)力、側(cè)向力和垂向力也是經(jīng)過(guò)橋殼

58、傳到懸架及車(chē)架或車(chē)廂上。因此橋殼既是承載件又是傳力件，同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置(如半軸)的外殼。 在汽車(chē)行駛過(guò)程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車(chē)的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車(chē)的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車(chē)的類(lèi)型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。 橋殼的結(jié)構(gòu)型式大致分為可分式橋殼、整體式橋殼和組合式橋殼： 1）可分式橋殼 可分式橋殼的整個(gè)橋殼由一個(gè)垂直接

59、合面分為左右兩部分，每一部分均由一個(gè)鑄件殼體和一個(gè)壓入其外端的半軸套管組成。半軸套管與殼體用鉚釘聯(lián)接。在裝配主減速器及差速器后左右兩半橋殼是通過(guò)在中央接合面處的一圈螺栓聯(lián)成一個(gè)整體。其特點(diǎn)是橋殼制造工藝簡(jiǎn)單、主減速器軸承支承剛度好。但對(duì)主減速器的裝配、調(diào)整及維修都很不方便，橋殼的強(qiáng)度和剛度也比較低。過(guò)去這種所謂兩段可分式橋殼見(jiàn)于輕型汽車(chē)，由于上述缺點(diǎn)現(xiàn)已很少采用。 2）整體式橋殼 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個(gè)橋殼制成一個(gè)整體，橋殼猶如一整體的空心粱，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨(dú)立的主減速殼里，構(gòu)成單獨(dú)的總成，調(diào)整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)

60、，并與橋殼用螺栓固定在一起，使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴(kuò)張成形式三種。 3)組合式橋殼 優(yōu)點(diǎn)：從動(dòng)齒輪軸承的支承剛度較好，主減速器的裝配、調(diào)整比可分式橋殼方便，然而要求有較高的加工精度，常用于轎車(chē)、輕型貨車(chē)中。 考慮汽車(chē)的類(lèi)型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。邁騰1.8T驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)型式應(yīng)該選擇組合式橋殼。 8 轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)向節(jié)在汽車(chē)中承受汽車(chē)前部載荷，支承并帶動(dòng)前輪繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)面使汽車(chē)轉(zhuǎn)向。在汽車(chē)行駛狀態(tài)下，它承受著多變的沖擊載荷，需要有很高的強(qiáng)度。參考富康轎車(chē)的轉(zhuǎn)向節(jié)，本設(shè)計(jì)中選

61、用如下圖所示的萬(wàn)向節(jié)。 圖8-1 9 結(jié)論與展望 經(jīng)過(guò)幾個(gè)月時(shí)間的設(shè)計(jì)，在同學(xué)和老師的幫助下，終于完成了邁騰1.8T轎車(chē)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)工作。本文按照劉惟信編著的《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》一書(shū)詳細(xì)研究了轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方案，提出了比較可行的設(shè)計(jì)思路，并按照這一思路進(jìn)行詳細(xì)地計(jì)算，最終根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)繪制出轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的總裝配圖及其零部件圖。 在設(shè)計(jì)過(guò)程中，查閱了很多汽車(chē)相關(guān)的資料，對(duì)大學(xué)期間學(xué)到的汽車(chē)知識(shí)有了更高層次的認(rèn)識(shí)。通過(guò)親自查找資料和分析計(jì)算，充分鍛煉了自己設(shè)計(jì)的能力；通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn)題，體驗(yàn)到了設(shè)計(jì)的樂(lè)趣；在繪圖的過(guò)程中，我熟悉并掌握了CAD制圖的一些標(biāo)準(zhǔn)和技巧，當(dāng)然也

62、會(huì)存在一些問(wèn)題，期待批評(píng)指正。用CAD繪過(guò)圖之后，我更深刻地體會(huì)到CAD制圖的效率，也認(rèn)識(shí)到其成為主流的深層原因。手繪零件圖后，我進(jìn)一步熟悉了手繪圖紙的各個(gè)細(xì)節(jié)，同時(shí)進(jìn)一步感受到了手繪圖紙的麻煩與機(jī)繪圖紙的簡(jiǎn)便。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，考驗(yàn)了我在大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，是我大學(xué)四年課程的一次大的總結(jié)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我明顯地感覺(jué)到自己專(zhuān)業(yè)知識(shí)不足、專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)欠缺以及知識(shí)面狹窄。我以后會(huì)努力拓展自己的知識(shí)面，積累各方面的經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的不足，使自己得到全面的發(fā)展，在以后的工作中作出理大的成績(jī)。 隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，轎車(chē)會(huì)走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)，普通老百姓擁有自己的轎車(chē)不將只是夢(mèng)想，隨著新車(chē)型的推出，轎車(chē)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋

63、的設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得更為頻繁。為了提高工作效率和降低開(kāi)發(fā)成本，越來(lái)越多的軟件和技術(shù)將會(huì)應(yīng)用到傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中去，CAD、CAE技術(shù)也會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)可以了解到，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作根本達(dá)不到轎車(chē)輕量化的要求，零部件也不一定能夠達(dá)到所需的強(qiáng)度要求，隨著有限元技術(shù)和優(yōu)化分析軟件的發(fā)展，設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得更合理，優(yōu)化設(shè)計(jì)需要兼顧的因素也會(huì)越來(lái)越多，約束條件和優(yōu)化目標(biāo)越來(lái)越復(fù)雜，優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果也會(huì)更加滿(mǎn)足轎車(chē)所需要達(dá)到的要求。這樣將設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)用到實(shí)踐中才會(huì)更有實(shí)際意義。 參考文獻(xiàn) [1]王望予主編. 汽車(chē)設(shè)計(jì). 機(jī)械工業(yè)出版社. 2007.6. [2]王望予主編. 汽車(chē)?yán)碚? 機(jī)械

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