-PAGEIII-長(zhǎng)安悅翔驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)與有限元分析摘要驅(qū)動(dòng)橋是汽車的關(guān)鍵組成部分，它位于傳動(dòng)系統(tǒng)的末端，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)扭矩、降低車速，并將轉(zhuǎn)矩分配給左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪。此外，它還能承受來自路面和車架或車身的力。為了滿足當(dāng)前載重汽車快速、高效的需求，必須采用一種高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋，以提供足夠的動(dòng)力，以實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出。在本次設(shè)計(jì)中，借鑒了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法，詳細(xì)闡述了它的特性，并基于給定的數(shù)據(jù)，確定了汽車的總體參數(shù)。根據(jù)選定的特定車型，查詢相關(guān)參數(shù)，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的各個(gè)組成部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析。此外，還對(duì)主減速器、差速器、半軸和橋殼的結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行了選擇，并且嚴(yán)格檢查了它們的強(qiáng)度。在數(shù)據(jù)確定后，我們可以使用SolidWorks軟件創(chuàng)建三維模型，并利用它的強(qiáng)大功能來繪制三維工程圖。其次，我使用Solidworks對(duì)差速器和半軸的強(qiáng)度剛度進(jìn)行有限元分析，更加精準(zhǔn)的確定所選材料以及設(shè)計(jì)的參數(shù)是否滿足設(shè)計(jì)要求，以深入了解驅(qū)動(dòng)橋殼的結(jié)構(gòu)特性。最后對(duì)所設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型的分析，確保產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)型與高性價(jià)比，從而達(dá)到可以大規(guī)模制造生產(chǎn)投入使用。關(guān)鍵詞驅(qū)動(dòng)橋；主減速器；差速器；有限元分析DesignandFiniteElementAnalysisofChang'anYuexiangDriveAxleAbstractThedriveaxleisakeycomponentofacar,locatedattheendofthetransmissionsystem,responsibleforadjustingtorque,reducingvehiclespeed,anddistributingtorquetotheleftandrightdrivewheels.Inaddition,itcanwithstandforcesfromtheroadsurfaceandtheframeorbodyofthevehicle.Inordertomeetthecurrentdemandforfastandefficientheavy-dutyvehicles,itisnecessarytoadoptanefficientandreliabledriveaxletoprovidesufficientpowertoachievetheoutputofhigh-powerengines.Inthisdesign,thetraditionaldesignmethodofthedriveaxlewasborrowed,anditscharacteristicswereelaboratedindetail.Basedonthegivendata,theoverallparametersofthecarweredetermined.Basedontheselectedspecificvehiclemodel,queryrelevantparametersanddesignandanalyzethevariouscomponentsofthedriveaxle.Inaddition,thestructuraltypesofthemainreducer,differential,halfshaft,andaxlehousingwereselected,andtheirstrengthwasstrictlychecked.Afterthedataisdetermined,wecanuseSolidWorkssoftwaretocreatea3Dmodelandutilizeitspowerfulcapabilitiestodraw3Dengineeringdrawings.Secondly,IusedSolidWorkstoconductfiniteelementanalysisonthestrengthandstiffnessofthedifferentialandhalfshaft,inordertomoreaccuratelydeterminewhethertheselectedmaterialsanddesignparametersmeetthedesignrequirements,inordertogainadeeperunderstandingofthestructuralcharacteristicsofthedriveaxlehousing.Finally,aneconomicanalysisisconductedonthedesignedproducttoensureitscost-effectivenessandhighcost-effectiveness,thusenablinglarge-scalemanufacturingandproductionforuse.KeywordsDriveaxle；Mainreducer；Differential；FiniteElementAnalysis-PAGEIVII--目錄摘要 =1\*ROMANIAbstract =2\*ROMANII31217第1章緒論 1106001.1課題背景 1109121.2研究意義 1113391.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2150431.4論文研究的主要內(nèi)容 310911第2章主減速器設(shè)計(jì) 4184822.1主減速器的結(jié)構(gòu)形式 4110612.2主減速器的類型 413872.3主減速器主、從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式 624902.4主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算 6117522.4.1主減速比的確定 6123502.4.2主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 756432.4.3主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 9127692.4.4主減速器齒輪參數(shù)表 12316422.5本章小結(jié) 138922第3章差速器的選擇 14320033.1差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 14281093.2普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì) 14117263.2.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 14179553.2.2差速器齒輪幾何尺寸與強(qiáng)度計(jì)算 1614803.3差速器大小齒輪有限元分析 17142953.4本章小結(jié) 2028129第4章半軸的設(shè)計(jì) 21188334.1半軸的型式 21219604.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 21187564.3半軸的強(qiáng)度校核 2211784.3.1三種可能工況 22139934.3.2半浮式半軸計(jì)算載荷的確定 22174024.3.3半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 246334.4半軸的有限元分析 24247924.5本章小結(jié) 2620632第5章萬向節(jié)的設(shè)計(jì) 2759995.1萬向節(jié)的選擇 2773195.2萬向節(jié)結(jié)構(gòu) 27277195.3萬向節(jié)的材料及熱處理 28233435.4萬向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算 28169605.5本章小結(jié) 3018594第6章產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 31158526.1產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的概述 31212926.2產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的必要性 31186296.3工藝設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析 32189156.4產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析 3223294結(jié)論 3431675致謝 3510503參考文獻(xiàn) 363978附錄A 3831224附錄B 4625916附錄C 52-PAGE10-緒論課題背景隨著全球石油價(jià)格的不斷上漲，貨車的經(jīng)濟(jì)性已經(jīng)成為一個(gè)日益受關(guān)注的焦點(diǎn)。不僅僅是貨車，汽車和其他工程機(jī)械也在努力提升燃油經(jīng)濟(jì)性，以此來提升其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了有效地降低油耗，我們不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)上采取有效的節(jié)能技術(shù)，而且還要在傳動(dòng)系統(tǒng)中實(shí)施有效的節(jié)能改造，以減少能量損失。因此，我們必須從發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋、傳動(dòng)軸等各個(gè)環(huán)節(jié)，精心設(shè)計(jì)出最優(yōu)的能量傳輸方案，以達(dá)到節(jié)能的目的，以達(dá)到最佳的油耗效果。發(fā)動(dòng)機(jī)作為機(jī)器運(yùn)作的基礎(chǔ)，起著至關(guān)重要的作用，它不僅僅是提供動(dòng)力的源泉，更是將動(dòng)力轉(zhuǎn)換成有效的能量的關(guān)鍵所在。為了提升燃料經(jīng)濟(jì)性，使用具備更好性能的驅(qū)動(dòng)橋是一種有效的方法。近年來，AutoCAD、SolidWorks等計(jì)算機(jī)軟件的普及，使得驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)、制造等方面都得到了大大的改進(jìn)，從而使得更加經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的燃料經(jīng)濟(jì)性得以提升。通過將有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、疲勞累積損傷理論等有機(jī)結(jié)合起來，我們能夠有效地減少人工成本，同時(shí)也能夠達(dá)到技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上的最佳狀態(tài)，從而極大地提升設(shè)計(jì)的效率，并有效地縮短設(shè)計(jì)的周期。研究意義驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，驅(qū)動(dòng)橋的主要目的在于通過調(diào)整轉(zhuǎn)矩的傳輸方向來實(shí)現(xiàn)增加扭矩、減少轉(zhuǎn)速、以及有效地分配左、右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的能量，同時(shí)也能夠抵抗來自道路表面、車架或者車身的外部壓力。驅(qū)動(dòng)橋是汽車的關(guān)鍵組成部分，它的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著整輛車的性能。驅(qū)動(dòng)橋的種類多種多樣，其中包括各種不同的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，它們彼此之間存在著復(fù)雜的尺寸限制，這在汽車設(shè)計(jì)領(lǐng)域構(gòu)成了一大挑戰(zhàn)。通常，驅(qū)動(dòng)橋可以分為斷開式和非斷開式兩種，當(dāng)汽車使用獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該使用斷開式；而當(dāng)汽車使用非獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該使用非斷開式。為了提升汽車的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性，需要重新設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋。這需要遵循傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，同時(shí)也要考慮其他類似車輛的情況。要先確定整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)，然后選擇合適的主減速器、差速器、半軸和橋殼的類型。最終，對(duì)這些部件的強(qiáng)度和使用壽命進(jìn)行檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，應(yīng)該特別注重結(jié)構(gòu)的合理性，以確保其能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的要求?？偝珊土悴考脑O(shè)計(jì)旨在盡可能地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化以及適應(yīng)汽車變形的需求。此外，我們還努力使修理、保養(yǎng)更加簡(jiǎn)單，并且機(jī)件的工藝性良好。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀近年來，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)家經(jīng)濟(jì)、現(xiàn)代化社會(huì)以及人們?nèi)粘Ｉ畹闹匾M成部分。盡管中國(guó)機(jī)械工業(yè)的汽車產(chǎn)量出現(xiàn)了一定的下降，但與全球其他行業(yè)相比，中國(guó)的汽車產(chǎn)量依舊保持著良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭。盡管驅(qū)動(dòng)橋的技術(shù)不斷進(jìn)步，其設(shè)計(jì)與生產(chǎn)工藝也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，但是它們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研究方面之間的差異依舊存在。因此，中國(guó)的相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)有必要加強(qiáng)對(duì)此的重視。當(dāng)前，我國(guó)的驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)正在轉(zhuǎn)向更加先進(jìn)的模擬技術(shù)，以及更加靈活的設(shè)計(jì)理念，以期望達(dá)到更高的性能水平，同時(shí)還可以大幅度降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。因此，為了提高現(xiàn)代驅(qū)動(dòng)橋的性能，我們應(yīng)該采用更先進(jìn)的技術(shù)，盡可能地減少重量，節(jié)省材料消耗，降低成本。此外，我們還應(yīng)該合理規(guī)劃簧上簧下的質(zhì)量，以減小動(dòng)載，提升汽車的行駛平穩(wěn)性。驅(qū)動(dòng)橋是汽車的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接決定了整輛車的性能。對(duì)于重型卡車而言，使用高功率發(fā)動(dòng)機(jī)來提供強(qiáng)勁的扭矩輸出是至關(guān)重要的，這樣才能保證車輛在快速、高效、高效益的環(huán)境中運(yùn)行。而中重型載貨汽車則更加需要高功率發(fā)動(dòng)機(jī)，因此傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要，而驅(qū)動(dòng)橋則是其中不可或缺的一環(huán)，它能夠提供更高的效率和可靠性。由于當(dāng)前全球石油市場(chǎng)的動(dòng)蕩，汽車的經(jīng)濟(jì)效益已成為一個(gè)重要議題，而且這種情況已經(jīng)蔓延到了各種類型的汽車。為了在市場(chǎng)上取得優(yōu)勢(shì)，許多商業(yè)汽車制造商都在努力改進(jìn)載貨汽車的燃料效率，以此作為他們的競(jìng)爭(zhēng)武器。由于大功率、大轉(zhuǎn)矩的中重型載貨汽車的百公里油耗往往很高，因此，為了更好地減少油耗，必須采取更加科學(xué)的技術(shù)手段來改善這種情況，除了采取措施控制發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒外，還必須采取措施來減少傳動(dòng)系統(tǒng)的能量消耗，特別是在—傳動(dòng)軸—驅(qū)動(dòng)橋的—?jiǎng)恿斔铜h(huán)節(jié)，應(yīng)該采取更加有效的措施來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。發(fā)動(dòng)機(jī)不僅僅是一種動(dòng)力的源泉，更是整臺(tái)機(jī)器運(yùn)作的核心，它負(fù)責(zé)將外界的能源有效地轉(zhuǎn)換成內(nèi)部的動(dòng)力，并且可以有效地降低能量的消耗。因此、使用具備出色性能和更好的匹配度的驅(qū)動(dòng)橋，可以大大提升發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料消耗率，從而實(shí)現(xiàn)有效的節(jié)省燃料的目的。因此，開發(fā)出一種全新的驅(qū)動(dòng)橋就顯得尤為重要。當(dāng)前，中信、東風(fēng)襄樊、濟(jì)南、漢德、重慶紅巖、安凱等多家重型車橋制造商已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)重卡車橋行業(yè)的領(lǐng)頭羊，他們的產(chǎn)品覆蓋了90%的市場(chǎng)份額。當(dāng)前，全球范圍內(nèi)的驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)生了巨大的改變，具體如下：(1)許多公司已經(jīng)開始把驅(qū)動(dòng)橋的核心零部件，如減速器、剎車片、行星減速機(jī)構(gòu)，整合到一起。以提高整個(gè)系統(tǒng)的性能和可靠性，但是這種做法的優(yōu)勢(shì)尚待進(jìn)一步研究；

(2)橋殼采用球墨鑄鐵,以提高整橋外觀質(zhì)量；

使用球墨鑄鐵制造的橋殼可以大幅降低加工成本，提高生產(chǎn)效率，而且在鑄造和加工過程中，它的外觀質(zhì)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于目前常見的鑄鋼橋，從而顯著改善了整體性能；

(3)為了滿足特殊需求，驅(qū)動(dòng)橋制造商采取了一系列措施，包括增加自動(dòng)充氣、超載報(bào)警和轉(zhuǎn)向油缸等功能，以提高產(chǎn)品的適用性和可靠性。這些改進(jìn)的功能使得驅(qū)動(dòng)橋更加靈活，更加可靠，更加符合主機(jī)產(chǎn)品的特殊要求；論文研究的主要內(nèi)容盡管驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但它們都必須滿足一定的基本要求這樣才能夠滿足所有的應(yīng)用需求。對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的研究?jī)?nèi)容可以歸納為：

(1)選擇的主減速器應(yīng)當(dāng)能夠提供最優(yōu)的動(dòng)力性能，并且能夠有效地降低燃油消耗，以滿足特定的使用環(huán)境。

(2)差速器既需要具備良好的滾動(dòng)性能，又需要具備穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩輸出，以及無脈動(dòng)的連續(xù)性，以便在汽車行駛過程中，有效地控制左右兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力分配，從而提高行駛的平穩(wěn)性和效率。

(3)半軸的選擇應(yīng)更適用于乘用型汽車，其結(jié)構(gòu)應(yīng)相對(duì)簡(jiǎn)單，質(zhì)量相對(duì)輕便，幾何尺寸較小的半軸類型。(4)本次設(shè)計(jì)采用前置前驅(qū)布置的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向橋，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度要求極高，為了滿足動(dòng)力傳輸?shù)囊?，將剛性萬向節(jié)與其他部件通過鉸鏈連接起來，以實(shí)現(xiàn)有效的動(dòng)力傳輸，初步選擇球籠式等速萬向節(jié)。(5)通過計(jì)算各種方案的經(jīng)濟(jì)效益，并結(jié)合實(shí)際情況，從中選擇出最優(yōu)的方案，以此作為最終決策的依據(jù)，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效果。主減速器設(shè)計(jì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式當(dāng)設(shè)計(jì)主減速器時(shí)，應(yīng)該充分考慮各種可能的影響，例如：齒輪的種類、傳輸?shù)姆绞?、主、從?dòng)齒輪的安裝位置以及其他相關(guān)參數(shù)。

在選擇主減速器的時(shí)，需要綜合考慮多種因素，包括汽車的類型、使用的工況、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)量、安裝位置等。此外，地面間隙也會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生重大影響。只有通過綜合分析，才能夠確定最佳的主減速器設(shè)計(jì)。在選擇主減速比時(shí)，必須兼顧車輛的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能。

經(jīng)過研究和參考文獻(xiàn)的總結(jié)，在設(shè)計(jì)主減速器和差速器時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下原則:

1)為了確保驅(qū)動(dòng)橋在正常運(yùn)行過程中不會(huì)與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)生沖突，須確保它們之間的協(xié)調(diào)配合；

2)為確保汽車的燃料效率和動(dòng)力性能達(dá)到最優(yōu)水平，并且滿足車型的需求，須選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹鳒p速比；

3)采用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以降低制造成本，并且裝配難度較小;

4)在設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該充分考慮轉(zhuǎn)速和負(fù)載的變化，以確保在多種情況下傳動(dòng)效率能夠達(dá)到最佳狀態(tài)；

5)在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)特別注意齒輪傳動(dòng)件的平穩(wěn)運(yùn)行，以減少噪音;

6)為確保車輛的剛度和強(qiáng)度達(dá)到規(guī)范要求，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該重視輕量化，以此來改善行駛的流暢性；

7)為確保足夠的離地間隙，驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)尺寸不宜過大。主減速器的類型根據(jù)主減速器的類型，驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)可以歸納為三種類型:1）中央單級(jí)減速器。這種結(jié)構(gòu)形式在汽車行業(yè)中普遍存在，是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，具有重要的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是小巧玲瓏，不占用太多空間，重量輕巧，成本較低。家用轎車的主減速比一般i0=3～4.5，這種結(jié)構(gòu)適用于主減速比i≤7車型，因此，這種結(jié)構(gòu)得以廣泛應(yīng)用。

2)中央雙級(jí)減速器。由于超出主減速比或牽引總質(zhì)量的限制，為了滿足這些要求，我們對(duì)單級(jí)減速器進(jìn)行了改進(jìn)，使其成為一種更加可靠的驅(qū)動(dòng)減速器。

3)雙速主減速器。該減速器的強(qiáng)大之處在于，其內(nèi)置的雙級(jí)變速箱能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、行駛狀態(tài)及傳動(dòng)比的變化，自動(dòng)調(diào)節(jié)最佳的變速檔位，使得車輛的性能更加優(yōu)越。當(dāng)?shù)缆窢顩r不佳，車輛超負(fù)荷行駛時(shí)，為了減少換檔次數(shù)，一般會(huì)采取較大的傳動(dòng)比，而當(dāng)?shù)缆窢顩r良好，車輛負(fù)荷較輕，則可以采取較小的傳動(dòng)比，以此來提升燃油的經(jīng)濟(jì)效益。

經(jīng)過分析，可以得出結(jié)論：在轎車設(shè)計(jì)中，中央單級(jí)主減速器具有如下顯著優(yōu)勢(shì):1前置前驅(qū)型車輛具有布局簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，使其更加適合實(shí)際應(yīng)用；2采用精致的設(shè)計(jì)，制造成本極低，性能卓越；3在各種工況下，傳動(dòng)效率顯著提升，零部件的可靠性和穩(wěn)定性也得到了大幅度改善；4現(xiàn)在道路狀況良好，車輛行駛速度增加了很多，這種結(jié)構(gòu)主減速比較小。因此，本次設(shè)計(jì)選擇中央單級(jí)主減速器。根據(jù)主減速器的齒輪組合的差異，傳動(dòng)系統(tǒng)可以被細(xì)分成多種多樣的類別:1）螺旋錐齒輪傳動(dòng)由于螺旋錐齒輪的主從動(dòng)齒輪軸線相互接觸，并且它們的位置是可調(diào)的，這就導(dǎo)致了它們的齒端會(huì)發(fā)生重疊，這就使它們擁有更高的承受負(fù)荷的能力。在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)中，通常會(huì)選擇90°交角的主減速齒輪形式，這種齒輪的嚙合方式與直齒輪有所不同，它的一端會(huì)先與另一端發(fā)生嚙合，然后以一種特定的方式向另一端推進(jìn)，從而達(dá)到減速的目的，而不是兩個(gè)輪子一起發(fā)生，甚至可以達(dá)到兩個(gè)輪子共同發(fā)生嚙合的程度，這樣的結(jié)構(gòu)使得傳動(dòng)的效率更高，幾乎沒有噪音和振動(dòng)。2）雙曲面齒輪傳動(dòng)與傳統(tǒng)的螺旋錐齒輪有所不同，本結(jié)構(gòu)的主、從動(dòng)齒輪軸線采用了空間交叉形式，它們的位置會(huì)有所偏差，但其交叉角依然保持90°。當(dāng)從動(dòng)齒輪軸出現(xiàn)上偏斜時(shí)，我們將其稱為上偏斜，如果偏斜距離較遠(yuǎn)，則需要在其兩端安裝支撐，以增加結(jié)構(gòu)的剛度，進(jìn)而有效地提升齒輪的嚙合精度，減少磨損，延長(zhǎng)其使用壽命。隨著偏移距的增加，雙曲面齒輪的主動(dòng)和從動(dòng)齒輪的螺旋角度發(fā)生了巨大的變化，其中，從動(dòng)齒輪的螺旋角度通常比主動(dòng)齒輪更大，這就導(dǎo)致雙曲面齒輪的端面模數(shù)差異非常顯著。相比之下，主動(dòng)齒輪的曲面半徑更大，因此它的承載能力、剛度和強(qiáng)度都更高，而且，當(dāng)選擇更大的螺旋角度時(shí)，可以有效地避免根切現(xiàn)象的發(fā)生。因此，在選擇齒數(shù)時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮傳動(dòng)比較大的情況，并盡量保持尺寸的合理性。3）蝸輪-蝸桿傳動(dòng)采用這種結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)，尤其是對(duì)于那些需要快速行駛的重型車輛，能夠?qū)崿F(xiàn)單級(jí)減速，從而提升整體的傳動(dòng)性能，無需采取任何額外的減速措施。蝸輪蝸桿傳動(dòng)方式使得主減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，易于拆卸。盡管蝸輪蝸桿傳動(dòng)在汽車驅(qū)動(dòng)橋的應(yīng)用不多，但它仍然是一種有效的傳動(dòng)方式，并且擁有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。載重汽車的車輪直徑較大，發(fā)動(dòng)機(jī)功率也更強(qiáng)，但是當(dāng)車輛行駛速度較慢時(shí)，所需傳動(dòng)比更大。如果選擇雙級(jí)減速器，它的結(jié)構(gòu)會(huì)變得非常復(fù)雜，并且會(huì)增加重量，消耗更多的空間。此外，它的傳動(dòng)效率會(huì)比單級(jí)減速器差，會(huì)造成更多的能源浪費(fèi)。相反，使用蝸輪傳動(dòng)，可以有效地減小減速比，提高傳動(dòng)性能。此外，相對(duì)于其他傳動(dòng)方式，蝸輪蝸桿傳動(dòng)具有更強(qiáng)的承載能力，更低的磨損，更長(zhǎng)的使用壽命。此外，由于蝸輪與蝸桿的協(xié)同作用，可以獲得更高的運(yùn)行平穩(wěn)度，并且降低了噪音和振動(dòng)。然而，蝸輪蝸桿傳動(dòng)的一大挑戰(zhàn)是其對(duì)制造材料的嚴(yán)格要求，通常只能使用有色金屬，如青銅，這使得它的成本極其昂貴，因此未能被普遍應(yīng)用于汽車設(shè)計(jì)中。長(zhǎng)安悅翔1.2TCVT是本次設(shè)計(jì)的參考車型，該汽車采用前置前驅(qū)的布局，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器均沿著縱向排列，動(dòng)力輸出與前橋軸線保持平行，因此無需改變動(dòng)力的傳遞方向。經(jīng)過分析，決定采用斜齒圓柱齒輪，并配備斷開式驅(qū)動(dòng)橋，將左右半軸的動(dòng)力分別傳遞給車輪。主減速器主、從動(dòng)圓柱齒輪的支承形式當(dāng)前，市場(chǎng)上普遍采用的主減速器齒輪支撐方案有兩種：騎馬式和懸臂式:1）騎馬式:又稱“兩端支承式”，即在齒輪前后采用軸承設(shè)計(jì)支撐兩端軸頸。2)懸臂式:采用懸臂設(shè)計(jì)，在齒輪輪齒大端處一側(cè)軸頸通過懸臂支撐軸承外側(cè)。

經(jīng)過詳細(xì)的比較分析，可以發(fā)現(xiàn)騎馬式結(jié)構(gòu)的剛度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過懸臂式，當(dāng)齒輪運(yùn)行時(shí)，其受力變形量?jī)H為懸臂式的1/30，本次設(shè)計(jì)中，所有的主減速器的大齒輪和小斜齒輪均采用騎馬式安裝，以達(dá)到最佳的性能。主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算主減速比的確定在最高檔位行駛時(shí)，主減速比i0的選取對(duì)于車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性能有著至關(guān)重要的影響，因此，在設(shè)計(jì)主減速器時(shí)，應(yīng)當(dāng)充分考慮其結(jié)構(gòu)形式、尺寸空間和質(zhì)量等因素，以確保其最佳性能。其次，驅(qū)動(dòng)橋是整車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，其設(shè)計(jì)對(duì)整車的總傳動(dòng)比有著至關(guān)重要的影響。隨著路況條件的不斷改善，轎車的行駛速度也在不斷提升，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率確定條件下，選擇主減速比i0時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮最高車速的影響，計(jì)算如式2-1所示:(2-1)式中:為車輪滾動(dòng)半徑；為最高檔傳動(dòng)比；為最高車速；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速。所查詢的有關(guān)長(zhǎng)安悅翔轎車主要如下參數(shù)：最高車速=180km/h該車型輪胎選擇上為型號(hào)185/85R15其中：185為輪胎端面寬度（mm）；R為子午線結(jié)構(gòu)代號(hào)；85為輪胎扁平率；15為輪輞直徑；查表可知，該型號(hào)輪胎滾動(dòng)半徑為=0.283m；該車型發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速=5500rpm；將以上參數(shù)代入式(2-1)計(jì)算可得：i0≥0.337×=0.337×=3.26取i0=3.647主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定當(dāng)汽車行駛時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載可能會(huì)有所不同，從而導(dǎo)致主減速器齒輪的計(jì)算變得更為復(fù)雜。為了解決這個(gè)問題，現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理念提出了一種新的模型，將汽車的運(yùn)行條件考慮進(jìn)去，但是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到最大轉(zhuǎn)矩，而傳動(dòng)系處于最低檔時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，此時(shí)主減速器從動(dòng)齒輪受到最小轉(zhuǎn)矩(即、的最小值)視作主減速器齒輪的計(jì)算載荷，代入最大應(yīng)力情況下汽車的強(qiáng)度計(jì)算。如下式(2-2)、(2-3)所示。

(2-2)(2-3)式中:為計(jì)算轉(zhuǎn)矩；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩;=145N·m；K0為由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)選取K0=2；為變速器最低檔傳動(dòng)比；n為計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，本次設(shè)計(jì)取n=1；為變速器傳動(dòng)效率，取ηr=0.96；G2為驅(qū)動(dòng)橋在滿載條件下給路面的最大負(fù)荷，后橋載荷；為車輪滾動(dòng)半徑rr=0.283m；φ為輪胎附著系數(shù)，取φ=0.95；,為傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，nLB取0.96,無輪邊減速器，取1.0；通過查詢汽車主要參數(shù)可得:=145N·m=3.647x3.45=0.96將上述數(shù)據(jù)代入公式(3-5)可知，本次設(shè)計(jì)的參考車型長(zhǎng)安悅翔>0,所以動(dòng)載系數(shù)取值K0=2。由汽車主要參數(shù)計(jì)算可得，滿載條件下，總質(zhì)量G0=14200N，根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》的研究結(jié)果，當(dāng)車輛處于前置前驅(qū)的布局時(shí)，軸荷的分配情況會(huì)有所不同。一般來說，當(dāng)車輛處于滿載狀態(tài)時(shí)，前軸的分配比例會(huì)介于47%～60%之間。在實(shí)際行駛條件下，由于加速度的情況，本次設(shè)計(jì)選擇60%，加速度系數(shù)取1.3，故G2=14200x60%x1.3=11076N。

如公式(2-2)，(2-3)，把以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算如下:

=3502.871N·m

=3086.786N·m

隨著科技的發(fā)展，不同類型的車輛都可能面對(duì)各種復(fù)雜的環(huán)境。例如，礦用車、載貨汽車和越野車可能會(huì)承受較大的負(fù)荷，而且它們的行駛速度也可能很快。然而，轎車卻可以承受輕載，它們的轉(zhuǎn)矩可能無法被準(zhǔn)確地模擬，所以，在這樣的環(huán)境中，司機(jī)們應(yīng)該格外小心。與非公路汽車相比，公路汽車的操控更為精準(zhǔn)，因此，為了確保駕乘者的安全，通常采用平均牽引力作為驅(qū)動(dòng)力，而不是持續(xù)轉(zhuǎn)矩。故平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩如式(2-4)所示計(jì)算:

N·m(2-4)式中:為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩;Temax=145N·m；

Gr為牽引的掛車滿載總重量，N。本次設(shè)計(jì)車輛為轎車，故Gr=0;為輪胎滾動(dòng)半徑，m；

n為計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，本次設(shè)計(jì)取n=1；

Ga為滿載條件下車輛總重量，N；

為車輛正常行駛條件下，平均上坡能力系數(shù)。取值fH=0.10；

為滾動(dòng)阻力系數(shù)，取=0.02；

為車輛性能系數(shù)。(2-5)為傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取0.96，取1.0；

代入式(2-4)計(jì)算后可得:=492.848N·m主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇1.確定主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)為了滿足本次設(shè)計(jì)的要求，此次選擇了中央單級(jí)主減速器，根據(jù)主減速比i0的大小，確定主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1和z2，以確保最佳的傳動(dòng)性能。1）為了確保磨合順利進(jìn)行，z1和z2的商應(yīng)該是無理數(shù)；2)為了確保汽車的彎曲性能達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，轎車的主動(dòng)和從動(dòng)輪的齒數(shù)必須達(dá)到50，并且齒面必須完全重合。相比之下，貨車的主動(dòng)輪的齒數(shù)必須達(dá)到40；3)當(dāng)z1小于9時(shí)，齒輪嚙合不穩(wěn)定，因此不建議使用。在商用車中，通常只需要z1大于等于6即可；4)為確保驅(qū)動(dòng)橋與地面距離足夠，i0較大時(shí)，通常取小z1；取z1=23z2=84z1+z2=107>50，符合。2.斜齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算為了確保齒輪的安全運(yùn)行，此次選擇了硬齒面齒輪。在進(jìn)行硬齒面齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，應(yīng)首先考慮輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度，經(jīng)過精確的計(jì)算，我們可以對(duì)齒輪進(jìn)行嚴(yán)格的校核，以確保它們的強(qiáng)度符合要求。通過淬火處理，20CrMnTi滲碳鋼能夠獲得極高的硬度，最高可達(dá)56～62HRC，這樣的性能完全能夠滿足本次設(shè)計(jì)的需求。根據(jù)查詢，可以確定該材料在彎曲疲勞和接觸疲勞條件下的極限承受應(yīng)力:=430MPa，=1500MPa3.按輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

查詢可知模數(shù)計(jì)算如下式:

(2-6)

1許用彎曲應(yīng)力

查詢可知得主、從動(dòng)齒輪的許用彎曲應(yīng)力()計(jì)算如下:

(2-7)

式中:為最小彎曲強(qiáng)度條件下，齒輪安全系數(shù)。傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，非重要傳動(dòng)取值范圍=1.3～1.5,重要傳動(dòng)零件取值范圍=1.6～3.0;主減速器齒輪為重要傳動(dòng)零件，本文選擇=2.5。為計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度時(shí)壽命系數(shù)，本文選擇=1。為齒輪應(yīng)力修正系數(shù)，由國(guó)標(biāo)給定值計(jì)算，=2;為齒輪齒根彎曲疲勞極限應(yīng)力=430MPa。將上述數(shù)據(jù)代入式(2-7)計(jì)算后可得:

2計(jì)算小齒輪轉(zhuǎn)矩

3選擇載荷系數(shù)K

本次設(shè)計(jì)中，主減速器的傳動(dòng)齒輪選擇斜齒輪，加工精度上選擇為Ⅶ，所以載荷系數(shù)選取時(shí)無需太大，本次設(shè)計(jì)選擇K=1.4

4初選齒輪齒數(shù)

選取=23,==3.647x23=83.881

選取=84

5選擇齒寬系數(shù)

當(dāng)增大，輪齒直徑與中心距就會(huì)隨之變小，傳動(dòng)裝置的質(zhì)量減小，隨著齒寬和軸向尺寸的增大，齒輪在承受負(fù)載時(shí)，其承載能力的分布變得越來越不均衡。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》可知，當(dāng)齒輪的硬度和排列方式發(fā)生變化時(shí)，其結(jié)果也會(huì)有所改變。具體的取值范圍是:軟齒面齒輪，當(dāng)齒輪布置選擇懸臂式=0.3～0.4。當(dāng)齒輪布置選擇非對(duì)稱結(jié)構(gòu)(相對(duì)軸承)，=0.6～1.2。當(dāng)齒輪布置選擇對(duì)稱結(jié)構(gòu)，=0.8～1.4。

硬齒面齒輪，取值通常僅為相應(yīng)布置形式軟齒面齒輪的50%。

本次設(shè)計(jì)選擇兩端支承式硬齒面齒輪，所以，=0.5，β=15°;故u=84/23=3.652。

6選擇復(fù)合系數(shù)

本次設(shè)計(jì)主、從動(dòng)齒輪均選擇滲碳鋼進(jìn)行制造，所以相等。故僅需計(jì)

算小齒輪，如下式所示:

由《汽車工程手冊(cè)》圖5-38查詢可得，小齒輪復(fù)合齒形系數(shù)=4.18

故以上數(shù)據(jù)代入公式(2-6)后可得，

為保證在實(shí)際應(yīng)用中零件工作的安全性，向上圓整，取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)，可得，=3mm

因此中心距計(jì)算如下式所示:

由中心距與傾斜角的關(guān)系可得下式:

由反三角函數(shù)關(guān)系可知:7計(jì)算剩余幾何尺寸

?。?～10）mm=41～46mm取=45mm4.根據(jù)齒面接觸強(qiáng)度進(jìn)行校核

查詢《汽車工程手冊(cè)》中齒輪設(shè)計(jì)方法，由書中式(5-47)可得

（2-8）式中，為彈性系數(shù)，本次設(shè)計(jì)齒輪均為滲碳鋼制作,=189.8故以上數(shù)據(jù)代入公式(2-8)后可得由《汽車工程手冊(cè)》式5-27查詢可得，齒面許用接觸應(yīng)力計(jì)算如下式所示，

由于本次設(shè)計(jì)齒輪應(yīng)用于主減速器，作為傳動(dòng)系統(tǒng)的重要一環(huán)，應(yīng)該使用.最小安全系數(shù)代入計(jì)算，故=1.4，=1,=1，代入計(jì)算可得:

易知，故本次根據(jù)接觸疲勞強(qiáng)度校核符合條件。主減速器齒輪參數(shù)表主減速器齒輪參數(shù)表如表2-1所示：表2-1主減速器齒輪參數(shù)表項(xiàng)目計(jì)算結(jié)果計(jì)算公式分度圓直徑齒頂圓直徑齒頂高全齒高齒根圓直徑端面齒距續(xù)上表：端面齒厚法面齒距本章小結(jié)本章對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)形式，類型，及基本參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算與分析，選擇了更加準(zhǔn)確的結(jié)構(gòu)類型，以及更加精確的數(shù)據(jù)計(jì)算，并進(jìn)行了大致的校核。差速器的選擇差速器結(jié)構(gòu)形式選擇隨著技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)稱錐齒輪式差速器已經(jīng)成為當(dāng)今汽車設(shè)計(jì)的主流，特別是經(jīng)濟(jì)型轎車。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，因此被廣泛應(yīng)用。此外，為了滿足不同車型的需求，工程師們還開發(fā)出摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器，以滿足更多的駕駛者的需求。為了提高傳動(dòng)效率，齒輪差速器通常會(huì)采用圓錐齒輪或圓柱齒輪來實(shí)現(xiàn)更高的平穩(wěn)性。通常，對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由四個(gè)行星齒輪、一個(gè)齒輪軸、一個(gè)左右殼和一個(gè)墊片組成，它的獨(dú)特之處在于，它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但制作過程卻非常復(fù)雜，需要精心設(shè)計(jì)和精確控制，但卻可以保證良好的運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，使其具有出色的性能與低廉的價(jià)格，從而被廣泛地應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。通過采用摩擦元件，從而大大提高它們的抗滑性，不僅可以改善轎車、貨車和城市客車的耐久性，而且還可以應(yīng)用于越野汽車。普通錐齒輪式差速器齒輪設(shè)計(jì)通常情況下，為了確保性能，我們必須在主減速器和從動(dòng)齒輪之間安裝一個(gè)合適的差速器殼，這樣才能滿足設(shè)計(jì)要求。此外，為了保證性能，差速器的外形尺寸也必須適當(dāng)，并且要和主減速器和從動(dòng)齒輪匹配。差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇1)確定行星齒輪數(shù)目

鑒于各種汽車的負(fù)載情況有所差異，因此，在行星齒輪數(shù)量的選擇上，越野車和載貨車一般會(huì)選擇4，而輕型轎車則會(huì)選擇2。本文中，我們參考了長(zhǎng)安悅翔1.2TCVT，經(jīng)過檢驗(yàn)，雙行星齒輪結(jié)構(gòu)不能滿足強(qiáng)度要求，因此，本次設(shè)計(jì)采用四行星齒輪結(jié)構(gòu)，以確保更高的可靠性和更大的承載能力。

2)計(jì)算行星齒輪球面半徑

行星齒輪安裝尺寸不同時(shí)，差速器的負(fù)載能力和結(jié)構(gòu)尺寸由所決定，同時(shí)錐齒輪節(jié)錐距與相關(guān)。因此，采用恰當(dāng)?shù)男行驱X輪球面半徑可以顯著增加差速器的剛性，從而極大地改善其性能，查詢可知如下公式:（3-1）式中：為計(jì)算扭矩，j=min[,]=3086.786N·mmKB為行星齒輪球面半徑系數(shù)，取值區(qū)間2.52～2.99，本次設(shè)計(jì)n=4，取KB=2.52將以上數(shù)據(jù)代入公式(3-1)后計(jì)算可得，取37mm由節(jié)距Ao與球面半徑RB之間的關(guān)系可得下式計(jì)算:

取為36.4mm

3)確定行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)

由于差速器的負(fù)荷很重，所以它的齒輪必須具備足夠的強(qiáng)度。如果模數(shù)的選取值很高，為了避免齒輪的尺寸變得太大，可以適當(dāng)?shù)販p少齒數(shù)，但是最小值必須不低于10。根據(jù)收集到的資料顯示，半軸齒輪齒數(shù)的取值范圍是14<<25,且半軸齒輪與行星齒輪齒數(shù)的關(guān)系應(yīng)當(dāng)滿足=1.5～2.0。

為了使差速器能夠正常工作，行星齒輪必須與半軸齒輪緊密配合，使它們能夠精確地安裝。因此，在設(shè)計(jì)差速器時(shí)，應(yīng)該使半軸齒輪軸線被行星齒輪均勻地包圍，而且兩側(cè)半軸齒輪的數(shù)量應(yīng)該等于行星齒輪的整數(shù)倍，具體如下式:

(3-2)

式中:I為正整數(shù);

、為左右半軸齒輪齒數(shù)，由于本次設(shè)計(jì)采用對(duì)稱式，故相等;

n為行星齒輪數(shù)目。

在此=10，=16，滿足以上要求。4）圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的計(jì)算行星齒輪、半軸齒輪節(jié)錐角,計(jì)算如下:

；式中:，——行星、半軸齒輪齒數(shù)。圓錐齒輪大端端面模數(shù)m計(jì)算如下:

為了保證齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的安全，向上圓整，查表后選取m=5.5故，節(jié)圓直徑d由下式計(jì)算可得:5）壓力角a早些年的設(shè)計(jì)中，差速器齒輪的壓力角為20°齒高系數(shù)為1，特別是當(dāng)半軸齒輪齒數(shù)Z≥l3時(shí)，這種設(shè)計(jì)更為適用。然而，由于半軸齒輪齒數(shù)僅為10，因此，20°的壓力角已經(jīng)不再適用。經(jīng)過調(diào)整，可將齒高系數(shù)調(diào)整至0.8，同時(shí)將齒數(shù)的選擇范圍拓展至22.5°，以此來保證半軸齒輪和行星齒輪的承受能力相當(dāng)，從而達(dá)到最佳的嚙合性能。當(dāng)模數(shù)選擇范圍較廣時(shí)，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地確保齒輪強(qiáng)度，因此本次設(shè)計(jì)壓力角α為22.5°。行星齒輪安裝孔直徑及深度L

齒輪軸外尺寸與安裝孔直徑應(yīng)相同，深度L與齒輪軸支承長(zhǎng)度也相同，可通過如下公式計(jì)算:

L=1.1φ(3-3)

(3-4)

(3-5)

式中:為差速器傳遞轉(zhuǎn)矩;

l為行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm，ll≈0.5,為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而=0.8;

n為行星齒輪數(shù)，n=4;為支承面許用擠壓應(yīng)力，取98.差速器齒輪幾何尺寸與強(qiáng)度計(jì)算在車輛行駛過程中，左右輪會(huì)因?yàn)椴煌穆窙r而發(fā)生變化，比如轉(zhuǎn)彎或者打滑，這就導(dǎo)致差速器并不總是處于工作狀態(tài)，咕合動(dòng)也會(huì)減少。因此，差速器齒輪的主要損壞形式就是彎曲損壞。因此，下面將進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的計(jì)算和校核。輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算如下式:（3-6）式中:T為單個(gè)半軸齒輪受單個(gè)行星齒輪轉(zhuǎn)矩;(3-7)式中:為計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=3086N·mm；n為行星齒輪數(shù)n=4;Z為半軸齒輪齒數(shù)Z=16;Km為載荷分配系數(shù)，Km的取值范圍是Km=1.00～1.10，為確保支承剛度的大小，本次設(shè)計(jì)選取Km=1.10;Ks為尺寸系數(shù)，此次采用滲碳鋼作為本次設(shè)計(jì)的齒輪材料。這種材料的熱處理方式和齒輪尺寸都會(huì)對(duì)系數(shù)產(chǎn)生影響。通過查詢可知：為質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于差速器齒輪，由于輪齒接觸良好，加之本次設(shè)計(jì)徑向跳動(dòng)精度高，所以本文取=1.0；為超載系數(shù)2.0；m為模數(shù)5.5；F為齒面寬，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得F=(0.25～0.30)=13mm；F≤10mJ為齒輪彎曲應(yīng)力總和系數(shù)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得J=0.2255將上述數(shù)據(jù)代入計(jì)算后可得，以Tm計(jì)算，得：以計(jì)算，得：顯然，本次設(shè)計(jì)差速器齒輪校核成功。差速器大小齒輪有限元分析網(wǎng)格劃分形式為自動(dòng)劃分，齒輪的載荷施加在齒根處軸心設(shè)置為固定面。大齒輪位移圖：由圖像可以分析得知，最大變形處于齒頂位置，為mm，產(chǎn)生的變形微乎其微，甚至可忽略不計(jì)，兩齒輪穩(wěn)定嚙合。大齒輪應(yīng)變圖：ESTRN表示等效應(yīng)變。2.143e-06表示最大等效應(yīng)變?yōu)?，?duì)應(yīng)云圖顏色為紅色。從云圖看并沒有發(fā)現(xiàn)有紅色區(qū)域存在，說明最大等效應(yīng)變存在于畸點(diǎn)處，應(yīng)予以忽略。云圖中最大等效應(yīng)變區(qū)域顏色為綠色，對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)變值為7.143e-07。大齒輪應(yīng)力圖：最大應(yīng)力處于大齒輪齒根處，最大應(yīng)力為5.634，滿足本次設(shè)計(jì)要求。小齒輪位移圖：與大齒輪相同，小齒輪最大變形處同樣為齒頂處，最大變形為mm，很小，可忽略不計(jì)，兩齒輪嚙合穩(wěn)定。小齒輪應(yīng)變圖：ESTRN表示等效應(yīng)變。1.685e-06表示最大等效應(yīng)變?yōu)?，?duì)應(yīng)云圖顏色為紅色。從云圖看并沒有發(fā)現(xiàn)有紅色區(qū)域存在，說明最大等效應(yīng)變存在于畸點(diǎn)處，應(yīng)予以忽略。云圖中最大等效應(yīng)變區(qū)域顏色為綠色，對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)變值為8.467e-07。小齒輪應(yīng)力圖：所受應(yīng)力最大處為綠色部分，即齒根部分，為，符合設(shè)計(jì)要求。本章小結(jié)本章對(duì)差速器的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了進(jìn)一步的選擇，通過計(jì)算確定了齒輪的相關(guān)基本參數(shù)，并對(duì)齒輪的幾何尺寸與強(qiáng)度進(jìn)行了校核與計(jì)算，確保產(chǎn)品可安全穩(wěn)定運(yùn)行。半軸的設(shè)計(jì)半軸的型式差速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)傳輸動(dòng)力至車輪，它可以采用斷開式或者非斷開式的設(shè)計(jì)，前者以萬向傳動(dòng)裝置為主，后者以驅(qū)動(dòng)半軸為核心，以實(shí)現(xiàn)汽車的動(dòng)力傳輸。不同類型的半軸可以分為全浮式、半浮式和3/4浮式3類，它們的最大差異在于它們的支撐結(jié)構(gòu)。

半浮式半軸是目前應(yīng)用最廣泛的半軸結(jié)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、幾何尺寸緊湊、成本低廉、性能優(yōu)越的特點(diǎn)。它的負(fù)載特點(diǎn)和3/4浮式相似，但由于能夠有效地傳輸載荷，因此可以承受更大的負(fù)載。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，半軸支撐軸承被安裝在套管的外部，并固定在內(nèi)部的孔中。這種半軸結(jié)構(gòu)通常被應(yīng)用在需要輕巧、輕便、承受能力較強(qiáng)的汽車和摩托車上。

全浮式半軸負(fù)載只有轉(zhuǎn)矩。這種半軸結(jié)構(gòu)在此類車輛中十分常見。3/4浮式半軸，與全浮式半軸相比，路面對(duì)車輪的力與力矩會(huì)不完全傳給半軸。除了乘用車，這種技術(shù)也適用于輕型載重汽車。經(jīng)過比較分析，本次設(shè)計(jì)長(zhǎng)安悅翔轎車選擇半浮式半軸。半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算在半軸的設(shè)計(jì)和計(jì)算過程中，首先需要確定半軸的幾何尺寸和直徑，以便能夠滿足4x2驅(qū)動(dòng)形式的要求?！镀嚇?gòu)造》中的數(shù)據(jù)表明，半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩如以下公式:

T=ζTemaxig1i0(4-1)式中:ζ為轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，本文取0.6;為最低擋傳動(dòng)比;η為汽車傳動(dòng)效率，本文取0.9;為主減速比;為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。

將上述數(shù)據(jù)代入式(4-1)計(jì)算后可得:

N·m

查閱《汽車構(gòu)造》可得，全浮式半軸桿部直徑的初選可按下式

（4-2）式中:d為半軸桿部直徑mm;

[]為半軸轉(zhuǎn)矩許用應(yīng)力，MPa.取[]=500MPa;

T為半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，1094.647N.m.

將上述數(shù)據(jù)代入式(4-2)進(jìn)行計(jì)算可得:

考慮到萬向傳動(dòng)裝置的影響因素，選取d=36mm。半軸的強(qiáng)度校核三種可能工況車輛運(yùn)行過程中，半軸承受的載荷工況可能有三種，為計(jì)算半軸載荷，首先對(duì)以下三種工況進(jìn)行分析:

1)縱向力達(dá)到最大值，即制動(dòng)力或驅(qū)動(dòng)力達(dá)到最大值，此時(shí)不受到側(cè)向力，故輪胎與地面的附著系數(shù)=0.8；

2)側(cè)向力達(dá)到最大值，車輛易出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，此時(shí)不受到縱向力，故輪胎與地面附著系數(shù)為側(cè)向附著系數(shù)=1.0；

3)當(dāng)車輛在坑洼路段行駛時(shí)，垂向力達(dá)到最大值，而且車速較快，這時(shí)縱向力和側(cè)向力的數(shù)值較小，因此可以忽略不計(jì)。以下本文將分別針對(duì)三種工況進(jìn)行分析，確定半軸的計(jì)算載荷。半浮式半軸計(jì)算載荷的確定1）選擇第一種工況，即縱向力最大且側(cè)向力為0:分析可知:垂向力=縱向力最大值=式中:取值為1.2取值為0.8。半軸彎曲應(yīng)力σ、扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ計(jì)算如下:(4-3)(4-4)式(4-3),(4-4)中：a為車輪中心面與輪轂支承軸承間隔距離,由第三強(qiáng)度理論可得:(4-5)

將以上數(shù)據(jù)代入計(jì)算后可得

2)選擇第二種工況，即側(cè)向力最大且縱向力=0,此時(shí)汽車發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。外輪上的垂直反力以及內(nèi)輪上的垂直反力分別為:(4-6)(4-7)

式中:為輪距，經(jīng)查閱資料得=1.526m:為汽車質(zhì)心高度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取值為0.35；

為側(cè)滑附著系數(shù)，在計(jì)算過程可以選取為1.0；

作用在外輪上的側(cè)向力以及內(nèi)輪上的側(cè)向力分別為

(4-8)

(4-9)

作用在內(nèi)外車輪上的總側(cè)向力.

外輪半軸的彎曲應(yīng)力以及內(nèi)輪半軸的彎曲應(yīng)力分別為:

(4-10)

(4-11)

經(jīng)計(jì)算可得:

選擇第三種工況，即汽車垂向力最大，縱向力=0,側(cè)向力=0，此時(shí)，車輛行駛于坑洼路段垂直力最大值計(jì)算如下式所示:

(4-12)

式中，k表示運(yùn)載系數(shù)乘用車取1.75

半軸彎曲應(yīng)力σ的計(jì)算公式為

(4-13)

由于長(zhǎng)安悅翔為乘用車，因此選取k=1.75,

148.5236MPa

所有應(yīng)力計(jì)算結(jié)果均小于半軸的許用應(yīng)力500MPa,因此半軸強(qiáng)度校核滿足要求。半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理為了確保半軸的強(qiáng)度保持一致，在設(shè)計(jì)過程中，花鍵的底徑要略大于桿部的直徑，這樣就會(huì)導(dǎo)致花鍵的齒數(shù)也會(huì)有所增加，根據(jù)汽車的負(fù)荷狀態(tài)，從低到高的齒數(shù)范圍一般在10~18之間，一般來說，轎車的半軸采用10，而貨車的半軸采用18。為了降低半軸的扭轉(zhuǎn)疲勞，我們建議將鍵槽的深度適當(dāng)降低。為了達(dá)到最佳的性能，在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)該盡量避免使用矩形花鍵，而是更多地考慮漸開線花鍵，或者是梯形花鍵，以此來增加半軸的強(qiáng)度和剛度。

市場(chǎng)上常用的半軸制造材料主要是含鉻的碳合金鋼。為了提升半軸的疲勞強(qiáng)度和靜態(tài)強(qiáng)度，選擇40Cr作為半軸的材料，采用中頻和高頻感應(yīng)淬火技術(shù)對(duì)半軸表面進(jìn)行熱處理，以減少壓應(yīng)力，并結(jié)合噴丸處理、滾壓過渡圓角等技術(shù)，進(jìn)一步提升半軸的強(qiáng)度，從而達(dá)到更優(yōu)良的性能。經(jīng)過該熱處理后，半軸表面硬化層深占半徑的1/3，淬硬達(dá)52～63HRC，心部硬度30～35HRC;不淬火區(qū)(凸緣等)硬度248～277HRC。半軸的有限元分析網(wǎng)格劃分形式為自動(dòng)劃分，載荷施加在花鍵上，固定面設(shè)置為另一端的花鍵上，施加扭矩，變形量可由圖中分析結(jié)果得知，以下為半軸的位移圖，應(yīng)變圖與應(yīng)力圖。位移圖：由圖可知，最大變形處為半軸尾端，為mm，其能產(chǎn)生的影響可忽略不計(jì)，可使半軸與其相鄰部件穩(wěn)定配合應(yīng)變圖：ESTRN表示等效應(yīng)變。9.753e-06表示最大等效應(yīng)變?yōu)?，?duì)應(yīng)云圖顏色為紅色。從云圖看并沒有發(fā)現(xiàn)有紅色區(qū)域存在，說明最大等效應(yīng)變存在于畸點(diǎn)處，應(yīng)予以忽略。云圖中最大等效應(yīng)變區(qū)域顏色為綠色，對(duì)應(yīng)的等效應(yīng)變值為6.508e-06。應(yīng)力圖：應(yīng)力最大處為軸的中間綠色部分，為3.057e+06，代表數(shù)值為，符合設(shè)計(jì)需求。本章小結(jié)本章對(duì)半軸的形式進(jìn)行了選擇，對(duì)半軸進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算，并對(duì)半軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核，對(duì)半軸的材料選擇以及熱處理方式進(jìn)行分析選擇。萬向節(jié)的設(shè)計(jì)萬向節(jié)的選擇萬向節(jié)根據(jù)扭轉(zhuǎn)方向上的彈性數(shù)值可以分為撓性和剛性兩種，區(qū)別在于，撓性萬向節(jié)采用彈性零件來傳遞動(dòng)力，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于可以有效減輕沖擊載荷，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。本次設(shè)計(jì)選擇了球籠式等速萬向節(jié)，它可以滿足前置前驅(qū)布置的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)動(dòng)角度要求。選擇球籠式等速萬向節(jié)，它可以根據(jù)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸的角速度關(guān)系，通過鉸鏈連接，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳遞。萬向節(jié)結(jié)構(gòu)球籠式萬向節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)在軌道上獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，其通過鋼球傳遞轉(zhuǎn)矩。它有兩種不同的輸出輸入元件，如圖5-1所示，每個(gè)元件都有Z個(gè)傳力鋼珠。根據(jù)圖5-1a和5-1b，采用同心式和徑向式，將輸出和輸入元件分布在相同的軸線上，其中同心的優(yōu)勢(shì)在于，主動(dòng)球的數(shù)量達(dá)到了m=Z，這意味著所有的鋼.珠都可以沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡傳遞轉(zhuǎn)矩。而徑向的優(yōu)勢(shì)則體現(xiàn)在，它的主動(dòng)球的數(shù)量可以達(dá)到m=z/2，這意味著在相同的時(shí)間內(nèi)，只有一半的鋼珠可以傳遞轉(zhuǎn)矩。ab圖5-1球籠式萬向節(jié)（a為同心式；b為徑向式）萬向節(jié)可以根據(jù)其軌道形狀分為兩種：伸縮式和固定式。固定式萬向節(jié)的內(nèi)部定心可以減少車輛布局復(fù)雜性，因此，在車輛的半軸外側(cè)，采用伸縮型球籠式萬向節(jié)達(dá)到更好的操控效果，如圖5-2所示。圖5-2萬向節(jié)的材料及熱處理當(dāng)萬向節(jié)正常運(yùn)行時(shí)，其最大的能量消耗是由于鋼球和軌道之間的摩擦。為了解決這個(gè)問題，我們選擇了低碳合金鋼15NiMo制作球星殼和星形套，并進(jìn)行了內(nèi)球面和軌道的熱處理，使其表面硬度達(dá)到62HRC。此外，我們還使用了磨削技術(shù)，特別是在軌道、內(nèi)球面和支撐部分，以增強(qiáng)其強(qiáng)度。鋼球的選擇上，為了確保萬向節(jié)的安裝精度，我們應(yīng)該使用DIN5401標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的II級(jí)品質(zhì)的滾動(dòng)軸承，以確保其間的間距極其精確。游隙約為軸間夾角的3%.萬向節(jié)設(shè)計(jì)計(jì)算根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》，英國(guó)GKN汽車有限公司提供的萬向節(jié)的載荷計(jì)算方法和選用原則有所不同，本文將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。

(5-1)

為萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)矩最大值為豎直方向上地面受到車輪的作用力，Gw=G2/2為車輪滾動(dòng)半徑，0.308m

為輪胎附著系數(shù)，取φ=0.85為使用因素，取=1.5將以上數(shù)據(jù)代入式(5-1)計(jì)算可得,=8520/2×0.283×0.85×1.5=1537N·m

根據(jù)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)矩選擇RF萬向節(jié)如圖5-4所示，參數(shù)如表5-1所示:5-4RF固定式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)圖表5-1（單位:mm）RF萬向節(jié)型號(hào)ASGBdR918122367915.87527.526016根據(jù)萬向節(jié)傳遞轉(zhuǎn)矩選擇VL萬向節(jié)如圖5-5所示，參數(shù)如表5-2所示:圖5-5VL伸縮式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)圖表5-2（單位：mm）VL萬向節(jié)型號(hào)AGSdRSmaxMd(Nm）Mn(Nm）9194302117.46226.45a①12b②402672200①使用剛性螺栓的伸縮量；②β=6°，不使用剛性螺栓的伸縮量本章小結(jié)本章對(duì)萬向節(jié)的類型進(jìn)行了選擇，并對(duì)萬向節(jié)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，對(duì)萬向節(jié)的材料選擇以及熱處理方式進(jìn)行了分析，根據(jù)相關(guān)參數(shù)對(duì)萬向節(jié)的幾何尺寸進(jìn)行計(jì)算。產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的概述通過產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，可以對(duì)多種產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造方案進(jìn)行綜合考量，以確定最佳的經(jīng)濟(jì)效益，并將其作為最終決策的基礎(chǔ)。在開發(fā)一件新產(chǎn)品時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)的核心內(nèi)容包括：生產(chǎn)手段、工藝方法、技能操作等。為了確保新技術(shù)的有效應(yīng)用，需要全面考察當(dāng)?shù)氐募夹g(shù)支持和設(shè)備條件，并結(jié)合實(shí)際情況，深入探索技術(shù)與經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)聯(lián)，以期找到最優(yōu)的研發(fā)方案，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。在產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析中，首先要進(jìn)行市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)，并認(rèn)真進(jìn)行調(diào)研，以確定項(xiàng)目的準(zhǔn)確性。此外，還需要選擇合適的工藝流程和加工設(shè)備，以滿足實(shí)際需求。最后，必須對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行全面的綜合評(píng)估，以便做出明智的決策。通過全面的經(jīng)濟(jì)效益分析和評(píng)估，我們可以得出最佳方案并進(jìn)行決策。對(duì)于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案，我們應(yīng)該從三個(gè)角度來考量：經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性和綜合性。其中，經(jīng)濟(jì)性考量應(yīng)該重點(diǎn)考慮采用的原材料、運(yùn)輸費(fèi)用及人力成本較低的方案；而技術(shù)性考量則應(yīng)該重點(diǎn)考慮如何確保該方案的技術(shù)能夠滿足設(shè)計(jì)要求，并且能夠提升其技術(shù)水準(zhǔn)；最后，綜合性考量則應(yīng)該重點(diǎn)考慮該方案的經(jīng)濟(jì)效益與技術(shù)性能之間的關(guān)聯(lián)，并從多個(gè)角度來評(píng)估其合理性。產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析的必要性技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析對(duì)于新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，它能夠幫助我們更好地評(píng)估產(chǎn)品的潛力，并且能夠更精確地預(yù)測(cè)它的未來發(fā)展趨勢(shì)。采用全面而科學(xué)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法，不僅能夠避免分析中的錯(cuò)誤，還能夠更好地評(píng)估新產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益，從而更加精準(zhǔn)地制定出最佳的研發(fā)方案。經(jīng)過對(duì)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，我們可以精確預(yù)測(cè)出開發(fā)該產(chǎn)品的成本、管理費(fèi)用，從而有效改善設(shè)計(jì)方案的流程，最大限度地減少項(xiàng)目中的資源投入，降低設(shè)計(jì)、制造的成本，同時(shí)也提高了產(chǎn)品的使用價(jià)值，從而達(dá)到良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，我們選擇了最佳的新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。這些方案應(yīng)該滿足三個(gè)主要指標(biāo)：數(shù)量、質(zhì)量和品種。我們應(yīng)該選擇合適的生產(chǎn)量，以滿足客戶的需求，并達(dá)到高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。為了實(shí)現(xiàn)最佳的消耗指標(biāo)，我們應(yīng)該采取有效措施，不僅要求產(chǎn)品質(zhì)量上乘，而且還應(yīng)該合理地配置和使用投入生產(chǎn)的設(shè)備，加強(qiáng)生產(chǎn)管理，縮短產(chǎn)品的研發(fā)和制造周期，從而有效地減少投入成本。此外，有效的經(jīng)濟(jì)效益也至關(guān)重要，因此，優(yōu)良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案必須具有良好的經(jīng)濟(jì)性。因此，技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析在評(píng)估新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案時(shí)起著至關(guān)重要的作用，它不僅能夠有效地提升新產(chǎn)品的開發(fā)質(zhì)量，推動(dòng)前沿科學(xué)的發(fā)展，而且還能確保其能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。工藝設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析按照設(shè)計(jì)的零部件圖紙，我們應(yīng)該精心規(guī)劃加工流程，并利用專業(yè)的機(jī)械和工具，將原材料精確地加工成符合要求的產(chǎn)品。為了確保生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良、成本低廉、生產(chǎn)效率高、安全可靠，必須精心編寫完善的工藝方案。重新設(shè)計(jì)工藝流程，包括：確定原材料的形狀、選擇合適的定位標(biāo)準(zhǔn)、確定安裝方法、制定生產(chǎn)流程、計(jì)算生產(chǎn)周期，以及實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)周期的精細(xì)控制。當(dāng)我們對(duì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)情況進(jìn)行分析時(shí)，我們會(huì)首先評(píng)估不同的生產(chǎn)方法的成本，以便找到最優(yōu)的解決方案。在處理下頂輪動(dòng)軸的生產(chǎn)過程中，我們不僅會(huì)關(guān)注生產(chǎn)效率，還會(huì)考慮員工的薪酬、原材料、夾具的選擇、設(shè)備的更新?lián)Q代等因素。我們會(huì)根據(jù)這些因素來安排適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)流程，例如下料、車削、鉆孔等。通過這些步驟，我們可以更好地控制生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，最終確定最優(yōu)的方案，以滿足客戶的需求。采用經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保、質(zhì)量可靠、效率提升的加工工藝方案，以達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算分析1．新產(chǎn)品成本的估算：（6-1）式中：C為新產(chǎn)品估算成本，單位：元；M1為原料及主要材料費(fèi)用，單位：元；為生產(chǎn)工人的基本工資及附加工資，單位：元；α為車間經(jīng)費(fèi)的分配率，%；β為企業(yè)管理費(fèi)的分配率，%；γ為其他費(fèi)用占成本的百分比，%。原料及主要材料費(fèi)用計(jì)算公式：（6-2）為回收金屬廢料價(jià)值占全部材料費(fèi)的比重。%；Si為第i種材料的價(jià)格，元/kg；Gi為i種材料的單位消耗定額，kg；n為材料種類；Mn為外購件的價(jià)值，單位：元。代入（6-2）式中得：代入（6-1）式中得：由于原材料選擇的成本較高，零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加上人工成本和物料成本的增加，使得生產(chǎn)成本顯著提升。2．產(chǎn)品利益評(píng)價(jià)計(jì)算：預(yù)計(jì)售價(jià)12000元，單位產(chǎn)品可變費(fèi)用為3000元，預(yù)計(jì)每年能賣出2000臺(tái)，銷售量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為250臺(tái)，年固定費(fèi)11000000，期望研發(fā)該新產(chǎn)品的虧本概率≤3%，獲利超過10800000元的概率≥30%才值得開發(fā)。（6-3）將代入（6-3）式中得：（6-4）將代入（6-4）式中得：當(dāng)利益為0時(shí)的利益標(biāo)準(zhǔn)值為：由上述計(jì)算獲利超過10800000元的概率為32%，在經(jīng)濟(jì)效果上滿足工廠預(yù)期要求，該產(chǎn)品值得開發(fā)。3．經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)計(jì)算：標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格P=制造費(fèi)用+研制費(fèi)用+管理費(fèi)用+銷售費(fèi)用+利潤(rùn)+稅金P=10000+1000+1000+3000+5000=20000元?jiǎng)tβ標(biāo)準(zhǔn)價(jià)格對(duì)制造費(fèi)用的比重：產(chǎn)品的適時(shí)市場(chǎng)價(jià)格：由上述計(jì)算得：Y=0.98大于0.8，說明該產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性好。結(jié)論本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是長(zhǎng)安悅翔的驅(qū)動(dòng)橋，我們將對(duì)現(xiàn)有的驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，設(shè)計(jì)一種新型的斷開式驅(qū)動(dòng)橋，它采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，并通過機(jī)繪技術(shù)完成二維設(shè)計(jì)圖紙。

本文對(duì)諸多類型主減速器進(jìn)行對(duì)比后，選擇了中央單級(jí)主減速器，并確定了采用斜齒圓柱齒輪。所有的大小齒輪均采用騎馬式進(jìn)行安裝。確定主減速比為3.647。在差速器的選擇中，本次設(shè)計(jì)選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器，并確定采用四行星齒輪設(shè)計(jì)。并通過計(jì)算與有限元分析，確定強(qiáng)度與剛度符合設(shè)計(jì)要求。在對(duì)半軸的型式選擇中，本文選擇了半浮式半軸，通過計(jì)算校核與有限元分析，確定本次選擇的材料與熱處理方式合理。本次設(shè)計(jì)選擇的球籠式等速萬向節(jié)，更適用于本次設(shè)計(jì)所選車型，且材料選擇與熱處理方式也較為合理。

除了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法外，還利用了計(jì)算機(jī)軟件對(duì)差速器和半軸的強(qiáng)度剛度進(jìn)行分析，以便更好地優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，從而提高其使用效率和可靠性。

致謝感謝大學(xué)生活中遇到的每一位老師與同學(xué)，讓我的大學(xué)生活除了學(xué)習(xí)之外有了更加精彩的一個(gè)個(gè)瞬間。尤其感謝翟元盛老師在大學(xué)生活接近尾聲之際對(duì)我的悉心教導(dǎo)。祝各位教師身體健康，生活美滿，家庭勝意。畢業(yè)是我們學(xué)業(yè)的終點(diǎn)，但也是生活的另一個(gè)起點(diǎn)，祝各位前程似錦！祝各位同學(xué)畢業(yè)快樂！參考文獻(xiàn)劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2015.王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2015.陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京:人民交通出版社，2017.《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì).汽車工程手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社,2011.余志生.汽車?yán)碚揫M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010.張洪欣汽車底盤設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2014.王望予主編.汽車?yán)碚?機(jī)械工業(yè)出版社.2017.6.劉惟信編著.汽車車橋設(shè)計(jì).清華大學(xué)出版社2014.4.彭文生，李志明，黃華梁主編.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社.2012.8.陳家瑞主編.汽車構(gòu)造.人民交通出版社.2016.11.唐增寶，常建娥主編.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).華中科技大學(xué)出版社.2016.9.趙克利，孔德文編著.底盤結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì).化學(xué)工業(yè)出版社.2017.1.焦永和主編.機(jī)械制圖.北京理工大學(xué)出版社.2015.7.余志生汽車?yán)碚揫M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2016.05.郝喜斌.DC704前驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)要點(diǎn)[J].機(jī)械工程與自動(dòng)化.2014.03.鄒書洋.驅(qū)動(dòng)橋總體方案自動(dòng)生成系統(tǒng)研究[J]，南京理工大學(xué)，2017.劉柯軍，高淑蘭,汽車半軸失效分析[J],汽車工藝與材料，2014.07.SongZhicheng,LiXiang,KangShengzheng,YangXiaolong,WangLinkang,WuHongtao.Anewcompositecontrollerfortrajectorytrackingcontrolofapiezo-drivenbridgedisplacementamplifier[J].TransactionsoftheInstituteofMeasurementandControl,2023,45(10).YangJi-xuan,ChenZhi-yong,ShiWen-ku,YuanRen-fei,LiuJian,ZhaoYan-yan.Vibrationcontrolofcommercialvehicledriveaxlesbasedonmodificationofhelicalgears[J].MechanicalSystemsandSignalProcessing,2023,193.KosobudzkiMariusz,ZajacPawel,GardyńskiLeszek.AModel-BasedApproachforSettingtheInitialAngleoftheDriveAxlesina4×4HighMobilityWheeledVehicle[J].Energies,2023,16(4).LiZhenkun,LinWeiwei,ZhangYouqi.Real-timedrive-bybridgedamagedetectionusingdeepauto-encoder[J].Structures,2023,47.ZhangLiang,ChenPengfei,LiMengxia,ChenLinying,MouJunmin.Adata-drivenapproachforship-bridgecollisioncandidatedetectioninbridgewaterway[J].OceanEngineering,2022,266(P5).Demi?Miroslav,?uri?Aleksandar,Grki?Aleksandar,Drakuli?Momir,Mu?dekaSlavko.Acontributiontoinvestigationofoscillatoryloadsofdrivingaxlesinordertocreateconditionsforlaboratorytestsoftrucks[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2022,1271(1).附錄AStudyofAutomobileDrivingAxleTestBenchPowerBasedonClosedPowerFlowPrinciplesJiJunling1,WangQiang2andWangWei31,2,3HeiLongjiangInstituteofTechnology,HarBin,ChinaKeywords:Automobiledrivingaxle;Testbench;closedpowerflow;PerformancetestAbstract.Thepaperanalyzesthelayoutstructureandworkingprincipleofdrivingaxleperformanceclosedtestbench.Thedesignconceptsoftestbenchdrivemechanismandloadingmechanismaredescribedonthebasisofconfirmingthedesignscheme.Layoutreasonabilityofthedesignstructureisanalyzed,andthemechanicalstiffnessandstrengththereforearechecked.Therefore,thetestbenchcancompleterunning-intestandgearweartest.Mechanicalclosedpowerflowprincipleisutilizedfordevelopingasetofdrivemechanisminthedevicefortestingdrivingaxlemechanicalefficiency,stiffness,fatiguestrengthandlubrication.IntroductionHeavyautomobiledrivingaxleperformanceandlifetestbelongtoimportantitemsofbenchtestofheavyautomobiledrive,andhaveimportantpositionsintrunktestequipment.Becausethedevelopmentofheavyautomobiledrivingaxleassemblygearfatiguetestsystemhasimportantresearchvalueandpracticalsignificance.Foreignheavyvehiclemanufacturerconductedmoredetailedlifeteststudyonthereliability,forexample,U.S.BURKECompany,UKROMAXCompanyandSMTManufacturingTechnologyCo.,Ltd.GermanyRENKCompanyandSCHENCKCompanyaswellasAustriaAVLCompanyareprovidedwithconsiderablestrengthandmarketintheaspectofautomotivedrivingaxletest.Autoparttesttechnologyhasbeenrapidlydevelopedinforeigncountriesinrecentyearswithcontinuousdevelopmentofsensortechnology,electronictechnologyandcomputertechnology.Foreignautomobiledrivingaxlemanufacturernotonlyadoptstestequipmentinthestagesofproductdevelopment,productdesignandeffectvalidation,butalsoheavilyutilizeson-linetestingequipmentwithadvancedtestingequipmentintheproductionandmanufacturinglinks,namely,ontheproductionline,ontheassemblylineandintheunmannedworkshop.Testingequipment,testinginstrumentandsparepartsarearrangedinthewholeprocessingprocess.Thelayoutnotonlycanbeusedforaccuratelydeterminingwhethertheproductisqualifiedornot,butalsocancorrectlyjudgethequalityout-of-controlstate-causemoreimportantlybytestdataanaly