某電動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)三維圖紙模型

某電動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)三維圖紙模型,電動(dòng),驅(qū)動(dòng),設(shè)計(jì),三維,圖紙,模型 某電動(dòng)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)（只需要畫三維圖紙）驅(qū)動(dòng)橋?yàn)榉菙嚅_式驅(qū)動(dòng)橋 電動(dòng)機(jī)為縱置式 主減速器為雙曲面錐齒輪傳動(dòng)主動(dòng)齒輪為懸臂式支撐 差速器為對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 2 個(gè)行星齒輪 半軸為半浮式半軸 橋殼為鋼板沖壓焊接式整體式驅(qū)動(dòng)橋 數(shù)據(jù)能根據(jù)論文來的就根據(jù)數(shù)據(jù)來 不行的就大概估一下 看著比例協(xié)調(diào)就行 主要是部件結(jié)構(gòu)跟著論文走 編號(hào) 201512122015121226南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)題 目 某型電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)學(xué)生姓名 向啟勇學(xué) 號(hào) 2015121226學(xué) 院 機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院專 業(yè) 車輛工程班 級(jí) 20151212指導(dǎo)教師 李趙昕 正高級(jí)工程師二〇一九年六月南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）誠信承諾書本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（題目：某型電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)）是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。盡本人所知，除了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。作者簽名： 年 月 日 （學(xué)號(hào)）：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙i某型電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)摘 要汽車是現(xiàn)代文明的重要標(biāo)志，融入了現(xiàn)代大量先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。汽車作為一種道路交通工具，在國防建設(shè)和人民生產(chǎn)、生活等方面起著不可替代的作用。而其中的電動(dòng)汽車又有著清潔能源的稱號(hào)，大大的減少了不可再生資源資源的消耗和環(huán)境污染。當(dāng)代乃至未來電動(dòng)汽車將逐步取代傳統(tǒng)汽油車。然而電動(dòng)汽車還有很多技術(shù)難關(guān)沒有攻克，其中最大的困難就是續(xù)駛里程。在有限的能量供給情況下，如何通過改進(jìn)電動(dòng)汽車零部件設(shè)計(jì)方法和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式來增加續(xù)駛里程是研究的重點(diǎn)方向。驅(qū)動(dòng)橋是汽車傳動(dòng)系的最終傳動(dòng)部分，其基本功用首先是增大由傳動(dòng)軸或者直接從變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，并降低轉(zhuǎn)速，并將轉(zhuǎn)矩合理地分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪達(dá)到一個(gè)差速的作用；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受來自路面和自身的垂直力、縱向力、橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩。其質(zhì)量性能直接決定了整車的安全性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性等。本文闡述了驅(qū)動(dòng)橋的基本原理，分析確定了電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)方案、主減速器總成、差速器總成、半軸、驅(qū)動(dòng)橋殼等結(jié)構(gòu)形式；并對(duì)主要零件進(jìn)行了強(qiáng)度校核，完善了驅(qū)動(dòng)橋的整體設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車，續(xù)駛里程，驅(qū)動(dòng)橋，主減速器，差速器畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙iiDesign of a type of electric vehicle drive axleAbstractAutomobile is an important symbol of modern civilization, which integrates a lot of advanced modern science and technology. As a road vehicle, automobile plays an irreplaceable role in national defense construction, people's production and life. Among them, electric cars also have the title of clean energy, greatly reducing the consumption of non-renewable resources and environmental pollution. Contemporary and even future electric cars will gradually replace traditional gasoline cars. But electric cars still have many technical hurdles to overcome, the biggest of which is range. In the case of limited energy supply, how to improve the design method of electric vehicle parts and drive system structure to increase the driving range is the focus of research.The drive axle is the final transmission part of the automobile transmission system, its basic function is to increase the torque from the drive shaft or directly from the transmission, and reduce the speed, and the torque is reasonably distributed to the left and right drive wheels to achieve a differential effect; Second, the drive axle also bears from the road and its own vertical force, longitudinal force, transverse force, as well as braking torque and reaction torque. Its quality performance directly determines the safety, economy and comfort of the vehicle.This paper expounds the basic principle of the drive axle, and analyzes and determines the structural scheme, main reducer assembly, differential assembly, half-axle, drive axle housing and other structural forms of the drive axle for electric vehicles. And the main parts of the strength check, improve the overall design of the drive axle.Key Words：Electric vehicle; Mileage of continuous driving; Drive axle; Final drive; Differential畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙iii目 錄摘 要.ⅰAbstractⅱ第一章 引 言.11.1 課題的研究背景及意義 1.2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀 1.2.1 驅(qū)動(dòng)橋國外現(xiàn)狀1.2.2 驅(qū)動(dòng)橋國內(nèi)現(xiàn)狀1.3 本文主要研究內(nèi)容 第二章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋整體設(shè)計(jì).2.1 驅(qū)動(dòng)橋原理介紹 2.2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本原則 2.3 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的原始技術(shù)參數(shù) 2.4 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案擬定 2.5 本章小結(jié) 第三章 主減速器設(shè)計(jì).3.1 主減速器概述 3.2 主減速器的結(jié)構(gòu)形式 3.2.1 主減速器的齒輪類型3.2.2 主減速器的減速形式3.2.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承形式3.3 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 3.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定3.3.2 主減速器主要參數(shù)的選擇3.3.3 主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算3.3.4 主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙iv3.3.5 主減速器齒輪的材料及熱處理3.3.6 主減速器軸承的計(jì)算3.4 主減速器三維建模 第四章 差速器設(shè)計(jì).4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 4.2 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 4.3 差速器齒輪的集合計(jì)算 4.4 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 4.5 差速器三維建模 第五章 驅(qū)動(dòng)半軸設(shè)計(jì).5.1 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5.2 半浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算 5.3 半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算 5.4 半軸材料的熱處理 5.5 半軸三維模型 第六章 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì).6.1 驅(qū)動(dòng)橋殼結(jié)構(gòu)選擇 6.2 驅(qū)動(dòng)橋殼強(qiáng)度計(jì)算 第七章 驅(qū)動(dòng)橋整體裝配圖.第八章 總結(jié)與展望.XX參考文獻(xiàn).XX致謝.XX畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 1 -第一章 引 言1.1 課題的研究背景及意義20 世紀(jì) 80 年代以來，人們的環(huán)保意識(shí)以及健康意識(shí)越來越高，汽車行業(yè)人們所關(guān)注的重點(diǎn)也由汽車優(yōu)越性轉(zhuǎn)向環(huán)保性經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)的汽車已經(jīng)逐漸無法滿足大眾的消費(fèi)意愿。我們需要的不再是大量消耗地球不可再生資源并釋放大量危害人體健康氣體的汽車，我們需要的是更加“清潔”的汽車，不消耗石油資源、“零排放”的新能源汽車。我們需要為自己為自己的子孫后代為我們的地球母親考慮的新型汽車。而電動(dòng)汽車的出現(xiàn)完美的契合了需求，這使得電動(dòng)汽車的研發(fā)和設(shè)計(jì)進(jìn)入到一個(gè)全新的階段，世界各大汽車公司紛紛投入大量的人力和資金，研究于開發(fā)新型電動(dòng)汽車。國內(nèi)各大汽車公司也紛紛引入國外大量先進(jìn)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）、有限元分析方法（FEM ）、三維設(shè)計(jì)軟件（ CATIA）等，極大的減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，減少了設(shè)計(jì)失誤，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)我國也推出了許多針對(duì)電動(dòng)汽車的政策，支持和鼓勵(lì)電動(dòng)汽車的開發(fā)和使用。2015 年以來我國新能源汽車呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，產(chǎn)量 37.9 萬輛，同比增長 3.5 倍，我國成為全世界最大的新能源汽車增量市場(chǎng)。種種表現(xiàn)無不說明我國的電動(dòng)汽車行業(yè)正在展現(xiàn)欣欣向榮的一面。 [1]在電動(dòng)汽車總成中每一個(gè)部件都起著至關(guān)重要的作用，而驅(qū)動(dòng)橋作為最終傳動(dòng)部件重要性不言而喻。驅(qū)動(dòng)橋性能的優(yōu)劣能夠在很大程度上決定整車設(shè)計(jì)是否合理 [2]。迄今為止，我國對(duì)于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的性能要求還沒有明確規(guī)定的國家標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)過程中只能參考汽油車驅(qū)動(dòng)橋的國家標(biāo)準(zhǔn)，也就導(dǎo)致了國內(nèi)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋發(fā)展緩慢。在國內(nèi)，能讓國人感到驕傲的汽車品牌寥寥無幾，在短時(shí)間內(nèi)基本追趕不上發(fā)達(dá)國家水平，但是在電動(dòng)汽車領(lǐng)域我們起步還是較早的，憑著多年的技術(shù)積累與革新，我們的研究能夠走在世界發(fā)展的前面。希望通過對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)一步的推進(jìn)電動(dòng)汽車技術(shù)的整體進(jìn)步，爭取早日用其替代傳統(tǒng)燃油車。另外，我國的石油完全是依靠進(jìn)口的，如果我國能夠推廣和使用電動(dòng)汽車將極大的減輕我國能源問題和作為發(fā)展中國家的國際壓力。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 2 -[3]同時(shí)作為電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)先驅(qū)中的一員，中國也可以在其中分得一份蛋糕，將優(yōu)秀的電動(dòng)汽車出口國外為我國的經(jīng)濟(jì)提供新鮮血液。1.2 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展現(xiàn)狀自 2004 年起，國內(nèi)外電動(dòng)汽車生產(chǎn)數(shù)量與保有數(shù)量急劇增加，并且不斷更新電池生產(chǎn)與驅(qū)動(dòng)技術(shù)。近年來，國內(nèi)電動(dòng)汽車發(fā)展姿態(tài)良好，隨著政府扶持力度的加強(qiáng)，國內(nèi)電動(dòng)汽車行業(yè)競(jìng)爭力大幅度提升。在國外，美國丶日本和歐洲多國的電動(dòng)汽車市場(chǎng)在2010 年開始啟動(dòng)，電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程顯著提高。電動(dòng)汽車發(fā)展初期，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式大體與傳統(tǒng)燃油汽車的布置方式一致,如圖（A）。當(dāng)時(shí)電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)不成熟，結(jié)構(gòu)中依然帶有變速器和離合器，驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式與燃油汽車驅(qū)動(dòng)橋相同，只是將發(fā)動(dòng)機(jī)更換成了電動(dòng)機(jī)，屬于改造型電動(dòng)汽車。這種改造型電動(dòng)汽車可以增加電動(dòng)汽車在起步時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增加低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率，但是電動(dòng)汽車的自身質(zhì)量過重，造成大量的能源消耗，在電池能量又不充足的情況下大大的減少了續(xù)駛里程。隨著各種新型電動(dòng)機(jī)的開發(fā)和控制技術(shù)的不斷發(fā)展，在總質(zhì)量的布置形式中取消了離合器和變速器，只需要一組電動(dòng)機(jī)和逆變器，雖然這種布置形式對(duì)電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求較高，但是大大降低了汽車質(zhì)量，提高能量傳遞效率，增加了續(xù)駛歷程?，F(xiàn)階段，電動(dòng)汽車后驅(qū)動(dòng)橋主要有縱置式驅(qū)動(dòng)橋和橫置式驅(qū)動(dòng)橋兩種結(jié)構(gòu)形式。 [4]縱置式驅(qū)動(dòng)橋在傳遞扭矩的過程中需要采用圓錐齒輪來改變轉(zhuǎn)矩傳遞方向，在傳遞轉(zhuǎn)矩過程中，由于缺少二級(jí)減速器，則需要性能更加優(yōu)良的電動(dòng)機(jī)；并且較大的傳動(dòng)比增大了主減速器的設(shè)計(jì)尺寸，減小了最小離地間隙，降低了電動(dòng)汽車的通過性和安全性，縱置式驅(qū)動(dòng)橋的眾多設(shè)計(jì)弊端使得該結(jié)構(gòu)形式不能廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。橫置式驅(qū)動(dòng)橋傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)和車橋是平行的，在傳遞動(dòng)力的過程中，動(dòng)力的傳遞方向沒有改變，只需要結(jié)構(gòu)簡單的直齒輪，所以該布置形式可以有效的保證動(dòng)力的傳遞效率，提高能量利用率。在驅(qū)動(dòng)橋總成的結(jié)構(gòu)布置上，可以加入二級(jí)減速器來提高主減速器的減速增扭的能力，降低對(duì)電動(dòng)機(jī)的依賴性，達(dá)到合理分配傳動(dòng)比，優(yōu)化驅(qū)動(dòng)橋總成結(jié)構(gòu)的目的。 [5]同時(shí)可以減小主減速器的幾何尺寸，增加最小離地間隙，使汽車的總體布置更加合理，橫置式驅(qū)動(dòng)橋是現(xiàn)代電動(dòng)汽車的主要結(jié)構(gòu)方式。 [6]輕量化設(shè)計(jì)和高承受力將是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的發(fā)展趨勢(shì)，電動(dòng)汽車三大核心技術(shù)：畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 3 -動(dòng)力電池、電機(jī)及控制系統(tǒng)。在有限電池能量儲(chǔ)存的情況下，延長電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程，輕量化設(shè)計(jì)技術(shù)將是解決問題的主要突破口?？梢酝ㄟ^優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，改變截面形狀和多種材料結(jié)合使用的方式，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的基礎(chǔ)上減輕零部件的質(zhì)量，這同時(shí)需要先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法。圖 1.1 電動(dòng)機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)軸互相垂直（M 為電動(dòng)機(jī) C 離合器 GB 變速器 D 差速器）1.2.1 驅(qū)動(dòng)橋國外現(xiàn)狀目前國外眾多汽車企業(yè)對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的生產(chǎn)已經(jīng)專業(yè)化、系列化。在國外，各大汽車制造商們紛紛使用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，能夠模擬產(chǎn)品的各種性能。各項(xiàng)應(yīng)用軟件的開發(fā)，使得產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間大大縮短，并且新車的性能有著很大的改善。美國通用汽車公司在新型驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程中就是運(yùn)用了 CAD/CAE 技術(shù)，在驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)過程中可以對(duì)零部件進(jìn)行直觀的檢測(cè)和結(jié)構(gòu)分析。德國西門子公司提出把初次設(shè)計(jì)技術(shù)從生產(chǎn)過程中分離出來的全新設(shè)計(jì)思路，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化和系列化原理來減少產(chǎn)品零件數(shù)量的“合理化工程”思想，使用具有參數(shù)化設(shè)計(jì)功能的 CAD 軟件進(jìn)一步完善初次設(shè)計(jì)理念，有效地縮短設(shè)計(jì)周期，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。在驅(qū)動(dòng)橋疲勞壽命測(cè)試方面，國外發(fā)達(dá)國家也有較早研究。在 19 世紀(jì)初，隨著工業(yè)革命的興起，蒸汽機(jī)和載運(yùn)設(shè)備得到廣泛的應(yīng)用，在設(shè)備零件的截面突變出經(jīng)常發(fā)生斷裂現(xiàn)象，促使著人們?nèi)パ芯窟@一現(xiàn)象的原因。1842 年英國工程師 W.J.M.Rankine 發(fā)表了第一篇關(guān)于載運(yùn)車輛疲勞壽命的文章“關(guān)于機(jī)車車輛的疲勞破壞問題”，此后零件的疲勞壽命問題被人們所廣泛關(guān)注。隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)汽車疲勞壽命和安全性能的要求越來越高，促使著各大汽車制造商投入大量的人力物力開發(fā)虛擬試驗(yàn)系統(tǒng)。德國 SINCOTES 公司是疲勞壽命和疲勞行為方面的研究權(quán)威，其先進(jìn)的數(shù)字控制系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 4 -可以非常精確的探知裂紋的生成，為大眾、寶馬、奔馳、通用、福特、本田和現(xiàn)代等大型汽車制造商提供疲勞試驗(yàn)、斷裂韌性實(shí)驗(yàn)和裂紋生長實(shí)驗(yàn)。而國外因?yàn)橄冗M(jìn)的材料運(yùn)用和結(jié)構(gòu)的不斷的優(yōu)化，其驅(qū)動(dòng)橋承載力強(qiáng)、傳動(dòng)效率高、更加輕量化。據(jù)數(shù)據(jù)顯示，國外一流驅(qū)動(dòng)橋比我國的驅(qū)動(dòng)橋輕 10%到 20% 。輕量化的驅(qū)動(dòng)橋使車輛產(chǎn)生更少的運(yùn)行噪音，還減少材料的使用和自身功耗，更符合 21 世紀(jì)的低碳觀念。1.2.2 驅(qū)動(dòng)橋國內(nèi)現(xiàn)狀我國的各大車企和高校推出各自品牌的新能源汽車，在 2012 年上汽集團(tuán)推出自主品牌品牌純電動(dòng)汽車。在 2014 年長安汽車首款電動(dòng)汽車笨笨 MINI 下線，到 2020 年長安汽車將形成生產(chǎn) 20 萬輛節(jié)能與新能源汽車的能力。清華大學(xué)已經(jīng)完成燃料電池電動(dòng)公共汽車的樣本開發(fā)工作，在深圳、廣州、武漢以及北京等城市的部分公交線上使用。在 2013 年奇瑞汽車股份有限公司和江淮汽車股份有限公司以及合肥工業(yè)大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行純電動(dòng)乘用車產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目。到目前為止，我國電動(dòng)汽車主要性能指標(biāo)達(dá)標(biāo)或者接近國際水平，關(guān)鍵部件技術(shù)水平提升滿足整車配套要求。我國電動(dòng)汽車研究起步相對(duì)于發(fā)達(dá)國家不算太晚，但主要靠學(xué)習(xí)和總結(jié)國外發(fā)展經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，結(jié)合國內(nèi)的具體情況，評(píng)估電動(dòng)汽車在我國的發(fā)展方向和可能出現(xiàn)的問題。在驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)的方式方法由于引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)計(jì)軟件和硬件設(shè)備使之與國外差別不大。尤其在二維制圖（如：CAD）和三維建模(如：CATIA、Pro/E)方面，各大高校都已開設(shè)專門的課程，為汽車設(shè)計(jì)培養(yǎng)了大批人才。美中不足的我國的大多數(shù)車企沒有自己的驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)或者難以研發(fā)新型的驅(qū)動(dòng)橋，多數(shù)靠進(jìn)口成型驅(qū)動(dòng)橋配套或者直接購買技術(shù)。在提升驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量問題上中國正在逐漸向國外企業(yè)看齊，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的應(yīng)力分析、有限元分析、疲勞壽命分析等等技術(shù)逐漸完善。過去國內(nèi)驅(qū)動(dòng)橋疲勞壽命測(cè)試的主要方法是將驅(qū)動(dòng)橋安裝到整車上，通過在不同的道路上進(jìn)行實(shí)際測(cè)驗(yàn)，能夠比較真實(shí)地反應(yīng)驅(qū)動(dòng)橋的實(shí)際工作狀況，并且測(cè)驗(yàn)結(jié)果比較符合實(shí)際的使用情況，能夠較為全面的檢測(cè)驅(qū)動(dòng)橋性能。但是，整車實(shí)驗(yàn)周期較長，所需的人力物力成本較高，由于存在各種實(shí)際原因而不能進(jìn)行大規(guī)模的驅(qū)動(dòng)橋測(cè)試實(shí)驗(yàn)。近幾年來，我國逐步引入計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)等，使用各種模擬手段重現(xiàn)驅(qū)動(dòng)橋的工作情況，建立室內(nèi)臺(tái)架仿真系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 5 -統(tǒng)，提高了測(cè)試精度，大大縮短了測(cè)試周期。1.3 本文主要研究內(nèi)容本論文的題目是某型電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，以某電動(dòng)汽車為參考車型，選擇適合該電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋類型，參照相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)一款性能良好且適合該電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校核，根據(jù)任務(wù)書的具體要求將本論文的主要研究內(nèi)容列于下：(1)選擇一款電動(dòng)汽車，提取該電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)，對(duì)該電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋類型進(jìn)行選型分析，確定合適的驅(qū)動(dòng)橋類型；(2)研究和分析電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋的主要結(jié)構(gòu)組成，從而對(duì)其主要零部件進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(3)對(duì)所設(shè)計(jì)的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋性能進(jìn)行校核，確保所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋具有良好的工作性能要求。(5)為了清晰地展示所設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)，繪制出該制動(dòng)器的三維及二維結(jié)構(gòu)圖。第二章 電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋整體設(shè)計(jì)2.1 驅(qū)動(dòng)橋原理介紹電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系末端，主要功用是減速增矩，將電動(dòng)機(jī)所提供的轉(zhuǎn)矩合理的分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力、縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等等。2.2 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的基本原則設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)滿足以下基本要求： [7]（1）選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定情況下具有最佳的動(dòng)力性。（2）外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過性要求。（3）齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。（4）在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率。（5）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能的降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平地面的沖擊載荷，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 6 -汽車行駛平順性。（6）與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)；對(duì)于轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，還應(yīng)與轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。（7）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，維修、調(diào)整方便。2.3 驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的原始技術(shù)參數(shù)本次電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)以比亞迪 E6 電動(dòng)汽車為參考車型，提取該車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)，將具體的參數(shù)列于表 2-1。 [8]表 2-1 E6 技術(shù)參數(shù)表內(nèi) 容 E6 技術(shù)參數(shù)長 mm 4560寬 mm 1822高 mm 1630軸距 mm 2830輪距前/后 mm 1585/1560最小離地間隙 mm 150整備質(zhì)量 kg 2295/2455電機(jī)功率/扭矩 KW/(N·m） 75/450最高車速 Km/h 160輪胎規(guī)格 - 225/65 R17電機(jī)最高轉(zhuǎn)速 rpm 70002.4 驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案擬定驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪的懸架結(jié)構(gòu)的不同，驅(qū)動(dòng)橋可分為斷開式和非斷開式兩種形式。斷開式驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是沒有連接左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性整體外殼或梁，主減速器、差速器及其殼體安裝在車架或車身上，減速器、差速器等結(jié)構(gòu)質(zhì)量均為簧上質(zhì)量，從而改善汽車的行駛平穩(wěn)性，提高平均行駛速度，減小了汽車行駛時(shí)作用于車輪和車橋上的動(dòng)載荷，提高了零部件的使用壽命，增加了汽車離地間隙。非斷開式驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)簡單，成本低，工作可靠，廣泛應(yīng)用于各種商用車和部分乘用車上。但由于其簧下質(zhì)量較大，對(duì)汽車的行駛平順性和降低動(dòng)載荷有不利畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 7 -影響。驅(qū)動(dòng)橋可以布置在汽車前軸，也可以布置于汽車后軸，或者前后軸同時(shí)為驅(qū)動(dòng)軸。驅(qū)動(dòng)橋前置時(shí)電動(dòng)汽車具有高通過性、行駛散熱性等特點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)橋后置時(shí)，有效提高承載能力和車輛驅(qū)動(dòng)爬坡能力等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電動(dòng)運(yùn)輸車。綜上，本文基于設(shè)計(jì)要求，選取非斷開式后驅(qū)動(dòng)橋，并且選用電動(dòng)機(jī)軸與驅(qū)動(dòng)橋軸相互垂直的驅(qū)動(dòng)模式。2.5 本章小結(jié)本章主要介紹了驅(qū)動(dòng)橋的作用、分類及設(shè)計(jì)原則。驅(qū)動(dòng)橋的主要作用就是增矩減速，改變傳遞方向以及承受力與力矩，根據(jù)目前常用的驅(qū)動(dòng)橋類型歸納出兩種結(jié)構(gòu)形式的驅(qū)動(dòng)橋并對(duì)其具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，從而對(duì)該電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋進(jìn)行選型分析，選擇適合該電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)橋類型，為后文電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)橋具體的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定基礎(chǔ)。第三章 主減速器設(shè)計(jì)3.1 主減速器概述主減速器的作用是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并降低其轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)電動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還具有改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。為滿足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。3.2 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器可根據(jù)齒輪類型、減速形式以及主、從動(dòng)齒輪的支承形式不同分類。3.2.1 主減速器的齒輪類型按照齒輪副結(jié)構(gòu)分，可分為弧齒錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿四類。（1）弧齒錐齒輪傳動(dòng)弧齒錐齒輪傳動(dòng)中，主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直且相交于一點(diǎn)，如圖 3-1a）所示。由于輪齒端面重疊的緣故，至少有兩隊(duì)以上的齒輪同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)載，而且其齒輪不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，而是逐漸由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和震動(dòng)較小，但對(duì)嚙合精度要求較高，易導(dǎo)致磨損和噪聲的增加。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 8 -（2）雙曲面齒輪傳動(dòng)雙曲面齒輪傳動(dòng)（圖 3-1b）的特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，且主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線向上或向下偏移一距離。其重合度大，工作平穩(wěn)性好，齒輪彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度高（比弧齒錐齒輪高 30%）。但缺點(diǎn)是沿齒長方向的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。且雙曲面齒輪齒面間的壓力和摩擦功較大，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，扛膠合能力差。因此必須用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，且不可用其他潤滑油代替。 [9]（3）圓柱齒輪傳動(dòng)圓柱齒輪傳動(dòng)（圖 3-1c）其結(jié)構(gòu)簡單，一般用于前橫置前驅(qū)動(dòng)汽車的單級(jí)主減速器和雙級(jí)主減速器以及輪邊減速器中，得到廣泛的應(yīng)用，一般采用斜齒輪。（4）蝸輪蝸桿傳動(dòng)如圖 3-1d ，其質(zhì)量輕，結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，調(diào)整容易。其主要缺點(diǎn)是材料成本較高，傳動(dòng)效率低。(a) (b) (c) (d)圖 3-1由于本文采用的電動(dòng)機(jī)縱置與驅(qū)動(dòng)橋垂直的驅(qū)動(dòng)形式，同時(shí)考慮到設(shè)計(jì)的簡易性，故采用雙曲面齒輪傳動(dòng)。3.2.2 主減速器的減速形式則主減速器傳動(dòng)比：[10] （3-1）8.5160723.0.37imax ????ghprivn畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 9 -式中： -車輪的滾動(dòng)半徑，由以上參數(shù)得滾動(dòng)半徑為 0.352m；r-最大功率時(shí)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min;pn-汽車的最高車速，Km/h；maxv-變速器最高擋傳動(dòng)比，通常為 1。ghi由于主減速器的傳動(dòng)比 i0=5.8≤7，故采用單級(jí)主減速器。單級(jí)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。在乘用車（一般 i0=3～4.5）以及總質(zhì)量較小的商用車上得到廣泛運(yùn)用。3.2.3 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承形式主減速器必須保證主、從動(dòng)齒輪有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除了跟齒輪的加工質(zhì)量、齒輪的裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度有關(guān)。主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。本課題選型的汽車作為裝載質(zhì)量在 2 噸的汽車，經(jīng)查閱資料，裝配案例，采用懸臂式支承。其特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)有較長得軸，并在其安裝一對(duì)圓錐滾子軸承。從動(dòng)錐齒輪的支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及載荷在軸承之間的分布比例有關(guān)（圖 3-2）。從動(dòng)錐齒輪多采用圓錐滾子軸承。而兩端軸承的圓錐滾子大端向內(nèi)會(huì)達(dá)到增加軸承剛度的作用。其中 c 與 d 的值十分重要，c＋d 要不小于從動(dòng)錐齒輪打斷分度圓直徑的 70%且 c≧d。 [11]圖 3-23.3 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 主減速器計(jì)算載荷的確定本課題將采用格里森齒制錐齒輪計(jì)算載荷的三種確定方法。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 10 -（1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ceTN·m （3-2）niTked?01maxce?式中：—猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)；液力變矩器： ，具有手動(dòng)操縱的機(jī)械變dk 1?dk速器的高性能賽車： ，性能系數(shù) 的汽車： ， ＞0 的汽車： =2 或由3?dk0?jf jfdk經(jīng)驗(yàn)選定。性能系數(shù)由下式計(jì)算（3-3）?時(shí)當(dāng) 時(shí)當(dāng) 16m0.95m195.06axax?eeTgTgjf ????????由于本課題汽車滿載質(zhì)量為 2455kg，故 ，則 ；64.0.max＜?e 2?dk—電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N·m），在此取 450；emaxT—變速器一擋傳動(dòng)比，在此取 2.75；1i—主減速器傳動(dòng)比，在此取 5.8；0—電動(dòng)機(jī)到萬向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，在此取 0.9；?—計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，在此取 1。n由以上數(shù)據(jù)得出： 12901.857.24001maxce ????niTked?mN?（2）按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 csT（3-4）mriGT??2cs?N?式中：—滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷（N），預(yù)設(shè)后橋上承受的靜載荷為2G15000N；—汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車： =1.2～1.4，此處取2m? 2m?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 11 -1.2；—輪胎與路面間的附著系數(shù)，此處取 0.85；?—車輪滾動(dòng)半徑，此處取 0.352m；r—主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，此處取 1.0；mi—主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，此處取 0.9。?由以上數(shù)據(jù)得：59849.01328252 ????mrcsiGT??mN?（3）按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪得計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT（3-5）???PHRmrTacf ffni?????式中：—為汽車滿載時(shí)的總質(zhì)量，此處取 24550N；Ga—所牽引的掛車滿載時(shí)總質(zhì)量，此處為 0；T—道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，乘用車一般取值為 0.010~0.015，此處取 0.012；Rf—汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，此處取 0.08；H—汽車的性能系數(shù)，此處取 0；Pf， ， —在（3-4）、（3-5）中已做說明。mi?n則： ?????830.21.9.013524???????PHRmrTacf ffniG mN?（本小節(jié)所有公式均參考《汽車設(shè)計(jì)》王望予 編著 P148-149）3.3.2 主減速器主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 和 、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓1z2畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 12 -直徑 和端面模數(shù) 、主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬 和 、雙曲面齒輪副的偏移距離 E、2Dsm1b2中點(diǎn)螺旋角 、法相壓力角 等。 [12]??（1）主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) 和1z2選擇時(shí)應(yīng)遵循以下要求：1）為了磨合均勻， 、 之間應(yīng)該避免有公約數(shù)。1z22）為了有好的齒面重合度和高的齒輪彎曲強(qiáng)度， 。40z21?＋3）對(duì)于乘用車 ，才能嚙合平穩(wěn)、噪聲更小、疲勞強(qiáng)度更高。9z1?4）主傳動(dòng)比較大時(shí)， 盡量取得小一點(diǎn)，以便得到好的離地間隙。此處初選 ， ， 。1?z37240z21＞?（2）從動(dòng)錐齒輪大端部分分度圓直徑 和端面模數(shù)2Dsm可由公式得出：D（3-6）3c22TKD?式中， 為直徑系數(shù)，一般取 13.0～15.3； 為從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·m），2DKcT。??csecT,min?帶入數(shù)據(jù)得： ??m278~3659841.3~02??）（初選 。 250?D齒輪端面模數(shù) 可由下式得：sm（3-7）2/zDs?帶入數(shù)據(jù)得： 6.83750s同時(shí)， 還應(yīng)滿足sm畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 13 -（3-8）3cmsTK?式中， 為模數(shù)系數(shù)，取 0.3～0.4。mK帶入數(shù)據(jù)得： ??2.7~4598.0~3??s由于 ，在 5.4～7.2 范圍內(nèi)，故可取。6.8s?（3）主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬 和1b2對(duì)于從動(dòng)從動(dòng)錐齒輪齒面寬 ，應(yīng)不大于節(jié)錐距 的 0.3 倍，且 或者2As210mb?，同時(shí) 比 大 10%。綜上此處取 mm， mm。2215.0Db?1b2 431?b9（4）雙曲面齒輪副偏移距 EE 值過大將使齒面縱向滑動(dòng)過大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E 值過小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。對(duì)于乘用車， ，且 。故本課題 E20.D?240%AE?取 50mm（5）中點(diǎn)螺旋角 ?螺旋角沿齒寬是變化得，齒輪大端的螺旋角最大，齒輪小端的螺旋角最小，且雙曲面齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是不相等的。螺旋角大小的選擇與齒面重合度 有關(guān)。雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為F?35°～40°，此處取 35°。（6）螺旋方向螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響著所受軸向力的方向。此處選主動(dòng)錐齒輪左旋，從動(dòng)錐齒輪右旋。擋變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂，使得主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)而達(dá)到防卡死的效果。（7）法向壓力角 ?法向壓力角大一些可以增加齒輪強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。對(duì)于小負(fù)荷工作的齒輪，一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小。對(duì)于雙曲面齒輪，乘用車一般為 19°或者 20°，此處取 20°。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 14 -3.3.3 主減速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 3-1 齒輪具體參數(shù)( , =0.2)1??ahc序號(hào) 參數(shù) 計(jì)算公式 主動(dòng)錐齒輪 從動(dòng)錐齒輪1 齒數(shù) z9 372齒輪大端分度圓直徑 2D250mm3 端面模數(shù) sm6.84 齒面寬 b43mm 39mm5 工作齒高 sagh??213.6mm6 齒全高 ??sc?14.96mm7 齒頂高 sam? 6.8mm8 齒根高 sfch?8.16mm9 法相壓力角 ?20°10 軸交角 ?90°11 節(jié)圓直徑 zmds?61mm 252mm12 齒輪副偏移距 E50mm 138mm13 節(jié)錐角 211arctnz?1290????13.66° 76.34°14 節(jié)錐距 21sinidA130mm 140mm15 周節(jié) smt46.3?21.36mm16 徑向間隙 sc? 1.36mm畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 15 -17 齒根角 2arctnAhf??3.58°18 面錐角1??a2??17.24° 79.92°19 根錐角11??f22f10.08° 72.76°20 齒頂圓直徑 ?cosaahd??74.22mm 255.21mm21節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離121inKA?212si?aKhd?124.39mm 23.89mm22 理論弧齒厚21st?skmS???86.015.51 5.8523 齒側(cè)間隙 152~.B0.15mm24 螺旋角 ?35° ?2325 螺旋方向 主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋26 驅(qū)動(dòng)齒輪 小齒輪27 旋轉(zhuǎn)方向 向齒輪背面看去，主動(dòng)齒輪為順時(shí)針，從動(dòng)齒輪為逆時(shí)針28 齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑 12122cosin??zDbdmf??58.61mm 214.75mm3.3.4 主減速器雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算在設(shè)計(jì)計(jì)算過后還應(yīng)對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行強(qiáng)度校核，以保證設(shè)計(jì)物有足夠的強(qiáng)度和壽命。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 16 -（1）單位齒長圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性，通常用齒輪上的單位齒長圓周力來估算，即（3-9）2bFp?式中，F(xiàn) 為作用在輪齒上的圓周力（N);b 2為從動(dòng)錐齒輪的齒面寬（mm），此處取39mm。按電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)N/m （3-10）213max0bdiTpge??式中， 為電動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 450N·m； 為變速器的傳動(dòng)比，此處取maxeT gi2.75； 為主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，此處取 61mm。1d帶入數(shù)據(jù)得： N·m104.353926.7540???p按驅(qū)動(dòng)輪打滑的轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)（3-11）3210??bDrmGp?始終符號(hào)同前。代入數(shù)據(jù)得： N·m4.733950.81??經(jīng)查閱資料，許用單位齒長上得圓周力[p]=1116.25N·m，上面兩式中所求皆小于該值，故合格。（2）齒輪彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒得齒根彎曲應(yīng)力為(3-12)3012??wsvmcwbDJkT?畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 17 -式中， 為所計(jì)算齒輪得計(jì)算轉(zhuǎn)矩，對(duì)于從動(dòng)齒輪： 和 ，對(duì)于主CT ??cseT,minc?f動(dòng)齒輪則需按著該式換算（ ）此處取 1146N·m； 為過載系數(shù)，此處取 1；GcziT?0?0k為尺寸系數(shù)，此處取 0.72； 為齒面載荷分配系數(shù)，此處取 1.0； 為質(zhì)量系數(shù)，skmk vk此處取 1.0； 為所計(jì)算齒輪得齒面寬； 為所討論齒輪得大端分度圓直徑； 為所計(jì)bDwJ算齒輪得齒輪彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，取法見參考文獻(xiàn)[10]P 339，此處主動(dòng)齒輪取 0.312，從動(dòng)齒輪取 0.292。帶入數(shù)據(jù)得：主動(dòng)齒輪彎曲應(yīng)力： ??MPaw 70295.Pa1043.296.810742 ????? ?? ＜213? ＜從動(dòng)齒輪彎曲應(yīng)力： ??w 4.10.5. ＜PaPa0652936810172 ?????? ?? ＜故主減速器彎曲強(qiáng)度滿足要求。（3）齒輪接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為（3-13）10201??Jvfmszpj bkTDc?式中，D 1為主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑；b 取 b1和 b2中的較小值；k s為尺寸系數(shù)，通常取 1.0；k f為齒面品質(zhì)系數(shù)，通常取 1.0；c p為綜合彈力系數(shù)，取 232.6N1/2mm；J J為齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，此處取 0.12.帶入數(shù)據(jù)得： ??MPaPaj 28062010.23917584263. ????? ?? ＜j 17538.5? ＜主、從動(dòng)齒輪得齒面接觸應(yīng)力是相同的，故主、從動(dòng)齒輪均滿足接觸強(qiáng)度要求。3.3.5 主減速器齒輪的材料及熱處理畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 18 -好的材料決定使用壽命與性能的優(yōu)劣，錐齒輪的材料應(yīng)有如下要求：（1）有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面有較高的硬度從而提高耐磨性。（2）輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，防止沖擊載荷過大而使齒根折斷。（3）材料易于加工，熱處理后材料無變形。（4）選用合金材料時(shí)，盡可能少用鉻、鎳元素。綜上，本課題選用滲碳合金鋼 20CrMnTi。其特點(diǎn)是表面有含碳較高的硬化層，具有較高抗彎強(qiáng)度，而心部較軟，有良好的韌性。同時(shí)因?yàn)楹剂枯^低，鍛造性能和可加工性較好。 [13]在齒輪表面進(jìn)行 0.005～0.020mm 的磷化處理或者鍍銅、鍍錫，能有效的減輕齒輪間的磨損、咬死、膠合等現(xiàn)象。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高齒輪壽命的 25%。3.3.6 主減速器軸承的計(jì)算錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。(1)齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F 為（3-14）2mDTF?式中，T 為作用在從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩；D m2為從動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑，由式（3-15）確定，即（3-15）22sin?bm??式中，D2 為從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑;b 2為從動(dòng)齒輪齒面寬； 為從動(dòng)齒輪節(jié)錐角。2?且 （3-16） 2121cos//??F帶入數(shù)據(jù)得：N7.41K23cos58.s/2121 ???畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 19 -NF8.3K76.4sin39250????（2）錐齒輪的軸向力和徑向力圖 3-3 為主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖。其螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。FT為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn) A 處的法向力;在 A 點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn) T分解成兩個(gè)相互垂直的力 FN、和 Ff. FN垂直于 0A 且位于∠OOA 所在的平面，F(xiàn) f位于以 0A 為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。F f在此切平面內(nèi)又可分解成沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)錐母線方向的力 Fs。F 與 Ff之間的夾角為螺旋角 β， FT與 Ff之間的夾角為法相壓力角 α。這樣有（3-17）??tansicocos/ns FFTN??則軸向力 Faz和徑向力 FRz分別為（3-18）?sinNaz?（3-19）icosRz??帶入數(shù)據(jù)得：主動(dòng)錐齒輪：軸向力 ??NFaz 5931cosinstco???????徑向力 Rz 60ictas??從動(dòng)錐齒輪：軸向力 ??NF297cosintcoa ??????徑向力 Rc 435icstas??畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 20 -圖 3-3 主動(dòng)錐齒輪齒面受力圖（3）錐齒輪軸承的載荷當(dāng)錐齒輪齒面上所受的圓周力、軸向力和徑向力計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。根據(jù)[7]P154 圖 5-19 可得圖上A、B、C、D 四個(gè)軸承上的載荷：其中參數(shù)為 a=17mm;b=45mm;c=100mm;d=100mm;Dm1=58.61mm;Dm2=214.75mm軸承 A：徑向力： ????212???????????????aDFbabFmzRz軸向力： z帶入數(shù)據(jù)得：徑向力=6004N 軸向力=5931N軸承 B：徑向力：212???????????aDFbamzRz軸向力：0帶入數(shù)據(jù)得：徑向力=20503N 軸向力=0軸承 C：徑向力： ??22??????????????dcDFdcFbmaRc軸向力： a代入數(shù)據(jù)得：徑向力=5314N 軸向力=2097N軸承 D：徑向力： ??22c???????????????dcDFdFmaR軸向力：0畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 21 -代入數(shù)據(jù)得：徑向力=4295N 軸向力=0對(duì)于軸承 A，初選圓錐滾子軸承 32305,基本額定動(dòng)載荷 。 [14]KNCr5.61?計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P 0.2815463?徑 向 力軸 向 力又圓錐滾子軸承 e 的值為 0.35，0.218＜e，得 X=1，Y=0。則當(dāng)量動(dòng)載荷 N????軸 向 力徑 向 力 YXP則軸承得額定壽命 L（10 6轉(zhuǎn)）：（3-20）???????C式中，C 為軸承的額定動(dòng)載荷； 為壽命指數(shù)，圓錐滾子軸承取 10/3。代入數(shù)據(jù)得：L=2.33×10 3在實(shí)際計(jì)算中，常以工作小時(shí)數(shù)表示軸承得額定壽命，h （3-21）n601??Lh式中，n 為軸承得計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min，可根據(jù)汽車得平均行駛速度 vam計(jì)算。r/min (3-22)ramv.2式中， 為輪胎滾動(dòng)半徑，取 0.352m； 為汽車得平均行駛速度，Km/h，此處取r a60Km/h。帶入數(shù)據(jù)得： hLh856490.32619???一般汽車軸承使用壽命為 10000～25000h，而 Lh＞10000～25000，故軸承符合使用要求。軸承 B、C、D 強(qiáng)度都可按此方法得出，其強(qiáng)度皆能滿足要求。3.4 主減速器三維建模第四章 差速器設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 22 -汽車行駛時(shí)，左、右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往不等。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)車輪；汽車在不平路面上行駛時(shí)，由于路面波形不同也會(huì)造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等;即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會(huì)引起左、右車輪因滾動(dòng)半徑不同而使左、右車輪行程不等。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會(huì)加劇輪胎磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求;在多橋驅(qū)動(dòng)汽車上還常裝有軸間差速器，以提高通過性，同時(shí)避免在驅(qū)動(dòng)橋間產(chǎn)生功率循環(huán)及由此引起的附加載荷，使傳動(dòng)系零件損壞、輪胎磨損和增加燃料消耗等。 [15]差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器按其結(jié)構(gòu)特征不同，分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。4.1 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇汽車上最常用得差速器一般為對(duì)稱錐齒輪式差速器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小等優(yōu)點(diǎn)。它又分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖式差速器。本課題則采用普通錐齒輪式差速器（對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器），其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠，廣泛運(yùn)用于一般使用條件下得汽車驅(qū)動(dòng)橋中。如圖 4-1 所示，其由差速器左右殼，2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。圖 4-14.2 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙- 23 -（1）行星齒輪數(shù) n行星齒輪數(shù)需根據(jù)承載情況來選擇，乘用車一般取兩個(gè)，此處取 n=2。（2）行星齒輪球面半徑 Rb為了顯示差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力一般用行星齒輪球面半徑 Rb確定。（4-1）3dbTK?式中， 為行星齒輪球面半徑系數(shù)，一般取 2.5～3.0，此處取 3.0； 為差速器bK dT計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N·m），T d=min[Tce，T cs]，此處取 5984N·m帶入數(shù)據(jù)得： mRb54980.3??行星齒輪節(jié)錐距 A0為（4-2）??bR.~.帶入數(shù)據(jù)得： ，此處取 53mm。5346290?（3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù) z1和 z2取較大的模數(shù)時(shí)，齒輪有較高的強(qiáng)度，但尺寸較大，故要求行星齒輪的齒數(shù) z1應(yīng)取小一點(diǎn)，但 z1齒數(shù)應(yīng)大于或等于 10。半軸齒輪齒數(shù)應(yīng)在 14 到 25 之間。且要求半軸齒輪齒數(shù)與行星齒輪齒數(shù)之比在 1.5～2.0 內(nèi)。為了行星齒輪和半軸齒輪能完美嚙合，半軸齒輪的齒數(shù)必須能被行星齒輪數(shù)整除。綜上所述：取 z1=10；z 2=20。（4）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角 及模數(shù) m21?、（4-3）??????1221/arctnz?錐齒輪大端的端面模數(shù) m 為（4-4）2010sisi??zAz帶入數(shù)據(jù)得： 7.463.2.521 ??，， ???（5）壓力角 α汽車差速齒輪大都采用壓力角為 22°30′、齒高系數(shù)為 0.8 的齒形。