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文本内容:
53.
53.
53.
033.
053.
224.
224.
254.
11.1概述位于汽车传动系的端部的驱动桥,具有降低速度并增加扭矩的功能,并且将扭矩合理地分配来驱动左和右驱动轮,从而使左,右驱动轮可以有汽车行驶运动学理论上可达到的差速功能同时,驱动桥还从路,车框以及承担它们之间的垂直力、侧向力和纵向力一般理论中提到的汽车布局,大部分都是主传动器(也称为主减速器),差速器,驱动齿轮和桥壳等配件在日常中,车辆的驱动桥和驱动器悬挂方式的结构形式是紧密___在一起的例如,在大多数商用车辆和客车的部分,将采用非___车轮悬架形式的非断开式驱动桥结构当驱动轮采用___悬挂的形式时,为了获得良好的性能,通常会使用断开式驱动桥其主要职责是从发动机提供汽车传动功率,从而满足汽车的一般需求因此,机械驱动汽车在正常情况下的结构中,单一的传动装臵和发动机的性能不能完全解决要求和带来结构及驱动布局上的冲突和缺陷这是因为一个相当大部分的发动机是纵向设臵,并能够传递扭矩到左和右驱动轮,它必须通过主减速器来驱动,以改变扭矩传动的方向,并且,有驱动所述差速器的轮轴向制剂和差问题之间的左,右车轮的驱动扭矩变速器的主要任务是通过齿轮的选择为当前行驶状况和各种数量的传动比,使发动机的转速-转矩特性能够满足汽车动力,经济性能根据不同的行驶阻力的需求,并驱动桥主减速器(有时还有轮边减速器)的功能是,当传输进行时,汽车在最高档位或超速档时具有良好的牵引力,卓越的最高速度和出色的燃油经济性为此,原本直接经由变速器,动力传递轴输送,改变后的是从主齿轮轴再到驱动车轴从而提高转矩极限速度因此,为了合理设计汽车变速器,首先要准确,恰当地选择整体齿轮比,它是更合理地分配给传动和驱动桥后者的减速比被称为主减速比当变速箱处于最高档位,该车的动力和燃油经济性主要取决于主传动比根据汽车的工作环境和发动机,变速箱,轮胎等,当汽车的整体设计布局,选择最合适的传动比,以保证汽车具有良好的动力性和燃油经济性的参数由于相对增加发动机动力,跌幅逐步改善汽车的品质和道路状况,主减速比往下降的趋势既要满足人们对高速行驶的需求,而且在日常驾驶速度范围内主要的齿轮比选择间隔使发动机转速下降,减少燃料消耗,提高了发动机寿命,降低了噪音和振动并且提高性能
21.2驱动桥设计与分析的理论研究现状随着技术的开展及完成测试,采用新的测试技术和各种新设备,开展合理的驱动桥设计过程的科学实验,因此在产品结构性质和零件的强度进行寿命试验,并大量运用现代数学物理分析,在该产品及其零部件的进行装配综合分析和研究,从而使驱动桥设计上升到新的水平方向即___实验和理论分析
31.3设计驱动桥时应当满足如下基本要求1)在理论上,具有最佳的动力和燃油经济性为前提,选择合适的传动比2)通过保证有足够的离地间隙为前提,降低汽车整体尺寸性,以满足要求3)降低噪音,同时使光滑齿轮等传动部件的正常工作4)在负荷和转速条件的变化比较频繁的环境下使得传送效率比较高5)保证拥有足够的强度和刚度可以承受和传递作用于路面和车架或车身的各种力和力矩的条件下,并尽量减少质量,尤其是簧下质量,造成路面不平削减的冲击载荷,提高了车辆的乘坐舒适性6)确保维护,优化结构的前提下,能够调整方便,提高___技术22章驱动桥结构方案的选定
12.1结构方案分析本设计的课题是轿车驱动桥设计目前,一般设计使用的轿车布局类型大多是发动机前臵前轮驱动形式,而后轮驱动大多是豪华轿车基于动力与舒适性方面的考虑的首先,在汽车驱动桥主要特点是动力是通过传动轴的传输从而减速增矩后驱动车轮转动,由于设计的是日常家庭用车驱动桥,设计要求,通常采用了开放式的驱动桥及___悬架,提高了汽车的驾驶操控及稳定性,并拥有良好通过性由于其分段的轴,不具有刚性整体壳体或梁,因此他们进行相对彼此运动由分段的驱动桥,通过铰链连接,使车轮可以___地互相相对的被驱动至框架或托架向上和向下摆动总之,本设计选择中的结构是可断开驱动桥的形式虽然分离式驱动桥结构较复杂,成本较高,但会增加离地间隙,减少了非簧载质量,良好的驾乘舒适性,提高平均速度;减少___的动态负载交往过程中,提高了使用的寿命;因为与地面和形式的接触驱动轮能够很好地适应各种地形,极大地提升了能力,车轮防滑;合理的___悬挂设计为导向的___相匹配,是为了配合汽车的转向不足的影响,从而提高操纵稳定性33章主减速器设计
3.1主减速器的结构形式选择主减速器其主要区别是齿轮的类型,不同布局方案的驱动齿轮和从动齿轮的齿轮的结构类型也会不同减速模式影响的主要因素,不同类型的车,离地间隙,使用条件,布局和驱动桥数量,以及主驱动桥齿轮比,它的大小会影响汽车的动力性和经济性设计应最大限度满足如下基本要求1)在理论上,具有最佳的动力和燃油经济性为前提,选择合适的传动比2)通过保证有足够的离地间隙为前提,降低汽车整体尺寸性,以满足要求3)降低噪音,同时使光滑齿轮等传动部件的正常工作4)在负荷和转速条件的变化比较频繁的环境下使得传送效率比较高5)保证拥有足够的强度和刚度可以承受和传递作用于路面和车架或车身的各种力和力矩的条件下,并尽量减少质量,尤其是簧下质量,造成路面不平削减的冲击载荷,提高了车辆的乘坐舒适性6)确保维护,优化结构的前提下,能够调整方便,提高___技术
3.2主减速器的类型由最终传动比,驱动桥格式分为多种结构,有三种基本形式如下1)___单级减速这时最简单的结构,减速机与小质量好,体积小,成本低的制造,是最基本驱动桥,它被广泛应用在主传动比70i的汽车因为乘用车的主减速比一般在
5.430i,所以主传动比较小,就应尽可能采用___单级减速驱动桥2)___双级减速终传动由于该中心的桥梁是双级减速而在___单级比例超过一定值或牵引的总质量较大,同时,两级减速桥一般___基本类型的驱动桥___的,通常被认为是为了一个特例的驱动桥而得来3)___单级、轮边减速器其中,___单级主齿轮广泛应用于轿车它具有以下优点1)结构和制造工艺简单,成本低,广泛用于传输比较小的乘用车上;2)前臵发动机前轮驱动,需要一个相对简单的驱动桥,简化结构;3)随着道路条件的改善,特别是高速公路的迅速发展,降低了汽车行驶过程中对汽车通过性的要求4)与驱动桥带轮边减速器的相比,产品结构的简化,提高单级减速驱动桥机械传动效率,降低脆弱性和提高可靠性按主要类型齿轮减速器,主减速器可分为螺旋锥齿轮,准双曲面齿轮,圆柱齿轮,蜗轮蜗杆四种不同的传动形式由于思迪
1.5AT的轿车的发动机采用的是横向前臵形式,又采用横臵式变速器,所以动力输出的方向正好平行于前桥轴线的方向因此,此设计不必采用圆锥齿轮的传动形式来改变动力旋转的方向,采用斜齿圆柱齿轮传动就可以基本满足
3.3主减速器主、从动斜齿圆柱齿轮的支承形式现代汽车渐开式圆柱斜齿轮的支承型式有以下两种1悬臂式齿轮以其轮齿悬臂式地支承一对轴承的外侧于大端一侧的轴颈;2骑马式以轴承支承齿轮前后两端的轴颈,故又称为“两端支承式”要使主减速器良好工作,必须保证主、从动锥齿轮的良好啮合齿轮的啮合状况,除与齿轮的___质量,齿轮的装配调整以及轴承、主减速器壳体的刚度有关外,还与齿轮的支撑形式有关主动锥齿轮的支撑形式有悬臂式和跨臵式两种从动锥齿轮的支撑刚度与轴承的形式、支撑间的距离及载荷在支撑之间的分配比例有关从动锥齿轮多采用圆锥滚子轴承支撑本设计采用的是广汽___思迪车型,主动锥齿轮的支撑方式采用悬臂式,而从动锥齿轮采用的使圆锥滚子轴承支撑
3.4主减速器的基本参数选择与计算
3.
4.1主减速比0i的确定变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性以及主减速器的结构型式、轮廓尺寸、质量取决于主减速比0i的大小而在汽车总体设计时,主减速比0i和传动系的总传动比一起由汽车的整车动力计算来确定由于发动机的工作环境不同,汽车传动系的传动比可以采用优化设计,用发动机参数匹配出最优的传动系的传动比及主减速比0i,进而获得最佳的动力性和燃料经济性对于具有较大储备功率的轿车、客车和长途公共汽车,特别是对竞赛汽车,在给定发动机最大功率___xeP的情况下,所选择的0i值应能保证这些汽车有理论上的最高车速___xaV这时0i值就按下式来确定ghapriVnri___x
0377.0(
3.1)式中,rr—车轮的滚动半径,m;pn—最大功率时发动机的转速,min/5800r;___xav—汽车的最高车速,取hkm/180;ghi—变速器最高挡传动比,通常为1查阅思迪轿车的有关资料得轮胎类型与规格1560/185R其中185—断面宽(断面宽约185mm);60—扁平率(高宽比约为60%);R—轮胎结构记号(子午线结构);15—表示适用轮辋直径[轮辋直径
1.3815mminch];所___半径mmmrr
3015.
05.
3016.
01852101.38在实际分析中,有作动力学分析的静力半径sr与做运动学分析的rr,但是通常不计他们之间的差别,统称为车轮半径r
6626.
3118058003015.
0377.
0377.0___x0ghapirni确定得出主减速比
6626.30i
3.
4.2主减速器齿轮计算载荷的确定在实际生活中,由于各种不同因素的影响下,无法完全计算出主减速器齿轮所承受的载荷所以通常在设计中,将发动机最大转矩配以传动系统最低档传动比时、驱动车轮打滑时这两种情况下,作用于主减速器从动齿轮上的转矩(jeT、jT)中的较小者,作为计算中用以验算主减速器从动齿轮所承受的最大应力的计算载荷即nKiTTTTLeje0___x(
3.2)LBLBrjirmGT22(
3.3)式中___xeT—发动机最大转矩,N〃m;TLi—由发动机至所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比;T—传动系上述传动部分的传动效率,取
9.0T;0K—由于“猛接合”离合器而产生冲击载荷时的超载系数,对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动及自动变速器的各类汽车取10K;当性能系数0pf时,可取20K,或由实验决定;n—该汽车的驱动桥数目;2G—汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷(对于驱动桥来说,应考虑到汽车最大加速时的负荷增大量),N;2m—汽车最大加速度时的后轴负荷转移系数,乘用车
4.1~
2.12m,商用车
2.1~
1.12m;—轮胎对地面的附着系数,对于___一般轮胎的公路用汽车,取
85.0;对于越野汽车,取
0.1;对于___专门的防滑宽轮胎的高级轿车,计算时可取
25.1;rr—车轮的滚动半径,m;LBLBi—分别为由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速比(例如轮边减速器)其中查资料的143___xeTmN;
012.13TLi;
90.0T;由后式计算可得10K;由于该车只有一个驱动桥,所以1n;由数据可得,满载质量NGa
147988.91510;又因为汽车前臵前驱切满载时前轴承受%60~%47,这里取,所以NGGa
8.8878%602;由于该轿车是___为一般斜交轮胎公路用车,所以
85.0;查资料得mrr
3015.0;
96.0LB;由于该车无轮边加速器,所以1LBi;最后可得mNnKiTTTTLeje
64.
167419.
01012.131430___xmNirmGTLBLBrj
31.
3318196.
03015.
085.
02.
18.887822上两式求得的计算载荷是理论上的最大转矩,而在实际计算中,并不是正常持续转矩,不能用来作为疲劳损伤的依据依据各个汽车类型不同,又有情况多变的行驶工况中,乘用车在高速轻载条件下工作,而越野车和矿用汽车则常在高负荷低车速条件下工作,没有一条简单的公式可算出正常持续使用过程中汽车的实际转矩但相对公路车辆来说,因为使用环境和条件较为稳定,可以通过所谓平均牵引力的值确定正常持续转矩,即主减速器从动齿轮上的平均计算转矩jmT为pHrLBLBrmejmfffnirGGT(
3.4)式中,eG—汽车总重量,kN;mG—为挂车总质量,若无为0N;rr—车轮的滚动半径,m;rf—道路滚动阻力系数,计算时对于轿车可取
0.010~
0.015;对于载货汽车可取
0.015~
0.020;对城越野汽车可取
0.020~
0.035;Hf—汽车正常使用时的平均爬坡能力系数,通常对轿车取
0.08;对载货汽车和城市公共汽车取
0.05~
0.09;对长途公共汽车取
0.06~
0.10;对越野汽车取
0.09~
0.30;pf—汽车或汽车列车的性能系数___x
195.0161001eTepTGGf(
3.5)当
16195.0___xeTeTGG时,取0pf;LBi、LB、n、___xeT和等见前面的说明已知思迪数据,满载质量kNGe
147988.91510;由于是轿车所以0tG;
1618.xx
3014798195.
0195.0___xeTeTGG所以0pf;mNfffnirGGTpHrLBLBrmejm
5.
432008.
0015.
01198.
03015.
00147983.
4.3驱动桥的离地间隙由于本设计为轿车驱动桥设计,且采用广汽___思迪车型,所以并且经由数据查表得离地间隙为150mm
53.5主减速器渐开线斜齿圆柱齿轮设计计算表表表
3.1斜齿轮设计计算表格项目计算(或选择)依据计算过程单位计算(或确定)结果1.选齿轮精度等级查
[10]选用7级精度级72.材料选择查
[14]续表
3.1-209大齿轮、小齿轮均选用CrMnTi20结构钢(淬火+回火+渗碳处理)硬度为HRC62~58大齿轮、小齿轮均为HBS2403.选择齿数Z1212140~18ZZUiZZZ取211Z则
91.
766626.3212Z取772Z;
6667.312ZZU个
67.3773121UZZ4.选取螺旋角β20~8=取15=度15=5.按齿面接触强度设计
(1)试选tK
8.1~
2.1=tK取
6.1=tK
6.1=tK2区域系数ZH由
[10]图10-
3042.2=HZ
42.2=HZ
(3)由
[10]图10-26查
74.01___.
0263.___.
074.
02163.14计算小齿轮传递的转矩1T由上计算可知
5511018.
167.
310325.4ojmiTTNmm
511018.1T5齿宽系数Ф由
[10]表10-
715.1~
7.0d
80.0dd6材料的弹性影响系数EZ由
[10]表10-
68.___EZ21MPa
8.___EZ7齿轮接触疲劳强度极限limH由
[10]图10-21c由
[10]图10-21d6001limH5502limHMPa6002limH5502limH
(8)应力循环次数N由
[10]式10-
1391110557.373658129006060jLnN___
0121070.
967.
310557.3iNN
9110557.3N
82107.9N
(9)接触疲劳强度寿命系数HNK由
[10]图10-
1995.01HNK
98.02HNK
95.01HNK
98.02HNK
(10)计算接触疲劳强度许用应力][H取失效概率为1%,安全系数为
00.1S,由
[10]式10-12得
570160095.0][1lim11SKHNH
539155098.0][2lim22SKHNH
5.554221HHHMPa
5.554H
(11)试算小齿轮分度圆直径td1按
[10]式(10-21)试算
29.69][123211HEHdttZZuuTkdmm
29.591td
(12)计算圆周速度v10006011ndvt
00.
960000290029.
5914.3vm/s
00.9
(13)计算齿宽BtddB1451B502Bmm451B502B
(14)模数ntm11coszdmtnt
73.2ntm
14.
676.
225.
225.2tmh
66.
922.
611.60hb度
66.
914.
673.2hbhmnt
(15)计算纵向重合度tan
318.01zd
43.115tan
218.
0318.
043.1
(16)计算载荷系数K由
[10]表10-2查得使用系数
00.1AK根据smv/
00.9,7级精度,由
[10]图10-8查得动载荷系数
17.1VK由
[10]表10-4查得
246.1HK由
[10]图10-13查得
2.1FK假定mmNdFKtA/1001,由
[10]表10-3查得
4.1FHKK故载荷系
04.
24.
1246.
117.
100.1HHVAKKKKK
04.2K
(17)按实际的载荷系数校正分度圆直径由
[10]式10-10a
29.
646.
104.
211.603311ttKKddmm
29.641d
(18)计算模数___3tntnKKmm
96.
26.
104.
273.233tntnKKmmmm
96.2___6.按齿根弯曲强度设计
(9)计算大小齿轮的][FSaFaYY并加以比较
0120.0][111FSaFaYY
0130.0][222FSaFaYY结论大齿轮的][FSaFaYY系数较大,以大齿轮的计算
0130.0][FSaFaYY
(10)齿根弯曲强度设计计算由
[1]式10-
1799.1][cos232121FSFdnYYZYKTmmm
99.1___结论对比计算结果,由齿面接触疲劳强度计算的法面模数___大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法面模数,取mmmn2,已可满足弯曲强度但为了同时满足接触疲劳强度,须按接触疲劳强度算得的分度圆直径mmd
29.641来计算应有的齿数于是由
05.31cos11___dz取311z,则
77.
11367.331012iZZ取1132Z3.几何尺寸计算
(1)计算中心距acos221___zza
08.14915cos22___31a将中心距圆整为149mm149a
(2)按圆整后的中心距修正螺旋角amzzn2aros
219.142aros21amzzn因值改变不多,故参数、K、HZ等不必修正度
0.15
(3)计算齿轮的分度圆直径dcosnzmd
19.64cos11___Zd
97.233cos22___Zdmmmmdmmd
97.
23319.6421
(4)计算齿轮的齿根圆直径fdnfmdd
5.
219.
595.21nfmdd
97.
2285.222nfmddmmmmdmmdff
97.
22819.5921
(5)计算齿轮宽度B1dBd
35.
5119.
648.0B圆整后取55;5021BBmm501B552B
(6)验算NdTFt
59.
367619.
641018.122511mNmNbFKtA
10060.
7135.
5137.3832;所以合适
3.6主减速器的齿轮材料及其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]14[
①具有较高的表面接触疲劳强度和疲劳弯曲强度,以及齿表面应有高的硬度,故会有较好的齿面耐磨性;
②轮齿心部应有适当的韧性可以适应冲击载荷,避免在冲击载荷下使得轮齿根部折断;
③切削与热处理、钢材的锻造等___性能良好,易于控制热处理过程变形小或变形规律,以减少生产成本、缩短制造时间、提高产品的质量并降低废品率;
④以适合我国的情况为前提去选择齿轮材料的合金元素汽车差速器用的直齿锥齿轮以及主减速器用的渐开线斜齿圆柱齿轮,目前都是用渗碳合金钢制造在此,本设计中齿轮所采用的钢为20CrMnTi即渗碳合金钢制造的齿轮,经过渗碳、淬火、回火等过程后,轮齿表面硬度将达到58~62HRC,而心部硬度较低,当端面模数m〉8时,为29~45HRC由于刚装上去的新齿轮会引起接触和润滑不良,为了防止在运行初期产生胶合、咬死或擦伤等现象,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___(如磨齿或配对研磨)等过程后均予与厚度
0.005~
0.010~
0.020mm的磷化或镀铜、镀锡等处理这种表面将不用于补偿零件的公差尺寸,也不能代替润滑的过程进行喷丸处理的齿面有可能提高25%的使用寿命而对于滑动速度高的齿轮,可以进行渗硫处理去提高其耐磨性,因为渗硫处理时温度低,所以不引起齿轮变形在渗硫过程后摩擦系数可以显著降低,即使润滑条件较差,也会防止胶合、擦伤和齿轮咬死等现象产生
3.7主减速器轴承的计算在主减速器的设计中,轴承的计算主要是计算轴承的寿命在一般设计中,通常是先在主减速器的结构尺寸基础上初步选定轴承的型号,然后去验算轴承寿命因为影响主减速器轴承使用寿命的外因大多是它的工作载荷和工作条件,所以在验算轴承寿命之前,先求出作用在齿轮上的径向力、轴向力,接着再求出轴承反力,进而以确定轴承载荷
3.
7.1作用在主减速器主动齿轮上的力在一般斜齿轮的传动中,作用于齿面上的法向载荷nF仍垂直于齿面如图
3.1所示,作用于主动轮上的nF是位于法面Pabc内,且与节圆柱的切面aePa倾斜向一法向啮合角n而力nF将沿齿轮的周向、轴向及径向分解为三个相互垂直的分力图
3.1斜齿轮的轮齿受力分析所以在计算作用在齿轮的圆周力之前,首先需要确定计算转矩在汽车行驶过程中,因为变速器挡位的改变,并且发动机也不全处于最大转矩状态,所以主减速器齿轮的工作转矩是频繁变化的经由实践表明,轴承的主要损坏形式是疲劳损伤,所以应按输入的当量转矩量dT进行计算所以作用在主减速器主动斜齿轮上的当量转矩可按下式计算的31332223111___x1001001001001TRgRiRTgiTgiedfiffiffifTT(
3.6)式中___xeT—发动机最大转矩,在此取143mN;iRf—变速器在各挡的使用率,可参考表
3.1选取;gRi—变速器各挡的传动比;TRf—变速器在各挡时的发动机的利用率,可参考表
3.1选取;表表
33.1if及Tf的参考值经计算,mNTd
12.149主动斜齿轮各力的大小为btntntantrdtFFFFFFFdTFcoscoscoscostancostan211(
3.7)式中—节圆螺旋角对标准斜齿轮即分度圆螺旋角,取为
0.14;n—啮合平面的螺旋角亦即基圆螺旋角,取为
5.13;n—法向压力角,取为20;t—端面压力角,取为21;1d—分度圆直径,取为mm
90.55;所以圆周力NdTFdt
24.
533505590.
012.149221径向力NFFntr
32.xx14cos20tan
24.5335costan轴向力NFFta
22.133014tan
24.5335tan法向载荷NFFntn
46.585120cos14cos
24.5335coscos从动轮轮齿上的载荷可分解为tF,rF和aF三个力,二它们分别与主动轮上的各力大小相等且方向相反
3.
7.2主减速器轴承载荷的计算和校核轴承的轴向载荷即上述的齿轮的轴向力如果采用圆锥滚子轴承作支承的同时,还应考虑径向力所引起的派生轴向力影响而轴承的径向载荷,则是上述齿轮的径向力、轴向力及圆周力这三者所引起的共同轴承径向支承反力的向量和当主减速器的齿轮尺寸,轴承位臵和支承形式已确定,则可计算出轴承的理论径向载荷而由于本设计是广本思迪车型为基础在设计变速器时已经考虑到,它主动齿轮的轴承___于变速器的输出轴上,所以我们只要校核从动此轮的轴承就可以了
11、轴承的选择]13[::选择轴承为一对30209轴承,校核轴承,本设计中轴承使用寿命为10年,每年按365天,一天按5个小时算22根据滚动轴承型号,查出rC和orCNCr
51078.6NCr
501035.
833、校核轴承是否满足工作要求:
(1)求轴承径向支反力1rF、2rFa、垂直平面支反力1vF、2vFNFv1349230155xx1NFv6521349xx2b、水平面支反力1kF、2kFNFk13931NFk27242c、合成支反力1rF、2rFNFFFvkr193912121NFFFvkr280122222
(2)求两端面轴承的派生轴向力1dF、2dFNYFFrd646211;NYFFrd934222
(3)确定轴承的轴向载荷1aF、2aFNFFda93421;NFFda64612
(5)计算轴承的当量载荷1rP、2rP因为eFFra
482.0193993411,eFFra
231.0280164622查
[10]表13-
5、13-644章差速器设计汽车在行驶过程中左,右车轮在同一时间内所滚过的路程往往不等例如,转弯时内、外两侧车轮行程显然不同,即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]16[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
[1]
4.1对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图
4.1差速器差速原理如图
4.1所示,对称式锥齿轮差速器是一种行星齿轮机构差速器壳3与行星齿轮轴5连成一体,形成行星架因为它又与主减速器从动齿轮6固连在一起,固为主动件,设其角速度为0;半轴齿轮1和2为从动件,其角速度为1和2A、B两点分别为行星齿轮4与半轴齿轮1和2的啮合点行星齿轮的中心点为C,A、B、C三点到差速器旋转轴线的距离均为r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,处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等(图
4.1),其值为0r于是1=2=0,即差速器不起差速作用,而半轴角速度等于差速器壳3的角速度当行星齿轮4除公转外,还绕本身的轴5以角速度4自转时(图),啮合点A的圆周速度为1r=0r+4r,啮合点B的圆周速度为2r=0r-4r于是1r+2r=(0r+4r)+0r-4r即1+2=20(
4.1)若角速度以每分钟转数n表示,则0212nnn(
4.2)式(
4.2)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由式(
4.2)还可以得知当任何一侧半轴齿轮的转速为零时,另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍;当差速器壳的转速为零(例如___制动器制动传动轴时),若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动,则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动
4.2对称式圆锥行星齿轮差速器的结构普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳,两个半轴齿轮,四个行星齿轮,行星齿轮轴,半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成如图
4.2所示1,12-轴承;2-螺母;3,14-锁止垫片;4-差速器左壳;5,13-螺栓;6-半轴齿轮垫片;7-半轴齿轮;8-行星齿轮轴;9-行星齿轮;10-行星齿轮垫片;11-差速器右壳图
4.2普通的对称式圆锥行星齿轮差速器
4.3对称式圆锥行星齿轮差速器的设计由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮,所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时,应考虑差速器的___差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制
4.
3.1差速器齿轮的基本参数的选择
11、行星齿轮数目的选择载货汽车采用4个行星齿轮轿车常用两个齿轮在此取2个齿轮
22、行星齿轮球面半径BR的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸,通常取决于行星齿轮的背面的球面半径BR,它就是行星齿轮的___尺寸,实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距,因此在一定程度上也表征了差速器的强度球面半径BR可按如下的经验公式确定3jBBTKR
4.3式中BK——行星齿轮球面半径系数,可取
2.52~
2.99,对于有4个行星齿轮的载货汽车取小值;对于有两个行星齿轮的轿车以及所有的越野汽车取最大值在这里取
99.2BK;T——计算转矩,由上面计算载荷最小值可得,mNTTjej
64.1674;根据上式mmTRjB
51.
3599.23所以预选其节锥距mmRAB
3615.
3551.
3599.
099.0~
98.
0033、行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度,应使行星齿轮的齿数尽量少但一般不少于10半轴齿轮的齿数采用14~25,大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比1z/2z在
1.5~
2.0的范围内差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的,因此,在确定这两种齿轮齿数时,应考虑它们之间的装配关系,在任何圆锥行星齿轮式差速器中,左右两半轴齿轮的齿数Lz2,Rz2之和必须能被行星齿轮的数目所整除,以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围,否则,差速器将无法___,即应满足的___条件为整数nzzRL22(
4.4)式中,Lz2,Rz2——左右半轴齿轮的齿数,对于对称式圆锥齿轮差速器来说,1812LLzzn——行星齿轮数目;在此行星齿轮101z,半轴齿轮182z即可满足上述要求
44、差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1,
205.291810arctanarctan211zz
95.609021再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数m
50.
305.29sin
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