柴油SUV后驱动桥与后悬架的设计（全套含CAD图纸）
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河 南 科 技 大 学 毕 业 设 计（论 文） 题目 柴油 动力 后悬架设计 姓 名 张 冬 冬 院 系 车辆与动力工程学院 专 业 车辆工程 指导教师 李 水 良 2007 年 6 月 14 日 毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系： 车辆与动力工程学院 课题名称 柴油 动力 设计 后悬架设计 学生姓名 专业班级 课题类型 工程设计 指导教师 职称 课题来源 实习课题 1. 设计（或研究）的依据与意义 源于美国 20 世纪 80 年代， 为迎合青年白领阶层的爱好而在皮卡的底盘上发展起来的一种箱体车。 英文含义是 思就是运动型多用途汽车。 般前悬挂是轿 车型的独立悬架， 离 地间隙大，一定程度上就有轿车的舒适性又有越野车的越野性，提高了此种车存在的价值。 驱动桥对于 越野性来说是一重要环节 本功能是增大由传动轴传来的转矩，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。驱动桥一般由主减速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成。 后悬架对于 舒适性也相当重要。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系 统的震动，以保证汽车的行使平顺性。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 目前，驱动桥的机构型式按其总体布置来说共有三种，即普通的非断开式驱动桥，带有摆动半轴的非断开式驱动桥和断开式驱动桥。按其工作特性，它们又可归并为两大类，即非断开式驱动桥和断开式驱动桥。主减速器采用的最广泛的是“格里森”制或“奥里康制的螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。在双级主减速器中，通常还要加一对圆柱齿轮或一组行星齿轮。在轮边减速器中则常采用普通的平行轴式布置的斜齿圆柱齿轮传动或行星齿轮传动，在某些柴油汽车，无轨电车或超重型汽 车的主减速器上，有时也采用涡轮传动。差速器按结构形式有如下几种：对称式锥齿轮差速器，强制式锁止差速器，自锁式差速器。 汽车悬架尽管经历一百多年的不断演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件，减震装置和导向机构三部分组成。悬架按结构形式分为独立悬架和分独立悬架，独立悬架又分为双横臂式独立悬架，麦浮孙式独立悬架，滑柱摆臂式后悬架，纵臂式后悬架，或斜臂式后悬架，单臂式独立悬架。按照弹性元件分为钢板弹簧悬架，螺旋弹簧悬架，扭杆弹簧悬架。按作用原理可分为被动悬架，主动悬架和介于两者之间的半主动悬架。 我的设计是柴油动力 的后驱动桥和后悬架设计，并且本车为中档经济型 么为了兼顾其越野性采用整体式后驱动桥，为了增大其离地间隙采用准曲面锥齿轮的主减速器。后悬架匹配的是非独立悬架，采用钢板弹簧和筒式减震器，其适应 各项功能需要，并且降低其成本。 3. 课题设计（或研究）的内容 柴油动力 后悬架设计 用车的参数为：发动机采用柴油发动机，最高车速为 130km/h， 最 小转弯半径 员数 45 人，档位数 4+1，载重量 。 4. 设计 （或研究）方法 1以当前市场上的 参照，设计按照其经济，实用，耐用为主体，使其尽量降低经济成本的同时又能保证质量。 2借鉴先进 技术，在一般车型上进行改进设计，达到设计要求目的的同时使其更有创新性。 3以小组讨论为导向，以各个成员的设计内容为参照，相互讨论，达到设计自己内容的同时又能兼顾小组成员的设计，达到整体车型的设计要求。 5. 实施计划 （ 56 周） 学生进行调研，搜集分析资料，完成开题报告（ 4 月 11 日交） （ 67 周） 全组集体讨论，确定总体方案。每个学生确定自己的设计内容 与绘图数量。 （ 89 周） 整理本设计内容的相关资料，进行必要的理论计算，拟定说明书草稿。搜集相关外文资料并翻译。 （ 1011 周） 完成主要总图设计。 （ 1213 周） 完成零部件图设计，并完成机绘图。 （ 1415 周） 按要求整理，编写设计说明书。 （ 16 周） 整理图纸及全部设计文件，准备上交。 （ 17 周） 审阅，评阅设计资料，答辩，评定成绩 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 研究 所所长（教研室主任）签字： 年 月 日 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 I 柴油 驱动桥与后悬架的设计 摘 要 车桥有两种基本形式：非断开式和断开式。非断开式车桥不转动，而车轮在车桥上转动。最常见的例子就是在马车上所见到的非断开式车桥。断开式车桥与车轮相连接，这样两者一起转动。断开式车桥根据其承载方式可分为：半浮式，四分之三浮式和全浮式。 后桥与车轮相连，内端装有一个半轴齿轮。差速器壳支撑在左侧车桥上，而且能够在轴承上做独立转动。差速器壳支承在行星齿轮轴上，行星齿轮与两个半轴齿轮相啮合。冠状齿轮与差速器壳相连接，这样当冠状齿轮由传动齿轮驱动转动时，差速器壳也转动。也就是说， 驱动力是从传动轴末端的传动齿轮输送到差速器的。当汽车直线行驶时，两个行星齿轮不在齿轮轴上转动，但却向两个半轴齿轮传递动力，这样半轴齿轮与冠状齿轮的转速相等。从而使两个后轮也以同样的速度转动。当汽车转弯时，外侧车轮就必须比内侧车轮转的更快。为了达到这一目的，两个行星齿轮在齿轮轴上传动，给外侧的车轮提供比内侧的车轮更多的运动，这样外侧车轮轴上的半轴齿轮比内侧车轮轴上的半轴齿轮转动的更快。 目前使用的悬挂系统基本上为两种，一种是整体桥与刚板弹簧组成的非独立悬架，另一种是使用长短摆臂的独立悬架。这些悬挂系统有各种不 同的搭配，但是均运用相同的工作原理。非独立悬挂使用整体式车桥，两侧用钢板弹簧连接。通过装在轮轴和车桥之间的驱动轴，两端的车轮可以转动。使用独立悬架，每个车轮都可以自由的上下运动，几乎不受另一车轮的影响。 关键词： 车桥，行星齿轮，半轴齿轮，非独立悬架，独立悬架，钢板弹簧 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 of on A is on a to so to in to on on on a of on a is to so is by on of is on a do on do on to at a on to to on on is is is of a a at on a is to up on 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 号说明 车轮的滚动发半径 最大功率时发动机的转速 最高车速 变速器最高档传动比 发机最大转矩 N: 驱动桥数目 由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传系最档传动比 T：上述传动部分传动效率 合器产生冲击载荷时超载系数 满载时一个驱动轮上的静载荷系数 : 轮胎与路面间的附着系数 车轮的滚动半径 分别为所计算的主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比 p：单位齿长上的圆周力 N/速器档传动比 动齿轮节圆直径 F：动齿轮的齿面宽 : 半轴的扭转应力 T ：半轴的计算转矩 d：半轴杆部直径 K ：超载系数 寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有关。 荷分配系数 量 系 数 ，对 于 汽 车 驱 动 桥 齿 轮 ，当 齿 轮 接 触 良 好 、周 节 及径向跳动精度高时 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 录 第一章 前 言 1 第二章 驱动桥的设计 2 动桥概述 2 动桥型式及选择 3 第三章 主减速器的设计 4 减速器结构方案分析 4 减速比及计算载荷的确定 4 减速器齿轮主要参数的计算 6 减速器齿轮强度计算 20 减速器齿轮的材料及热处理 22 第四章 差速器的设计 23 速器机构方案分析 23 速器齿轮参数的计算 24 速器齿轮强度计算 26 第五章 半轴及桥壳设计 28 轴的设计计算 28 壳的设计 31 第六章 后悬架 33 板弹簧的设计 33 式减振器 35 第七章 结 论 37 参考文献 38 致 谢 39 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1 柴油 驱动桥与后悬架的设计 摘 要 车桥有两种基本形式：非断开式和断开式。非断开式车桥不转动，而车轮在车桥上转动。最常见的例子就是在马车上所见到的非断开式车桥。断开式车桥与车轮相连接，这样两者一起转动。断开式车桥根据其承载方式可分为：半浮式，四分之三浮式和全浮式。 后桥与车轮相连，内端装有一个半轴齿轮。差速器壳支撑在左侧车桥上，而且能够在轴承上做独立转动。差速器壳支承在行星齿轮轴上，行星齿轮与两个半轴齿轮相啮合。冠状齿轮与差速器壳相连接，这样当冠状齿轮由传动齿轮驱动转动时，差速器壳也转动。也就是说， 驱动力是从传动轴末端的传动齿轮输送到差速器的。当汽车直线行驶时，两个行星齿轮不在齿轮轴上转动，但却向两个半轴齿轮传递动力，这样半轴齿轮与冠状齿轮的转速相等。从而使两个后轮也以同样的速度转动。当汽车转弯时，外侧车轮就必须比内侧车轮转的更快。为了达到这一目的，两个行星齿轮在齿轮轴上传动，给外侧的车轮提供比内侧的车轮更多的运动，这样外侧车轮轴上的半轴齿轮比内侧车轮轴上的半轴齿轮转动的更快。 目前使用的悬挂系统基本上为两种，一种是整体桥与刚板弹簧组成的非独立悬架，另一种是使用长短摆臂的独立悬架。这些悬挂系统有各种不 同的搭配，但是均运用相同的工作原理。非独立悬挂使用整体式车桥，两侧用钢板弹簧连接。通过装在轮轴和车桥之间的驱动轴，两端的车轮可以转动。使用独立悬架，每个车轮都可以自由的上下运动，几乎不受另一车轮的影响。 关键词： 车桥，行星齿轮，半轴齿轮，非独立悬架，独立悬架，钢板弹簧 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2 of on A is on a to so to in to on on on a of on a is to so is by on of is on a do on do on to at a on to to on on is is is of a a at on a is to up 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3 on 符号说明 车轮的滚动发半径 最大功率时发动机的转速 最高车速 变速器最高档传动比 发机最大转矩 N: 驱动桥数目 由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传系最档传动比 T：上述传动部分传动效率 合器产生冲击载荷时超载系数 满载时一个驱动轮上的静载荷系数 : 轮胎与路面间的附着系数 车轮的滚动半径 分别为所计算的主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比 p：单位齿长上的圆周力 N/速器档传动比 动齿轮节圆直径 F：动齿轮的齿面宽 : 半轴的扭转应力 T ：半轴的计算转矩 d：半轴杆部直径 K ：超载系数 寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有关。 荷分配系数 量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好、周节及径向购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4 跳动精度高时 目 录 第一章 前 言 1 第二章 驱动桥的设计 2 动桥概述 2 动桥型式及选择 3 第三章 主减速器的设计 4 减速器结构方案分析 4 减速比及计算载荷的确定 4 减速器齿轮主要参数的计算 6 减速器齿轮强度计算 20 减速器齿轮的材料及热处理 22 第四章 差速器的设计 23 速器机构方案分析 23 速器齿轮参数的计算 24 速器齿轮强度计算 26 第五章 半轴及桥壳设计 28 轴的设计计算 28 壳的设计 31 第六章 后悬架 33 板弹簧的 设计 33 式减振器 35 第七章 结 论 37 参考文献 38 致 谢 39 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5 第一章 前 言 近十年来我国汽车工业迅猛发展，车型越来越多，各种车型的用途与分类也越来越明显。 车最早起源在美国，其功用是山地越野和军事运用，后来发展为在各种条件下都可使用的车型，并且大受消费者喜爱。目前国内的 家甚多，但多数是中低档产品，追求的是价廉实用。城市 选择两驱和四驱类型，其功率不追求过高，动力也不必太强，所以排量比真正作为越野的 此其价格低，但空气污染小，相当实用。 柴油动力是今后汽车动力的发展方向，目前很多国外的高端汽车厂家已经在开发柴油高级车，其动力爆发迅速，动力强劲，价格与汽油相比低廉。我国目前的柴油动力主要用在大客和货车上，这些车型的发动机技术含量较低，有少量的用柴油动力 ,但其技术含量低，油耗大，噪音大，这些弊端都是以后发展的技术攻关项目。 本次设 计的就是柴油动力的 计方向是中档车型，讲究经济实用。本人设计的是后驱动桥和后悬架，在设计过程中参阅了大量文献资料，和专业老师进行探讨，与同学共同克服种种困难，从设计方向出发，目标就是使本车型经久耐用，最终完成了任务。 此设计说明书，记述了所有设计相关的数据和信息来源，按照驱动桥和悬架的先后顺序进行了编排，力争使读者能够轻松的读懂。在次要非常感谢我的指导教师李水良及车动学院的各位老师，还有很多同学对我的热情帮助。 由于水平所限，书中难免有错误和漏洞之处，恳请各位老师和读者批评指正，在此表示感谢。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 6 第二章 驱动桥的设计 动桥概述 驱动桥位于传动系统的末端，其基本功用是增大由传动轴传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥主要有主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置和驱动桥壳等部件组成。 对于各种不同类型的和用途的汽车，正确的确定上述机件的结构型式并成功地将它们组合成一个整体驱动桥，乃是设计者必须首先解决的问题。在汽车总体设计 时，从整车性能出发确定了驱动桥的传动比，然而用什么型式的驱动桥，什么结构的主减速器和差速器等在驱动桥设计时是要具体考虑的，绝大多数的发动机在汽车上是纵置的，为使扭矩传给车轮，驱动桥必须改变扭矩的方向，同时根据车辆的具体要求解决左右车轮的扭矩分配，如果是多桥驱动的汽车亦同时要考虑各桥间的扭矩分配问题。整体式驱动桥一方面需要承担汽车的重荷，另一方面车轮上的作用力以及传递扭矩所产生的反作用力矩皆由驱动桥承担，所以驱动桥的零件必须具有足够的刚度和强度，以保证机件可靠的工作。驱动桥还必须满足通过性及平顺性的要求。 对 驱动桥的基本要求可以归纳为： 一、 所选择的主减速比应能满足汽车在给定使用条件下具有最佳的动力性和燃油经济性； 二、 差速器在保证左、右驱动车轮能以汽车运动学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断的传递给左右驱动车轮； 三、 当左右驱动车轮与地面的附着系数不同时，应能充分利用汽车的牵引力； 四、 能承受和传递路面和车架或车厢间的铅垂力、纵向力和横向力，以及驱动时的反作用力矩和制动时的制动力矩； 五 、驱动桥各零部件在保证其刚度、强度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对驱动桥的冲击载 荷，从而改善汽车的平顺性； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 7 六 、轮廓尺寸不大以便于汽车总体布置并与所要求的驱动桥离地间隙相适应； 七 、齿轮与其它传动件工作平稳，无噪声； 八 、驱动桥总成及零部件设计应尽量满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求； 九 、在各种载荷及转速工况有高的传动效率； 十 、结构简单、维修方便，机件工艺性好，制造容易。 由于后桥结构基本已经固定，在后桥设计中需要改进的问题主要有：齿轮传动的噪声、振动；半轴的可靠性设计；后桥壳的应力分析；双曲面齿轮的设计方法等。 动桥型式及选 择 驱动桥形式与整车有非常密切的关系，驱动桥分两大类：断开式驱动桥和非断开式驱动桥。根据整车的通过性、平顺性以及操纵稳定性对悬架结构提出了要求，如悬架选择了合适的结构型式，而驱动桥的结构也必须与悬架相适应。因此，驱动桥的选型应从汽车的类型、使用条件和生产条件出发，并和其他各部件的结构型式与特性相适应，以保证汽车达到预期性能要求。 由于本设计中所设计的车型为 行驶条件及成本出发，采用非独立悬架及非断开式驱动桥。这种型式驱动桥在汽车，尤其是载重汽车上应用相当广泛。它主要优点是：结构简单、制造工艺性好、 成本低、可靠性高、维修调整容易等。 本次设计的是 柴油动力 用车的后桥，由经济性及低成本等因素考虑：故本次设计采用非断开式驱动桥，单级主减速器，双曲面齿轮传动，普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半浮式半轴，整体式桥壳。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 8 第三章 主减速器的设计 减速器结构方案分析 主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵置时还具有改变转矩旋转方向的作用。主减速器的结构型式，主要是根据齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的支撑形式以及减速型式的不同而异。驱动桥的主减速器为适应使用要求发 展多种结构型式：如单级主减速器、双级主减速器和单级主减速器加轮边减速等。由于两驱 动机的功率不大以及扭矩中等的因素，故采用单级主减速器。 在现代汽车的驱动桥上，主减速器齿轮采用得最广泛的是“格里森”（ 或“奥利康”（ 的螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。由于双曲面齿轮的螺旋角较大，则不产生根切得最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这又利于的传动比传动。同时双曲面齿轮传动平稳噪声小、负荷大、结构紧凑等优点，所以本次设计采用双曲面齿轮传动。 减速比及计算载荷的确定 减速器比 主减速比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油经济性都有直接影响。 选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比一起由整车动力计算来确定。 np/ (3式中 车轮的滚动半径 最大功率时发动机的转速 3600r/最高车速 140 Km/h 变速器最高档传动比 np/ 3600/140 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 9 轮计算载荷的确定 1按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动齿轮计算转矩 T/N (3式中 发机最大转矩 225N m N： 驱动桥数目 N=1 发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传系最档传动比 T：上述传动部分传动效率 取 T 0： 离合器产生冲击载荷时超载系数 T/N =225 1 1 =4715 N m 2按驱动轮打滑确定从动齿轮计算转矩 (3式中 满载时一个驱动轮上的静载荷系数， N 325 52% 车最大加速度时的后轴负荷转移系数 : 轮胎与路面间的附着系数 取 车轮的滚动半径 分别为所计算的主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比 1 2325 52 1 = 4836 N m 3按日常行使平均转矩确定从动锥齿轮计算转矩 (3式中 车日常牵引力（ 3000N） 其他数据同上 3000 108N 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 10 减速器齿轮主要参数的计算 、从动齿轮齿数的选择 进行主从动锥齿轮齿数 样可以保证主、从动齿轮之间都能相互啮合，起到自动磨合的作用。为了得到理想的重合系数和高的轮齿抗弯强度，大、小齿轮的齿数和应不小于 40。 查汽车车桥设计表 31 8 7 动齿 轮大端分度圆直径及端面模数的选择 根据从动锥齿轮的计算转矩，按经验公式 d2=3 动锥齿轮的节圆直径，； 径系数，取 3 16； 算转矩， 715N m 所以， d2=34 3 4715 =205 圆整取 205动锥齿轮大端模数 m 2= 取 m 6 齿轮齿面宽的选择 汽车主减速器双曲面齿轮的从动齿轮齿面宽 F（ 荐为： F F 曲面齿轮的偏移距 E 轿车、轻型客车和轻型货车主减速器的 E 值，不应超过从动齿轮节锥距的40。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 11 图 3 1 双曲面齿轮的偏移距和偏移方向 旋角的选择 螺旋角是在节锥表面的展开图上定义的，“格里森”制推荐用下式，近似预选主动齿轮螺旋角的名义值： 1 0 0 02122 5 5 9 0z 49 式中： 1：主动齿轮名义螺旋角的预选值； 、从动齿轮齿数； 动齿轮节圆直径 E：双曲面齿轮的偏移距 弧齿双曲面齿轮的几何尺寸设计 1 . 2 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 12 7 3. 齿数比的倒数 (2)(1)=. 大齿轮的齿面宽 F F= 5. 小齿轮轴线偏移距 E E= 6. 大齿轮分度圆直径 d2 205 7. 刀盘名义直径 . 初定小齿轮螺旋角 1 =49 角的正切值 =0. 初选大齿轮的分锥角之余切值 i =3） =1. i 的正弦值 i=2. 初定大齿轮中点分度圆半径 2 1146 =3. 大小螺旋角差值之正弦值 i = 12115=4. i 之余弦 i =5. 初定小齿轮的扩大系数 （ 14） +（ 9）（ 13） =购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 13 （ 3）（ 12） =7. 初定小齿轮中点分度圆半径 15）（ 16） =8. 轮齿收缩系数 1） +9. 近似计算公法线在大齿轮轴线上的投影 1012 （ 17） =0. 大 齿轮轴线在小齿轮回转平面内偏置角正切 195=1. 角的余弦 =2. 角的正弦 2120=3. 大齿轮轴线在小齿轮回转平面内偏置角 = 24. 初算大齿轮回转平面内偏置角正弦值 = 12 22175 =5. 2 角正切 =6. 初算小齿轮分锥角正切 = 2522=7. 角余弦 =8. 第一次校正小齿轮螺旋角的正弦 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 14 = 2724=9. 2的余弦 =0. 第一次校正后小齿轮螺旋角正弦 = 282915 =1. 扩大系数 修正量 （ 28） （ 9） -（ 30） =2. 大齿轮扩大系数修正量的换算 （ 3）（ 31） =3. 校正后大齿轮分偏置的正弦 =（ 24） -（ 22）（ 32） =4. 1 角正切 =5. 校正后小齿轮分锥角正切 3422=6. 值 37. 余弦 8. 第二次校正后螺旋角差值的正弦 = 3733=9. 1角的值 1 = 40. 1角的余弦 =1. 第二次校正后螺旋角差值的正切值 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 15 = 38 403115 =2. 1 角值 1= 43. 1 角余弦 = 2=（ 42） -（ 39） = 45. 2 角余弦 =6. 2 角的正切 =7. 大齿轮分锥角余弦 3322=25928 48. 值 49. 正弦 0. 的余弦 1. 37 321217 =2. 5012 =3. （ 51） +（ 52） =4. 大齿轮分锥距在螺旋线上中点切线方向投影 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 16 494512 =5. 小齿轮分锥距在螺旋线上中点切线方向投影 355143 =6. 极限齿形角正切 1= 53 54465541 =7. 极限齿形角负值 1= 58. 01角的余弦 1=9. 515641 = 28 . 145 271. 429 769 =0. 515646 =1. （ 54）（ 55） =2. 615554 =3. （ 59） +（ 60） +（ 62） =4. 63 4641 5. 齿线中点曲率半径 = 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 17 66. 比较 值 657 7. （ 3）（ 50） =） 3） =右） 68. 3517345 =） （ 35）（ 37） =） 69. （ 37） +（ 40）（ 67） （ 左 ） =0. 圆心至轴线交叉点的距离 49）（ 51） =1. 大齿轮分锥顶点至轴线交叉点的距 离 Z=（ 12）（ 47） -（ 70） =2. 大齿轮分锥上中点锥距 3. 大齿轮节锥距 4. 大齿轮的分锥上齿宽之半 （ 73） -（ 72） =5. 大齿轮在齿面宽中点处的齿工作高 7 . 9 1 8 5 0k 1 2 4 5276. 1 2 4 6 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 18 49 7 6 0 . 4 9 2 7 14578. 轮齿两侧压力角的总和 i=38 79. i 角正弦 i=0. 平均压力角 2782 i 19 81. 22. 23. 7782=4. 双重收缩齿齿根角的总和 D= 176 832= 85. 大齿轮齿顶高系数 6. 大齿轮齿根高系数 85） =7. 大齿轮齿面宽中点处的齿顶高 75）（ 85） =8. 大齿轮齿面宽中点处的齿根高 75）（ 86） +买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 19 89. 大齿轮齿顶角 2=（ 84）（ 85） = 90. 2 角正弦 =1. 大齿轮齿根角 2=（ 84） -（ 89） =2. 2 角的正弦 =3. 大齿轮大端齿顶高 （ 87） +（ 74）（ 90） =4. 大齿轮的齿根高 =（ 88） +（ 74）（ 92） =5. 径向间隙 C=75） +6. 大齿轮齿全高 h=（ 93） +（ 94） =7. 大齿轮齿工作高 96） -（ 95） =8. 大齿 轮的面锥角 02=（ 48） +（ 89） = 99. 02角的正弦 2=2角的余弦 2=01. 大齿轮的根锥角 48） -（ 91） = 102. 2=03. 2=04. 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 20 2=05. 大齿轮外圆直径 93 50 06. 大端分度圆中心到轴线交叉点的距离 （ 70） +（ 74）（ 50） =07. 大齿轮外缘至小齿轮轴线的距离 106） -（ 93）（ 49） =08. 72 90 8799=09. 72 92 88102=10. 大齿轮面锥顶点至小齿轮轴线的距离 71） -（ 108） =11. 大齿轮根锥顶点至小齿轮轴线的距离 71） +（ 109） =12. （ 12） +（ 70）（ 104） =13. 修正后小齿轮轴线在大齿轮回转平面那的偏置角正弦 512=14. 角的余弦 21131 =15. 角的正切 16. 小齿轮顶锥角正弦 1=（ 103）（ 114） =17. 小齿轮的面锥角 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 21 01= 118. 01角的余弦 1=19. 01角的正切 1=20. 1 0 2 1 1 1 9 5103=21. 小齿轮面锥顶点至大齿轮轴线的距离 5 1 1 3 1 2 0114=22. = 左38 6769=23. /= =24. /=（ 39） -（ 123） 左 = =25. 1=（ 117） -（ 36） = =26. （ 113）（ 67） 右 -（ 68） 右 =（ 113）（ 67） 右 -（ 68） 右 =27. 右右123 4 0 . 8 9 9 7 2=28. （ 68） 左 +（ 87）（ 68） 右 = 129. 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 22 右118 5 0 . 9 9 6 8 2 2=30. （ 74）（ 127） =31. 小齿轮外缘至大齿轮轴线的距离 128） +（ 130）（ 129） +（ 75）（ 126） 左 =32. （ 4）（ 127） -（ 130） =33. 小齿轮轮齿前缘至大齿轮轴线的距离 128） +（ 132）（ 129） +（ 75）（ 126） 右 =34. （ 121） +（ 131） =35. 小齿轮的外缘直径 119 36. 7 0 1 0 0 1299=37. 在大齿轮回转平面内偏置角正弦 = 5136=38. 在大齿轮回转平面内偏置角 0= 139. 0 角的余弦 =40. 9 9 1 1 0 9 5100=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 23 141. 小齿轮根锥顶点至大齿轮轴线的距离 5 1 3 7 1 4 0139=42. 100）（ 139） =43. 小齿轮根锥角 144. 45. 2508 146. 最小齿侧间隙 47. 最大齿侧间隙 48. （ 90） +（ 92） =49. （ 96） -（ 4）（ 148） =50. 在节平面内大齿轮内锥距 73） -（ 4） =曲面齿轮副的理论安装距与另外几个尺寸参数的关系如下图： 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 24 图 3 2 双曲面齿轮副的安装尺寸 减速器齿轮强度计算 位齿上的圆周力 按发动机最大扭矩计算时： p=103/21d F (3式中： p：单位齿长上的圆周力 N/ 动机最大扭矩 N/m； 速器档传动比； 动齿轮节圆直径 F：动齿轮的齿面宽 P=103/21d F = P =1429 N/买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 25 轮的弯曲强度计算 w=2 103 (3式中： 轮的计算转矩 N m； 载系数，取 1； 寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿 轮尺寸及热处理等有关。当端面模数 m 式中： 载荷分配系数，取 1 量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取 1； Z： 计算齿轮的齿数； m： 端面模数 J：计算弯曲应力用的综合系数。 w=2 103车主减速器齿轮的弯曲应力应不大于 700 满足要求。 轮的接触强度计算 j1 (3式中 主动齿轮计算转矩 N m； 材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取 / 主动齿轮的节圆直径 见上式说明； 寸系数，可取 1； : 表面质量系数，对于制 造精密的齿轮可取 1； F : 齿面宽 齿轮副中较小的； J:计算弯曲应力用的综合系 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 26 j1 2015 从动齿轮的接触应力是相同的，许用接触应力为 2800 足条件要求。 减速器齿轮的材料及热处理 驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其他齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点，是传动系的薄弱环节。其损坏形式 主要有：齿根弯曲折断、齿面疲劳点蚀、磨损和擦伤等。据此对驱动桥齿轮的材料及热处理应有一下要求： 1). 有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度及较好的齿面耐磨性； 2). 轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免轮齿根部折断； 3). 钢材的锻造、切削与热处理等加工性能好，热处理变形小，以提高产品质量，减少成本并降低废品； 本次设计主减速器主、动齿轮材料选用 20齿轮渗碳 面淬火使其硬度达到 58 64。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 27 第四章 差速器的设计 差速器机构方案分析 汽车 在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别。例如，转弯时外侧车轮的行程总要比内侧的长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传递给左右车轮，则会由于左右驱动车轮的转速虽相等而行程却又不相等的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。此外，由于车轮与路面间尤 其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑的能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都装有差速器。差速器保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以不同速度旋转的特性，从而满足汽车行驶运动学的要求。 差速器的结构型式有多种，其主要的结构型式有：对称式圆锥行星齿轮差数器、防滑差速器，防滑差速器又可分为自锁式和强制锁止式。对于柴油 说，由于路面状况一般，各驱动车轮与路面的附着系数变化小，因此采用结构简单、工作平稳、制造方便、造价又低的对称式圆 锥行星齿轮差数器。 图 4 1 普通圆锥齿轮差速器的 工作原理简图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 28 速器齿轮参数的计算 行星齿轮数目的选择：轿车常用 2 个行星齿轮，载货汽车和越野汽车多用 4个行星齿轮，少数汽车采用 3个。本次设计采用 4个行星齿轮。 1. 球面半径经验公式 3 K 其中，取.5 715 所以 3 K = 7154 =42 2. 锥齿轮的节锥距 0=（ 0 . 行星齿轮齿数 半轴齿数齿数 2 4 查机械设计实用手册 表 8机械设计实用手册 图 8. 节锥角 2 6 . 5 7 112Z 6 3 . 4 3 221Z 5. 锥齿轮大端端面模数 me 40 2 . 9 8 0 112A 2 2 圆整后取 6. 压力角 取压力角 = 7. 节圆直径 de 1Z 6 2Z 0买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 29 8. 轴交角 90 9. 周节 t 0. 齿面宽 F 00. 30) A(0 = 10 11. 齿工作高 2. 齿全高 h h 15 13. 齿顶高 h m =mm =4. 齿根高 h = =5 c c h 6. 齿根角 1 2= 7. 面锥角 0 01 1 2 02 2 18. 根锥角 R 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 30 1= 2= 19. 外圆直径 d0 =mm =0. 节锥顶点至齿轮外缘距离 0 012= 012=1. 理论弧齿厚 s s1=- ) m=2. 齿测间隙 B B=3. 弦齿厚 12162B 22262B 24. 弦齿高 h+ 211122222c o 速器齿轮强度计算 差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，而对疲劳寿命则不予考虑，这是由购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 31 于行星齿轮在差速器的工在作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左右驱动轮有转速差时行星齿轮和半轴齿轮之间才有 相对滚动的缘故。 汽车差速器齿轮的弯曲应力为： w=2 103 (4式中 T :差速器一个行星齿轮给予一个半轴的转矩 N m； Tn j m； 计算转矩； n : 差速器行星齿轮数目； 半轴齿轮齿数； 超载系数，取 1； 尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮 尺寸及热处理等有关。当端面模数 m ， 载荷分配系数，取 1 量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取 1； F :齿面宽 mm m :端面模数 J :计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合 系数。 w 2 103 差速器齿轮弯曲应力应不大于 980足要求。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 32 第五章 半轴及桥壳设计 轴 的设计计算 驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末外文资料译文 1 英文翻译 98页 汽车底盘与车身 如图 示，子午线轮胎速度的分类是以当前速度标记，终止尺度和以前速度标记为基础的。轮胎制造商将 为轮胎最大速度的标志符号。 F 和 个别轮胎上仍然用以前的表示方法： 例如 155552系列的宽度 13英寸表示） 美国乘用车的轮胎和尺寸标准 美 国和欧洲国家采用“ P“来表示轮胎，并且用来说明轮胎的断面比值。 如： P 155/80 R 13 79 S 轮胎旧的速度表示方式用 V=210km/h（或 240km/h） ,沿用至 1992 年；保时捷的928如 ： 225/50 16 99页 轮胎和车轮 官方公文阐明了承载和气压的关系。在乘用车上把承载能力也就是载重说明（ 作速度标志，这些关系到车速 160km/h ，胎压 的最小承载能力。车辆上未来的标准例如最高车速等对于轮胎气压是相当重要的。由于 00km/以将来的承载量的曾加是每一次曾 25 01 表示 8251=102 表示 8501=108 表示 1000文资料译文 2 100页 汽车底盘与车身 准手册里的轮胎承载能力以承载指数 式表示是有效的，因为 10km/h， W 型胎可达到 240km/h， Y 型胎可达到 270km/h。在较高车速时，承载能力就会有较低的百分比的 问题必须要解决；因为 于它们的价值问题汽车和轮胎的生产商对其生产进行了控制。 下面是有关 10km/h 并且达到 220km/h（包括在内），承载量仅能是正常情况下的 90%。 20km/h 时，车速每曾加 10km/h 其搬运量至少将降低 5%。 对于乘用车来说，轻型商业性汽车轮胎有更强的结构，因此能承受较高的气压，也就意味着有更高的承载能力。在轻型乘用车上，用表示经久耐用的字母“ C“来表示其适用性，或者”强 有力“ 这一词广泛地出现作为标记。当前标志所包含的速度标尺和承载能力标尺一样。在双胎情况下可分但其承载能力。与过去市场情况相比，新的标准如下： 以前 现在 205/65 R 15 98 S 185 4 185 R 14 90 S 185 4 185 R 14 94 R 185 R 14 C 6 185 R 14 99/97 M 185 R 14 C 8 185 R 14 102/100 M 乘用车所用的 185 101页 轮胎和车轮 图表 1. 尺寸 2. 标准轮圈和非标准轮圈 3. 轮胎尺寸：宽，外部滚动直径 4. 静态旋转半径 外文资料译文 3 5. 旋转周长 6. 承载能力 7. 轮胎在气压 速达到 160km/ 胎承载能力和膨胀压力 所允许的轮轴载荷和最大车速决定最小轮胎气压。可是所要求的气压 远高于汽车达到最佳状态所需要的气压。 胎承载能力的说明 在载荷指示中，所示的承载能力是在所有轮胎的速度标准达到“ H”时每个轮胎所允许的最大承载能力。 有效车速达到 210km/h 时轮胎的标记为“ V”，达到 240km/h 时标记为“ K”“ W”或“ 因为车速更高时，其承载能力就会因此而下降。 因此 ，车速达到标准“ V”即最大车速 240km/h 时，轮胎承载能力仅仅是标准时的 91%，代号为“ W”型的轮胎在速度 270km/h 时其所示承载能力为正常的85%。鉴于以上两种情况，在车速 210km/h 到 240km/h 时承载能力最佳，并且最大速度可通过线性来确定。 为达到更高的车速，速度可在 240 270km/h 范围内。在更高车速时，承载能力和轮胎膨胀压力必须由汽车和轮胎生产商决定。可是，这种共识几乎不能影响美国的特殊的轮胎市场，它用另外的标准“ P”。 胎气压的指标 速度符号为“ R”和“ V”的轮胎和最小压力与承载能 力相符的路用轮胎的有效车速已经可以达到了 163km/h。 在特殊操纵条件下，车辆或车轮悬挂和所期望的实用价值的设计被车辆制造商视作获得更高气压的原因 进一步说，当车速达到 210km/h 时轮胎的基本气压将以 速度直线曾加，并且车速超过 210lm/ 102页 轮胎和车轮 图表 5 系列的子午线轮胎的尺寸，最新的长、宽、高，以及标准的轮缘和承载能力都是在较高车速时曾加气压的必要性，在 中已经说明。轮胎的所有尺寸与轮胎的标准、曾加其承载能力的设计和任何 车速下的速度标准及代号为 2 外文资料译文 4 104页 汽车底盘及车身 图表 因素 表示乘用车的子午线轮胎车速在 60km/h 以上时车速与其滚动半径相关，用白分比表示。可允许的偏 当有所曾加，在德国的 图表 美国市场上专门制造的 轮胎用“ P”表示，这不满足欧洲市场的标准，因此在那里不被授权，依据的是 的条款。如果轮胎的载荷比其最大的承载能力低，那么一个更低的附加轮胎气压将被轮胎制造商们开会商讨。 速度标记为“ W”轮胎 ，其气压在表 可使用达 190km/h 的速度。之后，车速每曾加 10km/h 至到 240km/h，气压每次曾加 更高车速时，轮胎承载能力将必须减少。 在汽车上，冷胎气压必须要测试，例如要与周围的温度相适应。如果轮胎气压的设定是在冬季温暖的地区，当汽车在外是轮胎气压将会急剧下降。 对于 M 与 S 型号的冬季用轮胎，需要有较长的试用期，因为与标准轮胎相比其膨胀气压以 速度曾长。更新的特殊型轮胎将不再要求那种调节。 车轮弧度角的影响 车轮弧度角 w 及大地影响轮胎的性能和效用 性。在整个车轮晃动条下弧度角应不能超过 4。当弧度角在 2时，轮胎的承载能力减少如下： w2
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