15T货车驱动桥设计 - 图文(4)

2019-04-10 09:21

黑龙江工程学院本科生毕业设计

用调整螺母。

(5)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1.5a)、双级减速(如图1.5b)、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io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io≤7.6的各种中小型汽车上。 1.4.2 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一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一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,如果采用一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一运动学上的矛盾,引起某一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,各驱动车轮与路面的附着系数变化很小,因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器,作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用;对于经常 行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说,为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车,则可采用防滑差速器。后者又分为强制锁止式和自然锁止式两类。自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。 1.4.3 半轴

驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端,其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。在断开式驱动桥和转向驱动桥中,驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。在一般非断开式驱动桥上,驱动车轮的传动装

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置就是半轴,这时半轴将差速器半铀齿轮与轮毂连接起来。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齿轮连接起来。

半浮式半轴具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。主要用于质量较小,使用条件好,承载负荷也不大的轿车和轻型载货汽车。

3/4浮式半轴,因其侧向力引起弯矩使轴承有歪斜的趋势,这将急剧降低轴承的寿命,故未得到推广。

全浮式半轴广泛应用于轻型以上的各类汽车上,本设计采用此种半轴。 1.4.4 桥壳

驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一,非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用,并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥完既是承载件又是传力件,同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置(如半轴)的外壳。

在汽车行驶过程中,桥壳承受繁重的载荷,设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷、提高汽车的行驶平顺性,在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时,还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。

结构形式分类:可分式、整体式、组合式。 按制造工艺不同分类:

铸造式——强度、刚度较大,但质量大,加工面多,制造工艺复杂,用于中重型货车,本设计采用铸造桥壳。

钢板焊接冲压式——质量小,材料利用率高,制造成本低,适于大量生产,轿车和中小型货车,部分重型货车。

1.5 设计的主要内容

汽车工业一直是CAD/CAM/CAE系统应用的先锋,应用AUTOCAD软件对重型驱动桥进行设计,使其结构更合理,同时可以锻炼使用工具软件的能力,提高综合设计的能力,还可以培养正确的研究方法、理论联系实际的工作作风、严肃求实的学习态度,本设计的主要内容包括以下六个方面:

(1)驱动桥和主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择 (2)主减速器的参数选择与设计计算 (3)差速器的设计与计算 (4)半轴的设计与计算

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(5)驱动桥桥壳的设计

(6)CAD绘制装配图、零件图。

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第2章 主减速器设计

2.1 主减速器结构方案的分析及确定

2.1.1 主减速器比的计算

(1)设计主要参数

设计主要参数

参数 发动机最大功率 发动机最大转矩 装载质量 汽车总质量 最大车速 最小离地间隙 轮胎(轮辋宽度-轮辋直径) (2)主减速器比的计算

单位 Pemax kW/np(r/min) Temax N·m/nr(r/min) kg kg km/h mm 英寸 数值 117.76/1800(2000) 700/1250 8000 15060 70 >180 11.00-20 主减速比对主减速器的结构形式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。i0的选择应在汽车总体设计时和传动系统的总传动比一起由整车动力计算来确定。可利用在不同的下的功率平衡图来计算对汽车动力性的影响。通过优化设计,对发动机与传动系参数作最佳匹配的方法来选择i0值,可是汽车获得最佳的动力性和燃料经济性。

为了得到足够的功率而使最高车速稍有下降,一般选得比最小值大10%~25%,即按下式选择:

i0=0.377

rrnpvamaxigh=0.377×0.5194×1800/(70×1)=5.035

故取i0为6.293 (2.1) 式中:rr——车轮的滚动半径

rr=0.0254[

d+(1-?)b]=0.5194(m) 轮辋直径d=20英寸轮辋宽度b=112英寸,?=0.05;

igh——变速器最高档传动比1.0(为直接档)。

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2.1.2主减速器结构方案的确定 (1)主减速器齿轮的类型

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。本次设计采用螺旋锥齿轮。

(2)主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择 本次设计选用: 主动锥齿轮:悬臂式支撑(圆锥滚子轴承)

从动锥齿轮:骑马式支撑(圆锥滚子轴承)

(3)从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择

从动锥齿轮的两端支承多采用圆锥滚子轴承,安装时应使它们的圆锥滚子大端相向朝内,而小端相向朝外。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。 (4)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1/2。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,但当预紧力超过某一理想值时,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30%。

主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母(利用叉形凸缘实现),从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。 (5)主减速器的减速形式

主减速器的减速形式分为单级减速、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。

本次设计采用双级减速,主要从传动比及它是载重量超过7t的重型货车和保证离地间隙上考虑。

2.2 主减速器齿轮设计

2.2.1 主减速器齿轮参数的选择

(1)齿数的选择 对于普通双级主减速器,由于第一级的减速比i01比第二级的i02小些(通常i01/ i02≈1.4~2.0),这时,第一级主动锥齿轮的齿数z1可选的较大,约在9~15范围内。第二级圆柱齿轮传动的齿数和,可选在68±10的范围内。

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