五菱汽车驱动桥设计说明书

河南科技大学毕业设计（论文）五菱汽车驱动桥设计摘要驱动桥作为汽车的重要的组成部分处于传动系的末端，其基本功用是减速增扭，并将转矩经差速器分配给左、右驱动车轮，使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能。本设计根据设计任务书的要求，熟悉其组成和要求，进行驱动桥总成方案分析、结构设计和方案论证，通过由主要功能部件向外设计的方法进行设计。根据后驱动桥的工作要求，分析驱动桥的运动原理,由给定参数分析汽车的结构、工作受力情况，再根据轻型汽车后驱动桥设计要求,选择满足驱动桥在工作条件下的传动型式，进行传动比计算,主减速器中主、从动齿轮类型的选择及各项参数的选取与计算、主、从动齿轮的支承方式选择、差速器设计计算以及驱动桥壳设计的设计，最后对半轴的强度进行了校核。整体设计使驱动桥壳离地有足够的间隙，质量尽量小，传递效率高。最终完成驱动桥的整体设计。本驱动桥设计结构合理，符合实际应用，具有很好的动力性和经济性，驱动桥总成及零部件的设计能满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化的要求，修理、保养方便、工艺性好、制造容易、成本低。关键词驱动桥，主减速器，差速器，半轴，驱动桥壳WULINGVEHICLESDRIVEAXLEDESIGN河南科技大学毕业设计（论文）IABSTRACTASANIMPORTANTCOMPONENTOFANAUTOMOBILE,DRIVEAXLEISATTHEENDOFTHEDRIVELINE,OFWHICHTHEBASICUSEISREDUCINGTHESPEEDANDINCREASINGTHETORQUETHENTHETORQUEWILLBEALLOCATEDTOTHELEFTANDRIGHTDRIVEWHEELSTHOUGHTHEDIFFERENTIAL,SOTHATTHETWOWHEELSHAVEDIFFERENTIALFUNCTIONREQUESTEDBYAUTOMOBILEDRIVINGKINEMATICSTHEWORKACCORINGTOTHEREQUIREMENTSOFDESIGN,BEINGCONVERSANTWITHCOMPOSITIONSANDREQUIREMENTSOFTHEDRIVEAXLE,ANDANALYSESTHEFINALDRIVEAXLEPROJECT,DESIGNSSTRUCTURE,DEMONSTRATESPROJECTTHEDRIVEAXLEDESIGNADOPTSTHEMETHODTHATDESIGNSMAINFUNCTIONUNITFIRSTTHENTHEOTHERSACCORDINGTOREARDRIVEAXLEWORKINGREQUIREMENT，THEDESIGNGIVESTHEANALYSISOFTHEMOVEMENTPRINCIPLEOFTHEDRIVEAXLEFROMTHEGIVENPARAMETER,THEDESIGNANALSIZESTHESTRUCTUREANDTHEFORCEWHILEWORKINGONTHEBASEOFREQUIREMENTSFROMLIGHTVEHICLESREARDRIVEAXLETHEDESIGNCHOOSESADRIVESYSTEMTHATFULFILSDRIVEAXLEUNDERWORKING,CALCULATESDRIVERATIOTHENITALSOCHOOSESDRIVINGGEAR,DRIVENGEARTYPEINTHEMAINREDUCER,EACHPARAMETERANDCALCULATESTHECHOSENPARAMETERTHESUPPORTINGMODESFORDRIVINGGEARANDDRIVENGEAR,BRACE,DESIGNOFDIFFERENTIALSTRUCTUREFORMWILLBECONSIDEREDLATERBESIDES,THEDESIGNOFHALFAXIS,STRENGTHCHECKING,THEDESIGNOFDRIVEAXLEHOUSINGWILLBEALSOCONCLUDEDGENERALDESIGNMAKESREARAXLEHOUSINGHAVEENOUGHINTERSPACES,ITSMASSSMALLEST,HIGHTRANSFEREFFICIENCYFINALLY,THEWHOLEDESIGNOFDRIVEAXLEISCOMPLETEDTHEDESIGNOFDRIVEAXLEHASARATIONALCONSTRUCTIONANDISTALLYWITHTHEACTUALUSEITHASGREATPOWERPERFORMANCEANDFUELECONOMYDRIVEAXLETOTALANDTHEDESIGNOFINTERMEDIATEPRODUCTCANGETTHEREQUIREMENTSFORSTANDARDIZATIONINPARTS,GENERALIZEDINASSEMBLY,SYSTEMATIZATIONINPRODUCTSONONEHAND,WITHGOODTECHNOLOGICALEFFICIENCY,ITISVERYCONVENIENTFORMENDINGANDUPKEEPONTHEOTHERHAND,ITISEASYMADEWITHLOWCOSTKEYWORDSDRIVEAXLE,THEMAINREDUCER,DIFFERENTIAL,AXLE,DRIVEAXLEHOUSING河南科技大学毕业设计（论文）II河南科技大学毕业设计（论文）目录主要符号1前言3第1章驱动桥总成的结构型式与布置411总体方案论证412驱动桥分类4121非断开式驱动桥4122断开式驱动桥6第2章主减速器设计921主减速器结构分析9211圆弧齿双曲面齿轮传动9212结构型式922主减速器主、从动锥齿轮的支承方案10221主动锥齿轮的支承10222从动锥齿轮的支承1023主减速器锥齿轮设计10231主减速比的确定10232主减速器齿轮计算载荷的确定1124主减速器齿轮基本参数的选择13241齿数的选择13242从动锥齿轮节圆直径的选择13243从动锥齿轮端面模数的选择13244双曲面齿轮齿宽F的选择14245双曲面齿轮的偏移距离14246双曲面齿轮的偏移方向及螺旋方向15247螺旋角的选择15248齿轮法向压力角的选择1625主减速器圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算1626双曲面齿轮的强度计算24河南科技大学毕业设计（论文）I261单位齿长上的圆周力24262轮齿的弯曲强度计算25263轮齿的齿面接触强度计算2527主减速器齿轮的材料及热处理2628主减速器轴承的计算27281作用在主减速器主动齿轮上的力27282主减速器轴承的当量载荷28283计算主减速器轴承的额定寿命2929主减速器的润滑29第3章差速器设计3131差速器结构形式选择3132对称式圆锥行星齿轮差速器的设计31321差速器齿轮的基本参数选择32322差速器齿轮的几何尺寸计算3433差速器齿轮的材料3634差速器齿轮的强度计算36第4章半轴设计3841半轴的型式3842半轴的设计与计算39421全浮式半轴计算载荷的确定39422全浮式半轴杆部直径的初选39423半轴的结构设计及材料与热处理40424半轴的强度计算40第5章驱动桥壳的设计41结论45参考文献46致谢47河南科技大学毕业设计（论文）0主要符号大齿轮节锥距0A从动锥齿轮中点锥距轴承的额定动载荷C、分别为主、从动双曲面齿轮的外圆直径01D2、分别为主、从动双曲面齿轮的节圆直径双曲面齿轮偏移距E双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽F汽车正常使用时的平均爬坡能力系数HF汽车或汽车系列的性能系数P道路滚动阻力系数RF后轴对水平地面的荷重2G汽车满载总重量A、分别为主、从动齿轮的齿顶高1H2、分别为主、从动齿轮的齿根高齿工作高G齿工作高系数1H齿全高系数驱动桥主减速比0I分动器高档传动比FH变速器1档传动比BI轮边减速器传动比L传动系低档传动比TLI双曲面齿轮轮齿弯曲计算用综合系数J双曲面齿轮的从动齿轮齿顶高系数AK双曲面齿轮强度计算用表面质量系数F双曲面齿轮强度计算用载荷分配系数M双曲面齿轮强度计算用超载系数0河南科技大学毕业设计（论文）1双曲面齿轮强度计算用尺寸系数SK双曲面齿轮强度计算用质量系数V轴承的额定寿命L齿轮模数、端面模数M发动机最大功率下的转速PN发动机最大功率AXEP单位齿长上的圆周力刀盘的名义半径DR车轮的滚动半径发动机转矩ET发动机最大转矩MAX计算转矩J发动机最大转矩配以传动系最低挡传JE动比时作用在主减速器从动齿轮上的计算转矩驱动车轮滑转时作用在主减速器从动齿轮上JMT的计算转矩主减速器从动齿轮的平均计算转矩J齿轮齿数Z齿轮压力角中点螺旋角或名义螺旋角、分别为双曲面齿轮主、从动齿轮的节锥角12、分别为主、从动齿轮的面锥角0、分别为主、从动齿轮的根锥角1R2轮胎与路面的附着系数汽车传动系效率T轮边减速器的传递效率B接触应力J弯曲应力W前言河南科技大学毕业设计（论文）2近几年来,我国汽车工业发展迅猛,从2000年到2003年,全国商用车年销售量由77万辆增加到了121万辆,总增长率高达563,汽车工业的发展带动了零部件及相关产业的发展,作为汽车关键零部件之一的车桥系统也得到相应的发展。汽车车桥是汽车的重要大总成，它包括驱动桥与从动桥。其中驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩，并将动力合理的分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力、纵向力和横向力。驱动桥的结构型式主要有断开式驱动桥和非断开式驱动桥两种。主减速器的结构形式主要是根据其齿轮类型、减速型式的不同而异，采用双曲面齿轮的主减速器，相对于其他齿轮平稳性更好，且主动齿轮轴线可相对从动齿轮轴线偏移的特点可降低车身的整个重心，从而有利于提高汽车行驶的稳定性。而其减速型式采用单级主减速器具有体积小，重量轻，传动效率高等特点，因而被大多数汽车所采用。对称式锥齿轮差速器工作平稳、制造方便，故目前大多数汽车均采用此种型式。半轴的型式主要取决于半轴的支承型式，它主要包括半浮式半轴、全浮式半轴和3/4浮式半轴三种。全浮式半轴因结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉而被广泛用于微、中型客车与商用车。驱动桥壳又分为整体式桥壳和分段式桥壳。目前被普遍应用于各类汽车的整体式桥壳，具有较大的强度与刚度，且便于主减速器的装配、调整与维修。汽车驱动桥的设计过程涵盖了齿轮、轴承（圆锥磙子轴承、圆柱滚子轴承）、各种油封、调整垫片、垫圈，各种螺栓、螺母、垫圈，轮毂等零件的尺寸与技术参数的设计计算与选用。同时，在汽车驱动桥的制造过程中也涵盖了很多加工工艺。例如；铸造、锻造、焊接、热处理、粉末冶金等各种热加工工艺；车、铣、刨、磨、拉削、冷滚压、或挤压、喷丸处理、冷冲、配对研磨等冷加加工工艺；镀铜、镀锡、镀锌、磷化处理、渗硫处理等表面加工工艺等。随着汽车工业的发展及汽车技术的提高，驱动桥的设计、制造工艺都在日益完善。驱动桥也和其他汽车一样，除了广泛采用新技术外，在结构设计中日益朝着零件标准化、部件通用化、产品系列化的方向发展及生产组织的专业化目标前进。采用能以几种典型的零部件、以不同方案组合的设计方法和生产方式达到驱河南科技大学毕业设计（论文）3动桥产品的系列化或变型的目的，或力求做到将某一基型的驱动桥已更换获增减不多的零件，用到不同性能、不同吨位、不同用途并由单桥到多桥驱动的许多变型汽车上。从近几年国内外的汽车发展趋势已经可以看到未来汽车驱动桥的发展趋势，其已经向重载、多联驱动桥，以及不断提升驱动桥附件技术含量的方向发展。例如，驱动桥的噪声主要来自齿轮及其传动部件。提高齿轮及其他传动部件的加工精度、装配精度，增强齿轮支撑刚度，采用运转平稳、无噪声的双面齿轮作主减速器齿轮，当高通过性汽车选用牙嵌式自有轮差速器时采用消声环结构，增强桥壳及主减速器壳的刚度以避免其受载变形后破坏齿轮的正常啮合等等，都是降低驱动桥工作噪声的有效措施。随着计算机技术的发展，汽车驱动桥在可靠性设计、优化设计等方面也取得了一定的进步，从而在保证产品的优良性能、减小体积与质量，降低产品造价等方面有了新的发展。综合分析,虽然汽车科技发展迅速,但在目前的状态下车桥的结构变化不大,为了适应市场的需要,适应国家法律、法规的需要,车桥技术的进展主要是改变桥壳的制造工艺以提高制造的效率、增加车桥附件的技术含量以提高车辆行驶安全性、提高车桥的自润滑能力以提高车桥的使用寿命、降低车桥成本以提高车桥的竞争力等方面开发车桥,从最大限度上满足车桥高速发展的需要,以生产出适合市场需要的车桥。第1章驱动桥总成的结构型式与布置11总体方案论证驱动桥处于动力传动系的末端，其基本功能是增大由传动轴或变速器传来的转矩,并将动力合理地分配给左、右驱动轮，另外还承受作用于路面和车架或车身之间的垂直力力和横向力。驱动桥一般由主减速器、差速器、车轮传动装置和河南科技大学毕业设计（论文）4驱动桥壳等组成。12驱动桥的分类驱动桥的结构型式按工作特性分，可以归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。当驱动车轮采用非独立悬架时，应该选用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬架时，则应该选用断开式驱动桥。因此，前者又称为非独立悬架驱动桥；后者称为独立悬架驱动桥。独立悬架驱动桥结构可以大大提高汽车在不平路面上的行驶平顺性。121非断开式驱动桥普通非断开式驱动桥，由于结构简单、造价低廉、工作可靠，广泛用在各种载货汽车、客车和公共汽车上，在多数的越野汽车和部分轿车上也采用这种结构。他们的具体结构、特别是桥壳结构虽然各不相同，但是有一个共同特点，即桥壳是一根支承在左右驱动车轮上的刚性空心梁，齿轮及半轴等传动部件安装在其中。这时整个驱动桥、驱动车轮及部分传动轴均属于簧下质量，汽车簧下质量较大，这是它的一个缺点。驱动桥的轮廓尺寸主要取决于主减速器的型式。在汽车轮胎尺寸和驱动桥下的最小离地间隙已经确定的情况下，也就限定了主减速器从动齿轮直径的尺寸。在给定速比的条件下，如果单级主减速器不能满足离地间隙要求，可该用双级结构。在双级主减速器中，通常把两级减速器齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以将第二级减速齿轮作为轮边减速器。对于轮边减速器越野汽车为了提高离地间隙，可以将一对圆柱齿轮构成的轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直上方；公共汽车为了降低汽车的质心高度和车厢地板高度，以提高稳定性和乘客上下车的方便，可将轮边减速器的主动齿轮置于其从动齿轮的垂直下方；有些双层公共汽车为了进一步降低车厢地板高度，在采用圆柱齿轮轮边减速器的同时，将主减速器及差速器总成也移到一个驱动车轮的旁边。河南科技大学毕业设计（论文）5在少数具有高速发动机的大型公共汽车、多桥驱动汽车和超重型载货汽车上图11非断开式驱动桥1主减速器2套筒3差速器4，7半轴5调整螺母6调整垫片8桥壳122断开式驱动桥断开式驱动桥（如图22）区别于非断开式驱动桥的明显特点在于前者没有一个连接左右驱动车轮的刚性整体外壳或梁。断开式驱动桥的桥壳是分段的，并且彼此之间可以做相对运动，所以这种桥称为断开式的。另外，它又总是与独立悬挂相匹配，故又称为独立悬挂驱动桥。这种桥的中段，主减速器及差速器等是悬置在车架横粱或车厢底板上，或与脊梁式车架相联。主减速器、差速器与传动轴及一部分驱动车轮传动装置的质量均为簧上质量。两侧的驱动车轮由于采用独立悬挂则可以彼此致立地相对于车架或车厢作上下摆动，相应地就要求驱动车轮的传动装置及其外壳或套管作相应摆动。汽车悬挂总成的类型及其弹性元件与减振装置的工作特性是决定汽车行驶平顺性的主要因素，而汽车簧下部分质量的大小，对其平顺性也有显著的影响。断开式驱动桥的簧下质量较小，又与独立悬挂相配合，致使驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性比较好，由此可大大地减小汽车在不平路面上行驶时的振动和车厢倾斜，提高汽车的行驶平顺性和平均行驶速度，减小车轮和车桥上的动载荷及零件的损坏，提高其可靠性及使用寿命。但是，由于断开式驱动桥及与其相配的独立悬挂的结构复杂，故这种结构主要见于对行驶平顺性要求较高的一部分轿车及一些越野汽车上，且后者多属于轻型以下的越野汽车或多桥驱动的河南科技大学毕业设计（论文）6重型越野汽车。图12断开式驱动桥由于非断开式驱动桥结构简单、造价低廉、工作可靠，查阅资料，参照国内相关货车的设计,最后本课题选用非断开式驱动桥。其结构如图13所示图13驱动桥1半轴2圆锥滚子轴3支承螺栓4主减速器从动锥齿轮5油封6主减速器主动锥齿轮7弹簧座8垫圈9轮毂10调整螺母河南科技大学毕业设计（论文）7第2章主减速器的设计21主减速器结构方案分析主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速形式的不同而不同。211圆弧齿双曲面齿轮传动按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动、双曲面齿轮式传动、圆柱齿轮式传动（又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动）和蜗杆蜗轮式传动等形式。在发动机横置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮；在发动机纵置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。双曲面齿轮传动特点是主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。其空间交叉角采用90夹角。主动齿轮轴相对于从动齿轮轴有向上或向下的偏移，称为上偏置或下偏置。该偏移量称为双曲面齿轮的偏移量。当偏移距达到一定程度时，可河南科技大学毕业设计（论文）8使一个齿轮轴从另一个齿轮轴的上面或下面通过。这样就能在每个齿轮的两侧布置尺寸紧凑的支承。这对于增强支承刚度，保证齿轮正确啮合，从而提高齿轮寿命大有益处，并且可使驱动桥外廓尺寸小、结构紧凑，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性要求。双曲面齿轮还具有运转平稳、噪声小等优点。212结构形式为了满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器、双速主减速器、双级减速配以轮边减速器等。双级式主减速器应用于大传动比的中、重型汽车上，若其第二级减速器齿轮有两副，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称轮边减速器。单级式主减速器应用于轿车和一般轻、中型载货汽车。单级主减速器由一对圆锥齿轮组成，具有结构简单、质量小、成本低、使用简单等优点。本设计主减速器采用单级主减速器。其传动比一般小于等于70I22主减速器主、从动锥齿轮的支承方案主减速器中心必须保证主从动齿轮具有良好的啮合状况，才能使它们很好地工作。齿轮的正确啮合，除了与齿轮的加工质量装配调整及轴承主减速器壳体的刚度有关以外，还与齿轮的支承刚度密切相关。221主动锥齿轮的支承主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和骑马式支承两种。悬臂式支承结构简单、布置方便、结构紧凑及成本较低，并且也能满足本课题设计要求，经方案论证，主减速器主动锥齿轮采用悬臂式支承。222从动锥齿轮的支承从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承骑马式支承。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸CD。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，CD应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是C等于或大于D。23主减速器锥齿轮设计河南科技大学毕业设计（论文）9主减速比、驱动桥的离地间隙和计算载荷，是主减速器设计的原始数据，0I应在汽车总体设计时就确定。231主减速比的确定0I主减速比的大小，对主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。的选择应在汽0I车总体设计时和传动系的总传动比I一起由整车动力计算来确定。可利用在不同下的功率平衡图来研究对汽车动力性的影响。通过优化设计，对发动机与传0I0I动系参数作最佳匹配的方法来选择值，可使汽车获得最佳的动力性和燃料经济0I性。对于具有很大功率储备的轿车、长途公共汽车尤其是竞赛车来说，在给定发动机最大功率及其转速的情况下，所选择的值应能保证这些汽车有尽MAXPMAXV0I可能高的最高车速。这时值应按下式来确定0I（21）FHGAPRIVNIMX042式中车轮的滚动半径，M；R最大功率时的发动机转速，R/MIN；PN汽车的最高车速，KM/H；AXV变速器量高档传动比,1。GHIGHI对于其他汽车来说，为了得到足够的功率储备而使最高车速稍有下降，一0I般选择比上式求得的大1025，即按下式选择（22）LBFHGAPRIVNIMX0式中分动器或加力器的高档传动比,1FHI轮边减速器的传动比,1LBLBI将5500R/N,115KM/H,024M,1代入（22）有492PNMAXVRGHI0I主减速比16，取AGTMAXENAXET0。PF将14700N,0N,71，024,0016，008代入（2ATAXERRFHF5），有34913。JM24主减速器齿轮基本参数的选择241齿数的选择对于单级主减速器，当较大时，则应尽量使主动齿轮的齿数取得小些，0I1Z以得到塞满的驱动桥间隙。当6时，的最小值可取为5，但为了啮合平稳及1Z提高疲劳强度，最好大于5。在保证桥下离地间隙时，为了磨合均匀，主、从1Z动齿轮的齿数、之间应避免有公约数为了得到理想的齿面重叠系数，其2齿数之和应不少于40，取主动齿轮的齿数8。1由得3956，取41120ZI22Z242从动锥齿轮节圆直径的选择双曲面齿轮从动齿轮的节圆直径，可根据该齿轮的计算转矩，按经验公式选出（26）JDTK2式中从动锥齿轮的节圆直径，MM；2D直径系数，取16；K2DK计算转矩，按式（24）、（25）求得，并取其中较小者。JTMN将16，4380984代入（26），有1215189MM。2DJ2D243从动锥齿轮端面模数的选择河南科技大学毕业设计（论文）12从动锥齿轮节圆直径选定后，可按算出大端端面模数，并进行2D3MJKT校核将、代入有M3038，为了保证齿轮的强度取M62DZ2/ZM则，246MM，48MM。1ZD用下式进行校核（27）3MJKT式中齿轮大端端面模数，MM；模数系数，取04；MK从动齿轮的计算转矩，。JTN将04，4380984代入（27），有3037MM满足要求。JM244双曲面齿轮齿宽F的选择对于汽车工业，主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽F为（28）2150D式中从动齿轮节圆直径，MM。2D将246MM代入（28），有F372MM。齿面宽过大和过小，都会降低齿轮的强度和寿命。齿面宽不能超过端面模数M的10倍，否则，不但不能提高齿轮的强度和耐久性，还会给制造带来困难。245双曲面齿轮的偏移距离在双曲面齿轮传动中，小齿轮中心线对大齿轮中心线的偏移的大小及偏移方向是该传动的重要参数。选择值时应考虑到值过大，将导致齿面纵向滑动的增大，从而引起齿EE面的早期磨损或擦伤；值过小则不能充分发挥双曲面齿轮的特点。对轿车、轻型载货汽车的主减速器来说，值不应超过从动齿轮节锥距的40。传动比愈0A大则偏移距也应愈大，大传动比的双曲面齿轮传动，偏移距可达从动齿轮节E圆直径的2030。但偏移距大于从动齿轮节圆直径的20时，应检查是否E存在根切。对于微型乘用汽车，有（29）将21360D246MM代入（29），得336MM2DE河南科技大学毕业设计（论文）13246双曲面齿轮的偏移方向及螺旋方向双曲面齿轮偏移方向的规定由从动齿轮的锥顶向其齿面看去并使主动齿轮处于右侧，这时如果主动齿轮在从动齿轮中心线的下方则称为下偏移（如图21）。双曲面齿轮的偏移方向与其齿轮的螺旋方向之间有一定的关系下偏移时主动齿轮的螺旋方向总是左旋，从动齿轮右旋；上偏移时主动齿轮的螺旋方向为右旋，从动齿轮为左旋。图31下偏移选双曲面齿轮为下偏移，则主动齿轮的螺旋方向为左旋，从动齿轮为右旋。247螺旋角的选择双曲面齿轮的螺旋角是在节锥表面的展开图上定义的。齿轮上任一点C处的螺旋角，是该点处的切线T与该点和节锥顶点的连线OL之间的夹角。“格里森”制推荐用下式来近似的预选主动齿轮螺旋角的名义值（210）2121905DEZ式中主动齿轮的名义（中点）螺旋角的预选值1、主、从动齿轮齿数；Z2从动齿轮的节圆直径，MMD双曲面齿轮的偏移量，M。E将41，8，336MM，246MM代入（210），有4878212D1对于双曲面齿轮传动，当确定了主动齿轮的螺旋角之后，可用下式近似的确定从动齿轮的名义螺旋角（211）12式中双曲面齿轮传动偏移角的近似值河南科技大学毕业设计（论文）14（212）2SINFDE双曲面齿轮的偏移距，MM；E双曲面从动齿轮的节圆直径，MM；2D双曲面从动齿轮的齿面宽，MM。F将4878，336MM，246MM，F372MM代入（211）（212），有12D1403，34752双曲面齿轮传动的平均螺旋角为（213）21将4878，3475代入（213），有418。12248齿轮法向压力角的选择加大压力角可以提高轮齿的强度、减少齿轮不产生根切的最小齿数。但对尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降。所以对轻负荷齿轮一般采用小压力角，使齿轮运转平稳，噪音低。“格里森”制双曲面齿轮传动中，微型乘用车选用的平均压力角。03225主减速器圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算表31是“格里森”制圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算过程计算公式结果11Z82241301954F3725E33662D2467R9525814878河南科技大学毕业设计（论文）159111415102COT3I02411SNI09723871226410MR101913600135SIN032058714COI0947219151493131316916220387217156MR26765930180T122192745140593205TAN190074434007836510081607212010027661003066101666022SIN100742300078125008026923473498462242572SIN1031019603091730308697252TA032629103251010324446261N502274960240309024740327COS0975086097231909707332824IN703181220317975031791429COS094805009481000948120河南科技大学毕业设计（论文）16301529TAN8114773311481061148263313000003970002100000215032000039700004200000430331SIN24031022503092060308662341TA032630503251400324507353402274730240281024735736112821353139037COS0975091097232509707433813IN7031815003180070317965391851185018505401COS0948040094808809481024115340TAN8114143011414251141375421488148804880543COS065897106589720658989442439302830223020452008640110864005086398246TAN058271605827320582793472CO30239278025266302600554876575817548492SIN09725460969532096779750CO0232711024496502517325117327408200274837392752750052250437940622416033311404849602河南科技大学毕业设计（论文）17535124653488224435170504323771025449905401619082099490981390553517939935375374309733365935601464TAN008136600756510070959570146543040558COS099674309971510997492594560003389000314200029426020000108000010600001026154718883026845569766722652626100015500002256000264463590200050440005504000568864463110680310150679589346558DR11104201017957960932667608577840935688099122567；35013左00503464右0868；747左96920860右024012069406左（）101847770M951Z266410327127（）0137891河南科技大学毕业设计（论文）1872M49A（12）（）1053047287305（6）（）123992945747321868821775GMK145H814476576267062366577495049658478I4579ISN0707180I782022581ICOS092390082ITAN204142138378119892384105632D316509685AK015861508B18727MH1221715886819476589双重收缩齿2845标准收缩齿13988669223487河南科技大学毕业设计（论文）1923487倾根锥母线收缩齿大齿轮齿顶角285TTR26754356223487230743024422301905841RST4为负值，故,R84TR即用双重收缩齿5按双重收缩齿公式计算见2（89）及见912474764284526906209902SIN0013819128492690620922I007818793270H147980094849965594195015C1271715963H1113579796G986398598024876219902SIN0971300100CO023785810124891R70931022SIN0945291103CO03262281042TR0345109105029356D240745026河南科技大学毕业设计（论文）2010670453134545410721693X299133081088023641097291000409351108Z037729111179R00969561121204111107661135SIN03024091142CO130953178115TAN4031726411601SI3031095311718111801CO0950425119TAN0327172120295336172961210104G68650831223867TAN9左0015718123；COS09099987612412左17630952937125；17361422509972241268右右0001807048204712724右右1049257河南科技大学毕业设计（论文）21128687左右97214218129125右09530711307419608742131018309126B左115917459132219423318133I75右74599535134131227825421350194D5803420201367210843762213705SIN136030985613818051390COS095078314091538088521413740RG69472311421SIN90226151143R13061441CO0972683145TAN0238658146MIB0152147AX0203148902009199714964187713412150I73A8679294526双曲面齿轮的强度计算河南科技大学毕业设计（论文）22261单位齿长上的圆周力在汽车工业中，主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用在其轮齿上的假定单位压力即单位齿长上的圆周力来估算，即214FPPMN/式中作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩和最大附着力矩两PMAXET种载荷工况进行计算,；从动齿轮的齿面宽,MM。F将F372MM代入（214），有5026257PN/按发动机最大转矩计算时（215）FDITGE2103MAX/式中发动机最大转矩，；MAXETN变速器传动比；GI主动齿轮节圆直径，MM。1D将71，3428，48MM，F372MM代入（215），有MAXENGI1D2726120P/按最大附着力矩计算时（216）FDGPR2103MN/式中汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，；2GN轮胎与地面的附着系数；轮胎的滚动半径，M；R主减速器从动齿轮节圆直径，MM。2D将12250N,085，024MM，246MM代入（216），有5598118R2DP/N262轮齿的弯曲强度计算河南科技大学毕业设计（论文）23汽车主减速器双曲面齿轮轮齿的计算弯曲应力为（217）JFZMKTVSJW20312/N式中该齿轮的计算转矩，；JT超载系数，对载货汽车取1；0K0尺寸系数，反应材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸与热处理等有关。S当端面模数时，06972；M16425MKSSK载荷分配系数，当一个齿轮用骑马式支承时，110125，取MKM120；质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当轮齿接触良好、周节及径向跳动V精度高时，可取1；VK计算齿轮的齿面宽，MM；F计算齿轮的齿数；Z端面模数，MM；M计算弯曲应力的综合系数，他综合考虑了齿形系数。对于小齿轮J0318，大齿轮025。J将4380984，2，06972，120，1，FJTN0KSMKV372MM，8，41，6，代入（217），有小齿轮弯曲强度为1Z2M4303361大齿轮弯曲强度为10947749261W/2W2/N263轮齿的齿面接触强度计算双曲面齿轮轮齿齿面的计算接触应力为（218）3MAX10MAX102TFJKTDCVFSPJF2/式中主动齿轮最大转矩，；MAX1TN主动齿轮工作转矩，；材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取2326；PCN/21主动齿轮接圆直径，MM；1D，见式（217）下的说明；0KVM河南科技大学毕业设计（论文）24尺寸系数，它考虑了齿轮尺寸对其淬透性的影响，在缺乏经验的情况SK下，可取1；S表面质量系数，决定于齿面最后加工的性质，即表面粗糙度及表面覆F盖层的性质。一般情况下，对于制造精确的齿轮可取1；FKF齿面宽，MM；取齿轮副中的较小值；J计算接触应力的综合系数。它综合地考虑了啮合齿面的相对曲率半径、载荷作用位置、轮齿间的载荷分配、有效齿宽及惯性系数等因素的影响。取J01820常常将式（218）简化为（219）FJKTDCVFMSJZPJF3011022/N式中主动齿轮计算转矩，JZT主、从动齿轮的齿面接触应力相等。将2326，48MM，4380984，PCMN/211DJZTNM0K1，1，12，1，1，F372MM，J01820代入（219）有SKFKV27006280J2/27主减速器齿轮的材料及热处理汽车驱动桥主减速器的工作相当繁重，与传动系其他齿轮比较，它具有载荷大、作用时间长、载荷变化多、带冲击等特点。其损坏形式主要有轮齿根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求1）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度；2）轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断；3）刚才的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易控制，以提高产品质量、缩短制造时间、减小生产成本并降低废品率；河南科技大学毕业设计（论文）254）选择齿轮的合金元素时要适应我国的情况。例如，为了节约镍、铬等元素，我国发展了以锰、钒、钛、钼、硅为主的合金结构钢系统。汽车主减速器用的双曲面齿轮以及差速器的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。渗碳合金钢经渗碳、淬火、回火后，轮齿表面硬度为3245HRC，芯部硬度较低，渗碳层深度为1014MM。由于新齿轮如润滑不良，为了防止齿轮在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期磨损，双曲面齿轮的传动副在热处理及精加工（如磨齿或配对研磨）后均予以厚度为00050010020MM的磷化处理或镀铜、镀锡。这种表面镀层不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时的温度低，故不会引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可显著降低，故即使使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和擦伤等现象产生。28主减速器轴承的计算轴承的计算主要是计算轴承的寿命。影响主减速器轴承使用寿命的主要外因是它的工作载荷及工作条件，因此在验算轴承寿命之前，首先应求出作用在齿轮上的轴向力、径向力，然后再求出轴向反力，以确定轴承载荷。281作用在主减速器主动齿轮上的力双曲面齿轮的螺旋方向主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋。图32主减速器主动齿轮的受力简图河南科技大学毕业设计（论文）26主动齿轮轴向力（220）COSINSTACOPA主动齿轮径向力（221）ICTSR从动齿轮轴向力（222）COSINTACOPA从动齿轮径向力（223）ICSTSR式中齿廓表面的法向压力角；齿面宽中点处的螺旋角；节锥角；齿面宽中点处的圆周力，。PN将19，4878，139，5598118N代入（220）、（221）、（222）、P（223），有主动齿轮轴向力A3389078；主动齿轮径向力R2176932N从动齿轮轴向力A1293462；从动齿轮径向力R4351302N282主减速器轴承的当量载荷轴承的主要损坏形式为疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。作DT用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式求得DZT13333MAX1010100TTTTRDZEIGIGIGIGFFFFTFFF224式中发动机最大转矩，；MAXEMN，变速器在各挡的使用率；IFIIFIR，变速器各挡I,II,III挡及倒挡传动比；GG，变速器在各挡时的发动机转矩利用率。TFTF按当量转矩求出轴承的径向载荷R及轴向载荷A以后，即可按下式求轴承的当量动载荷Q225河南科技大学毕业设计（论文）27式中径向系数X轴向系数Y对于单列滚子轴承15568055；取X04，Y11RA将X04，R2176932N，Y11，A3389068N代入（225），有4598759NQ283计算主减速器轴承的额定寿命当量转矩已考虑了变速器的各挡使用率及在各挡时的发动机转矩利用率，故可直接利用式（325）计算的值求出轴承的额定寿命QL226610FCLPT式中C额定动载荷，N温度系数，标准轴承的工作温度可达,当超过时，值应进TFCC10行修正，取1TF载荷系数，考虑载荷性质,平稳性、振动的或剧烈冲击的载荷对轴承寿PF命的不同影响，对于车辆，取14PF寿命指数，对滚子轴承取10/3将C515KN，1，14，10/3代入（226），有L22HTFPF12029主减速器的润滑主减速器及差速器的齿轮及其轴承，均应有良好的润滑，否则极易引起早期磨损。其中尤其应注意主减速器主动锥齿轮的前轴承。对于轴承距油面及齿轮的距离较远，润滑条件极差的减速器，其润滑不能靠润滑油的飞溅来实现，而必须采取加强润滑的专门措施。通常是在从动锥齿轮的前端靠近主动齿轮处的主减速器壳内壁上设一专门的集油槽，后者将由旋转的齿轮甩出并飞溅到壳体前面内壁上的部分润滑油收集起来，在经过进油孔引至前轴承圆锥滚子小端处。由于圆锥滚子在旋转时的泵油作用，使润滑油由圆锥滚子的小端通向大端。而主动锥齿轮前轴承的前面应有回油孔，是经过前轴承的润滑油再流回驱动桥壳中间的油盆中。这样，由于润滑油轴承的进出油孔畅通无阻，使润滑油得到循环，不仅可使轴承河南科技大学毕业设计（论文）28得到良好的润滑、散热和清洗，而且可以保护前端的油封不会因润滑油有压力而漏油和损坏。第3章差速器设计汽车在行使过程中，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行使阻力不等等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行使或直线行使，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左右车轮间都装有轮间差速器。差速器是个差速传动机构，用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。31差速器结构形式选择经方案论证，差速器结构形式选择对称式圆锥行星齿轮差速器河南科技大学毕业设计（论文）29普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左、右壳，2个半轴齿轮，4个行星齿轮少数汽车采用3个行星齿轮，小型、微型汽车多采用2个行星齿轮，行星齿轮轴不少装4个行星齿轮的差速器采用十字轴结构，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单、工作平稳、制造方便、用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车、客车和各种公路用载货汽车上有些越野汽车也采用了这种结构，但用到越野汽车上需要采取防滑措施。例如加进摩擦元件以增大其内摩擦，提高其锁紧系数；或加装可操纵的、能强制锁住差速器的装置差速锁等。32对称式圆锥行星齿轮差速器的设计对称式圆锥行星齿轮差速器在汽车上应用非常广泛。由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮时，应考虑差速器的安装。差速器壳的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支座及主动齿轮导向轴承支座的限制。321差速器齿轮的基本参