毕业设计（论文）-某重型货车驱动桥设计.docx

某重型货车驱动桥设计摘要：驱动桥是汽车传动系统中的核心部件，它们的设计水平直接影晌到汽车的燃油经济性、操控性、传动稳定性与传动效率等.对于载货汽车而言驱动桥决定r它的数荷量、马力等等，所以驱动桥对于载重汽车显得尤为重要。驱动桥一般由降低转速、增大扭矩、改变扭矩的传递方向的主减速器、可以使内外两侧骗动轮以不等速度转动的差速涔、与邨动轮相连接半轴及传动装置安装基础的邨动桥壳构成。本功用是将纵向的传递到驱动桥的力转为横向，降低转速增大转矩后，由差速器在输出轴间分配转矩到左右半轴和牵引轮上以满足车辆的需求。本设计以某重型货车为基础，首先确定汽车总旗量以及发动机输出额定功率，额定扭矩计算出主减速比，根据主减速比来确定驱动桥的整体结构，在完成驱动桥设计后，需要对汽车的最高车速，通过性，平稳性等进行验证。设计时首先对构成驱动桥整体的各个零部件的结构类别以及设计所需要的参数进行分析、设计与选择。然后对驱动桥的各部分主要组成构件进行设计计算并进行强度校核。关键词：驱动桥、主减速器、差速器、半轴、驱动桥壳。DesignofdrivingbridgeofaheavytruckAbstract:Driveax1.eisthecorecomponentofauton)bi1.ctransmissionsystem.Thcirdesign1.eve1.direct1.yaffectsthefue1.economy,hand1.ing,transmissionstabi1.ityandtransmissionefficiencyofthevehic1.e.Therefore,thedriveax1.eisparticu1.ar1.yimportantfor(hetnck.Afterthedrivingax1.eisreducedbythemainreducerandthetorqueisincreased,thepoweristransferredtothe1.eftandrightax1.eandthedrivingwhee1.economica1.1.yandeffective1.ythroughthedifferentia1.tomeettherequirementsofthevehic1.e.ThisdesignisbasedonacertainIypcofmedium-sized(ruck.Inthedesign,theouipu1.torqueoftheengineisdeterminedfirst1.y.Afterthedesignofthedriveax1.eiscomp1.eted,thedynamicindexessuchasthemaximumspeedandc1.imbings1.opearcverified.Firstofa1.1.Ihcdesignparametersandstructuretypesofthecorecomponentsshou1.dbedeterminedandthedesignca1.cu1.ationandstrengthca1.cu1.ationarcfocusedonthemainanddrivengears,differentia1.beve1.p1.anctarj,gears,ha1.fshaft,ax1.ehousing,etcKeyWords：Driveax1.e,Mainreducer.Differentia1.mechanism»Ha1.fShaft.Driveax1.ehousing第1空绪论51. 1驱动桥简介51.2 驱动结构方案分析51.3 驱动桥的设计要求7第2受汽车基本技术参数7第3章主减速器设计81.1 1主减速器的结构形式91.2 转减速器主动锥齿轮支掾型式及安置方法101.3 主减速器的齿轮类型II1.4 主减速器的基本参数选择与设计计算123.4.1齿数的选择123.4.2主减速落齿轮的计算我荷的确定123.4.3主减速器从动齿轮的平均计算转矩Tjm131.1.1 4.5主减速罂齿轮基本参数的选择143.5 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算163. 5.1单位齿长上的圆周力164. 5.2齿轮的弯的强度计算175. 5.2齿轮的接触强度计算183.6 主减速器齿轮材料及热处理183.7 主减速器的涧滑19第4章差速翡设计194.1 差速器的结构形式的选择214.2 普通对称式圆锥行星齿轮差速器的设计224. 2.1行星齿轮数目的选择224. 2.2行星齿轮球面半径RB(三)的确定221.1.2 2.3行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择221.1.4 差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定.231.1.5 压力角231.1.6 行星齿轮安装孔直径及其深度1.的确定234.3 差速器齿轮强度校核254.4 差速齿轮材料的选择25第5章半轴的设计255.1半轴的形式261. 1.1半浮式半轴错误!未定义书签.2. 1.2.3/4浮式半轴错误!未定义书签.5. 1.3.全浮式半轴266. 2全浮式半轴设计277. 3半轴的热处理28第6章驱动桥壳的设计296.1 驱动桥壳的形式296.2 桥壳的设计要求306.3 驱动桥壳的强度分析306 .3.1桥壳静弯曲应力计算307 .3.2在不平路面上冲击载荷作用下桥壳的强度计算316.4驱动桥壳的材料的选择32结论32致谢33参考文献34第1章绪论愤着中国经济的匕速发展，对于交通运输业的要求也在不断提高.愤着我国公路等基本建设的完善，公路运输凭借者灵活快捷等优势在其中占有很大比武，所以对载货汽车的需求也在不断提升。我国的汽车工业在几十多年的时间中飞速发展。不论是对于汽车的需求，还是汽车产量我国都位居世界前列，但在某些汽车领域的技术革新上还是和德国、日本等机械强国相比还是相对落后。国内外都在不断发展着汽车行业的技术水平，在完善汽车制造业中出现的问题0我国在未来的发展中，不断吸取国外的领先技术根据我国国情来不断完善我国在技术领域上的空缺，来提升我国的汽车工业技术水平就显得尤为重要“虽然在这四年的时间里已经学习了很多有关机械行业的相关知识，但对知识的巩固需要提升。此次的毕业设计很好的将理论与实际相结合帮助我们巩固所学的知识内容，为以后的发展奠定基础。本手册记录了毕业设i的主要内容和步臊，详细描述了全型货车驱动桥的设计流程。此次毕业设计需要对25吨载货汽车驱动桥进行设计1.1 驱动桥简介驱动桥位于传动末端，完成传动轴和车轮的连接。是汽车传递系统中不可或缺的一部分，驱动桥一般由降低转速、增大扭矩、改变扭矩的传递方向的主减速器、可以使内外两侧驶动轮以不等速度转动的差速潜、与驱动轮相连接半轴及传动装置安装基础的驱动桥壳构成。本功用是相纵向的传递到驱动桥的力转为横向，降低转速增大转矩后，由差速器在输出轴间分配转矩到左右半轴和牵引轮上。驱动桥还需要承受汽车车身的玳量，同时也要受到车轮和地面所产生的作用力与反作用力。驱动桥设计直接影响着汽车的多种性能，例如通过向，平稳性等等。重型载货汽车由于自身历狂的影响需要功率较大的发动机传递出较大的转矩来满足载货汽车的需求.同时一个性能可存，传动效率较高的邪动桥可以提高载货汽车诸多方面的性能。1.2 驱动桥结构方案分析驱动桥结构可以分为两种.根据不同种类的车轮悬挂形式就有相对应的驱动桥结构.非断开式聊动桥通过非独立悬挂将驱动桥与车架连接。#断开式驱动桥由于具有完整的驱动桥壳，桥壳是一根支承在左右驱动轮上的刚性空心梁其他传动构件都装在里面，多用于后桥。断开式小动桥，两侧车轮需要通过独立悬挂与车身连接，驱动桥壳会被分成主减速器壳，差速器壳等等，互相之间用较链连接，主减速器、差速器通过桥壳直接与车声连接，半釉通过万向节来与车体连接。断开式驱动桥在横向平面内，半轴与车轮可以做相对运动。于是乍轮可以彼此独立的相对于车声跳动。1-%动桥克2-主减速器3-基速器4-半轴5-建动轮图I-I整体式胆动桥断开式驱动桥相比于整体式驱动桥让车辆与地面的距高更大，使得汽车的通过性更好.同时汽车在行驶过程中更加稳定，由于和独立悬挂相配合，驱动车轮与地面的接触很好，蟠加了车辆的操控性。但是结构较为复杂，制造成本高，一般使用在对通过性要求较高的车辆上，例如越野车等。非断开式驱动桥结构相对简单，易损的零部件较少，性价比高，但汽车的平顺性比较差，一般使用在对通过性，平稳性要求较低的车辆上,例如：载重货军、大型客运汽车等I-主减速器2-半轴3-缓冲弹簧4-减震器5-驱动轮6-接臂7-轴图1-2断开式驱动桥本课题根据设计总重25吨的货车驱动桥，如今的道路状况得到改善对汽车的性能没有过高的要求。我们需要结构简单，+动桥机械传动效率高，易损件减少，可弊性高的驱动桥,所以此次设计我们采用非断开式结构.1.3 驱动桥的设计要求本课题驱动桥的设计需要满足的要求：1 .保证25吨货车具有良好动力的前提下减少能源的流失2 .差速器要保证驱动轮按照行驶时的要求做差速运动，同时也要使得传输的动力能够稳定而不间断。3 .各部分零部件需要有足够的刚度硬度，减少驱动桥的维修成本.4 .保证驱动桥机械传动效率高。5 .在保证驱动桥满足使用的要求前提下，减小驱动桥的尺寸。6 .性价比高、易损件少、结构简单、加工工艺性好。第2章汽车基本技术参数汽车基本参数的选择和设计会影响到汽车零部件的选择，因此在设计驱动桥时要确定基本参数。本文根据任务书给的原始参数，根据老师提供的参数以及查阅相关文献可以得到表2-1所示的基木参数技术*表2-1序号项目名称具体参数1总质量(Kg)250004嫉高车速(Km/h)1205额定功率(Kw1Zrpm)340/22006额定扭矩(NmZrpm)2200/1000-11007轮胎型号10.00R22.58变速器速比7.43:5.24；3.76；2.82；1.95；1.39：1：0.75：R5.196但由大2J可知本设计使用的轮胎大小为IO.OOR225,SHiiiGB"29771016本汽布轮胎的格、尺寸、4ffi负荷%.轮胎的静S荷t径rc"mmm.本文计灯时去演我时时后轴分间为45:55.则货车涌骐时后林毅荷=137S0Kg三第3章主减速器设计3.1主减速器速比的确定主减速器速比可由最高车速求得，即：(3-1)_0.377nrOVmax6式中：io主减速器速比；n发动机额定转速，由表2T可知，n=2200rpm:r一轮胎滚动半径，r=0.476m；VmaX一汽车行驶的最而车速，由表2T可知，Vmax-12OKmh;ig6-变速器六档速比，.=0.75：经计算i<>=4.393.2主减速器的结构形式驱动桥主减速器根据传动级数以及齿轮副数目分为单级式主减速器和双级式主减速器。出现了一种可以通过拆卸成为双级主减速器的，它在中级主减速器中预留一部分空间在需要时可加入齿轮变成双级主减速器，从而实现不同的需求,主减速器决定r主减速比和最小离地间隙（如下图），这影响着汽车的动力性和通过性。单级主减速器由一个主动徒齿轮和一个从动伞齿轮构成。在此设计中齿轮的的传动比是由重型货车良好动力的前提下减少能源来选定的。单机主减速器结构简单，明量轻、体积小、传动效率高等优点。为了车辆的通过性，从动锥齿轮的尺寸不宜过大，传动比就要小一些，所以单级减速器常用于传动比较小的车辆“为了能够使汽车能够通过路况较差的地方，雎级减速器不能够使用尺寸过大的从幼齿轮。双级主减速器是由第一级圆锥齿轮副和第二级圆柱齿轮副或第一级圆柱齿轮副和第二级圆锥齿轮副所组成。在主减速器传动比要求较大时只用一对齿轮它的从动轮尺寸大，导致主减速器的尺寸过大，无法保证较为合理的离地间距,使得汽车的通过性差，所以当传动比较大时我们常采用双级减速器。但双级主减速器的质量大、会使汽车的速度相对较低，所以通常情况下不作为种基本驱动桥来进行。（八）级(b)双级图32主求池号筒图根据以上信息，针对我们设计的单级锥齿轮主减速器就满足要求.3.3减速器主动锥齿轮支撑型式及安置方法对于驱动桥生动锥齿轮的主要有以下仃两种形式：悬臂式支承和跨置式：不同的支承形式会对主减速器的支承刚度等产生膨响。(b)湾置式图军3主动隹齿轮支承方式悬铸式支承的齿轮以其轮齿大端一侧的轴颈悬臂式地支承于一对轴承上。这种支撑形式构成非常简单，有利于以后的维修，但是悬骨式支承无法满足载货重量较大的刚度需求，所以常用于载荷不大的轿车，轻型载货汽车等上.如图3-3（八）跨置式支承是齿轮两端的轴颈均以轴承支承，又被称之为崎马式，跨置式能够使支承的刚度增大，齿轮的承载能力更好：跨置式的结构布局更加索凌，有利于主减速器的布置：这种支承形式能够使得齿轮端合较好，所以使用的寿命长。但是跨置式相比于悬臂式结构其杂，加工成本提高，因为齿轮间空间小，导致轴承尺寸会受到影响，在拆卸维修方面不便利。常用于中型货车，重型货车等。如图3-3(b)本课题因设计的是重型货车邓动桥，需要承载较大的载荷，所以需要选用支承刚度较大的跨置式支承型式.3.4主减速器的齿轮类型邨动侨主减速器广泛采用的曲线齿惟齿轮和准双曲面齿轮。图3T曲线齿隹出轮传动曲面齿锥齿轮又称螺旋锥齿轮，它的主、从动齿轮轴线相交于一点。它的齿帧斜,齿轮间的重合度比较大，所以传动平稳,动载荷小，产生的噪音较小，可以承受较大的载荷。所以常用在速度较高，载荷较大的车辆上。图35准双曲面齿轮传动准双曲面齿轮传动与曲面齿锥齿轮相似，如图3-4所示它主、从动齿轮轴线没有偏So双曲面齿轮传动能够承受的载荷增大，齿轮的抗弯曲，折断，磨损等失效的能力更强,由右偏置，使得从动齿轮需要聘置布置可以增大轮轴的：所以双曲面齿轮传动的顿挫感耕地，所产生的声音更小。准双曲面齿轮传动不仅具有曲线齿锥齿轮传动的所有性能，还具有传动更加稳定和布置上的方便等特点。常用于平稳、高速、载荷较大、传动较大、结构需要紧凑的情况。综合上述理由，故采用双曲面制的螺旋齿轮。主减速器形式分为单级减速器等.由丁选定的主减速比为io=4.39故采用双曲面制的螺旋齿轮雌级主减速器。3.5主减速器的基本参数选择与设计计算3.5.1齿数的选择在齿数的选择上通常在中心距不变的前提下，齿数越大越好。增加齿数有利于传动时的各机件的稳定性，增加主从齿轮间的重合度等。与此同时增加齿数就可以降低齿高，就可降低齿轮折断、齿轮胶合、齿轮磨损等形式失效的可能性.小齿轮的齿数为ZrIo-40“为使轮齿免于根切对于压力角=20°的标准直齿圆柱齿轮，齿数Z应大于12。小齿轮齿数Z1.确定后。根据齿数比公式计算出Z2。根据已有的研究表面.大齿轮与小齿轮的齿数一般要互为质数，以保证啮合齿稔定的运作，并且使它们的磨损较为均匀。z2=11z1(32)式中：Z2一一大齿轮齿数Z1.小齿轮齿数，Z=13n1-齿数比，n1=4.39由上式可知:Zz=57,Z=13互为质数。则本文设计的驱动桥实际速比为63/13=4.38.说明齿数匹配合理。3.4.2主减速齿轮的计算载荷的确定一般情况下是将汽车输出的最大扭矩在最低挡位传动比和牵引轮在行驶过程中打(3-3)滑时的状况下作用在主减速器的转矩(TJe、Tj)的较小者来计穿。Tje=Tcmax*t1.*K,)*t<3-4)G2PI>111.Ba>I.B式中：TemaX一一发动机最大转矩，N*m：TemaX=2200N*m0it1.一一开始传动到主战速器从动齿轮，传动系统最低档传动比，由表2T可知:iu=i1.*i1=7.43*4.38=32.62；K0过我系数，K0=1.0；n驱动桥数目，n=1.：Th一传动效率，M=09G2一一汽车满载时个驱动桥给水平地面的最大负荷，N；由表2-1据可知，G2=134750*9.8msz=245000N;轮胎对地面的时着系数=0.75；rr-车轮的滚动半径，m；由表2T可知rr=0.476m;i1.B一一分别为所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效率和减比I)B=09；i_B=1。代入上式可得Tje=64583.05N*<n:T*5701.4.22N*m0由此可知主减速齿轮的计算载荷方为=57014.22N*m:3.4.3主减速器从动齿轮的平均计算转矩Tjm-(Ga+Gt)mIurnwn<fr+fh+fp)(3-5)式中:Ga汽车满载质量，N,由表2T得Ga=25000*9.8=245000N:Gt所牵引的挂车质量，N,G-ON:frfhfp详见参考文献，取fr+fh+fp=0092:rB1.Bn,TemaX参见(33)式说明由上式可知！m=13245.73N*m.3.4.5主减速器齿轮基本参数的选择节随直径的选择根据经验公式可选择d2=Kdz6（3-6）式中：d2一一从动锥齿轮的节圆直径，的：Kd2-直径系数，取Kd2=13-16；Tj计算转矩N*<n：Tj=57014.22N*m由上式可知由的取值范用为500.35至615.81:齿轮端面模数的选择d?选定后，可按式m=dz"2算出推齿轮大端模数，并用下式校核m=kn,E（3-7）式中:不一计算转矩N*m：T1.=57014.22N*rnkm模数系数，取km巾一0.4：经计算校核并查阅模数标准，得大端模数为m、0。齿面宽度的选择聊动桥主减速涔双曲面齿轮的从动齿轮宽度F（mm）一股为：F=O.155d2<3-8）式中：d2从动锥齿轮的节EI直径，经计算可得，这里取F-100m.主减速器的主从动齿轮参数及计和过程详见表表3-11!弧齿椎齿轮的几何尺寸名称代号计算公式和说明计算结果(mm)按需要确定，股10。77(尸.最=90轴交向常用9(r齿数z1.,z213,57模数m6中点螺旋角通常旷35。4(尸,最常用B=35。产35°压力角On0n标准an20°n=20大端分度圆直径<1d=nz<11=78<12=3784=arctanZ1.Z,61=11.66°节锥角心=E-902-78.34°节惟距A1A1.-d2sinR=191.65周节tt=3.1416m18.85齿工作高%h=H1m；H1=1.710.2全齿高hh-H2m：H2=1.88811.28齿顶高h,h；=hg-h£：h2=Ham:Ha=0.471h；=7.37h户2.83齿根高hr,hj,=h-h;:hg=h-h4hV=3.91:hg=8.45径向间隙CC=h-hgC=I.08齿根角Y1=tan-1Yi=1.17°:Y2=2.53°35主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算3.5.1单位齿长上的圆周力P常用估算主减速器齿轮表面的耐磨性，需用单位齿长上的圆周力p详见参考文献0P=q（2-3）式中：P"单位齿长上的圆角力，N/mni；P作用在齿轮上的厕周力.N,按发动机最大转矩TCmaX和最大时着力矩Gz<pir两种载荷工况进行计算：F从动齿轮的宽度，E。按额定最大转矩计竟时：式中：Tcmax-发动机圾大转矩。N*m：TemaX=2200N*m;ig一一变速罂传动比，常取I档与直接档进行计算：igi=7.43ig6=084d1主动尚轮节圆直径，mm,d1=130nn.F齿面宽度，F=90mm由上式可知：i档计算时PI=689,55Nmm按最高档进行计算时=253.85Nran由表3-2可知，货车一挡的许用应力pJ=M29Nmm,目前，由于技术的进步，可在上述许用值的基础上增加10%25%,可得pj=1429*1.25=1786.25Nmm满足要求.Ifp250*1.25-312.5N:表3-2单位齿长上的圆周力许用值p参数汽车场按发动机最大转矩计算按最大着力矩计算附若系数1档2档直接档乘眸8935363218930.85商用车货车14292501429客车9822143.5.2齿轮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OW(Nmm')'为2,103.TK°-KKmKvFZM2J(3-12)式中：Tj一一计算转矩与平均计算转矩Tj,NXmF=57014.22N*m:对于计算主动齿轮时，计兑转矩应换算到主动齿轮上：K0超载系数，K0-I.3：Ks一一尺寸系数。反应材料的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等有KS=O.53：Km一一栽荷分配系数，Km=1.1.1.iKV质员系数，对于货车驱动齿轮,KV=I.2F一一计算齿轮的齿面宽度，ran,F=100mnuZ计算齿轮的齿数Z1=13,Zz=57m端面模数，11b11=10;J一一计算弯曲应力用的综合系数，J=0430w=197.43MPa<7OOMpa,汽车主减速器齿轮的许用弯曲应力为700MPa,满足强度要求。3. 52齿轮的接触强度计算圆锥齿轮齿面的计算接触应力%(MPa)为：所=(3-13)式中：Tj1-主动齿轮计算转矩，N*11,Tj1.=Ti0=4841.64N*nCp材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6Ninm;d主动齿轮节圆直径,nn»山二130mm;KoKmKV-见前述说明：Ks一一尺寸系数,取Ks=O.53：Kf一一表面质员系数，Kf=I.0：1'齿面宽度，11r,F=100trni;J计算接触应力的综合系数,详参考文献：J=013。按计算转矩计算时4=5213Hpa小许用接触应力，满足设计要求：按平均计算转矩计算时计也要求满足，这里不给予计算，3.6主减速器齿轮材料及热处理汽车驱动桥主减速器的齿轮由于工作时间长，会受到过大的冲击载荷,齿轮表面接触应力交变，经常高速运转导致瞬间产生高温使得油膜破裂使得齿面粘焊。齿轮间相对运动，摩擦力较大等特点。主要的损坏形式齿轮折断、齿而点蚀、齿面胶合、齿面磨损等。所以对于材料的处理应满足以下的条件：a) 齿表面应有高的硬度，以应对疲劳折断和减轻或防止齿面塑性流动，使齿轮具有抗磨损的能力.b) 轮齿芯部应有适当的韧性，使得齿轮在冲击载荷卜.有良好的抗疲劳折断能力.需要对材料进行锻造、切削、热处理等工序达到产品要求，以减小由于材料所导致得故障，降低维修成本。d)选择能铭达到制造标准的齿轮合金材料.合金材料可使材料的韧性、耐磨性等等得以提高，通常可以通过热处理等方法改善材料的强度、硬度：选用合金材料是，进量不去使用含锲等元素的材料选用含有铭、软等元素的合金钢。目前我们业动桥主减速器所使用的材料为渗碳合金钢，优点在于表面硬度高，耐磨，弯曲强度高等.常用的钢号有20CrMnTi,22CrMnMo.20MnVB,和20Mn2TiB.本次设计选用20CrMnTi由于新齿轮润滑不良为防止胶合等情况的出现，在热处理及精加工后表面镀铜.锡或者0.005-0.020磷化处理.也可以对齿面进行喷丸处理来提高齿轮的所需的硬度。滑动速度较高的齿轮可以进行硫化处理。3.7主减速器的润滑主减速器得齿轮、轴承的表面由于受到摩擦力得影响，为避免磨损导致的破坏，都需要良好润滑。主减速器得前端轴承经常因为润滑得问题受到破坏，所以需要特别关注。为了能够起到良好的润滑作用，我们应该在驱动桥壳得位置安装通气塞来避免漏油等情况的出现。添加润滑剂的加油孔应该设置在方便添加润滑计位置。同时在润滑剂中可以添加减少摩擦力的添加剂，使润滑效果更好。第4章差速器设计差速潺的作用是当汽车在进入弯道的过程中或路况不佳的泥泞路面时，使得车轮能够以一侧在车轮转的快，一侧转的慢，以保证两例的车轮不会出现侧滑的现象，提高驾驶的平稔性。在行驶过程中左右牵引轮的距掰往往同时不同。例如，在过弯道的时候中，外轮比内轮滚得多；同样的当汽车在凹凸不平的路面上行驶时，曲面要比直线长导致两车轮位移相同但路程不同的情况.即使在路况良好的路面上由于轮胎状况等因素的影响，两军轮位移相同但路程不同.所以在驱动桥设计时不能直接有主减速器连接半轮及其牵引轮,需要在中间安装差速器保证两个车轮可以在不同情况卜转过不同的路程。这样可以避免车辆在行驶的时候发生侧滑或打滑现象，减少不必要的能量损耗.差速落有很多种类按照位置分类可分为：轮间差速器和轴间差速器：按照作用可分为普通差速器和防滑差速器。近几年国内发明/一种双蜗杆差速器具优点是体积小，加工简单，成本低，全面解决全时四驱问题。随着科技的发展目前差速器也逐步走向了电控化的道路。普通的对称式圆锥齿轮差速器由2个或4个行星齿轮、行星齿轮轴、2个圆锥半轴齿轮，垫片及差速器桥壳等组成。动力通过动齿轮输入，由半轴齿轮输出，通过半轴传递到轮毂，带动车轮转动,汽车处于直线运动状态，行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转，两半轴齿轮同速转动，当汽车进入弯道后，行星齿轮既有公转乂仃自转，使两半轴齿轮以不同速转动，允许两后轮以不同转速转动。1、2-半轴幅轮3-行星齿轮轴4-行星火轮图4-1差速叁转矩分配图当公=O时(行星齿轮只有公转，没有自转)，差速器作整体回转，车辆作直线运行，转速为小，当车辆右转弯时，人不等0,即行星轮以转速件自转“此时半轴齿轮I增高的转速为心亮半轴齿轮2减低的转速为由,，即：11=11O+113V(4-1)n2=n0-n3y2-(4-2)由于4=Z2,故4+2=24。故由上述可知，可实现左、右齿轮转速不相等，其转速差为n】-叼=2内舁。从而实现左、右车轮差速.避免车辆发生蝴h1.Z当进入弯道时,行星齿轮即会随着行星轴公转，乂会自特。使它转动的力矩为2Pr1.附加阻力AP和P/2。而转速快的一则AP和P/2方向相反，故转速慢的一侧所受的扭矩大，转速快的侧所受的扭矩小。B1.hM1=(-p)*r(4-3)M2=(-P)*r(4-4)P一一左、右牵引论因为进入弯道或者路面凹凸不平等原因使得左右牵引论的切线方向产生一个阻力。P一表示行星轮抽上作用力Pr/2半釉齿轮的半径左、右半轴的扭矩。r一一半轴齿轮的半径。若以2APr=MF表示差速器内摩擦力矩，以Pr-MO表示差速罂传递的扭矩，则：Mt+M2=M0(45)M2-M1=MF(4-6)由上面的分析可知，如果不计摩擦力矩，即MF=O,则MZ=M1，所以可以认为使差速泯的动锥齿轮将转矩均匀分配给了左右两个半轴，如果有内摩擦的影响，则转速快的一船车轮力矩卜.，转速慢的一IW的车轮力矩大，在普通差速器中内摩擦比较小。-=0.550.6,这就是普通差速器“差速不差扭”的传扭特性。4.1差速器的结构形式的选择差速器的结构形式选择，应该根据不同车型不同的使用途径去选择，由于此次设计的是二十五吨重，圾高时速可达120kmh的，现在随着我国的基础建设逐渐完善，大部分道路路况良好：因此我们采用性价比更高的普通时称式网锥行星齿轮差速器。4.2普通对称式圆锥行星齿轮差速器的设计4.2.1行星齿轮数目的选择通常情况下，载货汽车以及载客汽车等常采用四个行星齿轮，所以本设计采用4个行星齿轮。4.2.2行星齿轮的球面半径RR(1三)圈惟齿轮的差速器的尺寸通常决定于行星齿轮背面的球面半径Rr,它是在组装差速器时行星齿轮的安装尺寸，在一定程度上保证/差速器所需要的强度。球面半径可用下式确定：RB=KB6(4-7)式中：Kb一一行星齿轮半径系数，Kb=2.52-2.99,时于4个行星齿轮的载重汽车取较小值：对于2个行星齿轮的车辆的取较大值：Ti计算转矩，Tj=57014.22N*m;由上式可得RR=110mm：RB确定后可用下式初步确定节锥距AoAO=(0.98-0.99)Rb(4-8)可得AO-IO8mm。-1.2.3行星齿轮与半轴齿轮齿数的选择为了得到较大的模数应使行星齿轮齿数Z1.尽量小，不少于10,通常半轴齿轮齿数采用1425.在所有对于驱动桥差速器的设计过程中，同时在已有的差速器两个半轴齿轮的齿数Z21.Zzr之和，必须能被行星齿轮数目n整除，否则不能满足安装，即满足Z21.+5=整数(4-9)n这里选用Z1.=I1,Z2=25.满足上述要求.4.2.4差速普圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定先初步求出行星齿轮和半轴齿轮的节锥角Yi、丫2由式Y1.=tan-1(4-10)2y2=tanTg(4-11)z式中：Z1,Z2一一为行星齿轮和半轴齿轮齿数：求得Y1.=23.75°、y2=66.25°再根据下式求得网锥齿轮的大端模数mm=孕1sin丫1=竽ISiny2(4-12)zZZ式中参数已经初步确定，代入上式m=5.05,初取In为5。模数算H1.后，其节网宜径可由下式求得d=ZXm(4-13)计算结果见表4一14.2.5压力角目前汽车差速器的压力角大多选择22.5",齿高系数为0.8,最小齿数可减小到10。4.2.6行星齿轮安奘孔直径及其深度1.的确定行星齿轮安装孔与行星齿轮轴直径相同，而行星齿轮安装孔的深度1.就是行星齿轮在其轴上的支承长度,通常取1.=1.1.=/-11（4-7）J.*（c*n*1.式中：T0差速器传递的转矩，N*m：To=64583.05Nm：11一一行星齿轮数，n=4：一行星齿轮支承面中点到推顶的距离，mm0计算时取I=0.4,d2=60mm1.c支承面的许用挤压应力，取为69Mpa.可以计算出取=52mm,同理可得1.=35mm,图4-2行星指轮差速屠齿轮几何尺寸表4-1序号项目名称计算结果1主动齿轮次数Z1.112从动齿轮齿数Z2253端面模数m54齿面宽F305法向压力向22.5'690轴交角E7节圆直径d1d255125节推力Y1.Y223.75,66.25°节锥距AI)4.3差速器齿轮强度校核通常情况卜.，我们支队差速渊的弯曲强度进行。汽车差速器齿轮的弯曲应力为:_2"*TKoK1.11W一_KvFZ2m2J-68.28(4-8)式中：T一一差速泯一个行星齿轮给予半轴齿轮的转矩，N*n>:T=上竺:n经计算T=8552.13mn一一差速器行星齿轮数目，n=4：K0KvKmKs,F,m见上文说明，F=30mm,m=5：J计算汽车差速器齿轮弯曲应力的综合系数，J=0.80.将上述参数带入OW=广呼TFP*9i4.13Mpa,即OW小于许用弯曲应力980Mpa,满足设计要求4. 4差速器齿轮材料的选择介金材料可使材料的切性、耐磨性等等得以提高，通常可以通过热处理等方法改善材料的强度、硬度；基本上都是用港碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥齿轮的材料为20CrMnTi、20CrMOTi、22CrMnMo和20CrMO等。由于较少的传动所以对齿轮的精度要求是比较低的，通常采用精锻的工艺加工。第5章半轴的设计半轴把强动轮和差速器连接起来的轴。半轴的内侧与差速器的半轴齿轮相连接外端与汽车的牵引轮连接的用丁将差速潘传递的动力输出给牵引轮.半轴位干汽车传动系的末端，功用从差速器传来的扭矩经过半轴最总传递到车轮,是传动系统中传递扭矩的一个重要部件。在一般非断开式出动桥上，驱动车轮的传动装理就是半轴，这时半轴将差速罂半轴齿轮与轮毅连接起来.在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动街轮连接起来。4.1 半轴的形式半轴是汽车展后的一项传动构件，它需要将上级传动装置传来的动力传输到车轮“跟据轴支承形式的不同，我们把它大致分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种型式。非全浮式半轴因为牵引轮上的各种反力矩一定会通过半轴传给驱动桥壳，所以在半轴的外端需要承受车轮所带来的全部弯矩。全浮式半轴只承受差速港分配给车轮的转矩，两端都不承受任何的反力以及反力矩.半浮式半轴传递扭矩的同时各种反力矩一定会通过半轴传给驱动桥壳所受到的载荷较大，导致了它的使用寿命较短,但是由于半浮式半抽的质量小，结构简单,造价低廉等特点所以它只用于载荷较小的轿车和轻量汽车上。半浮式半轴可以用结构简单的圆锥面和键来固定轮毅.3/4浮式半轴承受载荷较大，它和半浮式半轴较为相似，这样的受力情况导致了轴承的使用寿命很短，一般也仅用在轿车和轻型车上，但不作为常用的半轴。相比于前面的两种形式的只承受差速器分配给车轮的转矩，两端都不承受任何的反力以及反力矩。较为广泛的应用于载重汽车、公交汽车等载荷较大的车辆上。根据本次设计车型为道型货车，由于车辆的我荷较大，对半轴的承载能力有一定的需求，所以采用全浮式半轴。5.1.1全浮式半轴全浮式半轴它的内段端与半轴套管相连接，外端与车轮相连。多采用一对圆锥滚子轴承支承轮毅，且两轴承的圆锥滚子小端应相向安装并有一定的预紧，调好后山锁紧螺母予以锁紧，很少采用球轴承的结构方案。在车行驶过程中轮胎会给驱动桥一次作用力与反力矩，但全浮式半轴会让驱动桥壳来承担这一部分的弯曲应力,他只负贡传递差速涔传给他的转矩给车轮。虽然全浮式半轴不用承担路面绐车辆的弯曲力矩，但是在有些特殊情况下(装配精度不够等)由具有良好的刚度依旧可以承担一定的弯曲力矩，但是能不承受太大的弯矩，所能承受的弯曲应力大概在6-70Mpa.全浮式半轴的外端和车轮相连接，因为它的特殊性，所以半轴外端和所连接车轮的结构不在那么简单比较及杂，制造成本较高，所以轿车轻型载货汽车等采用这种结构性价比较低。但由于其工作可靠.所以经常用于中型，重型货车上。因此本文选用全浮式半轴“5. 2全浮式半轴设计在设计初期。全浮式半轴轴径可由卜.式初步进行选取：疗第(5-1)V0.196旧式中：d一半轴杆部直径，1.三;E一半轴扪转许用扭矩，Nm：T一半轴的计算转矩，N*m半