584 輕型載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)（驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)）（有cad圖）
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外文材料翻譯
賽車(chē)和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)介紹
汽車(chē)賽車(chē)的主要目的是實(shí)現(xiàn)一個(gè)整體的車(chē)輛配置，并且這種配置遵守一個(gè)指定的類型的規(guī)則，能夠在一個(gè)駕駛員利用在他們能力范圍內(nèi)的技術(shù)的最少的時(shí)間內(nèi)覆蓋一個(gè)給定的賽道。在設(shè)計(jì)制造一個(gè)賽車(chē)時(shí)有許多因素要考慮，但是在這里我們只考慮懸架設(shè)置。
控制一個(gè)高速機(jī)動(dòng)車(chē)輛的主要力量是由四個(gè)小補(bǔ)丁發(fā)展起來(lái)的，這就是四個(gè)輪胎與地面接觸的地方。對(duì)于輪胎產(chǎn)生的力量和時(shí)間在根源上有一個(gè)了解對(duì)于理解車(chē)輛動(dòng)力學(xué)是非常有必要的(Gillespie, 1992)。為了最大化輪胎與地面的接觸，對(duì)于手頭上的任務(wù)建立正確的懸架幾何以及選擇正確的彈簧和休克吸收器是非常重要的。輪胎與地面的接觸面越大，車(chē)輛就會(huì)有更多的抓地力和牽引力，反過(guò)來(lái)會(huì)使車(chē)更加安全的高速行駛。
什么阻礙了一個(gè)車(chē)輛在運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力？接下來(lái)將要談?wù)撘幌盗幸蛩?。第一個(gè)也是最明顯的因素就是路況，凹凸不平的路面肯定車(chē)輛的駕駛。第二個(gè)因素是輪胎/車(chē)輪總成。理性的情況下這個(gè)組裝是柔軟并且能夠吸收小幅度的震動(dòng)和顛簸，這基本上意味著它不會(huì)添加任何震動(dòng)給車(chē)輛，包括在車(chē)輪組裝上的不平衡，空間的變化和剛度變化。(Gillespie 1992)。
接下來(lái)要考慮的因素，也是在這個(gè)項(xiàng)目中需要考慮的最主要的因素，那就是動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)勵(lì)磁。也就是在這里，扭矩從發(fā)動(dòng)機(jī)傳送到傳動(dòng)軸通過(guò)變速箱，而后進(jìn)入
差動(dòng)器將會(huì)試圖延其中心扭曲后橋總成線，稱為軸風(fēng)力，這使軸偏在其彈簧上，迫使整個(gè)車(chē)的后面上升，由于扭曲的軸也使整個(gè)車(chē)側(cè)向。重新設(shè)計(jì)的懸架將努力保持這種‘傳動(dòng)系勵(lì)磁’降到最低(Gillespie 1992)。
當(dāng)為賽車(chē)建立懸架系統(tǒng)時(shí)，需要區(qū)分提高汽車(chē)性能的變化和調(diào)整或平衡汽車(chē)的變化。第一類包括增加更多動(dòng)力和更好輪胎的東西，而第二類包括諸如修改彈簧利率和軸中心的調(diào)整(Milliken and Milliken 1995).
賽車(chē)就是在其限度內(nèi)駕駛汽車(chē)。找到一個(gè)可以驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生這種期望的性能的車(chē)輛配置稱為設(shè)置或底盤(pán)調(diào)優(yōu)。這是一個(gè)艱巨的任務(wù)，需要適應(yīng)每個(gè)電路和司機(jī)的能力和偏好。在參賽前在可用的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的設(shè)置往往是不可能的，司機(jī)將就著仍存在于車(chē)輛上的一些缺陷 (Milliken and Milliken 1995).
設(shè)計(jì)汽車(chē)的主要目的是實(shí)現(xiàn)良好的汽車(chē)轉(zhuǎn)彎平衡（中性駕駛），找到轉(zhuǎn)彎和高速電路以及消除特定控制盒穩(wěn)定性問(wèn)題上的折中，這些是司機(jī)所報(bào)道的在賽道任何一點(diǎn)上的情況(Milliken and Milliken 1995)。當(dāng)為一個(gè)賽車(chē)設(shè)計(jì)懸架設(shè)置的時(shí)候，需要考慮許多因素，因?yàn)槊總€(gè)組件和調(diào)整都會(huì)影響車(chē)輛的駕駛，同時(shí)也影響其他組件的操作方式。重量變化的影響，制動(dòng)偏見(jiàn)，滾剛度，軸中心等許多因素都需要認(rèn)真考慮以便實(shí)現(xiàn)一個(gè)理想的配置。(Milliken and Milliken 1995).
這項(xiàng)設(shè)計(jì)的兩個(gè)主要目的是實(shí)現(xiàn)最大反蹲和幾何軸中心，這兩種幾何體是可以調(diào)節(jié)的以便于小的調(diào)整，便于懸架系統(tǒng)在不同的情況下最大化的使用。
軸中心的高度部分決定了汽車(chē)在搖擺時(shí)的側(cè)向力分布，在車(chē)輪的尾部降低軸中心的高度能夠降低車(chē)尾部的搖擺程度，在轉(zhuǎn)彎時(shí)，車(chē)尾的輪子也會(huì)比車(chē)前輪更加平穩(wěn)。(Milliken and Milliken 1995).
為了設(shè)計(jì)反蹲，需要清楚有效的點(diǎn)軸心或輪胎與地面的接觸路徑，用來(lái)計(jì)算實(shí)現(xiàn)這個(gè)幾何體最大的角度。(Bastow, Whitehead. 1993)
設(shè)計(jì)反蹲的目的是給車(chē)輪傳遞足夠的力量，防止它們失去牽引力，其余的力量用來(lái)推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。如果一個(gè)假象的線通過(guò)下鏈接欄到汽車(chē)的前面，然后繪制另一條假想線通過(guò)上面的鏈接欄一直向前，直到它與那一條較低的線交叉，即時(shí)中心就被發(fā)現(xiàn)了。(Bastow, Whitehead. 1993)
現(xiàn)在我們想象一下車(chē)輛的重心集中在集成電路所在的加速桿上。重心決定了力量是如何應(yīng)用于懸架就像列車(chē)來(lái)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛前進(jìn)一樣。如果集成電路太高，那么就會(huì)有許多動(dòng)力浪費(fèi)在推動(dòng)車(chē)尾向上。如果集成電路太低，那么就將沒(méi)有足夠的力量應(yīng)用到后面的輪胎，結(jié)果會(huì)出現(xiàn)輪胎過(guò)度旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。無(wú)論集成電路在重心的前面或后面，都會(huì)有一些變量存在。某個(gè)地方會(huì)有一個(gè)位置，將把足夠的力量應(yīng)用于車(chē)輪，會(huì)阻止車(chē)輪旋轉(zhuǎn)，其余的力量將推動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)，這個(gè)可以用反蹲來(lái)計(jì)算，為特定的汽車(chē)填寫(xiě)變量。(Bastow, Whitehead. 1993)
一旦軸中心和反蹲幾何被最大化，那么就是時(shí)候查看一下彈簧剛度了。彈簧剛度影響側(cè)騎彈簧負(fù)載轉(zhuǎn)移分布。降低車(chē)輛一端的彈簧剛度甚至?xí)Y(jié)束那一段的負(fù)載能力，但是可以提高這一段的橫向力。在一輛汽車(chē)上更硬的彈簧能夠減少車(chē)體的搖擺，這對(duì)于一輛賽車(chē)是非常理想的。一輛賽車(chē)，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)的那一端，未驅(qū)動(dòng)的那一端會(huì)很生硬的上下跳躍，這就使得驅(qū)動(dòng)輪更加均勻的加載牽引力。(Milliken and Milliken 1995).
差速器（通常被稱為diff）主要把由傳動(dòng)軸傳來(lái)的扭矩傳輸?shù)杰?chē)輪上。有三種主要類型的差速器，開(kāi)放式差速器，鎖定型（稱為線軸）以及有限滑動(dòng)式差速器。所選的差速器類型會(huì)影響一輛汽車(chē)的牽引力大小。
大多數(shù)工廠路上的汽車(chē)都是開(kāi)放式的差速器，這樣的差速器是通過(guò)如下方式工作的，參考下面的圖表。一個(gè)小齒輪的旋轉(zhuǎn)是由一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸和更大的環(huán)形齒輪驅(qū)動(dòng)的。環(huán)形齒輪驅(qū)動(dòng)幾個(gè)小齒輪以便兩個(gè)側(cè)齒輪可以朝向相反的方向。這兩個(gè)側(cè)齒輪使軸轉(zhuǎn)動(dòng)一半，反過(guò)來(lái)又可以驅(qū)動(dòng)輪子運(yùn)動(dòng)。(Wikipedia, 2007)
這兩個(gè)外部的小齒輪能夠互相旋轉(zhuǎn)的原因是左邊和右邊的輪子在汽車(chē)行進(jìn)時(shí)能夠以不同的速度旋轉(zhuǎn)，雖然在所有條件下提供給每個(gè)軸的扭矩是相同的。
圖表2.1 開(kāi)放式差速器
http://www.offroaders.com/info/tech-corner/project-cj7/images/locker/open-differential-partsid.Jpg
每個(gè)車(chē)輪的扭矩是發(fā)動(dòng)機(jī)和在那個(gè)輪子上的牽引力的阻力的傳輸?shù)慕Y(jié)果。除非符合異常高，發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱通?？梢蕴峁┍M可能多的轉(zhuǎn)矩，因此限制因素通常是每個(gè)輪子的牽引力。很容易的就可以把牽引力定義為在車(chē)輪開(kāi)始滑動(dòng)前產(chǎn)生于車(chē)輪和地面之間的力矩。如果所有的驅(qū)動(dòng)輪總的牽引力超過(guò)推動(dòng)汽車(chē)在任何情況下前進(jìn)的轉(zhuǎn)矩，那么這個(gè)車(chē)輪就會(huì)被驅(qū)動(dòng)前進(jìn)，否則，只能有一個(gè)或幾個(gè)輪子旋轉(zhuǎn)。(Wikipedia, 2007).
這種開(kāi)放式差速器的局限性是由于相對(duì)于其他輪子來(lái)說(shuō)，它總是允許旋轉(zhuǎn)更快的的輪子。例如把一個(gè)非彈簧的重量從左邊轉(zhuǎn)移到車(chē)的右邊，因此右邊的輪子對(duì)地面會(huì)有更大的力量，相應(yīng)的左邊車(chē)輪對(duì)地面的力量就會(huì)變小，這樣通常會(huì)導(dǎo)致左邊的驅(qū)動(dòng)輪旋轉(zhuǎn)或是去牽引力，在這個(gè)過(guò)程中，差速器中的小齒輪開(kāi)始互相旋轉(zhuǎn)起來(lái)，從而使負(fù)重的輪子也就是右輪比左輪對(duì)旋轉(zhuǎn)有更大的阻擋力。開(kāi)放式的差速器能夠使左輪旋轉(zhuǎn)的更快，并且使右輪保持現(xiàn)有的速度。(Wikipedia, 2007).
注意開(kāi)放式差速器對(duì)兩個(gè)輪子提供同樣大的轉(zhuǎn)矩，因此兩個(gè)輪子推動(dòng)汽車(chē)向前行駛的力量是相同的，雖然左邊的輪子去打破牽引力所需的力量比右邊的輪子更大，但是相對(duì)于右輪，左輪能夠轉(zhuǎn)得更快。(Wikipedia, 2007).
這個(gè)已經(jīng)使許多人認(rèn)為開(kāi)放式差速器是單輪驅(qū)動(dòng)，雖然這種類型的差速器給兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪提供了同樣的轉(zhuǎn)矩。由于不同程度的牽引力是由許多因素決定的，例如路面，重量變化以及發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)力矩等等，因此開(kāi)放式差速器是不適合于比賽的。接下來(lái)介紹限滑差速器，最常用的形式是離合式限滑差速器。這種類型的差速器使用離合器片用來(lái)限制兩側(cè)齒輪的速度，只要一個(gè)輪子有摩擦就可以使有用的力矩傳輸?shù)絻蓚€(gè)輪子上。這種限滑差速器是電路賽車(chē)最常使用的差速器類型。(Wikipedia, 2007)
鎖定差速器或管路式不包括小齒輪，并且兩個(gè)輪子的速度總是一樣的。這種差速器最主要的局限性是不允許車(chē)輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，因此汽車(chē)很難轉(zhuǎn)入角落，因?yàn)閮蓚€(gè)驅(qū)動(dòng)輪總是試圖推動(dòng)汽車(chē)在一個(gè)直線行進(jìn)。這種差速器類型通常被用于拉力賽和低預(yù)算電路賽車(chē)上，因?yàn)楸绕鹣藁钏倨?，鎖定差速器價(jià)格更加低廉。
VIII
大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
（學(xué)生填表）
學(xué)院： 車(chē)輛與動(dòng)力工程學(xué)院 2013 年 4月19 日
設(shè)計(jì)（論文）
題目
輕型載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)(驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì))
學(xué)生姓名
專業(yè)班級(jí)
課題類型
畢業(yè)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師
職稱
課題來(lái)源
組合生產(chǎn)
1. 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義
隨著時(shí)代的發(fā)展，汽車(chē)的作用日益明顯，已成了我們生活比不缺少的工具。汽車(chē)也發(fā)展程度也成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)志。汽車(chē)不僅作為一種代步工具，同時(shí)它在運(yùn)輸業(yè)中也有著非常重要的地位，特別是在一些短途運(yùn)輸中。因此載貨汽車(chē)的發(fā)展也非常迅速，載貨汽車(chē)總的分為重型和輕型兩種。
汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋在汽車(chē)的各種總成中是涵蓋機(jī)械零件、部件、分總成等的品種最多的總成。例如，驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車(chē)輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。由此可見(jiàn)，汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、元件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。
并且隨著近年來(lái)油價(jià)的上漲，汽車(chē)的運(yùn)輸成本也越來(lái)越高，因此在保證汽車(chē)的動(dòng)力性的前提下，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也變得非常重要。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī)—傳動(dòng)軸—驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者，也是整個(gè)機(jī)器的心臟，而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。
同時(shí)，人們對(duì)于汽車(chē)的行駛平順性、操作穩(wěn)定性和平均行駛速度有了更高的要求，這都和汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的選擇有著非常重要的關(guān)系。
綜上所述，通過(guò)對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。
2. 二國(guó)內(nèi)外同類設(shè)計(jì)（或同類研究）的概況綜述
目前我國(guó)正在大力發(fā)展汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，采用后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車(chē)平衡性和操作性都將會(huì)有很大的提高。后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)加速時(shí)，牽引力將不會(huì)由前輪發(fā)出，所以在加速轉(zhuǎn)彎時(shí)，司機(jī)就會(huì)感到有更大的橫向握持力，操作性能好。維修費(fèi)用低也是后輪驅(qū)動(dòng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，盡管由于構(gòu)造和車(chē)型的不同，這種費(fèi)用將會(huì)很大的差別。如果變速器出了障礙，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)橋的汽車(chē)就不需要進(jìn)行維修，但是對(duì)于前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)來(lái)說(shuō)也許就有這個(gè)必要了，因?yàn)檫@兩個(gè)部件是坐在一起的。所以后輪驅(qū)動(dòng)必然會(huì)使得乘車(chē)更加安舒適，從而帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
目前國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)了絕大部分份額，但仍有一定數(shù)量的車(chē)橋依賴進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)車(chē)橋與國(guó)際先進(jìn)水平仍有一定差距。國(guó)內(nèi)車(chē)橋長(zhǎng)的差距主要體現(xiàn)在設(shè)計(jì)和研發(fā)能力上，目前有研發(fā)能力的車(chē)橋廠家還不多，一些廠家僅僅停留在組裝階段。實(shí)驗(yàn)設(shè)備也有差距，比如工程車(chē)和牽引車(chē)在行駛過(guò)程中，齒輪嚙合接觸區(qū)的形狀是不同的，國(guó)外先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠模擬這種狀態(tài)，而我國(guó)現(xiàn)在還在摸索中。
在具體工藝細(xì)節(jié)方面，我國(guó)和世界水平的差距還比較大，歸根結(jié)底后橋的功用是承載和驅(qū)動(dòng)。在這兩方面，今年來(lái)出現(xiàn)了一些新的變化。另外，在結(jié)構(gòu)方面，單級(jí)驅(qū)動(dòng)橋的使用比例越來(lái)越高；技術(shù)方面，輕量化、舒適性的要求將逐步提高?？傮w而言，現(xiàn)在汽車(chē)向節(jié)能、環(huán)保、舒適等方面發(fā)展的趨勢(shì)，要求車(chē)橋向輕量化、大扭矩、低噪聲、寬速比、壽命長(zhǎng)和低生產(chǎn)成本。
目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的廠家較多，品種和規(guī)格也較齊全，其性能和質(zhì)量基本上能夠滿足國(guó)產(chǎn)農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械的使用需求，呈現(xiàn)了明顯的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)：由進(jìn)口國(guó)外產(chǎn)品向國(guó)產(chǎn)化發(fā)展，由小作坊向正規(guī)化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，由低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品發(fā)展，由引進(jìn)國(guó)外技術(shù)向自主研發(fā)發(fā)展。在技術(shù)方面，通過(guò)不斷提高自身鑄鍛造技術(shù)及工藝水平來(lái)保證研發(fā)產(chǎn)品制造質(zhì)量；通過(guò)利用先進(jìn)科學(xué)的設(shè)計(jì)輔助手段來(lái)達(dá)到設(shè)計(jì)優(yōu)化的目的；通過(guò)不斷學(xué)習(xí)吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)技術(shù)與國(guó)際接軌的目標(biāo)，從而提高產(chǎn)品的核心競(jìng)爭(zhēng)力；通過(guò)運(yùn)用先進(jìn)的技術(shù)及方法來(lái)提高產(chǎn)品的性能，滿足市場(chǎng)需求，推進(jìn)機(jī)電一體化進(jìn)程。
目前國(guó)內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋生產(chǎn)廠家分為四種類型。
一是與國(guó)際知名品牌廠家合作，利用國(guó)內(nèi)本土資源優(yōu)勢(shì)及國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)支持生產(chǎn)。如1995年柳工與德國(guó)采埃孚公司在柳州建立的合資公司，除生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平雙變外，還生產(chǎn)采埃孚高技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)橋，供中國(guó)高技術(shù)及出口裝載機(jī)、平地機(jī)等配套，為中國(guó)高技術(shù)水平驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)的發(fā)展起到了促進(jìn)作用。成工引進(jìn)了卡特三節(jié)式濕式橋的樣機(jī)，成功開(kāi)發(fā)了成工的三節(jié)式系列濕式橋，已批量推向了市場(chǎng)。2005年，東風(fēng)車(chē)橋通過(guò)與美國(guó)德納公司合資合作，雙方斥巨資已經(jīng)建成國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、效益最佳、管理最好的商用車(chē)橋公司，逐步融入全球汽車(chē)零部件大循環(huán)之中。徐州美馳車(chē)橋有限公司是由美國(guó)的阿文美馳公司和徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司共同投資的合資公司，公司投資總額2408.7萬(wàn)美元，注冊(cè)資本1680.3萬(wàn)美元，其中美方股比為60%、中方為40%，擁有員工1000多人，其中工程技術(shù)人員100多人，主要產(chǎn)品包括各種輪式車(chē)輛用剛性橋、從動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋、轉(zhuǎn)向貫通驅(qū)動(dòng)橋、貫通橋。
二是通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，依托本土的環(huán)境優(yōu)勢(shì)建立的民族企業(yè)，占據(jù)著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的大部份額。如引進(jìn)意大利菲亞特技術(shù)、依托于中國(guó)一拖旗下的一拖（洛陽(yáng)）開(kāi)創(chuàng)裝備科技有限公司就是典型的代表。其農(nóng)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品已從16馬力覆蓋至200馬力，所生產(chǎn)的80~160馬力驅(qū)動(dòng)橋在市場(chǎng)上占據(jù)著主導(dǎo)地位，有“中國(guó)第一橋”的美譽(yù)。此外，山東的前進(jìn)橋廠、煙臺(tái)捷林達(dá)橋廠以及新昌齒輪箱廠也在不斷借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展。
三是一些主機(jī)廠家根據(jù)自身需要，利用自身資源自產(chǎn)自用，也是國(guó)產(chǎn)驅(qū)動(dòng)橋的一種發(fā)展模式。比如常發(fā)集團(tuán)生產(chǎn)的中小馬力拖拉機(jī)上用的驅(qū)動(dòng)橋就是典型的生產(chǎn)自用型。此外，龍工、徐工等工程機(jī)械廠家也生產(chǎn)自己整機(jī)上所用的驅(qū)動(dòng)橋，但這種模式僅為自給自足，很難滿足外部市場(chǎng)需求
三，主要研究?jī)?nèi)容
完成輕型載貨汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)，完成裝配圖及若干關(guān)鍵零部件圖，總工作量不小于3張零號(hào)圖紙，編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，內(nèi)容不少于12000字，說(shuō)明書(shū)要求計(jì)算機(jī)打印；要求完成一張1號(hào)圖面機(jī)繪圖，保證有30個(gè)學(xué)時(shí)的上機(jī)工作量。閱讀不少于15篇的最新文獻(xiàn)期刊；編寫(xiě)不少于400字符的中文摘要，并翻譯成外文；要有1萬(wàn)字符的外文翻譯資料
四，主要技術(shù)指標(biāo)
1， 采用480Q發(fā)動(dòng)機(jī)，（5+1）檔變速箱，最高車(chē)速不小于80Km/h；
2， 最小離地間隙不小于160mm，采用雙曲面齒輪主動(dòng)傳動(dòng)。
三、 本課題的進(jìn)度安排
2周 查閱總結(jié)文獻(xiàn)資料，搜集數(shù)據(jù)、圖片、資料等，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容、思路和初步技術(shù)方案。學(xué)習(xí)熟悉軟件應(yīng)用、復(fù)習(xí)專業(yè)知識(shí)！完成開(kāi)題報(bào)告，論證技術(shù)方案，確定詳細(xì)的設(shè)計(jì)內(nèi)容、完成任務(wù)、方法、技術(shù)路線。
2周 完成主減速器、差速器、橋殼、車(chē)輪傳動(dòng)裝置等的設(shè)計(jì)計(jì)算、選型等任務(wù)。
4周 完成工程圖繪制。
2周 完成論文撰寫(xiě)。
1周 審核，
1周 答辯
指導(dǎo)老師意見(jiàn)
指導(dǎo)老師簽字： 年 月 日
教研室意見(jiàn)
教研室簽字： 年 月 日
輕型載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)（驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)）
摘 要
本說(shuō)明書(shū)闡述的內(nèi)容是關(guān)于輕型客車(chē)驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程。
驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)行駛系的重要組成部分，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車(chē)輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能。所以其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到整車(chē)性能的好壞。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者本著嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在方案論證部分，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說(shuō)明。本設(shè)計(jì)選用了單級(jí)減速器，采用的是雙曲面齒輪嚙合傳動(dòng)，盡量的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮減尺寸，有效的利用空間，充分減少材料浪費(fèi)，減輕整體質(zhì)量。由于是輕型貨車(chē)，主要形式在路面較好的條件下，因此沒(méi)有使用差速鎖。
在設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核部分，對(duì)主減速器主從動(dòng)齒輪、差速器齒、輪車(chē)輪傳動(dòng)裝置和花鍵等重要部件的參數(shù)作了選擇。同時(shí)也對(duì)以上的幾個(gè)部件進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。
關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋，輕型客車(chē)，差速器，主減速器
THE DESIGN OF LIGHT DRIVE
ABSTRACT
The main content of this literature is the process of the design and calculation of the drive axle for mini-bus.
As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design.
In the part of selection and argumentation ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality..
In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism.
Key words ：drive axle ,mini-bus ,differential gear, main-reducer
II
輕型載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)（驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)）
摘 要
本說(shuō)明書(shū)闡述的內(nèi)容是關(guān)于輕型客車(chē)驅(qū)動(dòng)橋總成設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程。
驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)行駛系的重要組成部分，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車(chē)輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能。所以其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到整車(chē)性能的好壞。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)者本著嚴(yán)謹(jǐn)和認(rèn)真的態(tài)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在方案論證部分，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其總成結(jié)構(gòu)形式的選擇作了具體的說(shuō)明。本設(shè)計(jì)選用了單級(jí)減速器，采用的是雙曲面齒輪嚙合傳動(dòng)，盡量的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，縮減尺寸，有效的利用空間，充分減少材料浪費(fèi)，減輕整體質(zhì)量。由于是輕型貨車(chē)，主要形式在路面較好的條件下，因此沒(méi)有使用差速鎖。
在設(shè)計(jì)計(jì)算與強(qiáng)度校核部分，對(duì)主減速器主從動(dòng)齒輪、差速器齒、輪車(chē)輪傳動(dòng)裝置和花鍵等重要部件的參數(shù)作了選擇。同時(shí)也對(duì)以上的幾個(gè)部件進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。
關(guān)鍵詞：驅(qū)動(dòng)橋，輕型客車(chē)，差速器，主減速器
THE DESIGN OF LIGHT DRIVE
ABSTRACT
The main content of this literature is the process of the design and calculation of the drive axle for mini-bus.
As one of main component of vehicle drive line, its basic effect is to enlarge the torques that comes from the drive shafts or directly from the transmission, and distributes the torques to side wheels, and make the side wheels have the differential drive axle has an important effect on vehicle performance, therefore, we should keep a serious and earnest attitude during the course of design.
In the part of selection and argumentation ,a concrete description of structure form of drive axle and its assemblies are made. In this design, it has selected the single-grade main-reducer drive axle, it is two hypoid gears, it can simplify the structure, reduce the size, make effect use of the space and materials, reduce the whole quality..
In the part of designing conclusion and strength check, parameter of the essential units such as the speed reduction,differential,wheel drive mechanism and so on are selected. At the same time, the author makes the strength check to the main speed reduction,differential wheels drive mechanism.
Key words ：drive axle ,mini-bus ,differential gear, main-reducer
目 錄
前言…………………………………………………………1
第一章 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案分析…………………….2
第二章 主減速器齒輪的設(shè)計(jì)………………………….4
§2.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式………………………………4
§2.2主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式及安置方法……4
§2.3主減速比的確定……………………………………5
§2.4主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定……………………6
§2.4.1 從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷的確定…………………………6
§2.4.2主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩……………………………7
§2.5主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇………………7
§2.5.1主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇…………………………8
§2.5.2從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇…………8
§2.5.3雙曲面齒輪齒寬F的選擇………………………8
§2.5.4準(zhǔn)雙曲面小齒輪偏移距以及方向的選擇………8
§2.5.5螺旋角β的選擇…………………………………9
§2.5.6法面壓力角α的選擇…………………………9
§2.5.7圓弧齒錐齒輪銑刀盤(pán)名義直徑的選擇…………9
§2.5.8準(zhǔn)雙曲面齒輪的計(jì)算………………………9
§2.5.9準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算………………………17
§2.5.10主減速器齒輪的材料及熱處理………………20
§2.5.11主減速器軸承的計(jì)算…………………………20
第三章差速器的設(shè)計(jì)………………………………………………22
§3.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇……………………22
§3.1.1行星齒輪數(shù)目的選擇 ……………………………22
§3.1.2行星齒輪球面半徑的選擇………………………22
§3.1.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇…………………22
§3.1.4 差速器錐齒輪以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確…23
§3.1.5壓力角……………………………………………23
§3.1.6行星齒輪安裝孔的直徑以及深度L………………23
§3.2差速器齒輪的幾何尺寸的計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算………24
第四章 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置……………………………………27
§4.1半軸結(jié)構(gòu)型式分析………………………………………27
§4.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………27
§4.2.1全浮式半軸桿部直徑的初選…………………………27
§4.2.2強(qiáng)度校核……………………………………………28
第五章驅(qū)動(dòng)橋橋殼……………………………………………29
§5.1驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析………………………………29
結(jié) 論…………………………………………………………………30
參考文獻(xiàn)………………………………………….…………………31
致 謝…………………………………………………………………32
前 言
本課題是對(duì)輕載貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。故本說(shuō)明書(shū)將以“驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)”內(nèi)容對(duì)驅(qū)動(dòng)橋及其主要零部件的結(jié)構(gòu)型式與設(shè)計(jì)計(jì)算作一一介紹。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展及汽車(chē)技術(shù)的提高，驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)、制造工藝都在日趨完善。驅(qū)動(dòng)橋和其它汽車(chē)總成一樣，除了廣泛采用新技術(shù)外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中日益朝著“零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織的專業(yè)化目標(biāo)前進(jìn)。
汽車(chē)后橋是汽車(chē)的重要大總成，承受著汽車(chē)的滿載簧上荷重及地面凈車(chē)輪、車(chē)架或承載車(chē)身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。汽車(chē)車(chē)橋的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車(chē)的可靠性和耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車(chē)的行駛性能和操作性能有直接影響。因此，汽車(chē)后橋的結(jié)構(gòu)形式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車(chē)的整車(chē)設(shè)計(jì)極其重要。
本課題所設(shè)計(jì)的是輕型載貨汽車(chē)后橋總成，要求傳動(dòng)平穩(wěn)高效，要求最大車(chē)速不小于80 km/h ，最小離地間隙160mm。設(shè)計(jì)思路可分為以下幾點(diǎn)：首先選擇初始方案，采用后橋驅(qū)動(dòng)，所以設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)需要符合輕型貨車(chē)的結(jié)構(gòu)要求；接著選擇各部件的結(jié)構(gòu)形式；最后選擇各部件的具體參數(shù)，設(shè)計(jì)出各主要尺寸。單級(jí)主減速器采用準(zhǔn)雙曲面齒輪，差速器采用對(duì)稱式行星齒輪差速器，整體式橋殼。
汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)涉及的機(jī)械零部件及組件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件、組件及總成的制造也幾乎要設(shè)計(jì)到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過(guò)對(duì)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。所以這次設(shè)計(jì)將對(duì)將來(lái)的學(xué)習(xí)工作有著深遠(yuǎn)影響。
第一章驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案分析
驅(qū)動(dòng)橋處于動(dòng)力傳動(dòng)系的末端，其基本功能是增大由傳動(dòng)軸或變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩,并將動(dòng)力合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)輪，另外還承受作用于路面和車(chē)架或車(chē)身之間的垂直力力和橫向力。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器、差速器、車(chē)輪傳動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)橋殼等組成。
驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：
a)所選擇的主減速比應(yīng)能保證汽車(chē)具有最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。
b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙。
c)齒輪及其它傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。
d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動(dòng)效率。
e)在保證足夠的強(qiáng)度、剛度條件下，應(yīng)力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應(yīng)盡量小，以改善汽車(chē)平順性。
驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋和斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用非獨(dú)立懸架時(shí)，應(yīng)該選用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋；當(dāng)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪采用獨(dú)立懸架時(shí)，則應(yīng)該選用斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。因此，前者又稱為非獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋；后者稱為獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋。獨(dú)立懸架驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)叫復(fù)雜，但可以大大提高汽車(chē)在不平路面上的行駛平順性。
斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋區(qū)別于非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的明顯特點(diǎn)在于前者沒(méi)有一個(gè)連接左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的剛性整體外殼或梁。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以這種橋稱為斷開(kāi)式的。另外，它又總是與獨(dú)立懸掛相匹配，故又稱為獨(dú)立懸掛驅(qū)動(dòng)橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車(chē)架橫粱或車(chē)廂底板上，或與脊梁式車(chē)架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動(dòng)軸及一部分驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)車(chē)輪由于采用獨(dú)立懸掛則可以彼此致立地相對(duì)于車(chē)架或車(chē)廂作上下擺動(dòng)，相應(yīng)地就要求驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置及其外殼或套管作相應(yīng)擺動(dòng)。
普通非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車(chē)、客車(chē)和公共汽車(chē)上，在多數(shù)的越野汽車(chē)和部分轎車(chē)上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個(gè)共同特點(diǎn)，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動(dòng)部件安裝在其中
本設(shè)計(jì)根據(jù)所定車(chē)型及其動(dòng)力布置形式（前置后驅(qū)）采用了非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋。
其結(jié)構(gòu)如圖1-1所示：
圖1-1 驅(qū)動(dòng)橋
1－半軸 2－圓錐滾子軸承 3－支承螺栓 4－主減速器從動(dòng)錐齒輪
5－油封 6－主減速器主動(dòng)錐齒輪 7－彈簧座 8－墊圈 9－輪轂
10－調(diào)整螺母
第二章 主減速器齒輪的設(shè)計(jì)
§2.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式
主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪形式，減速形式的不同而不同。其主要的應(yīng)用齒輪形式有螺旋錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。
1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。
2)當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度；雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙。
另外，雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1)在工作過(guò)程中，雙曲面齒輪副縱向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。
2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30％。
3)雙曲面齒輪相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強(qiáng)度提高。
§2.2主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式及安置方法
現(xiàn)代汽車(chē)主減速器主動(dòng)錐齒輪的支撐形式主要有兩種：懸臂式和跨置式。
圖2-1 主減速器錐齒輪的支撐形式
a)主動(dòng)錐齒輪懸臂式支撐形式b)主動(dòng)錐齒輪跨置式支撐形式 c）從動(dòng)錐齒輪支撐形式
§2.3主減速比的確定
主減速比對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸、質(zhì)量大小以及當(dāng)變速器處于最高檔位時(shí)汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性都有直接影響。i0的選擇應(yīng)在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比一起由整車(chē)動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。
i0=0.377×rr×np/vamax×igH
式中 rr: 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 rr＝0.318m
np: 最大功率時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 np＝3200r/min
vamax: 最高車(chē)速 vamax＝80 Km/h
igH: 變速器最高檔傳動(dòng)比 igH＝0.85
代入數(shù)據(jù)得：i0 = 0.377×rr×np/vamax×igH
＝0.377×0.318×3200/80×1＝4.8
§2.4主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定
根據(jù)書(shū)明書(shū)及計(jì)算結(jié)果，發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為97Nm，主減速比4.8．由于汽車(chē)行駛時(shí)，傳動(dòng)系的載荷是不斷的變化的，很難測(cè)到，也不穩(wěn)定．我們可以令經(jīng)濟(jì)機(jī)好發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)合以后所輸出的最大扭矩，配以最低擋傳動(dòng)比和驅(qū)動(dòng)輪在良好的路面上行駛開(kāi)始滑轉(zhuǎn)這兩種情況下作用在主減速器上的轉(zhuǎn)矩[,]的較小者，作為經(jīng)濟(jì)轎車(chē)在強(qiáng)度計(jì)算中用以演算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。
§2.4.1 從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷的確定
1) 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算
式中：－－發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩;這里為97Nm；
－－由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比；本車(chē)為4.77．
η－－傳動(dòng)系上的部分傳動(dòng)效率；取η＝0.9；
－－由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生的沖擊載荷的超載系數(shù)，對(duì)于一般貨車(chē)，礦用車(chē)和越野車(chē)等取＝１；當(dāng)性能系數(shù)＞０時(shí)，可?。剑?，或有實(shí)驗(yàn)決定；－－汽車(chē)滿載時(shí)，經(jīng)濟(jì)轎車(chē)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷（對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，應(yīng)考慮汽車(chē)最大加速時(shí)的負(fù)荷增大量）；這里取1
n－－ 經(jīng)濟(jì)轎車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù);此時(shí)為1；
2) 按驅(qū)動(dòng)輪打滑
=3817.1Nm
:滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷
：最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù)；這里取1.1
：輪胎與路面間的附著系數(shù)；這里取0.85
：輪胎的滾動(dòng)半徑
：輪邊減速比；本次設(shè)計(jì)無(wú)輪邊減速器，則為1
：輪邊傳動(dòng)效率
3) 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的從動(dòng)輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：
式中： G －－汽車(chē)滿載時(shí)總重；本車(chē)為60450 N .
－－所牽引的掛車(chē)的滿載總重，用于牽引車(chē)的計(jì)算；
－－道路的滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)，對(duì)于轎車(chē)可取f＝0.010～0.015；對(duì)于載貨車(chē)，可取0.015～0.09，對(duì)于越野汽車(chē)可取0.020～0.035；這里取0.015
－－汽車(chē)正常使用時(shí)平均爬坡系數(shù),載貨汽車(chē)0.05~1.09 ; 取 0.08
－－車(chē)論的滾動(dòng)半徑;本車(chē) 0.318m 。
－－起初的性能系數(shù):
當(dāng) >16時(shí)，可?。?0 .
其它見(jiàn)前式．
§2.4.2主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
：從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩應(yīng)取前兩種的較小值，即=min[,]；當(dāng)計(jì)算錐齒輪疲勞壽命時(shí)，取
：主減速比
：主從動(dòng)齒輪間的傳動(dòng)效率
1) 按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩和傳動(dòng)系最低檔速比確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
2) 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
3) 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定的主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
§2.5主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇
§2.5.1主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇
對(duì)于本輕型載貨汽車(chē)采用的單級(jí)主減速器，首先應(yīng)根據(jù)的大小選擇主減速器的主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)，。為了使磨合均勻，，之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重合系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車(chē)應(yīng)不小于40 。當(dāng)較大時(shí)，盡量的取小，以得到滿意的離地間隙。本車(chē)主減速器傳動(dòng)比達(dá)到4.8，初步取=8 ，=39 。
§2.5.2從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇
主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選出：
公式： －－從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑，mm；
－－直徑系數(shù)，可取＝13～16；
－－從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；=[,]
計(jì)算結(jié)果 ＝
取 =189 mm ；
由下式計(jì)算; =4.8
式中為齒輪端面模數(shù)。
同時(shí)還應(yīng)滿足
式中： －－ 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ，Nm ；
計(jì)算得 m = 4.8 .
§2.5.3雙曲面齒輪齒寬F的選擇
通常推薦雙曲面齒輪傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒寬F 為其節(jié)錐距的0.30倍，但F 不應(yīng)超過(guò)端面模數(shù)的m 的10倍 。 對(duì)于汽車(chē)工業(yè)，主減速器圓弧齒錐齒輪 推薦采用： =0.155=0.155×189 =29.9 mm 圓整取30mm
式中：從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑；mm；
=1.1=33
§2.5.4準(zhǔn)雙曲面小齒輪偏移距以及方向的選擇
E過(guò)大則導(dǎo)致齒面縱向滑動(dòng)的增大，引起齒面的過(guò)早損傷。E過(guò)小則不能發(fā)揮準(zhǔn)雙曲面的優(yōu)點(diǎn)。傳動(dòng)比越大則對(duì)應(yīng)的E就越大。大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移距E可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的20～30% ，當(dāng)偏移距E大于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的20%時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。關(guān)于雙曲面齒輪偏移方向的規(guī)定：小齒輪為左旋，從動(dòng)齒輪右旋為下偏移；主動(dòng)齒輪右旋，從動(dòng)輪為左旋 為上偏移。
本設(shè)計(jì)采用上偏移。初選E =×0.2=37.8,取E=36。
§2.5.5螺旋角β的選擇
雙曲面齒輪傳動(dòng)，由于主動(dòng)齒輪相對(duì)于從動(dòng)齒輪有了偏移距，使主、從動(dòng)齒輪的名義螺旋角不相等，且主動(dòng)齒輪的大，從動(dòng)齒輪的小。選擇齒輪的螺旋角時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)、輪齒強(qiáng)度，軸向力大小的影響。螺旋角應(yīng)足夠大以使齒面重疊系數(shù)不小于1.25 ，因?yàn)辇X面重疊系數(shù)越大，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪音就越低。雙曲面齒輪大、小齒輪中點(diǎn)螺旋角平均值多在35°～40°范圍內(nèi)。
§2.5.6法面壓力角α的選擇
加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的齒數(shù)。但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降。
對(duì)于雙曲面齒輪來(lái)說(shuō)，雖然打的齒輪輪齒兩側(cè)齒形的壓力角是相等的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角不相等。因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在車(chē)輛驅(qū)動(dòng)橋主減速器的“格里森”制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，轎車(chē)選用19°的平均壓力角；載貨車(chē)選用22°30′的平均壓力角。本輕型載貨汽車(chē)選用 22°30′。
§2.5.7圓弧齒錐齒輪銑刀盤(pán)名義直徑的選擇
根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》預(yù)選刀盤(pán)半徑
§2.5.8準(zhǔn)雙曲面齒輪的計(jì)算
下表給了“格里森”制（圓弧齒）雙曲面齒輪的幾何尺寸的計(jì)算步驟，該表參考“格里森”制雙曲面齒輪1971年新的標(biāo)準(zhǔn)而制定的。表中的(65)項(xiàng)求得的齒線曲率半徑 與第七項(xiàng)的選定的刀盤(pán)半徑的差值不得超過(guò)值的。否則要重新計(jì)算(20)到(65)項(xiàng)的數(shù)據(jù)。當(dāng)＜時(shí)，則需要第(20)項(xiàng)tanη的數(shù)據(jù)增大。否則，tanη減小。若無(wú)特殊的考慮，第二次計(jì)算時(shí)，將tanη的數(shù)據(jù)增大10%即可。如果計(jì)算的結(jié)果還不能和接近，要進(jìn)行第三次計(jì)算，這次tanη的數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)公式：
序號(hào)
計(jì)算公式
結(jié)果
注釋
（1）
8
小齒輪齒數(shù)
（2）
39
大齒輪齒數(shù)
（3）
0.205128205
齒數(shù)比的倒數(shù)
（4）
b2
30
大齒輪齒面寬
（5）
E
36
小齒輪軸線偏移距
（6）
189
大齒輪分度圓直徑
（7）
63.5
刀盤(pán)名義半徑
（8）
50
小輪螺旋角的預(yù)選值
（9）
1.198
（10）
0.24615
（11）
0.9710
（12）
79.535
大輪中點(diǎn)節(jié)圓半徑
（13）
0.4395
齒輪偏置角初值
（14）
0.89824
（15）
（14）+（9）（13）
1.42476
小輪直徑放大系數(shù)k
（16）
(3)(12)
16.3149
小輪中點(diǎn)節(jié)圓半徑
（17）
23.2448
（18）
0
1.22
輪齒收縮率
（19）
346.36
截距Ｑ
（20）
0.10394
0.114334
0.13352
小輪偏置角η
（21）
1.00539
1.0065
1.0089
（22）
sinη
0.103383
0.113596
0.13235
（23）
η
（24）
0.42225
0.41922
0.4136
大輪偏置角
（25）
0.46582
0.5086
0.4543
（26）
0.27194
0.22335
0.29134
小輪節(jié)錐角初值
（27）
0.97625
0.97595
0.9601
（28）
0.432522
0.429551
0.4308
（29）
0.9016232
0.90304
0.9025
（30）
1.2095
1.214571
1.2123
（31）
-0.004974
-0.007118
-0.00616
（32）
(3)(31)
-0.0010203
-0.00146
-0.001264
（33）
0.42261
0.419386
0.41377
（34）
0.46629
0.461976
0.4545
（35）
tan=
0.24484
0.27097
0.319995
小齒輪節(jié)錐角
（36）
13.7580
15.1614
17.7400
（37）
0.9713
0.9652
0.9524
（38）
0.4351
0.4345
0.4344
齒輪偏值角校正值
（39）
25.7900
25.7500
27.7500
（40）
0.90039
0.9067
0.9007
（41）
1.1938
1.1760
1.1921
（42）
50.0470
49.6245
50.0080
（43）
0.64215
0.64779
0.6427
（44）
24.2570
23.8745
24.3580
（45）
0.9117
0.9144
0.9117
（46）
0.4506
0.4426
0.4506
（47）
0.2459
0.2726
0.3227
大輪節(jié)錐角
（48）
76.1725
74.7505
72.1160
（49）
0.9711
0.9648
0.9517
（50）
0.2388
0.26302
0.3071
（51）
23.8481
23.963
24.301
（52）
333.0600
302.3900
258.9800
（53）
（51）+（52）
356.91
325.35
283.3
（54）
74.6740
75.3840
76.1920
（55）
62.5470
57.2868
48.8
（56）
0.1149
0.1037
0.0840
極限壓力角
（57）
6.5558
5.921
4.81
（58）
0.9935
0.9947
0.9965
（59）
0.0058
0.0051
0.0042
極限曲率半徑
（60）
0.0001555
0.0001516
0.0001460
（61）
4670.6
4318.5
3718.2
（62）
0.002596
0.004191
0.007367
（63）
0.008505
0.00943
0.0117
（64）
87.388
77.790
63.377
（65）
rln=
87.95
77.79
63.599
極限法
（66）
V=
0.72
0.80
0.998
（67）
(50)(3); 1.0－(3)
0.062995
0.79487
（68）
;
71.7697
0.30476
（69）
1.00914
（70）
(49)(50)
23.1273
（71）
(12)(47) －（70）
2.5380
大輪節(jié)錐頂點(diǎn)到交叉點(diǎn)的距離
（72）
83.5715
大輪節(jié)點(diǎn)錐距
（73）
198.5620
大輪外錐距
（74）
(73)－（72）
15.7245
（75）
6.8790
大輪平均工作
（76）
0.5644
（77）
0.47947
（78）
45°
兩側(cè)輪齒壓力角之和
（79）
sin
0.707106772
（80）
22.5°
平均壓力角α
（81）
cos
0.923879535
（82）
tan
0.414214
（83）
1.15755
雙重收縮齒的大輪齒頂角和齒根角之和
(84)
∑
5.2238
(85)
0.15
大輪齒頂高系數(shù)
(86)
1
大輪齒根高系數(shù)
(87)
1.03185
大輪中點(diǎn)齒頂高
(88)
6.925
大輪中點(diǎn)齒根高
(89)
0.7074
大輪齒頂角
(90)
0.01235
(91)
4.7369
大輪齒根角
(92)
sin
0.0826
(93)
1.2260
大輪齒頂高
(94)
8.2246
大輪齒根高
(95)
C=0.150(75)+0.05
1.0819
頂隙
(96)
9.4506
大輪全齒高
(97)
8.3687
大輪工作齒高
(98)
72.8234
大輪頂錐角
(99)
sin
0.9554
(100)
cos
0.2953
(101)
=（48）－（９１）
67.3790
大輪根錐角
(102)
sin
0.9231
(103)
cos
0.3846
(104)
cot
0.4167
(105)
189.75
大論大端齒頂圓直徑
(106)
(70)+(74)(50)
27.9560
大輪輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離
(107)
26.7895
(108)
-0.0000824
(109)
-0.02303
(110)
2.5380
大輪頂錐錐頂?shù)捷S交叉點(diǎn)的距離
(111)
2.5100
大輪根錐錐頂?shù)捷S交叉點(diǎn)的距離
(112)
(12)+(70)(104)
83.397
工藝節(jié)錐的大輪節(jié)錐角
(113)
sin
0.4317
(114)
cos
0.9020
(115)
tan=(113)/(114)
0.4786
(116)
=(103)(114)
0.3470
小輪頂錐角
(117)
20.3
(118)
cos
0.9380
(119)
tan
0.3699
(120)
3.768
小輪面錐頂點(diǎn)到軸交叉點(diǎn)的距離
(121)
13.06
(122)
tan
0.027
嚙合線和小輪節(jié)錐母線的夾角
(123)
1.55
0.9996
(124)
24.2；0.912
齒輪偏置角和λ的差
(125)
2.56；0.999
小輪齒頂角
(126)
-0.27757；-0.3319
(127)
1.0006
(128)
72.0830
(129)
0.9389
(130)
(74)(127)
15.734
(131)
(128)+(130)(129)
+(75)(126)
84.9460
小輪輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離
(132)
(4)(127)－(130)
14.283
小輪前輪冠到軸交叉點(diǎn)的距離
(133)
56.4750
(134)
(121)+(131)
97.9960
小輪大端齒頂圓直徑
(135)
72.4970
(136)
86.68
確定小輪根錐的大輪偏置角
(137)
0.415
(138)
24.54
(139)
cos
0.9097
(140)
11.8749
小輪根錐頂點(diǎn)到軸交叉點(diǎn)的距離
(141
3.369
(142)
sin
0.2686
小輪根錐角
(143)
15.58
(144)
cos
0.963
(145)
tan
0.279
(146)
0.15
最小法向側(cè)隙
(147)
0.2
最大法向側(cè)隙
(148)
(90)+(42)
0.206
(149)
(96)－(4)(148)
3.271
(150)
69.296
§2.5.9準(zhǔn)雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算
單位齒上的圓周力
在汽車(chē)工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常用在其齒輪的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)的圓周力來(lái)估算，即：
N/mm
式中 ：P－－作用在齒輪上的圓周力，按照發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種工作載荷來(lái)計(jì)算，N ；
F－－從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm 。
按照發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩來(lái)計(jì)算：
N/mm
其中 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm；
變速器的傳動(dòng)比。
按最大轉(zhuǎn)矩 =
按最大附著力 1388
表2-1許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力表
參數(shù)汽車(chē)類別
輪胎與地面附著系數(shù)
Ⅰ擋
Ⅱ擋
直接擋
轎車(chē)
893
536
321
893
0.85
載貨汽車(chē)
1429
250
1429
0.85
公共汽車(chē)
982
214
0.86
牽引汽車(chē)
536
250
0.86
在現(xiàn)代汽車(chē)的制造業(yè)中，由于材料以及加工工藝等質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)的圓周力有時(shí)會(huì)高出上表中的數(shù)據(jù)。
（2）齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算
汽車(chē)主減速器雙曲面齒輪的計(jì)算彎曲強(qiáng)度應(yīng)力為：
N/
式中：該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm ；對(duì)于從動(dòng)齒輪
超載系數(shù) ，取 1 ；
尺寸系數(shù)，當(dāng)端面模數(shù) 時(shí) ， ；
載荷分配系數(shù) ，取 =1.00 ；
質(zhì)量系數(shù)，=1 ；
b計(jì)算齒輪的齒面寬 ,30 mm ;
計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。查得 J=0.3 ；
1)主動(dòng)錐齒輪強(qiáng)度校核
1.以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速比所確定的主動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)矩用=min[,]計(jì)算：
2.以汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的主動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來(lái)校核
2)從動(dòng)錐齒輪強(qiáng)度校核
1.以發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和傳動(dòng)系最低當(dāng)速比所確定的從動(dòng)錐齒輪的轉(zhuǎn)矩=min[,]為計(jì)算扭矩來(lái)校核
2.以汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩所確定的從動(dòng)錐齒輪轉(zhuǎn)矩為計(jì)算扭矩來(lái)校核
彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算合格。
(3)輪齒接觸強(qiáng)度
錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力公式：
T：為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；
:過(guò)載系數(shù)；
：尺寸系數(shù)；
：齒面載荷分配系數(shù)；
：質(zhì)量系數(shù)；
由于接觸應(yīng)力主從動(dòng)齒輪相等，所以以下只計(jì)算主動(dòng)輪的
1)按主動(dòng)輪計(jì)算載荷計(jì)算
2)按日常行駛轉(zhuǎn)矩計(jì)算
齒面接觸強(qiáng)度驗(yàn)算合格。
§2.5.10主減速器齒輪的材料及熱處理
汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其它齒輪比較，它具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷，齒面疲勞點(diǎn)蝕，磨損和擦傷等。雙曲面齒輪用滲碳合金制造，主要用20GrMnTi ，22GrMnMo , 20GrNiMo , 20MnVB和20Mn2TiB 。
由于新齒輪潤(rùn)滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合，咬死或擦傷，防止早期磨合，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動(dòng)副在熱處理及精加工時(shí)均處于以厚度 0.005~0.010~0.025的磷化處理或鍍銅，鍍錫，這叫表層鍍層，不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。對(duì)齒輪進(jìn)行噴完處理有可能提高壽命達(dá)25% 。
§2.5.11主減速器軸承的計(jì)算
根據(jù)《汽車(chē)設(shè)計(jì)》（劉惟信編）中介紹，主動(dòng)輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為
主從動(dòng)錐齒輪的中點(diǎn)分度園直徑如下：
主動(dòng)輪受力為
從動(dòng)輪受力
則由此可計(jì)算出主從動(dòng)輪上的軸向力和頸向力
主動(dòng)輪的軸向力為：
徑向力
從動(dòng)輪軸向力
徑向力
軸承力及壽命計(jì)算
經(jīng)計(jì)算，所有軸承均合格，這里就不詳細(xì)書(shū)寫(xiě)了。
第三章 差速器的設(shè)計(jì)
汽車(chē)在形式的過(guò)程中，左右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往是不相等的。如轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)側(cè)車(chē)輪行程比外側(cè)車(chē)輪短;左右兩輪胎的氣壓不相等，臺(tái)面的磨損不均勻，兩車(chē)輪上的負(fù)荷不均勻而引起的車(chē)輪滾動(dòng)半徑不相等；差速器按期結(jié)構(gòu)特征可分為：齒輪式，凸輪使，渦輪式等。汽車(chē)上廣泛采用的是對(duì)稱錐齒輪式差速器，該差速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量小，維修容易，成本低等優(yōu)點(diǎn)。
由于本設(shè)計(jì)題目是輕型客氣驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，其行駛多在市內(nèi)，道路條件良好，為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)和降低成本，決定使用一般的星星齒輪式差速器。
§3.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇
§3.1.1行星齒輪數(shù)目的選擇
轎車(chē)常用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪。本車(chē)采用4個(gè)行星齒輪 。
§3.1.2行星齒輪球面半徑的選擇
這是行星齒輪的安裝尺寸,他決定了圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸.實(shí)際上代表了圓錐行星齒輪的節(jié)錐距,因此在一定程度上也代表了圓錐行星齒輪差速器的強(qiáng)度.可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定:
=35.6 mm
其中 -----行星齒輪球面半徑系數(shù), =2.52~2.99,對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的轎車(chē),可取小值.
------計(jì)算轉(zhuǎn)矩,可取1--3的較小值
節(jié)錐距的確定：
=35.00 mm
§3.1.3 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇
為了提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)盡量的減小齒數(shù)，但一般不小于10，半軸齒輪的齒數(shù)一般采用14~25。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.5~2的范圍內(nèi)。
在任何的圓錐行星齒輪差速器中,左右半軸齒輪的齒數(shù)的和必須能被行星齒輪齒數(shù)所整除。否則將無(wú)法安裝.即：
；
取Z1=10， Z2=16。
其中 ： 左右半軸齒輪齒數(shù)；
n 行星齒輪數(shù)；
I 任意的整數(shù)。
§3.1.4 圓錐行星齒輪差速器錐齒輪模數(shù)以及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定
首先確定行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角：
=32 =58
其中 分別為行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)
再按照下面的公式求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m：
=3.7
§3.1.5壓力角
目前汽車(chē)差速器錐齒輪的壓力角大多的選用=,齒高系數(shù)為0.8
§3.1.6行星齒輪安裝孔的直徑以及深度L
=13.56 mm 取15mm
L=1.1=16.5mm 取17mm
其中： 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩； Nm；
n 行星齒輪數(shù)；
r為行星齒輪支撐面的中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x；mm;
支撐面的許用擠壓應(yīng)力,可取98MP。
§3.2差速器齒輪的幾何尺寸的計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算
下表為設(shè)計(jì)的汽車(chē)差速器的直齒錐齒輪幾何尺寸計(jì)算表：
序 號(hào)
項(xiàng) 目
計(jì)算公式
結(jié) 果
（1）
行星齒輪齒數(shù)
應(yīng)盡量取小
10
（2）
半軸齒輪齒數(shù)
切滿足
安裝要求
16
（3）
模數(shù)
m
4
（4）
齒面寬
10
（5）
齒工作高
6.4
（6）
齒全高
7.203
（7）
壓力角
一般汽車(chē)：°
22.5°
（8）
軸交角
°
90°
（9）
節(jié)圓直徑
=40
=64
（10）
節(jié)錐角
=32°
=58°
（11）
節(jié)錐距
34
（12）
周節(jié)
t=3.1416m
12.5464
（13）
齒頂高
4.2
=2.1996
（14）
齒根高
（15）
徑向間隙
0.803
（16）
齒根角
（17）
面錐角
°
°
（18）
根錐角
°
°
（19）
外圓直徑
（20）
節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離
27.774
18.1347
（21）
理論弧齒厚
7.1018
5.4446
（22）
齒側(cè)間隙
B
0.127~0.178
差速器齒輪主要是進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算,不考慮疲勞壽命,因?yàn)樾行驱X輪在差速器的工作中主要起著等比推力杠桿的作用,只是在左右驅(qū)動(dòng)輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)才有相對(duì)的滾動(dòng)。
汽車(chē)差速器的彎曲應(yīng)力為:
MP
式中 ： T 差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸的轉(zhuǎn)矩 N·m；
Tj 計(jì)算轉(zhuǎn)矩；
n 差速器行星齒輪數(shù)目；
Z2 半軸齒輪齒數(shù)；
Ks 尺寸系數(shù)，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù) m≥1.6mm時(shí)，Ks＝；
Km 載荷分配系數(shù)；取Km＝1；
Kv 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取Kv＝1；
b 齒面寬；mm
m 端面模數(shù)；
J 計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。
當(dāng)=min[,]；
= 567
當(dāng)=
=205.1
由計(jì)算可知：錐齒輪的彎曲應(yīng)力能夠符合要求 。
第四章 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的傳動(dòng)裝置
§4.1半軸結(jié)構(gòu)型式分析
半軸根據(jù)其車(chē)輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。
半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車(chē)輪裝在半軸上。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷較大，只用于轎車(chē)和輕型貨車(chē)及輕型客車(chē)上。
3／4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直接支承著車(chē)輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。該半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用在轎車(chē)和輕型貨車(chē)上。
全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上。由于其工作可靠，廣泛用于輕型及以上的各種載貨車(chē)，越野汽車(chē)和客車(chē)上。
§4.2半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
：滿載狀態(tài)下的后橋靜載荷
：最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù)
：輪胎與路面間的附著系數(shù)。
：車(chē)輪滾動(dòng)半徑
§4.2.1全浮式半軸桿部直徑的初選
：為半軸桿部直徑
：為半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩
K：為直徑系數(shù)
§4.2.2強(qiáng)度校核
1.半軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為
式中：：為半軸扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力
：為半軸桿部直徑
2.半軸的扭轉(zhuǎn)角
式中：為扭轉(zhuǎn)角
：半軸長(zhǎng)度
G：為材料剪切彈性模量
：半軸端面極慣性矩
根據(jù)《汽車(chē)設(shè)計(jì)》推薦，半軸的單位長(zhǎng)度扭轉(zhuǎn)角在6~15較合適。
第五章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼
驅(qū)動(dòng)橋殼的主要作用是支撐汽車(chē)質(zhì)量，并承受由車(chē)輪傳來(lái)的路面的反力和反力矩，并經(jīng)懸架傳給車(chē)架（或車(chē)身）；它又是主減速器、差速器、半軸的裝配基體。同時(shí)它又是主減速器、差速器及驅(qū)動(dòng)車(chē)輪傳動(dòng)裝置(如半軸)的外殼。
在汽車(chē)行駛過(guò)程中，橋殼承受繁重的載荷，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮在動(dòng)載荷下橋殼有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了減小汽車(chē)的簧下質(zhì)量以利于降低動(dòng)載荷、提高汽車(chē)的行駛平順性，在保證強(qiáng)度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量．橋殼還應(yīng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便以利于降低成本。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。在選擇橋殼的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，還應(yīng)考慮汽車(chē)的類型、使用要求、制造條件、材料供應(yīng)等。
§5.1驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)方案分析
驅(qū)動(dòng)橋殼大致可分為可分式、整體式和組合式三種形式。這里可用整體式
整體式橋殼的特點(diǎn)是整個(gè)橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器殼為兩體。它具有強(qiáng)度和剛度較大，主減速器拆裝、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。
按制造工藝不同，整體式橋殼可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式三種。鑄造式橋殼的強(qiáng)度和剛度較大，但質(zhì)量大，制造工藝復(fù)雜，主要用于中、重型貨車(chē)上。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于轎車(chē)和中、小型貨車(chē)及部分重型貨車(chē)上。
驅(qū)動(dòng)橋殼的強(qiáng)度校核，因?yàn)?，橋殼形狀?fù)雜，在這里就不進(jìn)行計(jì)算了。
結(jié) 論
本課題設(shè)計(jì)的輕載貨車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，采用非斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、主減速器造價(jià)低廉、工作可靠，可以被廣泛用在各種輕型載貨汽車(chē)。
主減速器的設(shè)計(jì)采用了準(zhǔn)雙曲面嚙合齒輪單級(jí)主減速器，同螺旋錐齒輪想比，準(zhǔn)雙曲面齒輪有更大的傳動(dòng)比、較小的從動(dòng)齒輪直徑、較大的離地間隙、傳動(dòng)也更平穩(wěn)。而另一方面，它降低了傳動(dòng)效率，增加了主動(dòng)齒輪軸上軸承的載荷。準(zhǔn)雙曲面的計(jì)算非常的繁瑣，需要重復(fù)計(jì)算多次。該設(shè)計(jì)采用對(duì)稱式錐齒輪差速器。它可以將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右車(chē)輪，使其在良好路面上的行駛性能更好。并且滿足設(shè)計(jì)要求的同時(shí)，降低了后橋制造成本，有利于汽車(chē)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性。
本驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理，符合實(shí)際應(yīng)用，具有很好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車(chē)變型的要求，修理、保養(yǎng)方便，機(jī)件工藝性好，制造容易。
但此設(shè)計(jì)過(guò)程仍有許多不足，在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸時(shí)，有些設(shè)計(jì)參數(shù)是按照以往經(jīng)驗(yàn)值得出，這樣就帶來(lái)了一定的誤差。另外，在一些小的方面，由于時(shí)間問(wèn)題，做得還不夠仔細(xì)，懇請(qǐng)各位老師同學(xué)給予批評(píng)指正
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致 謝
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我感覺(jué)收益頗深，相信對(duì)我以后的工作和學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)影響。通過(guò)指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和自己的實(shí)踐，可以獨(dú)立查資料。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我將三年半來(lái)學(xué)到的知識(shí)進(jìn)行了一次大總結(jié)，一次大檢查，特別是機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、機(jī)械原理等基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)行了一次徹底的復(fù)習(xí)。這都要感謝數(shù)個(gè)月來(lái)我們指導(dǎo)老師曹艷玲老師細(xì)心的指導(dǎo)和督促，沒(méi)有老師的教導(dǎo)和幫助我無(wú)法相信自己能獨(dú)立完成如此復(fù)雜的畢業(yè)設(shè)計(jì)，當(dāng)中凝聚了老師的多少辛勤汗水可想而知。所以，在此我要感謝所有在此次設(shè)計(jì)中給予我?guī)椭睦蠋熗瑢W(xué)們，謝謝他們的無(wú)私幫助。再次感謝！
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