電瓶觀光車后橋設(shè)計

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計 論文題目： 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 專 業(yè)： 班 級： 電瓶觀光車后橋設(shè)計摘 要電瓶觀光車的后橋為整車的驅(qū)動橋，驅(qū)動橋是電瓶觀光車總成中的重要承載件之一，其性能直接影響整車的性能和有效使用壽命。一般由主減速器、差速器、半軸及橋殼四部分組成，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右車輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有電瓶觀光車行駛運動學(xué)所要求的差速功能；此外，還要承受作用于路面和車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力。本設(shè)計首先論述了驅(qū)動橋的總體結(jié)構(gòu)，在分析驅(qū)動橋各部分結(jié)構(gòu)型式、發(fā)展過程及其以往形式的優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，確定了總體設(shè)計方案：采用整體式驅(qū)動橋，主減速

2、器的減速型式采用單級減速器，主減速器齒輪采用螺旋錐齒輪，差速器采用圓錐行星齒輪差速器，半軸采用全浮式型式，橋殼采用鑄造整體式橋殼。在本次設(shè)計中，主要完成了單級減速器、圓錐行星齒輪差速器、全浮式半軸的設(shè)計和橋殼的校核及材料選取等工作。 關(guān)鍵詞：驅(qū)動橋；單級；主減速器；差速器；齒輪；材料；計算機(jī)輔助設(shè)計The design of battery sightseeing car rear axleAbstractBattery sightseeing car rear axle of vehicle drive axle，driving axle assembly is one of the imp

3、ortant vehicle carrying pieces and can directly impact on the whole vehicle's performance and its effective life. Driving Axle is consisted of Main Decelerator, Differential Mechanism, Half Shaft and Axle Housing. The basic function of Driving Axle is to increase the torque transmitted by Drive

4、Shaft or directly transmitted by Gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in Automobile Driving Kinematics; besides, the Driving Axle must also stand the lead hangs down strength, the longitudinal force and the t

5、ransverse force acted on the road surface, the frame or the compartment lead.The configuration of the Driving Axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure and the developing process of Driving Axle, the design adopted the Integral Driving Axle, Single Redu

6、ction Gear for Main Decelerators deceleration form, Spiral Bevel Gear for Main Decelerators gear, Full Floating for Axle and Casting Integral Axle Housing for Axle Housing. In the design, we accomplished the design for Double Reduction Gear, tapered Planetary Gear Differential Mechanism, Full Floati

7、ng Axle, the checking of Axle Housing and the election of the material and so on. Key words: Driving Axle；Single；Main Decelerator；Differential；Gear；Material；Computer Aided Design目 錄摘 要IIAbstractIII1 緒 論11.1選題的目的和意義11.2研究現(xiàn)狀3國內(nèi)現(xiàn)狀3國外現(xiàn)狀31.3 完成主要內(nèi)容52 設(shè)計方案的確定62.1 設(shè)計主要參數(shù)62.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定62.3 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定72.4

8、半軸型式的確定82.5 橋殼型式的確定82.6 本章小結(jié)83 主減速器設(shè)計93.1 主減速齒輪計算載荷的確定93.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇103.2.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算113.2.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算133.3 主減速器齒輪的材料及熱處理153.4 主減速器軸承的計算163.5 主減速器的潤滑193.6 本章小結(jié)194 差速器設(shè)計204.1差速器齒輪的基本參數(shù)選擇204.2 差速器齒輪的幾何尺寸計算與強(qiáng)度計算錯誤！未定義書簽。4.3 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。5 半軸設(shè)計285.1 全浮式半軸的設(shè)計計算錯誤！未定義書簽。5.2 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料與熱處理錯誤！

9、未定義書簽。5.3 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽。6 驅(qū)動橋橋殼的校核錯誤！未定義書簽。6.1 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算錯誤！未定義書簽。6.2 在不平路面沖擊載荷作用下橋殼的強(qiáng)度計算錯誤！未定義書簽。6.3 電瓶觀光車以最大牽引力行駛時的橋殼的強(qiáng)度計算錯誤！未定義書簽。6.4 電瓶觀光車緊急制動時的橋殼強(qiáng)度計算錯誤！未定義書簽。6.5 本章小結(jié)錯誤！未定義書簽?？?結(jié)38致 謝錯誤！未定義書簽。9參考文獻(xiàn)40電瓶觀光車后橋設(shè)計1 緒 論1.1選題的目的和意義電瓶觀光車是景區(qū)的重要交通工具，其發(fā)展影響著中國的景區(qū)的發(fā)展，電瓶觀光車的驅(qū)動橋為后橋，因此后橋的設(shè)計影響著整個電瓶車的性能。后橋即驅(qū)動橋是電瓶

10、觀光車總成中的重要承載件之一，其性能直接影響整車的性能和有效使用壽命。驅(qū)動橋一般由橋殼、主減速器、差速器和半殼等元件組成，轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋還包括各種等速聯(lián)軸節(jié)，結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，承載著電瓶觀光車的滿載簧荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的鉛垂力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅(qū)動橋還傳遞著傳動系中的最大轉(zhuǎn)矩，橋殼還承受著反作用力矩。電瓶觀光車驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)型式和設(shè)計參數(shù)除對電瓶觀光車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對電瓶觀光車的行駛性能如動力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過性、機(jī)動性和操動穩(wěn)定性等有直接影響。電瓶觀光車驅(qū)動橋設(shè)計涉及的機(jī)械零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾

11、乎要設(shè)計到所有的現(xiàn)代機(jī)械制造工藝。因此，通過對電瓶觀光車驅(qū)動橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代電瓶觀光車設(shè)計與機(jī)械設(shè)計的全面知識和技能。傳統(tǒng)設(shè)計是以生產(chǎn)經(jīng)驗為基礎(chǔ)，以運用力學(xué)、數(shù)學(xué)和回歸方法形成的公式、圖表、手冊等為依據(jù)進(jìn)行的?，F(xiàn)代設(shè)計是傳統(tǒng)設(shè)計的深入、豐富和發(fā)展，而非獨立于傳統(tǒng)設(shè)計的全新設(shè)計。以計算機(jī)技術(shù)為核心，以設(shè)計理論為指導(dǎo)，是現(xiàn)代設(shè)計的主要特征。利用這種方法指導(dǎo)設(shè)計可以減小經(jīng)驗設(shè)計的盲目性和隨意性，提高設(shè)計的主動性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性。電子計算機(jī)的出現(xiàn)和在工程設(shè)計中的推廣應(yīng)用，使電瓶觀光車設(shè)計技術(shù)飛躍發(fā)展，設(shè)計過程完全改觀。電瓶觀光車結(jié)構(gòu)參數(shù)及性能參數(shù)等的優(yōu)化選擇與匹配，零部件的強(qiáng)度

12、核算與壽命預(yù)測，產(chǎn)品有關(guān)方面的模擬計算或仿真分析，都在計算機(jī)上進(jìn)行。這種利用計算機(jī)及其外部設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的方法，統(tǒng)稱為計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)。計算機(jī)輔助設(shè)計的特點：Pro/Engineer是美國PTC公司開發(fā)的一套機(jī)械CAD/CAE/CAM集成軟件，其技術(shù)領(lǐng)先，在機(jī)械、電子、航空、郵電、兵工、仿真等各行各業(yè)都有應(yīng)用，在CAD/CAE/CAM領(lǐng)域中處于領(lǐng)先地位。它集零件設(shè)計、大型組件設(shè)計、鈑金設(shè)計、造型設(shè)計、模具開發(fā)、數(shù)控加工、運動分析、有限元分析、數(shù)據(jù)庫管理等功能于一身，具有參數(shù)化設(shè)計，特征驅(qū)動，單一數(shù)據(jù)庫等特點，大大加快了產(chǎn)品開發(fā)速度。隨著計算機(jī)在電瓶觀光車設(shè)計中的推廣應(yīng)用，一些近代的數(shù)

13、學(xué)物理方法和基礎(chǔ)理論方面的新成就，在電瓶觀光車設(shè)計中也日益得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)代電瓶觀光車設(shè)計，除傳統(tǒng)的方法和計算機(jī)輔助設(shè)計方法外，還引進(jìn)了最優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元分析、計算機(jī)模擬計算或仿真分析、模態(tài)分析等現(xiàn)代設(shè)計剛方法于分析手段，甚至還引進(jìn)了雷達(dá)防撞、衛(wèi)星導(dǎo)航、智能化電子儀表及顯示系統(tǒng)等新技術(shù)。 計算機(jī)輔助設(shè)計與以前的設(shè)計發(fā)展相比有明顯優(yōu)勢，減少了設(shè)計、計算、制圖、制表所需的時間，縮短了設(shè)計周期。有利于發(fā)揮設(shè)計人員的創(chuàng)造性，將他們從大量簡單、繁瑣的重復(fù)勞動中解放出來，由于采用了計算機(jī)輔助分析技術(shù)，可以從多方案中進(jìn)行分析、比較，選出最佳方案，有利于實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化，有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、

14、通用化和系列化，減少了零件在車間的流通時間和在機(jī)床上裝卸、調(diào)整、測量、等切削的時間，提高了加工效率，先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備既有較高的生產(chǎn)過程自動化水平，有能在較大范圍內(nèi)適應(yīng)加工對象的變化，有利于企業(yè)提高應(yīng)變能力和市場競爭力，計算機(jī)輔助設(shè)計的利用，是產(chǎn)品的設(shè)計、制造過程形成一個有機(jī)的整體，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和設(shè)計、生產(chǎn)的效率。未來計算機(jī)輔助設(shè)計會成為設(shè)計中不可缺少的一部分。1.2研究現(xiàn)狀國內(nèi)現(xiàn)狀我國驅(qū)動橋制造企業(yè)的開發(fā)模式主要由測繪、引進(jìn)、自主開發(fā)三種組成。主要存在技術(shù)含量低，開發(fā)模式落后，技術(shù)創(chuàng)新力不夠，計算機(jī)輔助設(shè)計應(yīng)用少等問題。國內(nèi)的大多數(shù)中小企業(yè)中，測繪市場銷路較好的產(chǎn)品是它們的主要開發(fā)模式。特別

15、是一些小型企業(yè)或民營企業(yè)由于自身的技術(shù)含量低，開發(fā)資金的不足，專門測繪、仿制市場上銷售較旺的電瓶觀光車的車橋售往我國不健全的配件市場。這種開發(fā)模式是無法從根本上提高我國驅(qū)動橋產(chǎn)品開發(fā)水平的。中國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中存在許多問題，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。我國電瓶觀光車驅(qū)動橋的研究設(shè)計與世界先進(jìn)驅(qū)動橋設(shè)計技術(shù)還有一定的差距，我國車橋制造業(yè)雖然有一些成果，但都是在引進(jìn)國外技術(shù)、仿制、再

16、加上自己改進(jìn)的基礎(chǔ)上了取得的。個別比較有實力的企業(yè)，雖有自己獨立的研發(fā)機(jī)構(gòu)但都處于發(fā)展的初期。我國驅(qū)動橋產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展階段，在科技迅速發(fā)展的推動下，高新技術(shù)在電瓶觀光車領(lǐng)域的應(yīng)用和推廣，各種國外電瓶觀光車新技術(shù)的引進(jìn)，研究團(tuán)隊自身研發(fā)能力的提高，我國的驅(qū)動橋設(shè)計和制造會逐漸發(fā)展起來，并跟上世界先進(jìn)的電瓶觀光車零部件設(shè)計制造技術(shù)水平。國外現(xiàn)狀國外驅(qū)動橋主要采用模塊化技術(shù)和模態(tài)分析進(jìn)行驅(qū)動橋的設(shè)計分析，模塊化設(shè)計是對在一定范圍內(nèi)的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計出一系列功能模塊,然后通過模塊的選擇和組合構(gòu)成不同產(chǎn)品的一種設(shè)計方法。以DANA為代表的意大

17、利企業(yè)多已采用了該類設(shè)計方法，模態(tài)分析是對工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動分析研究的最先進(jìn)的現(xiàn)代方法與手段之一。它可以定義為對結(jié)構(gòu)動態(tài)特性的解析分析(有限元分析)和實驗分析(實驗?zāi)B(tài)分析)，其結(jié)構(gòu)動態(tài)特性用模態(tài)參數(shù)來表征。模態(tài)分析技術(shù)的特點與優(yōu)點是在對系統(tǒng)做動力學(xué)分析時，用模態(tài)坐標(biāo)代替物理學(xué)坐標(biāo)，從而可大大壓縮系統(tǒng)分析的自由度數(shù)目，分析精度較高。優(yōu)點是減少設(shè)計及工裝制造的投入, 減少了零件種類, 提高規(guī)模生產(chǎn)程度, 降低制造費用, 提高市場響應(yīng)速度等。國外企業(yè)位減少驅(qū)動橋的振動特性，對驅(qū)動橋進(jìn)行模態(tài)分析，調(diào)整驅(qū)動橋的強(qiáng)度，改善整車的舒適性和平順性。20世紀(jì)60年代以來，由于電子計算機(jī)的迅速發(fā)展，有限元法在工程

18、上獲得了廣泛應(yīng)用。有限元法不需要對所分析的結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的簡化，既可以考慮各種計算要求和條件，也可以計算各種工況，而且計算精度高。有限元法將具有無限個自由度的連續(xù)體離散為有限個自由度的單元集合體，使問題簡化為適合于數(shù)值解法的問題。只要確定了單元的力學(xué)特性，就可以按照結(jié)構(gòu)分析的方法求解，使分析過程大為簡化，配以計算機(jī)就可以解決許多解析法無法解決的復(fù)雜工程問題。目前，有限元法己經(jīng)成為求解數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)以及工程問題的一種有效的數(shù)值方法，也為驅(qū)動橋殼設(shè)計提供了強(qiáng)有力的工具。驅(qū)動橋的參數(shù)化設(shè)計，參數(shù)化設(shè)計是指設(shè)計對象模型的尺寸用變量及其關(guān)系表示，而不需要確定具體數(shù)值，是CAD技術(shù)在實際應(yīng)用中提出的課題，

19、它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動繪圖的功能。目前它是CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計系統(tǒng)，可使設(shè)計人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計速度，并減少信息的存儲量。未來的驅(qū)動橋智能化控制系統(tǒng)已經(jīng)在電瓶觀光車業(yè)得到了快速發(fā)展，現(xiàn)代電瓶觀光車上使用的制動防抱死控制、電子穩(wěn)定控制裝置、驅(qū)動力控制系統(tǒng)等系統(tǒng)。驅(qū)動力控制系統(tǒng)通過控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩和電瓶觀光車的制動系統(tǒng)等手段來控制驅(qū)動力，即在電瓶觀光車起步，加速時減少驅(qū)動力,防止驅(qū)動力超過輪胎與路面的附著力而導(dǎo)致車輪空轉(zhuǎn)打滑，保持最佳的驅(qū)動力,改善電瓶觀光車的方向穩(wěn)

20、定性和操縱性。另外，電瓶觀光車電子控制系統(tǒng)和總線驅(qū)動系統(tǒng)的迅速發(fā)展，如線控?fù)Q擋、線控轉(zhuǎn)向、線控制動等的研究開發(fā)。概念車底盤滑板結(jié)構(gòu)就是總線控制、燃料電池驅(qū)動的，加上不同形狀車身的轎車，現(xiàn)在已經(jīng)開始啟動，通用公司宣傳，這種車有可能在未來10年上市。當(dāng)線控這一目標(biāo)實現(xiàn)時，電瓶觀光車將是一種完全的高新技術(shù)產(chǎn)品，電機(jī)、變速器、傳動軸、驅(qū)動橋、轉(zhuǎn)向機(jī)全都不見了，當(dāng)然四個輪子還是要的。到那時，電瓶觀光車就可以說是一臺裝在輪子上的計算機(jī)了。1.3 完成主要內(nèi)容（1） 完成后橋的主減速器、差速器、半軸、驅(qū)動橋橋殼的結(jié)構(gòu)形式選擇；（2） 完成主減速器的基本參數(shù)選擇、設(shè)計計算和校核；（3） 完成差速器的設(shè)計與計算

21、和校核；（4） 完成半軸的設(shè)計與計算和校核；（5） 完成驅(qū)動橋橋殼的受力分析及強(qiáng)度計算和校核；（6） 用CAD軟件繪制裝配圖及主要零件圖。2 設(shè)計方案的確定2.1 設(shè)計主要參數(shù)本次設(shè)計的任務(wù)是電瓶觀光車后橋的設(shè)計，本文取沃森電瓶觀光車的一款車為設(shè)計技術(shù)參數(shù)，如下：表2.1參考數(shù)據(jù)序號項 目數(shù) 據(jù)單 位1車身長度4350mm2車身寬度1800mm3車身高度1730mm4車 重1418kg5軸 距2630mm6前輪距1540mm7后輪距1540mm8前胎規(guī)格215/65 R16 2.2 主減速器結(jié)構(gòu)方案的確定（1）主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和

22、振動也是很小的。本次設(shè)計采用螺旋錐齒輪。（2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇本次設(shè)計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承）從動錐齒輪：跨置式支撐（圓錐滾子軸承）（3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。為了防止從動錐齒輪在軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承應(yīng)用兩端的調(diào)整螺母調(diào)整。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細(xì)牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上。（4）主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整支承主減速器的圓錐滾子軸承需預(yù)緊以消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支

23、承剛度。分析可知，當(dāng)軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的1/2。預(yù)緊力雖然可以增大支承剛度，改善齒輪的嚙合和軸承工作條件，但當(dāng)預(yù)緊力超過某一理想值時，軸承壽命會急劇下降。主動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母（利用軸承座實現(xiàn)），從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的調(diào)整采用調(diào)整螺母。（5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。減速形式的選擇與電瓶觀光車的類型及使用條件有關(guān)，有時也與制造廠的產(chǎn)品系列及制造條件有關(guān)，但它主要取決于由動力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小及驅(qū)動橋下的離地間隙、驅(qū)動橋的數(shù)目及布置形式等。由于單

24、級主減速器具有機(jī)構(gòu)簡單、體積及質(zhì)量小且制造成本低等優(yōu)點，因此廣泛用于主減速比小于7.6的各種中，本設(shè)計主減速比小于7.6 所以采用單級主減速器。2.3 差速器結(jié)構(gòu)方案的確定差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計電瓶觀光車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型電瓶觀光車在給定的使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)電瓶觀光車都屬于景區(qū)運輸車輛，各驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路電瓶觀光車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野車來說，為了防止

25、因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。但對于本設(shè)計的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。本次設(shè)計選用：圓錐行星齒輪差速器。2.4 半軸型式的確定3/4浮式半軸，因其側(cè)向力引起彎矩使軸承有歪斜的趨勢，這將急劇降低軸承的壽命，故未得到推廣。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各類電瓶觀光車上。本次設(shè)計選擇全浮式半軸。2.5 橋殼型式的確定整體式橋殼的特點是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強(qiáng)度及剛度都比較好。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝

26、在獨立的主減速殼里，構(gòu)成單獨的總成，調(diào)整好后再由橋殼中部前面裝入橋殼內(nèi)，并與橋殼用螺栓固定在一起。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。其主要缺點是橋殼不能做成復(fù)雜而理想的斷面，壁厚一定，故難于調(diào)整應(yīng)力分布。鑄造式橋殼強(qiáng)度、剛度較大多用于越野車和重型貨車。本次設(shè)計驅(qū)動橋殼就選用鑄造式整體式橋殼。2.6 本章小結(jié)本章主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇、主減速器的軸承預(yù)緊及齒輪嚙合調(diào)整及主減速器的減速形式上得以確定從而逐步給出驅(qū)動橋各個總成的基本結(jié)構(gòu)，分析了驅(qū)動橋各總成結(jié)構(gòu)組成。3 主減速

27、器設(shè)計3.1 主減速齒輪計算載荷的確定通常是將電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（）的較小者，作為電瓶觀光車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。即 /n=1642.86（） （3.1） =2974.40（） （3.2）式中：電機(jī)最大扭矩，N.m，本車取N.m；從電機(jī)到所計算的主減速器從動齒輪之間的傳動系最低檔傳動比；，已知； T上述傳動部分的效率，取T0.9；K0超載系數(shù)，對于越野電瓶觀光車及液力傳動的各類電瓶觀光車取K01；n該車的驅(qū)動橋數(shù)目，本車取n2；G2電瓶觀光車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，取G2854

28、0.7N；輪胎對路面的附著系數(shù)，對于越野電瓶觀光車，取1.0； Rr車輪的滾動半徑，Rr334.334mm；lb，ilb分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和減速比；LB0.96,iLB1。 =1215.82（） （3.3）式中：電瓶觀光車滿載總重，N； 所牽引的滿載總重，N，僅用于牽引車取=0； 道路滾動阻力系數(shù)，通常取0.0150.020，可初取 =0.018； 電瓶觀光車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)。通常取0.090.30，可初取=0.15； 電瓶觀光車性能系數(shù) （3.4）當(dāng) =26.86>16時，取=03.2 主減速器齒輪參數(shù)的選擇（1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比

29、確定：對于單級主減速器，當(dāng)i0較大時，則應(yīng)盡量使主動齒輪的齒數(shù)Z1取小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙1。.當(dāng)i06時，Z1的最小取值可取5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度，Z1最好大于5；.當(dāng)i0較?。╥03.55）時，Z1可取為712，但這時常會因為主、從齒輪齒數(shù)太多，尺寸太大而不能保證所要求的離地間隙；.為了磨合均勻，Z1、Z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)；.為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，Z1+ Z2應(yīng)50；根據(jù)以上特點要求和本車的主減比，可確定主減速器主、從齒輪齒數(shù)z1 =10 z2 =43 。（2）節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（見式3.2，式3.3并取兩者中較小的一個為計算依據(jù)）按經(jīng)驗公

30、式選出： =177mm （3.5）式中：d2從動錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm；Kd2直徑系數(shù)，取K d2=1316；Tj計算轉(zhuǎn)矩；取Tje與Tj中較小者： （3）齒輪端面模數(shù)的選擇 選定后，可按式算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核（4）齒面寬的選擇 電瓶觀光車主減速器螺旋錐鼿輪鼿面寬度推薦為：F=0.155=38.75mm，可初取F=30mm。（5）螺旋錐齒輪螺旋方向 一般情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有互相斥離的趨勢。（6）螺旋角的選擇 格里森制推薦公式：。在一般機(jī)械制造用的標(biāo)準(zhǔn)制中，螺旋角推薦用35°。3.2.1 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算主減速器錐齒輪

31、的幾何尺寸計算見表 表3.1主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號項 目計 算 公 式計 算 結(jié) 果1主動齒輪齒數(shù)102從動齒輪齒數(shù)433模數(shù)4.54齒面寬FF=305工作齒高7.2456全齒高=8.0467法向壓力角=16°8軸交角 EMBED Aquation.3 =90°9節(jié)圓直徑=45=193.510節(jié)錐角arctan=90°-=13.091°=76.908°11節(jié)錐距A=A=10012周節(jié)t=3.1416 t=14.13713齒頂高=6.075mm=1.125mm14齒根高=1.971mm=6.921mm15徑向間隙c=c=0.8461

32、6齒根角=1.1348°=3.9289°17面錐角；=17.06995°=3.9289°18根錐角=11.12°=72.9291°19齒頂圓直徑=56.83424=194.009620節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離=95.374=21.40421理論弧齒厚=27.38mm=3.9915mm22齒側(cè)間隙B=0.1020.1520.125mm23螺旋角=35°24螺旋方向在一般的情況下主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋，以使二齒輪的軸向力有相互斥離的趨勢主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋25驅(qū)動齒輪小齒輪小齒輪26驅(qū)動方向向齒輪背面看去，通常主

33、動齒輪為順時針，從動齒輪為反時針主動齒輪為順時針，從動齒輪為反時針 3.2.2 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算：（1）主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算單位齒長上的圓周力 （3.6）式中：單位齒長上的圓周力，N/mm; F作用在齒輪上的圓周力，N，按電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計算；按電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時： =1260.74N/mm （3.7）按最大附著力矩計算時：=836.22 （3.8）雖然附著力矩產(chǎn)生的p很

34、大，但由于電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制可知，校核成功。輪齒的彎曲強(qiáng)度計算。電瓶觀光車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應(yīng)力為 （3.9）（2）輪齒的接觸強(qiáng)度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力（MPa）為： （3.10）材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6；=1，=1，=1.11，=1； 表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取1； J 計算應(yīng)力的綜合系數(shù)，=0.1875，見圖3.2所示。 =666.7MPa<=1750MPa =2373.45MPa<=2800MPa，故符合要求、校核合理。圖3.2應(yīng)力的綜合系數(shù)3.3 主減速器齒輪的材料及熱處理電瓶觀光車驅(qū)動橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動系

35、其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點。其損壞形式主要有齒根彎曲折斷、齒面疲勞點蝕（剝落）、磨損和擦傷等。據(jù)此對驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：（1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；（2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；（3）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率；（4）選擇齒輪材料的合金元素時要適應(yīng)我國的情況。例如:為了節(jié)約鎳、鉻等我國發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。電瓶觀光車主減速器和

36、差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號，及，在本設(shè)計中采用了。用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，齒輪表面硬度可高達(dá)HRC5864，而芯部硬度較低，當(dāng)m8時為HRC3245。對于滲碳深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m5時，為0.91.3mm。由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副草熱處理及精加工后均予以厚度為0.0050.0100.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑5。3.4 主減速器軸承的計算設(shè)計時，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號，然

37、后驗算軸承壽命。影響軸承壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。(1) 作用在主減速器主動齒輪上的力齒面寬中點的圓周力P為 （3.11）式中：T作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩。主動齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩； 注：電瓶觀光車在行駛過程中，由于變速器檔位的改變，且電機(jī)也不盡處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，因此主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實踐表明，軸承的主要損壞形式是疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計算。作用在主減速器主動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式求得：螺旋錐齒輪的軸向力與徑向力主動齒輪的螺旋方向為左；旋轉(zhuǎn)方向為順

38、時針：=21729（N） （3.16）=5367.54（N） （3.17） 從動齒輪的螺旋方向為右： =6613.27（N） （3.18） =17088.3（N） （3.19）式中：齒廓表面的法向壓力角22.5； 主、從動齒輪的節(jié)錐角13.091，76.908。主動錐齒輪選圓錐滾子軸承(GB/T297-1994)：滾動軸承 30207 GB/T297-1994滾動軸承 30208 GB/T297-1994 從動齒輪選圓錐滾子軸承(GB/T297-1994)： 滾動軸承 30208 GB/T297-1994（2）主減速器軸承載荷的計算 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸、支承型試和軸承位置已確定，并算出齒輪的徑向力、軸向力及圓周力以后，則可計算出軸承的徑向載荷。懸臂式