載貨汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)定稿

1、學(xué)士學(xué)位畢業(yè)論文載貨汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：所在學(xué)院：專(zhuān) 業(yè)： 中國(guó)·大慶2013 年 6 月摘要本說(shuō)明書(shū)闡述的內(nèi)容是關(guān)于低速載貨汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程。驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)行駛系的重要組成部分，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車(chē)輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能。所以其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到整車(chē)性能的好壞。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者本著嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。在方案論證部分，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說(shuō)明。本設(shè)計(jì)選用了單級(jí)減速器，采用的是螺旋錐齒輪嚙合傳動(dòng)，盡量的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮減尺寸，有效的利用空間，充分減少

2、材料浪費(fèi)，減輕整體質(zhì)量。由于是輕型貨車(chē)，主要是在路面較好的條件下行駛，因此沒(méi)有使用差速鎖。在設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核部分，對(duì)主減速器主從動(dòng)齒輪、差速器齒輪、半軸和橋殼等重要部件的參數(shù)作了選擇。同時(shí)也對(duì)以上的幾個(gè)部件進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。最后，根據(jù)所選參數(shù)繪制工程圖。關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋 主減速器 設(shè)計(jì) 參數(shù)選擇AbstractThis manual describes the content of the assembly process of analysis and design of low-speed truck drive axle. Drive axle is an important par

3、t of the vehicle driving system, its basic function is to increase the drive shaft or transmission came directly from the torque, the torque distribution to the left, right and left, right wheel, to drive the wheels with the car driving kinematics required differential function. So the design qualit

4、y is directly related to vehicle performance. So in the design process, the designer in the rigorous and serious attitude design. In the part of demonstration program, the drive axle and its assembly structure form selection for specific instructions. This design uses a single-stage reducer, adopts

5、the meshing of spiral bevel gears, it can simplify the structure, reduce the size, effective space utilization, to reduce material waste, to reduce the overall quality. Because it is a light truck, is running in good condition under the road, so there is no use differential lock. In the design calcu

6、lation and strength check parts, parameters of the main reducer driven important parts of gear, gear, axle and axle housing, made a choice. At the same time also to several parts above the necessary to check the calculation.Finally,I draw. the Engineering drawings according to the selected parameter

7、Keywords：Drive axle;The main reducer;Design;Parameter selection.目錄摘要IAbstractII1 緒論11.1 本課題的研究目的和意義11.2 驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀11.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容21.4 設(shè)計(jì)背景22 總體方案論證32.1 驅(qū)動(dòng)橋概述32.2 方案選擇42.3 設(shè)計(jì)的要求43 主減速器設(shè)計(jì)53.1 主減速器概述53.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析53.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案83.4 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì)93.5 主減速器錐齒輪的材料133.6 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算133.7 主減速器圓錐滾子軸承的計(jì)算163.8 主減速器

8、的潤(rùn)滑204 差速器設(shè)計(jì)214.1 差速器概述214.2 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇214.3 對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器的差速原理224.4 對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)234.5 差速器齒輪的材料264.6 對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算265 半軸設(shè)計(jì)285.1 半軸概述285.2 半軸的型式選擇285.3 全浮式半軸計(jì)算載荷的確定295.4 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理316 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì)316.1 驅(qū)動(dòng)橋概述316.2 橋殼的結(jié)構(gòu)型式326.3 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算32結(jié)論34參考文獻(xiàn)35致謝36附錄37附錄421 緒論1.1 本課題研究的目的和意義隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車(chē)的作用日益明顯，已成了我們生

9、活比不缺少的工具。汽車(chē)發(fā)展程度也成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)志。汽車(chē)不僅作為一種代步工具，同時(shí)它在運(yùn)輸業(yè)中也有著非常重要的地位，特別是在一些短途運(yùn)輸中。因此載貨汽車(chē)的發(fā)展也非常迅速，載貨汽車(chē)總的分為重型和輕型兩種。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)的各種總成中是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的總成。例如，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。由此可見(jiàn)，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。并且隨著近年來(lái)油價(jià)的上漲，汽車(chē)的運(yùn)輸成本也越來(lái)越高，因此在保證汽車(chē)的動(dòng)力性的前提下，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也變得非常重

10、要。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者，也是整個(gè)機(jī)器的心臟，而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。同時(shí)，人們對(duì)于汽車(chē)的行駛平順性、操作穩(wěn)定性和平均行駛速度有了更高的要求，這都和汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的選擇有著非常重要的關(guān)系。綜上所述，通過(guò)對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。1.

11、2 驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，采用后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車(chē)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，操作性能好。維修費(fèi)用低也是后輪驅(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)很大的差別。如果變速器出了障礙，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車(chē)就不需要進(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)部件是坐在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車(chē)更加安舒適，從而帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車(chē)橋依賴(lài)進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車(chē)橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。國(guó)內(nèi)車(chē)橋

12、長(zhǎng)的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車(chē)橋廠(chǎng)家還不多，一些廠(chǎng)家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車(chē)和牽引車(chē)在行駛過(guò)程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中。在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國(guó)和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的功用是承載和驅(qū)動(dòng)。在這兩方面，今年來(lái)出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高?？傮w而言，現(xiàn)在汽車(chē)向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢(shì)，要求車(chē)橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長(zhǎng)和低生產(chǎn)成本。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的廠(chǎng)家較多，品種和規(guī)

13、格也較齊全，其性能和質(zhì)量基本上能夠滿(mǎn)足國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的使用需求，呈現(xiàn)了明顯的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)：由進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品向國(guó)產(chǎn)化發(fā)展，由小作坊向正規(guī)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品發(fā)展，由引進(jìn)國(guó)外技術(shù)向自主研發(fā)發(fā)展。在技術(shù)方面，通過(guò)不斷提高自身鑄鍛造技術(shù)及工藝水平來(lái)保證研發(fā)產(chǎn)品制造質(zhì)量；通過(guò)利用先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)輔助手段來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的；通過(guò)不斷學(xué)習(xí)吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)與國(guó)際接軌的目標(biāo)，從而提高產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力；通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)及方法來(lái)提高產(chǎn)品的性能，滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程。1.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)，其主要的研究?jī)?nèi)容有：（1）研究國(guó)內(nèi)外汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)以及目前主要

14、存在問(wèn)題等基本情況，研究各種驅(qū)動(dòng)橋的優(yōu)缺點(diǎn)、使用情況、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其基本的原理等內(nèi)容；（2）驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案的分析、選擇與匹配；（3）主減速器的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比與選擇、主要參數(shù)的選擇；（4）差速器的設(shè)計(jì)，包括結(jié)構(gòu)形式的對(duì)比與選擇、主要參數(shù)的選擇；（5）驅(qū)動(dòng)橋橋殼以及強(qiáng)度的分析；（6）驅(qū)動(dòng)橋總成及部分零部件工程圖的繪制。1.4 設(shè)計(jì)背景本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì),對(duì)于一些參數(shù)的選擇，本設(shè)計(jì)參照東風(fēng) 勁諾卡車(chē)。技術(shù)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率: 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 裝載質(zhì)量 汽車(chē)總質(zhì)量 最大車(chē)速 輪胎 規(guī)格： 9.00-202 總體方案論證2.1 驅(qū)動(dòng)橋概述驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，是汽車(chē)傳動(dòng)系的

15、重要組成部分，一般由主減速器、差速器、半軸和橋殼等組成。其功用是：將萬(wàn)向傳動(dòng)裝置傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩通過(guò)主減速器、差速器、半軸等傳到驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，實(shí)現(xiàn)降速增矩；通過(guò)主減速器圓錐齒輪副改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向；通過(guò)差速器實(shí)現(xiàn)兩側(cè)車(chē)輪差速的作用，必要時(shí)保證內(nèi)、外車(chē)輪以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)向；承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。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)

16、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。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)。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

17、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)。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

18、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。2.2 方案選擇對(duì)幾種驅(qū)動(dòng)橋的布置形式進(jìn)行比較，考慮幾種布置形式的優(yōu)缺點(diǎn)及實(shí)用性，本設(shè)計(jì)選擇普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。驅(qū)動(dòng)橋采用普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車(chē)。它的特點(diǎn)是橋殼是一根支撐在左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的剛性空心梁，而齒輪及半軸等所有的傳動(dòng)機(jī)件

19、都裝在其中。這雖然使汽車(chē)的簧下質(zhì)量增大，但是鑒于上述的優(yōu)點(diǎn)，可在驅(qū)動(dòng)橋的主減速器以及驅(qū)動(dòng)橋橋殼上優(yōu)選以減輕質(zhì)量，這樣可彌補(bǔ)不足。如主減速器的型式（單級(jí)主減速器）、減速器殼的材料（高強(qiáng)度的球墨鑄鐵代替普通的可鍛造鑄鐵來(lái)鑄造減速器殼）以及橋殼的形式（采用鋼板沖壓焊接的整體式橋殼及鋼管擴(kuò)制的整體式橋殼）。2.3 設(shè)計(jì)的要求本設(shè)計(jì)是在保證動(dòng)力性好的前提下，提高燃油經(jīng)濟(jì)性、汽車(chē)平順性和汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的輕型載貨汽車(chē)。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

20、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)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。3 主減速器設(shè)計(jì)3.1 主減速器概述主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動(dòng)齒數(shù)多的錐齒輪。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置的汽車(chē)，其主減速器還利用錐齒輪傳動(dòng)以改變動(dòng)力方向。由于汽車(chē)在各種道路上行使時(shí)，其驅(qū)動(dòng)輪上要求必須具有一定的驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)

21、輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器后，便可使主減速器前面的傳動(dòng)部件如變速器、萬(wàn)向傳動(dòng)裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。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 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析3.2.1主減速器齒輪類(lèi)型在現(xiàn)代汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋上，主減速

22、器采用的最廣泛的是“格里森”制或“奧利康”制的螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。在雙級(jí)主減速器中，通常還要加一對(duì)圓柱齒輪（多采用斜齒圓柱齒輪，少數(shù)采用直齒或人字形齒輪圓柱齒輪）或一組行星齒輪。在論辯減速器中則常采用普通平行軸式布置的斜齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)或行星齒輪傳動(dòng)。在某些公共汽車(chē)、無(wú)軌電車(chē)和超重型汽車(chē)的主減速器上，有時(shí)也采用渦輪傳動(dòng)。螺旋錐齒輪 其主、從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)相較于一點(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，主減速齒輪副都是采用90°交角的布置。由于齒輪面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受最大的負(fù)荷。加之其輪齒不是在齒的全場(chǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一

23、段連續(xù)兒平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也是很小的。雙曲面齒輪 其主、從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)不想交而呈空間交叉。其空間交叉角（即將以周線(xiàn)評(píng)議，使之與另一軸線(xiàn)相交的交角）也都是采用90°。主動(dòng)齒輪軸相對(duì)于從動(dòng)齒輪齒輪軸有向上或向下的偏移，稱(chēng)為上偏置或下偏置。螺旋錐齒輪由于齒輪副的軸線(xiàn)相交而使得主、從動(dòng)齒輪的螺旋角相等的情況不同，雙面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)齒輪螺旋角。如果保持兩種傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一樣，則雙曲面從動(dòng)齒輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對(duì)于主減速比大于4.5的傳動(dòng)有其優(yōu)越性。由于雙曲面主動(dòng)齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比

24、螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)工作得更加平穩(wěn)，無(wú)噪聲，強(qiáng)度也高。（b）（a）圖3-1 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪(a) 螺旋錐齒輪 (b) 雙曲面齒輪3.2.2主減速器減速形式主減速器的減速型式可分為單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單極貫通、雙極貫通、單極或雙極減速配以輪邊減速等。減速型式的選擇與汽車(chē)的類(lèi)型及使用條件有關(guān)，有時(shí)也與制造廠(chǎng)已有的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性等整車(chē)性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動(dòng)橋下的離地間隙；驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及布置型式等。若僅就主減速比的大小對(duì)選擇減速型式的影響而言，通常減速型式的影響而言，通常，當(dāng)主減速比(對(duì)于貫通

25、式驅(qū)動(dòng)橋)時(shí)，應(yīng)采用單極減速；當(dāng)時(shí)，可采用雙級(jí)減速；當(dāng)且要求有較大的離地間隙時(shí)，需配以輪邊減速。影響減速形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)和布置形式以及傳動(dòng)比，其中的大小影響汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。單級(jí)主減速器由于單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積及質(zhì)量小且制造成本等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于主減速比的各種中、小型汽車(chē)上。例如，轎車(chē)、輕型卡車(chē)都是采用單級(jí)主減速器，大多數(shù)的中型載貨汽車(chē)也采用這種形式。一般轎車(chē)的主減速比為，而多數(shù)裝有單級(jí)主減速器的載貨汽車(chē)的主減速比選為單級(jí)主減速器都是采用一對(duì)螺旋錐齒或雙曲面齒輪，也可采用蝸輪傳動(dòng)減速。 單級(jí)主減速器的結(jié)構(gòu)型式，尤其是其齒

26、輪的支承型式和拆裝方法，與橋殼的結(jié)構(gòu)型式密切相關(guān)。根據(jù)橋殼結(jié)構(gòu)型式的不同，單級(jí)主減速器又有以下四種典型結(jié)構(gòu)。（1）采用組合式橋殼的單級(jí)主減速器在某些小型汽車(chē)上，有時(shí)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、造價(jià)低的組合式橋殼單級(jí)主減速器。其主減速器殼與橋殼鑄成一個(gè)整體，主動(dòng)錐齒輪軸承與差速器軸承都直接支承在與橋殼連成一體的主減速器殼上，因此其支承剛度大，有利于齒輪的正確嚙合。（2）采用對(duì)分式橋殼的單級(jí)主減速器這種結(jié)構(gòu)僅見(jiàn)于中、小型汽車(chē)上。這種減速器橋殼的中間部分同時(shí)也是主減速器殼，它由一個(gè)縱向合面將其分為左右兩部分，并由在接合面處的一圈螺栓聯(lián)接成一個(gè)整體。（3）采用整體式橋殼的單級(jí)主減速器其主減速器殼是與橋殼分開(kāi)

27、的，主減速器的全部零件都裝在主減速器上，然后將其作為一個(gè)已安裝、調(diào)整好的獨(dú)立總成而插入整體式橋殼內(nèi)。雙級(jí)主減速器雙級(jí)主減速器由兩級(jí)齒輪減速器組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大，制造成本也顯著增加，因此僅用于主減速比較大()且采用單級(jí)減速不能滿(mǎn)足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車(chē)上。以往在某些中型載貨汽車(chē)上雖有采用，但在新設(shè)計(jì)的現(xiàn)代中型載貨汽車(chē)上已很少見(jiàn)。這是由于隨著發(fā)動(dòng)機(jī)功率的提高、車(chē)輛整備質(zhì)量的減小以及路面狀況的改善，中等以下噸位的載貨汽車(chē)往具有更高車(chē)速的方向發(fā)展，因而需采用較小主減速比的緣故。對(duì)于載荷及道路狀況變化大、使用條件非常復(fù)雜的重型載貨汽車(chē)來(lái)說(shuō)，要想選擇一種主減速比來(lái)使汽車(chē)在滿(mǎn)載甚至牽引

28、井爬陡坡或通過(guò)壞路面時(shí)具有足夠的動(dòng)力性，而在平直而良好的硬路面上單車(chē)空載行駛時(shí)又有較高的車(chē)速和滿(mǎn)意的娥料經(jīng)濟(jì)性，是非常困難的。為了解決這一矛盾，提高汽車(chē)對(duì)各種使用條件的適應(yīng)性，有的重型汽車(chē)采用具有兩種減速比并可根據(jù)行駛條件來(lái)選擇檔位的雙速主減速器。它與變速器各檔相配合，就可得到兩倍于變速器的檔位。顯然，它比僅僅在變速器中設(shè)置超速檔，即僅僅改變傳動(dòng)比而不增加檔位數(shù)，更為有利。當(dāng)然，用雙速主減速器代替半衰期的超速檔，會(huì)加大驅(qū)動(dòng)橋的質(zhì)量，提高制造成本，并要增設(shè)較復(fù)雜的操縱裝置，因此它有時(shí)被多檔變速器所代替 單級(jí)貫通式主減速器。3.2.3方案選擇通過(guò)考慮驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要求及經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)方案論證，

29、本設(shè)計(jì)主減速器采用螺旋錐齒輪單級(jí)主減速器。圖3-2 螺旋錐齒輪傳動(dòng)3.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案主減速器中心必須保證主從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。3.3.1 主動(dòng)錐齒輪的支承(b)跨置式支承(a)懸臂式支承圖3-3 主動(dòng)錐齒輪支承形式主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種(如圖3-2)。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖(b)示）。齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱(chēng)兩端支承式。跨置式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作

30、用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的以下而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至1/51/7。齒輪承載能力較懸臂式可提高左右。裝載質(zhì)量為以上的汽車(chē)主減速器主動(dòng)齒輪都是采用跨置式支承。本課題所設(shè)計(jì)的貨車(chē)裝載質(zhì)量為，所以選用跨置式。3.3.2 從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖3-3示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性，應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應(yīng)是等于或大于。圖3-4 從動(dòng)錐齒輪支撐形式3.4 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì)主減速比、驅(qū)動(dòng)橋

31、的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。3.4.1 主減速比的確定主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)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)性都有直接影響。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)比一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定?？衫迷诓煌碌墓β势胶鈦?lái)研究對(duì)汽車(chē)動(dòng)力性的影響。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來(lái)選擇值，可使汽車(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)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)尤其是競(jìng)賽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速的情況下，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)值應(yīng)按下式來(lái)確定： (3

32、.1)式中:車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，；變速器量高檔傳動(dòng)比，。對(duì)于其他汽車(chē)來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車(chē)速稍有下降，一般選擇比上式求得的大，即按下式選擇： （3.2）式中：分動(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比輪邊減速器的傳動(dòng)比。根據(jù)所選定的主減速比值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車(chē)總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。把,代入（3.2）計(jì)算出 3.4.2 主從動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)矩計(jì)算從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 (3.3)式中：-計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；-計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，；-分動(dòng)器傳動(dòng)比，；-主減速器傳動(dòng)比，；-變速器傳動(dòng)效率，；-液力變矩器變矩系數(shù)，;-由于猛接離合器而產(chǎn)生

33、的動(dòng)載系數(shù)，；-變速器最低擋傳動(dòng)比，。代入式（3.3），有：主動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩：3.4.3 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇（1）主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素；為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)度，大小齒輪的齒數(shù)和不少于40在貨車(chē)主減速器中，小齒輪齒數(shù)不小于8。初定主動(dòng)齒輪齒數(shù)，從動(dòng)齒輪齒數(shù)，（38有公約數(shù)）。（2）主、從動(dòng)錐齒輪齒形參數(shù)計(jì)算從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑 取齒輪端面模數(shù) 取主從動(dòng)錐齒輪齒面寬度?。?）螺旋錐齒輪參數(shù)計(jì)算方法和計(jì)算結(jié)果，結(jié)果見(jiàn)表3-1.表3-1 螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)2從動(dòng)齒輪齒數(shù)3端面模數(shù)4齒面寬5齒工作

34、高6齒全高7軸交角8節(jié)圓直徑續(xù)表3-1序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果9節(jié)錐角10節(jié)錐距11周節(jié)12齒頂高13齒根高14徑向間隙15齒根角16面錐角17根錐角18外圓直徑19螺旋方向主動(dòng)齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪為右旋20旋轉(zhuǎn)方向向齒輪背面看去，主動(dòng)齒輪為順時(shí)針，從動(dòng)齒輪為逆時(shí)針（4）中點(diǎn)螺旋角弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的。汽車(chē)主減速器弧齒錐齒輪螺旋角的平均螺旋角一般為。貨車(chē)選用較小的值以保證較大的，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。取。（5）法向壓力角法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可以使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對(duì)于貨車(chē)弧齒錐齒輪，一般選用。3.5 主減速器錐齒輪的材料驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的

35、工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿(mǎn)足如下的要求：（1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。（2）齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。（3）鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。（4）選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻呀的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。汽車(chē)主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB

36、、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.17%0.23%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類(lèi)材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層的剝落。為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，作厚度為0.0050.020mm的磷化處理或鍍

37、銅、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。3.6 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算3.6.1 單位齒長(zhǎng)圓周力按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) (3.4)式中：變速器傳動(dòng)比，常取一擋傳動(dòng)比，；主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑mm；其它符號(hào)同前；將各參數(shù)代入式（3.4），有：由于，錐齒輪的表面耐磨性滿(mǎn)足要求。3.6.2 齒輪彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： (3.5)式中：錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力，MPa；T齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；過(guò)載系數(shù)，一般取1；尺寸系數(shù)，0.772；齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，；質(zhì)量系數(shù)，取1；所計(jì)算的齒輪齒面寬；所討論齒輪大端分

38、度圓直徑；齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取，；圖3-5 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)對(duì)于主動(dòng)錐齒輪， ；從動(dòng)錐齒輪，；將各參數(shù)代入式（3.5），有：主動(dòng)錐齒輪：從動(dòng)錐齒輪：由于主、從動(dòng)錐齒輪的，輪齒彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。3.6.3 輪齒接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： (3.6)式中：錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力，MPa；D1主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，；b主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值，b=51mm；齒面品質(zhì)系數(shù)，；綜合彈性系數(shù)，；尺寸系數(shù)，；主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，；圖3-6 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù)選擇同前。將各參數(shù)代入式 （3.6），有：由于，輪齒接觸強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。3.7 主減速器圓錐滾子軸

39、承的計(jì)算3.7.1 錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過(guò)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切線(xiàn)方向的圓周力、沿齒輪軸線(xiàn)方向的軸向力以及垂直于齒輪軸線(xiàn)的徑向力。（1）齒寬中點(diǎn)處的圓周力F (3.7)式中：用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩。主動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩；從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑。由式（3.8）確定，即 (3.8)式中：從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑；從動(dòng)齒輪齒面寬；從動(dòng)齒輪節(jié)錐角；將各參數(shù)代入式(3.8)，有：將各參數(shù)代入式(3.7)，有：對(duì)于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動(dòng)齒輪上的圓周力是相等的。（2）錐齒輪的軸向力和徑向力主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽?；旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的

40、軸向力和徑向力分別為 (3.9) (3.10)將各參數(shù)分別代入式(3.9) 與式(3.10)中，有：從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為 (3.11) (3.12)將各參數(shù)分別代入式(3.11) 與式(3.12)中，有：3.7.2 錐齒輪軸承的載荷計(jì)算當(dāng)錐齒輪齒面上所受的圓周力、軸向力和徑向力計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。圖3-7為單級(jí)主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖: 圖3-7 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸其尺寸為：a=48mm，b=24mm，c=92mm，d=61mm，e=41,由主動(dòng)錐齒輪齒面受力簡(jiǎn)圖（圖3-7所示），得出各軸承所受的徑向力和軸向力：軸

41、承A、B徑向力 (3.13) (3.14)軸向力 (3.15)將各參數(shù)代入式（3.13）、（3.14）與（3.15），有：,軸承C徑向力 (3.16)軸向力 (3.17)將各參數(shù)代入式（3.16）與（3.17），有：軸承D徑向力 (3.18)軸向力 (3.19)將各參數(shù)代入式（3.18）與（3.19），有：3.7.3 主減速器軸承的當(dāng)量載荷計(jì)算（1）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷按當(dāng)量轉(zhuǎn)矩求出軸承的徑向載荷及軸向載荷以后，即可按下式求軸承的當(dāng)量載荷： (3.21)式中：徑向系數(shù)；軸向系數(shù)。錐齒輪圓錐滾子軸承值為0.36，故，由此得。另外查得載荷系數(shù)將各參數(shù)代入式（3.21）中，有：（2）軸承的選擇軸承應(yīng)有的基

42、本額定動(dòng)負(fù)荷 (3.22)式中：溫度系數(shù)，查文獻(xiàn)4，得；滾子軸承的壽命系數(shù)，查文獻(xiàn)4，得；軸承轉(zhuǎn)速，；軸承的預(yù)期壽命，。將各參數(shù)代入式（3.22）中，有；初選軸承型號(hào)查閱資料，初步選擇的圓錐滾子軸承。驗(yàn)算圓錐滾子軸承的壽命 (3.23)將各參數(shù)代入式（3.23）中，有：所選擇圓錐滾子軸承的壽命低于預(yù)期壽命，故選軸承,經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)軡M(mǎn)足。軸承、軸承、軸承、強(qiáng)度都可按此方法得出，其強(qiáng)度均能夠滿(mǎn)足要求。3.8 主減速器的潤(rùn)滑主加速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤(rùn)滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)槠錆?rùn)滑不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端靠近主動(dòng)齒輪處的主

43、減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專(zhuān)門(mén)的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油流進(jìn)差速器，有的采用專(zhuān)門(mén)的倒油匙。為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的漏油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開(kāi)油濺所及之處。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處，但也應(yīng)考慮到汽車(chē)在通過(guò)障

44、礙時(shí)放油塞不易被撞掉。4 差速器設(shè)計(jì)4.1 差速器概述汽車(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(xiàn)行使，均會(huì)引起車(chē)輪在路面上的滑移或滑轉(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

45、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。4.2 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇差速器用來(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角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。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。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)用廣泛目前常見(jiàn)的防滑差速器有強(qiáng)制鎖止式差速器、滑塊凸輪式差速器、摩擦片式自鎖差速器等、牙嵌式自由輪式差速器、托森差速器和粘性聯(lián)軸差速器等（1）強(qiáng)制鎖止式差速器強(qiáng)制鎖止式差速器是由駕駛員控制起作用的，在汽車(chē)儀表盤(pán)上設(shè)有信號(hào)裝置。當(dāng)按電鈕接合差速鎖時(shí)，亮起

46、紅燈信號(hào)，以提醒駕駛員注意，汽車(chē)駛?cè)牒寐访婧髴?yīng)及時(shí)摘下差速鎖。差速鎖一分離，紅燈即熄滅。強(qiáng)制鎖止式差速鎖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造。但操縱不便，一般要在停車(chē)時(shí)進(jìn)行；而且如果過(guò)早接上或過(guò)晚摘下差速鎖，亦即在好路段上左、右車(chē)輪仍剛性連接，則將產(chǎn)生無(wú)差速器情況下出現(xiàn)的一系列問(wèn)題。（2）摩擦片式自鎖差速器摩擦片時(shí)自鎖差速器可以依靠機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)差速器的內(nèi)摩擦力矩的自動(dòng)調(diào)整，限制差速器的差速作用，達(dá)到防止驅(qū)動(dòng)輪打滑的目的。摩擦片之間所能承受的轉(zhuǎn)矩相對(duì)較小，不能傳遞大扭矩，但是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因而摩擦片式自鎖差速器不適用于重型車(chē)，常用于轎車(chē)和輕型載貨汽車(chē)上，如現(xiàn)代圣塔菲，長(zhǎng)豐獵豹，華泰特拉卡等。摩擦片式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，

47、工作平穩(wěn)，鎖緊系數(shù)可達(dá)或更高，常用于轎車(chē)和輕型汽車(chē)上。（3）滑塊凸輪式差速器滑塊凸輪式差速器是利用滑塊與凸輪之間產(chǎn)生較大數(shù)值的內(nèi)摩擦力矩，以提高鎖緊系數(shù)的一種高摩擦自鎖式差速器。滑塊凸輪式差速器的鎖緊系數(shù)與凸輪表面的摩擦因數(shù)和傾角有關(guān)，一般可達(dá)。這種差速器可在很大程度上提高汽車(chē)的通過(guò)性，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工要求高，摩擦件的磨損較大。它既可用作軸間差速器，也可用作輪間差速器。（4）牙嵌式自由輪差速器牙嵌自由輪式差速器靠固定在兩半殼體之間的主動(dòng)環(huán)和與半軸相連的從動(dòng)環(huán)來(lái)限制差速作用，防止驅(qū)動(dòng)輪打滑，其鎖止系數(shù)可達(dá)1。它可以有效地改善汽車(chē)的通過(guò)性，且工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，但是其左右車(chē)輪的扭矩傳遞時(shí)斷時(shí)續(xù)，

48、引起車(chē)輪傳動(dòng)裝置中載荷的不均勻性，并加劇了輪胎磨損。該差速器多用于中、重型車(chē)輛上。（5）托森差速器托森差速器是美國(guó)格里森公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)矩感應(yīng)式差速器。托森差速器利用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的基本原理和齒面摩擦條件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而提高非打滑驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)扭矩，達(dá)到防滑的目的，其鎖止系數(shù)可達(dá)。托森差速器結(jié)構(gòu)緊湊、性能可靠，被廣泛應(yīng)用于全輪驅(qū)動(dòng)轎車(chē)的軸間差速器及后驅(qū)動(dòng)軸輪間差速器，如應(yīng)用在美軍M998“悍馬”越野汽車(chē)、奧迪夸特羅全輪驅(qū)動(dòng)轎車(chē)。由于托森差速器在轉(zhuǎn)矩差很大時(shí)有自動(dòng)鎖止作用，妨礙了正常差速作用，通常不用作轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)軸的輪間差速器。另外由于它不能傳遞太大的力矩，故在重型車(chē)上應(yīng)用受到限制。為了提高汽車(chē)的

49、通過(guò)性和防滑能力，鎖緊系數(shù)大些好。但是過(guò)大的鎖緊系數(shù)，不但對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向操縱的輕便靈活性、行駛的穩(wěn)定性、傳動(dòng)系的載荷、輪胎磨損和燃料消耗等，有不同程度的不良影響，而且無(wú)助于進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的抗滑能力。所以鎖緊系數(shù)的選擇要適中，以滿(mǎn)足車(chē)輛行駛道路的要求。低速載貨汽車(chē)大多行駛在較好的路面上，沒(méi)有必要具備專(zhuān)業(yè)越野汽車(chē)的越野性能，本設(shè)計(jì)選擇對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器。4.3 對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器的差速原理圖4-1 差速器差速原理如圖4-1所示，對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件

50、，其角速度為和。A、B兩點(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的距離均為。當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖4-1），其值為。于是=，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時(shí)（圖），嚙合點(diǎn)A的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為=-。于是+=（+）+(-)即+=2 （4.1）若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則 （4.2）式（4.2）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱(chēng)式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半

51、軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。因此在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。由式（4.2）還可以得知：當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。4.4 對(duì)稱(chēng)錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇（1） 行星齒輪數(shù)通常情況下，貨車(chē)的行星齒輪數(shù)。（2）行星齒輪球面半徑行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐矩的大小和承載能力。 (4.

52、1)式中：行星齒輪球面半徑系數(shù)，對(duì)于有兩個(gè)行星齒輪的轎車(chē)取最大值,；差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm； (4.2)將各參數(shù)代入式（4.1），有：Rb=34 mm差速器行星齒輪球面半徑確定后，可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： 取（3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)和為了使輪齒有較高的強(qiáng)度，一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)在1425選用。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在的范圍內(nèi)，且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比，半軸齒輪齒數(shù)，行星齒輪的齒數(shù) 。（4）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪的節(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、； （4.3） （4.4）式中：，分別為行星齒輪和半軸齒輪齒輪數(shù)。將各參數(shù)分別代入式（4.3）與式（4.4），有，再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) (4.5)將各參數(shù)代入式（4.5），有：取模數(shù)（5）壓力角汽車(chē)差速器齒輪過(guò)去都選用壓力角，這是齒高系數(shù)為1，而最受齒數(shù)為13。目前大都選用的壓力角，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)減少到10，并且在小齒輪齒頂不變尖的條件下，還可由切向修正加大半軸