本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1摘 要驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)中作為行駛系統(tǒng)中不可缺少的一部分，是汽車(chē)的重大總成，承載著汽車(chē)的滿(mǎn)載簧荷重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē)架及承載式車(chē)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(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。因此對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)尤為重要，其是整車(chē)的行駛性能及整車(chē)可靠性。壽命的關(guān)鍵。本次課題設(shè)計(jì)是后輪驅(qū)動(dòng)的商用車(chē)對(duì)其非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先通過(guò)已知的汽車(chē)相關(guān)參數(shù)，確定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案及整車(chē)中驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式、差速器結(jié)構(gòu)形式選擇、主減速器結(jié)構(gòu)形式等。然后對(duì)主減速器錐齒輪、軸承、半軸、差速器齒輪等主要零件尺寸計(jì)算，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。接下來(lái)是對(duì)差速器殼，主減速器殼和橋殼等不需要計(jì)算的零件設(shè)計(jì)，但必須要滿(mǎn)足汽車(chē)的使用要求。最后利用 CATIA 和 CAD 軟件繪制零件三維圖并進(jìn)行裝配。 關(guān)鍵詞：非斷開(kāi)；驅(qū)動(dòng)橋；CATIA 建模；主減速器；半軸；本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2AbstractDrive axle is an indispensable part of the driving system in automobiles. It is a major assembly of automobiles. It bears the full-load spring load of automobiles and the vertical force, longitudinal force, transverse force and their moments, as well as impact load, which are given by the wheels, frame and body of the vehicle through suspension. The drive axle also transmits the maximum torque in the transmission system, and the axle housing also bears the reaction moment. Therefore, the design of the driving axle is particularly important, which is the driving performance and reliability of the vehicle. The key to life. The design of this project is to design the non-disconnected driving axle of the rear-wheel-driven commercial vehicle. Firstly, the structure scheme of the driving axle and the structure form of the driving axle, the selection of the structure form of the differential and the structure form of the main reducer are determined by the known parameters of the vehicle. Then the dimensions of the main parts such as bevel gears, bearings, half axles and differential gears of the main reducer are calculated and the strength is checked. Next is the design of parts that need not be calculated, such as differential case, main reducer case and bridge case, but must meet the requirements of the use of automobiles. Finally, three-dimensional drawings of parts are drawn and assembled by using CATIA and CAD software. Key words: non-disconnected; drive axle; CATIA modeling; main reducer; half axle;本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3目 錄摘 要 1Abstract2第一章 緒 論 41.1 驅(qū)動(dòng)橋的簡(jiǎn)介 .41.2 驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展概況 .51.3 驅(qū)動(dòng)橋的分類(lèi) .51.3.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 51.3.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋 61.3.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置 71.4 課題的研究方法及路線(xiàn) .7第二章 非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) .82.1 驅(qū)動(dòng)橋主要零部件的結(jié)構(gòu)形式確定 .82.1.1 橋殼的結(jié)構(gòu)確定 82.1.2 主減速器的結(jié)構(gòu)確定 .92.1.3 差速器的結(jié)構(gòu)確定 92.1.4 半軸的結(jié)構(gòu)確定 92.2 總體設(shè)計(jì)方案的論證 .10第三章 驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 103.1 傳動(dòng)系載荷計(jì)算 .103.2 主減速器設(shè)計(jì)計(jì)算 .12本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)43.2.1 主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)的選擇 .123.2.2 從動(dòng)錐齒輪模數(shù)的計(jì)算 .123.2.3 主從動(dòng)錐齒輪的齒寬計(jì)算 133.2.4 齒輪的偏移距計(jì)算 133.2.5 螺旋角的選擇 133.2.6 法向壓力角的選擇 .133.3 雙曲面齒輪的強(qiáng)度校核 .133.3.1 圓周力的計(jì)算 133.3.2 齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度校核 153.3.3 輪齒接觸強(qiáng)度校核 163.4 主減速器齒輪的建模設(shè)計(jì) .17第四章 非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋的軸承的設(shè)計(jì) 194.1 軸承支承力計(jì)算 .194.2 軸承的壽命校核 .224.3 軸承的三維建模 .22第五章 驅(qū)動(dòng)橋的半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 235.1 半軸扭矩的計(jì)算 235.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 .245.3 半軸的強(qiáng)度計(jì)算及校核 .255.4 半軸的花鍵設(shè)計(jì) .255.5 半軸的花鍵校核 .26本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)55.6 半軸的三維建模 .27第六章 主減速器的總成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 276.1 差速器的齒輪設(shè)計(jì) .286.2 差速器的齒輪校核 .306.3 差速器殼體設(shè)計(jì) .306.4 差速器的三維建模 .31第七章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 317.1 橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .317.2 橋殼的三維建模 .32第八章 非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)沉淀 328.1 設(shè)計(jì)的思路與創(chuàng)新 .328.2 設(shè)計(jì)總體交付 .33結(jié) 論 .34參考文獻(xiàn) .34致 謝 35第一章 緒 論1.1 驅(qū)動(dòng)橋的簡(jiǎn)介目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè),采用后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能變好。維修費(fèi)用低本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)6也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車(chē)型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)有很大的差別。如果你的變速器出了故障，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)就不需要對(duì)差速器進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)來(lái)說(shuō)也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是做在一起的。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)的重大總成，承載著汽車(chē)的滿(mǎn)載簧荷重及地面經(jīng)車(chē)輪、車(chē)架及承載式車(chē)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(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車(chē)的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操動(dòng)穩(wěn)定性等有直接影響。另外，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)的各種總成中也是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的大總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋包含主減速器、差速器、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置（半軸及輪邊減速器） 、橋殼和各種齒輪。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車(chē)更加安全、舒適，從而帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。1.2 驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展概況汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)在道路上行駛，主要使靠傳遞動(dòng)力和能夠改變力的傳遞方向的驅(qū)動(dòng)橋去實(shí)現(xiàn)的，但是如何降低動(dòng)力的損失，還有減少燃油的消耗這是進(jìn)行汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)必須要考慮的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)于購(gòu)車(chē)的人來(lái)說(shuō)，這也是他們選擇汽車(chē)的主要性能指標(biāo)。隨著社會(huì)的發(fā)展，近幾年以來(lái)人民大眾經(jīng)濟(jì)都好起來(lái)，對(duì)汽車(chē)的舒適性方面和動(dòng)力性方面等要求非常高。21 世紀(jì)以來(lái)，微電子技術(shù)的發(fā)展及機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)在人們生活當(dāng)中隨處可見(jiàn)，汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，主要是向著多元化和工業(yè)化的方向發(fā)展，其中驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)在汽車(chē)中具有非常重要的位置。目前汽車(chē)對(duì)車(chē)速和燃油量的要求方面很高，所以驅(qū)動(dòng)橋的使用對(duì)性能將會(huì)有十分重要的影響。目前，我國(guó)自主汽車(chē)的行業(yè)發(fā)展已到達(dá)一定的階段，針對(duì)主要性能零部件已完成了自主研發(fā)及批量生產(chǎn)。而且隨著近些年汽車(chē)行業(yè)的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)主要汽車(chē)零部件也競(jìng)爭(zhēng)激烈。針對(duì)驅(qū)動(dòng)橋就是其中很重要的一部分，因?yàn)轵?qū)動(dòng)橋關(guān)系著整車(chē)的性能及運(yùn)動(dòng)安全性。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)7在國(guó)外，一方面汽車(chē)行駛的路況越來(lái)越好，平均車(chē)速逐漸提高，另一方面節(jié)約能源，減少對(duì)環(huán)境的污染意識(shí)使得發(fā)動(dòng)機(jī)正向著大轉(zhuǎn)矩和低轉(zhuǎn)速的方向發(fā)展。為適應(yīng)以上情況，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋速比應(yīng)該減小，主減速比小的驅(qū)動(dòng)橋沒(méi)必要采用雙級(jí)減速器。因而目前在國(guó)外貨車(chē)上廣泛的采用的是單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋具有成本低，質(zhì)量輕，維修保養(yǎng)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，噪音小，溫升低和整車(chē)油耗低等優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛應(yīng)用，在本設(shè)計(jì)中也主要對(duì)單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與模型的建立。1.3 驅(qū)動(dòng)橋的分類(lèi)1.3.1 非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車(chē)、客車(chē)和公共汽車(chē)上，在多數(shù)的越野汽車(chē)和部分轎車(chē)上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中。這時(shí)整個(gè)驅(qū)動(dòng)橋、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪及部分傳動(dòng)軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車(chē)簧下質(zhì)量較大，這是它的一個(gè)缺點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車(chē)輪胎尺寸和驅(qū)動(dòng)橋下的最小離地間隙已經(jīng)確定的情況下，也就限定了主減速器從動(dòng)齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級(jí)主減速器不能滿(mǎn)足離地間隙要求，可該用雙級(jí)結(jié)構(gòu)。在雙級(jí)主減速器中，通常把兩級(jí)減速器齒輪放在一個(gè)主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級(jí)減速齒輪作為輪邊減速器。對(duì)于輪邊減速器：越野汽車(chē)為了提高離地間隙，可以將一對(duì)圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直上方；公共汽車(chē)為了降低汽車(chē)的質(zhì)心高度和車(chē)廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車(chē)的方便，可將輪邊減速器的主動(dòng)齒輪置于其從動(dòng)齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車(chē)為了進(jìn)一步降低車(chē)廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時(shí)，將主減速器及差速器總成也移到一個(gè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的旁邊。在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車(chē)、多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和超重型載貨汽車(chē)上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車(chē)的總體布置很方便。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)81.3.2 斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(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)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車(chē)架橫粱或車(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)立懸掛則可以彼此致立地相對(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)。汽車(chē)懸掛總成的類(lèi)型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車(chē)行駛平順性的主要因素，而汽車(chē)簧下部分質(zhì)量的大小，對(duì)其平順性也有顯著的影響。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(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)性比較好，由此可大大地減小汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)的振動(dòng)和車(chē)廂傾斜，提高汽車(chē)的行駛平順性和平均行駛速度，減小車(chē)輪和車(chē)橋上的動(dòng)載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見(jiàn)于對(duì)行駛平順性要求較高的一部分轎車(chē)及一些越野汽車(chē)上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車(chē)或多橋驅(qū)動(dòng)的重型越野汽車(chē)。1.3.3 多橋驅(qū)動(dòng)的布置為了提高裝載量和通過(guò)性，有些重型汽車(chē)及全部中型以上的越野汽車(chē)都是采用多橋驅(qū)動(dòng)，常采用的有 4×4、6×6、8×8 等驅(qū)動(dòng)型式。在多橋驅(qū)動(dòng)的情況下，動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋的方式有兩種。相應(yīng)這兩種動(dòng)力傳遞方式，多橋驅(qū)動(dòng)汽車(chē)各驅(qū)動(dòng)橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動(dòng)力經(jīng)分動(dòng)器傳給各驅(qū)動(dòng)橋，需分別由分動(dòng)器經(jīng)各驅(qū)動(dòng)橋自己專(zhuān)用的傳動(dòng)軸傳遞動(dòng)力，這樣不僅使傳動(dòng)軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動(dòng)橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對(duì) 8×8 汽車(chē)來(lái)說(shuō)，這種非貫通式驅(qū)動(dòng)橋就更不適宜，也難于布置了。1.3 課題的研究方法及路線(xiàn)（1）總體方案設(shè)計(jì)，根據(jù)已給數(shù)據(jù)進(jìn)行整車(chē)性能計(jì)算，選擇確定車(chē)橋的形本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)9式。（2）主減速器雙曲面錐齒輪副設(shè)計(jì)，根據(jù)已知的數(shù)據(jù)計(jì)算確定主減速器雙曲面錐齒輪的尺寸參數(shù)，并用 UG 和 CATIA 三維建模軟件繪制出實(shí)體。（3）4 個(gè)軸承的選擇，其中兩個(gè)是主減速器主動(dòng)錐齒輪軸的支承軸承，另兩個(gè)是主減速器殼的支承軸承，根據(jù)已知數(shù)據(jù)計(jì)算，選擇合適大小的軸承，確定軸承的位置和主動(dòng)錐齒輪軸的尺寸，并設(shè)計(jì)合理的預(yù)緊裝置，調(diào)整齒輪的嚙合印記，用 CATIA 三維建模軟件造型。（4）主減速器殼設(shè)計(jì)，軸承預(yù)緊及齒面嚙合印記調(diào)整，由前幾步已知的尺寸確定主減速器殼尺寸，進(jìn)行主減速器殼支稱(chēng)軸承預(yù)緊和主減速器齒輪嚙合印記調(diào)整，并用 CATIA 三維建模軟件繪制實(shí)體。（5）半軸計(jì)算及設(shè)計(jì)（全浮式） ，確定半軸形式，并由已知數(shù)據(jù)計(jì)算確定半軸直徑，校核花鍵，用 CATIA 三維軟件繪制半軸。（6）差速器和殼的設(shè)計(jì)及驗(yàn)算，根據(jù)已有零件尺寸，直接確定差速器和殼的尺寸，進(jìn)行相應(yīng)的校核，用 CATIA 軟件建模。（7）橋殼設(shè)計(jì)及校核，選擇橋殼形式，根據(jù)已有零件尺寸直接確定橋殼尺寸，進(jìn)行靜強(qiáng)度校核，用 CATIA 繪制橋殼模型。第二章 非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋的總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)2.1 驅(qū)動(dòng)橋主要零部件的結(jié)構(gòu)形式確定2.1.1 橋殼的結(jié)構(gòu)確定在汽車(chē)的整車(chē)設(shè)計(jì)中驅(qū)動(dòng)橋根據(jù)其結(jié)構(gòu)的不同所包含的主要了零部件及結(jié)構(gòu)也不一樣。針對(duì)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，驅(qū)動(dòng)橋一般在汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的末端，主要由差速器、主減速器、驅(qū)動(dòng)橋殼和半軸等組成。主要用于傳遞扭矩、減速、承載整車(chē)重量等；主要的驅(qū)動(dòng)橋布置方式如下：按照總成的結(jié)構(gòu)方式及工作特性，主要分為非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋這兩類(lèi)。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)10非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋也就是整體式驅(qū)動(dòng)橋，橋式一個(gè)整體，主要通過(guò)螺旋彈簧或鋼板彈簧等彈性元件與車(chē)身相連。由于其承載能力大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)，因此被廣泛應(yīng)用于貨車(chē)及小型后驅(qū)轎車(chē)上。而斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)與非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋相比其較復(fù)雜，成本較高。但是其主要與汽車(chē)獨(dú)立懸架相匹配，對(duì)于高檔轎車(chē)及越野性能要求高的 SUV 來(lái)說(shuō)，是必不可少的一種驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)橋?qū)τ诟纳破?chē)的平順性，優(yōu)化整車(chē)的通過(guò)性及越野性能有很大的幫助。綜上所述，結(jié)合實(shí)際情況本次課題設(shè)計(jì)的是普通貨車(chē)的后驅(qū)動(dòng)橋，而驅(qū)動(dòng)方式為后輪驅(qū)動(dòng)。所以驅(qū)動(dòng)橋總體形式選擇整體式。2.1.2 主減速器的結(jié)構(gòu)確定主減速器在整車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中是必不和少的一個(gè)結(jié)構(gòu)，主要用于改變力的傳遞方向、增大扭矩、減小轉(zhuǎn)速等；以便為汽車(chē)提供更達(dá)的驅(qū)動(dòng)性能。同樣為了滿(mǎn)足各種機(jī)構(gòu)的需求，滿(mǎn)足各種用途的需求。主減速器的結(jié)構(gòu)形式也有多種多樣。根據(jù)主減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的數(shù)量及齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)方式，可以有以下幾種分類(lèi)：?jiǎn)渭?jí)主減速器和雙級(jí)主減速器。單級(jí)主減速器也就是單級(jí)傳動(dòng)，主要由一對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)構(gòu)成。由于單級(jí)傳動(dòng)的主減速器具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，體積小，質(zhì)量小，成本低，傳動(dòng)效率高，使用簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。因此被廣泛引用。但是也有一定的缺點(diǎn)。因?yàn)橹挥袉渭?jí)傳動(dòng)，考慮到整體結(jié)構(gòu)尺寸的原因因此其傳動(dòng)比的范圍一般在 5-7 之間。一般情況下這種結(jié)構(gòu)的主減速器主要用于輕型汽車(chē)上面。雙級(jí)主減速器也就有兩對(duì)齒輪副傳動(dòng)，與單級(jí)主減速器相比，他可以獲得更大的傳動(dòng)比范圍，在此類(lèi)主減速器中其傳動(dòng)比的范圍可以在 7～12 之間。但是由于新增一對(duì)齒輪副因此及結(jié)構(gòu)要相比復(fù)雜，體積也較大。因此雙級(jí)主減速器主要用于中、重型貨車(chē)或者大客車(chē)上。本課題設(shè)計(jì)的是某兩噸貨車(chē)的后驅(qū)動(dòng)橋，所以本課題設(shè)計(jì)選擇單級(jí)主減速器。2.1.3 差速器的結(jié)構(gòu)確定本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)11差速器主要是為了在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程中彌補(bǔ)內(nèi)外兩車(chē)輛的角速度不同而設(shè)置的機(jī)構(gòu)。如果沒(méi)有差速器在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛靜止摩擦，加速輪胎磨損。隨著工業(yè)的發(fā)展差速器的種類(lèi)有很多，包括齒輪式差速器、強(qiáng)制鎖止式差速器、牙嵌式自由輪差速器、托森差速器、粘性聯(lián)軸差速器等等。結(jié)合本課題的要求及結(jié)構(gòu)形式，本設(shè)計(jì)中對(duì)于越野性要求不高，因此其擦俗氣采用傳統(tǒng)的對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器。2.1.4 半軸的結(jié)構(gòu)確定半軸主要布置在中央的主減速器，安裝在剛性車(chē)橋上，由于車(chē)輛承受的力為在垂直載荷作用下，半軸的彎曲變形很小，只是受側(cè)向力時(shí)半軸才會(huì)出現(xiàn)很大的彎曲變形。由于本次課題設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋用于小型貨車(chē)，軸荷較大。對(duì)車(chē)橋的承載能力有一定的要求，需采用橋殼承載。故選擇全浮式半軸。2.2 總體設(shè)計(jì)方案的論證驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車(chē)輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下基本要求：a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)具有最佳的動(dòng)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(dòng)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(dòng)效率。e)在保證足夠的強(qiáng)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(chē)平順性。 f)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)12g)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，拆裝，調(diào)整方便。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類(lèi)，即非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。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；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。因此，前者又稱(chēng)為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱(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)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車(chē)在不平路面上的行駛平順性。第三章 驅(qū)動(dòng)橋驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)系載荷計(jì)算（1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩與最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算扭矩 ceT(0.1)max10kidefceTn??式中：k—液力變矩系數(shù)，k=1—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， =320 N·mmaxeTmaxeT—變速器一擋傳動(dòng)比， =5.5571i 1i—分動(dòng)器傳動(dòng)比， =1fi fi—主減速器傳動(dòng)比， =5.830i 0i—發(fā)動(dòng)機(jī)到主減速器從動(dòng)齒輪的傳動(dòng)效率，對(duì)于雙曲面齒輪，取?=0.9—計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， =1nn—猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車(chē)取 =1 dk dk將數(shù)據(jù)代入公式中得本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13N·m13205.71.830.9ceT????（2）按驅(qū)動(dòng)輪打滑扭矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算扭矩 csT2rcsmiηG???(0.2)式中： —滿(mǎn)載狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，2GN2=6479.8=54mg?—最大加速度時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，商用車(chē) =1.1~1.2，取 1.22? 2?—輪胎和路面間的附著系數(shù)。對(duì)安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，在良?好的 混凝土和瀝青路面上， =0.85。?—車(chē)輪滾動(dòng)半徑(m) ， =0.345m(輪胎高寬比按 80%計(jì)算)r r—主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，無(wú)輪邊減速器，取im=1i—主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率，無(wú)輪邊減速器，取?=1m將數(shù)據(jù)代入公式得 = N·mCST259401.850.34=9128?(3) 按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算扭矩 cfT(arcf jf)iη nhmGT??(0.3)式中： —汽車(chē)滿(mǎn)載總重量， =4.235 9.8 1000=41503NaGa?—車(chē)輪滾動(dòng)半徑(m)， =0.345mrr本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)14—主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，無(wú)輪邊減速器，取im=1im—主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率，無(wú)輪邊減速器，取?=1—驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， =1nn—性能參數(shù)，取 ，當(dāng) 時(shí)，jfj max0.195f6eGT????????max0.1956e?=0，jf，所以 =0max0.195.4150326eGT????jf—公路坡度系數(shù)，對(duì)于商用車(chē)而言， =0.05～0.09，取 =0.08hf hfhf—道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于商用車(chē)而言， =0.015～0.020，取r r=0.019rf將數(shù)據(jù)代入公式（0.3）得 N·m(0.19cf4153.=.8)=41T??本文選取 和 中的較小值來(lái)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力。計(jì)算中所選取的扭矩ceTs值為 =9128N·m。若進(jìn)行錐齒輪的疲勞壽命計(jì)算，其計(jì)算扭矩應(yīng)取 =1418 cs cfTN·m。3.2 主減速器設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1 主從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)的選擇為了保證磨合均勻，主、從動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)應(yīng)避免出現(xiàn)公約數(shù)，對(duì)于商用車(chē), 一般不小于 6。本次設(shè)計(jì) 取 7，根據(jù)主減速比 取 41。1Z1Z2Z3.2.2 從動(dòng)錐齒輪模數(shù)的計(jì)算節(jié)圓直徑可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)15（3.4）32dcKT?式中： —從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑（mm）—直徑系數(shù)，一般為 13.0～15.3d2—從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·m） ， =9128N·mcTcT將數(shù)據(jù)代入公式（3.4）得 =（272～320 ）mm??321.092518～d?初選 則 =7.32 2d=30smZ?根據(jù) sCKT?（3.5）校核 =（0.3 ～0.4） =（6.27～8.36） ， 所以 取值滿(mǎn)足條件。s39128sm3.2.3 主從動(dòng)錐齒輪的齒寬計(jì)算對(duì)于汽車(chē)工業(yè)，主減速器從動(dòng)錐齒輪齒寬=0.155 2b2d（3.6） 將數(shù)據(jù)代入公式（3.6）得 =46.5 mm， =51.1 mm2b1b3.2.4 齒輪的偏移距計(jì)算對(duì)于轎車(chē)、輕型載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)，一般情況下，偏移距=60mm，E 選擇 45mm，雙曲面齒輪的螺旋方向?yàn)椋褐鲃?dòng)錐齒輪左旋、2E0.d?從動(dòng)錐齒輪右旋。主動(dòng)錐齒輪在從動(dòng)錐齒輪中心線(xiàn)下方。3.2.5 螺旋角的選擇由于主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪為雙曲面齒輪，所以二者的螺旋角并不是一樣的，且主動(dòng)錐齒輪的螺旋角大于從動(dòng)錐齒輪，本次設(shè)計(jì)初選主動(dòng)錐齒輪螺旋角 50°，從動(dòng)錐齒輪螺旋角 30°。3.2.6 法向壓力角的選擇壓力角的選擇與輪齒的強(qiáng)度有關(guān)，壓力角越大，輪齒的強(qiáng)度越高。并且能減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)。載貨汽車(chē)一般選用 22.5°的壓力角。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)163.3 雙曲面齒輪的強(qiáng)度校核3.3.1 圓周力的計(jì)算主減速器錐齒輪的表面耐磨性，常用齒輪上的單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)計(jì)算，即= （3.7）p2bF式中： —輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力（N/mm）P—作用在輪齒上的圓周力（N）F—從動(dòng)齒輪齒面寬（mm）2b1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)= （3.8）p3max120DdegfkTinb??式中： —變速器傳動(dòng)比ig—主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑，由前面表中數(shù)據(jù)計(jì)算得1Dmm29.3451=8.69??（1）當(dāng)變速器掛第一擋時(shí)， = =5.557 gi1= ×10 =1251.05 N/mm1P0.70.46589??3（2）當(dāng)變速器掛直接擋時(shí)， = =1，gi5= ×10 =225.13 N/mm2P1300.968.64??32）按驅(qū)動(dòng)輪打滑的轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)17= ×10 （3.9） 3P2DrmGbi???3式中： —滿(mǎn)載狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，2N26479.8540Gmg???—最大加速度時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，商用車(chē) =1.1~1.2，取 1.12? 2m?將數(shù)據(jù)帶入（3.9）得= ×10 =1414.69N/mm3P1.085.3425496??3許用單位齒長(zhǎng)的圓周力見(jiàn)表 3.2。在現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)和加工工藝的提高，單位齒長(zhǎng)上的圓周力有時(shí)高出表中所列數(shù)值 20％~25％。表 3.2 單位齒長(zhǎng)的圓周力按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)/N?mm汽車(chē)類(lèi)別一擋 直接擋按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)/N?mm輪胎與地面的附著系數(shù)轎車(chē)893 321 893 0.85貨車(chē)1429 250 1429 0.85大客車(chē)982 214 0.85牽引車(chē)536 250 0.85對(duì)于貨車(chē)而言，掛一擋時(shí)單位齒長(zhǎng)圓周力許用值[P]= 1429 N/mm；掛直接擋時(shí)單位齒長(zhǎng)圓周力許用值[P]= 250 N/mm；按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)[P]=1429 N/mm。對(duì)照后發(fā)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)滿(mǎn)足許用值。3.3.2 齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度校核汽車(chē)主減速器雙曲面齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力為本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)18= ×10 w?c02dSmvswTkbJ3（3.9）式中： —錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力（N/mm ）w?2—計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，當(dāng)按 =min[ ]計(jì)算時(shí)，cTcTces對(duì)于主動(dòng)錐齒輪 = / =9128/5.83=1565.69N·m，從動(dòng)c1Ts0i錐齒輪 = =9128N·m，當(dāng)按 計(jì)算時(shí)，主動(dòng)錐齒輪 =c2sfc 3cT/ =1418/5.83=243.22 N·m，從動(dòng)錐齒輪f0i= =1418N·mc4Tf—過(guò)載系數(shù)，一般 =1 0k0kd—該齒輪大端分度圓直徑，從動(dòng)錐齒輪大端直徑=300mm，主動(dòng)錐2齒輪大端直徑 = + × 1dm2bsin =29.3451×2+51.1×sin10.89=68.341?mm—是端面模數(shù)（mm） ，從動(dòng)錐齒輪端面模數(shù) =7.32mm，sm2ms主動(dòng)錐齒輪端面模數(shù) = / =68.34/7=9.76mm1sdZ—齒根彎曲強(qiáng)度和齒面接觸強(qiáng)度的尺寸系數(shù)，它反映了材Sk料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)。當(dāng) ≧1.6 mm 時(shí)， =（ /25.4） ；當(dāng) ﹤1.6 smSksm25.0smmm 時(shí)， =0.5， =9.76mm，則 =（9.76/25.4）Sk1sS=0.787， =7.32mm，則 =（7.32/25.4） =0.73325.02 25.0—軸核分配系數(shù)：對(duì)于懸臂式結(jié)構(gòu) =1.1～1.25。取mk mk=1.1mk—質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)齒輪接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，v=1v本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)19b—計(jì)算齒輪的齒面寬度，主動(dòng)錐齒輪齒面寬度 =51.1mm，1b從動(dòng)錐齒輪齒面寬 =46.5mm2b—所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù), =22.5° (小齒wJ ?1wJ輪)=0.35， (大齒輪)= 0.293（查文獻(xiàn) [1]183 頁(yè)）2wJ按 =min[ ]計(jì)算時(shí)，彎曲應(yīng)力 不應(yīng)超過(guò) 700 N/mm , 按 =cTces w?2cT計(jì)算的彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過(guò) 210.9 N/mm 。cf 21）對(duì)于主動(dòng)錐齒輪來(lái)說(shuō)（1）按驅(qū)動(dòng)輪打滑計(jì)算，對(duì)于主動(dòng)錐齒輪，代入數(shù)值得= ×10 =302.99MPa700 MPaw?210.78.1.05.3624395??3（2）按汽車(chē)日常行駛當(dāng)量計(jì)算= ×10 =47.07 MPa 210 MPaw?10.78.11.05.2436345??32）對(duì)于從動(dòng)錐齒輪來(lái)說(shuō)（1）按驅(qū)動(dòng)輪打滑計(jì)算，對(duì)于從動(dòng)錐齒輪= ×10 =491.98MPa 700 MPaw?91280.731046.529??3（2）按汽車(chē)日常行駛當(dāng)量計(jì)算= ×10 =76.43MPa 210 w?21480.73106.529??3MPa所以齒輪輪齒滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度。3.3.3 輪齒接觸強(qiáng)度校核因?yàn)橹?、從?dòng)錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等，所以只需求得一個(gè)齒輪上本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)20應(yīng)力就可以，錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為= (3.10)j?30121dpzSmfvJCTkb?式中： —錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力（MPa）j—主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑（mm） ， =68.34mm1 1d—取 和 中的較小者（mm） ，b=46.5mmb2—尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)淬透性的影響，通常Sk=1.0Sk—齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的f性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等） ，對(duì)于制造精確的齒輪，=1.0fk—綜合彈性系數(shù)，鋼對(duì)鋼齒輪， =232.6N /mmpCpC21—主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，當(dāng)按 =min[ ]計(jì)算時(shí) = /zTzTceszTcs=9128/5.83=1565.69N·m，當(dāng)按 計(jì)算時(shí)，0i fc= / =1418/5.83=243.22 N·mzcsi—齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取 =0.21（取值來(lái)自于參考J J文獻(xiàn)查文獻(xiàn) [1]189 頁(yè)）按 =min[ ]計(jì)算的最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò) 2800 MPa, 按 = 計(jì)zTces zTcf算的疲勞接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò) 1750 MPa。（1）錐齒輪按 = 計(jì)算時(shí)zcsT= =1927.38MPaj?323.615.9108460.2??≦[ ]=2800 MPa，符合要求。j（2）錐齒輪按 = 計(jì)算時(shí)zTcf本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)21= =759.65MPaj?323.64.211085.??≦[ ]=1750 MPa，符合要求。j所以主減速器雙曲面齒輪輪齒滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度。3.4 主減速器齒輪的建模設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)中主減速器主從動(dòng)錐齒輪的建模是依賴(lài)于 UG 三維建模軟件來(lái)完成的，具體過(guò)程如下：打開(kāi) UG 建模軟件界面，如圖 3.1 所示，在此界面下依次選擇 CC 工具箱，齒輪建模，格里森準(zhǔn)雙曲面齒輪，創(chuàng)建齒輪，卡車(chē)拖拉機(jī)等命令，然后輸入主動(dòng)齒輪參數(shù)，軟件界面如圖 3.2 所示，點(diǎn)擊確定，完成主動(dòng)錐齒輪的繪制。圖 Error! No text of specified style in document2 UG 中主動(dòng)主齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)界面圖 Error! No text of specified style in document1 UG 建模軟件界面本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)22從動(dòng)錐齒輪的畫(huà)法和主動(dòng)錐齒輪一致，只有參數(shù)不同，從動(dòng)錐齒輪參數(shù)如圖 3.3 所示。用 UG 建模軟件完成主從動(dòng)錐齒輪的建模后，還需要將文件導(dǎo)出，轉(zhuǎn)變成CATIA 能編輯使用的文件，以便完成主動(dòng)錐齒輪軸的建模。主減速器主從動(dòng)雙曲面錐齒輪設(shè)計(jì)結(jié)果如圖 3.4 所示。圖 Error! No text of specified style in documentError! Main Document Only. UG 中從動(dòng)主齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)界面圖 3.4 從動(dòng)雙曲面錐齒輪本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)23第四章 非斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)橋的軸承的設(shè)計(jì)4.1 軸承支承力計(jì)算本課題設(shè)計(jì)中用到四個(gè)軸承，受力分析如圖 4.1 所示1）主減速器齒輪上力的計(jì)算齒輪齒面寬中點(diǎn)處的圓周力 F 為F= （kN ） （ 4.1）m2Td式中： —作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩= - 2dmb2sin?—從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑—從動(dòng)齒輪齒面寬 46.5mm2—從動(dòng)齒輪節(jié)錐角， =78.42°?2?=300-46.5× =254.45mm2mdsin78.4?=29.3451×2=58.6902mm1將數(shù)據(jù)帶入式（4.1）得= =11.1456 kNF21485.?本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)242）錐齒輪的軸向力和徑向力根據(jù)主動(dòng)錐齒輪為左旋，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)（1）主動(dòng)錐齒輪軸向力=paF(sinicos)cotg????????（4.2）式中： —表示輪齒驅(qū)動(dòng)齒廓的法向壓力角，22.5°?—齒面寬中點(diǎn)處螺旋角，主動(dòng)錐齒輪 50.5°?—節(jié)錐角，在計(jì)算小齒輪時(shí)用齒頂面錐角代替，為 16.48°，在計(jì)?算大齒輪時(shí)用齒根面錐角代替，為 72.51°。按照上式計(jì)算出來(lái)的軸向力若為正值，說(shuō)明軸向力方向離開(kāi)錐頂，若為負(fù)值，指向錐頂。徑向力為正值表明徑向力使該齒輪離開(kāi)配合齒輪，若為負(fù)值，則使該齒輪趨向相配齒輪。= =15.0242KNpaF1.456(2.sin16.48si50.cos16.48)cos0tg???（2）主動(dòng)錐齒輪徑向力（4.3）??cosinsicsRPFtg?????????=3.1243kN?1.4562.16.48i50.sin16.480RPt? ?（3）從動(dòng)錐齒輪軸向力= （4.4）aGF(sinicos)cotg????????= = 2.8590KN aG1.456(2.i7.51in0.cs72.51)s0t? ?本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)25（4）從動(dòng)錐齒輪徑向力= （4.5）RGF??cosinsicstg????????= =15.0769KNRG ?1.4562.7.51i0.sin72.510t? ?3）軸承載荷的計(jì)算主動(dòng)錐齒輪靠近錐齒輪的軸承是軸承 A主動(dòng)錐齒輪遠(yuǎn)離錐齒輪的軸承是軸承 B從動(dòng)錐齒輪靠近錐齒輪的軸承是軸承 C從動(dòng)錐齒輪遠(yuǎn)離錐齒輪的軸承是軸承 Da—主動(dòng)錐齒輪軸上兩軸承的距離，取 a=112mmb—主動(dòng)錐齒輪軸上前軸承到小齒輪端面的距離，b=42mmc—從動(dòng)錐齒輪支撐軸承中距離從動(dòng)錐齒輪近的軸承距離從動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)的距離，90mmd—從動(dòng)錐齒輪支撐軸承中距離從動(dòng)錐齒輪遠(yuǎn)的軸承距離從動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)的距離，110mm軸承 A 軸向力 = =15024.2NAaPF軸承 A 的徑向力 =AR????2 2a1（ ） （ -） RPPmbFbd??（4.6）=A????2 21.4563.14215.0468.3（ ） （ -）???本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)26=15327.90N軸承 B 軸向力 =0BA軸承 B 的徑向力 = BR22a1d（ ） （ -）RPmFba?（4.7）=B2 21.4563.1425.0468.3（ ） （ -） 1????=5395.51N軸承 C 軸向力 = =2859NCAaGF軸承 C 的徑向力 = CR??2 2aGd（ ） （ ） RmFdcc??（4.8）=C ??2 21.456015.76902.8594.（ ） （ ）9+++10????=11824.06N軸承 D 的軸向力 =0DA軸承 D 的徑向力 = DR??2 2aG（ ） （ ） RmFdcdc???（4.9）=D ??2 21.4569015.7692.854.（ ） （ -）++0+10???=5309.85N4.2 軸承的壽命校核查軸承選用表 30211 軸承的 Y 值正好是 1.5，所以不用進(jìn)行第二次校核，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)27對(duì)于這類(lèi)轉(zhuǎn)速較高的軸承也不用進(jìn)行靜強(qiáng)度校核。4.3 軸承的三維建模利用 CATIA 三維繪圖軟件繪制主動(dòng)錐齒輪軸支承軸承，如圖 4.3 所示。圖利用 CATIA 三維繪圖軟件繪制差速器殼支承軸承，如圖 4.4 所示。圖 Error! No text of specified style in documentError! Main Document Only. 差速器殼支承軸承圖 4.3 主動(dòng)錐齒輪支承軸承本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)28第五章 驅(qū)動(dòng)橋的半軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5.1 半軸扭矩的計(jì)算由于全浮式半軸工作中只承受轉(zhuǎn)矩，進(jìn)行半軸設(shè)計(jì)和校核時(shí)只根據(jù)半軸所承受的扭矩計(jì)算。按最大地面附著力計(jì)算半軸轉(zhuǎn)矩半軸所承受的轉(zhuǎn)矩為 21rmGT???（5.1） 式中： —汽車(chē)加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后橋驅(qū)動(dòng)可以選擇m?1.1～1.2，本次設(shè)計(jì)取 1.2—驅(qū)動(dòng)橋的最大靜載荷（N） ， =25940 N2G2G—附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 =0.85??—車(chē)輪的滾動(dòng)半徑（m） ，為 0.345mr將數(shù)據(jù)代入式（5.1）= =4183.80N·m1T.25940.3.85??按發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩計(jì)算半軸轉(zhuǎn)矩2emax10gTi??（5.2） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)29式中： —差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于圓錐行星齒輪差速器， =0.6? ?—發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩， =320 N·m emaxTemaxT—變速器一檔傳動(dòng)比， =5.5571gi 1gi—主減速比， =5.830i0i代入數(shù)據(jù)得 N·m 2.635.7.83=620.T???計(jì)算按結(jié)果取 和 的較小值，所以半軸的最大轉(zhuǎn)矩為1N·m1483.0T?5.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算本次設(shè)計(jì)，半軸的直徑選擇主要根據(jù)花鍵來(lái)選擇，先設(shè)計(jì)花鍵，根據(jù)花鍵尺寸直接選擇半軸直徑，以下計(jì)算是粗略估計(jì)半軸尺寸。在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行d= =(2.05～2.18) （5.3）??33196.0??T3T式中： —半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·m）， N·mT418.0?d—半軸的桿部直徑（mm）—半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力值（MPa）?????將數(shù)據(jù)代入式（5.3）d=(2.05～2.18) =33.03～35.13 mm3418.0為了半軸有更大的強(qiáng)度，初選 d=40 mm初定半軸長(zhǎng)度為 775mm（由輪距 1400mm 自己選定）5.3 半軸的強(qiáng)度計(jì)算及校核半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力校核 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)30= ≦[ ] （5.4）?316dT??0??式中： —半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力（MPa）?—半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·m） ， N·mT4183.0T?—半軸桿部直徑，d=40 mmd—半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力， =490～588 MPa??????????將數(shù)據(jù)代入式（5.4）得= =332.94MPa≦[ ]?314086.????半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力符合要求。半軸扭轉(zhuǎn)角的校核半軸的扭轉(zhuǎn)角為= （5.5）?3180pTlGI?????????式中： —扭轉(zhuǎn)角（°） ，轉(zhuǎn)角宜為每米 6°～15°—半軸長(zhǎng)度（mm） ， =775mml l—材料切變模量 MPa，鎳鉻鋼、合金鋼為 79.38MPaG—半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩（N·m） ， N·mT4183.0T?—半軸斷面的極慣性矩(mm )， = = =251327.41 mmPI 4PI2d?44將數(shù)據(jù)代入式（5.5）