机械汽车驱动桥课程设计

1、汽车驱动桥课程设计说明书系另I：机械工程系班级：姓名：学号：指导教师:目录第一章驱动桥结构方案分析错误！未定义书签.第二章主减速器设计22.1 主减速器的结构形式22.1.1 主减速器的齿轮类型22.1.2 主减速器的减速形式22.1.3 主减速器主,从动锥齿轮的支承形式32.2.1 主减速器计算载荷确实定42.2.2 主减速器根本参数的选择62.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算82.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算92.2.5 主减速器轴承的计算13第三章差速器设计163.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理163.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构173.3 对称式圆锥行星齿

2、轮差速器的设计173.3.1 差速器齿轮的根本参数的选择173.3.2 差速器齿轮的几何计算193.3.3 差速器齿轮的强度计算20第四章驱动半轴的设计213.3.4 式半轴计算载荷确实定21第五章驱动桥壳的设计225.1 铸造整体式桥壳的结构225.2 桥壳的受力分析与强度计算235.3 驱动桥的结构元件24结论26参考文献26第一章驱动桥结构方案分析设计驱动桥时应当满足如下根本要求：1选择适当的主减速比,以保证汽车在给定的条件下具有最正确的动力性和燃油经济性.2外廓尺寸小,保证汽车具有足够的离地间隙,以满足通过性的要求.3齿轮及其他传动件工作平稳,噪声小.4在各种载荷和转速工况下有较高的传

3、动效率.5具有足够的强度和刚度,以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下,尽可能降低质量,尤其是簧下质量,减少不平路面的冲击载荷,提升汽车的平顺性.6与悬架导向机构运动协调.7结构简单,加工工艺性好,制造容易,维修,调整方便.驱动桥处于动力传动系的末端.根本功能：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；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、差速器、车轮传动装置和驱动桥壳等组成驱动桥分断开式和非断开式两种.驱动桥的结构形式与驱动车轮的悬架形式密切相关.非断开式驱动桥或称为整体式,即驱动桥壳是一根连接左右驱动车

4、轮的刚性空心梁,而主减整器、差速器及车轮传动装置由左右半轴组成都装在它里面C断开式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,两侧驱动车轮装置采用万向节传动.为了预防运动干预,应采用滑动花键轴或一种允许两轴能有适量轴向移动的万向传动机构.特点及应用：非断开式驱动桥：结构简单、制造工艺好、本钱低、工作可靠、维修调整容易,广泛应用于各种载货汽车、客车及多数的越野汽车和局部小轿车上.但整个驱动桥均属于簧下质量,对汽车平顺性和降低动载荷不利.断开式驱动桥：结构复杂,本钱较高,但它大大增加了离地间隙；减小了簧下质量,从而改善了行驶平顺性,提升了汽车的平均车速；减小了汽车在行驶时作用于车轮和

5、车桥上的动载荷,提升了零部件的使用寿命；由于驱动车轮与地面的接触情况及对各种地形的适应性较好,大大增加了车轮的抗侧滑能力；与之相配合的独立悬架导向机构设计得合理,可增中汽车的缺乏转向效应,提升汽车的操纵稳定性.这种驱动桥在轿车和高通过性的越野汽车上应用相当广泛.第二章主减速器设计2.1 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.2.1.1主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有螺旋锥齿轮,双曲面齿轮,圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式.在此选用螺旋锥齿轮传动.其特点是主、从动齿轮的轴线垂直交于一点,齿轮并不同时在全长上啮合,而是逐渐从一端连

6、接平稳地转向另一端.另外,由于轮齿端面重叠的影响,至少有两对以上的轮齿同时啮合,所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单.但是,工作中噪声大,对啮合精度很敏感,齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏,并伴随磨损增大和噪声增大.为保证齿轮副的正确啮合,必须将支承轴承预紧,提升支承刚度,增大壳体刚度.2.1.2主减速器减速形式1单级主减速器单级主减速器可由一对圆锥齿轮、一对圆柱齿轮或由蜗轮杆组成,具有结构简单、质量小、本钱低、使用简单等优点.但是其主传动比i0不能太大,一般i0W7,进一步提升i0将增大从动齿轮直径,从而减小离地间隙,且使从动齿轮热处理困难.单级主减速器广泛应用于轿车和轻、

7、中型货车的驱动桥中.2双级主减速器与单级主减速器相比,在保证离地间隙相同时可得到大的传动比,i0一般为712.但是尺寸、质量均较大,本钱较高.它主要应用于中、重型货车、越野车和大客车上.整体式双级主减速器有多种结构方案：第一级为锥齿轮,第二级为圆柱齿轮图a;第一级为锥齿轮,第二级为行星齿轮；第一级为行星齿轮,第二级为锥齿轮图b；第一级为圆柱齿轮,第二级为锥齿轮图c.对于第二级为锥齿轮、第二级为圆柱齿轮的双级主减速器,可有纵向水平图d、斜向图e和垂向图f三种布置方案.A)MCd)e)f图5塔反饿手道卷粉布货方案纵向水平布置可以使总成的垂向轮廓尺寸减小,从而降低汽车的质心高度,但使纵向尺寸增加,用

8、在长轴距汽车上可适当减小传动轴长度,但不利于短轴距汽车的总布置,会使传动轴过短,导致万向传动轴夹角加大.垂直布置使驱动桥纵向尺寸减小,可减小万向传动轴夹角,但由于主减速器壳固定在桥壳的上方,不仅使垂向轮廓尺寸增大,而且降低了桥壳刚度,不利于齿轮工作.这种布置可便于贯穿式驱动桥的布置.斜向布置对传动轴布置和提升桥壳刚度有利.(3)双速主减速器双速主减速器的换挡是由远距离操纵机构实现的,一般有电磁式、气压式和电一气压综合式操纵机构.(4)贯穿式主减速器(5)单双级减速配轮边减速器此方案选用单极主减速器2.1.3主减速器主,从动锥齿轮的支承形式1 .主动锥齿轮的支承：分悬臂式支承和跨置式支承两种悬臂

9、式：支承距离b应大于2.5倍的悬臂长度a,且应比齿轮节圆直径的70说大,另外靠近齿轮的轴径应不小于尺寸a.支承刚度除了与轴承开式、轴径大小、支承间距离和悬臂长度有关以外,还与轴承与轴及轴承与座孔之间的配合紧度有关.结构简单,支承刚度较差,用于传递转矩较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中.跨置式：增加支承刚度,减小轴承负荷,改善齿轮啮合条件,增加承载水平,布置紧凑,但是主减速器壳体结构复杂,加工本钱提升.在需要传递较大转矩情况下,最好采用跨置式支承.此方案选用悬臂式2 .从动锥齿轮的支承支承刚度与轴承的形式、支承间的距离及轴承之间的分布比例有关.为了增加支承刚度,减小尺寸c+d

10、;为了增强支承稳定性,c+d应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的70%为了使载荷均匀分配,应尽量使尺寸c等于或大于尺寸do作为一个4吨级的驱动桥,传动的转矩较大,所以主动锥齿轮采用骑马式支承.装于轮齿大端一侧轴颈上的轴承,多采用两个可以预紧以增加支承刚度的圆锥滚子轴承,其中位于驱动桥前部的通常称为主动锥齿轮前轴承,其后部紧靠齿轮反面的那个齿轮称为主动锥齿轮后轴承；当采用骑马式支承时,装于齿轮小端一侧轴颈上的轴承一般称为导向轴承.导向轴承都采用圆柱滚子式,并且内外圈可以别离(有时不带内圈),以利于拆装.2.2主减速器的根本参数选择与设计计算2.2.1 主减速器计算载荷确实定1 .按发动机最大转矩和

11、最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce亍_上送5精率必Nm(2-1)式中,kd猛接离合器所产生的动载系数,性能系数fj=0的汽车：kd=1,fj0的汽车：kd=2或由经验选定.Temax发动机的输出的最大转矩,在此取353Nm；n_Ko一发动机到万向传动轴之间的传动效率,在此取液力变矩器变矩系数,k=(k0-1)/2+1,k0- 变速器一挡传动比,在此取7.33;- 分动器传动比,在此取3.7;- 主减速器传动比,在此取6.33;一该汽车的驱动桥数目在此取1;0.86;最大变矩系数,k在此取1;由于猛结合离合器而产生冲击载荷时的超载系数,对于一般的载货汽车,矿用汽车和越野汽车以及液力传动及

12、自动变速器的各类汽车取Ko=1.0,当性能系数fp0时可取Ko=2.0；工16-0.195侬100TemaxfP当0.195曾Temax16(2-2)ma当0.1953Temax16一一汽车满载时的总质量在此取92909.8所以0.195=50.292163531fp=(1650.292)=-0.343100由以上各参数可求Tce丁135317.333.76.33Tce=9290Kg;0即kd=1.00.86一=52117.378Nm12.按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs式中G2一满载状态下一个驱动桥上的静载荷(N),预设后桥所承载(2-3)67914N的负荷;轮胎对地面的附着系

13、数,对于安装一般轮胎的公路用汽车,取野汽车取1.0；对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车,计算时可取=0.85;对于越1.25;、一一车轮的滚动半径,轮胎规格GB516-82,在此滚动半径为0.456m;汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数,在此取im一一主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比,在此取4.5m-一主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率,在此取0.87679141.20.850.456Mc所以Tcs=Nm=8068.4954.50.873.按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcf对于公路车辆来说,使用条件较非公路车辆稳定,其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定:(2-

14、4)式中：Ft汽车日常行驶平均牵引力,在此取32145.29Nrr车轮的滚动半径,在此滚动半径为0.456m;im-一主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比,在此取4.5m主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率,在此取0.87n该汽车的驱动桥数目在此取1；32145.290,456一所以Tcf=-=3744.126Nm4.50.8712.2.2主减速器根本参数的选择主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动齿轮的齿数z/Dz2,从动锥齿轮大端分度圆直径D2、端面模数mt、主从动锥齿轮齿面宽b和b2、中点螺旋角、法向压力角等.1.主、从动锥齿轮齿数乙和22选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：1为了磨合均匀

15、,乙,Z2之间应预防有公约数.2为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度,主、从动齿轮齿数和应不小于40.3为了啮合平稳,噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车Z1一般不小于6.4主传动比io较大时,乙尽量取得小一些,以便得到满意的离地间隙.5对于不同的主传动比,乙和Z2应有适宜的搭配.取Z1=9Z2=40Z1+Z2=49402、齿轮大端分度圆直径D2和端面模数m对于单级主减速器,增大尺寸D2会影响驱动桥壳的离地间隙,减小D2又会影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装.D2可根据经验公式初选,即(2-5)Kd23TcKd2直径系数,一般取13.0-15.3Tc从动锥齿轮的计算转矩,

16、Nm,为Tee和Tcs中的较小者,在此取8068.495Nm所以D2=(13.015.3)3/8068.495=(260.7306.9)mm初选D2=280mm贝um=D2/Z2=280/40=7mm根据m=Km3/Te来校核ms=7选取的是否适宜,其中Km=(0.30.4)此处,m=(0.30.4)3/8086.495=(6.028.03),因此满足校核.3 .主,从动锥齿轮齿面宽b1和b2锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命,反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面过窄及刀尖圆角过小,这样不但会减小了齿根圆角半径,加大了集中应力,还降低了刀具的使用寿命.此外,安装时有位置偏

17、差或由于制造、热处理变形等原因使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端,会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤.另外,齿面过宽也会引起装配空间减小.但齿面过窄,轮齿外表的耐磨性和轮齿的强度会降低.对于从动锥齿轮齿面宽b2,推荐不大于节锥A2的0.3倍,即b20.3A2,而且b2应满足b210ms,对于汽车主减速器圆弧齿轮推荐采用：在此取44mmb20.155D2=0.155280=43.4mm一般习惯使锥齿轮的小齿轮齿面宽比大齿轮稍大,使其在大齿轮齿面两端都超出一些,通常小齿轮的齿面加大10麻为适宜,在此取b1=49mm4 .中点螺旋角螺旋角沿齿宽是变化的,轮齿大端的螺旋角最大,轮齿小端螺旋角最小,弧齿锥齿轮

18、副的中点螺旋角是相等的,选时应考虑它对齿面重合度,轮齿强度和轴向力大小的影响,越大,那么也越大,同时啮合的齿越多,传动越平稳,噪声越低,而且轮齿的强度越高,应不小于1.25,在1.52.0时效果最好,但过大,会导致轴向力增大.汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为3540,而商用车选用较小的值以预防轴向力过大,通常取35.5 .螺旋方向主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的.螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向,当变速器挂前进挡时,应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向,这样可使主、从动齿轮有别离的趋势,预防轮齿因卡死而损坏.所以主动锥齿轮选择为左旋,从锥顶看为逆时针运动,这样从动锥齿轮为右

19、旋,从锥顶看为顺时针,驱动汽车前进.6 .法向压力角对于弧齿锥齿轮,轿车:般选用14.30或16.；货车：a为20.；重型货车：a为2230.对于双曲面齿轮,大齿轮轮齿两侧压力角是相同的,但小齿轮轮齿两侧的压力角是不等的,选取平均压力角时,轿车为19或20,货车为20或2230.2.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算表2-1主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算用表序号项目计算公式计算结果1主动齿轮齿数Z192从动齿轮齿数Z2403端面模数m7mm4凶回竟bb1=49mmb?=44mm5工作齿高*hg2hamhg14mm6全齿高,_1*h2hacmh=99.75mm7法向压力角=22.58轴交

20、角=909节圆直径d=mzd163mmd2=280mm10节锥角Z11arctanZ22=90-11=12.6822=77.31811节锥距Ad1d2A0=2sin12sin2A0=143.48mm12周节t=3.1416mt=21.991mm13齿顶局hahmaha=7mm14齿根高*hf=hacmhf=8.75mm15径向间隙*c=cmc=1.75mm16齿根角f+hffarctanA0f=3.49017面锥角a11f2a22f1a1=16.172a2=80.80818根锥角f1=1f1f2=2f2f1=9.192f2=73.82819齿顶圆直径da1d12ha1C0S1da2=d2+2h

21、acos2da1=76.66mmda2=283.074mm20节锥顶点止齿轮外缘距离八d2,Ak1ha1sin12d1,Ak2ha2Sin22Ak1=138.463mmAk2=24.671mm21理论弧齿厚S1ts2s2Skms1=27.38mms2=10.32mm22齿侧间隙B=0.3050.4060.4mm23螺旋角=352.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算在完成主减速器齿轮的几何计算之后,应对其强度进行计算,以保证其有足够的强度和寿命以及平安可靠性地工作.在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素.1)齿轮的损坏形式及寿命齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断、齿面点蚀及剥落、齿

22、面胶合、齿面磨损等.它们的主要特点及影响因素分述如下：(1)轮齿折断主要分为疲劳折断及由于弯曲强度缺乏而引起的过载折断.折断多数从齿根开始,由于齿根处齿轮的弯曲应力最大.疲劳折断：在长时间较大的交变载荷作用下,齿轮根部经受交变的弯曲应力.如果最高应力点的应力超过材料的耐久极限,那么首先在齿根处产生初始的裂纹.随着载荷循环次数的增加,裂纹不断扩大,最后导致轮齿局部地或整个地断掉.在开始出现裂纹处和忽然断掉前存在裂纹处,在载荷作用下由于裂纹断面间的相互摩擦,形成了一个光亮的端面区域,这是疲劳折断的特征,其余断面由于是忽然形成的故为粗糙的新断面.过载折断：由于设计不当或齿轮的材料及热处理不符合要求,

23、或由于偶然性的峰值载荷的冲击,使载荷超过了齿轮弯曲强度所允许的范围,而引起轮齿的一次性忽然折断.此外,由于装配的齿侧间隙调节不当、安装刚度缺乏、安装位置不对等原因,使轮齿外表接触区位置偏向一端,轮齿受到局部集中载荷时,往往会使一端(经常是大端)沿斜向产生齿端折断.各种形式的过载折断的断面均为粗糙的新断面.为了预防轮齿折断,应使其具有足够的弯曲强度,并选择适当的模数、压力角、齿高及切向修正量、良好的齿轮材料及保证热处理质量等.齿根圆角尽可能加大,根部及齿面要光洁.(2)齿面的点蚀及剥落生齿面的疲劳点蚀及剥落是齿轮的主要破坏形式之一,约占损坏报废齿轮的70蛆上.它主要由于外表接触强度缺乏而引起的.

24、点蚀：是轮齿外表屡次高压接触而引起的外表疲劳的结果.由于接触区产生很大的表面接触应力,常常在节点附近,特别在小齿轮节圆以下的齿根区域内开始,形成极小的齿面裂纹进而开展成浅凹坑,形成这种凹坑或麻点的现象就称为点蚀.一般首先产在几个齿上.在齿轮继续工作时,那么扩大凹坑的尺寸及数目,甚至会逐渐使齿面成块剥落,引起噪音和较大的动载荷.在最后阶段轮齿迅速损坏或折断.减小齿面压力和提升润滑效果是提升抗点蚀的有效方法,为此可增大节圆直径及增大螺旋角,使齿面的曲率半径增大,减小其接触应力.在允许的范围内适当加大齿面宽也是一种方法.齿面剥落：发生在渗碳等外表淬硬的齿面上,形成沿齿面宽方向分布的较点蚀更深的凹坑.

25、凹坑壁从齿外表陡直地陷下.造成齿面剥落的主要原因是外表层强度不够.例如渗碳齿轮外表层太薄、心部硬度不够等都会引起齿面剥落.当渗碳齿轮热处理不当使渗碳层中含碳浓度的梯度太陡时,那么一局部渗碳层齿面形成的硬皮也将从齿轮心部剥落下来.(3)齿面胶合在高压和高速滑摩引起的局部高温的共同作用下,或润滑冷却不良、油膜破坏形成金属齿外表的直接摩擦时,因高温、高压而将金属粘结在一起后又撕下来所造成的外表损坏现象和擦伤现象称为胶合.它多出现在齿顶附近,在与节锥齿线的垂直方向产生撕裂或擦伤痕迹.轮齿的胶合强度是按齿面接触点的临界温度而定,减小胶合现象的方法是改善润滑条件等.(4)齿面磨损这是轮齿齿面间相互滑动、研

26、磨或划痕所造成的损坏现象.规定范围内的正常磨损是允许的.研磨磨损是由于齿轮传动中的剥落颗粒、装配中带入的杂物,如未去除的型砂、氧化皮等以及油中不洁物所造成的不正常磨损,应予预防.汽车主减速器及差速器齿轮在新车跑合期及长期使用中按规定里程更换规定的润滑油并进行清洗是预防不正常磨损的有效方法.汽车驱动桥的齿轮,承受的是交变负荷,其主要损坏形式是疲劳.其表现是齿根疲劳折断和由外表点蚀引起的剥落.在要求使用寿命为20万千米或以上时,其循环次数均以超过材料的耐久疲劳次数.因此,驱动桥齿轮的许用弯曲应力不超过210.9N/mn2.实践说明,主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷(即平均计算转矩)有关,而

27、与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大.汽车驱动桥的最大输出转矩Tec和最大附着转矩Tcs并不是使用中的持续载荷,强度计算时只能用它来验算最大应力,不能作为疲劳损坏的依据.2)主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算(1)单位齿长上的圆周力在汽车主减速器齿轮的外表耐磨性,常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算,即FpN/mm(2-6)b2式中：P一轮齿上的单位齿长圆周力(N/mn)F一作用在齿轮上的圆周力,b2从动齿轮的齿面宽,在此取44mm按发动机最大转矩计算时：尸二至国比X10?血感N/mm(2-7)式中：Temax发动机输出的最大转矩,在此取353Nm；ig变速器的传动比,在此

28、处取7.199;.kd猛接离合器所产生的动载系数,性能系数fj=0的汽车：kd=l,fj0的汽车：kd=2或由经验选定.K液力变矩器变矩系数,k=(k0-1)+1,k0最大变矩系数,k在此取1if分动器传动比,在此取3.7;发动机到万向传动轴之间的传动效率,在此取0.86;n该汽车的驱动桥数目在此取1；D主动锥齿轮中点分度圆直径(mm,在此取108mm2135317.1993.70,86103按上式p3403N/mm1 10844按驱动轮打滑转矩计算时2G竺用K10,2 与用/N/mm(2-8)式中：G2汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷,对于后驱动桥还应考虑汽车最大加速时的负荷增加量,

29、在此取67914N轮胎与地面的附着系数,在此取0.85:rr轮胎的滚动半径,在此取0.456mmm汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数,在此取1.2;im-一主减速器从动齿轮到车轮之间的传动比,在此取4.5m主减速器主动齿轮到车轮之间的传动效率,在此取0.87按上式p=1309.82N/mm2679141.20,850.456103280444.50.87(2)轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器锥齿轮的齿根弯曲应力为一=0%乂/2mmTce和Tcs中的较小者(29),在此取展/“一.N/式中：Tc从动锥齿轮的计算转矩,Nm,为8068.495NmK0超载系数；在此取1.0Ks尺寸系数,反映材料的不均

30、匀性,与齿轮尺寸和热处理有关,m-端面模数,在此取m=7当m1.6时,Ks4；m,在此Ks417=0.725;.25,425.4Km载荷分配系数,跨置式结构：Km=1.001.10；悬臂式Z勾取1.101.25.在此取1.20；Kv质量系数,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1.0;b计算齿轮的齿面范,mm在此取49mmJw-所计算齿轮的齿轮弯曲应力综合系数,它综合考虑了齿形系数.载荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响.计算弯曲应力时本应采用轮齿中点圆周力与中点端面模数,今用大端模数,而在综合系数中进行修正.选

31、取小齿轮的J=0.256,大齿轮J=0.214._3按上式=571.02Mpa10,应尽量取最小值Zi=122半轴齿轮齿数Z2=1425,且需满足式3-4z2=183模数mm=5mm4凶回竟b=(0.250.30)A0；b10mb=15mm续表序号工程计算公式计算结果5工作齿高hg1.6mhg=8mm6全齿高h1.788m0.0518.991mm7压力角22.58轴交角=909节圆直径d1mz)；d2mz2d160mmd290mm10节锥角Z1c-1arctan一,290iz201=33.6902=56.3111节锥距d1d2A02sin12sin2A0=52mm12周节t=3.1416mt=

32、15.707mm13齿顶局,0.37ha1hgha2;ha20.432mz2ziha1=5.03mmha2=2.97mm14齿根高hf1=1.788m-ha1;hf2=1.788m-ha2hf1=3.91mmhf2=5.97mm15径向间隙c=h-hg=0.188m+0.051c=0.991mm3.3.3 差速器齿轮的强度计算差速器齿轮的尺寸受结构限制,而且承受的载荷较大,它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态,只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时,或一侧车轮打滑而滑转时,差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动.因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核.轮齿弯曲强度w为(3-6)xlOMPa式中

33、：Tc一半轴齿轮计算转距N.m,Tc=0.6T0=4820.097Z2差速器的行星齿轮数;-半轴齿轮齿数；K.、Kv、Ks、Km按主减速器齿轮强度计算的有关数值选取.J计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数,由图3-1可查得J=0.22525O.M0-2SO.M0.27相审合另一齿轮的内数1316192225图3-2弯曲计算用综合系数21034820.0970.6671.20根据上式w=937.59Mpa980MPa1.0518900.2544所以,差速器齿轮满足弯曲强度要求.第四章驱动半轴的设计驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端,其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮.在一般的非断

34、开式驱动桥上,驱动车轮的传动装置就是半轴,半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来,半轴的形式主要取决半轴的支承形式：普通非断开式驱动桥的半轴,根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式,3/4浮式和全浮式,在此由于是载重汽车,采用全浮式结构.设计半轴的主要尺寸是其直径,在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车同形式半轴的分析比拟,大致选定从整个驱动桥的布局来看比拟适宜的半轴半径,然后对它进行强度校核.计算时首先应合理地确定作用在半轴上的载荷,应考虑到以下三种可能的载荷工况：纵向力X2驱动力或制动力最大时,其最大值为Z2,附着系数在计算时取0.8,没有侧向力作用；侧向力

35、丫2最大时,其最大值为Z21发生于汽车侧滑时,侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数1在计算时取1.0,没有纵向力作用；垂向力最大时发生在汽车以可能的高速通过不平路面时,其值为Z2gwkd,其中gw为车轮对地面的垂直载荷,kd为动载荷系数,这时不考虑纵向力和侧向力的作用.由于车轮承受的纵向力X2,侧向力丫2值的大小受车轮与地面最大附着力的限制,即有Z2X；一丫22故纵向力最大时不会有侧向力作用,而侧向力最大时也不会有纵向力作用.4.1全浮式半轴计算载荷确实定全浮式半轴的计算载荷可按车轮附着力矩计算,即/叫6洛伊4-1式中：一一轮胎与地面的附着系数取0.8;m2负何转移系数,在此取1.3；G2驱动桥的最

36、大静载荷,在此取67914Nrr车轮驱动半径,在此取0.456m1M=1.3679140.4560.8=16103.77N.m2半轴的扭转切应力为d半轴直径,在此取53mm1616103.773.1416533=550.9Mpa,扭转切应力宜为500700Mpa所以符合条件第五章驱动桥壳的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,尽量减小质量以提升行驶的平顺性；保证足

37、够的离地间隙； 结构工艺性好,本钱低； 保护装于其中的传动系统部件和预防泥水浸入； 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.6.1 铸造整体式桥壳的结构通常可采用球墨铸铁、可锻铸铁或铸钢铸造.在球铁中参加1.7%的馍,解决了球铁低温-41C冲击值急剧降低的问题,得到了与常温相同的冲击值.为了进一步提升其强度和刚度,铸造整体式桥壳的两端压入较长的无缝钢管作为半轴套筒,并用销钉固定.如图5-1所示,每边半轴套管与桥壳的压配外表共四处,由里向外逐渐加大配合面的直径,以得到较好的压配效果.钢板弹簧座与桥壳铸成一体,故在钢板弹簧座附近桥壳的截面可根据强度要求铸

38、成适当的形状,通常多为矩形.安装制动底板的凸缘与桥壳住在一起.桥壳中部前端的平面及孔用于安装主减速器及差速器总成,后端平面及孔可装上后盖,翻开后盖可作检视孔用.另外,由于汽车的轮毂轴承是装在半轴套管上,其中轮毂内轴承与桥壳铸件的外端面相靠,而外轴承那么与拧在半轴套管外端的螺母相抵,故半轴套管有被拉出的倾向,所以必须将桥壳与半轴套管用销钉固定在一起.图5-1铸造整体式驱动桥结构铸造整体式桥壳的主要优点在于可制成复杂而理想的形状,壁厚能够变化,可得到理想的应力分布,其强度及刚度均较好,工作可靠,故要求桥壳承载负荷较大的中、重型汽车,适于采用这种结构.尤其是重型汽车,其驱动桥壳承载很重,在此采用球铁

39、整体式桥壳.除了优点之外,铸造整体式桥壳还有一些缺乏之处,主要缺点是质量大、加工面多,制造工艺复杂,且需要相当规模的铸造设备,在铸造时质量不宜限制,也容易出现废品,故仅用于载荷大的重型汽车.6.2 桥壳的受力分析与强度计算选定桥壳的结构形式以后,应对其进行受力分析,选择其端面尺寸,进行强度计算.汽车驱动桥的桥壳是汽车上的主要承载构件之一,其形状复杂,而汽车的行驶条件如道路状况、气候条件及车辆的运动状态又是千变万化的,因此要精确地计算出汽车行驶时作用于桥壳各处的应力大小是相当困难的.在通常的情况下,在设计桥壳时多采用常规设计方法,这时将桥壳看成简支梁并校核某些特定断面的最大应力值.我国通常推荐：计算时将桥壳复杂的受力状况简化成三种典型的计算工况,即当车轮承受最大的铅锤力当汽车满载并行驶与不平路面,受冲击载荷时；当车轮承受最大切应力当汽车满载并以最大牵引力行驶和紧急制动时；以及当车轮承受最大侧向力当汽车满载侧滑时.只要在这三种载荷计算工况下桥壳的强度特征得到保证,就认为该桥壳在汽车各种行驶条件下是可靠的.在进行上述三种载荷工况下桥壳的受力分析之前,还应先分析一下汽车满载静止于水平路面时桥壳最简单的受力情况,即进行桥壳的静弯曲应力计算.(1)当牵引力或制动力最大时,桥壳钢