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驱动 减速器 设计

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驱动桥主减速器设计,驱动,减速器,设计

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车辆工程课程设计驱动桥主减速器设计学 院 机械与汽车工程学院 组 别 09级车辆3班第12小组 指导教师 赵克刚 张征 学生姓名 杨坤 学 号 200930081487 提交日期 2012年 7 月 6日 车辆工程专业课程设计设计任务书一设计任务：商用汽车驱动桥设计(I)二基本参数：协助同组总体设计同学完成车辆性能计算后确定三设计内容主要进行驱动桥总成设计，设计的内容包括：1查阅资料、调查研究、制定设计原则2根据给定的设计参数(发动机最大力矩，传动系传动比，驱动轮类型与规格，汽车总质量和使用工况，传动效率，驱动时后轴载荷转移系数，路面附着系数)，选择驱动桥总成的结构方案及零部件方案，协同设计出一套完整的驱动桥总成，设计过程中要进行必要的计算。3驱动桥结构设计和主要技术参数的确定（1）主减速器基本参数的选择和计算（2）主减速器锥齿轮强度计算（3）驱动桥壳设计4结合同组“商用汽车驱动桥设计(II)”设计结果绘制装配图及主要零部件的零件图四设计要求 1驱动桥总成（含差速器）的装配图，1号图纸一张。装配图要求表达清楚各部件之间的装配关系，标注出总体尺寸，配合关系及其它需要标注的尺寸，在技术要求部分应写出总成的调整方法和装配要求。2主要零部件的零件图，3号图纸4张。要求零件形状表达清楚、尺寸标注完整，有必要的尺寸公差和形位公差。在技术要求应标明对零件毛胚的要求，材料的热处理方法、标明处理方法及其它特殊要求。3编写设计说明书。五设计进度与时间安排本课程设计为2周 明确任务，分析有关原始资料，复习有关讲课内容及熟悉参考资料0.5周。 设计计算 0.5周 绘图 0.5周 编写说明书、答辩 0.5周六、主要参考文献1成大先 机械设计手册（第三版）2汽车工程手册 机械工业出版社3陈家瑞 汽车构造（下册） 人民交通出版社4王望予 汽车设计机械工业出版社5余志生 汽车理论 机械工业出版社七注意事项（1）为保证设计进度及质量，设计方案的确定、设计计算的结果等必须取得指导教师的认可，尤其在绘制装配图前，设计方案应由指导教师审阅。图面要清晰干净；尺寸标注正确。（2）编写设计说明书时，必须条理清楚，语言通达，图表、公式及其标注要清晰明确，对重点部分，应有分析论证，要能反应出学生独立工作和解决问题的能力。（3）独立完成图纸的设计和设计说明书的编写，若发现抄袭或雷同按不及格处理。八成绩评定出勤情况（20%）设计方案与性能计算（40%）图纸质量（20%）说明书质量（20%）评 语总 成 绩指导教师用汽车驱动桥设计(I)一、主减速器结构方案分析由于我们的转动比i0=6.86，大于4.5，所以采用双曲面齿轮传动。同时i07，所以选用单级主减速器。故选用双曲面齿轮单级主减速器。二、主减速器支承方案选择主动锥齿轮采用悬臂式支承；从动锥齿轮均采用圆锥滚子轴承支承。三、主减速器基本参数的选择与设计计算1、主减速比的确定由i0=0.377*rr*npvamax*igH可计算出货车的主减速器传动比，再结合总设计的分配，最终确定主传动比i06.86。2、主减速齿轮计算载荷的确定采用格里森制计算载荷（1）按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce Tce=Kd*Temax*k*i1*if*i0*/n式中，取n1, i06.86, i16.8, Kd1, 0.9, Temax366.5Nm计算结果为Tce15386.8N.m（2）按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs=G2*m2*rr/(im*m)式中，m21.1, m0.95计算结果为Tcs=31492.2N.mTceTcs（3）按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩TcfTcf=Ga*rr*fR+fH+fi/(im*m*n)Tcf1044000.471（0.0180.070）（10.961）4417.3N.m当计算从动锥齿轮最大应力时，Tc=15386.8N.m;当计算从动锥齿轮疲劳寿命时，Tc=4417.3N.m;由Tz=Tc/(i0*G),得：当计算主动锥齿轮最大应力时，Tz=2638.7N.m;当计算主动锥齿轮疲劳寿命时，Tz= 760.9N.m.式中，G0.85。3、主减速器锥齿轮基本参数的选择（1）主、从动齿轮齿数z1和z2查汽车设计课程设计指导书（以下未说明的均来自本书）表64,取主动锥齿轮齿数为7,再查表65取从动锥齿轮齿数为48（2）从动锥齿轮大端分度圆直径D2和端面模数ms的选择。由式610初选大端直径D215（15386.8）(1/3)373.1mm由式611得端面模数msD2z27.25mm由式612得ms还满足ms7.46mm，式中Km0.3综上，取ms8mm。主动锥齿轮大端模数由式613得mz0.680（2638.7）（13）8.29mm，取mz9mmD1mzz19763mm（3）主、从动锥齿轮齿面宽b1和b2按极端情况取值,b280mm,同时b20.155D259.52，综上取b280mm按B1比B2大10%，取B1=88mm（4）双曲面齿轮偏移距和偏移方向的选择轻型货车E0.2D274.62mm，中型货车E0.12D2=44.78mm取E40mm。（5）中点螺旋角由式614计算得1=48.2,取145由式616得1440结合经验公式，最后取45（6）螺旋方向为使主减速器齿轮副在汽车前进时有分离趋势，故经受力分析后，决定采用从动轮左旋、主动轮右旋、主动锥齿轮上偏移的布置形式。（7）法向压力角参考指导书，采用22304、主减速器锥齿轮几何尺寸的计算采用汽车设计课程设计指导书所提供的程序，在Vc6.0上运行之后得到计算结果如下图所示：对其中的部分参数值取整后得小齿轮中点螺旋角46.5大齿轮中点螺旋角31.55、“格里森”制主减速器锥齿轮强度的计算（1）单位齿长圆周力按发动机最大转矩计算，由式619得p988.97N/mmp按驱动轮打滑转矩计算，由式620得p1665.1N/mm1.2p满足计算要求（2）轮齿弯曲强度由式621计算，取k01,ks（8.025.4）0.250.74,km1.1,kv1.0查图617,得：当计算从动齿轮时，Jw0.29按TcminTce,Tcs计算，w215386.810.7491.1103（18803840.29）355.7MPa700MPa按TcTcf计算，w24417.310.7491.1103（18803840.29）102.13MPa210MPa综上，从动锥齿轮符合使用条件(3)轮齿接触强度按式622计算，式中，取Cp232.6N12mm，kf1.0,查图629得Jj0.195按TcminTce,Tcs计算,j1209.4MPa2800MPa按TcTcf计算,j505.37MPa0.35,取X0.4,Y0.4cot a Q=0.4FR+1.7FA=38789.74NLh=12187h轴承B的校核：选用32310型，查得轴承内径d50mm,e0.35,C122kNFA/FR=00.35,取X1,Y0Q=1*FR+0*FA=8252.6NLh=21500h轴承C的校核：选用30314型，查得轴承内径d50mm,e0.4,C208kNFA/FR=0.390.4取X1,Y0Q=1*FR+0*FA=16101.6NLh=18463h轴承D的校核：选用30314型，查得轴承内径d50mm,e0.4,C208kNFA/FR=05,所以渗碳层厚度为1.2mm，磷化层厚度0.01mm，之后采用喷丸工艺处理齿面，以提高工作寿命，再进行渗硫处理，降低齿轮副的磨损。驱动桥壳设计驱动桥壳的主要功用是支承汽车质量，并承受有车轮传来的路面反力和反力矩，并经悬架传给车身，它同时又是主减速器，差速器和半轴的装配体。驱动桥壳应满足如下设计要求： 应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常，并不使半轴产生附加弯曲应力； 在保证强度和刚度的情况下，尽量减小质量以提高行驶的平顺性； 保证足够的离地间隙； 结构工艺性好，成本低； 保护装于其中的传动系统部件和防止泥水浸入； 拆装，调整，维修方便。考虑的设计的是载货汽车，驱动桥壳的结构形式采用铸造整体式桥壳。（一） 桥壳的受力分析与强度计算:对于具有全浮式半轴的驱动桥，桥壳危险断面通常在钢板弹簧座内侧附近，桥壳端部的轮毂轴承座根部也应列为危险断面进行强度验算。1）牵引力或制动力最大时，桥壳钢板弹簧座处危险断面的弯曲应力和扭转切应力分别为式中，地面对车轮垂直反力在危险断面引起的垂直平面内的弯矩，b为轮胎中心平面到板簧座之间的横向距离，b230mm；一侧车轮上的牵引力或制动力Fx2在水平面内引起的弯矩，；牵引或制动时,上述危险断面所受转矩，；危险断面处（钢板弹簧座附近）桥壳的抗弯、抗扭截面系数，具体见下：截面图如图所示，其中B=150mm，b=130mm，H=1500mm，h=71300mm，=10mm，=10mm.垂向弯曲截面系数: = 84185.2mm水平弯曲截面系数: = 90266.7mm扭转截面系数: =230135140=136000 mm=198.7MPa=300500 MPa=23.2MPa=15