汽车设计课设驱动桥设计.docx
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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:
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- 汽车 设计 驱动