黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 題背景目的及意義 . 1 解決的主要問題 . 3 第 2 章 驅(qū)動橋的總體方案確定 . 5 體方案論證 . 5 斷開式驅(qū)動橋 . 5 開式驅(qū)動橋 . 5 動橋結(jié)構(gòu)組成 . 6 動橋設(shè)計(jì)要求 . 6 減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 . 7 . 7 . 7 . 9 . 10 速器結(jié)構(gòu)方案的確定 . 11 軸形式的確定 . 11 殼形式的確定 . 12 章小結(jié) . 12 第 3 章 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 . 13 減速齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算 . 13 . 14 旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 . 16 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) . 20 . 22 . 23 章小結(jié) . 23 第 4 章 差速器設(shè)計(jì) . 24 述 . 24 稱式圓錐行星齒輪差速器原理 . 24 稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) . 25 稱式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì) . 26 章小結(jié) . 29 第 5 章 半軸設(shè)計(jì) . 30 述 . 30 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 . 30 . 30 . 32 . 32 章小結(jié) . 32 第 6 章 驅(qū)動橋橋殼的設(shè)計(jì) . 33 述 . 33 殼的結(jié)構(gòu)型式 . 33 殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算 . 33 章小結(jié) . 34 結(jié)論 . 35 參考文獻(xiàn) . 36 致謝 . 37 附錄 . 38 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 要 福田歐曼 車生產(chǎn)中占有很大的比重，而且驅(qū)動橋在整車中十分重要 。 驅(qū)動橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對于載貨汽車顯得尤為重要。為滿足目前當(dāng)前載貨汽車的快速、高效率、高效益的需要時，必須要搭配一個高效、可靠的驅(qū)動橋 。 設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、造價低廉的驅(qū)動橋，能大大降低整車生產(chǎn)的總成本，推動汽車經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，并且 通過對汽車驅(qū)動橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識和技能， 所以本題設(shè)計(jì)一款結(jié)構(gòu)優(yōu)良的 輕型貨車驅(qū)動橋 具 有一定的實(shí)際意義。 本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù) ，在分析驅(qū)動橋各部分結(jié)構(gòu)形式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計(jì)方案， 采用傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法對驅(qū)動橋各部件主減速器、差速器、半軸、橋殼進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算并完成校核。 最后運(yùn)用 關(guān)鍵詞 ：福田歐曼 動橋；單級主減速器；差速器；半軸；橋殼黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) TX a is of is of on of is a of of of of to of a so of of of a a In of of of of of of of on of of of to by 1 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 第 1 章 緒 論 題背景目的及意義 從目前我國載貨車銷售的結(jié)構(gòu)上看，由于國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及市政建設(shè)的投入日益加大，重型自卸車的銷量猛增；又由于貨物運(yùn)輸向?qū)Ｓ没?、大型化發(fā)展，傳統(tǒng)意義的重型載貨車 較之上年有不同程度的下挫。 對于國內(nèi)卡車市場而言，雖然最近群雄并起，各種資本紛紛進(jìn)入，競爭異常殘酷激烈，但目前大的格局基本已定：解放、東風(fēng)、重汽、陜汽、歐曼將躋身第一集團(tuán)；上汽依維柯紅巖、江淮、北奔、華菱做為第二集團(tuán)，將向第一集團(tuán)的地位不斷發(fā)起沖擊；而廣汽、集瑞、長安、大運(yùn)等后起之秀或許會后來居上、有所作為，有待市場考驗(yàn)。 自卸車市場，占據(jù)較大數(shù)量的是東風(fēng) 列，占市場的 70多。該系列采用康 明斯 180至 210 馬力發(fā)動機(jī)，超大的車廂以及經(jīng)濟(jì)型的配置使得該車在自卸車市場具有絕對的優(yōu)勢。 牽引車 市場受追捧的是陜汽、重汽的 好的性價比以及大馬力、大噸位的特點(diǎn)使得該系列產(chǎn)品擁有極佳的口碑。 260至 360馬力發(fā)動機(jī)、富勒變速箱、斯太爾加強(qiáng)橋使該車的配置光彩奪目。 貨運(yùn)車（包括倉柵車）競爭極為激烈，可用群雄紛爭來形容，一汽的 風(fēng)的 巖的 型專用車批量小、難度高，一直不為國內(nèi)企業(yè)所重視，高檔專用車為進(jìn)口品牌所壟斷，沃爾沃、曼等品牌參與國黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 內(nèi)競爭主要以專用車為主。 國外卡車的發(fā)展趨勢 各國商用車制造廠家目前正采用令人驚嘆的高新 技術(shù)來最大限度地保障安全，提高效率。重型車的發(fā)展趨勢對安全、可靠、舒適的人性化設(shè)計(jì)等方面提出更高的要求。 在安全性方面，國際潮流是安裝制動防抱死系統(tǒng)（ 翻車警告系統(tǒng)、電子控制制動系統(tǒng)（ 紅外線夜視系統(tǒng)以及其它的駕駛室安全性措施。在歐洲，多數(shù)重型車駕駛室都要經(jīng)受嚴(yán)格的加載、撞擊與扭振試驗(yàn)，完全合格后方可投入批量生產(chǎn)。其目的是在發(fā)生翻車事故后，駕駛室不會被壓扁，保證駕駛員的生存空間，車門不會自行打開，人員不會拋出車外。 在舒適性方面，現(xiàn)在的商用車乘坐舒適性已接近轎車的水平。主要表現(xiàn)為駕駛室空間 比轎車還要寬敞許多，各種設(shè)施一應(yīng)俱全。特別是長途行駛的牽引車，不僅有音響、冷暖空調(diào)和通訊設(shè)備，而且還有衛(wèi)星導(dǎo)航、冷熱飲柜、電視、衣柜等裝備；駕駛室的支點(diǎn)裝有彈性緩沖裝置，駕駛員座椅下方有空氣彈簧緩沖支承，保證了駕駛員乘坐舒適平穩(wěn)。 在環(huán)保性方面，柴油發(fā)動機(jī)技術(shù)的提高，為實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)降低廢氣排放提供了基本保證。同時新技術(shù)的應(yīng)用又可以幫助清潔柴油，減少廢氣排放。如催化微粒過濾器，它可以清除排氣中 90至 95的煙塵等。 在可靠性和耐久性方面，國外先進(jìn)企業(yè)中重型載貨汽車的保修期大多在 60萬公里，實(shí)際上都能保證 80萬至 100萬公里無大修，而國內(nèi)保修期大多在 10萬公里左右。國外重型載貨汽車只要在正常情況下使用就基本不會出現(xiàn)故障，而國內(nèi)的車初期故障率則一直較高。我國的維修保養(yǎng)費(fèi)用在汽車運(yùn)輸成本中的比重遠(yuǎn)高于國外水平。 福田 2006年 3月推出的重卡新產(chǎn)品 歐系頂級歐曼 用全鋼結(jié)構(gòu)一次性沖壓成型的高頂寬體車身，其中牽引車、載貨車等車身采用四點(diǎn)全浮式減震裝置，多向可調(diào)節(jié)減震座椅?？蛇x裝 航系統(tǒng)、車載冰箱、車載電話、 身的迎風(fēng)面積為 6.般重卡為 風(fēng) 阻系數(shù)較低，可節(jié)油 12% 18%。 歐曼 承了歐曼重卡一貫的高大威猛車身造型，彰顯了歐洲重卡的陽剛之氣。駕駛室符合歐洲 規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的防正面、側(cè)面碰撞、頂壓以及前端鉆進(jìn)的全面安全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，碰撞安全性大大提高。在實(shí)現(xiàn)安全駕駛的同時，也充分考慮到了現(xiàn)代社會對于環(huán)保的要求。 歐曼 際版和豪華版。洲際版采用歐標(biāo)準(zhǔn)的美國康明斯 該機(jī)在低轉(zhuǎn)速 800x/可提供 880 1250N 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 而且可提供 28% 45%的扭矩儲備。豪華版主要配裝濰柴動力的 06款發(fā) 動機(jī)。 9全同步器變速器， 485單級減速沖焊驅(qū)動橋 與 13橋具有傳動效率高、節(jié)油、承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 30 大摩片螺旋彈簧式。該車所用的 動機(jī)制動技術(shù)，可使制動器的使用壽命提高 45% 55%。 駕駛室內(nèi)部的轎車化內(nèi)飾，豪華優(yōu)雅、高檔氣派，符合了現(xiàn)代人的審美情趣。創(chuàng)新設(shè)計(jì)的轎車化儀表臺、采用了集成化控制。采用奔馳技術(shù)的單桿變速操縱系統(tǒng)，使駕駛員長途駕駛操縱更輕便、更靈活。四點(diǎn)全浮懸置、氣囊減震的座椅，整體式側(cè)裙板、后輪罩等設(shè)置都大幅度提高了整車的舒 適性能。 重卡輕量化作為目前市場的主流，不僅是企業(yè)技術(shù)與研發(fā)的核心，更是消費(fèi)者購買的主選。一批掌握了輕量 化技術(shù)的重卡企業(yè)，已經(jīng)在 2010 年的市場競爭中突出重圍、脫穎而出，成為了用戶的寵兒。 歐曼憑借在輕量化方面的領(lǐng)先技術(shù)和豐富的產(chǎn)品線，其輕量化牽引車集輕量化、安全可靠、燃油經(jīng)濟(jì)性于一身，成為了大家關(guān)注的焦點(diǎn)。為滿足不同類型用戶的需求，歐曼將產(chǎn)品細(xì)分為高速型、標(biāo)準(zhǔn)型和重載型。豐富的產(chǎn)品線，為歐曼6 系牽引車的輕量化設(shè)計(jì)提供了基礎(chǔ)，憑借著穩(wěn)定而卓越的技術(shù)，歐曼 6 系輕量化牽引車為用戶帶來了更多的額外收益，贏得了越 來越多的消費(fèi)者信任。 2010 年 11 月 13 日，由國家知識產(chǎn)權(quán)局和世界知識產(chǎn)權(quán)組織主辦的第十二屆中國專利獎評選活動中，福田歐曼 型卡車的外觀設(shè)計(jì)專利榮獲中國交通類外觀設(shè)計(jì)唯一金獎，該獎項(xiàng)為中國專利獎評選活動中首次設(shè)立的獎項(xiàng)，也是目前國內(nèi)外觀設(shè)計(jì)專利領(lǐng)域的最高獎項(xiàng)。 福田歐曼 但代表了我國重卡不斷進(jìn)步的技術(shù)水平，而且正在引領(lǐng)著我國卡車技術(shù)的發(fā)展趨勢。 計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、設(shè)計(jì)車型歐曼 3 系主要參數(shù)如表 曼 3 系主要參數(shù) 輪胎 動機(jī)最大功率 118/2600 kW/ r/ 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 255/2000 m/ r/ 裝載質(zhì)量 6000 車滿載總質(zhì)量 12000 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 滿載時軸荷分布 前軸 3820 后軸 8280 大車速 90 km/h 輪距（雙胎中心線） 1900 、 基本內(nèi)容 (1) 研究驅(qū)動橋組成、結(jié)構(gòu)、原理； (2) 主減速器的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) ,基本參數(shù)選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算； (3) 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇、尺寸及強(qiáng)度計(jì)算； (4) 驅(qū)動半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度計(jì)算； (5) 驅(qū)動橋殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力分析與強(qiáng)度計(jì)算。 3、 擬解決的主要問題 (1)驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式及布置方案的確定。 (2)驅(qū)動橋 零部件 尺寸參數(shù)確定及校核。 (3)完成驅(qū)動橋裝配圖和主要部分零件圖。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 驅(qū)動橋的總體方案確定 體方案論證 斷開式驅(qū)動橋 普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各 種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(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，但是有一個共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺點(diǎn)。 驅(qū)動橋的輪廓尺寸主要取決于主減速器的型式。在汽車輪胎尺寸和驅(qū)動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齒輪直徑的尺寸。在給定速比的條件下，如果單級主減速器不能滿足離地間隙要求，可該用雙級結(jié) 構(gòu)。在雙級主減速器中，通常把兩級減速器齒輪放在一個主減速器殼體內(nèi)，也可以將第二級減速齒輪作為輪邊減速器。對于輪邊減速器：越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進(jìn)一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅(qū)動車輪的旁邊。 在少數(shù)具有高速發(fā)動機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū) 動汽車和超重型載貨汽車上，有時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比以及工作平滑無聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對汽車的總體布置很方便 。 開式驅(qū)動橋 斷開式驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運(yùn)動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器 與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應(yīng)地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動。 汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨(dú)立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應(yīng)性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度 ，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。 由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，參照國內(nèi)相關(guān)貨車的設(shè)計(jì) ,最后本課題選用非斷開式驅(qū)動橋。 動橋結(jié)構(gòu)組成 在多數(shù)汽車中，驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置（半軸）及橋殼等部件如圖 示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 驅(qū)動橋 動橋設(shè)計(jì)要求 1、 選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。 2、 外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足 通過性的要求。 3、 齒輪及其他傳動件工作平穩(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架或車身間的各種力和 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，提高汽車的平順性。 6、 與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動協(xié)調(diào)。 7、 結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。 減速器結(jié)構(gòu)方案的確定 減速比的計(jì)算 主減速比0廓尺寸、質(zhì)量大小影響 很大。當(dāng)變速器處于最高檔位時0利用在不同的下的功率平衡圖來計(jì)算對汽車動力性的影響。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對發(fā)動機(jī)與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇0是汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。 對于具有很大功率儲備的轎車、長途公共汽車尤其是競賽車來說，在給定發(fā)動機(jī)最大功率選擇的010 高車速時05： 0i=iv 2.1）r 車輪的滾動半徑， r =m 變速器最高檔傳動比 直接檔）。 最大功率轉(zhuǎn)速 2600r/ 最大車速 90km/h 對于與其他汽車來說，為了得到足夠的功率而使最高車速稍有下降，一般選得比最小值大 10% 25%，即按下式選擇： 0i=（ iv 經(jīng)計(jì)算初步確定0i=上式求得的0考慮到主、從動主減速齒輪可能的齒數(shù)對0 減速器的齒輪類型 按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓 柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。 在發(fā)動機(jī)橫置的汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動機(jī)縱置的汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用圓錐齒輪式傳動或準(zhǔn)雙曲面齒輪式傳動。 在現(xiàn)代貨車車驅(qū)動橋中，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 螺旋錐齒輪主、從動齒輪軸線交于一點(diǎn)，交角都采用 90 度。螺旋錐齒輪的重合度大，嚙合過程是由點(diǎn)到線，因此，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。 雙曲面齒輪主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。和螺旋錐齒輪相比，雙曲面齒輪的優(yōu)點(diǎn)有： 1、 尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。 2、 傳動比一定時，如果主動齒輪尺寸相同，雙曲面齒輪比螺旋錐齒輪有較大軸徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動齒輪軸和軸承剛度。 3、 當(dāng)傳動比一定，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面從動齒輪的直徑較小，有較大的離地間隙。 4、 工作過程中，雙曲面齒輪副既存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，又有沿齒長方向的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 縱向滑動，這可以改善齒輪的磨合過程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 雙曲面齒輪傳動有如下缺點(diǎn)： 1、 長方向 的縱向滑動使摩擦損失增加，降低了傳動效率。 2、 齒面間有大的壓力和摩擦功，使齒輪抗嚙合能力降低。 3、 雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。 4、 雙曲面齒輪必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤滑油。 螺旋錐齒輪傳動的主、從動齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，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捏合，螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。本次設(shè)計(jì)采用螺旋錐齒輪。 如圖 圖 螺旋錐齒輪傳動 減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比 動橋的數(shù)目及布置形式等。通常單極減速器用于主減速比 各種中小型汽車上 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 （ a） 單級主減速器 （ b） 雙級主減速器 圖 減速器 如圖 a）所示， 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，在貨車車上占有重要地位。目前貨車車發(fā)動機(jī)向低速大扭矩發(fā)展的趨勢使得驅(qū)動橋的傳動比向小速比發(fā)展；隨著公路狀況的改善，特別是高速公路的迅猛發(fā)展，許多貨車使用條件對汽車通過性的要求降低，因此，產(chǎn)品不必像過去一樣，采用復(fù)雜的結(jié)構(gòu)提高其的通過性；與帶輪邊減速器的驅(qū)動橋相比，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，單級 減速驅(qū)動橋機(jī)械傳動效率提高，易損件減少，可靠性增加。 如圖 2.b）所示，與單級主減速器相比，由于雙級主減速器由兩級齒輪減速組成，使其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量加大；主減速器的齒輪及軸承數(shù)量的增多和材料消耗及加工的工時增加，制造成本也顯著增加，只有在主減速比0，取 0 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 減速器齒輪參數(shù)的選擇 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻， 1z ， 2z 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(qiáng)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(qiáng)度對于商用車 1z 一般不小于 6；主傳動比01z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。對于不同的主傳動比， 1z 和 2z 應(yīng)有適宜的搭配。初定主動齒輪齒數(shù) 1z =14，從動齒輪齒數(shù) 2z =29。 齒輪端面 模數(shù) 907)33 = 12368=減速器齒輪的具體參數(shù)如表 表 減速器齒輪的幾何尺寸計(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) 1z 14 2 從動齒輪齒數(shù) 2z 29 3 模數(shù) m 6 4 齒面寬 F 1F =28F =44 工作齒高 = = 全齒高 = h =6 法向壓力角 =20 8 軸交角 =90 9 節(jié)圓直徑 d =m z =1d 84d =1740 節(jié)錐角 =1 1 2 =90- 1 1 =27 2r =63 11 節(jié)錐距 22d 2 周節(jié) t=m t=3 齒頂高 21 =2 14 齒根高 15 徑向間隙 c= c=龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 16 齒根角 0=29 2 =63 17 面錐角 211 +=a ； 122 +=a 1a=27 2a =66 18 根錐角 1f= 11 2f = 22 1f =29 2f =58 19 外圓直徑 1111 aa =2 221 1871770 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 11201 02 d= 22 01=2=1 理論弧齒厚 21 k=2 1s =s =2 齒側(cè)間隙 B=3 螺旋角 =35 螺旋錐齒輪螺旋方向 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、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒 因卡死而損壞。 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)。 旋角 的選擇 螺旋角 是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的，齒面寬中點(diǎn)處為該齒輪的名義螺旋角。螺旋角應(yīng)足夠大以使 大傳動就越干穩(wěn)，噪聲就越低。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用 35。 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。對于貨車弧齒錐齒輪，一般選用 20。 旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1、損壞形式及壽命 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 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。 齒輪的損壞形式常見的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。它們的主要特點(diǎn)及影響因素分述如下： （ 1）輪齒折斷 主要分為疲勞折斷及由于彎曲強(qiáng)度不足 而引起的過載折斷。折斷多數(shù)從齒根開始，因?yàn)辇X根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。 疲勞折斷：在長時間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。如果最高應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力超過材料的耐久極限，則首先在齒根處產(chǎn)生初始的裂紋。隨著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個地斷掉。在開始出現(xiàn)裂紋處和突然斷掉前存在裂紋處，在載荷作用下由于裂紋斷面間的相互摩擦，形成了一個光亮的端面區(qū)域，這是疲勞折斷的特征，其余斷面由于是突然形成的故為粗糙的新斷面。 過載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。 為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強(qiáng)度，并選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。 （ 2）齒面的點(diǎn)蝕及剝落 齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報廢齒輪的 70%以上。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。 輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。 由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點(diǎn)附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點(diǎn)的現(xiàn)象就稱為點(diǎn)蝕。一般首先產(chǎn)生在幾個齒上。在齒輪繼續(xù)工作時，則擴(kuò)大凹坑的尺寸及數(shù)目，甚至?xí)饾u使齒面成塊剝落，引起噪音和較大的動載荷。在最后階段輪齒迅速損壞或折斷。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點(diǎn)蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。 生在滲碳等表面淬硬的齒面上 ，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 更深的凹坑。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。造成齒面剝落的主要原因是表面層強(qiáng)度不夠。例如滲碳齒輪表面層太薄、心部硬度不夠等都會引起齒面剝落。當(dāng)滲碳齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來。 （ 3）齒面膠合 在高壓和高速滑摩引起的局部高溫的共同作用下，或潤滑冷卻不良、油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱為膠合。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產(chǎn)生 撕裂或擦傷痕跡。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點(diǎn)的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤滑條件等。 （ 4）齒面磨損 這是輪齒齒面間相互滑動、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。 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。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。因此，驅(qū)動橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過 主減速器螺旋錐齒輪的強(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。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算： (1)主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 單位齒長上的圓周力 式中： p