解放CA141主减速器差速器设计.doc

*毕业设计（论文）摘要 驱动桥是汽车的重要组成部分，承担了来自变速箱的动力，将动力减速增扭并改变方向后，分配给左右驱动轮，使差速器允许左右驱动轮以不同转速旋转。因此，在发动机相同的条件下，采用性能优良且发动机匹配性比较高的驱动桥更有效的减少耗油量。它与车架可以是非独立悬架式连接，也可以是独立式悬架式连接。本论文研究的是解放CA141军车驱动桥及差速锁设计，通过驱动桥的学习和设计实践，可以更好的学习和了解汽车设计与机械设计的知识技能。本论文设计在保证动力性好的前提，提高燃油经济性，汽车平顺性以及汽车操控性。本论文的设计包括驱动桥结构的选择、主减速器的设计、差速器及差速锁的设计、半轴以及驱动桥壳的设计。通过对驱动桥的设计，增加对汽车的了解和兴趣。关键词：驱动桥、主减速器、差速器、差速锁、半轴AbstractAs a popular sales model for automobile,4S dealer played a key role in past several ten years in American and Europe countries.The -china company is a joint venture from the jianghuai company and the company, The -china company inherited the Japan s marketing mode in the 4S sale system，but along with the development of the automobile industry, the automobile market took place the conversion toward the buyer market from the seller market, in this situation The -china company had to make some innovation，for make it even adapt the development of the automobile market.At first in this files, The writer make Precise Marketing，service marketing and the brand marketing as guide rules from 4S dealer management. Combining sales history and development in China about automobile,Through researching about 4S dealer at some city and discussed with 4S dealer managements，look for some problems and solves about he 4S sales pattern of automobile. The writer analyzed products, position, and customer value marketing principle, company principle. asking for opinions from the domestic and international profession consultative organization.Key Words: Transaxle, mMain Bridge General Reducer, Differential, Differential Lock, Semi-axle.IV目录摘要IAbstractII第1章 绪 论11.1概述11.2选题的目的和意义21.3课题研究现状21.3.1 国内现状21.3.2 国外现状21.4通体方案论述31.4.1非断开式驱动桥31.4.2断开式驱动桥4第2章 解放CA141军车主减速器设计52.1主减速器形式及其选择52.2主减速器主、从动锥齿轮的支撑方案62.3主减速器的减速形式82.4 主减速器基本参数选择与载荷的确定92.4.1主减速比的确定92.4.2 主减速齿轮载荷的计算及确定92.4.3 主减速器齿轮基本参数的选择112.5主减速器锥齿轮强度计算142.5.1 单位齿长圆周力142.5.2 齿轮的弯曲强度142.5.3 轮齿的接触强度152.6 主减速器锥齿轮的材料152.7 本章小结16第3章差速器及差速锁设计173.1差速器的差速原理173.2 差速器结构193.3 差速器齿轮设计193.4 差速器几何尺寸计算223.5 差速器强度计算233.5.1单位齿长上的圆周力233.5.2齿轮弯曲强度243.5.3 齿轮齿面接触强度253.6 本章小结26第4章半轴的设计274.1 半轴形式274.2半轴的计算274.3 半轴的强度计算284.4 半轴材料284.5 本章小结29第5章 解放CA141军车驱动桥壳设计305.1 桥壳方案分析与选择305.2 本章小结31结论32致谢33参考文献34第1章 绪 论1.1概述 汽车驱动桥主要是由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳所组成的。车辆的驱动轴为中心主要减速机，差动被构成，轴驱动轴外壳。桥的主要作用，传输速度和扭矩的增加和电力驱动改变方向，左右的车轮不同的速度能转。时报的开发，我们的日常生活中，车是非常重要的作用的，正是人们的生活的运输手段不能缺少。它在交通运输中起着很重作用的同时，特别是在短距离运输中。因此，汽车的发展也处在飞速发展时期，军车更是因此而多种多样。因此，汽车驱动轴的设计、机械配件的设计非常广泛。这些零件的设计和制造，部品的构成要素是现代机械制造设计技术几乎都是有代表性的。为了能保证汽车的动力性，提高它的燃油经济性我认为是非常有必要的。为了降低它们的燃料消耗，节约引擎其链接方式，也要从传输线来减少的能量损失。发动机的功率，发动机驱动轴与链桥的能源损失降低。在这个过程中，在工作岗位的发动机输出，发动机和最终的责任者的能量转换成功，为了驱动轴。因此，一样的发动机中，优良的性能，最合适的发动机和传动轴之间的匹配是有效的节油措施之一。同时，它们行驶的平顺性，操纵时候的稳定性和平均的速度都是有更高的要求，这一切都与汽车驱动桥之间存在一个非常重要的关系。 车辆种类，驱动轴的构造不同，有可能最基本的必要条件是相同的。以上所说，对驱动桥的主体要求都可以归纳为以下几点：(1)选择的主减速器比应满足在给定使用条件下能保证汽车行驶具有最佳的动力性和经济性；(2)两侧的驱动轮转的角速度不同，能将转矩平稳而且连续不断传递到两个驱动轮上；(3)关于两个驱动轮的粘着系数不同，另外车辆牵引充分利用；(4)能承受垂直方向的力，左右方向的力，以及底盘横向力和扭矩；(5)高强度，刚性车轴部品的好驱动器，可靠性和寿命长的条件，小型的质量的努力，应该作为非质量的停止只会变小，驱动轴冲击负荷的道路上，提高汽车平顺性；(6)轮廓尺寸不大，汽车总布置及与所求的驱动桥离地间隙相适应；(7)齿轮及其他传动机件工作平稳，没有噪音和很低噪音；(8)驱动桥总成零部件其设计应能满足零件标准化、部件通用化、产品的系列化汽车变形要求；(9)在各种载荷下和转速的工况下都会有特别高的传动效率；(10)结构会比较简单，修理、保养等方面也会方便；机件工艺性费城的好，制造比较容易。1.2选题的目的和意义 解放CA141是我国汽车工业刚刚起步时的重要组成部分，通过对解放CA141驱动桥和差速锁的学习和设计实践，可以锻炼我们查阅收集资料并进行简单的实践设计能力，更好的学习并掌握现代汽车设计与机械设计的全面知识和技能，汽车产业的发展是新的，然后，车辆的驱动轴的研究完毕，设计的驱动轴结束的。 汽车的驱动桥是在传动系末端，它的功能是，车本身的增加通过，汽车的开发动向，好的开发的展望着。时报的开发，汽车越来越明显了，然后，这是我们不能生存的工具。不仅卡车运输的手段和生活的制作工具，为消费者带来利益。因此，当然卡车性能的需求很高。车辆的驱动轴的机械零件质量的构成要素。1.3课题研究现状1.3.1 国内现状 我国生产的驱动桥在汽车行业占据了很大部分的份额，但是还是有一些数量的车桥需要从外国引进，我国生产的车桥与国际先进的水平相比还是有一定的差距的。国内车桥差距主要体现在设计和研发方面，目前国内自主研发能力的厂家还较少，一些厂家目前只是在组装的阶段。实验设备和具体工艺细节等方面，我国和世界水平还是有一定的差距的。目前我国国内生产驱动桥的厂家虽然较多，品格和规格也比较齐全，而且其性能和质量基本上也能满足国产农业机械和工程机械的使用需求，因此呈现了明显的产业特点：由进口国外产品向国产化发展，由引进国外技术向自主研发发展。在技术方面，通过不断提高我国自身锻造技术及工艺水平来保证产品质量，通过不断学习和吸收国外先进的技术来逐步实现技术与国际接轨的目标，从而提高我国国产车桥的核心竞争力以及满足国内外市场的需求。1.3.2 国外现状 在西欧，带轮边减速器的双级减速器后驱动桥只占整个产品的40%，而且有呈下降趋势，在美国只占10%。其原因是这些地区道路比较好，采用单级减速双曲线螺旋锥齿轮副的成本较低，故大部分采用这种结构，国外汽车驱动桥已普遍采用限滑差速器等先进技术。 亚洲、非洲和南美国际则采用带轮边减速的双级主减速器驱动桥，用于道路条件差的车辆。1.4通体方案论述 驱动轴结构能分类成类别为两种，并归并两大类，如果它的驱动轮决定使用的是非独立悬架，该用非断开式的驱动桥；要么非断开式驱动桥要么断开式的驱动桥。后部驱动轴的独立悬架被称为。独立悬架桥梁结构十分复杂，但是，它是凹凸路面上车辆的乘坐感觉可以提升但是可以很多的提高汽车在不平路面上行驶平顺性。1.4.1非断开式驱动桥一般的非断开式驱动桥，本身是比较简单的构造，低成本和可靠性的工作范围承载车辆的全部的种类，汽车和公共汽车，追求越野车与车的一部分使用这个结构吧。其具体结构，不过，是特殊的桥薄壳构造有点不同，但是，在那里一样的特性，即桥的壳，左右车轮的刚性中空光束、齿轮、轴的支持的一半。其传动的部件安装其中。在这时候整个的驱动桥、驱动轮、部分传动轴都是属于它的簧下质量，汽车簧下质量大，这是它一个缺点。 驱动桥的轮廓尺寸最大的理由是，它主要减速机的风格依存的事。轮胎的尺寸和驱动桥的最低地面高下的话，被鉴定的话，从动齿轮减速机的主要直径的大小限制。还原的条件是，单级减速机主要更好的话，双重结构的缝隙的必要条件，为了可以使用。双级的主减速器中，圆柱齿轮方面减速器的使用中，车轮方面的减速：越野汽车为了提高它的离地间隙，圆筒状的齿轮的齿轮轮驱动齿轮与从动齿轮的垂直上方配置；通常把两级减速器它的齿轮放在一个主减速器壳体内，也可以第二级齿轮成为轮边减速器。巴士车的稳定性，为了改善，下车方便的质量的高度的车的中心，能降低齿轮的主导权的车轮方面的从动齿轮垂直；将主减速器汽车差速器总成也移动到了一个驱动车轮的边。 在有高速发动机少数多桥的驱动汽车大型公共汽车超重型拉货汽车上，有时的主减速器也采用蜗轮式的，它不仅有尺寸紧凑质量小的情况，可以得到大的传动比、工作平滑无声的优点，而且对汽车总体的布置很是方便。1.4.2断开式驱动桥 断开式驱动桥区别非断开式驱动桥特别明显特点是前者一个都没有连接左右驱动车轮的刚性整体外壳、梁。是彼此之间的相对运动，经常独立悬架适合的，因为它是独立悬架的驱动轴。，被切断的驱动轴外壳的部分被分割。或是其脊梁式车架相联。主减速器、差速器、传动轴及一部分驱动车轮传动装置质量都为簧上质量。两侧的车轮独立悬架的使用的结果，框架可以使上下摇晃，因为车轮驱动装置和相应摆动为了壳或壳体的要求对应。 汽车悬挂总成种类及其弹性元件和减振装置工作的特性就是决定着汽车行驶平顺性的重要的因素，是车辆的乘坐感觉决定。车轮和地面的接触状态和表面的接触状况和地形和地形的种类很多非常颇适合。切断自在车轴驱动的质量非常小，车辆的舒适性和其平均速度的提高，动态负荷和零部件的车轴的损失减少，可靠性和时间的使用请改善。但是，由于，开驱动轴与那个独立悬架的结构十分复杂，车的特别高的部分和结构的一些主要越野车的乘坐感觉的要求设置，并且后者多属轻型及以下的越野汽车或者多桥驱动的重型越野汽车。 由于非断开式驱动桥它的低成本的信赖性高的作品，性价比非常高，和其他相比较有优势，本课题选用非断开式驱动桥。第2章 解放CA141军车主减速器设计2.1主减速器形式及其选择 主减速器它的齿轮形式类型主、从动齿轮减速机形式，支持着相同的类型。主减速器齿轮的种类会有弧齿型锥齿轮、圆柱型齿轮、双曲面齿轮和蜗轮蜗杆等形式如图（21）。 目前现代汽车工业中的驱动多采用的是“格里森”制或是“奥利康”制的螺旋锥齿轮以及双曲面齿轮。 a) b) c) d) a) 弧齿锥齿轮 b) 双曲面齿轮传动 c) 圆柱齿轮传动 d) 蜗杆传动图21主减速器齿轮传动形式(a)弧齿锥齿轮传动 弧齿锥齿轮的传动特点是比较主要的,从动齿轮轴垂直它的交点。由于其齿面的重叠会有一定的影响,要求其至少要有两对以上轮齿会同时处于啮合状态,所以它可以承受很大负荷,它的齿不是在一起齿咬的长度同时,但其连续的和渐进的齿向另一端顺利,工作顺利,噪音和震动小。(b)双曲面齿轮传动 双曲面齿轮传动特点是它的主、从动齿轮轴是垂直的,而且不会相交,和主动齿轮轴和从动齿轮的轴相比会向上或着向下偏距E,称这个E为抵消。如图所示。当E在某种程度上,可以从另一个齿轮轴通过。所以可以在每一个齿轮的两侧布局其规模的轴承。加强支撑刚度和确保其正确的齿轮的啮合，更好的提高了齿轮的使用寿命。正常的模块或准双曲面齿轮副的方法部分等于一周,但是剖面模数或周端截面不平。这是，准双曲型齿轮的齿轮变速器和螺旋锥齿轮驱动更大直径和强度和刚性拥有的传输装置进行的传输。因此，螺旋锥齿轮变速机相比，双重齿轮变速器是，下面的优点双曲线齿轮的同时螺旋锥齿轮的大小，特别是双曲线齿轮的发送的同时，从动齿轮的大小和双曲面的变速比大直径齿轮和齿轮的高强度、驱动轴、齿轮、螺旋锥齿轮的设备对应的更高刚性的轴承，有必要的同时，变速比，对应螺旋锥齿轮的大小比小，所以双曲型齿轮相比发送尺寸，从地面得到更大的距离可以，另外，主要的存在，偏移不只是双曲线齿轮。使用螺旋锥齿轮的进程，沿横向滑动的深度相同。,和垂直滑动方向的齿轮,这可以提高磨齿的过程,使其具有更高的运行稳定性,并且可以使其齿轮弯曲强度增加30%;双曲面变速器的传动齿轮的直径和螺旋角都相对较大,所以网状牙等效曲率半径与其相对应的弧齿锥齿轮,它更是可以减少齿面之间的接触应力。准双曲面齿轮传动有一系列的优点,弧齿锥齿轮因此有更广泛的应用。 一般来讲,主减速器的车齿的传动比都会是大于4.5及其轮廓大小是有一定规定的,准双曲面车齿传动显得更合理;传动比小于2.0时,准双曲面车齿传动的传动装置相对于比较弧齿锥齿轮传动的传动装置又会显得太大,因此我的设计选择弧齿锥齿轮更为的合理。(c)圆柱齿轮传动斜齿轮被应用于的驱动轴被广泛使用，发动机和前轮驱动广泛被使用。(d)蜗杆传动 齿轮传送的其他形式相比，蜗杆驱动器有下面的优点：轮廓，其质量小尺寸和那，是比较大的变速比可以得到（通常=814）；工作相对稳定，没有噪声，方便于后桥驱动型汽车的总体布置及安排，它可以通过一个较大的负荷，使其不仅使用寿命长，而且结构简单、易于拆装和调整。蜗杆传动主要应用于大批量生产的个体总质量比较大的公共汽车以及高速行驶的汽车,因此在这里不使用。 主减速器分为两种：一是单级式主减速器二是双级式主减速器。本文的设计为解放CA141军车的设计，所以在主减速器的选择上更多的考虑汽车的行驶条件，如果假设行驶条件为野外环境，采用双曲面齿轮则可以增大离地间隙，降低质心，而相同尺寸下其承载能力大，传动平稳。故本课题应选离地间隙应较大，且可得到较大的传动比，相较综上各种齿轮类型的优缺点，所以本课题解放CA141军车采用双曲面齿轮。2.2主减速器主、从动锥齿轮的支撑方案 齿轮啮合齿轮的正确的组装，调整，加上齿轮加工质量和轴承，主机壳的刚性，那个齿轮轴承刚性。主动锥齿轮支承形式可以分为悬臂式支承和跨置式支承两种。(a)悬臂式 如图2 - 2(a),在齿轮轴的一侧有一对轴承脖子上连杆大端轴承悬臂。为了强化其支持刚度,应该使其轴承的距离大于2.5倍的悬臂长度,应该大于齿轮节圆直径的70%,另一个齿轮耳附近不应小于的大小。为了便于拆装,应保持接近齿轮轴承直径大于另外一个。附近的齿轮轴承可以采用圆柱滚子轴承,然后另一个轴承可承受双向轴向力必须使用另一种双列圆锥滚子轴承。支持刚度方面除了轴承形式,轴承直径的大小,轴承和悬臂长度的大小和其之间的距离,同时更是都会和轴承、轴承之间的空隙紧张关系。 悬臂式支撑结构相比较简单的,虽然其轴承刚度可能较差,用来传递转矩较小的主减速器。图22（a)悬臂式 图22（b）跨置式(b)跨置式 如图图22（b）所示，其支持结构，锥齿轮轴轴承的两个端的特征，支持刚性大幅提升，可以轴承负荷减少，齿轮咬合状态的改善，所以轴承、齿轮、悬臂的容量还要高。另外，直径的距离对两个圆锥滚柱轴承的大口径的轴之间很小，驱动齿轮轴的长度缩短为非常好的更加紧凑，传动轴的角度可以减少，车辆的整体布局助长着。但在支持必须在主减速器壳式轴承,轴承导轴承由主减速器壳结构复杂，因此,加工成本比较高。 因本课题需要传递大扭矩,所以采用交叉型轴承。装载质量超过2 t汽车主要的驱动齿轮减速机是用于此类型轴承,因为在传递大扭矩悬臂支撑的状况下很难满足其支撑刚度的要求。但是在其后方支持增加了导轴承轴承、处理成本的上升。本设计中，由于我们设计的军车，决定采用悬臂式支承。2.3主减速器的减速形式 特征的类型是不一样的，形状的主要机不同，分类可分为：单级主要减速机，双重的主要减速机，单级型主减速机，主要减速机通过两个减速齿轮减速机。 影响减速形式因素有汽车类型,使用的条件,驱动桥的间隙,驱动桥它自身的桥数同它布置的形式以及主传动比。并且，的大小会直接影响汽车的动力性和经济性。(1)单极主减速器 如图23a所示为单级主减速器。单级主减速器的构造简单，所以质量相对较小，紧凑的尺寸，特别是，制造成本低，因此广泛的应用于主传动比7的汽车上。比如，乘用车（一般=34.5）、总质量较小的商用车上都会使用单极主减速器。单级主减速器靠一对弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮来进行传动,也有的使用一对圆柱齿轮和蜗杆传动。(a) 单极主减速器 (b) (c) 双级主减速器图 23 (2)双级主减速器 双级主减速器（图23b c）其本体的结构，两个层次的齿轮减速机。单一的主要还原剂和比较，是双重的水平的主要还原剂地面或大齿轮变速比得到确实能说，一般为712；但其尺寸较大、质量也较大，其结构比较复杂。制造成本也显著的增加，因此，很多时候会应用于总质量相对而言比较大的商用车上面。 (3)单极贯通式主减速器 单极型主减速机，结构简单小体积，质量较小，特别是轴轴的优点的主要部交换，主要以小前车轴的驾驶车，为了全面质量。(4)双级贯通式主减速器 多桥驱动车桥有相当数量的整体质量，主要变速比大多数比较大，所以主要减速机通过的被大多数使用。2.4 主减速器基本参数选择与载荷的确定2.4.1主减速比的确定 主减速比和主减速器结构的类型,尺寸的结构，不仅质量的大小，和汽车的动力性能和燃料经济最高端的位置直接的影响。选择应在汽车总体设计时和传动系的总传动比一起来进行整车动力的计算确定。可采用在不同情况下的功率平衡图来探究对汽车动力性的影响大小。发动机的最佳匹配传输参数选择车可以制作出最高的动力和油耗。 从资料查询得知，对于一般汽车来讲，为了得到足够多的功率储备而使得最高车速有稍许下降，一般按下式选择： （2-1）式中:i分动器及加力器高档位的传动比 轮边减速器传动比。 根据所选定的主减速比值，这是基本上被决定的还原型的主要减速可以（单曲或双水平等方面，轮减速的必要性），车的整体布局和地面和适应有必要让之间的缝隙，与之相适应。 把nn=3000r/n , vamax=90km/h , rr=0.5m , igh=1代入(2-1)计算出=6.988.74；选择主减速器传动比为6.98，选用单极主减速器。2.4.2 主减速齿轮载荷的计算及确定(1) 依据发动机最大的转矩和最低挡位的传动比确定从动锥齿轮计算转矩 (2-2)代入式（2-2），有：=3817.41(2) 若依据驱动轮打滑的情况扭矩确定从动锥齿轮计算转矩 （2-3） （2-4）代入式（2-3）（2-4)有:=75477.84N =6147.38汽车平时行驶的平均转矩来确定从动锥齿轮计算转矩 (2-5)代入式（2-5） T cF=2800.11式中：计算转矩，；发动机的最大转矩；Temax=315.15；计算出的驱动桥数，n=2；变速器的传动比，if=4.11；主减速器的传动比，i0=6.14；变速器其传动效率，=0.96；液力变矩器的变矩系数，K=1；猛接离合器从而产生的动载系数，Kd=1；变速器的最低挡位传动比，i1=1；满载时候的驱动桥静载荷；最大加速时后轴的负荷转移系数，=1.1；主减速器的从动齿轮到驱动轮间的传动比，=2.87；主减速器的从动齿轮到驱动轮间的传动效率，=1；驱动桥重量转移系数，取70%；动载重量其转移系数，取0.112；轮胎的附着系数，=0.85；车轮其滚动半径，=0.412m；主减速器从动齿轮以及驱动车轮之间的传动效率，=1；主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动比，=0.9；满载时的质量，m=9485kg；重力加速度，g=9.8m/s2；满载时总重力，；滚动阻力的系数，0.1-0.2；平均的爬坡能力的系数，0.05-0.09之间，取0.05；性能的系数，取0;汽车平时行驶的平均牵引力，在此取32145.29N;对于双曲面齿轮副当i06 时，取0.85。2.4.3 主减速器齿轮基本参数的选择锥齿轮主要参数的主减速器有以下几个方面：主、从动锥齿轮齿数z1和z2、从动锥齿轮的大端分度圆的直径D2，端面的模数ms、主、从动锥齿轮的齿面的宽度b1、b2以及双曲面齿轮副的偏移的距离E、其中点螺旋角、法向压力角等。主、从动锥其齿轮的齿数z1和z2 。 通过查阅资料可以知道对于选择主、从动锥齿轮齿数的选择要考虑到如下因素： 1、主动锥齿轮的运行数量和均匀，从动锥齿轮，应防止有共同因素数目间的关系。 2、主、从动锥齿轮齿数之和应不小于40，这可获得良好的齿面接触和高抗弯强度。为了使网格的平滑，噪音和非常高的疲劳强度，z1一般是不小于9的；于商用车而言，z1一般是不小于6的。 3、主传动比i0相对比较大的时候，主动锥齿轮的齿数应该尽量小一些，这样可以就得到较为满意的离地间隙。对于不一样的齿轮的传动比来说，z1和z2的配合是应该相互合适的。对于双曲面样式齿轮式的单级形式的主减速器，一般其主动齿轮的最小齿数为8。 依据以上的要求根据所设计情况，这里选择z1=9，z2=38，应合适其以上需求。从动锥齿轮它的大端分度圆的直径D2以及端面模数ms于单极的主减速器我们研究来说，如果我们只是增减尺寸D2大小话肯定就会会影响到驱动桥壳其长宽高的高尺寸以及距离地之间间隙的大小，而反过来减小D2的话又会影响到跨置式的主动齿轮前面支承座其被安装空间和差速器的安装。 D2则根据经验公式进行初选，即 (2-6)式中：直径系数，取=13.015.3； 从动锥齿轮的计算转矩，为和中的较小者在此取=3817.41。根据（2-6）得到=203.19239.14；取=210mm。模数由下列公式计算 (2-7)为齿轮端面模数，还应满足 (2-8)式中为模数系数，取0.30.4。经计算ms = 6主、从动锥齿轮齿面宽和。查阅资料可得知=0.155 ,一般比大10%,所以=32.55mm取所以=32.55mm，取=33mm,=36mm。4、中点螺旋角螺旋锥齿轮的中间点的中点平等。齿轮减速机的螺旋伞齿轮的扭曲的角的平均性的扭曲的角一般为3540。货车选用较小的值以确保能获得较大的F，使其运转的相当平稳，产生的噪音也就会特别的低。则会取=35。5、法向压力角方法压力角越大，则齿轮不发生根切的齿轮齿的强度增加的最小齿数的齿轮，而且运行平稳。根据格里森规定载货汽车和重型汽车则应该分别选用20、22的法向压力角。在这里则选择的压力角为。序号项目计算公式结果1主动齿轮齿数92从动齿轮齿数383端面模数64齿面宽5齿工作高6齿全高7法向压力角-8轴交角-9节圆直径10螺旋角11螺旋方向主动齿轮左旋；从动齿轮右旋-12驱动齿轮小齿轮-13旋转方向从齿轮背面看，主动齿轮顺时针，从动齿轮为逆时针-表21主减速器锥齿轮尺寸计算用表6、 螺旋方向 从锥齿轮的齿顶的角度向下，从中心线后，我们一般是左侧的左和右方向的螺旋方向，主、从动锥齿轮螺旋的方向会是相反的。主、从动锥齿轮旋转的方向更是会影响它所受轴向力方向。当传动装置向前移动时，齿轮的轴向力将被排除在锥的方向，从而使主传动齿轮和从动齿轮可以分开使用，用来避免轮齿卡死损坏。2.5主减速器锥齿轮强度计算2.5.1 单位齿长圆周力发动机拥有最大转矩时计算 (2-9)公式中： ig变速器的传动比，一般选取一挡传动比，ig=3.916； D1主动锥齿轮的中点分度圆直径mm；D=210mm 其它符号同前；将各参数代入式（2-8），有： P=550.86/mm 按照文献1,p=1429，在现代的汽车设计中，由于材质以及加工工艺等制造质量的提高，p有时高出20%25%。Pp，锥齿轮的表面耐磨性应满足要求。2.5.2 齿轮的弯曲强度锥齿轮其轮齿的齿根弯曲应力为： (2-10)式中：锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力，MPa；T齿轮的计算转矩， ；k0过载系数，一般情况下取1；尺寸的系数，0.697；km齿面其载荷的分配系数，悬臂样式的结构，km=1.0；kv质量的系数，通常选取1；b所计算的齿轮的齿面宽度； b2=33mm；D所讨论的齿轮其大端分度圆的直径，D=210mm；Jw轮齿弯曲应力的综合系数，取0.03； 按T=min计算的时候：T=3817.4 =426.6MPa700MPa 按Tj=Tjm计算的时候： T=2800.11 =197.6MPa210MPa所以轮齿弯曲强度满足要求。2.5.3 轮齿的接触强度锥齿轮其齿面的接触应力为： (2-11)公式中：j锥齿轮其齿面的接触应力，MPa；D1主动锥齿轮其大端分度圆的直径，mm；D1=210mmb主、从动锥齿轮其齿面宽度的较小值；b=33mmkf齿面的品质系数，取1.0；cp综合弹性的系数，选取232.6N1/2/mm；ks尺寸的系数，取1.0；Jj齿面其接触强度的综合系数，取0.01；Tz主动锥齿轮计算的转矩；Tz =6147.3N.mk0、km、kv选择的与上相同将各个参数都代入式 （2-10）中，则会有： j=443.29MPa参照文献1，jj=2800MPa，齿轮它的接触强度满足于设计的要求。2.6 主减速器锥齿轮的材料 驱动桥的锥齿轮工作环境和较低的齿轮轴，齿轮和其他变化相比，其作用在长时间大负荷，有各种各样的特征。因此，在传动齿轮是相对薄弱。主减速器的锥齿轮材料是应满足以下要求的： 不仅具有很高的弯曲疲劳强度，而且在齿面接触疲劳强度计算的表面高硬度高耐磨性的应用来确保拥有较高的耐磨性。 应当采取适当的设备的重要组成部分，其冲击韧性的影响，以避免冲击载荷的下面齿根肯定就会折断。 其锻造的性能、会切削加工性能而且热处理的性能都会特别好，热处理之后它的变形量很小或其变形的规律是比较容易控制的。 选择合金材料的时候，应该尽量的少用含镍、铬等成分的材料，而应该选择选取会含有锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。车上主减速器锥齿轮和差速器锥齿轮在日前常常会选取用渗碳合金钢的材料制造，主要含有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。硬质合金钢具有高的碳含量的优点，在表面上可以得到硬化层（一般的碳，其质量为1.2% - 0.8%），它应该具有特别高的耐磨性和抗压性，但在其核心将更柔软，可以有很好的韧性。因此，这些材料的接触强度、抗弯强度和冲击强度都特别好。钢本身是具有非常低的碳含量，这使得其锻造出来的性能和切削加工的性能都会特别的好。但是其主要的缺点也会表现在热处理费用特别高的方面，它的表面的硬化层下面的基底会是非常软的，大压力的时候发生的可能性塑性变形，如果渗碳层和芯的碳含量差很多的话，其表面硬化层剥落。 为了提高新设备的管理，防止早期磨损，胶合或死亡时，热处理和精加工锥齿轮继续其锥齿轮若是在进行热处理并且继续精加工的话，会要求作厚度0.0050.020mm的磷化处理或是镀铜、镀锡等处理方式。反应表面进行喷丸处理，保证使用的增加，25%的相对较高的速度设备过程中，硫处理可提高耐磨性。2.7 本章小结 在这一章中，我设计了主减速器、驱动桥的结构，并且，并确定最大主减速器的减速，以确定如何参数主减速器锥齿轮的强度，轴承的型号确定和校核都进行了相对严格计算。 第3章差速器及差速锁设计 汽车在特别正常情况下行驶，左、右两边轮在一样的时间内所过道路可能是不相等。假如，汽车在转弯的时候，内外两侧的车轮行程就会是不相等的，外侧车轮滚过的距离必定大于内侧车轮所滚过的距离；它在不平顺的路面上进行行驶，可能路面波形不正常也都可能造成两侧的车轮滚过的路程是不一样的；如果在平直路面上进行行驶的时，可能也会发生轮胎的气压、轮胎的负荷、胎面的磨损程度不一样并且制造的误差等几点因素的影响，都会是引起左、右两车轮滚动半径的不一样而使得左、右两侧其车轮的行程距离也是会不相同的。假若驱动桥左、右两车轮都是刚性的连接方式，这时行驶肯定会发生不可避免地驱动轮到路面上滑移或者是滑转。如果是这样不仅会加剧其轮胎磨损、功率、燃料的消损，种种情况可能均会导致其转向性能和操纵性能的逐渐恶化。为了避免以上现象的发生，汽车左、右两驱动轮间都装有轮间差速器。 差速锁是有作用的，如果一边的车轮滑转动时，应用差速锁就能差速器不起作用，提高了汽车通过性。 差速器两边的输出轴的转矩是怎样的分配，而且同时保证他们两输出轴能够同不一样儿的角速度来进行转动。差速器目前已经有了很多种类的形式、样式，而我设计的则是普通对称式圆锥行星齿轮差速器。结构如图31所示： 图31 普通对称式圆锥行星齿轮差速器3.1差速器的差速原理 如图32所示的，对称式锥齿轮差速器，这是机制的差异套管3行星与行星齿轮轴，由一个行星也与主要减少驱动齿轮6固定连接，我通常为有源部分的角速度，使1和2其角速度a和b ，1和4的行星齿轮变速器和和中心A，B，C，C点是在旋转轴3。差速器的壳体3则是与行星齿轮轴5连成为一体的，它们互相组成了行星架。它的角速度会是为和。A、B两点则会分别是行星齿轮4与半轴齿轮1和2它们的啮合点。其行星齿轮中心点C，A、B、C此三点距离差速器的旋转轴线均是。图32差速器差速原理 行星齿轮轴行星差动只有陪同他们的革命半径相同的框架，实现A、B、C三点的圆周速度（图32），它的值为。而=,即使差速器起的到差速的作用的话，半轴的角速度会是等同于差速器壳体3的角速度时候。 若行星轮4在除公转以外时，并且会绕本身的轴5以角速度自转时，啮合点A的圆周速度会为，啮合B点的圆周的速度为。于是即 （3-1）假如角速度的每分钟转数是n，则 （3-2） 式（3-2）对称轴的直径锥齿轮传动是在双侧运动方程的旋转轴驱动，差分外壳和2倍的速度行星齿轮速度不重要。汽车的驱动，及其相应的不直，和不同的旋转的行星旋转两驱动车轮在地面滚动的不同变化。 由公式（3-2）还能知道：左右其中一侧的半轴齿轮转速等于零，则另一侧的半轴齿轮转速会是差速器壳体转速的两倍；差速器的壳体旋转的速度等于0（例如中央制动器制动传动轴时），若一半半轴的齿轮受了其它来自外面的力矩进行旋转，则另一半的半轴齿轮即将就变的用相同的旋转速度进行反方向旋转。3.2 差速器结构 大部分汽车使用的是对称锥齿轮式的差速器，它的有点不仅体现在结构简单还体现在质量小，因此，呗大多数汽车所使用。它又分为普通锥齿轮式差速器、摩擦片式差速器和强制锁止式差速器。本课题设计的解放CA141军车选用摩擦片式差速器。如图（3-2）图3-2 摩擦片式差速器 1-差速器壳；2-推力压盘；3-行星齿轮；4-十字轴； 5-V形斜面； 6-主、从动摩擦片3.3 差速器齿轮设计(1)行星齿轮数目的设计 行星齿轮数目是依据汽车承载情况而进行选择的。此次设计的军车上采用个四行星齿轮，所以，。(2)行星齿轮的球面半径 反映的是差速器行星齿轮的节锥距大小和其承载的能力大小。它可根据经验公式 来进行确定。公式中: 球面的半径系数，2.53.0之间，选取2.6；被计算的转矩，Nm；球面的半径，m所以： 行星轮的预选节锥距：=0.9940.64=40.23(3)行星轮和半轴齿轮齿数的选取 与确定之后，差速器中行星齿轮和半轴齿轮的大小即能确定下来，为使其行星齿轮与半轴齿轮均有较高的强度，所以要提高其模数。为了能得到特别大的模数从而使得齿轮拥有特别高的强度，想要如此就应使行星轮齿数量尽量少。但一般又不少于10。半轴齿轮齿数都是1425，很多的汽车半轴齿轮和其行星轮齿数/会在1.52.0之间。 差分对每行星轮和两个半轴齿轮位于同一平面，确定齿数齿轮的装配关系应两种，其中圆锥行星齿轮差速器。左和右两个半轴它们的齿轮的齿数之和都必须是能被它们行星齿数所整除的，便于行星轮能够均匀地分布在其半轴齿轮的轴线的周围，否则，差速器将无法安装，应满足安装条件：我设计的行星轮与半轴齿轮齿数的选择：取行星齿轮齿数为10，半轴的齿轮齿数为18，所以半轴齿轮与行星齿轮的齿数比为18/10=1.8，在1.52的范围内，并且：=I=，为整，被整除，所以，满足安装条件。式中：左边半轴齿轮的齿数；右边半轴齿轮的齿数；n行星齿轮数。行星齿轮齿数与半轴齿轮齿数在确定后，行星齿轮与半轴齿轮的节锥角1、2即可确定: (4)锥齿轮模数与半轴齿轮的分度圆直径初步确定差速器锥齿轮模数:3.86由于模数过小对于后面校核有影响，所以，取分度圆直径为: (5)压力角 目前，大多数的汽车与压力角齿轮差22.5、齿高系数是0, 最小齿数可以减少到10，如果小齿轮（行星齿轮），同样也可以进行修改，以增加其厚度半轴齿轮齿，使行星齿轮和半轴齿轮的强度趋于相同。由于这样的齿形最小齿数比压力角为20的少，可以用相对比较大的模数用来提高齿轮强度。在此选22.5的压力角。(6)确定行星轮轴直径d和支承长度L 行星轮中对轴的支承长度L要求一般是孔径的1.1倍，而该孔与行星齿轮轴之间的挤压应力不大于 对于实心轴 (3-3)所以: (3-4)式中: 差速器传动轴扭矩，Nm；行星齿轮数；行星齿轮支承面中点到锥顶距离； 支承面允许的挤压应力， 所以: 支承长度：3.4 差速器几何尺寸计算行星齿轮齿数: =10半轴齿轮齿数: =18模数: =4齿顶高: 齿根高: 齿全高: 齿工作高: 压力角: 轴交角: 节圆直径: 节锥角: 节锥距: 周节: 径向间隙: 齿顶角: 齿根角: 面锥角: 根锥角: 齿顶圆直径: 锥距: 齿厚: 取节锥顶点至齿轮外缘距离：理论弧齿厚: 齿侧间隙:3.5 差速器强度计算3.5.1单位齿长上的圆周力 (3-5)符合强度要求 式中: 单位齿长上的圆周力，N； 作用在齿轮上的圆周力，N； 从动齿轮的齿面宽，mm； 发动机最大转矩，Nm； 变速器1档传动比； 主动齿轮节圆直径，mm； 许用单位齿长上的圆周力。3.5.2齿轮弯曲强度 差速器齿轮的尺寸会受到结构的限制，负载结构受到限制，应该是比较大的，不像一般的关键设备，只有当汽车转弯或左、右转向阶段在同一时间的行驶距离，或一侧车轮打滑和空转和相对运动齿轮的差异。因此，对差速器齿轮主要应该进行其弯曲强度的校核。 差速器齿轮主要的差异是不同的齿轮啮合，因此，保持主齿轮和齿面接触疲劳一般不会发生，所以只进行弯曲强度计算即可， （3-6）式中：齿轮弯曲应力；齿轮的计算转矩，Nm；超载系数；载荷分配系数；质量系数；齿轮的齿面宽；齿轮的齿数；端面模数；许用弯曲应力；计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数；由图34可查 图34 弯曲计算用综合系数3.5.3 齿轮齿面接触强度 (3-7) 符合接触强度式中：齿轮接触强度； 材料的弹性系数，； 从动齿轮节圆直径，mm； 齿轮的计算转矩Nm； 超载系数； 尺寸系数； 载荷分配系数；表面质量系数； 质量系数； 齿轮的齿面宽； 弯曲应力综合系数； 许用齿轮接触强度。3.6 本章小结 本章是我对差速器进行了自我认知的设计，在确定差速器的结构形式的同时，还通过确定差速器行星齿数，行星轮和半轴的齿轮确定以及校核都进行了严格计算。第4章半轴的设计4.1 半轴形式 半轴是传递扭矩的差之间的两侧驱动轮的内部样条，以鉴别和半轴齿轮连接，外端与法兰盘和轮毂轴承的轴，轴是在住房两侧差动拍卖差，而其两个轴颈轴承直接影响主减速器壳。半轴与驱动轮轮毂在桥壳上的支承形式则取决于其半轴受力额情况。 驱动装置位于传动轮结束，其主要作用是传递扭矩的一半轴差动轮两边的磁盘主轴电机，通常不会断开，两侧驱动轮半轴传动装置是将差速器半轴，半轴齿轮轮毂的半轴连接形式，在很大程度上取决于在形式的半轴与电机轴不正常断开型，半轴的外端，支持一般的形状或强度不同可分为自由半浮式、34浮，由于设计解放CA141没有军事的电机轴的设计，考虑承载能力，成本结构，所以在此 采用全浮式半轴支承，如图41所示。图41全浮式半轴示意图4.2半轴的计算 由于本次设计采用的是全浮式半轴，所以在计算载荷中不用考虑弯矩，而只考虑转矩即可。半轴转矩： (4-1)式中: 半轴转矩（Nm）； 差速器的转矩分配系数，圆锥行星齿轮取=0.6；发动机的最大功率；变速器1档位传动比； 主减速比。半轴杆部直径： =36.01 (4-2)式中：半轴杆部直径； 半轴转矩。半轴扭转应力： （4-3)满足要求。 式中： 半轴的扭转应力。 4.3 半轴的强度计算首先验算其扭转应力： （4-4）式中：其半轴的计算转矩，Nm在此取6147.3Nm； 其半轴杆部的直径，50mm。 根据上式所以满足强度要求。4.4 半轴材料 关于半轴的材料，以前都是使用含铬的中碳合金钢，如40Cr、40CrMnMo、35CrMnTi、40CrMnSi、42CrMo等，但是在后来推广了我国自主研制出来新钢种如40MnB等半轴材料，效果很好。例如，40MnB淬火过程中使用高频传输手段，静强度比40Cr和半轴，半轴用于处理淬火工艺喷丸，喷丸过程，过渡圆角半轴半轴法兰和阻力增加，可提高半轴感应淬火高碳钢，如40钢，40Cr钢淬回火后的强度和抗静电处理的种子多轴差分。从而大大的节约了较稀有的金属，而其制造成本也大大的降低了，采用中碳钢（40钢、45钢）制造半轴是发展趋势，国外已有很多采用。所以在我的设计中，半轴材料将会采用40MnB做调质处理。4.5 本章小结 通过本章对半轴的设计确定了半轴的结构形式，半轴的材料。通过一些相关参数计算出半轴的转矩和半轴的扭转切应力，通过这两个参数又进行了半轴强度的检验。第5章 解放CA141军车驱动桥壳设计 驱动桥壳主要功用的就是支承汽车的质量，并且能够承受从车轮传来路面的反力以及反力矩，随后能经过悬架传递给车身，它同时又作为其主减速器，差速器和半轴的装配体。 驱动桥壳应满足如下设计要求： 应具有足够的强度和刚度，以保证主减速器齿轮啮合正常，并不使半轴产生附加弯曲应力； 在保证强度和刚度的情况下，尽量减小质量以提高行驶的平顺性； 保证足够的离地间隙； 结构工艺性好，成本低； 保护装于其中的传动系统部件和防止泥水的浸入； 拆装，调整，维修都十分的方便。5.1 桥壳方案分析与选择 驱动桥壳的种类有可分式、整体式和组合式三种结构的种类。因其造工艺的不同，整体式桥壳又分铸造式、钢板冲压焊接式和扩张式三种。 考虑的设计的是载货汽车，驱动桥壳的结构形式采用铸造整体式桥壳。铸造整体式桥壳的结构： 一般都可采用球墨铸铁、可锻铸铁或是铸钢铸造。在球铁中加入1.7%的镍，解决了球铁低温（-41C）冲击值急剧降低的问题，得到了与常温相同的冲击值。为了进一步提高其强度和刚度，使桥的两端壳长积分无缝钢管可作为半轴套管，将两侧套半轴与桥壳的表面压力内外表面的直径逐渐增加的耦合效应的压力，治愈钢板弹簧座与桥壳铸造在一起，在一个截面钢板弹簧座桥附近可以根据外部要求强度铸造形式，经验P通常是一个新的制动板的法兰和轴的前端面中心轴住房是用于安装主减速器，差速器，和壳体它们虽然被覆盖，可作为一个显示孔。 另外，汽车轮毂轴承与轴的套管安装，以旋转的