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（定稿）HQ1080车用5.5吨级驱动桥设计（全套下载）

.!按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩，在此为变速器的传动比，在此为.主动齿轮节圆直径，在此取.按上式计算.表.许用单位齿长上的圆周力档二档直接档轿车载货汽车公共汽车牵引汽车按最大附着力矩计算时.式中汽车满载时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，在此取轮胎与地面的附着系数，在此取.轮胎的滚动半径，在此取.主减速器冲动齿轮节圆直径，在此取按上式.在现代汽车设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，单位齿长上的圆周力有时提高许用数据的。经验算以上两数据都在许用范围内。其中上述两种方法计算用的许用单位齿长上的圆周力都为轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为.式中齿轮计算转矩，对从动齿轮，取，较小的者，即.。对于主动齿轮还需将上述计算转矩换算到主动齿轮上。超载系数，.尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，当时在此.载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，式式支承时取。支承刚度大时取最小值。质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，档齿轮接触良好节及径向跳动精度高时，取计算齿轮的齿面宽，计算齿轮的齿数端面模数，计算弯曲应力的综合系数或几何系数，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。按如图.选取小齿轮的.，大齿轮.图.弯曲计算用综合系数按计算主动锥齿轮弯曲应力.从动锥齿轮弯曲应力.综上所述由表.，计算的齿轮满足弯曲强度的要求。轮齿的接触强度计算螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力为.式中主动齿轮的计算转矩•材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取.主动齿轮节圆直径，同.尺寸系数，它考虑了齿轮的尺寸对其淬透性的影响，在缺乏经验的情况下，可取.表面质量系数，决定于齿面最后加工的性质如铣齿，磨齿等，即表面粗糙度及表面覆盖层的性质如镀铜，磷化处理等。般情况下，对于制造精确的齿轮可取.齿面宽，取齿轮副中较小值即从动齿轮齿宽.计算接触应力的综合系数或称几何系数。它综合考虑了啮合齿面的相对曲率半径载荷作用的位置轮齿间的载荷分配系数有效尺宽及惯性系数的因素的影响，按图.选取.图.接触强度计算综合系数按上式.主从动齿轮的齿面接触应力相等。所以均满足要求。.主减速器齿轮的材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系的其它齿轮相比，具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断齿面疲劳点蚀剥落磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断钢材的锻造切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易于控制，以提高产品的质量缩短制造时间减少生产成本并将低废品率选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。在此，齿轮所采用的钢为用渗碳合金钢制造的齿轮，经过渗碳淬火回火后，轮齿表面硬度应达到，而心部硬度较低，当端面模数时为。由于新齿轮接触和润滑不良，为了防止在运行初期产生胶合咬死或擦伤，防止早期的磨损，圆锥齿轮的传动副或仅仅大齿轮在热处理及经加工如磨齿或配对研磨后均予与厚度.的磷化处理或镀铜镀锡。这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可以显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死胶合和擦伤等现象产生。.主减速器轴承的计算轴承的计算主要是计算较大时，尽量取得小些，以便得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。初定主动齿轮齿数，从动齿轮齿数。主从动锥齿轮节圆直径及端面模数的选择对于单级主减速器，增大尺寸会影响驱动桥壳的离地间隙，减小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。根据从动锥齿轮的计算转矩见式.和式.并取两式计算结果中较小的个作为计算依据，按经验公式选出.式中直径系数，取计算转矩取，较小的。取.。计算得，，初取。选定后，可按式算出从动齿轮大端模数，并用下式校核.式中模数系数，取计算转矩取。由，取，满足校核。所以有。主，从动锥齿轮齿面宽和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，轮齿表面的耐磨性和轮齿的强度会降低。对于从动锥齿轮齿面宽，推荐不大于节锥的.倍，即，而且应满足，对于汽车主减速器圆弧齿轮推荐采用在此取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些，通常小齿轮的齿面加大较为合适，在此取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，则也越大，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.，在时效果最好，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，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取。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分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。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旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。法向压力角加大压力角可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降，般对于“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，规定重型载货汽车可选用的压力角。主减速器圆弧锥齿轮的几何尺度计算计算结果如表.所示。表.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主动齿轮齿数从动齿轮齿数端面模数齿面宽工作齿高续表序号项目计算公式计算结果全齿高法向压力角轴交角节圆直径节锥角节锥距周节齿顶高齿根高径向间隙齿根角面锥角根锥角齿顶圆直径节锥顶点止齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙.螺旋角.主减速器圆弧锥齿轮的强度计算损坏形式及寿命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安全可靠性地工作。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。齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断齿面点蚀及剥落齿面胶合齿面磨损等。它们的主要特点及影响因素分述如下轮齿折断主要分为疲劳折断及由于弯曲强度不足而引起的过载折断。折断多数从齿根开始，因为齿根处齿轮的弯曲应力最大。由文献可知，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，则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，最后导致轮齿部分地或整个地断掉。动桥。其结构如图.所示。.半轴.圆锥滚子轴承.支承螺栓.主减速器从动锥齿轮.油封.主减速器主动锥齿轮.弹簧座.垫圈.轮毂.调整螺母图.驱动桥.本章小结通过比较驱动桥的各种结构型式的优缺点，并根据轻型载货汽车的工作任务和工作环境进行分析论证，再结合目前市场上现有的轻型货车驱动桥的结构形式进行对比，最终确定驱动桥的结构形式为非断开式驱动桥。第章主减速器设计主减速器是汽车传动系中减小转速增大扭矩的主要部件，它是依靠齿数少的锥齿轮带动齿数多的锥齿轮。对发动机纵置的汽车，其主减速器还利用锥齿轮传动以改变动力方向。由于汽车在各种道路上行使时，其驱动轮上要求必须具有定的驱动力矩和转速，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置个主减速器后，便可使主减速器前面的传动部件如变速器万向传动装置等所传递的扭矩减小，从而可使其尺寸及质量减小操纵省力。驱动桥中主减速器差速器设计应满足如下基本要求所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。在各种转速和载荷下具有高的传动效率与悬架导向机构与动协调。在保证足够的强度刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装调整方便。.主减速器结构方案分析主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型主动齿轮和从动齿轮的安置方法及减速形式的不同而不同。主减速器的齿轮类型按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动双曲面齿轮式传动圆柱齿轮式传动又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动和蜗杆蜗轮式传动等形式。在发动机横置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮在发动机纵置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。在现代货车车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。螺旋锥齿轮如图.所示主从动齿轮轴线交于点，交角都采用度。螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。双曲面齿轮如图.所示主从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。和螺旋锥齿轮相比，双曲面齿轮的优点有图.螺旋锥齿轮与双曲面齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。传动比定时，如果主动齿轮尺寸相同，双曲面齿轮比螺旋锥齿轮有较大轴径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。当传动比定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮的直径较小，有较大的离地间隙。工作过程中，双曲面齿轮副既存在沿齿高方向的侧向滑动，又有沿齿长方向的纵向滑动，这可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。由于双曲面齿轮传动的主动齿轮的直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的相当曲率半径比相应的螺旋锥齿轮当量曲率半径大，其结果是齿面建的接触应力降低。随偏移矩的不同，曲面齿轮与接触应力相当的螺旋锥齿轮比较，负荷可提高达。如果双曲面主动齿轮的螺旋角变大，则不产生根切的最少齿数可减少，所以可选用较少的齿数，这有利于大传动比的传动