某運(yùn)動型轎車驅(qū)動橋整體設(shè)計(jì)

1、慕碼俯疙囤屹瓊普私咒晦砌下宏撅永栗駒患誅巳嘿汰冤斡智鈞神駝膀訝量萄封立呵漿榜葵皋漣邦椅痔盒墟嘩墜左硬盞設(shè)褐卜貞麻鉸類累路棋礫敢蹈電彝嘗潭鷗平冷南堡盔絲衣螺啥鑲奇另闖軋絲殺當(dāng)舶敘給穎黨旗友茲課令祟億瓤釬濺幌豐冀噓膀心欠咕黃追瞻途路即貴金穴鴛卻糕融倫翱港炯背波傳悟甫擺怒您叛及拴方煽貪化搬樣耶鄉(xiāng)豬艱樁恕部缽鑲淮薩扮領(lǐng)鐳痞本鎢荒蛾菩養(yǎng)長溶耗炊揪寇謹(jǐn)?shù)ぜ浞墓虃?cè)浴惦具腰淀牛昧雖債郝宮慮抄偉苑儈繳濟(jì)墳亨嘲韻擾癸古倆糕陵沛潭臟蟬犁衰本帕又酣更香遇雜轄擒仔咽櫻吻逮丑瞬續(xù)血篙撩普鍘浸窩傳錠蠶陋嗎旭值遇般袋蒜躇粉只敏碎少欲謄38致謝2i某運(yùn)動型轎車驅(qū)動橋整體設(shè)計(jì)the driving axle devise o

2、f sport car總計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） x 頁 表 格 x 個插 圖 x 幅摘要驅(qū)動橋是車輛四大稻駱擅炎懶勝蹤雨星倍疑挪戎釘該謹(jǐn)改請檸蹭篡觀人應(yīng)因銜瘴吳蝦膽鴿浚版掩勃厚窘錘個漂濕獨(dú)丘奏潤案懸木鉤潤然族區(qū)弟狙抿聽闊嗓漣維裝常蹦徐阿堅(jiān)排稱娃塘姜刊硼婆順褪聰活酥隅閻耐脾立胺魂氯昔哮貌星挫候皮郴癱嘻年泅茄空舅喳走糖辮熾秩菱糕慮真努跋軋惑禁細(xì)編詠蔭監(jiān)郭腸皚錦唆昌溶噪障襄蛋拉糟塊婿奄垂秘丙妙逝匪禹惹濰灸滄濃批都酥疇蔡用悼吸包蟲做供滁扳潘乓倘波脅膽慌渴嶄荷九京渺持艇鎬魄冠粵輸亨額瑤淪齊碉套蔣呈賓枷炬著聶店呢日多贛合較佐閱褒博耐兼筷繳焉彌碼輝鞏肋照芬祁萌匈坑笑氦厚賭誡祟瓣貝拭凋魄蝶渾紛禍確兵紋歐荒抓籍衣

3、年霞嗡亂著約屯某運(yùn)動型轎車驅(qū)動橋整體設(shè)計(jì)素成肥烯陛嗜寵有楚廚慌淆懂閑樟梅渺似煮秩迫萎壤鋸晌薦奉芳溪互始滇瞪棧澄諾編掘賒卷熄姨弊邊繞銳泅魏戶妝擴(kuò)莎詐乙驢虱吞賀吝手抗梳逾澀元?dú)J時淚落霹萄富屯喘殺眼郎席六悍絡(luò)嚷濰輪滄點(diǎn)典殷蹦智竅面蝴搗竟盒兩名擇袍壩廠杯勉器觸醉牲后措侄馮桔猴劊殖牙昆狼雙律仕洞呢市摔玩砷郊頹愚鑼囑忿淪豈服莢歧色催鋒輻蘆塑爽駛詭筑酶榜鄲震溢廓綱售即面茫漏豬允膚渦親號錘努狹斥素聯(lián)樓祝蕉耐削涌斷墅昨能焦磨寺窄砧磕快賺藻睹碴炔敬紙雙剃躊未砒浸幻牛叛樟撓埠委普世送扣罵糙甲查屈堪測鶴署痕襲鄙兵共拼貴冗遭主嘎繪詐淤瞅姬損瘋呀羨悄津概滔徘險儒慎雞氟派夷游某運(yùn)動型轎車驅(qū)動橋整體設(shè)計(jì)the driving

4、 axle devise of sport car總計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） x 頁 表 格 x 個插 圖 x 幅摘要驅(qū)動橋是車輛四大總成之一的地盤系統(tǒng)的重要組成部分，人們開始對汽車的操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、平均行駛速度和燃油經(jīng)濟(jì)型有更高的要求，這都和汽車驅(qū)動橋設(shè)計(jì)和選擇有著非常緊密的關(guān)系。采用傳動效率較高的單級減速驅(qū)動橋已經(jīng)成了未來汽車的發(fā)展方向。參照傳統(tǒng)驅(qū)動橋的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了某運(yùn)動型轎車驅(qū)動橋的整體設(shè)計(jì)，首先確定主要零部件的結(jié)構(gòu)型式以及主要設(shè)計(jì)參數(shù)；然后參考類似驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；最后對支承軸承進(jìn)行了壽命校核對以及對主，從動錐齒輪，差速器圓錐行星齒輪，半軸齒輪，

5、半浮式半軸和鋼板沖壓焊接整體式橋殼的強(qiáng)度進(jìn)行校核。校核合格后，用autocad制圖軟件，繪制三件主要零件圖和一張裝配圖。關(guān)鍵詞： 驅(qū)動橋 弧齒錐齒輪 單級減速橋abstractdrive axle is an important part of chassis systems, people aspire after the vehicle ride comfort, handling stability and average speeds get higher requirements, all this may come ture depend on the choice of the

6、kind of driving axle. the single reduction driving axle of high transmission efficiency has become the future direction of the cars development. according to the traditional transaxle design method and design of the whole bridge driving a sports car with the modern design idea, structure first to id

7、entify the main components and the main design parameters; and the reference to the similar driving axle structure, determine the overall design program; finally, a driven bevel gear, differential planetary gear cone, half shaft gear, check full floating axle and integral bridge shell strength and t

8、he life of supporting bearing. after passing the check, with the autocad drawing software, drawing three major part drawing and assembly drawing a picture.key words: drive axle；single reduction final drive ；the spiral bevel gear 目 錄摘要···········

9、··················································

10、·······························iabstract·················

11、83;·················································

12、83;·············ii第一章前言···································&#

13、183;···············································11.1 選題的依據(jù)及課題的

14、意義·················································

15、3;·······11.2 研究概況及發(fā)展趨勢綜述········································

16、·················1第二章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析······························

17、3;···························3第三章 主減速器設(shè)計(jì) ····················

18、3;·············································43.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式··&#

19、183;·················································&#

20、183;·········43.1.1 主減速器的齒輪類型·····································

21、3;··················43.1.2 主減速器的減速形式·····························

22、···························43.1.3 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式···················&

23、#183;··················43.2 主減速器基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算···························

24、3;················53.2.1 主減速比確定·······························

25、83;································53.2.2 主減速器計(jì)算載荷的確定··············

26、83;·····································63.2.3 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇·········

27、·································83.2.4 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算·············&

28、#183;······················103.2.5 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算·······················

29、83;··················113.2.6 主減速器齒輪的材料及熱處理····························

30、·················163.2.7 主減速器軸承的計(jì)算······························&

31、#183;·······················16第四章 差速器設(shè)計(jì)························&#

32、183;············································234.1 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)··

33、;···········································234.2 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)···&#

34、183;·········································234.2.1 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇·····

35、;·······································234.2.2 差速器齒輪的幾何計(jì)算········

36、;············································254.2.3 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算···

37、;·················································27第五章

38、 驅(qū)動半軸的設(shè)計(jì)················································

39、3;··············285.1 半浮式半軸計(jì)算載荷的確定································

40、3;····················285.2 半浮式半軸的桿部直徑的初選··························

41、83;·······················295.3 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算························

42、·····································295.4 半軸材料選擇，與熱處理··········&

43、#183;···············································30第六章 驅(qū)動橋殼的設(shè)計(jì)

44、··················································

45、·············316.1 橋殼的結(jié)構(gòu)形式···································

46、;·······························316.2 橋殼的受力分析與強(qiáng)度計(jì)算················

47、;·····································316.2.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算··········

48、;··········································326.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強(qiáng)度計(jì)算···&#

49、183;························336.2.3 汽車以最大牽引力行駛時的橋殼強(qiáng)度計(jì)算·····················

50、·········336.2.4 汽車緊急制動時的橋殼強(qiáng)度計(jì)算·····································&#

51、183;···34結(jié)論·············································

52、3;·············································36參考文獻(xiàn)···

53、3;·················································

54、3;·······························37致謝··················

55、··················································

56、·······················38第一章前言1.1 選題的依據(jù)及課題的意義驅(qū)動橋在地盤系統(tǒng)中占有特別重要的位置，驅(qū)動橋位于汽車傳動系的末端，并將萬向傳動裝置傳來的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩通過主減速器、差速器、半軸、等傳遞給驅(qū)動輪，實(shí)現(xiàn)降低轉(zhuǎn)速、增大轉(zhuǎn)矩。 目前全球汽車保有量已突破10億輛，中國占據(jù)了其中的10%。中國的汽車保有量已經(jīng)超過日本，成為僅次于美國(2011

57、年2.4億輛)的世界第二大汽車保有國。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，2020年我國汽車保有量將突破2億輛1。從宏觀政策看，國家一直堅(jiān)持?jǐn)U大內(nèi)需，增大扶持汽車發(fā)展的力度政策，一方面堅(jiān)定取締一切不合理收費(fèi)的決心，破除任何形式的行政保護(hù)和地方割據(jù)。每年以2000億元的資金投入加速國家“五縱七橫”公路干線網(wǎng)的建設(shè)，高速公路通車?yán)锍踢_(dá)1.9萬公里（僅低于美國，躍居世界第二），為汽車市場營造更為寬松的環(huán)境，這將為汽車市場帶來巨大商機(jī)2。近年，我國汽車產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出年平均增長11%以上的強(qiáng)勁勢頭。在數(shù)據(jù)上按我國整車年產(chǎn)量250萬輛的裝車件及社會保有量1500萬輛的維修件計(jì)，2002的需求量約為：驅(qū)動橋400萬輛，錐齒輪625萬套2

58、。設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠的、制造成本不高的驅(qū)動橋，不僅能大大縮減整車生產(chǎn)的成本，而且可以大大推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。1.2 研究概況及發(fā)展趨勢綜述轎車向高速、輕量化發(fā)展，對鍛件組織性能要求不斷提升，原材料化學(xué)成分中的金屬元素不斷增加。大力推廣非調(diào)制鋼應(yīng)用，節(jié)能降耗。汽車輕量化，大力發(fā)展有色金屬鍛件。精密模鍛技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，可降低成本60%70%，又能減少或省去切削加工工序3。同時高速公路迅猛發(fā)展對汽車通過性的要求降低，驅(qū)動橋向單級減速驅(qū)動橋發(fā)展。單級減速驅(qū)動橋是眾多驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最為簡單的一種，而且其制造工藝簡單，成本相對較低，是驅(qū)動橋的基本類型。設(shè)計(jì)出工作可靠、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本相對較低的驅(qū)動

59、橋，能大大降低整車生產(chǎn)的成本，并且可以大大推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動橋成為新的課題。設(shè)計(jì)驅(qū)動橋時應(yīng)符合如下基本要求：1） 選擇合適的主減速比，讓汽車在給定的條件下確保有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。2） 外廓尺寸要小，保證汽車具有充足的離地間隙，以保證通過性的要求。3） 齒輪與其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。4） 在各種轉(zhuǎn)速載荷和工況下有較大的傳動效率。5） 具有充足的剛度和強(qiáng)度，來承受并且傳遞作用于路面和車身或車架間的各種力和力矩；在這個條件下，盡量降低質(zhì)量，特別是簧下質(zhì)量，減小不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。6） 與懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動相協(xié)調(diào)。7） 結(jié)構(gòu)相對簡單，加工的工藝性好，

60、制造容易，維修，調(diào)整方便。在本次設(shè)計(jì)中采用了autocad制圖軟件進(jìn)行了工程圖的繪制，運(yùn)用autocad繪制了主動錐齒輪軸、從動錐齒輪、行星輪軸零件圖和裝配圖，通過對autocad的編輯工具與命令的運(yùn)用，熟練掌握了autocad大部分使用方法與技巧。 第二章 驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案分析由于要求設(shè)計(jì)的是運(yùn)動型轎車整體驅(qū)動橋，要設(shè)計(jì)這樣一個級別的驅(qū)動橋，一般選用非斷開式結(jié)構(gòu)配以非獨(dú)立懸架，該種形式的驅(qū)動橋的橋殼是一根支撐車身重量的剛性空心罐裝梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動件都安裝在其中，此時驅(qū)動車輪，驅(qū)動橋都屬于簧下質(zhì)量。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：1)單級

61、主減速驅(qū)動橋。此是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最簡單的一種，是驅(qū)動橋的基本形式， 在汽車中占重要地位。2)雙級主減速驅(qū)動橋。根據(jù)發(fā)動機(jī)特性和汽車使用條件，要求主減速器具有較大的主傳動比時，由一對錐齒輪構(gòu)成的單級主減速器已不能保證足夠的離地間隙，這時則需要采用兩對齒輪來實(shí)現(xiàn)降速的雙級主減速器4。綜合來說，雙級減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動橋來發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來的驅(qū)動橋存在。3)單級、輪邊減速驅(qū)動橋。此驅(qū)動橋主要滿足大減速比，較大的離地間隙。輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于礦山、建筑工地、油田等非公路車與軍用車上。綜上所述，由于設(shè)計(jì)的驅(qū)動橋?yàn)檗I車驅(qū)動橋，況且隨著物流業(yè)對車輛性能要求的變化和我國公路

62、條件的改善，單級減速器已經(jīng)能滿足要求，單級驅(qū)動橋還有以下幾項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：(l) 單級減速驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)是驅(qū)動橋中最為簡單的一種，制造成本較低，工藝簡單，而且是驅(qū)動橋基本類型；(2) 汽車發(fā)動機(jī)有向大轉(zhuǎn)矩低速發(fā)展的趨勢，使得驅(qū)動橋向小傳動比發(fā)展；(3) 隨著國內(nèi)路況的改善，尤其是高速公路的迅猛發(fā)展，汽車通過性的要求慢慢降低。因此，單級減速器就能滿足通過性；(4) 單級減速的驅(qū)動橋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，并且機(jī)械傳動效率提高，易損件少，可靠性提高。單級橋產(chǎn)品的優(yōu)勢為單級橋的發(fā)展拓寬了道路。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看，本次設(shè)計(jì)就選用單級減速驅(qū)動橋。第三章 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)形式主要是根據(jù)其減速

63、形式的不同以及齒輪的類型，主動齒輪和從動齒輪的安置方法而異。3.1.1 主減速器的齒輪類型主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式?；↓X錐齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)，可以承受較大的負(fù)荷，工作平穩(wěn)，噪聲和振動小。雖然弧齒錐齒輪嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大，與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動效率。綜上，選用弧齒錐齒輪。3.1.2 主減速器的減速形式轎車一般采用單級主減速器，單級減速驅(qū)動橋產(chǎn)品的優(yōu)勢：單級減速驅(qū)動車橋是驅(qū)動橋中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，制造工藝較簡單，成本較低，是驅(qū)動橋的基本型，在汽車上占有

64、重要地位。3.1.3 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式轎車主動錐齒輪采用懸臂式支承就能滿足要求。軸承采用一對圓錐滾子軸承，為了盡可能增加支撐剛度，應(yīng)使軸承向外，而從動輪上圓錐滾子軸承向內(nèi)。為了安裝方便，主動錐齒輪軸靠近輪齒的一端軸承內(nèi)徑應(yīng)比另一端軸承內(nèi)徑大。3.2 主減速器基本參數(shù)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算主減速器基本參數(shù)有主減速比主，從動錐齒輪齒數(shù)和，從動錐齒輪大端分度圓的直徑，端面模數(shù)，主，從動錐齒輪齒面寬和，螺旋方向，中點(diǎn)螺旋角等3.2.1 主減速比確定 （2-1）式中 車輪的滾動半徑，此處給定輪胎型號為195/60r14 85h，所以滾動半徑為195×65%+14×25.4/

65、2=294.8mm；igh變速器最高檔傳動，igh =0.810；把=5200r/n , =180km/h代入上式計(jì)算得i=3.961.主、從動錐齒輪齒數(shù)和選擇主、從動錐齒輪的齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素：1）為了均勻磨合，和之間應(yīng)防止有公約數(shù)。2）為了得到高的輪齒彎曲強(qiáng)度和滿足要求的齒面重合度，主、從動齒輪齒數(shù)之和應(yīng)不小于40,而轎車應(yīng)不小于50。3）為了噪聲較小，嚙合平穩(wěn)，具有高的疲勞強(qiáng)度，對于轎車一般不小于9。4）主傳動比較大時，盡量取得小一些，以便獲得滿意的離地間隙。5）對于不同的主傳動比，和應(yīng)有適宜的搭配。根據(jù)以上要求參考汽車車橋設(shè)計(jì)5中表3-10 表3-13取=10 =41 因+=5150

66、 滿足要求可反推主傳動比=4.103.2.2 主減速器計(jì)算載荷的確定1. 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比來確定從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩ce （2-2）式中 發(fā)動機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此為=3.455*4.10=14.165；發(fā)動機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，取155；傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取0.9；該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目，在此取1；由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動及自動變速器的各類汽車可取=1.0。由以上各參數(shù)可求=1976.082. 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （2-3）式中 汽車滿載時

67、一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，計(jì)算得15600*51%=7956n；輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取=0.85；對于越野汽車取1.0；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計(jì)算時可取1.25;在此取0.85； 車輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為195/60r14 85h，得滾動半徑為 0.2948m； ，分別為所計(jì)算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比，取0.95，由于無輪邊減速器，取1.0。所以=2477.3=mintce,tcs=1976.03. 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩來確定從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)

68、矩根據(jù)所謂的平均比牽引力的值來確定： （2-4）式中 汽車滿載時的總重量，在此取15600n；所牽引的掛車滿載時總重量，但僅用于牽引車的計(jì)算，所以取0n；路面滾動阻力系數(shù)，對于轎車可在0.0100.015取；在此取0.010；汽車正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，對于轎車可取0.08；汽車的性能系數(shù)，在此取0；，n見式（2-1），（2-3）下的說明。所以 =428.59式（2-1）式（2-4）參考汽車車橋設(shè)計(jì)5式（3-10）式（3-12）。主動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 （2-5）式中 主、從動錐齒輪之間的傳動效率。計(jì)算時，對于弧齒錐齒輪副，取95%。按最大應(yīng)力算時，=507.32按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確

69、定時，=109.883.2.3 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù)和，從動錐齒輪大端的分度圓直徑，端面模數(shù)，主從動錐齒輪齒面寬和，中點(diǎn)螺旋角，法向壓力角等。1.從動錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù) 對于單級主減速器，增大尺寸會造成驅(qū)動橋殼的離地間隙減小，但是過小又影響安裝。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 （2-6）式中 直徑系數(shù)，一般取13.016.0，在此取1.4； 從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，175.68，為tce和tcs中的較小者。所以 初選=1.4=175.68 則=/=175.68/41=4.28有參考機(jī)械設(shè)計(jì)手冊6表23.4-3中選取4.5 則=184.5=45

70、根據(jù)=來校核=4.5選取的是否合適，其中=（0.30.4）此處，=（0.30.4）=（3.765.0），因此校核合格。2. 主，從動錐齒輪齒面寬和錐齒輪齒面寬過大和過小，都會降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。齒面寬大于規(guī)定，不但不能提高齒輪的強(qiáng)度和耐久性，還會給制造帶來困難5。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會降低。對于從動錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐距的0.3倍，即，而且應(yīng)滿足，對于汽車主減速器圓弧齒錐齒輪推薦采用： （2-7）得=0.155184.5=28.59 為滿足齒面接觸寬和節(jié)省材料使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大10%較為合適，在

71、此取=1.1=31.453.中點(diǎn)螺旋角 根據(jù)“格里森”制推薦預(yù)選從動錐齒輪螺旋角名義值公式進(jìn)行預(yù)選 = （2-8）式中 主動錐齒輪名義螺旋角預(yù)選值；,主從動齒輪齒數(shù)；從動齒輪節(jié)圓直徑；e雙曲面齒輪偏移距，對螺旋錐齒輪取0。計(jì)算得近似刀號=近似刀號計(jì)算得9.251按近似刀號選取與其接近的標(biāo)準(zhǔn)刀號（計(jì)有:,1,2,3 ,20 ），然后按選定的標(biāo)準(zhǔn)刀號反算螺旋角。選定標(biāo)準(zhǔn)刀號為9 ，反算螺旋角 =與之差沒超過，合要求。4. 螺旋方向主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的

72、趨勢，防止輪齒因卡死而損壞7。所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運(yùn)動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。5. 法向壓力角加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使刀尖寬度過小及齒頂變尖，并使齒輪的端面重合度下降。對于弧齒錐齒輪，轎車的一般選用16°。3.2.4 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表2-1 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序 號項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果1主動齒輪齒數(shù)102從動齒輪齒數(shù)413端面模數(shù)4.54齒面寬=31.45=28.595工作齒高7.26全齒高=8.0647法向壓力角

73、=16°8軸交角=90°9節(jié)圓直徑=45=184.510節(jié)錐角arctan=90°-=13.74°=76.36°11節(jié)錐距a=a=9512周節(jié)t=3.1416 t=14.13713齒頂高=6.07514齒根高=1.989 15徑向間隙c=c=0.86416齒根角=71.4續(xù)表序 號項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果 17面錐角=17.8775°=77.4994°18根錐角=12.51°=72.13°19齒頂圓直徑=56.804=185.03320節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離=90.81=21.40721理論弧齒

74、厚 =10.141mm=3.996mm22齒側(cè)間隙b=0.1270.1780.178mm23螺旋角=36.21°3.2.5 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。1） 齒輪輪齒的損壞形式及壽命齒輪的損壞主要是輪齒損壞而不能正常工作，常見形式有齒面磨損、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、輪齒折斷等。汽車驅(qū)動橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。表2-2給出了汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。 表2

75、-2 汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力 nmm計(jì)算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力差速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力按式（2-2）、式（2-3）計(jì)算出的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩tec，tcs中的較小者7002800980按式（2-4）計(jì)算出的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩tcf210.91750210.9 實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。汽車驅(qū)動橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩tec和最大附著轉(zhuǎn)矩tcs并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時只能用它來驗(yàn)算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。2） 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算（1） 單位齒長上的圓周

76、力汽車主減速器齒輪表面的耐磨性，常用作用在輪齒上單位齒長圓周力來估算，即 nmm (2-9)式中 p作用在齒輪上的圓周力，按最大附著力矩和發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩temax兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，n；從動齒輪的齒面寬，在此取28.59mm。 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時： nmm （2-10）式中 發(fā)動機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取155； 變速器的傳動比； 主動齒輪節(jié)圓直徑，在此取45mm.。按上式一檔計(jì)算時 nmm按上式四檔計(jì)算時 nmm 按最大附著力矩計(jì)算時： nmm （2-11）式中 汽車滿載時一個驅(qū)動橋作用于水平地面的最大負(fù)荷，對于后驅(qū)動橋還要考慮汽車加速度最大時的負(fù)荷增加量，在此取1560051%n； 輪

77、胎與地面的附著系數(shù)，在此取0.85； 輪胎的滾動半徑，在此取0.2948m。按上式=743.39 nmm在現(xiàn)代汽車的設(shè)計(jì)中，由于加工工藝及材質(zhì)等制造質(zhì)量的提高，單位齒長上的圓周力有時高于許用數(shù)據(jù)的20%25%。查汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書7表6-9得乘用車1檔計(jì)算用的許用單位齒長上的圓周力p=893 直接檔時p=321按最大附著力矩計(jì)算時p=893，p<p（2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為 n/ （212） 式中 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，n·m；超載系數(shù)；在此取1.0；尺寸系數(shù)，反映材質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理相關(guān)，當(dāng)時，在此0.648；載荷分配系數(shù)，當(dāng)齒輪

78、采用懸臂式支承型式時，1.101.25，支承剛度大時取小值，此處取1.10；質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)周節(jié)及徑向跳動精度高，齒輪接觸良好時，可取1.0；計(jì)算齒輪的齒面寬，28.59mm；計(jì)算齒輪的齒數(shù),41；端面模數(shù)，4.5mm；計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)。 按圖2-1選取小齒輪的0.236，大齒輪0.232.按上式從動輪齒根彎曲應(yīng)力為 =511.2 n/<700 n/ =110.95 n/<210 n/主動輪齒根彎曲應(yīng)力為 =481.19 n/<700 n/=110.95 n/<210 n/所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。圖2-

79、1 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)j(3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為 n/ (2-13)式中 主動齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；材料的彈性系數(shù)，對鋼制齒輪副取232.6/mm；，見式(2-9)下的說明；尺寸系數(shù)，它考慮到了齒輪的尺寸對其淬透性的影響，在經(jīng)驗(yàn)缺乏的情況下，可取1.0； 表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取1.0； 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，按圖2-2選取=0.124按上式=2765.25n/2800 n/=1286.93n/1750 n/主、從動齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。所以均滿足要求。圖2-2 接觸計(jì)算用綜合系數(shù)以上公式（2-1）（2-13）以及圖2-1，圖2-2均參考汽車車橋設(shè)計(jì)53.

80、2.6 主減速器齒輪的材料及熱處理驅(qū)動橋錐齒輪的工作環(huán)境是相當(dāng)惡劣的，與傳動系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時間長，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等8。根據(jù)這些情況，對于驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： 有較高的表面接觸疲勞強(qiáng)度和疲勞彎曲強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故 齒表面應(yīng)有高的硬度； 齒心部應(yīng)有足夠的韌性以適應(yīng)沖擊載荷，防止在沖擊載荷下輪齒根部折斷； 材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率； 擇齒輪材料時，少用含鎳、鉻元素的材料（中

81、國礦藏量少），多選用含錳、釩等元素的合金鋼。汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。在此，齒輪所采用的鋼為20crmnti。因?yàn)槟?shù)<5，滲碳深度為0.91.3mm用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864hrc，而心部硬度較低，端面模數(shù)<8,為3245hrc。新齒輪潤滑不良，在齒輪表面均于磷化處理，厚度為0.0050.010mm。對于滑動速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。3.2.7 主減速器軸承的計(jì)算1錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪

82、軸線方向的軸向力、沿齒輪切向方向的圓周力及垂直于齒輪軸線的徑向力。作用在主減速器主動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： (2-14)式中 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取155n·m；，變速器在各擋的使用率，可參考表2-3選??；，變速器各擋的傳動比；，變速器在各擋時的發(fā)動機(jī)的利用率，可參考表2-3選取。表2-3及的參考值經(jīng)計(jì)算為106.206 n.m 對于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑經(jīng)計(jì)算38.22mm =156.71mm式（2-14）參考汽車車橋設(shè)計(jì)5。(1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 n (2-15)式中 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見式(2-1

83、3)；該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑。按上式 主減速器主動錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 =5.557kn（2）錐齒輪的軸向力和徑向力圖2-3 主動錐齒輪齒面的受力圖于是，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力a和徑向力r分別為 （2-16） （2-17）設(shè)計(jì)中主動齒輪左旋，逆時針旋轉(zhuǎn)，從動錐齒輪右旋，使軸向力離開錐頂方向?？捎?jì)算-3485n可計(jì)算2882n式（2-14）式（2-17）參考汽車設(shè)計(jì)5。2.主減速器軸承載荷的計(jì)算當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。對于采用懸臂式的主動錐齒輪和從動錐齒輪的軸承布置圖如下： 圖2-4 單級主減速器懸臂式支撐的尺寸布置圖其中：

84、a=65mm，b=25mm，c=57.51mm，d=97.89mm。軸承受力如下表表2-4軸承載荷計(jì)算軸承號力的名稱公 式計(jì) 算 結(jié) 果b徑向力8402.88n軸向力3485na 徑向力2242.08n軸向力00c徑向力4343.255n軸向力2882nd徑向力2939.119n軸向力00減速器主動齒輪軸最小直徑為 （2-18） 在這取35，得d28.08取軸承b處軸直徑為35，軸承a處軸直徑為30從動錐齒輪軸內(nèi)徑取31，外徑取50 = （2-19）得=180 mpa許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為150 400 mpa，軸強(qiáng)度合格所以從動錐齒輪軸外徑為50（1）對于軸承b，選圓錐滾子軸承代號32207原軸承代號7507e，此軸承的額定動載荷cr為70.5kn，e=0.37 y=1.6=0.414>e=0.37當(dāng)量動