汽車后橋總體設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(共26頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上隨著我國農(nóng)村和城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，交通運輸已經(jīng)不再僅限于畜力和人力，汽車幾乎完全代替了畜力和人力。輕型貨車憑借其運輸靈活、快捷、性價比高的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于運輸事業(yè)，包括家用運輸和工業(yè)運輸。我國的汽車工業(yè)發(fā)展迅速，歷經(jīng)四十余年，汽車產(chǎn)量已居于世界前列，但是在產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)上還依舊處于落后狀況。通過結(jié)合我國實際，總結(jié)自己的經(jīng)驗，又廣泛吸收國外先進(jìn)技術(shù)以及具有前瞻性的技術(shù)工具書，對于提高我國汽車行業(yè)技術(shù)水平將具有格外重要的意義。作為一位機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的畢業(yè)生，我們應(yīng)該牢牢掌握機械設(shè)計與制造的基本知識及技能。本次畢業(yè)設(shè)計給我們提供了一個非常重要的實踐機會。這本說明書

2、記錄了我這次畢業(yè)設(shè)計的主要內(nèi)容和步驟，較詳細(xì)地說明了汽車后橋的設(shè)計流程。1 概述-結(jié)構(gòu)方案的確定1.1 概述驅(qū)動橋是汽車傳動系中的主要部件之一。它位于傳動系統(tǒng)的末端，其基本功用是增大由傳動軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋主要有主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置和驅(qū)動橋殼等部件組成，保證當(dāng)變速器置于最高檔時，在良好的道路上有中夠的牽引力以克服行駛陰力和獲得汽車的最大車速，這主要取決于驅(qū)動橋主減速器的傳動比。雖然在汽車總體設(shè)計時，從整車

3、性能出發(fā)確定了驅(qū)動橋的傳動比，然而用什么型式的驅(qū)動橋，什么結(jié)構(gòu)的主減速器和差速器等在驅(qū)動橋設(shè)計時要具體考慮的；絕大多數(shù)的發(fā)動機在汽車上是縱置的，為使扭矩傳給車輪，驅(qū)動橋必須改變扭矩的方向，同時根據(jù)車輛的具體要求解決左右車輪的扭矩分配，如果是多橋驅(qū)動的汽車亦同時要考慮各橋間的扭矩分配問題。整體式驅(qū)動橋一方面需要承擔(dān)汽車的載荷，另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產(chǎn)生的反作用力矩皆由驅(qū)動橋承擔(dān)，所以驅(qū)動橋的零件必須具有足夠的剛度和強度，以保證機件可靠的工作。驅(qū)動橋還必須滿足通過性急平順性的要求。采用斷開式驅(qū)動橋，可以使橋殼離地間隙增加，非簧載質(zhì)量減輕等均是從這方面考慮；前橋驅(qū)動或多橋驅(qū)動的轉(zhuǎn)向驅(qū)動

4、軸要既能驅(qū)動又能轉(zhuǎn)向。所以，驅(qū)動橋的設(shè)計必須滿足如下基本要求：1） 所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性； 2） 結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，機件工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便；3） 在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況有高的傳動效率；4） 與懸架導(dǎo)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動相協(xié)調(diào)； 5） 驅(qū)動橋各零部件在保證其剛度、強度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對驅(qū)動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性； 6） 輪廓尺寸不大以便于汽車總體布置并與所要求的驅(qū)動橋離地間隙相適應(yīng)；7） 齒輪與其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。1.2結(jié)構(gòu)方案分析及選擇不

5、同形式的汽車，主要體現(xiàn)在軸數(shù)、驅(qū)動形式以及布置形式上有區(qū)別：汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量；汽車驅(qū)動形式有4×2、4×4、6×2、6×4、6×6、8×4、8×8等。而采用4×2驅(qū)動形式的汽車結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，多用于轎車和總質(zhì)量小些的公路用車輛上。我們設(shè)計的汽車為輕型的貨車，故只需采用4×2后橋驅(qū)動方式就能滿足要求。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨立懸架時，驅(qū)動橋應(yīng)為非斷開式(或稱為整體式)。即驅(qū)動橋殼是一根連接左右驅(qū)動車輪的剛

6、性空心梁。而主減速器、差速器及車輪傳動裝置(由左、右半軸組成)都裝在它里面。當(dāng)采用獨立懸架時，為保證運動協(xié)調(diào)，驅(qū)動橋應(yīng)為斷開式。這種驅(qū)動橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動車輪則與車架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨立地分別相對于車架或車身作上下擺動，車輪傳動裝置采用萬向節(jié)傳動。為了防止運動干涉，應(yīng)采用滑動花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動的萬向傳動機構(gòu)。圖1.1 整體式驅(qū)動橋1-主減速器 2-套筒 3-差速器 4、7-半軸-調(diào)整螺母-調(diào)整墊片-橋殼具有橋殼的非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，成本低，工作可靠。維修調(diào)整容易，廣泛應(yīng)用于各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽

7、車和部分小轎車上。但整個驅(qū)動橋均屬于簧下質(zhì)量。對汽車平順性和降低動載荷不利。斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高，但它大大地增加了離地間隙，減小了簧下質(zhì)量，從而改善了行駛平順性，提高了汽車的平均車速，減小了汽車在行駛時作用于車輪和車橋上的動載荷，提高了零部件的使用壽命；由于驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性較好，大大增強了車輪的抗側(cè)滑能力; 與之相配合的獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計得合理，可增加汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)，提高汽車的操縱穩(wěn)定性。 這種驅(qū)動橋在轎車和高通過性的越野汽車上應(yīng)用相當(dāng)廣泛。專心-專注-專業(yè)圖1.2 非斷開式驅(qū)動橋本課題要求設(shè)計2噸輕型貨車的驅(qū)動橋，根據(jù)結(jié)構(gòu)、成本和工藝等特點，驅(qū)動

8、橋我們采用整體式結(jié)構(gòu)，這樣成本低，制造加工簡單，便于維修。2主減速器設(shè)計2.1主減速器型式及選擇驅(qū)動橋主減速器為適應(yīng)使用要求發(fā)展多種 結(jié)構(gòu)型式：如單級主減速器、雙級主減速器、和單級主減速器加輪邊減速等。(1) 單級主減速器常由一對錐齒輪所組成。這對錐齒輪的傳動比是根據(jù)整車動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的要求來選定的。它結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，所以在可能條件下盡量采用單級主減速器的型式。然而單級主減速器的傳動比一般在3.56.7，太大的傳動比將會使從動錐齒輪的尺寸過大，影響驅(qū)動橋殼下的離地間隙。離地間隙越小，汽車通過性就越差，這也就限制了從動錐齒輪的最大尺寸。(2) 雙級減速器是由第一級圓錐齒輪副和第二級圓柱齒輪

9、副或第一級圓柱齒輪副和第二級圓錐齒輪副所組成。采用雙級主減速器可達(dá)到兩個目的：一是可獲得較大的傳動比610，其二是采用雙級減速器后第二級的傳動比可以小一些，由此第二級的從動齒輪尺寸在差速器安裝尺寸允許情況下可以相應(yīng)減小，由此減小橋殼的外形尺寸，增加了離地間隙。然而雙級主減速器的重量及制造成本都比單級主減速器要高很多。(3) 雙速主減速器內(nèi)由齒輪的不同組合可獲得兩種傳動比。它與普通變速器相配合，可得到雙倍于變速器的擋位。雙速主減速器的高低擋減速比是根據(jù)汽車的使用條件、發(fā)動機功率及變速器各擋速比的大小來選定的。大的主減速比用于汽車滿載行駛或在困難道路上行駛，以克服較大的行駛阻力并減少變速器中間擋位

10、的變換次數(shù)；小的主減速比則用于汽車空載、 半載行駛或在良好路面上行駛，以改善汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性和提高平均車速。但是，該減速器的成本也相當(dāng)高的。(4) 單級主減速器加輪邊減速器，越野車、重型礦用自卸車和重型貨車需要減速比更大的驅(qū)動橋，同時也要很大的離地間隙，因此發(fā)展了輪邊減速器。于是驅(qū)動橋分成兩次減速具有兩個減速比主減速傳動比和輪邊減速器傳動比。相對這時的主減速器傳動比要比沒有輪邊減速的主減速器傳動比要大得多。其結(jié)果使驅(qū)動橋中央部分的外形尺寸減小很多，相對地增加了離地間隙。同時，在主減速器后和輪邊減速器前的零件如差速器、半軸等載荷大大減少，其零件尺寸也相應(yīng)地減小。它能縮短橋中心到連接傳動軸凸緣的距

11、離，能減少傳動軸的夾角。當(dāng)然這種減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造裝配精度要求高，成本自然也是普通主減速器的幾倍。根據(jù)以上信息，針對我們的普通的輕型貨車，選擇單級錐齒輪主減速器就滿足要求。2.2主減速器齒輪的齒型汽車主減速器廣泛采用的是螺旋圓錐齒輪，它包括圓弧齒錐齒輪、準(zhǔn)雙曲面齒輪、延擺線齒錐齒輪等多種形式。圖1.3 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(a)螺旋錐齒輪傳動；(b)雙曲面齒輪傳動螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點，齒輪并不同時在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對以上的輪齒同時嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡單。但是在工作

12、中噪聲大，對嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。圓弧齒錐齒輪一般采用格里森制。雙曲面齒輪傳動雙曲面齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線相互垂 直而不相交，主動齒輪軸線相對從動齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距。由于偏移距正的存在，使主動齒輪螺旋角1大于從動齒輪螺旋角 2。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動齒輪圓周力之比： F2/F 1 = cos 2/cos 1 式中， F 1 、 F 2 分別為主、從動齒輪的圓周力； 1 、 2 分別為主、從動齒輪的螺旋角。 雙曲面

13、齒輪傳動比為: 式中， 為雙曲面齒輪傳動比； r1 、 r 2 分別為主、從動齒輪平均分度圓半徑。對于圓弧錐齒輪，令 K = cos 2 / cos 1 ，則傳動比為： 由于 1 > 2 ，所以系數(shù)K>1， 一般為1.251.5。這說明：當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪傳動有更大的傳動比。當(dāng)傳動比一定，從動齒輪尺寸相同時，雙曲面主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪小，因而有較大的離地間隙。 另外，雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動還具有如下特點： 1)

14、在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動。縱向滑動可改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 2) 沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。3) 齒面間大的壓力和摩擦力，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。因此，雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。綜上信息，考慮到生產(chǎn)條件、材料問題、以及經(jīng)濟(jì)性問題，我們選擇采用格里森圓弧齒錐齒輪。2.3主減速器齒輪設(shè)計和計算齒輪型式選定后可進(jìn)行載荷計算、參數(shù)初步計算、齒輪幾何尺寸計算和強度計算等等，并根據(jù)計算結(jié)果擬定齒輪工作圖。2.3.1載荷計算影響汽車驅(qū)動橋錐

15、齒輪副合理設(shè)計的重要因素之一是要合適地選擇齒輪副上所受的扭矩。過去計算扭矩是根據(jù)發(fā)動機的最大輸出扭矩來推算出從動錐齒輪上的扭矩，或者根據(jù)輪胎不打滑時的最大附著力矩來計算，而這兩種情況都比較極端，它不能反映齒輪副在日常工作時所受的實際載荷。一種新的分析驅(qū)動橋計算扭矩的方法是從日常工作載荷和整車性能出發(fā)來考慮的，這種計算扭扭矩稱為性能扭矩或日常行駛扭矩。除那些具有高性能的運動汽車外，用這一計算扭矩來確定一般驅(qū)動橋齒輪副的尺寸是比較合適的。在計算載荷之前必須知道發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩Memax和確定主傳動比。由汽車總體設(shè)計得：輪胎型號為7.00-20 10PR 121/117 G,輪胎滾動半徑0.43m；

16、發(fā)動機型號:新柴495B發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩N/m,r/min,最大功率Kw，最高車速Km/h。可按下式計算確定：N·m式中，取1.1 ；主減速比的確定： 取。下面分別介紹三種確定計算扭矩的方法：） 按驅(qū)動輪打滑扭矩確定從動錐齒輪載荷 式中，G2汽車滿載時驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷， N; 加速時重量轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.11.2,取1.1； 輪胎的滾動半徑，m； 主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動比，??； 主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率，取0.95； 輪胎對路面的附著系數(shù)，安裝一般輪胎的公路用汽車取0.85。） 按最大使用扭矩確定從動錐齒輪載荷式中，變速器一檔傳動比，取6.75；主減

17、速器傳動比，5.625；分動器傳動比，此處不采用分動器，故??；超載系數(shù)，?。豢紤]由于接合離合器發(fā)生沖擊的超載系數(shù)，取；液力變矩器變矩比，這里不采用液力變矩器，故取；-驅(qū)動橋數(shù)目；發(fā)動機到主減速器的傳動效率，取為0.95 。） 按日常行駛扭矩確定從動錐齒輪載荷式中，汽車滿載時的總重力，N；道路滾動阻力系數(shù)，貨車取0.0150.020，取0.018；汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)，通常貨車取0.050.09，取0.07;汽車的性能系數(shù)，故取。對于最大計算轉(zhuǎn)矩，應(yīng)取發(fā)動機最大扭矩和驅(qū)動輪打滑扭矩兩者的最小值；當(dāng)按最大扭矩計算齒輪強度時，所得應(yīng)力不超過齒輪材料應(yīng)力允許值。當(dāng)按日常行駛扭矩計算齒輪強度

18、時，所得應(yīng)力不應(yīng)超過齒輪材料的疲勞極限；2.3.2 主、從動齒輪主要參數(shù)的選擇（1） 從動齒輪齒數(shù)的選擇選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮Z1、Z2之間應(yīng)避免有公約數(shù),以便在齒輪在使用過程中各齒之間都能互相嚙合,起到自動磨合作用并均勻磨合的效果。為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40。根據(jù)經(jīng)驗及齒輪傳動設(shè)計手冊，初步擬定我們設(shè)計的主、從動齒輪齒數(shù)Z1=8、Z2=45。（2） 從動齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)的確定對于單級主減速器，對驅(qū)動橋殼尺寸有影響，大將影響橋殼的離地間隙；小則影響跨置式主動齒輪的前支承座的 安裝空間和差速器的安裝。 可根據(jù)經(jīng)驗公式初選： ，

19、mm式中， -從動錐齒輪大端分度圓直徑（mm） ； -直徑系數(shù)， 一般為 13.016,取15； -從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 N m） （ )代入數(shù)據(jù)：mm從動錐齒輪分度圓直徑選好后可按求得m=6.33,標(biāo)準(zhǔn)化為6.5。（3） 其它參數(shù)的確定表2.1名稱代號計算公式和說明計算結(jié)果(mm)軸交角按需要確定,一般 10º170º,最常用90º中點螺旋角通常=35º40º,最常用=35º壓力角標(biāo)準(zhǔn)大端分度圓直徑d分錐角外錐距RR=148.54齒寬系數(shù)齒寬bb=43中點模數(shù)中點法向模數(shù)中點分度圓直徑中點錐距切向變位系數(shù),按查表得到徑向變位系數(shù),按

20、查表得到頂隙cc=1.222齒頂高齒根高工作齒高全齒高齒根角齒頂角頂錐角根錐角齒頂圓直徑冠頂距A當(dāng)時,當(dāng)量齒數(shù)（參考齒輪傳動設(shè)計手冊）對計算數(shù)據(jù)的幾點說明： 1）Z1的確定原則：為了磨合均勻,Z1、Z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40。為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于貨車，Z1一般不少于6，對于轎車Z1一般不少于9，當(dāng)主傳動比較大時，盡量使Z1 取得小些，以便得到滿意的離地間隙。對于不同的主傳動比，Z1和 Z2應(yīng)有適宜的搭配，可參閱一些優(yōu)先值。 2）螺旋方向：從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為

21、右旋。 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)方向影響其所受軸向力的方向。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時，應(yīng)使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。當(dāng)變速器在倒檔時，軸向力方向改變，但此力因倒檔偶爾應(yīng)用故影響較小。如將主齒輪可靠定位，雖用倒檔可避免齒輪卡住。根據(jù)上述原因及發(fā)動機為順時針旋轉(zhuǎn)，所以一般汽車主減速器所用的主動齒輪為左旋，而從動輪為右旋。 3）主、動錐齒輪的齒面寬和：一般推薦齒面寬的數(shù)值，對于螺旋錐齒輪b在1/4-1/3節(jié)錐距之間。主動齒比從動齒大10%左右，故主齒輪寬度為43，從動齒寬為48。主、從動錐齒輪齒面寬和錐齒輪齒面過寬并

22、不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖 圓角過小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間的減小。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低。2.3.3 主減速器螺旋錐齒輪強度校核錐齒輪要安全可靠地工作，必須有足夠的強度和壽命。設(shè)計時應(yīng)根據(jù)其所受載荷、尺寸大小驗算其強度。齒輪的損壞形式有很多，常見的主要有齒輪折斷、齒面點蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。齒輪的使用壽命除與設(shè)計

23、的正確與否有直接關(guān)系外，在實際生產(chǎn)中也往往是由于材料、加工精度、熱處理、裝配調(diào)試以及使用條件不當(dāng)造成損壞的。正確的設(shè)計只是減少或避免上述損壞的產(chǎn)生，強度計算是檢驗設(shè)計可靠性辦法之一。目前強度計算多是近似的 ,在汽車行業(yè)中確定齒輪強度的主要依據(jù)是臺架及道路試驗，以及齒輪在實際使用中對情況的判斷，而計算可作設(shè)計參考。隨著計算機技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用、試驗設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展，為有限壽命和有限元計算方法創(chuàng)造了條件，使計算更符合實際使用情況。下面是格里森齒輪驗算性的強度計算方法：（） 單位齒長上的圓周力在汽車工業(yè)的實踐中，主減速器齒輪的表面耐磨性常常用齒輪上單位齒長的圓周力來估算。 （N/mm）式中，p-

24、作用在齒輪上的圓周力,N; b-從動齒輪的齒面寬，mm;按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩（ Nmm）計算時為： （N/mm）式中，變速器傳動比，常取一檔或直接檔的；主動齒輪節(jié)圓直徑，mm；直接檔：一檔：故，齒輪單位齒長上的圓周力符合安全要求，通過驗證。（）齒輪彎曲強度計算螺旋錐齒輪的彎曲應(yīng)力強度計算公式為：（N/mm）式中，計算轉(zhuǎn)矩，（，對主動齒輪需將上述計算轉(zhuǎn)矩按N·m轉(zhuǎn)換；超載系數(shù)，?。怀叽缦禂?shù)，當(dāng)端面模數(shù)mm，??；載荷分配系數(shù)，取1.02;質(zhì)量系數(shù)，對驅(qū)動橋齒輪可??； J 計算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，查圖4-9-32得，；許用彎曲應(yīng)力，按和較小都計算時取700N/。主動齒輪：從動齒輪：故，齒輪彎曲

25、強度符合安全要求，通過驗證。（）齒輪接觸強度計算圓弧錐齒輪的接觸強度計算公式為：式中，材料的彈性系數(shù)，鋼制齒輪副取232.6;主動齒輪計算轉(zhuǎn)矩，N·m;超載系數(shù)，??；質(zhì)量系數(shù)，對驅(qū)動橋齒輪可??； 載荷分配系數(shù)，取1.02；表面質(zhì)量系數(shù)，取1；計算接觸應(yīng)力綜合系數(shù)，查圖4-9-36得0.133;許用接觸應(yīng)力，按和較小都計算時取2800N/。代入數(shù)據(jù)得：故，齒輪接觸強度符合安全要求，通過驗證。2.3.4主減速器齒輪材料的選擇及表面熱處理驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)繁重的，與傳動系的其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊力等特點。它是傳動系的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應(yīng)滿足以下要求

26、：（1） 具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性；（2） 輪齒芯應(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） 選擇合金材料時，盡量少用鎳、鉻元素的材料，而先用錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼；根據(jù)以上要求，我們選用20CrMnTi的滲碳合金鋼作為驅(qū)動橋錐齒輪的材料。它的優(yōu)點是表面能得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.8%1.2%）,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，故材料的彎曲強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力較好。由于較低的

27、含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點是熱處理費用高，表面硬化層以下的基層較軟，在承受很大壓力時可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與芯部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層剝落。為改善新齒輪的磨合，防止其在運動初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為0.0020.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。在齒輪執(zhí)處理時，考慮到從動齒輪輪齒的使用頻率比主動齒輪輪齒要低，為均衡零件的使用壽命及經(jīng)濟(jì)性，我們可以使從動齒輪的硬度弱小于主動齒輪。主動齒輪齒面硬度在60HRC以上，配對的從動齒輪只需在58-60HRC之間。2.

28、3.5主減速器齒輪支承方案及軸承支承力計算（1） 主減速器錐齒輪支承方案主減速器中必須保證主、從動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)。1）主動錐齒輪的支承主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度a和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度

29、，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。靠近齒輪的支承軸承有時也采用圓柱滾子軸承，這時另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。跨置式支承結(jié)構(gòu)的特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動齒

30、輪軸的長度，使布置更緊湊，并可減小傳動軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動齒輪之間的空間很小，致使主動齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時甚至布置不下或使齒輪拆裝困難。圖2.1主齒輪支承示意圖a) 懸臂式 b)跨越式 在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，懸臂式支承難以滿足剛度要求，而殼體中的空間又允許安裝軸承的支承時，最好采用跨置式支承。此處，我們設(shè)計輕型貨車，故只需采用懸臂式支承方式。（2） 從動錐齒輪的支承圖2.2 從動齒輪跨越式支承示意圖從動錐齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及

31、軸承之間的分布比例有關(guān)。從動錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。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c+d。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c十d應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承。輔助支承與從動錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時能制止從動錐齒輪繼續(xù)變形。為提高主動齒輪的支承剛度，將小齒輪軸端鎖緊螺母旋緊，給軸承一個預(yù)緊力。在實際情況中對軸承的預(yù)緊是為了消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強支承剛度