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（终稿）RL3220用13吨级驱动桥设计（全套完整有CAD）

根据上式已知.，.，所以轴承的径向力，其轴向力为轴承的径向力.对于轴承，只承受径向载荷所以采用圆柱滚子轴承内径，外径，此轴承的额定动载荷为.，所承受的当量动载荷•。对于轴承，在此并不是个轴承，而是对轴承，对于成对安装的轴承组的计算当量载荷时径向动载荷系数和轴向动载荷系数值按双列轴承选用，值与单列轴承相同。在此选用型轴承。对于从动齿轮的轴承，的径向力由计算公式较核，轴承，均采用内径，外径，其额定动载荷为.。本章小结主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型减速形式的不同而不同。主减速器的齿轮主要有螺旋锥齿轮双曲面齿轮圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式，本设计选取为双曲面齿轮，本设计的主减速比为.，传动比大于.而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小，当传动比小于时，双曲面互动齿轮相对螺旋锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多的空间，这时可选用螺旋锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮传动均可以。第章差速器设计汽车在行驶过程中左，右车轮在同时间内所滚过的路程往往不等。转弯时内外两侧车轮行程显然不同，外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左右车轮因滚动半径的不同而使左右车轮行程不等。如果驱动桥的左右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器有多种形式，在此设计普通对称式圆锥行星齿轮差速器。.对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图.差速器差速原理当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同半径上的三点的圆周速度都相等图.，其值为。于是，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳的角速度。当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴以角速度自转时图，啮合点的圆周速度为，啮合点的圆周速度为。于是即.若角速度以每分钟转数表示，则.有式.为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。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。法向压力角法向压力角大些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，并使齿轮的端面重合度下降。对于弧齿锥齿轮，乘用车的а般选用或,商用车的а为或。这里取а主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算表.主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算用表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全齿高.法向压力角轴交角小齿轮轴线的偏移距.分度圆直径节锥角节锥距取.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.螺旋角主减速器双曲面锥齿轮的强度计算在选好主减速器齿轮的主要参数后，应根据所选的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命。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。单位齿长圆周力在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性，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.式中作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算,单位为从动齿轮的齿面宽，在此取.按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩，在此取变速器的传动比.主动齿轮节圆直径，在此取.按上式.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.按上式.在现代汽车的设计中，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资料的。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，故满足条件。齿轮弯曲强度锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为.式中锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力，齿轮的计算转矩，对从动齿轮，取中的较小值，为.主动齿轮取为.过载系数，般取尺寸系数，.齿面载荷分配系数，悬臂式结构，.质量系数，取所计算的齿轮齿面宽所讨论齿轮大端分度圆直径齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，取.将各参数代入式.，有主动锥齿轮，.从动锥齿轮，.按照文献,主从动锥齿轮的，轮齿弯曲强度满足要求。轮齿接触强度锥齿轮轮齿的接触强度.式中锥齿轮轮齿的齿面接触应力，主动锥齿轮大端分度圆直径，主从动锥齿轮齿面宽较小值齿面品质系数，取.综合弹性系数，取尺寸系数，取.齿面接触强度的综合系数，取.主动锥齿轮计算转矩动桥结构中最为简单的种，是驱动桥的基本形式，在载重汽车中占主导地位。般在主传动比较小的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。中央双级主减速器。由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出定数值或牵引总质量较大时，综合来说，双级减速桥般均不作为种基本型驱动桥来发展，而是作为特殊考虑而派生出来的驱动桥存在。中央单级轮边减速器。综上所述，中央单级主减速器。它还有以下几点优点结构最简单，制造工艺简单，成本较低，是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位载重汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。单级驱动桥产品的优势为单级驱动桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度看，载重车产品在主减速比小于的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用中央单级减速驱动桥，再配以铸造整体式桥壳，如图.所示。图.中央主减速器主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。在此选用双曲面齿轮，其优点在于当双曲面齿轮与弧齿锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动具有更大的传动比，双曲面传动的主动齿轮的螺旋角较大，同时可以啮合的齿数较多，平稳性更强。主减速器主，从动锥齿轮的支承形式图.主动锥齿轮悬臂式支承图.主动锥齿轮跨置式图.从动锥齿轮支撑形式主动锥齿轮的支承形式可分为悬臂式支承和跨置式支承两种。查阅资料文献，经方案论证，采用跨置式支承结构如图.示。跨置式支承使支承刚度大为增加，使齿轮在载荷作用下的变形大为减小，约减小到悬臂式支承的以下．而主动锥齿轮后轴承的径向负荷比悬臂式的要减小至。齿轮承载能力较悬臂式可提高左右。但结构较复杂，所以选用跨置式。从动锥齿轮采用圆锥滚子轴承支承如图.示。为了增加支承刚度，两轴承的圆锥滚子大端应向内，以减小尺寸。为了使从动锥齿轮背面的差速器壳体处有足够的位置设置加强肋以增强支承稳定性，应不小于从动锥齿轮大端分度圆直径的。为了使载荷能均匀分配在两轴承上，应是等于或大于。.主减速器的基本参数选择与设计计算主减速器计算载荷的确定.按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩从动锥齿轮计算转矩.式中计算转矩，发动机最大转矩计算驱动桥数，变速器传动比，.主减速器传动比，.η变速器传动效率，取η.液力变矩器变矩系数，由于猛接离合器而产生的动载系数，变速器最低挡传动比，代入式.，有按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩.式中汽车满载时个驱动桥给水平地面的最大负荷，后桥所承载.的负荷轮胎对地面的附着系数，对于安装般轮胎的公路用车，取.对于越野汽车取.对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车为了防止从动锥齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承应用两端的调整螺母调整。主减速器从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配固定在差速器壳的凸缘上。主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整支承主减速器的圆锥滚子轴承需预紧以消除安装的原始间隙磨合期间该间隙的增大及增强支承刚度。分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的。预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过理想值时，轴承寿命会急剧下降。主减速器轴承的预紧值可取为以发动机最大转矩时换算所得轴向力的。主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用套筒与垫片，从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。主减速器的减速形式主减速器的减速形式分为单级减速如图.双级减速单级贯通双级贯通主减速及轮边减速等。减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于由动力性经济性等整车性能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙驱动桥的数目及布置形式等。通常单极减速器用于主减速比.的各种中小型汽车上。单级主减速器双级主减速器图.主减速器差速器根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮道路以及它们之间的相互联系表明汽车在行驶过程中左右车轮在同时间内所滚过的行程往往是有差别的。例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。另外，即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度的不同以及制造误差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这运动学上的矛盾，引起驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会是轮胎过早磨无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车