汽车设计课设驱动桥设计.docx
《汽车设计课设驱动桥设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽车设计课设驱动桥设计.docx（18页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
汽车设计课程设计说明书
题目：
BJ130驱动桥部分设计验算与校核姓名：
学号：
专业名称：
车辆工程指导教师：
日期：
2010.12.25-2011.1.7
目 录
一、课程设计任务书 1
二、总体结构设计 2
三、主减速器部分设计 2
1、主减速器齿轮计算载荷的确定 2
2、锥齿轮主要参数选择 4
3、主减速器强度计算 5
四、差速器部分设计 6
1、差速器主参数选择 6
2、差速器齿轮强度计算 7
五、半轴部分设计 8
1、半轴计算转矩Tφ及杆部直径 8
2、受最大牵引力时强度计算 9
3、制动时强度计算 9
4、半轴花键计算 9
六、驱动桥壳设计 10
1、桥壳的静弯曲应力计算 10
2、在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算 11
3、汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算 11
4、汽车紧急制动时的桥壳强度计算 12
5、汽车受最大侧向力时的桥壳强度计算 12
七、参考书目 14
八、课程设计感想 15
一、课程设计任务书
1、题目
《BJ130驱动桥部分设计验算与校核》
2、设计内容及要求
（1）主减速器部分包括：
主减速器齿轮的受载情况；锥齿轮主要参数选择；主减速器强度计算；齿轮的弯曲强度、接触强度计算。
（2）差速器：
齿轮的主要参数；差速器齿轮强度的校核；行星齿轮齿数和半轴齿轮齿数的确定。
（3）半轴部分强度计算：
当受最大牵引力时的强度；制动时强度计算。
（4）驱动桥强度计算：
①桥壳的静弯曲应力
②不平路载下的桥壳强度
③最大牵引力时的桥壳强度
④紧急制动时的桥壳强度
⑤最大侧向力时的桥壳强度
3、主要技术参数
轴距L=2800mm
轴荷分配：
满载时前后轴载1340/2735（kg）
发动机最大功率：
80psn：
3800-4000n/min发动机最大转矩17.5kg﹒mn：
2200-2500n/min传动比：
i1=7.00；i0=5.833
轮毂总成和制动器总成的总重：
gk=274kg
1
设计内容
结果
二、总体结构设计
采用非断开式驱动桥，单级螺旋圆锥齿轮减速器。
减速比：
5.833
桥壳形式：
整体式半轴形式：
全浮式
差速器形式：
直齿圆锥齿轮式
三、主减速器部分设计
由于所设计车型为轻型货车，主减速比不是很大，故采用单级单速主减速器。
考虑到离地间隙问题，选用双曲面齿轮副传动，减小从动齿轮尺寸，增大最小离地间隙。
又由于安装空间的限制，采用悬臂式支承。
1、主减速器齿轮计算载荷的确定
（1）按发动机最大转矩和最低档传动比确定从动锥齿轮的计算转矩Tce
T =Kd×Tem×K×i1×if×io×h
ce n
式中：
Tem——发动机最大转矩,Tem=175N﹒m
Kd——动载系数，由性能系数fi确定
当0.195×mag×Tem <16时，fi=0.01（16-0.195×mag/Tem）；当
0.195×mag×Tem≥16时，fi=0。
式中，ma为汽车满载质量，ma＝1340＋2735＝4075kg，0.195×mag/Tem＝45.4>16，fi<0，所以选Kd＝1。
K——液力变矩系数，该减速器无液力变矩器，K=1
i1——变速器一档传动比，i1＝7.00
if——分动箱传动比，该减速器无分动箱，if＝1
i0——主减速器传动比，i0＝5.833
η——发动机到从动锥齿轮之间的传动效率，取η＝90%
n——计算驱动桥数，n=1
由上面数据计算得：
Tce=6450N﹒m
（2）按驱动轮打滑扭矩确定从动锥齿轮的计算转矩Tcs
Tcs=G2m2'jrr
imhm
式中：
G2——满载状态下一个驱动桥上的静载荷，G2＝27350N
Tce=
6450N﹒m
m2’——汽车最大加速度时的候车轴负载转移系数，取m2’＝1.1
φ——轮胎与路面间的附着系数，取φ＝0.85
rr——车轮滚动半径，rr=0.0254[d/2+b（1-a）]，查BJ130使用手册得知，轮胎规格为6.50-16-8，取a＝0.12，所以rr＝0.0254 [16/2+6.5（1-0.12）]
＝0.348m
im——主减速器从动齿轮到车轮间传动比，im＝1
ηm——主减速器从动齿轮到车轮间传动效率，ηm＝1
由上面数据计算得：
Tcs＝8899N×m
T＝8899N×
cs
（3）按日常平均行驶转矩确定从动齿轮计算转矩 m
Tcf
= Ftrr
imhmn
式中：
Ft——汽车日常行驶平均牵引力,Ft=Ff+Fi+Fw+Fj。
日常行驶忽略坡度阻力和加速阻力，Fi=Fj=0，滚动阻力Ff=W﹒f，其中货车滚动阻力系数f为0.015~0.020，取f=0.016，W=40750N，因此Ff=652N；空气阻力
Fw=CD﹒A﹒u2 /21.15，货车空气阻力系数C为0.80~1.00，取C=0.9，迎
a D D
风面积A=4m2，日常平均行驶车速ua＝50 km/h，因此Fw=426N。
计算得到：
Ft=1078N。
rr——车轮滚动半径，rr=0.348m
im——主减速器从动齿轮到车轮间传动比，im＝1
ηm——主减速器从动齿轮到车轮间传动效率，ηm＝1
n——计算驱动桥数，n=1
由上面数据计算得：
Tcf＝375N﹒m
（4）从动锥齿轮计算转矩
当计算锥齿轮最大应力时，Tc＝min[Tce，Tcs]，Tce=6450N﹒m，Tcs＝8899N×m，所以Tc=Tce =6450N×m。
当计算锥齿轮疲劳寿命时，Tc＝Tcf，Tcf＝375N﹒m，所以
Tc＝Tcf＝375N﹒m。
（5）主动锥齿轮的计算转矩
Tcf＝375N﹒m
计算锥齿轮最大应力时，Tz=1164N×m
；
TZ=
TciohG
计算锥齿轮疲劳寿命时，Tz=68N×m。
式中：
ηG——主从动锥齿轮间传动效率，对于弧齿锥齿轮副ηG＝95％。
当计算锥齿轮最大应力时，Tc＝6450N×m，计算得Tz=1164N×m；当计算锥齿轮疲劳寿命时，Tc＝375N﹒m，计算得Tz=68N×m。
2、锥齿轮主要参数选择
（1）主从动齿轮齿数Z1，Z2
i0=5.833，查表得推荐主动锥齿轮最小齿数z1=7，则从动锥齿轮z2=7×5.833=40.8，取整为41，重新计算主减速比为i0=41/7=5.857。
重新计算Tce=6457N﹒m，Tcs=8899N×m，Tcf＝375N﹒m。
当计算锥齿轮最大应力时，Tc＝min[Tce，Tcs]=6457N×m；
z1=7z2=41
i0=5.857Tc=6457N×m
当计算锥齿轮疲劳寿命时，Tc＝Tcf=375N﹒m。
为保证可靠性，计算时取Tc=6457N×m。
（2）从动锥齿轮分度圆直径D2和端面模数ms
3Tc
根据经验公式，D2=KD2
式中：
KD2——直径系数，KD2＝13~16，取15
计算得D2=280mm
3Tc
则ms=D2/Z2=280/41=6.83mm
D1=49mmD2=280mm
ms=7mm
同时，ms满足
ms=Km
式中：
Km为模数系数，Km=0.3~0.4，取Km=0.4
计算得ms=7.45
取两个计算结果的较小值并取整为ms=7mm，重新计算D2=287mm。
主动锥齿轮大端分度圆直径D1=D2/i0=49mm。
（3）齿面宽b
从动齿轮齿面宽b2=0.155D2=43mm，ms=7mm,满足b2≤10ms。
主动齿轮齿面宽b1=1.1b2=1.1×43mm=47mm。
（4）双曲面小齿轮偏移距E
所设计车辆为轻型货车，要求E不大于0.2D2
取E=0.15D2=42mm
（5）中点螺旋角β
双曲面锥齿轮由于存在E，所以βm1与βm2不相等取β=35°，ε=2°
则βm1=36°，βm2=34°
（6）螺旋方向
发动机旋转方向为逆时针，为避免轮齿卡死而损坏，应使轴向力离开锥顶方向，符合左手定则，所以主动齿轮左旋，从动齿轮右旋。
b2=43mmb1=47mm
βm1=36°
，βm2=34°
主动齿轮左旋，从动齿轮右旋。
（7）法向压力角α
货车法向平均压力角取22°30′。
3、主减速器强度计算
（1）单位齿长圆周力p
主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用轮齿上的单位齿长圆周力p来估算，
p=2Temaxi1´103
D1b2
式中：
Temax——发动机最大输出转矩，Temax=175Nm
i1——变速器传动比，i1=7
D1——主动锥齿轮中心分度圆直径，D1=49mm
b2——从动齿面宽，b2=43mm
将数值代入，计算得：
p=1163N/mm
查表得单位齿长圆周力许用值[p]=1429N/mm，P<[p]，满足设计要求。
（2）齿轮弯曲强度
锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为：
α=22°30′
单位齿长圆周力p=1163N/mm
<[p]，满足
设计要求。
o=2Tc×K0×Ks×Km
´103
w K×m×b×D×J
v s w
式中：
Tc——齿轮的计算转矩。
从动齿轮：
按最大弯曲应力算时Tc＝6457N×mN×m，按疲劳弯曲应力算时Tc=375N×m；主动齿轮：
按最大弯曲应力算时Tz=1164N×m，按疲劳弯曲应力算时Tz=68N×m。
K0——过载系数，取K0＝1
Ks——尺寸系数，ms>1.6mm时，Ks=（ms/25.4）0.25=0.75
Km——齿面载荷分配系数。
跨置式支撑结构Km=1~1.1，取Km=1
Kv——质量系数，Kv＝1
ms——从动锥齿轮断面模数，ms=7mm
b——齿面宽，主动齿轮b1=47mm，从动齿轮b2=43mm
D——分度圆直径，主动齿轮D1=49mm，从动齿轮D2=280mm
Jw——综合系数，通过查图得，主动齿轮Jw=0.35，从动齿轮Jw=0.29
对于从动齿轮：
按最大弯曲应力计算σw2=396MPa，[σw]=700MPa，σw2≤[σw]，满足设计要求；按疲劳弯曲应力计算σw2=23MPa，[σw]=210MPa，σw2≤[σw]，满足设计要求。
从动齿轮：
按最大弯曲应力计算σw2=396MPa
<[σw]；
按疲劳弯曲应力计算σw2=23MPa<[σw]
满足设计要
求。
主动齿轮：
升级会员 