汽車主減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)--bj2022汽車單級(jí)主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　BJ2022汽車單級(jí)主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析</p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： </p><p>　　學(xué) 院： </p><p

2、>　　專 業(yè)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2012年 6月</p><p>　　BJ2022汽車單級(jí)主減速器及差速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與強(qiáng)度分析</p><p><b>　　摘要&

3、lt;/b></p><p>　　汽車主減速器及差速器是汽車傳動(dòng)中最重要的部件之一。它能夠?qū)⑷f向傳動(dòng)裝置傳來的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳給驅(qū)動(dòng)車輪，以實(shí)現(xiàn)降速增扭。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是有關(guān)BJ2022汽車的主減速器和差速器，并要使其具有通過性。本次設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括有：方案選擇，結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改進(jìn)。齒輪與齒輪軸的設(shè)計(jì)與校核。并且在設(shè)計(jì)過程中，描述了主減速器的組成和差速器的差速原理和差速過程

4、。</p><p>　　方案確定主要依據(jù)原始設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)比同類型的減速器及差速器，確定此輪的傳動(dòng)比，并對(duì)其中重要的齒輪進(jìn)行齒面接觸和齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度的校核。而對(duì)軸的設(shè)計(jì)過程中著重齒輪的布置，并對(duì)其受最大載荷的危險(xiǎn)截面進(jìn)行強(qiáng)度校核。</p><p>　　主減速器及差速器對(duì)提高汽車行駛平穩(wěn)性和其通過性有著獨(dú)特的作用，是汽車設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。</p><p>　　關(guān)鍵詞：驅(qū)

5、動(dòng)橋，主減速器，差速器，半軸</p><p>　　BJ2022 car single stage and the structure of the main reducer differential design and strength analysis</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Automob

6、il reduction final drive and differential is one of the best impossible parts in automobile gearing. It can chang speed and driving tuist within a big scope .</p><p>　　The problem of this design is BJ2022 ca

7、r differential unit ,it’ s properly in common use . The design of scheme, the better design and improvement of structure ,the design and calibration of gear and gear shiftes , and the select of bearings , and also the de

8、sign explain the construction of differential action .</p><p>　　The ting of the scheme desierment main deside. The drive ratio of gear,according to orginal design parameter and constrasting the same type red

9、uction final drive ang differential assay . It realize planet gear in the design of structure . It put to use alteration better gears transmission in the design of gear , and compare the root contact tired strength of so

10、me important gears and the face twirl tired strength . It eraphaize pay attention to the place of gears. Compare the strength of the bigg</p><p>　　The Lord reducer to improve the car driving and differential

11、 stability and its through sex has a unique function, is one of the focal points of automotive design.</p><p>　　Key words : Drive axle,Main reducer,Differential,Axle</p><p><b>　　目錄</b&g

12、t;</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 選題的背景與意義1</p><p>　　1.2 研究的基本內(nèi)容1</p><p>　　1.2.1 主減速器的作用1</p><p>　　1.2.2 主減速器的工作原理2</p>

13、<p>　　1.2.3 國(guó)內(nèi)主減速器的狀況2</p><p>　　1.2.4 國(guó)內(nèi)與國(guó)外差距2</p><p>　　1.3 課題研究?jī)?nèi)容3</p><p>　　第二章 主減速器的設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 主減速器概述4</p><p>　　2.2 主減速器方案的選擇4<

14、/p><p>　　2.3 主減速器主從動(dòng)齒輪的支承方案4</p><p>　　2.31 主動(dòng)雙曲面錐齒輪4</p><p>　　2.32 從動(dòng)雙曲面錐齒輪5</p><p>　　2.4 基本參數(shù)的選擇與計(jì)算載荷的確定5</p><p>　　2.41 齒輪計(jì)算載荷的確定5</p><p

15、>　　2.42 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇8</p><p>　　2.43 主減速器準(zhǔn)雙曲面圓錐齒輪的集合計(jì)算11</p><p>　　2.44 主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算14</p><p>　　2.45 主減速器齒輪的材料及熱處理17</p><p>　　第三章 差速器的設(shè)計(jì)19</p><p&g

16、t;　　3.1 差速器概述19</p><p>　　3.2 差速器的結(jié)構(gòu)形式選擇19</p><p>　　3.3 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇20</p><p>　　3.31 行星齒輪數(shù)目的選擇20</p><p>　　3.32 行星齒輪球面半徑的選擇20</p><p>　　3.33 行星齒輪與半

17、軸齒輪齒數(shù)的選擇21</p><p>　　3.34 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定21</p><p>　　3.35 壓力角22</p><p>　　3.36 行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度22</p><p>　　3.4 差速器齒輪的集合計(jì)算23</p><p>　　3.5 差速器齒輪的

18、強(qiáng)度計(jì)算24</p><p>　　第四章 軸的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.1 主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.11 錐齒輪齒面上的作用力26</p><p>　　4.12 齒寬中點(diǎn)處的圓周力27</p><p>　　4.13 錐齒輪的軸向力和徑向力28</p>

19、<p>　　4.14 軸和軸承的計(jì)算29</p><p>　　4.15 齒輪軸承徑向載荷的計(jì)算30</p><p>　　4.16 主動(dòng)錐齒輪軸參數(shù)設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.17 主動(dòng)錐齒輪軸的校核31</p><p>　　4.2 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)33</p><p>　　4.21

20、 行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度33</p><p>　　4.22 普通平鍵的選擇34</p><p>　　4.23 圓柱銷的選擇34</p><p>　　4.24 計(jì)算載荷的確定34</p><p>　　4.25 行星齒輪軸的強(qiáng)度計(jì)算35</p><p>　　4.3 半軸的設(shè)計(jì)35</p>

21、<p>　　4.31 半軸概述35</p><p>　　4.32 半軸計(jì)算載荷的確定36</p><p>　　4.33 半軸桿部直徑的選擇36</p><p>　　4.34 半軸的強(qiáng)度計(jì)算36</p><p>　　第五章 結(jié)論38</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)39&

22、lt;/b></p><p><b>　　致謝40</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 選題的背景與意義</p><p>　　通過學(xué)校的實(shí)習(xí)我對(duì)汽車的構(gòu)造及各總成的原理有了一定的了解，同時(shí)結(jié)合以前課堂學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，對(duì)于進(jìn)行汽車一些總成的

23、設(shè)計(jì)有了一定的理論基礎(chǔ)，現(xiàn)選擇課題內(nèi)容為對(duì)BJ2022汽車的使用性能的驅(qū)動(dòng)橋（主減速器及差速器）進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過本課題可以進(jìn)一步加深對(duì)汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)及汽車各總成的工作原理，特別是本課題驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器及差速器與半軸的認(rèn)識(shí)和了解；同時(shí)經(jīng)過設(shè)計(jì)過程，了解學(xué)習(xí)一些現(xiàn)代汽車工業(yè)的新設(shè)計(jì)方法及新技術(shù)，對(duì)于即將從事汽車行業(yè)工作的我也是一種鍛煉，為即將的工作做鋪墊。</p><p>　　1.2 研究的基本內(nèi)容</p

24、><p>　　1.2.1 主減速器的作用</p><p>　　汽車傳動(dòng)系的總?cè)蝿?wù)是傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使之適應(yīng)于汽車行駛的需要。在一般汽車的機(jī)械式傳動(dòng)中，有了變速器還不能解決發(fā)動(dòng)機(jī)特性與汽車行駛要求間的矛盾和結(jié)構(gòu)布置上的問題。而主減速器是在汽車傳動(dòng)系中起降低轉(zhuǎn)速，增大轉(zhuǎn)矩作用的主要部件。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。它是依靠齒數(shù)少的齒輪帶齒數(shù)多的齒輪來實(shí)現(xiàn)減速的，采用圓錐齒輪傳動(dòng)

25、則可以改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向。汽車正常行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速通常比較高，如果將很高的轉(zhuǎn)速只靠變速箱來降低下來，那么變速箱內(nèi)齒輪副的傳動(dòng)比則需要很大，齒輪的半徑也相應(yīng)加大，也就是說變速箱的尺寸會(huì)加大。另外，轉(zhuǎn)速下降，扭矩必然增加，也加大了變速箱與變速箱后一級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)負(fù)荷。所以，在動(dòng)力向左右驅(qū)動(dòng)輪分流的差速器之前設(shè)置一個(gè)主減速器，可以使主減速器前面的傳動(dòng)部件，如變速箱、分動(dòng)器、萬向傳動(dòng)裝置等傳遞的扭矩減小，同時(shí)也減小了變速箱的尺寸和質(zhì)量，而且

26、操控靈敏省力。</p><p>　　1.2.2 主減速器的工作原理</p><p>　　從變速器或分動(dòng)器經(jīng)萬向傳動(dòng)裝置輸入驅(qū)動(dòng)橋的轉(zhuǎn)矩首先傳到主減速器，主減速器的一對(duì)齒輪增大轉(zhuǎn)矩并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩的旋轉(zhuǎn)方向。</p><p>　　1.2.3 國(guó)內(nèi)主減速器的狀況 </p><p>　　現(xiàn)在國(guó)家大力發(fā)展高速公路網(wǎng)

27、，環(huán)保、舒適、快捷成為汽車市場(chǎng)的主旋律。對(duì)整車主要總成之一的驅(qū)動(dòng)橋而言，小速比、大扭矩、傳動(dòng)效率高、成本低逐漸成為汽車主減速器技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　在產(chǎn)品上，國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)用戶主要以承載能力強(qiáng)、齒輪疲勞壽命高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、易維護(hù)等特點(diǎn)的產(chǎn)品為首選。目前己開發(fā)的產(chǎn)品，如陜西漢德引進(jìn)德國(guó)撇N公司技術(shù)的485單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋，一汽集團(tuán)和東風(fēng)公司的13噸級(jí)系列車橋?yàn)榇淼闹鳒p速器技術(shù)，都是在有效吸收國(guó)外同類產(chǎn)品

28、新技術(shù)的基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求開發(fā)出來的高性能、高可靠性、高品質(zhì)的車橋產(chǎn)品。這些產(chǎn)品基本代表了國(guó)內(nèi)車用減速器發(fā)展的方向。通過整合和平臺(tái)化開發(fā)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)形成了457、460、480、500等眾多成型穩(wěn)定產(chǎn)品，并被用戶廣泛認(rèn)可和使用。設(shè)計(jì)開發(fā)上，CAD、CAE等計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，以及AUT優(yōu)AD、UG16、CATIA、proE等設(shè)計(jì)軟件先后應(yīng)用于主減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪加工中，有限元分析、數(shù)模建立、虛擬試驗(yàn)分析等也被采用;齒輪設(shè)計(jì)也初步

29、實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)編程的電算化。新一代減速器設(shè)計(jì)開發(fā)的突出特點(diǎn)是:不僅在產(chǎn)品性能參數(shù)上進(jìn)一步進(jìn)設(shè)計(jì)上完全遵從模塊化設(shè)計(jì)原則，產(chǎn)品配套實(shí)現(xiàn)車型的平臺(tái)化，造型和結(jié)構(gòu)更加合理，更宜于組織批量生產(chǎn)，更適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，更能應(yīng)對(duì)頻繁的車型換代和產(chǎn)品系列化的特點(diǎn)，這些都對(duì)基礎(chǔ)件產(chǎn)品提出愈來愈高的配套要求，需要在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上</p><p>　　1.2.4 國(guó)內(nèi)與國(guó)外差距</p><p>　　我國(guó)的車用減

30、速器開發(fā)設(shè)計(jì)不論在技術(shù)上、制造工藝上，還是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是齒輪制造技術(shù)缺乏獨(dú)立開發(fā)與創(chuàng)新能力，技術(shù)手段落后(國(guó)外己實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)編程化、電算化)。目前比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當(dāng)比例的產(chǎn)品仍為中低檔次，缺乏有國(guó)際影響力的產(chǎn)品品牌，行業(yè)整體散亂情況依然嚴(yán)重。這需要我們加快技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步的步伐，提高管理水平，加快與國(guó)際先進(jìn)水平接軌，開發(fā)設(shè)計(jì)適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的高檔

31、車用減速器總成，由仿制到創(chuàng)新，早日縮小并消除與世界先進(jìn)水平的差距。目前，上汽集團(tuán)、東風(fēng)、一汽、北汽等各大汽車集團(tuán)也正在開展合作項(xiàng)目，希望早日實(shí)與世界先進(jìn)技術(shù)的接軌，爭(zhēng)取設(shè)計(jì)開發(fā)的新突破。</p><p>　　1.3 課題研究?jī)?nèi)容</p><p>　　汽車主減速器是汽車驅(qū)動(dòng)橋中的一個(gè)重要部件，汽車驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并將動(dòng)力合理的分配給左

32、、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直立、縱向力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動(dòng)橋殼組成。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要先了解驅(qū)動(dòng)橋的原理，對(duì)BJ2022汽車驅(qū)動(dòng)橋中的主減速器、差速器、半軸等重要部件等進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)汽車設(shè)計(jì)的原則與步驟，進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，還對(duì)各部件進(jìn)行了強(qiáng)度的校核。在本設(shè)計(jì)中還采用了AutoCAD繪圖軟件進(jìn)行了零件圖的繪制，通過對(duì)Aut

33、oCAD的編輯工具與命令的運(yùn)用，掌握了從AutoCAD基礎(chǔ)零件的繪制到各類零件圖的創(chuàng)建與繪制的方法，并且理解了機(jī)械圖繪制的工作流程。為今后更好的學(xué)習(xí)和掌握各種應(yīng)用軟件和技能打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 主減速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 主減速器概述</p><p>　　汽車主減速器有單級(jí)式、雙級(jí)式等幾種。由于單級(jí)式主減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量

34、小、尺寸緊湊以及造價(jià)低。廣泛用在主減速比的各種中、小型汽車上。這次設(shè)計(jì)的為四輪驅(qū)動(dòng)越野汽車，主傳動(dòng)比不到7.6，故這次設(shè)計(jì)采用單級(jí)主減速器。</p><p>　　單級(jí)主減速器有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪等兩種形式。</p><p>　　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。在此選用準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)，雙曲面齒輪與弧齒錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪齒輪傳動(dòng)具有更大的傳動(dòng)比

35、。此外由于偏移距地存在，使得雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪的尺寸要小，從而可以獲得更大的離地間隙。還有就是雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)錐齒輪的螺旋角較大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度更大，即可提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性。 </p><p>　　2.2 主減速器方案的選擇</p><p>　　因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變，則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。所以一般情況下，當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4.5而輪廓尺寸又有限時(shí)，

36、采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更合理。</p><p>　　2.3 主減速器主從動(dòng)齒輪的支承方案</p><p>　　2.31 主動(dòng)雙曲面錐齒輪</p><p>　　對(duì)于在轎車和裝載質(zhì)量在2T以下的載貨汽車上，由于載荷較小，主減速器主動(dòng)齒輪的軸線偏轉(zhuǎn)角的絕對(duì)值不大，所以主動(dòng)錐齒輪最好采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，布置方便及成本較低的懸臂式支承，這樣既保證了支承剛度又能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便制造。

37、</p><p>　　2.32 從動(dòng)雙曲面錐齒輪</p><p>　　從動(dòng)錐齒輪的支承選擇跨置式的，這種支承可以增大支承剛度，使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善。</p><p>　　2.4 基本參數(shù)的選擇與計(jì)算載荷的確定</p><p>　　2.41 齒輪計(jì)算載荷的確定</p><p>　　由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)系載

38、荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的載荷。</p><p>　　1）、按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　

39、　(2-1)</b></p><p>　　式中，為計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；為猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，液力自動(dòng)變矩器：=1，具有手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器的高性能賽車：=3，一般情況下取=2。本文取=2；為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=180N·m，為液力變矩器變矩系數(shù)，=1.7 ；為低擋傳動(dòng)比，=3.93 ；為分動(dòng)器傳動(dòng)比，=2.6；為總傳動(dòng)比，=4.55；為傳動(dòng)效率，=0.9；為計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)；=2

40、。帶入公式得：</p><p>　　2）、 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p><b>　　(2-2)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　—負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)1.2；</p><p>　　—汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的

41、最大負(fù)荷，對(duì)后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)的負(fù)荷增大量；14600N；</p><p>　　—輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，?。粚?duì)越野汽車??；對(duì)于安裝專門的肪滑寬輪胎的高級(jí)轎車??；此車取1；</p><p>　　—車輪的滾動(dòng)半徑；0.365m；</p><p>　　，—分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和減速比(例如輪邊減速器

42、等)。該車無輪邊減速器，故，；</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　3）、 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩</p><p>　　汽車的類型很多，行駛工況又非常復(fù)雜，轎車一般在高速輕載條件下工作，而礦用汽車和越野汽車則常在高負(fù)荷低車速條件下工作，沒有簡(jiǎn)單的公式可算出汽車的正常持續(xù)使用轉(zhuǎn)矩。但對(duì)于公

43、路車國(guó)內(nèi)來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽扯引力的值來確定，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩：</p><p><b>　　(2-3)</b></p><p>　　式中：－汽車滿載總重量；</p><p>　?。鶢恳膾燔嚨臐M載總重量，但僅用于牽引車的計(jì)算；</p><p>　?。缆窛L動(dòng)陰

44、力系數(shù)，計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車可取；對(duì)于載貨汽車可取0.015~0.020；對(duì)于越野汽車可取0.020~0.035；</p><p>　?。囌Ｊ褂脮r(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車取0.08載貨汽車和城市　公共汽車取0.05~0.09；對(duì)長(zhǎng)途公共汽車取0.06—0.10；對(duì)越野汽車取0.09－0.30；</p><p>　　－汽車或汽車列車的性能系數(shù)；</p><p>

45、<b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，取</b></p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　在上述確定從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩的三種方法中，第1、2兩種方法用于確定最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，應(yīng)該取他們之中較小的數(shù)值。設(shè)是確定的最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，則</p><

46、;p>　　用于進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算和用做選擇錐齒輪主要參數(shù)的依據(jù)。利用第3種方法確定的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（日常行駛平均轉(zhuǎn)矩）則用來進(jìn)行錐齒輪的疲勞強(qiáng)度計(jì)算。</p><p>　　4）、主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為：</p><p><b>　　(2-4)</b></p><p>　　式中，為主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩()；為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩即；為主傳動(dòng)比；為主、

47、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率。計(jì)算時(shí)，對(duì)于弧齒錐齒輪副，取95%；對(duì)于雙曲面齒輪副，當(dāng)時(shí)，取85%，當(dāng)時(shí)，取90%。本文取90%。將各數(shù)據(jù)代入公式得：</p><p>　　2.42 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇</p><p>　　在選定主減速比，主減速器的減速形式，齒輪類型及計(jì)算載荷以后，可根據(jù)這些已知參數(shù)選擇主減速器齒輪的最主要的幾項(xiàng)參數(shù)。</p><p>　　主減速

48、器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)和，主、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑、，端面模數(shù)，主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和，中點(diǎn)螺旋角，法向壓力角等。</p><p>　　1）、主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)和</p><p>　　選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：</p><p>　　1)為了磨合均勻，、之間應(yīng)避免有公約數(shù)；</p><p>　　2)為了得到理想

49、的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于40；</p><p>　　3)為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車，一般不少于9；對(duì)于貨車，一般不少于6；</p><p>　　4)當(dāng)主傳動(dòng)比主較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙；</p><p>　　5)對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，和應(yīng)有適宜的搭配。</p><p>

50、;<b>　　表2.1</b></p><p>　　參考表2.1，選取=8 ，=37</p><p>　　2）、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)</p><p>　　可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即</p><p>　　(2-5) </p><p>

51、;　　式中：——直徑系數(shù)，一般取13.0～16.0；</p><p>　　——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，為和中的較小者。</p><p>　　所以 </p><p>　　初選 則 </p><p><b>　　并用下式較核：</b></p><p><b

52、>　　(2-6)</b></p><p><b>　　所以滿足要求，則。</b></p><p>　　式中：- 齒輪大端端面模數(shù)；</p><p><b>　　- 模數(shù)系數(shù)，取；</b></p><p>　　3）、從動(dòng)齒輪齒面寬</p><p>　　雙曲面齒

53、輪的齒面寬一般取為：</p><p>　　故初取從動(dòng)齒輪齒面寬</p><p>　　4）、雙曲面齒輪的偏移距E</p><p>　　對(duì)于轎車、輕型客車、貨車，E值不應(yīng)超過從動(dòng)齒輪節(jié)錐距的40%，或接近于的20%。</p><p>　　故偏移距E可取 </p><p><b>　　故初取偏移距&

54、lt;/b></p><p>　　5）、中點(diǎn)螺旋角的選擇</p><p>　　雙曲面齒輪傳動(dòng)由于有了偏移距E，使主、從動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角不等，且主動(dòng)齒輪的大，從動(dòng)齒輪的小。但是，在選擇螺旋角的時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)輪齒強(qiáng)度和軸向力的影響。螺旋角應(yīng)足夠大，但螺旋角過大會(huì)使軸向力過大，因此兼顧考慮。</p><p>　　汽車主減速器錐齒輪的平均螺旋角為35&#

55、176;～40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35°，在此初選用為35°。</p><p><b>　　6）、螺旋方向</b></p><p>　　主、從動(dòng)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(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，

56、防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。</p><p><b>　　7）、法向壓力角</b></p><p>　　法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切得最少齒數(shù)。但對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對(duì)于小負(fù)荷工作的齒輪

57、，一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對(duì)于雙曲面齒輪，從動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是相等的，但是主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不相等的。選取平均壓力角時(shí)，乘用車為19°或20°，商用車為20°或22°33′ 。本設(shè)計(jì)是BJ2022越野車，因此法向壓力角為為20°。</p><p>　　2.43 主減速器準(zhǔn)雙曲面圓錐齒輪的集合計(jì)算</p><p

58、>　　表 2.2 主減速器錐齒輪的幾何尺寸參數(shù)表</p><p>　　表2.3 載貨、公共、牽引汽車或壓力角為20º的其他汽車錐齒輪的、和</p><p>　　表2.4 錐齒輪的大齒輪理論齒厚</p><p>　　2.44 主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，要驗(yàn)算其強(qiáng)度，以保證其有

59、足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠地工作。</p><p>　　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。汽車驅(qū)動(dòng)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。</p><p>　　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(dòng)橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩和最大附

60、著轉(zhuǎn)矩并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)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)。</p><p>　　1）、主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　1、單位齒長(zhǎng)上的圓周力</p><p>　　在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用在其齒輪上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)的圓周力來估算，即</p><p><b>

61、;　　(2-7)</b></p><p>　　式中：—作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； </p><p>　　—從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取。</p><p>　　按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算：</p><p><b>　　(2-8)</b></p><

62、;p>　　式中：—發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此為；</p><p>　　—變速器的傳動(dòng)比，在此取一檔傳動(dòng)比；</p><p>　　—主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，在此取。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　按最大附著力矩計(jì)算：</p><p><b>　　(2

63、-9)</b></p><p>　　式中：—汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增加量，在此為；</p><p>　　—輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取；</p><p>　　—輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p&g

64、t;<p>　　表2.5 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力</p><p>　　在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)上的圓周力有時(shí)高出表的。</p><p>　　故上述兩種計(jì)算方法均符合標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　2、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為：</p>

65、<p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　式中： —該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　—超載系數(shù)；在此??；</p><p>　　—尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，</p><p><b>　　當(dāng)時(shí)，，在此；</b></p>

66、<p>　　—載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)取，支承剛度大時(shí)取最小值；</p><p>　　—質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可??；</p><p><b>　　—計(jì)算齒輪的齒數(shù)；</b></p><p><b>　　—端面模數(shù)；</b&g

67、t;</p><p>　　—計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)）。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。選取小齒輪的大齒輪。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p>　　3、輪齒的表面接觸

68、強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　雙曲面齒輪輪齒齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　式中： —主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　—材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副?。?lt;/p><p>　　—尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺

69、乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取；</p><p>　　—表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可?。?lt;/p><p>　　—計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)）。它綜合考慮了嚙合齒面的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，選取。</p>

70、<p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　由于主、從動(dòng)齒輪大小幾乎相當(dāng)，所以均滿足接觸強(qiáng)度要求。</p><p>　　2.45 主減速器齒輪的材料及熱處理</p><p>　　汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、

71、齒面疲勞點(diǎn)蝕、磨損和擦傷等。所以，多驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：</p><p>　　1、具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；</p><p>　　2、輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；</p><p>　　3、鋼材的鍛造、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

72、易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并降低廢品率；</p><p>　　4、選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況。</p><p>　　汽車主減速器用的螺旋錐齒輪、雙曲面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。</p><p>　　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

73、硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)時(shí)為32～45HRC。</p><p>　　由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度0.005～0.010～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。</p><p>

74、　　對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　第三章 差速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 差速器概述</p><p>　　汽車在行使過程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪

75、胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動(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、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會(huì)引起車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，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車輪間都裝有輪間差速器。</p><p>　　差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)

76、矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(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。</p><p>　　3.2 差速器的結(jié)構(gòu)形式選擇</p><p>　　普通汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制

77、鎖止式差速器。</p><p>　　普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪式。齒輪差速器分圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。</p><p>　　強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。</p><p>　　查閱汽車車橋設(shè)計(jì)，經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。&

78、lt;/p><p>　　普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個(gè)半軸齒輪，4個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)行星齒輪的差速器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車以及一些越野汽車上，但用到越野汽車上需要采取防滑措施。</

79、p><p>　　3.3 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇</p><p>　　3.31 行星齒輪數(shù)目的選擇</p><p>　　轎車常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個(gè)行星齒輪，故在此選用4個(gè)行星齒輪的形式。</p><p>　　3.32 行星齒輪球面半徑的選擇</p><p>　　圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常

80、取決于行星齒輪的背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。 </p><p>　　球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52～2.99，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的轎車和公路載

81、貨汽車取小值；對(duì)于有2個(gè)行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取最大值；??；</p><p>　　——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取和的較小值。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　差速器行星齒輪球面半徑確定以后，可根據(jù)，來預(yù)選其節(jié)錐距。</p><p><b>　　帶入公式得：</b>

82、;</p><p><b>　　(3-2)</b></p><p><b>　　初步取</b></p><p>　　3.33 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇</p><p>　　為了獲得較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于。半軸齒輪的齒數(shù)采用，大多數(shù)汽車的半軸齒輪

83、與行星齒輪的齒數(shù)比在的范圍內(nèi)。</p><p>　　差速器的四個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系。在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù)、之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝。</p><p><b>　　初步定、。</b></

84、p><p>　　3.34 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定</p><p>　　首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，：</p><p><b>　　(3-3)</b></p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　再按下式初步求出圓錐齒輪

85、的大端端面模數(shù)：</p><p><b>　　(3-5)</b></p><p>　　由于強(qiáng)度的要求在此取</p><p>　　得： </p><p><b>　　3.35 壓力角</b></p><p>　　目前，汽車差速器的齒輪大都采用的壓力角，齒高系數(shù)

86、為。最小齒數(shù)可減少到，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。</p><p>　　3.36 行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度</p><p><b>　　行星齒輪軸直徑為</b></p><p><b>　　(3-6)</b></p>&

87、lt;p>　　式中： ——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N·m；在此??；</p><p>　　——行星齒輪的數(shù)目，在此為；</p><p>　　——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm， ，為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而；</p><p>　　——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取。</p><p><b>　　帶入公式得：<

88、/b></p><p>　　行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度為</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　3.4 差速器齒輪的集合計(jì)算</p><p>　　表3.1 半軸齒輪與行星齒輪參數(shù)</p><p>　　3.5 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算</p><

89、p>　　由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，只有左、右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪之間才有相對(duì)滾動(dòng)，所以差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮。</p><p>　　汽車差速器的彎曲應(yīng)力應(yīng)為：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　式中：——半軸齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，，在

90、此為；</p><p><b>　　——半軸齒輪齒數(shù)；</b></p><p>　　——半軸齒輪齒寬，，在此為；</p><p><b>　　——行星齒輪數(shù)；</b></p><p>　　——汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，查得。</p><p><b>　　帶

91、入公式得：</b></p><p>　　所以差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　第四章 軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.11 錐齒輪齒面上的作用力</p><p>　　錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒

92、面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。</p><p>　　為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算：&l

93、t;/p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取180；</p><p>　　，…——變速器在各擋的使用率，可參考表4.1選取；</p><p>　　，…——變速器各擋的傳動(dòng)比；</p><p>　　，…——變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表

94、4.1選??；</p><p>　　表4.1 及的參考值</p><p>　　注：表中，其中—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；—汽車總重力。</p><p>　　經(jīng)計(jì)算為171.98。</p><p>　　4.12 齒寬中點(diǎn)處的圓周力</p><p>　　齒寬中點(diǎn)處的圓周力為</p><p><b>

95、　　(4-2)</b></p><p>　　式中：—作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　—該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑；</p><p>　　式中：，—主、從動(dòng)齒面寬中點(diǎn)分度圓的直徑；</p><p><b>　　—從動(dòng)齒輪齒寬；</b></p><p>　

96、　—從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑；</p><p>　　，—主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)；</p><p>　　—從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角。</p><p>　　由上式可以算出：，。</p><p>　　主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力</p><p>　　4.13 錐齒輪的軸向力和徑向力</p><p>　　一級(jí)減速機(jī)

97、構(gòu)作用在主、從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為：</p><p><b>　　(4-3)</b></p><p><b>　　(4-4)</b></p><p><b>　　由上面已知可得：</b></p><p>　　4.14 軸和軸承的計(jì)算</p>

98、<p>　　主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)于軸是用懸臂式支撐的，如圖4.1所示，齒輪以其齒輪大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。為了增加支承剛度，應(yīng)使兩軸承的支承中心距比齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長(zhǎng)度大兩倍以上，同時(shí)尺寸應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大，并使齒輪軸徑大于或小于懸臂長(zhǎng)。為了減小懸臂長(zhǎng)度和增大支承間距，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以使拉長(zhǎng)、縮短，從而增強(qiáng)支承剛度。由于圓錐滾子軸承在潤(rùn)滑時(shí)，潤(rùn)滑油只能從圓錐滾

99、子軸承的小端通過離心力流向大端，所以在殼體上應(yīng)該有通入兩軸承間的右路管道和返回殼體的回油道。</p><p>　　圖4.1 主動(dòng)齒輪的支持型式</p><p>　　另外，為了拆裝方便，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪后軸承（緊靠齒輪大端的軸承）的支承軸徑大于其前軸承的支持軸徑。</p><p>　　根據(jù)上面可算出軸承支承中心距，在這里取。</p><p>　　

100、軸承的的選擇，在這里選擇主動(dòng)錐齒輪后軸承為圓錐滾子軸承30209型，前軸承為圓錐滾子軸承30207型。</p><p><b>　　由此可得到：</b></p><p><b>　　(4-5)</b></p><p>　　式中：—軸承的最小安裝尺寸，由《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》書可查得。</p><p>

101、<b>　　則，取=31.4。</b></p><p>　　4.15 齒輪軸承徑向載荷的計(jì)算</p><p>　　軸承A、B的徑向載荷分別為： </p><p><b>　　(4-6)</b></p><p><b>　　(4-7)</b></p><p&

102、gt;<b>　　式中：</b></p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　4.16 主動(dòng)錐齒輪軸參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖4.2 主減速器錐齒輪軸</p><p>　　此軸為花鍵軸，初選為</p><p><b>　　(4-8)

103、</b></p><p>　　取4.0，為變速器輸出的最大轉(zhuǎn)矩，則</p><p>　　由于花鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，所以查表得花鍵內(nèi)徑，外徑。</p><p>　　其軸的各段的尺寸為：</p><p>　　第1段：主動(dòng)錐齒輪，其齒寬為44，大端分度圓直徑為56，齒頂圓直徑為73.58；</p><p>　　第2段：直

104、徑為47，寬度為4；</p><p>　　第3段：直徑為41,長(zhǎng)4mm；</p><p>　　第4段：這段與軸承相配合，其選用的軸承代號(hào)為30209,，其小徑為45，大徑為85，小徑寬為20.75，其軸的直徑為45，寬度為20；</p><p>　　第5段：直徑為41，長(zhǎng)30mm；</p><p>　　第6段：這段與軸承配合，其選用的軸承代號(hào)

105、為30207，其小徑為35，大徑為72，小徑寬度為18.25。其軸的直徑為35，寬度為16；</p><p>　　第7段：花鍵軸，花鍵小徑為32，大徑為35，花鍵軸寬為40；</p><p>　　第8段：螺栓軸，螺栓直徑為M30。螺栓長(zhǎng)度為40。</p><p>　　由此計(jì)算可得主動(dòng)錐齒輪的總長(zhǎng)度為201。</p><p>　　4.17 主

106、動(dòng)錐齒輪軸的校核</p><p>　　齒輪上受到的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為1609.91，齒輪的圓周力，軸向力，徑向力，并還知道兩軸承受徑向力和軸向力分別為，；，。其軸承所受的軸向力與軸受到的軸向力是一對(duì)作用力與反作用力，徑向力也是一對(duì)作用力與反作用力。規(guī)定齒輪受的軸向力和徑向力為正，前、后軸承給軸的力的方向分別與錐齒輪受的力方向相反，則為負(fù)；徑向力為正，為負(fù)。后面花鍵軸和螺栓軸可以不用計(jì)算，其結(jié)果不受多大影響。 </

107、p><p>　　圖4.3 主動(dòng)錐齒輪軸受力圖</p><p>　　求出水平面上的彎矩并畫出彎矩圖：</p><p>　　規(guī)定順時(shí)針方向?yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，如圖4.4所示：</p><p>　　圖4.4 垂直面上彎矩圖</p><p>　　求出垂直面上的彎矩并畫出彎矩圖：&

108、lt;/p><p>　　根據(jù)上面的方向，彎矩圖如圖4.5所示：</p><p>　　圖4.5 垂直面上彎矩圖</p><p><b>　　合成彎矩可得：</b></p><p>　　由上面的圖可知，在后軸承受力點(diǎn)上的彎矩最大。 </p><p>　　計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇20CrMnT

109、i，經(jīng)過調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力，則：</p><p><b>　　(4-9)</b></p><p>　　由于軸最小處的直徑也大于28.35，所以校核成功。</p><p>　　4.2 行星齒輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.21 行星齒輪軸直徑及支承長(zhǎng)度</p><p><b>

110、;　　行星齒輪軸直徑為</b></p><p><b>　　(4-10)</b></p><p>　　式中： —差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，在此?。?lt;/p><p>　　—行星齒輪的數(shù)目，在此為；</p><p>　　—行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x， ，為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而；</p><

111、;p>　　—支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取。</p><p><b>　　帶入公式得：</b></p><p>　　圓整后取行星齒輪軸徑為20mm。</p><p>　　行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度為</p><p>　　4.22 普通平鍵的選擇</p><p>　　由于軸徑在17~22這個(gè)范圍

112、內(nèi)，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇為的普通平鍵，鍵的長(zhǎng)度為20。</p><p>　　4.23 圓柱銷的選擇</p><p>　　參照《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》選擇公稱直徑為6的圓柱銷。</p><p>　　4.24 計(jì)算載荷的確定</p><p><b>　　(4-11)</b></p><p&

113、gt;　　式中：-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　-變速器一擋傳動(dòng)比；</p><p><b>　　-主減速比。</b></p><p>　　4.25 行星齒輪軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</b></p><p><b>　　(4-1

114、2)</b></p><p>　　取，則，即滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　式中：-行星齒輪軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，；</p><p>　　-行星齒輪軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　　-行星齒輪軸的桿部直徑，；</p><p>　　-行星齒輪軸的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，取。</p><p>　　

115、4.3 半軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.31 半軸概述</p><p>　　驅(qū)動(dòng)車輪傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式密切相關(guān)，在斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置包括半軸和萬向節(jié)傳動(dòng)裝置，且多采用等速萬向節(jié)；在一般的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪和車輪的輪轂聯(lián)接起來。在裝有輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置還應(yīng)包括輪邊減速

116、器， 這時(shí)半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動(dòng)齒輪聯(lián)接起來。</p><p>　　半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承型式或受力狀況的不同可分為半浮式，3/4浮式和全浮式三種。</p><p>　　全浮式半軸，其特點(diǎn)是輪轂通過一對(duì)滾錐軸承支承在半軸套筒上。這種半軸在理論上僅受到轉(zhuǎn)矩，而不承受其他的路面反力。全浮式半軸廣泛用于中、重型貨車。本設(shè)計(jì)采用的半軸

117、支承形式是全浮式半軸支承。</p><p>　　4.32 半軸計(jì)算載荷的確定</p><p><b>　　計(jì)算載荷的確定</b></p><p><b>　　(4-13)</b></p><p>　　式中：-差速器分配系數(shù)，對(duì)圓錐行星齒輪差速器可取=0.6；</p><p>

118、;　　-變速器一擋傳動(dòng)比；</p><p><b>　　-主減速比。</b></p><p>　　如果傳動(dòng)系中尚有其他減速裝置，還應(yīng)考慮其對(duì)半軸轉(zhuǎn)矩的影響，即在上述計(jì)算公式等式的右側(cè)，應(yīng)乘以其減速裝置的傳動(dòng)比。</p><p>　　4.33 半軸桿部直徑的選擇</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，全浮式半軸桿部直徑的初步選取

119、可按下式進(jìn)行；</p><p><b>　　(4-14)</b></p><p><b>　　圓整后取</b></p><p>　　式中：-半軸的桿部直徑，；</p><p>　　-半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；</p><p>　　-半軸的扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力，。</p><

120、;p>　　4.34 半軸的強(qiáng)度計(jì)算</p><p><b>　　扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</b></p><p><b>　　(4-15)</b></p><p>　　取，則，即滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　式中：-半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，；</p><p>　　-半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，；

121、</p><p><b>　　-半軸桿部直徑，；</b></p><p>　　-半軸扭轉(zhuǎn)的許用應(yīng)力，取。</p><p><b>　　第五章 結(jié)論</b></p><p>　　主減速器以及差速器總成是驅(qū)動(dòng)橋和動(dòng)力傳遞重要的部件，對(duì)傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力、可靠保證動(dòng)力傳輸和提高汽車使用壽命都有很大的影響。本

122、次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成了BJ2022汽車主減速器、差速器總成的設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括其主要零部件尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算和材料的選擇等。</p><p>　　1) 根據(jù)驅(qū)動(dòng)橋工作條件的要求，進(jìn)行了齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過計(jì)算，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的所有齒輪可以滿足強(qiáng)度要求。</p><p>　　2) 差速器的差速功用是實(shí)現(xiàn)汽車轉(zhuǎn)彎的直接影響因素，差速齒輪的嚙合至關(guān)重要，保證了其中心線重合、節(jié)錐角相加為90度。</p