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9张CAD高清图纸 说明书 YC系列 微型轿车驱动桥设计-含开题报告【9张CAD高清图纸 说明书】【YC系列】 微型 轿车 驱动 设计 开题 报告 CAD 图纸 说明书 YC 系列

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I毕业设计（论文）毕业设计（论文）课题：课题： 微型轿车驱动桥设计微型轿车驱动桥设计 所在学院：所在学院： 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名名： 学学 号：号： 指导教师指导教师： 2016 年 3 月 31 日微型轿车驱动桥设计II目 录摘摘 要要.IIIABSTRACT.IV第第 1 章章 绪论绪论.11.1 研究背景及意义.11.2 国内外研究概况与发展趋势.11.3 设计要求及技术参数.2第第 2 章章 总体结构方案拟定总体结构方案拟定.3第第 3 章章 主减速器的设计主减速器的设计.43.1 主减速器的结构形式.43.1.1 主减速器的齿轮类型.43.1.2 主减速器的减速形式.43.1.3 主从动齿轮的支承形式.53.2 基本参数选择与计算.53.2.1 主减速比的确定.50i3.2.2 齿轮计算载荷的确定.63.3 齿轮的设计与校核.103.3.1 主、从动齿轮齿数的选择.103.3.2 斜齿轮材料选择.103.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计.103.3.4 校核齿面的接触强度.133.4 轴承的选择与校核.133.4.1 轴承的载荷计算.133.4.2 轴承型号的确定.15第第 4 章章 差速器的设计差速器的设计.174.1 差速器结构形式选择.174.2 差速器齿轮设计.174.3 齿轮强度计算.194.3.1 齿轮材料选择.194.3.2 校核计算.204.4 行星齿轮轴的设计计算.204.4.1 行星齿轮轴的分类及选用.204.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计.20微型轿车驱动桥设计III4.4.3 行星齿轮轴的材料.21第第 5 章章 传动半轴的设计传动半轴的设计.225.1 半轴的型式选择.225.2 半轴的设计与校核.225.2.1 半轴的设计计算.225.2.2 半轴的强度较核.235.3 半轴的结构、材料及热处理.255.4 万向节的设计.255.4.1 万向节结构选择.255.4.2 万向节设计计算.265.4.3 万向节的材料及热处理.27总总 结结.28参考文献参考文献.29致致 谢谢.30微型轿车驱动桥设计IV摘 要本文设计了一个微型汽车驱动桥，微型汽车驱动桥，满足控制要求的方向和满足需求。主要由主减速器部分，差速器，半轴，通用驱动轴的宪法。本设计根据给定的参数，首先对减速器的设计，主要是对主齿轮结构，设计了具有几何尺寸；其次，微分形式的选择，利用微分形式对称式圆锥行星齿轮差速器，然后，支承结构形式半解析树的概念和特点和形式的万向节；最后，这些零件强度校核软件 AutoCAD，传动轴和主成分绘制装配图。关键词：关键词：驱动桥，主减速器，差速器，半轴，万向节微型轿车驱动桥设计VAbstractThis article is designed to drive a passenger car steering axle, drive axle steering for passenger cars, the steering is necessary to meet the requirements, but also to meet the driving requirements. Which is mainly composed of the main reducer, differential, axle, universal joints, drive axle housing and so on. The design according to the given parameters, the first of the main reducer designed mainly for the final drive structure, and geometry has been designed in the form of the final drive designed as a single-stage main gear; secondly, to choose the form of differential, differential form of ordinary symmetrical cone planetary gear differential; Next, axle configuration, support form and the forms and characteristics of joints were analyzed design; Finally, the above parts of the strength check, and draw of the steering assembly drawing with AutoCAD software drive axle and the main parts of drawings.Keywords:Steering drive axle, The main reducer, Differential, Axle, Universal joint微型轿车驱动桥设计1第 1 章 绪论1.1 研究背景及意义中国在全球汽车市场的第一个微型车正在成为一个重要的力量。据中国汽车工业协会，一半，2009 年销量微到 93.55 万辆，同比增长 5 %增长率显著高于小型汽车销售 25.62 同期%，成为最伟大的英雄的微型车的高速增长的国家销售了 6 个月。鉴于目前情况，迷你扮演非常重要的角色，这使得整个市场形势的 M 增加的车。过去五年，全国销量迷你主要同比增长 10 万辆。2008 年，共销售汽车迷你 1.3亿，比 2007 年增长了 2%，今年的刺激下，多好的政策，小销售前所未有的爆炸性增长。据统计，目前小型生产能力约 230 万车，但到 2012 年将接近 400 万。我们都知道，汽车市场，今年遇到了罕见的好政策，首先改革燃油税，允许用户避免汽车维修成本；二是购置税改革的国家，汽车位移小于 1.6 减税 50%；三是汽车下乡补贴，最高补贴 10%的国家的消费者购买的产品范围四车是石油价格上涨，预计明年将超过 90 美元汽车的价格同时满足这四个政策，发展最大这种可能性，品牌有马、迷你市场开始进入。市场前景迷你车如此巨大，因此，加强研究的微型车，尤其重要的是，作为小型车主要由两部分组成，传动轴的研究变得越来越重要。1.2 国内外研究概况与发展趋势目前，桥梁在国内市场占有多数，但仍有一定的轴数依赖进口，一定空间的车轴和国际空间秘书长主要在设计和研发能力，有研究和开发能力的工厂，一些制造商仍然在相设施差距，例如施工车辆和车辆牵引运动过程中形状啮合接触区不同的是，国外设备的能力模拟的状态，现在，我们的路。在技术领域的具体细节，该国的差距比较大，是世界级的，最终，后桥时间共享的支持和这两点，今年有了变化。此外，在结构、比例越大使用更多的一级传动轴，重量轻的技术方面，舒适的要求，将逐步，汽车节能、环保、舒适的发展趋势等，要求速度比车轴重量轻，高扭矩，噪音低，带宽成本生产、使用寿命长、低。为了适应不断完善社会主义市场经济的要求和加入 WTO 后的新形势和国内汽车工业发展，促进汽车产业的重组和现代化，提高汽车产业的国际竞争力，以满足微型轿车驱动桥设计2消费者的需求在产品日益增长的需求，汽车，推动汽车产业的健康发展，特别是制定汽车产业发展政策。生产质量好、使用方便、低速载货汽车的价格对于大多数消费者的需求。在国家的积极参与和支持汽车工业的发展，可以开发适合中国，车辆和经济条件，包括道路，将大大有助于提高经济和社会发展的汽车工业。1.3 设计要求及技术参数设计微型车驱动桥，菲亚特 550 基于菲亚特 500 打造，新车搭载了法拉利的 4.5升 V8 引擎，采用后置设计，最大功率为 405 千瓦，由于菲亚特 550 车型参数尚未公布本次参考菲亚特 500 参数进行设计，具体如下：发动机最大功率(kW/rpm)：75/6500发动机最大扭矩(Nm/rpm)：133/4000车身长宽高(mm)：354716271497变速箱：6 挡 AT轴距(mm)：2300前轮距(mm)：1407后轮距(mm)：1397驱动方式：前置前驱前后轮胎规格：185/55 R15最高时速：161Km/h微型轿车驱动桥设计3第 2 章 总体结构方案拟定发动机布置在前轴驱动微型轿车，这是前轴驱动桥转向桥为桥梁显然，在传动轴的驱动轮的驱动装置和半轴和万向节连接的分段，使车轮转动。如图 2-1 所示。图 2-1 驱动桥示意图1-主减速器；2-主减速器壳；3-差速器；4-内半轴；5-半轴套管；6-万向节；7-转向节轴；8-外半轴；9-轮毂；10-轮毂轴承；11-转向节壳体；12-主销；13-主销轴承；14-球形支座通常，汽车驱动桥是驱动桥独立悬架和必须匹配。当左右驱动轮独立悬架，通过各自的支撑体直接或，当框架连接到驱动轮的左、右方向之间基本上没有桥，但在习惯上仍称为前驱动桥，该桥结构的车如图 2-2 所示1-主减速器；2-半轴；3-弹性元件；4-减振器；5-车轮；6-摆臂；7-摆臂轴图 2-2由于需求是微型车的前驱动桥，因为使用独立悬架，同时考虑到微型汽车的舒适性和协调运动，选择断开轴壳全局非刚性轴传动，减速器及其外壳安装在车辆底盘或车身两侧驱动车轮与车架或车身弹性接触，并独立地相对于车架或车身上，分别驱动轮的驱动装置、振荡接头万向节。微型轿车驱动桥设计4第 3 章 主减速器的设计3.1 主减速器的结构形式结构形式主要是根据类型主减速齿轮，放置方法取决于主动齿轮和从动齿轮和减速的形状。3.1.1 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。图 3-1 齿轮传动形式根据给定的技术参数，这种设计的汽车与基准参考菲亚特 550 作为设计对象，由于汽车菲亚特 550 作为 T 型横向传输，使输出功率的方向平行的方向轴前轴和公平的。因此，本设计不需要使用锥齿轮改变旋转方向，可以满足圆柱齿轮的齿轮，传动轴是通过功率约两个半轴传递到车轮。3.1.2 主减速器的减速形式汽车的乘客，因为 i6，一般采用一级减速器的主要优势，减速驱动桥产品：单级单级减速驱动桥驱动桥中是一个最简单的结构，制造工艺比较简单，成本较低，是一种基本型卡车驱动桥上，占有重要的地位；目前，重型汽车发动机的发展趋势，低速大扭矩传动，驱动桥速比低发展；改善道路状况，特别是高速公路的快速发展，车辆的使用条件的重型汽车许多要求重量减轻，因此，汽车产品不能像过去一样，使用复杂的结构提高其通过；以及轮边减速驱动桥产品相比，简化了结构，单级减速传动机械为了提高驱动桥效率，减少微型轿车驱动桥设计5易损件，提高了可靠性。3.1.3 主从动齿轮的支承形式中心必须保证主减速器齿轮啮合的良好局面，主从使他们工作得很好。好的齿轮啮合，齿轮，加工质量的装配调整轴承和减速器壳体的刚度有关，但还支持和齿轮的刚度密切相关。（1）主动斜齿圆柱齿轮的支承图 3-3 主动圆柱斜齿轮跨置式主动支护形式可分为齿轮悬臂支架和支架之间的式信息获取、文学、演示程序，使用交叉支撑结构（如图 3-3 示） 。（2）从动斜齿圆柱齿轮的支承图 3-4 从动圆柱斜齿轮支撑形式从动斜齿圆柱齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图 3-4 示） 。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内。3.2 基本参数选择与计算3.2.1 主减速比的确定0i主减速比选择，车辆传动系统中的总传动比的设计（包括传输、变速箱和传0i动装置的动力输出轴驱动车辆的驱动装置等） ，功率是确定的通过计算。由于工作条件和车辆驱动电机、传动比（包括主减速比） ，你可以使用一个优化设计方法和参数微型轿车驱动桥设计6传递主驱动电机和传动比的优化调整，主减速比进行最优匹配，使汽车可以获得0i最佳动力性和最佳燃油经济性。553. 31161520029225. 0377. 0377. 0max0ghapriVnri故取553. 30i3.2.2 齿轮计算载荷的确定由于不稳定的传输负载行驶时，计算量要准确地计算出主减速器是最 difficile.c往往是最大扭矩与传动系统的约束最小传动比和传动轮的滑动面上的好的开始，在微型轿车驱动桥设计7这两种情况下对上的从动齿轮减速力矩（）的较小者，在卡车和越野车的强jjeTT 、度计算的计算负荷，以检查主减速器从动齿轮的最大应力，即： (3-2) nKiTTTTLeje0max (3-3)LBLBrjirGT2已知：mNTe.133max423.13778. 3553. 3TLi9 . 0T微型轿车驱动桥设计8由后面式（3-5）计算得，故：0pf20K由于该轿车只有一个驱动桥则：1nNm （3-4）)()(pHRLBLBrTajmfffnirGGT微型轿车驱动桥设计9汽车或汽车列车的性能系数：pf (3-5)max)(195. 0161001eTapTGGf当时，取16)(195. 0maxeTaTGG0pf、和等见式(3-2)和式（3-3）下的说明。LBiLBnmaxeT微型轿车驱动桥设计10m.1 .47089)008. 00125. 0(196. 0129225. 0)014308()()(NfffnirGGTpHRLBLBrTajm3.3 齿轮的设计与校核3.3.1 主、从动齿轮齿数的选择用接触稳定、噪声低和具有高的疲劳强度，齿轮齿数和尺寸不小于 40 在汽车主减速器，齿数不少于 9。查阅资料，经方案论证，主减速器的传动比为 3.553，则：初步选定齿轮,，取91Z977.319553. 312ZiZ322Z微型轿车驱动桥设计113.3.2 斜齿轮材料选择3.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计由式参考文献4中式（5-45b）知: （3-6）32114 .12FPdFSnZYKTm微型轿车驱动桥设计126）确定复合系数微型轿车驱动桥设计13因两轮所选材料及热处理相同，则相同，故设计时按小齿轮的复合齿形系FP数代入即可。1FSY986. 916cos9cos3311ZZV由参考文献4图 5-38 查得=4.181FSY将上述参数代入式（3-6） ，得mmZYKTmFPdFSn59. 47778.47795 . 018. 498.1574 . 14 .124 .12323211按参考文献4表 5-1 取标准模数，取mm5nm则中心距mmZZman6 .10616cos2)329(5cos2)(217）计算其它几何尺寸如下表表 3-1 主、从动圆柱斜齿轮参数参 数符 号主动斜齿圆柱齿轮从动斜齿圆柱齿轮齿数Z1，Z2932螺旋角16法面模数nm5端面模数cosntmm 5.2法面压力角n20端面压力角costansrctannt20.74分度圆直径cosntzmzmd46.8166.4基圆直径tbdcosd 43.77155.62齿顶高ha=h2=（1+0.1）nm5.5.5.5齿根高hf1= hf2=（1+0.25-5.755.75微型轿车驱动桥设计140.1）nm齿顶圆直径aah2dd57.8177.4齿根圆直径ffh2dd35.3154.9当量齿数3vcoszz 10.1336.033.3.4 校核齿面的接触强度3.4 轴承的选择与校核3.4.1 轴承的载荷计算当一个表面上的圆周力斜齿圆柱齿轮的径向力和轴向力，计算确定，根据大小的轴承装置，主减速器，可以实现对轴承的负荷。图 5 级减速器演示支持横向尺寸：微型轿车驱动桥设计15图 3-5 单级主减速器轴承布置尺寸图 3-5 中各参数尺寸：a=46mm，b=22mm，c=90.5mm，d=60.5mm。通过驱动齿轮表面力（图 3-6 所示） ，获得各轴承的径向力和轴向。图 3-6 主动斜齿圆柱齿轮齿面受力简图轴承 A：径向力Fr= （3-14）22azm1rzF DF (a+b)F(a)+-aa2a轴向力Fa= Faz （3-15）将各参数代入式（3-14）与（3-15） ，有：Fr=3997N，Fa=2752N微型轿车驱动桥设计163.4.2 轴承型号的确定微型轿车驱动桥设计17微型轿车驱动桥设计18第 4 章 差速器的设计4.1 差速器结构形式选择汽车差速器广泛采用对称式锥齿轮差速器，结构简单，质量小的优点和广泛的应用。它可以分为普通锥齿轮差速器，摩擦片式差速器和差速器锁。普通差速器行星齿轮锥对称的左、右壳，2 半轴齿轮、行星齿轮（4 汽车使用三个行星齿轮，体积小，微型汽车使用两个行星齿轮，行星齿轮轴（差很多四齿轮安装使用十字轴行星结构。 ） 、半轴齿轮、行星齿轮垫片等。由于其结构简单，运行稳定，易于制造，用于道路车辆是非常可靠的，最广泛使用的车，在路上车特殊的和各种各样的卡车，一些越野车也使用这种结构，但使用全地形车必须采取防滑措施。4.2 差速器齿轮设计微型轿车驱动桥设计19数和必须能被行星齿轮齿数整除。汽车差速齿轮大都采用压力角 =2230，齿高系数为 0.8 的齿形。表 4-1 半轴齿轮与行星齿轮参数序号名称计算公式计算结果1行星齿轮齿数1z10，应尽量取最小值1z=122半轴齿轮齿数2z=1425，且需满足式（1-4）2z=243模数mm=3mm微型轿车驱动桥设计204齿面宽b=(0.250.30)A0;b10m10mm5工作齿高mhg6 . 1gh=4.8mm6全齿高051. 0788. 1mh5.4157压力角22.58轴交角=909节圆直径11mzd ； 22mzd d1=36, d2=7210节锥角211arctanzz，12901=26.56，1=63.4411节锥距22110sin2sin2ddA0A=40mm12周节t=3.1416mt=9.425mm13齿顶高21agahhh;mzzha212237. 043. 01ah=3.23mm2ah=1.57mm14齿根高1fh=1.788m-1ah;2fh=1.788m-2ah1fh=2.13mm;2fh=3.79mm15径向间隙c=h-gh=0.188m+0.051c=0.615mm16齿根角1=01arctanAhf;022arctanAhf1=3.05; 2=5.4117面锥角211o；122o1o=31.97；2o=66.4918根锥角111R；222R1R=23.512R=58.0319外圆直径1111cos2aohdd；22202cos2ahdddo1=41.78do1=73.44.3 齿轮强度计算微型轿车驱动桥设计214.3.1 齿轮材料选择差动齿轮和主减速器，主要是用渗碳合金钢材料，用于制造锥齿轮差速器为20CrMoTi、22CrMnMo 和 20CrMo 等。由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。初选差速器齿轮材料为 20CrMoTi。4.3.2 校核计算4.4 行星齿轮轴的设计计算4.4.1 行星齿轮轴的分类及选用许多类型的行星齿轮，差速器齿轮轴式有很多，最常见的是轴和横轴，在小型车由于没有使用这个词，以树而高质量的汽车荷载传递扭矩大，寿命的轴，提高承载能力，横向轴线，由四轴扭矩分配。生命树可以有效的提高。此次设计选用十字轴。微型轿车驱动桥设计224.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计行星齿轮轴用直径 d（mm）为d= （4-5） dCnr.1110T30式中：T0差速器传递的转矩，Nm；1576.34Nmn行星齿轮数；4rd行星齿轮支承面中点到锥顶的距离 20mm；c支承面许用挤压应力，取 69 MPa；将各参数代入式（4-5）中，有：d=16mm。4.4.3 行星齿轮轴的材料树种选择应满足强度、热平衡轴的延伸部分，以承受径向载荷条件。有碳钢和合金钢材料常用轴。碳钢便宜，应力集中敏感性较低的合金钢，被广泛使用，重要的或承受较大的轴，选择适宜的 35、40、45 到 50 高质量，如碳钢，大多在 45 钢为材料选择轴。微型轿车驱动桥设计23第 5 章 传动半轴的设计5.1 半轴的型式选择媒体类型的类型主要取决于半轴半轴。半浮式支承负荷通过半轴是复杂的，但它的结构简单，质量小，体积小，成本低，质量差等，是这样的、使用条件、负载能力和汽车不小型客货车使用。基于这些特点，本设计的微型汽车驱动桥半浮式选择半轴结构。5.2 半轴的设计与校核5.2.1 半轴的设计计算微型轿车驱动桥设计245.2.2 半轴的强度较核（1）纵向力2XF最大和侧向力2YF为 0：此时垂向力，纵向力最大值，计算时可2/222GmFZ2/2222GmFFZX2m取 1.2，取为 0.8。半轴弯曲应力和扭转切应力为： (5-3)3222232dFFaZX微型轿车驱动桥设计25 (5-4)3216drFrX式(5-3),(5-4)中，a 为轮毂支承轴承到车轮中心平面之间的距离，合成应力为： (5-5)224n计算得：，NGmFZ2 .66642/111072 . 12/222NGmFFZX36.53312/8 . 0111072 . 12/2222MPadFFaZX52853.743232222MPadrFrX0743.1801632MPan3735.201422（2）侧向力最大和纵向力=0,此时意味着汽车发生侧滑。2YF2XF外轮上的垂直反力和内轮上的垂直反力分别为:iZF2iZF2 (5-6)5 . 0(1222BhGFgoZ (5-7)222ZiZFGF微型轿车驱动桥设计26 (5-10)322)(32daFrFoZroYo (5-11)322)(32daFrFiZriYi计算得：NBhGFgoZ3003.8085)5 . 0(1222NFGFZiZ6997.3048222NFFoZoY3003.8085122NFFiZiY6997.3048122MPadaFrFoZroYo1506.495)(32322MPadaFrFiZriYi57777.240)(32322（3）汽车通过不平路面，垂向力最大，纵向力=0，侧向力=02ZF2XF2YF此时垂直力最大值为2ZF微型轿车驱动桥设计27 (5-12)2221kGFZ式中，k 为运载系数。微型车：k=1.75;货车：k=2.0;越野车：k=2.5.半轴弯曲应力为 (5-13)32321632dakGdaFZ由于微型车 K=1.75，MPadakGdaFZ5236.14816323232综上述计算得，均未超过半轴的许用应力 550MPa，故半轴强度校核满足要求。5.3 半轴的结构、材料及热处理半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如40Cr，40CrMnMo，40CrMnSi，40CrMoA，35CrMnSi，35CrMnTi 等。新型的观点是我国发展为材料，半轴很好的热 rsultats.traitement 半轴的方法通过淬火和回火，调质后的杆部硬度要求 hb388 - 444（法兰部分可以小于 hb248）金近年来采用高频感应淬火工艺的频率越来越高。这种处理方法可以半轴表面淬火硬度达 63 hrc52，硬化层深度约 13 的半径；籽粒硬度可作为 hrc30 35；没有淬火区（法兰，等。硬度范围内。 ）可以连接到 hb248-277.en 强度高的硬化层本身，和半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸，滚压边缘半根轴突过渡周期和其他技术极大地提高了半轴静强度和疲劳强度，特别是疲劳强度提高显著。5.4 万向节的设计5.4.1 万向节结构选择为驱动轴，驱动装置的驱动轮的应采用万向节传动，使车轮转动。电机的轴上，往往转向装置驱动轮在中和附近的轮子，每个节点部分球笼式万向固定式（图 6，射频部分）和伸缩节球笼式万向型（见第六节车 62）应用于独立悬架驱动桥。微型轿车驱动桥设计28图 6-1 固定型球笼式万向节图 6-2 伸缩型球笼式万向节图 6-3 RF 节与 VL 节在驱动桥中的布置5.4.2 万向节设计计算微型轿车驱动桥设计29表 6-1 Birfield 型球笼式万向节的系列数据 单位：轴颈直径钢球直径星形套最大直径星形套最小直径星形套槽距星形套花键齿数球形壳外径44.533.33853.3447.799/18181605.4.3 万向节的材料及热处理在传递转矩之间的钢球与滚道产生更多的接触应力，因此材料的强劲需求。球壳和星形套 15NiMo 合金低碳钢制造，经渗碳，淬火和收入；钢球选择钢球滚动，15Cr 材料。微型轿车驱动桥设计30总 结微型汽车的驱动桥设计使用断开连接驱动轴，该结构广泛应用于各种微型车。介绍了结构形式和原理驱动的驱动桥的设计计算，主要鉴别、减速器、半轴和万向节的结构尺寸，强度，并绘制图装配图和零件。驱动桥结构设计合理，符合实际应用，功率和非常经济，整体设计和部分可以满足需求方，该系列标准变体，与汽车和产品部件的维修和维护；工艺品，零部件，制造容易。但是这个设计过程仍有许多不足之处，在设计的结构尺寸，设计参数，根据经验，他带来了一些错误。此外，在一个小的方面，因为时间问题，没有得到足够的重视，为学生和老师的批评。微型轿车驱动桥设计31参考文献1 张小虞，叶平. 汽车工程手册(设计篇) M.人民交通出版社 20012 刘惟信.汽车设计M.清华大学出版社.3 安继儒.中外常用金属材料手册M.陕西科学技术出版社.2005 4 陈家瑞汽车构造M北京：人民交通出版社，200245 余志生汽车理论（第三版）M机械工业出版社，20026 王望予.汽车设计M.机械工业出版社，20077 刘柯军，高淑兰, 汽车半轴失效分析J，汽车工艺与材料，2004.07.8 徐灦. 机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，1991.9 朱孝录 主编.齿轮传动设计手册.北京：化学工业出版社，200510 廖念钊等编 .互换性与技术测量（第四版）.北京：中国计量出版社，200011 王明珠 主编 .工程制图学及计算机绘图 .北京：国防工业出版社，199812 Yu Jianfei. Intelligent design system for mini-cars driving axle D. Nanjing University of Science, 2002 .13 Wang Liang. Drive Axle optimal design D. Hebei University of Technology , 2006.微型轿车驱动桥设计32致 谢大学生活即将结束，在未来的几年，我遇到了很多朋友热心帮助教授工作设计成功的完成不是他们的热情帮助和顾问的指导，教师和学生在这里都给予指导和帮助我毕业这表示最诚挚的谢意。首先，设计指导，感谢你紧张的工作，试图引导时间，我们总是关心我们的进展状况，要求我们掌握帮助教师管理在整个设计过程中，从实际操作数据准备阶段，它提供了指导，在毕业设计中，她与我们一起解决设计中出现的问题。其次，给予帮助教师设计的毕业生，与我的同学以诚挚的感谢，在设计的过程中，他们给了我很多的帮助和无私的关怀，感谢他们。此外，也给所有的学生我的帮助表示感谢。总之，本设计的结果是教师和学生，在一个月内，我们合作的非常愉快，教会我很多伟大的真理，是一种资产，我的生活，我在新教师和学生对我的帮助表示感谢。1 选题的目的和意义饲草切碎机,由装在同一传动轴上的破碎,切碎两种功能的机构构成.破碎机构主要由刀齿板、切刀、刮刀及辊筒构成.加工块茎类物料,经刀齿的划割,切刀的切割,刮刀的进一步破碎,完成加工过程;并采用辊压轮对根茎进行自动进给.选择饲草切碎机这种通用机械的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力，通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。2 国内外研究现状和发展趋势近年来，随着畜牧业迅速发展，80%以上的天然草场有不同程度的退化，牧草产量下降35%73%，草地 有 效 利 用 面 积 减 少240万h m 2；再加上盲目垦殖、不合理的水利设施建设等，加速了草场退化、沙化和碱化，导致草场生态环境恶化。我国畜牧业生产值占业总产值的比重约为25%30%,而发达国家早在70年代总产值60%以上,尤其是牧业生产加工非常发达.然而我国的牧业生产几乎空白,制约牧业发展的关键问题是没有形成很好的牧业加工机械,而是牧业加工机械的基础是饲草生产加工机械.随着人民生活的提高，饲草加工业发展迅速.我国畜牧业的快速发展有力地促进了饲草收贮和草品加工技术的发展，特别是饲草收贮和草产品加工技术的发展。当前加大饲草加工机械的开发和研究力度依然是我国畜牧业发展的当务之急.西部大开发和新疆畜牧业进一步发展的需要，饲草饲料机械化已成为急需解决的问题。美国、英国、加拿大等经济发达国家,经历了20世纪种植业基本机械化及6070年代畜禽与水产养殖业基本机械化后,90年代的种植业和养殖业已进入高度机械化、现代化阶段。农业机械正向大型、高速、低耗、自动化和智能化发展。美国已成为世界上农业劳动生产率最高的国家之一。而对于饲草切碎机械，由于种植区域的限制，国外研究资料很少 二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）内容提要：（一）确定饲草切碎机的型式（二）设计方案的选择（三）电动机的选择 （四）传动装置的设计 （五）轴的设计绘图(CAD和CATIA双份绘图）1：原理图2：零件图3：装备图4：主机装配图三、研究进度本课题研究大致分四个阶段：第一阶段： 2015年10月1日- 2015年12月15日1.向导师汇报课题研究的题目并听取导师布置的任务及建议2.完成开题报告3.进一步搜集和消化文献资料，中英文文献综述4.开题报告等上交给导师5.根据导师的意见和建议，对课题进行补充修改6.将修改并通过的开题报告、文献及译文，上交系办7.对课题研究的难点再次进行梳理和筛选，进一步明确研究的目标和内容8.列设计大纲，与导师沟通修改确定第二阶段： 2015年12月16日2016年3月15日1.确定零件毛坯图2.完成单个零件的设计工作3.完成装配图的设计工作4.每两周向指导老师汇报工作进度，中期研究成果汇报5.完成夹具的设计工作6.进行详细设计计算并初步完成设计说明书第三阶段：2016年3月16日2016年4月20日1.根据导师修改意见对设计初稿进行修改2.绘制零件图、装配图3.制定工序卡第四阶段：2016年4月21日2016年5月20日1.根据导师修改意见对设计修改定稿2.毕业答辩ppt的制作3.提交设计材料（打印任务书、开题报告、论文、零件图、装配图等）4.答辩后提交毕业论文电子版 四、主要参考文献1薛建华.草加工机械概述J农产品加工.2003,(12):1820.2韩鲁佳,巧娟,刘向阳,胡金有.国农作物秸秆资源及其利用现状J农业工程学报.2002,(03):2628.3高振江,苗新明.饲草的物理加工及其利用J疆农垦科技.1997,(05)3031.4冬花.饲草料的加工与利用J新疆畜牧业.2004,(01):4244。5孟海波,鲁佳.秆物料的特性及其加工利用研究现状与应用前景J中国农业学学报2003,(06):1516.6席伟光,李波.械设计课程设计.高等教育出版社,2002:1618.7沈鸿.械工程手册.机械工程出版社,1982:2426.8徐灏.机械设计手册4.第二版.械工业出版社,2000:4560.9杨可桢,光蕴,仲生.械设计基础.等教育出版社,1979:112150.10孔凌嘉,晓力.械设计.京理工大学出版社,2000:162198.11吴宗泽.机械设计实用手册M.2版.北京:学工业出版社003:82156.I毕业设计（论文）毕业设计（论文）课题：课题： 微型轿车驱动桥设计微型轿车驱动桥设计 所在学院：所在学院： 专专 业：业： 班班 级：级： 姓姓 名名： 学学 号：号： 指导教师指导教师： 2016 年 3 月 31 日微型轿车驱动桥设计II目 录摘摘 要要.IIIABSTRACT.IV第第 1 章章 绪论绪论.11.1 研究背景及意义.11.2 国内外研究概况与发展趋势.11.3 设计要求及技术参数.2第第 2 章章 总体结构方案拟定总体结构方案拟定.3第第 3 章章 主减速器的设计主减速器的设计.43.1 主减速器的结构形式.43.1.1 主减速器的齿轮类型.43.1.2 主减速器的减速形式.43.1.3 主从动齿轮的支承形式.53.2 基本参数选择与计算.53.2.1 主减速比的确定.50i3.2.2 齿轮计算载荷的确定.63.3 齿轮的设计与校核.103.3.1 主、从动齿轮齿数的选择.103.3.2 斜齿轮材料选择.103.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计.103.3.4 校核齿面的接触强度.133.4 轴承的选择与校核.133.4.1 轴承的载荷计算.133.4.2 轴承型号的确定.15第第 4 章章 差速器的设计差速器的设计.174.1 差速器结构形式选择.174.2 差速器齿轮设计.174.3 齿轮强度计算.194.3.1 齿轮材料选择.194.3.2 校核计算.204.4 行星齿轮轴的设计计算.204.4.1 行星齿轮轴的分类及选用.204.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计.20微型轿车驱动桥设计III4.4.3 行星齿轮轴的材料.21第第 5 章章 传动半轴的设计传动半轴的设计.225.1 半轴的型式选择.225.2 半轴的设计与校核.225.2.1 半轴的设计计算.225.2.2 半轴的强度较核.235.3 半轴的结构、材料及热处理.255.4 万向节的设计.255.4.1 万向节结构选择.255.4.2 万向节设计计算.265.4.3 万向节的材料及热处理.27总总 结结.28参考文献参考文献.29致致 谢谢.30微型轿车驱动桥设计IV摘 要本文主要是设计某微型车驱动桥，对于微型车的驱动桥，既要满足转向的要求，又要满足驱动的要求。其主要由主减速器、差速器、半轴、万向节、驱动桥桥壳等构成。本次设计根据给定的参数，首先对主减速器进行设计，主要是对主减速器的结构，以及几何尺寸进行了设计；其次，对差速器的形式进行选择，差速器的形式采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器；接着，对半轴的结构、支承形式，以及万向节的形式和特点进行了分析设计；最后，对以上的零件进行了强度的校核，并用AutoCAD 软件绘制本驱动桥的装配图和主要零部件图纸。关键词：关键词：驱动桥，主减速器，差速器，半轴，万向节微型轿车驱动桥设计VAbstractThis article is designed to drive a passenger car steering axle, drive axle steering for passenger cars, the steering is necessary to meet the requirements, but also to meet the driving requirements. Which is mainly composed of the main reducer, differential, axle, universal joints, drive axle housing and so on. The design according to the given parameters, the first of the main reducer designed mainly for the final drive structure, and geometry has been designed in the form of the final drive designed as a single-stage main gear; secondly, to choose the form of differential, differential form of ordinary symmetrical cone planetary gear differential; Next, axle configuration, support form and the forms and characteristics of joints were analyzed design; Finally, the above parts of the strength check, and draw of the steering assembly drawing with AutoCAD software drive axle and the main parts of drawings.Keywords:Steering drive axle, The main reducer, Differential, Axle, Universal joint微型轿车驱动桥设计1第 1 章 绪论1.1 研究背景及意义中国成为全球第一大汽车市场的过程中，微型车正成为重要力量。据中国汽车工业协会的统计，2009 年上半年，微车销量高达 93.55 万辆，同比增长 54.46%，远高于同期微型车销量 25.62%的增长率，成为上半年全国微型车销量高速增长的最大功臣。以时下形势来看，微车仍将扮演异常重要的角色，这使得整个微型车市场变局丛生。过去 5 年，全国微车销量基本上以每年 10 万辆的增速发展。2008 年，全国共销售微车 130 万辆，只比 2007 年增长了 2%。今年，在多重政策利好的刺激下，微车销量出现了前所未有的爆发式增长。根据公开资料统计，目前国内微车产能约为230 万辆，但到 2012 年时将接近 400 万辆。众所周知，今年的汽车市场遇到了难得一见的政策性利好，先是燃油税改革，使得汽车用户免去了养路费成本；二是购置税改革，国家将 1.6L 以下排量的汽车购置税减免了 50%；三是汽车下乡补贴，国家对购买指定范围汽车产品的消费者给予最高 10%的补贴。四是油价的上涨，预计明年油价将突破 90 美元。微车同时符合这四项政策的要求，成为最大受益者。在这样的机会下，自主品牌纷纷上马，向微车市场发起了进军。微型车市场前景如此广阔，因此加大对微型车的研究显得尤为重要，而作为微型车主要组成驱动桥，对其的研究更是重中之重。1.2 国内外研究概况与发展趋势目前国产驱动桥在国内市场占据了绝大部分份额，但仍有一定数量的车桥依赖进口，国产车桥与国际先进水平仍有一定差距。国内车桥长的差距主要体现在设计和研发能力上，目前有研发能力的车桥厂家还不多，一些厂家仅仅停留在组装阶段。实验设备也有差距，比如工程车和牵引车在行驶过程中，齿轮啮合接触区的形状是不同的，国外先进的实验设备能够模拟这种状态，而我国现在还在摸索中。在具体工艺细节方面，我国和世界水平的差距还比较大，归根结底后桥的共用时承载和驱动。在这两方面，今年来出现了一些新的变化。另外，在结构方面，单微型轿车驱动桥设计2级驱动桥的使用比例越来越高；技术方面，轻量化、舒适性的要求将逐步提高。总体而言，现在汽车向节能、环保、舒适等方面发展的趋势，要求车桥向轻量化、大扭矩、低噪声、宽速比、寿命长和低生产成本。为适应不断完善社会主义市场经济体制的要求以及加入世贸组织后国内外汽车产业发展的新形势，推进汽车产业结构调整和升级，全面提高汽车产业国际竞争力，满足消费者对汽车产品日益增长的需求，促进汽车产业健康发展，特制定汽车产业发展政策。生产出质量好，操作简便，价格便宜的低速载货汽车将适合大多数消费者的要求。在国家积极投入和支持发展汽车产业的同时，能研制出适合中国国情，包括道路条件和经济条件的车辆，将大大推动汽车产业的发展和社会经济的提高。1.3 设计要求及技术参数设计微型车驱动桥，菲亚特 550 基于菲亚特 500 打造，新车搭载了法拉利的 4.5升 V8 引擎，采用后置设计，最大功率为 405 千瓦，由于菲亚特 550 车型参数尚未公布本次参考菲亚特 500 参数进行设计，具体如下：发动机最大功率(kW/rpm)：75/6500发动机最大扭矩(Nm/rpm)：133/4000车身长宽高(mm)：354716271497变速箱：6 挡 AT轴距(mm)：2300前轮距(mm)：1407后轮距(mm)：1397驱动方式：前置前驱前后轮胎规格：185/55 R15最高时速：161Km/h微型轿车驱动桥设计3第 2 章 总体结构方案拟定微型轿车多采用前置发动机前桥驱动的布置型式，其前桥既是转向桥又是驱动桥，称为驱动桥。显然，在驱动桥的驱动车轮传动装置中，半轴需采用分段式的并用万向节联接起来，以便使转向车轮能够转向。如图 2-1 所示。图 2-1 驱动桥示意图1-主减速器；2-主减速器壳；3-差速器；4-内半轴；5-半轴套管；6-万向节；7-转向节轴；8-外半轴；9-轮毂；10-轮毂轴承；11-转向节壳体；12-主销；13-主销轴承；14-球形支座通常，轿车的驱动桥是断开式的。断开式驱动桥必须与独立悬架相匹配。当左、右驱动车轮经各自的独立悬架直接与承载式车身或车架相联时，在左、右转向驱动车轮之间实际上没有车桥，但在习惯上仍称为断开式车桥，轿车的前驱动桥多采用这种结构，如图 2-2 所示1-主减速器；2-半轴；3-弹性元件；4-减振器；5-车轮；6-摆臂；7-摆臂轴图 2-2由于要求设计的是微型车的前驱动桥，因为采用独立悬架，也考虑微型车的舒适性和运动的协调性，选用断开式驱动桥。这种驱动桥无刚性的整体外壳，主减速器及其壳体装在车架或车身上，两侧驱动车轮与车架或车身作弹性联系，并可独立地分别相对于车架或车身作上下摆动，车轮传动装置采用万向节传动。微型轿车驱动桥设计4第 3 章 主减速器的设计3.1 主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据其齿轮的类型，主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异。3.1.1 主减速器的齿轮类型主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型、减速器形式不同而不同。主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。图 3-1 齿轮传动形式根据给定技术参数，本次设计参考同级别的菲亚特 550 的轿车作为参考设计对象，由于菲亚特 550 的轿车的发动机采用的是横置的形式，变速器也采用横置式，所以动力输出的方向正好与前桥轴线的方向平行。因此，此设计不必采用圆锥齿轮来改变动力旋转的方向，采用圆柱齿轮传动就可以满足要求。一般采用斜齿圆柱齿轮传动，驱动桥为断开式。动力通过左右两根半轴传递给车轮。3.1.2 主减速器的减速形式对于普通乘用轿车，由于 i6，一般采用单级主减速器，单级减速驱动桥产品的优势：单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在重型汽车上占有重要地位；目前重型汽车发动机向低速大扭矩发展的趋势使得驱动桥的传动比向小速比发展；随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，许多重型汽车使用条件对微型轿车驱动桥设计5汽车通过性的要求降低，因此，重型汽车产品不必像过去一样，采用复杂的结构提高其的通过性；与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加。3.1.3 主从动齿轮的支承形式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。（1）主动斜齿圆柱齿轮的支承图 3-3 主动圆柱斜齿轮跨置式主动斜齿圆柱齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。查阅资料、文献，经方案论证，采用跨置式支承结构（如图 3-3 示） 。（2）从动斜齿圆柱齿轮的支承图 3-4 从动圆柱斜齿轮支撑形式从动斜齿圆柱齿轮采用圆锥滚子轴承支承（如图 3-4 示） 。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内。3.2 基本参数选择与计算3.2.1 主减速比的确定0i主减速比的选择，应在汽车总体设计时和传动系的总传动比（包括变速器、0i微型轿车驱动桥设计6分动器和取力器、驱动桥等传动装置的传动比）一起由汽车的整车动力计算来确定。由于发动机的工作条件和汽车传动系的传动比（包括主减速比）有关，可以采用优化设计方法对发动机参数与传动系的传动比及主减速比进行最优匹配，以使汽车0i获得最佳的动力性和燃料经济性。对于具有很大功率储备的轿车、客车、长途公共汽车，尤其是对竞赛汽车来说，在给定发动机最大功率的情况下，所选择的值应能保证这些汽车有尽可能高maxeP0i的最高车速。这时值就按下式来确定：maxaV0i （3-1）ghapriVnrimax0377. 0式中：车轮的滚动半径，m；rr 最大功率时发动机的转速，r/min；pn汽车的最高车速，km/h；maxav变速器最高挡传动比，通常为 1。ghi已知轮胎类型与规格：225/55 R17，故：mmrr25.29255. 01852154 .25查资料得：最大功率时发动机的转速为：，暂取rpmrpmnp65004000rpmnp5200汽车最高车速为：hKmva/161max变速器最高档为直接档传动比为：1ghi代入公式(3-1)得553. 31161520029225. 0377. 0377. 0max0ghapriVnri故取553. 30i3.2.2 齿轮计算载荷的确定由于汽车行驶时传动系载荷的不稳定性，因此要准确地算出主减速器齿轮的计微型轿车驱动桥设计7算载荷是比较困难的。通常是将发动机最大转矩配以传动系最低挡传动比时和驱动车轮在良好路面上开始滑转时这两种情况下作用在主减速器从动齿轮上的转矩（）的较小者，作为载货汽车和越野汽车在强度计算中用以验算主减速器从动jjeTT 、齿轮最大应力的计算载荷，即： (3-2) nKiTTTTLeje0max (3-3)LBLBrjirGT2式中：发动机最大转矩，Nm；maxeT由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比；TLi传动系上述传动部分的传动效率，取；T9 . 0T由于“猛接合”离合器而产生冲击载荷时的超载系数，对于一般载货汽车、0K矿用汽车和越野汽车以及液力传动及自动变速器的各类汽车取；当性能系数10K时，可取，或由实验决定；0pf20Kn该汽车的驱动桥数目；汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷（对于驱动桥来说，应考2G虑到汽车最大加速时的负荷增大量） ，N；轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取；85. 0对于越野汽车，取；对于安装专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取0 . 1；25. 1车轮的滚动半径，m；rr分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动桥之间的传动效率和传LBLBi ,动比（例如轮边减速等）已知：mNTe.133max微型轿车驱动桥设计8423.13778. 3553. 3TLi9 . 0T由后面式（3-5）计算得，故：0pf20K由于该轿车只有一个驱动桥则：1n由后面计算得：汽车满载有总重量为，NGa143088 . 91460查参考文献1汽车轴荷分配中微型车发动机前置前驱满载时前轴分配为。本设计中取 58%，%60%47NG6 .829858. 0143082由于该轿车是安装一般轮胎的公路用汽车，则：85. 0由上面计算可得：m29225. 0rr由经验得：96. 0LB由于该轿车无轮边减速器，则：1LBi将上述参数值代入公式（3-2） 、 （3-3）中计算得：mNnKiTTTTLeje.47.321319 . 02423.131330maxmNirGTLBLBrj.37.2147196. 029225. 085. 06 .82982汽车的类型很多，行驶工况又非常复杂，轿车一般在高速轻载条件下工作，而矿用汽车和越野汽车则在高负荷低车速条件下工作，没有简单的公式可算出汽车的正常持续使用转矩。但对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续转矩根据所谓平均比牵引力的值来确定，即主减速器从动齿轮的平均计算转矩为mTNm （3-4）)()(pHRLBLBrTajmfffnirGGT式中：汽车满载总重量，N；aG所牵引的挂车的满载总重量，N，但仅用于牵引车的计算；rG微型轿车驱动桥设计9车轮的滚动半径，m；rr道路滚动阻力系数，计算时对于轿车可取=0.0100.015；对于载货汽RfRf车可取 0.0150.020；对城越野汽车可取 0.0200.035；汽车正常使用时的平均爬坡能力系数，通常对轿车取 0.08；对载货汽车Hf和城市公共汽车取 0.050.09；对长途公共汽车取 0.060.10；对越野汽车取0.090.30；汽车或汽车列车的性能系数：pf (3-5)max)(195. 0161001eTapTGGf当时，取16)(195. 0maxeTaTGG0pf、和等见式(3-2)和式（3-3）下的说明。LBiLBnmaxeT由参考文献1得查得汽车总质量的计算方法：am微型车的总质量是指装备齐全，并按规定装满客、货时的整车质量。am微型车的总质量由整备质量、乘员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三am0m部分组成。其中，乘员和驾驶员每人质量按每人质量按 65kg 计，于是：nnmma650该式中，n 为包括驾驶员在内的载客数；a 为行李系数，可按参考文献1表 1-5提供的数据取用。已知：；NGa143088 . 91460由于是轿车，所以；0rG由上得：；29225. 0rr轿车选用，取；015. 0010. 0Rf0125. 0Rf汽车正常使用时的平均爬坡能力系数，通常对轿车取；08. 0Hf微型轿车驱动桥设计10经计算,则取1622.19)(195. 0maxeTaTGG0pf把各参数代入式（3-4）中得到：m.1 .47089)008. 00125. 0(196. 0129225. 0)014308()()(NfffnirGGTpHRLBLBrTajm3.3 齿轮的设计与校核3.3.1 主、从动齿轮齿数的选择为了啮合平稳、噪音小和具有高的疲劳强度，大小齿轮的齿数和不少于 40 在轿车主减速器中，小齿轮齿数不小于 9。查阅资料，经方案论证，主减速器的传动比为 3.553，则：初步选定齿轮,，取91Z977.319553. 312ZiZ322Z3.3.2 斜齿轮材料选择由于齿轮转速比较高，选用硬齿面。先按轮齿弯曲疲劳强度设计，再较核齿面接触强度，其设计步骤如下：先选择齿轮材料，确定许用应力：均选用 20CrMnTi 钢渗碳淬火，硬度 5662HRC。由参考文献4图 5-32C 查得弯曲疲劳极限应力；MPaFlin430由参考文献4图 5-33C 查得接触疲劳极限应力；MPaHlin15003.3.3 按齿根弯曲疲劳强度设计由式参考文献4中式（5-45b）知: （3-6）32114 .12FPdFSnZYKTm1）确定轮齿的许用弯曲应力FP按参考文献4（5-26）计算两齿轮的许用弯曲应力，（）分别按下式确定1FP2FPMPa微型轿车驱动桥设计11 （3-7）NFSTFFPYSYminlim式中：试验齿轮齿根的弯曲疲劳极限，查参考文献4图 5-32；limF试验齿轮的应力修正系数，本书采用国家标准给定的值计算时，STYlimF；2STY弯曲疲劳强度计算的寿命系数，一般取。当考虑齿轮工作在有限NY1NY寿命时，弯曲疲劳许用应力可以提高的系数，查参考文献4图 5-34；弯曲强度的最小安全系数。一般传动取=1.31.5；重要传动取minFSminFS=1.63.0；minFS由上得：MPaFlin430取，2STY1NY8 . 1minFS把各参数代入式（3-7）中得：MPaYSYNFSTFFP7778.47718 . 12430minlim2)计算小齿轮的名义转矩1TNm98.157573. 3/47.5641T3）选取载荷系数 K因为是斜齿轮传动，且加工精度为了 7 级，故 K 可选小些，取 K=1.45）齿宽系数的选择：d选大值时，可减小直径，从而减小传动的中心距，并在一定程度上减轻包括d箱体在内的整个传动装置的重量，但是却增大了齿宽和轴向尺寸，增加了载荷分布的不均匀性。的推荐值为：d微型轿车驱动桥设计12当为软齿面时，齿轮相对于轴承对称布置时，=0.81.4；d非对称布置时，=0.61.2；d悬臂布置或开式传动时，=0.30.4。d当为硬齿面时，上述值相应减小 50%。d取=0.5，并取；d166）确定复合系数因两轮所选材料及热处理相同，则相同，故设计时按小齿轮的复合齿形系FP数代入即可。而1FSY986. 916cos9cos3311ZZV由参考文献4图 5-38 查得=4.181FSY将上述参数代入式（3-6） ，得mmZYKTmFPdFSn59. 47778.47795 . 018. 498.1574 . 14 .124 .12323211按参考文献4表 5-1 取标准模数，取mm5nm则中心距mmZZman6 .10616cos2)329(5cos2)(217）计算其它几何尺寸如下表表 3-1 主、从动圆柱斜齿轮参数参 数符 号主动斜齿圆柱齿轮从动斜齿圆柱齿轮齿数Z1，Z2932螺旋角16法面模数nm5端面模数cosntmm 5.2微型轿车驱动桥设计13法面压力角n20端面压力角costansrctannt20.74分度圆直径cosntzmzmd46.8166.4基圆直径tbdcosd 43.77155.62齿顶高ha=h2=（1+0.1）nm5.5.5.5齿根高hf1= hf2=（1+0.25-0.1）nm5.755.75齿顶圆直径aah2dd57.8177.4齿根圆直径ffh2dd35.3154.9当量齿数3vcoszz 10.1336.033.3.4 校核齿面的接触强度由参考文献4式（5-47）可知 （3-8）uubdKTZEH1109211为弹性系数，当齿轮都为钢制，EZMPaZE8 .189代入公式（3-8）得MPauubdKTZEH2347.890573. 31573. 381.463698.1574 . 18 .18910911092211齿面许用接触应力按参考文献4式（5-27）计算，因为主减速器为较重要HP传动，取最小安全系数，则4 . 1minHS1NZ1wZMPaZZSwNHHHP1071114 . 11500minlim因为，故接触疲劳强度也足够。HPH3.4 轴承的选择与校核微型轿车驱动桥设计143.4.1 轴承的载荷计算当斜齿圆柱齿轮齿面上所受的圆周力、轴向力和径向力计算确定后，根据主减速器齿轮轴承的布置尺寸，即可求出轴承所受的载荷。图 3-5 为单级主减速器的跨置式支承的尺寸布置图:图 3-5 单级主减速器轴承布置尺寸图 3-5 中各参数尺寸：a=46mm，b=22mm，c=90.5mm，d=60.5mm。由主动斜齿圆柱齿轮齿面受力简图（图 3-6 所示） ，得出各轴承所受的径向力与轴向力。 图 3-6 主动斜齿圆柱齿轮齿面受力简图轴承 A：径向力微型轿车驱动桥设计15Fr= （3-14）22azm1rzF DF (a+b)F(a)+-aa2a 轴向力Fa= Faz （3-15）将各参数代入式（3-14）与（3-15） ，有：Fr=3997N，Fa=2752N轴承 B：径向力Fr= （3-16）22azm1rzF DF (a+b)F(a+b)+-aa2a轴向力 Fa= 0 （3-17）将各参数代入式（3-16）与（3-17） ，有：Fr=1493N，Fa=0N轴承 C：径向力Fr= （3-18）22azm2rzF DF dFd+c+dc+d2(c+d)轴向力 Fa= Faz （3-19）将各参数代入式（3-18）与（3-19） ，有： Fr=2283N，Fa=2752N轴承 D：径向力Fr= （3-20）22azm1rzF DF cFc+-c+dc+d 2(c+d)轴向力 Fa= 0 （3-21）将各参数代入式（3-20）与（3-21） ，有：Fr=1745N，Fa=0N3.4.2 轴承型号的确定轴承 A计算当量动载荷 P=0.69arF2752=F3997微型轿车驱动桥设计16查阅文献2，斜齿圆柱齿轮圆锥滚子轴承 e 值为 0.36，故e，由此得 X=0.4,Y=1.7。另外查得载荷系数 fp=1.2。arFFP=fp（XFr+YFa） （3-24）将各参数代入式（3-24）中，有： P=7533N轴承应有的基本额定动负荷 CrCr= （3-25）10h36t60nLPf10式中：ft温度系数，查文献4，得 ft=1；滚子轴承的寿命系数，查文献4，得 =10/3；n轴承转速，r/min；Lh轴承的预期寿命，5000h；将各参数代入式（3-25）中，有；Cr=24061N初选轴承型号查文献3，初步选择 Cr =24330N Cr 的圆锥滚子轴承 7206E。验算 7206E 圆锥滚子轴承的寿命Lh = （3-26）trrf C16667nP将各参数代入式（3-24）中，有：Lh =4151h5000h所选择 7206E 圆锥滚子轴承的寿命低于预期寿命，故选 7207E 轴承,经检验能满足。轴承 B、轴承 C、轴承 D、轴承 E 强度都可按此方法得出，其强度均能够满足要求。微型轿车驱动桥设计17第 4 章 差速器的设计4.1 差速器结构形式选择汽车上广泛采用的差速器为对称锥齿轮式差速器，具有结构简单、质量较小等优点，应用广泛。它可分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器。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 个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构)，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。4.2 差速器齿轮设计a) 行星齿轮数 n该车为小型轿车，但为确保差速器稳定性，行星轮数应该为 4.b) 行星齿轮球面半径BR行星齿轮球面半径 RS 反映了差速器锥齿轮节锥矩的大小和承载能力。= （4-1）BRCBTK3式中：行星齿轮球面半径系数，KS=2.522.92，对于有两个行星齿轮的轿车取BK最大值；差速器计算转矩，Nm；取式 3-2 和 3-3 中较小值 2147.37NmCT微型轿车驱动桥设计18将各参数代入式（4-1） ，有：=34mmBRc）行星齿轮和半轴齿轮齿数 z1 和 z2为了使轮齿有较高的强度，z1 一般不少于 10。半轴齿轮齿数 z2 在 1425 选用。大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比在 1.52.0 的范围内，且半轴齿轮齿21zz数和必须能被行星齿轮齿数整除。查阅资料，经方案论证，初定半轴齿轮与行星齿轮的齿数比=2，半轴齿轮齿21zz数 z2=24，行星齿轮的齿数 z1=12。d） 行星齿轮和半轴齿轮节锥角 1、2 直齿锥齿轮节锥距半径 A0 及模数 m行星齿轮和半轴齿轮节锥角 1、2 分别为1= （4-2）12zarctanz2= （4-3）21zarctanz将各参数分别代入式（42）与式（43） ，有：1=26.56，2=63.44直齿锥齿轮节锥距半径 A0 为A0=(0.98-0.99) RB =33.3233.66锥齿轮大端模数 m 为m= （4-4）0112A sinz将各参数代入式（4-4） ，有：m=2.522.55查阅文献3，取模数 m=3e）半轴齿轮与行星齿轮齿形参数按照文献3中的设计计算方法进行设计和计算，结果见表 4-1。压力角 微型轿车驱动桥设计19汽车差速齿轮大都采用压力角 =2230，齿高系数为 0.8 的齿形。表 4-1 半轴齿轮与行星齿轮参数序号名称计算公式计算结果1行星齿轮齿数1z10，应尽量取最小值1z=122半轴齿轮齿数2z=1425，且需满足式（1-4）2z=243模数mm=3mm4齿面宽b=(0.250.30)A0;b10m10mm5工作齿高mhg6 . 1gh=4.8mm6全齿高051. 0788. 1mh5.4157压力角22.58轴交角=909节圆直径11mzd ； 22mzd d1=36, d2=7210节锥角211arctanzz，12901=26.56，1=63.4411节锥距22110sin2sin2ddA0A=40mm12周节t=3.1416mt=9.425mm13齿顶高21agahhh;mzzha212237. 043. 01ah=3.23mm2ah=1.57mm14齿根高1fh=1.788m-1ah;2fh=1.788m-2ah1fh=2.13mm;2fh=3.79mm15径向间隙c=h-gh=0.188m+0.051c=0.615mm16齿根角1=01arctanAhf;022arctanAhf1=3.05; 2=5.4117面锥角211o；122o1o=31.97；2o=66.49微型轿车驱动桥设计2018根锥角111R；222R1R=23.512R=58.0319外圆直径1111cos2aohdd；22202cos2ahdddo1=41.78do1=73.44.3 齿轮强度计算4.3.1 齿轮材料选择差速器齿轮和主减速器齿轮一样，基本上都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥齿轮的材料为 20CrMoTi、22CrMnMo 和 20CrMo 等。由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。初选差速器齿轮材料为 20CrMoTi。4.3.2 校核计算对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度计算，轮齿弯曲应力 w（MPa）为：MPa （4-6）JmFzKKKTKvmsow223102=式中：T差速器一个行星齿轮给予一个半周齿轮的转矩，Nm；其计算公式为 T=nTj6 . 0计算转矩，取 1576.34Nm；jT半轴齿轮数目；24；2zn行星齿轮数；4；J综合系数，取 0.223；F计算齿轮的齿面宽，mm；10mm；m端面模数，3mm；ks、km、kv 按照主减速器齿轮强度计算的有关转矩选取；分别为：0.648,1,1将各参数代入式（4-6）中，有：w=334MPa因为, 差速器齿轮的 ww=980MPa，所以齿轮弯曲强度满足要求。微型轿车驱动桥设计214.4 行星齿轮轴的设计计算4.4.1 行星齿轮轴的分类及选用行星齿轮的种类有很多，而差速器齿轮轴的种类也很多，最常见的是一字轴和十字轴，在小型汽车上由于转矩不大，所以要用一字轴，而载货的大质量的汽车传递的转矩较大，为了轴的使用寿命以及提高轴的承载能力，常用十字轴，由四个轴轴颈来分配转矩。可以有效的提高轴的使用寿命。此次设计选用十字轴。4.4.2 行星齿轮轴的尺寸设计行星齿轮轴用直径 d（mm）为d= （4-5） dCnr.1110T30式中：T0差速器传递的转矩，Nm；1576.34Nmn行星齿轮数；4rd行星齿轮支承面中点到锥顶的距离 20mm；c支承面许用挤压应力，取 69 MPa；将各参数代入式（4-5）中，有：d=16mm。4.4.3 行星齿轮轴的材料轴的选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。轴的常用材料主要有碳素钢和合金钢。碳素钢价廉，对应力集中敏感性比合金钢低，应用较为广泛，对重要或者承受较大的轴，宜选用 35、40、45 和 50 等优质碳素钢，其中以 45 钢最常用。所以此次选用的轴的材料为 45 钢。微型轿车驱动桥设计22第 5 章 传动半轴的设计5.1 半轴的型式选择半轴的型式主要取决于半轴的支承型式。半浮式半轴所承受的载荷较复杂，但它具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点，故被质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大的轿车和微型客、货汽车所采用。基于上述特点，本次设计的微型车驱动桥选用半浮式半轴的结构。5.2 半轴的设计与校核5.2.1 半轴的设计计算半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时首先应合理地确定其计算载荷。该微型车驱动型式为，查参考文献3表 5-1 可得：24半轴的计算转矩：01maxiiTTge （5-1）式中：发动机最大转矩；maxeT差速器的转矩分配系数，对于圆锥行星齿轮差速器可取：；6 . 0变速器 I 挡传动比；1gi主减速比；0i微型轿车驱动桥设计23Nm2 .1071553. 3778. 31336 . 001maxiiTTge由参考文献3式（5-16）得 （5-2） 3100016Td取许用应力 MPa550代入计算得： mmTd48.215501415926. 310002 .10711610001633出于对安全系数以及半轴强度的较核的考虑，取 d=25mm。5.2.2 半轴的强度较核（1）纵向力2XF最大和侧向力2YF为 0：此时垂向力，纵向力最大值，计算时可2/222GmFZ2/2222GmFFZX2m取 1.2，取为 0.8。半轴弯曲应力和扭转切应力为： (5-3)3222232dFFaZX (5-4)3216drFrX式(5-3),(5-4)中，a 为轮毂支承轴承到车轮中心平面之间的距离，合成应力为： (5-5)224n计算得：，NGmFZ2 .66642/111072 . 12/222NGmFFZX36.53312/8 . 0111072 . 12/2222微型轿车驱动桥设计24MPadFFaZX52853.743232222