驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì),驅(qū)動(dòng),減速器,設(shè)計(jì)
車(chē)輛工程課程設(shè)計(jì)
——驅(qū)動(dòng)橋主減速器設(shè)計(jì)
學(xué) 院 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院
組 別 09級(jí)車(chē)輛3班第12小組
指導(dǎo)教師 趙克剛 張征
學(xué)生姓名 楊坤
學(xué) 號(hào) 200930081487
提交日期 2012年 7 月 6日
《車(chē)輛工程專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
一.設(shè)計(jì)任務(wù):商用汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)(I)
二.基本參數(shù):協(xié)助同組總體設(shè)計(jì)同學(xué)完成車(chē)輛性能計(jì)算后確定
三.設(shè)計(jì)內(nèi)容
主要進(jìn)行驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括:
1.查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計(jì)原則
2.根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)(發(fā)動(dòng)機(jī)最大力矩,傳動(dòng)系傳動(dòng)比,驅(qū)動(dòng)輪類(lèi)型與規(guī)格,汽車(chē)總質(zhì)量和使用工況,傳動(dòng)效率,驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸載荷轉(zhuǎn)移系數(shù),路面附著系數(shù)),選擇驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)方案及零部件方案,協(xié)同設(shè)計(jì)出一套完整的驅(qū)動(dòng)橋總成,設(shè)計(jì)過(guò)程中要進(jìn)行必要的計(jì)算。
3.驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和主要技術(shù)參數(shù)的確定
(1)主減速器基本參數(shù)的選擇和計(jì)算
(2)主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算
(3)驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)
4.結(jié)合同組“商用汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)(II)”設(shè)計(jì)結(jié)果繪制裝配圖及主要零部件的零件圖
四.設(shè)計(jì)要求
1.驅(qū)動(dòng)橋總成(含差速器)的裝配圖,1號(hào)圖紙一張。
裝配圖要求表達(dá)清楚各部件之間的裝配關(guān)系,標(biāo)注出總體尺寸,配合關(guān)系及其它需要標(biāo)注的尺寸,在技術(shù)要求部分應(yīng)寫(xiě)出總成的調(diào)整方法和裝配要求。
2.主要零部件的零件圖,3號(hào)圖紙4張。
要求零件形狀表達(dá)清楚、尺寸標(biāo)注完整,有必要的尺寸公差和形位公差。在技術(shù)要求應(yīng)標(biāo)明對(duì)零件毛胚的要求,材料的熱處理方法、標(biāo)明處理方法及其它特殊要求。
3.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
五.設(shè)計(jì)進(jìn)度與時(shí)間安排
本課程設(shè)計(jì)為2周
1.明確任務(wù),分析有關(guān)原始資料,復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容及熟悉參考資料0.5周。
2.設(shè)計(jì)計(jì)算 0.5周
3.繪圖 0.5周
4.編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)、答辯 0.5周
六、主要參考文獻(xiàn)
1.成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第三版)
2.汽車(chē)工程手冊(cè)???? 機(jī)械工業(yè)出版社
3.陳家瑞 汽車(chē)構(gòu)造(下冊(cè)) 人民交通出版社
4.王望予 汽車(chē)設(shè)計(jì)?????機(jī)械工業(yè)出版社
5.余志生 汽車(chē)?yán)碚???? 機(jī)械工業(yè)出版社
七.注意事項(xiàng)
(1)為保證設(shè)計(jì)進(jìn)度及質(zhì)量,設(shè)計(jì)方案的確定、設(shè)計(jì)計(jì)算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認(rèn)可,尤其在繪制裝配圖前,設(shè)計(jì)方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干凈;尺寸標(biāo)注正確。
(2)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)時(shí),必須條理清楚,語(yǔ)言通達(dá),圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確,對(duì)重點(diǎn)部分,應(yīng)有分析論證,要能反應(yīng)出學(xué)生獨(dú)立工作和解決問(wèn)題的能力。
(3)獨(dú)立完成圖紙的設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě),若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。
八.成績(jī)?cè)u(píng)定
出勤情況(20%)
設(shè)計(jì)方案與性能計(jì)算(40%)
圖紙質(zhì)量(20%)
說(shuō)明書(shū)質(zhì)量(20%)
評(píng) 語(yǔ)
總 成 績(jī)
指導(dǎo)教師
用汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)(I)
一、主減速器結(jié)構(gòu)方案分析
由于我們的轉(zhuǎn)動(dòng)比i0=6.86,大于4.5,所以采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。同時(shí)i0<7,所以選用單級(jí)主減速器。故選用雙曲面齒輪單級(jí)主減速器。
二、主減速器支承方案選擇
主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承;從動(dòng)錐齒輪均采用圓錐滾子軸承支承。
三、主減速器基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算
1、主減速比的確定
由i0=0.377*rr*npvamax*igH可計(jì)算出貨車(chē)的主減速器傳動(dòng)比,再結(jié)合總設(shè)計(jì)的分配,最終確定主傳動(dòng)比i0=6.86。
2、主減速齒輪計(jì)算載荷的確定
采用格里森制計(jì)算載荷
(1)按發(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
Tce=Kd*Temax*k*i1*if*i0*η/n
式中,取n=1, i0=6.86, i1=6.8, Kd=1, η=0.9, Temax=366.5N/m
計(jì)算結(jié)果為T(mén)ce=15386.8N.m
(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
Tcs=G2*m2'*φ*rr/(im*ηm)
式中,m2'=1.1, ηm=0.95
計(jì)算結(jié)果為T(mén)cs=31492.2N.m
Tce0.35,
取X=0.4,Y=0.4cot a
Q=0.4FR+1.7FA=38789.74N
Lh=12187h
軸承B的校核:選用32310型,查得軸承內(nèi)徑d=50mm,e=0.35,C=122kN
FA/FR=0<0.35,
取X=1,Y=0
Q=1*FR+0*FA=8252.6N
Lh=21500h
軸承C的校核:選用30314型,查得軸承內(nèi)徑d=50mm,e=0.4,C=208kN
FA/FR=0.39<0.4
取X=1,Y=0
Q=1*FR+0*FA=16101.6N
Lh=18463h
軸承D的校核:選用30314型,查得軸承內(nèi)徑d=50mm,e=0.4,C=208kN
FA/FR=0<0.4
取X=1,Y=0
Q=1*FR+0*FA=9355.6N
Lh=112797h
7、錐齒輪材料的選擇
參考指導(dǎo)書(shū),錐齒輪材料采用滲碳合金鋼20CrMnTi,因?yàn)槟?shù)m>5,所以滲碳層厚度為1.2mm,磷化層厚度0.01mm,之后采用噴丸工藝處理齒面,以提高工作壽命,再進(jìn)行滲硫處理,降低齒輪副的磨損。
驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)
驅(qū)動(dòng)橋殼的主要功用是支承汽車(chē)質(zhì)量,并承受有車(chē)輪傳來(lái)的路面反力和反力矩,并經(jīng)懸架傳給車(chē)身,它同時(shí)又是主減速器,差速器和半軸的裝配體。
驅(qū)動(dòng)橋殼應(yīng)滿(mǎn)足如下設(shè)計(jì)要求:
① 應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度,以保證主減速器齒輪嚙合正常,并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力;
② 在保證強(qiáng)度和剛度的情況下,盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性;
③ 保證足夠的離地間隙;
④ 結(jié)構(gòu)工藝性好,成本低;
⑤ 保護(hù)裝于其中的傳動(dòng)系統(tǒng)部件和防止泥水浸入;
⑥ 拆裝,調(diào)整,維修方便。
考慮的設(shè)計(jì)的是載貨汽車(chē),驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)形式采用鑄造整體式橋殼。
(一) 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算:
對(duì)于具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋,橋殼危險(xiǎn)斷面通常在鋼板彈簧座內(nèi)側(cè)附近,橋殼端部的輪轂軸承座根部也應(yīng)列為危險(xiǎn)斷面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。
1)牽引力或制動(dòng)力最大時(shí),橋殼鋼板彈簧座處危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分別為
式中,——地面對(duì)車(chē)輪垂直反力在危險(xiǎn)斷面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩,,b為輪胎中心平面到板簧座之間的橫向距離,b=230mm;
——一側(cè)車(chē)輪上的牽引力或制動(dòng)力Fx2在水平面內(nèi)引起的彎矩,
;
——牽引或制動(dòng)時(shí),上述危險(xiǎn)斷面所受轉(zhuǎn)矩,;
——危險(xiǎn)斷面處(鋼板彈簧座附近)橋殼的抗彎、抗扭截面系數(shù),具體見(jiàn)下:
截面圖如圖所示,其中B=150mm,b=130mm,H=1500mm,h=71300mm,=10mm,=10mm.
垂向彎曲截面系數(shù):
= 84185.2mm
水平彎曲截面系數(shù):
= 90266.7mm
扭轉(zhuǎn)截面系數(shù):
=2×30×135×140=136000 mm
=198.7MPa<[]=300~500 MPa
=23.2MPa<[]=150~400 MPa
2) 側(cè)向力最大時(shí),橋殼內(nèi)、外板簧座處斷面的彎曲應(yīng)力分別為
式中 、——內(nèi)、外側(cè)車(chē)輪地面垂直反力;
——車(chē)輪滾動(dòng)半徑;
——側(cè)滑時(shí)的附著系數(shù),取1.0。
=65.7MPa<[]=300~500 MPa
=265.4MPa<[]=300~500 MPa
(3)汽車(chē)通過(guò)不平路面時(shí),動(dòng)載系數(shù)為k,危險(xiǎn)斷面的彎曲應(yīng)力為
k——對(duì)貨車(chē),取2.0
=203.3MPa<[]=300~500 MPa
綜上,該設(shè)計(jì)的橋殼滿(mǎn)足這種條件下的強(qiáng)度要求。
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