HKD-5噸灑水車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)【含4張CAD圖紙+文檔全套】

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The design of the sprinkler drive axle is aparticularly critical part of the whole vehicle design. In ord tomeet that condition of speed reduction and torsion in differentoperation conditions of the sprinkler, the condition that the sideslip is prevented, the turning travel is realized or the wheels arerotatedatdifferentrotationspeedsonthetwosidesofthedifferent road surface, the key size and the material selection andthe like are required to be self-designed and the part which needsto be self-designed will have strong influence. Now, the design ofthe drive axle has become mature, and we need to go further to thestudy, which is to reduce the drive The cost of moving bridge design,improve the efficiency of driving bridge, simplify its structure,at the same time, come up with more new things, break through thelimit, break through the existing pattern. We must all know that nowis the era of the Internet, all products left the Internet, will beeliminated by the times. In this century, the advanced Chinese peopleshould seize the opportunity to combine cars and the Internet, drivebridges and the Internet, so as to promote our automobile industryand march into a broader platform. Push manufacturing from behindwith the power of technology. In order to deepen the impression ofmodern automobile design andmechanical design and enhance ourtheory On the basis of knowledge, this project is of great practicalsignificance to the design of the sprinkler driving bridge throughthe graduation project.河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)Inthispaper,firstofall,aftercarefulinvestigation,consulting the relevant materials, after understanding the advancedmanufacturingtechnologyabroad,thebasicdesignideasaredetermined.Withthehelpoftheteacher,thedimensionsofhalf-shaftandhalf-shaftcasingandotherrelatedpartsaredesignedandcheckedbytextbookdesignmethod.Finally,thecalculated data are formed by CAD to form a perfect assembly drawingand some part drawings.Key words: sprinkler， drive axle， single stage main reducer，differential， half axle， axle housing河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1目錄第 1 章 緒 論.11.1 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義. 11.2 國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況.11.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容.2第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì).32.1 任務(wù)書主要技術(shù)指標(biāo).32.2 初步實(shí)施計(jì)劃.32.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型.32.4 汽車輪胎的選取.42.5 汽車車橋的種類.42.6 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成.42.7 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求.52.8 設(shè)計(jì)車型主要參數(shù). 52.9 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定.52.9.1 主減速器的齒輪類型選取.52.9.2 主減速器的減速形式.62.9.3 主減速比的計(jì)算.62.9.4 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方法. 62.10 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定. 72.11 半軸形式的確定.82.12 橋殼形式的確定.82.13 本章小結(jié).8第三章 主減速器設(shè)計(jì).103.1 概述.103.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇與強(qiáng)度計(jì)算.103.2.1 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定.103.2.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇.113.2.3 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.143.2.4 主減速器的軸承計(jì)算.183.3 主減速器齒輪材料及熱處理.24河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)23.4 本章小結(jié).24第 4 章 差速器設(shè)計(jì).264.1 概述.264.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu). 264.3 對(duì)稱式錐齒輪差速器的設(shè)計(jì).264.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇. 264.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算. 284.2.3 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.304.2.4 差速器齒輪的材料.314.4 本章小結(jié).31第 5 章 半軸設(shè)計(jì).325.1 概述.325.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.325.2.1 全浮式半軸的計(jì)算載荷的確定.325.2.3 全浮半軸強(qiáng)度計(jì)算.335.2.4 全浮式半軸花鍵強(qiáng)度計(jì)算.345.2.5 半軸材料與熱處理.355.3 本章小結(jié).35第 6 章 驅(qū)動(dòng)橋橋殼的設(shè)計(jì).366.1 概述.366.2 橋殼的受力分析及強(qiáng)度計(jì)算.366.2.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計(jì)算.366.2.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度計(jì)算.376.2.3 汽車以最大牽引力行駛時(shí)的橋殼的強(qiáng)度計(jì)算.386.2.4 汽車緊急制動(dòng)時(shí)的橋殼強(qiáng)度計(jì)算.396.2.5 汽車受最大側(cè)向力時(shí)橋殼的強(qiáng)度計(jì)算.41結(jié) 論.44參考文獻(xiàn).45致 謝.47附 錄 A. 48附 錄 B. 56河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒 論1.1 設(shè)計(jì)（或研究）的依據(jù)與意義機(jī)械行業(yè)作為一國(guó)支柱性產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展勢(shì)必會(huì)受到國(guó)家重點(diǎn)推崇，而我國(guó)對(duì)于特種作業(yè)汽車的發(fā)展也是提出來(lái)更進(jìn)一步的要求，生產(chǎn)廠家現(xiàn)如今在研發(fā)和生產(chǎn)上已經(jīng)形成了相對(duì)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈和生產(chǎn)方法。因?yàn)闉⑺囼?qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)包括很多機(jī)械零件，而零件數(shù)目越多，其中的機(jī)械磨損、能量消耗就會(huì)越嚴(yán)重，整個(gè)總成的機(jī)械效率就相應(yīng)的會(huì)降低很多，制造成本必然也會(huì)相應(yīng)增加很多。因此為了提高效率、降低油耗、減小成本損失，驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)毋庸置疑是極其關(guān)鍵的。老百姓的生活水平越來(lái)越高，對(duì)城市環(huán)境要求也是提出來(lái)了新的要求，相應(yīng)的，灑水車作為清潔城市環(huán)境的工具，其橋的設(shè)計(jì)將會(huì)影響其城市作業(yè)的效率。因此本次設(shè)計(jì)的意義就是要設(shè)計(jì)出低成本、性能優(yōu)良、工作平穩(wěn)的灑水車，掌握相關(guān)的設(shè)計(jì)方法，總結(jié)設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的一系列問(wèn)題，并在老師的幫助下解決這些問(wèn)題，這不僅對(duì)于自己是一種能力上的提升，也能將來(lái)為祖國(guó)的機(jī)械行業(yè)作出自己力所能及的貢獻(xiàn)。1.2 國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋研究狀況一、國(guó)外研究現(xiàn)狀一、國(guó)外研究現(xiàn)狀我們都知道， 世界上第一輛汽車是由歐洲在 19 世紀(jì) 90 年代生產(chǎn)制造，之后的幾十年里，歐洲汽車行業(yè)一步步向世界展現(xiàn)出了前所未有的奇跡。之后美國(guó)汽于 1901 年也向世界展現(xiàn)出了他們的繁榮與先進(jìn)， 開(kāi)啟了美國(guó)汽車行業(yè)的新紀(jì)元。在上個(gè)世紀(jì) 90 年代，美國(guó)街道上已經(jīng)被汽車堵得車水馬龍、水泄不通。從中可以看出，國(guó)外的汽車行業(yè)發(fā)展早于中國(guó)汽車行業(yè)幾十年，他們的各種類型汽車都借助本國(guó)汽車底蘊(yùn)，有很深的發(fā)展基礎(chǔ)，他們發(fā)展過(guò)程中遇到的種種問(wèn)題都已經(jīng)為他們提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)，100 多年的發(fā)展歷程，為他們儲(chǔ)備了充足的專業(yè)人才。當(dāng)然，國(guó)外灑水車的發(fā)展水平也已經(jīng)處于非常發(fā)達(dá)的水平。目前國(guó)外驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的新方法給驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)展現(xiàn)出了新的可能性，其主要新技術(shù)包括：1、 并行工程開(kāi)發(fā)模式2、 模態(tài)分析河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)23、 方法驅(qū)動(dòng)橋殼的有限元分析4、 高性能制動(dòng)器技術(shù)5、驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品電子智能控制技術(shù)進(jìn)入二、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀二、國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)自主生產(chǎn)的汽車在上個(gè)世紀(jì)三十年代問(wèn)世，其中的一些關(guān)鍵零件也是從國(guó)外進(jìn)口，之后由于戰(zhàn)爭(zhēng)問(wèn)題，我國(guó)汽車行業(yè)停止了前進(jìn)，甚至向后倒退。我國(guó)驅(qū)動(dòng)橋的開(kāi)發(fā)模式相較于國(guó)外來(lái)說(shuō)，總體相差較遠(yuǎn)，這也是我國(guó)如今機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)狀?，F(xiàn)如今，我國(guó)汽車公司，例如東風(fēng)汽車、上海汽車、和廣州汽車都是國(guó)內(nèi)外合資企業(yè)，我們能夠接觸到的核心技術(shù)很少，國(guó)外為了保持競(jìng)爭(zhēng)力，只是把他們已經(jīng)用剩下的東西傳到中國(guó)，而先進(jìn)的技術(shù)藏起來(lái)，技術(shù)含量低。其中發(fā)展較好的企業(yè)，并且是本國(guó)土生土長(zhǎng)的企業(yè)，例如紅旗汽車、比亞迪汽車和奇瑞汽車，也是依靠引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的橋，雖然自身?yè)碛邢鄬?duì)較好的開(kāi)發(fā)體系和研發(fā)人員，通過(guò)提高薪資水平來(lái)吸引高科技人才，但是總的來(lái)說(shuō)，若和國(guó)外相比，相當(dāng)于他們零幾年的水平。1.3 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容一、確定設(shè)計(jì)方案；二、完成相關(guān)計(jì)算；三、進(jìn)行校核，修改設(shè)計(jì)尺寸；四、將計(jì)算所得數(shù)據(jù)整理，完成 CAD 圖。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3第 2 章 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)2.1 任務(wù)書主要技術(shù)指標(biāo)一、驅(qū)動(dòng)型式：4X2（后雙胎）；二、駕駛室:平頭，單排；三、罐體容積：5m3；四、最大總質(zhì)量：約 7500Kg；五、軸距:3360mm;六、長(zhǎng)寬高界限：6X2X2.5m；七、最小離地間隙：180mm；八、最高車速：90Km/h；九、最小轉(zhuǎn)向圓直徑：12m；十、制動(dòng)距離（空載）：9m；十一、最大爬坡度：25%；十二、駐車坡度：20%；2.2 初步實(shí)施計(jì)劃本次畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始于 2019 年 3 月 16 日，在老師的組織下，我們首先進(jìn)行了分組，4 人一組，每個(gè)人被分配了不同的任務(wù)，完成 5 噸灑水車的總體設(shè)計(jì)。首先，我們召開(kāi)了小組會(huì)議，商討實(shí)施計(jì)劃，初步確定每個(gè)人的工作與彼此之間的聯(lián)系。之后，我們按照任務(wù)書要求，合理的分配了我們每個(gè)人的工作計(jì)劃，嚴(yán)格按照任務(wù)書進(jìn)度進(jìn)行工作。2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型選擇發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)時(shí)，要考慮的問(wèn)題有：一、成本問(wèn)題，也就是經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題；二、尺寸大小問(wèn)題，因?yàn)橐紤]到其在汽車上的安裝與放置位置；三、功率問(wèn)題。如下為簡(jiǎn)單的功率平衡公式:)761403600(13maxmaxeaDaTuACuGfP也可通過(guò)比功率進(jìn)行選?。汉幽峡萍即髮W(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)4PPUM=3amaxamaxeum14.76u6 . 3fgm1000TDTACP選取時(shí)要考慮以下幾點(diǎn)：一、灑水車行動(dòng)遲緩，它跑的最快時(shí)也就 90Km/h,而灑水車經(jīng)常工作的速度不是最高車速，而是中低車速，車速變化范圍??；二、比功率主要與 uamax 有關(guān)；三、比功率還與 CDA/m 有關(guān)。然后是最小傳動(dòng)比的選擇，也就是最高檔位傳動(dòng)比，最小傳動(dòng)比為直接檔，取為 1。其次是最大傳動(dòng)比的選擇，最大傳動(dòng)比與灑水車最大爬坡度密切相關(guān)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)汽車是任務(wù)書沒(méi)有給出所設(shè)計(jì)車的作業(yè)地區(qū)，故按照正常城市行駛路面設(shè)計(jì)。最后檔位數(shù)我們選取為五個(gè)檔位，各檔按等比級(jí)數(shù)分配的優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)機(jī)工作范圍相同，加速時(shí)便于操縱；各檔工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)消耗的能量很大，有利于汽車的行動(dòng)能力；通過(guò)查閱相關(guān)車型的數(shù)據(jù)，我們初步選定了濰柴動(dòng)力的一款發(fā)動(dòng)機(jī)，冷卻形式為水冷，其型號(hào)為。汽車傳動(dòng)比:一檔-5.63，二擋-3.66，三擋-2.37，四擋-1.54，五檔-1。2.4 汽車輪胎的選取汽車輪胎按照不同的分類方法有不同形式，在這里只介紹兩種輪胎形式：子午線和斜膠輪胎，并通過(guò)比較選取合適的輪胎。子午線輪胎，從它的名字我們就能理解，它的表面猶如地球的子午線一樣。斜膠輪胎也可由它的名字得知其表面形式。目前國(guó)內(nèi)外汽車多采用子午線輪胎，普通斜膠輪胎用處很少，與有被逐漸忽略的趨勢(shì)。最后，經(jīng)查閱相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，選取型號(hào)為 的輪胎。2.5 汽車車橋的種類灑水車車橋，之所以稱其為橋，我們可從橋的功能聯(lián)想到汽車車橋的功能。汽車車橋功能是從車輛內(nèi)外承受各種反力和反扭矩，并通過(guò)懸架傳遞給車身。根據(jù)懸掛的結(jié)構(gòu)或車輪在橋上的作用，橋可分為不同的類型?，F(xiàn)代轎車為提高其牽引力，多采用前置前驅(qū)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，而貨車多采用后置后驅(qū)的驅(qū)動(dòng)橋。2.6 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)組成驅(qū)動(dòng)橋包括不僅下圖中的 2、3、4、5、6，還包括其上的部件和零件。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)5從動(dòng)錐齒輪彈簧座半軸輪轂-4-3-2-1差速器主動(dòng)錐齒輪 -6-5圖 1.1 驅(qū)動(dòng)橋2.7 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)要求一、強(qiáng)度應(yīng)適當(dāng)。驅(qū)動(dòng)橋的剛度應(yīng)足夠，二、地間間隙件下要有合 適下要有合在滿滿足汽車通過(guò)性的三、便。成本 較本較低、維修整制造 簡(jiǎn)造簡(jiǎn)單、加工方2.8 設(shè)計(jì)車型主要參數(shù)表 2.12.1 設(shè)計(jì)車型參數(shù)輪胎7.5-16發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率96/3000Pemax kW/np （r/min）發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩350/3000Temax Nm/nr （r/min）裝載質(zhì)量3000kg汽車滿載總質(zhì)量7500kg滿載時(shí)軸荷分布前軸 35%后軸 65%最大車速90km/h輪距（雙胎中心線）1458mm鋼板彈簧座中心距離865mm2.9 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定2.9.1 主減速器的齒輪類型選取盡管準(zhǔn)雙曲面齒輪有諸多優(yōu)點(diǎn)但是其也有很多缺點(diǎn)，例如：軸向負(fù)荷較大；傳動(dòng)效率略遜一籌，并且有螺旋錐齒輪制造相較于雙曲面齒輪簡(jiǎn)單、河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)6維修保養(yǎng)方便、工作時(shí)噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，故本次設(shè)計(jì)，螺旋錐齒輪是不二之選。2.9.2 主減速器的減速形式選用單級(jí)主減速器。主要原因是一方面雙級(jí)主減速器適用于主減速比較大的汽車，一般主減速比應(yīng)大于 7.6，而本次設(shè)計(jì)主減速比只有 6.15；另一方面是因?yàn)殡p級(jí)主減速器由于需要兩對(duì)齒輪副進(jìn)行嚙合，摩擦損失較大、機(jī)械效率較低、外形尺寸較大的缺點(diǎn)；同時(shí)由于尺寸的增大和零件數(shù)目的增加提高了主減速器的生產(chǎn)成本，故采用雙級(jí)主減速器不適合本次驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。2.9.3 主減速比的計(jì)算主減速比 io 的大小是本次設(shè)計(jì)中極為重要的一個(gè)數(shù)據(jù)， 它不僅會(huì)影響變速器的相關(guān)設(shè)計(jì)尺寸，而且對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的外廓尺寸、形狀大小以及驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式都會(huì)產(chǎn)生巨大的影響。而本次設(shè)計(jì)未給出發(fā)動(dòng)機(jī)的型號(hào)，故需要自己查找有關(guān)資料去確定發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)， 從而確定主減速比和各檔傳動(dòng)比?？紤]到發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和速度，選定的數(shù)值應(yīng)確保這些車輛具有盡可能高的最大速度：ghaprivnrimax0377. 0（2.1）式中：rr車輪的滾動(dòng)半徑，rr=0.405mghi變速器一檔傳動(dòng)比。pn最大功率轉(zhuǎn)速 3000 r/minav車速的最大值 90km/h對(duì)于貨車來(lái)說(shuō)0i一般按照下式計(jì)算，從而保證貨車足夠的功率：0i=（0.3770.472）ghaprivnrmax（2.2）算得0i=6.15。2.9.4 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安裝方法一般情況下在布置齒輪應(yīng)以全齒寬嚙合，齒傳動(dòng)時(shí)會(huì)“打架”，“打架”時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生雙向效果，產(chǎn)生的力會(huì)導(dǎo)致二者之間的方位變化，產(chǎn)生打擊力，最后會(huì)兩敗俱傷，為保護(hù)二者，使二者產(chǎn)生良性的關(guān)系，保證齒輪完美嚙合，齒輪的支撐形式的選取至關(guān)重要。下面是主動(dòng)錐齒輪的兩種支承形式河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)7 錐齒輪懸臂式支承(a) 錐齒輪跨置式支承(b) 圖 1.2懸臂式與跨置式有如下不同：（1）結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度：懸臂式簡(jiǎn)單，跨置式復(fù)雜。（2）承載能力方面：無(wú)疑式跨置要好一點(diǎn)；（3）成本方面：懸臂式造價(jià)低。綜合價(jià)格、噸位、復(fù)雜程度等方面考慮，主動(dòng)齒輪選用上圖（a）方案。從動(dòng)錐齒輪支撐形式只有跨置式支承方法，如下圖所示。輔助支架通常安裝在從動(dòng)錐齒輪的外邊緣的后部，這限制了垂直于齒輪背面的力引起的錐齒輪沿垂直于齒輪背面的行動(dòng)。從動(dòng)齒輪支撐形式圖 1.32.10 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定汽車行駛過(guò)程中，當(dāng)其在鄉(xiāng)間行駛或在山路行駛時(shí)，因?yàn)猷l(xiāng)間道路多有不平、上路崎嶇，如果汽車左右兩側(cè)的車輪仍然以相同的角速度行駛，而旋轉(zhuǎn)半徑不同，因而其瞬時(shí)速度并不相同，顯然，內(nèi)輪和外輪之間的距離在單位時(shí)間上必定不同，外輪之間的距離大于內(nèi)輪。其結(jié)果就是使汽車邊滾動(dòng)邊滑移，顯然這對(duì)汽車行駛是不利的，嚴(yán)重時(shí)甚至可能導(dǎo)致汽車甩河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)8尾或者側(cè)翻等危險(xiǎn)情況。差速器的出現(xiàn)，有效的防止了上述情況的發(fā)生。差速器類型很多，對(duì)于不同類型、不同噸位、不同行駛條件以及不同使用要求的汽車，差速器的選擇必須滿足其該規(guī)定下的使用要求。這次選擇普通錐齒輪差速器。2.11 半軸形式的確定半軸功能是傳遞扭矩。半軸可以分為下圖（1）、（2）、（3）三種。（1）半浮式（2）3/4 浮式（3）全浮式全浮式半軸會(huì)受到沿其切向時(shí)的力時(shí)產(chǎn)生的矩，沿垂直于其軸線的力產(chǎn)生的矩全部傳給橋殼，應(yīng)用廣泛。半浮式半軸，不僅承受扭矩，還承受轉(zhuǎn)矩，結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、拆裝不方便，多用于微、輕型汽車。根據(jù)詢問(wèn)老師并查閱有關(guān)資料，本次設(shè)計(jì)選用上圖（3）形式。2.12 橋殼形式的確定橋殼的作用如果用現(xiàn)實(shí)作比喻，就像庇護(hù)所一樣，因此所具有的強(qiáng)度要高，硬度大。除此之外，同時(shí)并保證其質(zhì)量不能過(guò)重，保證其應(yīng)易于拆裝。橋殼形式有以下幾種：（1）整體式；（2）斷開(kāi)式；（3）組合式。整體式橋殼一般用于貨車后橋，其里面沒(méi)有東西，只有為了裝差速器等都放進(jìn)去。鋼板沖壓焊接整體式橋殼由于具有制造成本低、制造簡(jiǎn)單、節(jié)省材料等一系類優(yōu)點(diǎn)，因此，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在都采用這種結(jié)構(gòu)。綜合分析，選鋼板沖壓焊接整體式橋殼。2.13 本章小結(jié)一、本章完成的任務(wù)：二、明確此次設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求；三、確定了設(shè)計(jì)計(jì)劃；四、根據(jù)任務(wù)書確定了發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、各檔傳動(dòng)比，并將發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)進(jìn)行了表格處理；河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)9五、選取了輪胎型號(hào)；六、確定了主減速比；七、確定了主從輪的類型、咋減速、齒輪咋支承；八、初步選定了差速器形式、半軸結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動(dòng)橋殼的形式。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)10第三章 主減速器設(shè)計(jì)3.1 概述主減速器由主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪組成，依靠二者之間的嚙合從而達(dá)到減速增扭和改變轉(zhuǎn)矩傳遞方向的作用。主減速器齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中，不僅要承受來(lái)自萬(wàn)向傳動(dòng)裝置所帶來(lái)的各種轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也會(huì)由于嚙合過(guò)程中因摩擦、沖擊等原因造成的齒輪的各種損壞，因此主減速器的各種強(qiáng)度計(jì)算校核是極其重要的。3.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇與強(qiáng)度計(jì)算3.2.1 主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定一一、 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩jeTTTLejeKiTT0max/n（3.1）式中：maxeT最大扭矩，350mN ；TLiTLi=0i1i=6.155.63=34.624一檔傳動(dòng)比1i=5.63；T傳動(dòng)效率，T=0.9；0K超載系數(shù)，取0K=1.0；n驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目 1。jeT=35034.624510.9/1=10906.72mN 二、按驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩二、按驅(qū)動(dòng)輪在良好路面上打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩jTLBLBrjirGT2（3.2）式中：2G滿載時(shí)，后橋給地面的垂反力：2G=滿G9.8=75009.8x65%=47775N；附著系數(shù)，取=0.85；rr滾動(dòng)半徑，0.405m；LBLBi ,分別取 0.96、1。LBLBrjirGT2=196. 0405. 085. 047775=17131.82mN 最大轉(zhuǎn)矩只能用來(lái)汽車在最大負(fù)荷條件下進(jìn)行校核，而對(duì)于灑水車來(lái)說(shuō)，由于其工作條件總是城市作業(yè)，相對(duì)來(lái)說(shuō)，在最大負(fù)荷功率下工作的河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)11情況很少。要檢驗(yàn)其是否發(fā)生疲勞損壞，必須依靠日常平均轉(zhuǎn)矩進(jìn)行校核，而灑水車在城市作業(yè)時(shí)，道路上行駛情況變化頻繁，故其平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩在汽車設(shè)計(jì)中只能依靠平均牽引力來(lái)近似表示。三、按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩三、按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩jmTjmT=)()(PHRLBLBrTafffnirGG（3.3）式中：aG汽車裝上全部貨物時(shí)的重量,aG=75009.8=73500N；TG取TG=0；Rf取Rf=0.015；Hf平均爬坡能力系數(shù)。初取Hf=0.05；Pf汽車性能系數(shù))(195. 0161001maxeTaPTGGf（3.4）當(dāng)max)(195. 0eTaTGG =40.9516 時(shí)，取Pf=0。jmT=)()(PHRLBLBrTafffnirGG=)005. 0015. 0(1196. 0405. 073500=1857.49mN 3.2.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇一、一、 主、從動(dòng)齒數(shù)的選擇主、從動(dòng)齒數(shù)的選擇選擇齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下:1z2z不能有公約數(shù)；40z21z;1z不能小于 6。主減速器的傳動(dòng)比：6.15，初定43z721 ，z。二、從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑二、從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑2d及端面模數(shù)及端面模數(shù)tm的選擇的選擇節(jié)圓直徑一般由經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得來(lái)：322jdTKd（3.5）式中：2dK直徑系數(shù)（1316）；jT計(jì)算轉(zhuǎn)矩，mN ，取,minjejTT，jT=10906.72mN 。由（3.5）得，2d=288.21339.20mm，假設(shè)2d=300mm。再由公式22/ zdm 計(jì)算從動(dòng)齒輪模數(shù)，并進(jìn)行校核：3tmjmKT（3.6）式中：mK取 0.30.4；jT計(jì)算轉(zhuǎn)矩，mN 。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)123tmjmKT=372.10906)4 . 03 . 0(=6.658.87仔細(xì)斟酌課本要求，取tm=7mm，滿足。最后得到：mm301dmm4921，d。三、螺旋錐齒輪齒面寬三、螺旋錐齒輪齒面寬汽車制造生產(chǎn)中，主動(dòng)齒輪齒寬常用下式求出：b2=0.155D2，假設(shè)2b=50mm。設(shè)計(jì)中，取5bb21，故取1b=55mm。四、螺旋錐齒輪螺旋方向四、螺旋錐齒輪螺旋方向綜合分析，確定方案：主動(dòng)輪左旋，從動(dòng)輪右旋。五、五、 旋角旋角的選擇的選擇螺旋角的大小會(huì)影響齒面的一致性、輪齒的強(qiáng)度和軸力的大小。越大，傳動(dòng)穩(wěn)，噪聲低，但是所受軸力上升，通常選取 35。六、法向壓力角六、法向壓力角 a a 的選擇的選擇法向壓力角不能太大，也不能太小，不同工作條件下的齒輪所要求的的壓力角也不相同，不同類型汽車也有不同要求，貨車一般選取 20。綜合考慮，選取壓力角=20。七、主從動(dòng)錐齒輪幾何計(jì)算七、主從動(dòng)錐齒輪幾何計(jì)算計(jì)算結(jié)果如表 3.1寸主減減速器齒輪的幾何 3.1表 序號(hào)項(xiàng)目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)1z72從動(dòng)齒輪齒數(shù)2z433模數(shù)m74齒面寬B1B=55mm2B=50mm5工作齒高mHhg1gh10.91mm6全齒高mHh2h=12.132mm河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)13序號(hào)項(xiàng)目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果7法向壓力角=208軸交角=909節(jié)圓直徑mzd49mm1d301mm=2d10節(jié)錐角211arctanzz21909.55=180.45=211節(jié)錐距22110sindsindA152.483A0mm12周節(jié)t=3.1416 mt=21.98mm13齒頂高21agahhhmkhaa29.04mm=1ah1.91mm=2ah14齒根高ahh=hf3.102mm=1fh10.241mm=2fh15徑向間隙ghh=cc=1.212mm16齒根角0arctanAhf1.164=13.843=217面錐角211a；122a13.393=1a84.293=2a18根錐角111f222f8.386=1f76.607=2f19外圓直徑1111cos2aahdd2ad=221cos2ahd 1ad=68.825mm河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)14序號(hào)項(xiàng)目計(jì) 算 公 式計(jì) 算 結(jié) 果2ad=301.607mm20節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離11201sin2ahd2102d22sinah149.049mm=0122.634mm=0221理論弧齒厚21stsmSsk216.27mm=1s5.72mm=2s22齒側(cè)間隙B=0.1780.2280.2mm23螺旋角35=3.2.3 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算一、損壞形式及壽命一、損壞形式及壽命通過(guò)以上的計(jì)算，我們已經(jīng)得到了主減速器的相關(guān)尺寸，而齒輪在長(zhǎng)期的工作過(guò)程中，齒面發(fā)生各種磨損，各種磨蝕，各種點(diǎn)蝕的情況層出不窮，影響齒輪的壽命。二、主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算二、主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算單位齒長(zhǎng)上的圓周力2bFp （3.7）式中：pN/mm；F圓周力，N，按下面兩種情況計(jì)算。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：BdiTpge21013max（3.8）式中：maxeT同（3.1）；gi變速器的傳動(dòng)比；1d同（3.6）；河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)15一檔時(shí)：502491015. 63503p=1757.14Nmm直接檔時(shí)：502491013503p=285.71 Nm。 表3.3力許用單位齒長(zhǎng)上的圓周 p(Nmm)一檔二檔直接檔轎車893536321載貨汽車1429250公共汽車982214牽引汽車536250注：現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)和加工工藝的提高，p一般高出表中數(shù)值 20%-25%按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：BdrGpr210232（3.9）式中：2G同（3.2）；同（3.2）rr滾動(dòng)半徑；由（3.9）得，5005.15010405. 085. 0477753p=2185.59 Nmm。由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的限制，不可能產(chǎn)生這么大的附著力矩，故校核成功。三、輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力)/(2mmNw為JmzFKKKKTvmSjw203102（3.10）式中：jT同（3.5），即10906.72=jeTmN ，1857.49=jmTmN ；對(duì)主 動(dòng) 齒 輪 ， 應(yīng) 將 從 動(dòng) 齒 輪 計(jì) 算 轉(zhuǎn) 矩 與 傳 動(dòng) 效 率 和 傳 動(dòng) 比 相 除 ，1jeT=2394.98mN ，1jmT=407.88mN ；類別檔河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)160K超載系數(shù)，1.0；sK尺寸系數(shù)，7245. 04 .25=K4sm；mK載荷分配系數(shù)，取mK=1；vK質(zhì)量系數(shù)，取 1；J綜合系數(shù)，如圖 3.1，1J=0.241，2J=0.182。按jeT計(jì)算： 主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力1w=564.34 Nmm2700 Nmm2從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力2w=628.80mm2700 Nmm2按jmT計(jì)算：主動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力1w=88.72 Nmm2210.9 Nmm2從動(dòng)錐齒輪彎曲應(yīng)力2w=128.82 Nmm2210.9Nmm2經(jīng)計(jì)算，校核成功。圖 3.1彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)17四、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算四、輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算錐齒輪齒面的接觸應(yīng)力j：JBKKKKKTdCvfmsjzpj301102（3.11）式 中 ：jzT用 于 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 的 主 動(dòng) 齒 輪 扭 矩 ，1jeT=2394.98mN ，1jmT=407.88mN ；pC材料的彈性系數(shù)，查閱取mmN/232.621；1d同(3.6)；0K，vK，mK同 3.10；sK尺寸系數(shù)，sK=1；fK表面質(zhì)量系數(shù)，可取 1；B齒面寬，取小齒面，50mm；J綜合系數(shù)，J =0.135（由下圖得出）圖 3.2接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)18按jeT計(jì)算，j=2381.282800 Nmm2按jmT計(jì)算，j=1138.851750 Nmm2經(jīng)上述分析，滿足校核。六、主動(dòng)齒輪軸的彎矩六、主動(dòng)齒輪軸的彎矩下圖為簡(jiǎn)化的主動(dòng)齒輪受力圖、彎矩圖。危險(xiǎn)截面綜合彎曲應(yīng)力公式 ：WTMWM22（3.12）式中：W彎曲截面系數(shù),35mm=D，323DW；T主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 407.88mN M危險(xiǎn)截面彎矩。經(jīng)計(jì)算，=74.11MPa =230MPa所以主動(dòng)齒輪軸滿足要求。圖 3.3主動(dòng)齒輪軸彎矩圖3.2.4 主減速器的軸承計(jì)算一、作用在主減速器主動(dòng)輪上的力一、作用在主減速器主動(dòng)輪上的力齒輪工作時(shí)，其上的受力情況如下圖所示，河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)19變檔ifTf情況主動(dòng)動(dòng)錐齒輪工作時(shí)受 3.4圖其上當(dāng)量轉(zhuǎn)矩由下計(jì)算：313333332223111max1001001001001001TRgRiRTgiTgiTgiedfiffiffiffifTT(3.13)式中：maxeT同（3.1）；1 if，2ifiRf 變 速 器 在 各 擋 的 使 用 率 ， 查 表 得%5 .77%,15%,5%2%5 . 0，；1gi，2gigRi一檔到五檔的傳動(dòng)比：5.63，3.66，2.37，1.54，1；1Tf，2TfTRf 一 檔 到 五 檔 ， 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 利 用 率 ， 取%60%70%,70%,60%,50，。表 3.43.4if及Tf的參考值車型轎車公共汽車載貨汽車III 擋IV 擋IV 擋IV擋帶超速檔IV擋IV擋帶超速檔V 擋TK80ifIIIIIIIVV19901420750.82.51680.72627651415501311850.53.57590.5251577.5河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)20TfIIIIIIIVV6060507065606065605050707060607070606050607060506070705060707060注：表中aeTGTK1 . 0maxaG汽車裝滿貨物時(shí)總重，kN經(jīng)計(jì)算dT=227.71 Nm齒面寬中點(diǎn)的圓周力 F 為：mdTF2=11118.65N（3.14）式中：T即dT，同（3.13）md從動(dòng)輪齒寬中點(diǎn)的節(jié)圓直徑。2222sinFddm2121zzddmm所以：md140.96mmmd2=251.64mm；2大齒輪（從動(dòng)）節(jié)錐角，80.45。計(jì)算螺旋錐齒輪的軸向力與徑向力5 . 3表力計(jì)計(jì)算公圓錐齒輪軸向力與徑向 式主 動(dòng) 齒輪軸向力徑向力螺旋方向旋轉(zhuǎn)方向右左順時(shí)針?lè)磿r(shí))cossinsin(tancos221PA)cossinsin(tancos112PA)sinsincos(tancos221PR)sinsincos(tancos112PR河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)21針右左反時(shí)針順時(shí)針)cossinsin(tancos111PA)cossinsin(tancos222PA)sinsincos(tancos111PR)sinsincos(tancos222PR主動(dòng)輪計(jì)算結(jié)果：)cossinsin(tancos111PA=8429.71N（3.15）)sinsincos(tancos111PR=3616.52N（3.16）從動(dòng)輪計(jì)算結(jié)果：)cossinsin(tancos222PA=3616.52 （N）（3.17）)sinsincos(tancos222PR=8429.71（N）（3.18）式中：法向壓力角 20；1，2見(jiàn)表 3.1。二、主減速器軸承載荷的計(jì)算二、主減速器軸承載荷的計(jì)算如圖所示為主從動(dòng)齒輪軸承所受徑向載荷位置示意圖，其中主動(dòng)齒輪采用懸臂式，從動(dòng)齒輪采用跨置式。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)22主減減速器軸承的布置 3.5圖軸承 A，B 的徑向載荷分別為AR=211125 . 01mdAbRbPa（3.19）211125 . 01mBdAcRcPaR（3.20）式中： 已知P=11118.65N，1R=3616.52N，1A=8429.71N ,40.96mm1md,。b+a=c，26mm=b，43mm=a所以，軸承 A 的徑向力AR=6967.04N軸承 B 的徑向力BR=17930.96N軸承的壽命為610QfCrfLpts（3.21）式中：tf溫度系數(shù)，1.0；pf載荷系數(shù)，1.2；Cr額定動(dòng)載荷，N。本次設(shè)計(jì)所選用的灑水車為輕型灑水車，其驅(qū)動(dòng)橋主減速器不采用輪邊減速器，其從動(dòng)主齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)速為ramrvn66. 22r/min（3.22）式中：rr同（3.9）；amv平均車速，km/h;取 32.5 km/h。所以有上式可得2n=405. 05 .3266. 2=213.45 r/min主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速1n=213.456.15=1312.72 r/min。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)23得出軸承能的額定軸承壽命：nLLh60h（3.23）若 S 定為 100000 公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即hL=amvSh（3.24）所以hL=5 .32100000=3076.9 h軸 承 A 、 B ， 選 用 型 號(hào) 為 30207 ， 查 表 得 其 尺 寸 參 數(shù) 為 ：0.37=e，54.2KN=Cr，72mm=D35mm,=d對(duì)于軸承 A， 所受徑向力AR=6967.04N， 軸向力 A=8429.71N，RA=0.83eX=0.4，Y=1.6Q=YAXRfBd（3.25）式中：df沖擊載荷系數(shù)，取 1.2；得到Q=1.2（0.46967.04 +1.68429.71）=19529.22N。軸承的使用壽命為：hL=QCrn60106=31022.1952925420058.13107 .16666= 6416.5h3076.9 h=hL所以軸承 A 符合使用要求。對(duì) 于 軸 承 B， 其 所 受 徑 向 力BR=17930.96N ， 軸 向 力 A=8429.71 ，RA=0.47eX=0.4,Y=1.6Q=YAXRfBd（3.26）得到Q=1.2（0.417930.96+1.68429.71）=24791.90NhL=QCrn60106=31090.2479125420058.13107 .16666=3531.02 h3076.9 h=hL所以軸承 B 符合使用要求。軸承 C、D 徑向載荷:Rc=222225 . 01mdAbRbPa（ 3.27 ）222225 . 01mDdAcRcPaR（3.28）河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)24已 知 ： P=11118.65N ，2A=3616.52N ，2R=8429.71N ， a=240mm ，b=124mm.c=116mm得到， 軸承 C 的徑向力：cR=6914.70N； 軸承 D 的徑向力：DR=8032.56N根據(jù)相關(guān)計(jì)算及查閱，軸承 C，D 均采用軸承型號(hào)為 32103 的軸承，其基本設(shè)計(jì)參數(shù)為Cr=82.8KN,D=100mm，d=65mm ，T=23mm，e=0.35軸 承C 所 受 軸 向 力A=3616.52N ， 徑 向 力cR=6914.70N ，1.7=Y，0.4=X ，e0.52=RA所以 Q=YRXAfd=1.2(0.43616.521.78032.56)=18122.35NhL=QCrn7 .16666=31035.181228280045.2137 .16666=12357.75hL所以軸承 C 滿足使用要求。軸承 D，所受軸向力0=A，徑向力0=Y1,=X8032.56N,=R。所以 Q=8032.56NhL=QCrn7 .16666=31056.80328280045.2137 .16666=186126.40 h hL所以軸承 D 滿足使用要求。3.3 主減速器齒輪材料及熱處理在傳動(dòng)系統(tǒng)中，錐齒輪周圍的環(huán)境與傳動(dòng)系統(tǒng)中的齒輪及其它齒輪周圍的環(huán)境不同。相較于這些齒輪的工作條件，驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪（包括主減速器主從動(dòng)齒輪和差速器齒輪）所受的載荷更加大、所受沖擊更大、工作環(huán)境更惡劣，故其所受的磨蝕磨損、疲勞點(diǎn)蝕、根部彎曲疲勞折斷的可能性更加嚴(yán)重，因此，材料和熱處理必須如下：一、齒輪齒面的硬度要足夠的高，降低發(fā)生疲勞折斷、根部折斷等現(xiàn)象的可能性，提高齒輪的工作壽命。二、鋼材的材料要保證齒輪易于加工，易于進(jìn)行熱處理，以提高齒輪加工質(zhì)量，減少加工成本。經(jīng)查閱資料了解，選取20CrMnTi。3.4 本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了如下工作:一、確定減速器相關(guān)尺寸；二、尺寸校核；河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)25三、選取軸承；三、選取齒輪材料，熱處理方式；河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)26第 4 章 差速器設(shè)計(jì)4.1 概述因?yàn)楫?dāng)一輛汽車在路上行駛時(shí)，它的工作環(huán)境是千變?nèi)f化的，時(shí)常會(huì)遇到例如轉(zhuǎn)彎、路面不平等一系類路況，同時(shí)也可能由于車輛長(zhǎng)期不進(jìn)行保養(yǎng)等自身問(wèn)題，使左右汽車輪胎承載強(qiáng)度長(zhǎng)時(shí)間差別過(guò)大，導(dǎo)致一個(gè)胎內(nèi)氣多，一個(gè)少，汽車輪胎磨損的程度也有可能不同，諸如此類情況均會(huì)導(dǎo)致汽車發(fā)生滑移等，特別是當(dāng)汽車在山區(qū)或更加惡劣的環(huán)境下，其路面條件惡劣，彎路多，轉(zhuǎn)彎時(shí)可能會(huì)使汽車落入山下。因此必須在汽車左右車輪間裝差速器。有了差速器，兩側(cè)車輪單位時(shí)間內(nèi)的行駛里程不同，這樣就可以避免汽車發(fā)生滑移、滑轉(zhuǎn)等危險(xiǎn)情況。4.2 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)其基本結(jié)構(gòu)如圖所示。差速器主要是由下圖中的 2、4、6、7、8、9等主要部件組成。螺栓十字軸右外殼從動(dòng)動(dòng)齒行星齒星墊圈半軸軸齒墊片左外殼軸承-10 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1輪差速器普通對(duì)通對(duì)稱式圓錐行圖 4.14.3 對(duì)稱式錐齒輪差速器的設(shè)計(jì)4.3.1 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇一、一、 行星齒輪數(shù)目的選擇行星齒輪數(shù)目的選擇河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)27n 可取 2 或 4，經(jīng)查閱資料，在此取4n 。二、行星齒輪球面半徑二、行星齒輪球面半徑BR（mmmm）的確定）的確定行星齒輪球面半徑通常由經(jīng)驗(yàn)公式得出：3jBBTKR （mm）（4.3）式中：BK行星齒輪球面半徑系數(shù)，2.522.99；jT取jT，jeT較小，即jeT=10906.72mN 。經(jīng)計(jì)算BR=53.8757.28mm，取BR=55mm得到BR后，節(jié)錐距選取公式：0A= （ 0.98 0.99 ）BR=53.9 54.5mm取54mm（4.4）三、行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)三、行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)在選取行星齒輪的齒數(shù)時(shí)，應(yīng)選取較小的齒數(shù)，但也不應(yīng)小于 10?？紤]到安裝問(wèn)題，應(yīng)保證滿足如下公式。即：nzzrL22= I（4.5）式中：Lz2，rz2齒數(shù)（左，右半軸），Lz2=rz2；n行星齒輪數(shù)，n=4；I任意整數(shù)。取1z=10，2z=18，符合上式和相關(guān)要求。四、差速器錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑四、差速器錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑;95.60arctan;05.29arctan122121zzzz（4.6）式中：1，2見(jiàn)表 4.1；21,zz如 4.5 所示。圓錐齒輪的大端模數(shù)220110sin2sin2zAzAm=5.24（4.7）取m=5mm；故直徑 d，即可得：mmmzdmmmzd90;502121五、壓力角五、壓力角機(jī)械設(shè)計(jì)中，差速器齒輪常用3022的壓力角，齒高系數(shù)經(jīng)查閱資料選 0.8，大質(zhì)量的汽車壓力角可采用 25，由于灑水車只有 5 噸，故選河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)283022。六、行星齒輪安裝孔直徑六、行星齒輪安裝孔直徑及其深度及其深度 L L 的確定的確定相關(guān)計(jì)算公式：圖 4.2安裝孔直徑及其深度 L1 . 1L=2（mm）nlTLc101 . 1302nlTC 1 . 11030=26 mm（4.9）式中：0T同(4.3)，10906.72mN ；n行星齒輪數(shù) 4；l見(jiàn)表 4.1，mm；25 . 0 dl ，36mm=l；c許用擠壓應(yīng)力，69MPa.。4.3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算1表4. 汽車車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表（單位mm）序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)1z1010=1z2半軸齒輪齒數(shù)2z=1425，且需滿足式（4.5）18=2z3模數(shù)m5mm=m4齒面寬B=(0.250.30)A0;18mm河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)29b10m5工作齒高mhg6 . 18mm=gh6全齒高051. 0788. 1mh8.9517壓力角22.58軸交角909節(jié)圓直徑11mzd ；22mzd 501d902d10節(jié)錐角1221190arctan，zz29.05=195.60211節(jié)錐距22110sin2sin2ddA54mm=0A12周節(jié)3.1416m=t15.708mm=t13齒頂高21agahhh;mzzha212237. 043. 05.27mm=1ah2.72mm=2ah14齒根高1a1fhm788. 1h;a12fh-m788. 1h3.67mm;=1fh6.22mm=2fh15徑向間隙ghc h=0.188m+0.0510.991mm=c16齒根角01arctanAhf;022arctanAhf4.03=1;6.82=217面錐角211o；122o35.87=1o64.9=2o18根錐角111R；222R25.02=1R54.13=2R19外圓直徑1111cos2aohdd；22202cos2ahddmm214.5901dmm642.922d20節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離11201sin2hd22102sin2hdmm44.4201mm62.2202河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)3021理論弧齒厚mhhtstan2sts21221，mm 8.69=1smm 7.018=2s22齒側(cè)間隙B=0.1270.178 mm0.0.15mm=B4.2.3 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪與變速器齒輪不同，差速器嚙合時(shí)間短，只有在轉(zhuǎn)彎、道路不平等一些特殊情況導(dǎo)致的左右兩側(cè)車輪以不同速度滾動(dòng)情況下才會(huì)起作用，因此，差速器彎曲強(qiáng)度的計(jì)算是關(guān)鍵，而不是疲勞強(qiáng)度。汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為JmBzKKKTKvmsw2203102（4.10）式中：T見(jiàn)下式；nTTj6 . 0（4.11）nTTjE6 . 0=46 . 010906.72=1626.01mN ；nTTjmm6 . 0=46 . 01857.49=278.62mN ；n差速器行星齒輪數(shù)目 4；2z半軸齒輪齒數(shù) 18；0K超載系數(shù) 1.0；vK質(zhì)量系數(shù) 1.0；sK尺寸系數(shù)44 .25mKs=0.6661；mK載荷分配系數(shù) 1.1；B齒面寬 18mm；m模數(shù) 5mm；J取 0.225，見(jiàn)圖 4.5。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)31圖 4.3彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J以jeT計(jì)算得：w=818.57 MPaw=980 MPa以jmT計(jì)算得：w=203.66MPaw=210.9Mpa經(jīng)本章計(jì)算，所得強(qiáng)度沒(méi)有超過(guò)許用值，滿足。4.2.4 差速器齒輪的材料同樣選取 20CrMnTi。4.4 本章小結(jié)本章進(jìn)行了差速器相關(guān)尺寸的設(shè)計(jì)與校核， 并進(jìn)行了彎曲強(qiáng)度的校核，并將相關(guān)尺寸進(jìn)行了表格整理，選取了齒輪材料。河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)32第 5 章 半軸設(shè)計(jì)5.1 概述此次設(shè)計(jì)所選用的半軸為全浮式半軸，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先查閱相關(guān)類型汽車的半軸資料，綜合分析、比較之后確定半軸直徑，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。5.2 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算5.2.1 全浮式半軸的計(jì)算載荷的確定在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，首先要明白，半軸選用的是何種半軸，前面已經(jīng)給出，是全浮式的。清楚了半軸類型，需要明白此種半軸類型，受力特點(diǎn)是什么，經(jīng)查閱汽車構(gòu)造，查得這種形式只承受轉(zhuǎn)矩，故只需計(jì)算縱向力最大時(shí)的情況即可。如下圖，全浮式半 軸 5.1圖支承示意 圖轉(zhuǎn)矩rLrXT2，LX2的數(shù)值，又可分為兩種情況計(jì)算。若按最大附著力計(jì)算，即222GmXL（5.1）式中：附著系數(shù)，0.8；河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)33m質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，取 1.3。得出8 . 02477753 . 12LX=24843N若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即reRLriTXX/max22（5.2）式中：差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，取 0.6；maxeT最大扭矩，227.71Nm；傳動(dòng)效率，取 0.9；i一擋傳動(dòng)比TLi=0i1i=6.155.63=34.6245；rr滾動(dòng)半徑，0.405m。根據(jù)上式LX210512.46 N取LX210512.46N應(yīng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算則：T=4257.55Nm5.2.2 全浮半軸桿部直徑的初選常由下列公式選?。?33)18. 205. 2(196. 010TTd（5.3）式中：d半軸直徑 mm；T用于設(shè)計(jì)半軸時(shí)，計(jì)算所用轉(zhuǎn)矩，4257.55mN ；半軸轉(zhuǎn)矩許用應(yīng)力，MPa。=490588MPa。取 d=35mm 。5.2.3 全浮半軸強(qiáng)度計(jì)算通過(guò)下面這一公式：331016dT=mmN（5.4）式中：半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，MPa；T如（5.3）d半軸直徑 35mm；如（5.3）得，331016dT=3310351655.4257=505.74，未超過(guò)許用值。半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為310180GJTl（5.5）河南科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)34式中：T同（5.3）l半軸長(zhǎng)度 800mm；G材料的剪切彈性模量，8.4104N/mm2；J極慣性矩，432dJ=147248.83mm4。經(jīng)計(jì)算，=14.78，合適的扭轉(zhuǎn)角范圍為 615，合適。5.2.4 全浮式半軸花鍵強(qiáng)度計(jì)算選取花鍵時(shí)，應(yīng)該增加花鍵的齒數(shù)，這樣才能更好的實(shí)現(xiàn)花鍵端部加粗，減小花鍵鍵槽深度的效果，通常選取花鍵齒數(shù)為 10-18 齒。本次設(shè)計(jì)選漸開(kāi)線花鍵。經(jīng)過(guò)細(xì)心選取， 花鍵的相關(guān)參數(shù)為： z=15， m=2.5， d=37.5mm， =30。半軸花鍵的剪切應(yīng)力為：bzLdDTpABs4103MPa（5.6）半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為：pABABczLdDdDT24103MPa（5.7）式中：T同（5.3）；BD半軸花鍵外徑，40mm；Ad花鍵孔內(nèi)徑，35mm；z花鍵齒數(shù) 15；pL花鍵的工作長(zhǎng)度 70mm；b齒寬，4mm；載荷分布不均勻系數(shù)，0.75。根據(jù)據(jù)上式計(jì)算：bzLdDTpABs4103=75. 047015440351055.42573=70.09 MPa=75. 0701523