江淮輕卡汽車驅動橋設計

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本科畢業(yè)設計（論文） 江淮輕卡汽車驅動橋設計 學 院 機械工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學生學號 指導教師 提交日期 2016年 月 日 摘 要 隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展，汽車工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在機動車輛方面，江淮輕卡汽車驅動橋的應用非常廣泛，在一些特定的工作場合，江淮輕卡汽車驅動橋體積小，安裝穩(wěn)定，價格成本低廉很受歡迎，根據(jù)市場調查發(fā)現(xiàn)，江淮輕卡汽車驅動橋必須滿足當今人們對汽車制造方面的安全穩(wěn)定，靈活性操控等需求。 目前市面上的江淮輕卡汽車驅動橋大多都是采用傳統(tǒng)的結構，在某些特定的區(qū)域，這種結構形式的江淮輕卡汽車驅動橋非常不受歡迎。由于以往的江淮輕卡汽車驅動橋采用傳統(tǒng)的結構形式，這樣就造成傳動精度不好控制，保養(yǎng)維護費用較高;同時存在一定的安全隱患。因此，對整車的安全性要求較高，車輛行走時也會給工作人員帶來強烈的震動，使得機動車駕駛員很不舒服。雖然傳通的江淮輕卡汽車驅動橋精度較高，質量較好，但是價格也較昂貴，對于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的江淮輕卡汽車驅動橋勢在必行！ 本文介紹了江淮輕卡汽車驅動橋的結構組成、工作原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算和相關強度校驗，以及對其結構進行創(chuàng)新設計，并對其中的主要零件進行有限元強度分析。該江淮輕卡汽車驅動橋的優(yōu)點是傳動鏈短、效率高、易加工、使用和維護都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作。 關鍵詞：江淮輕卡汽車驅動橋；結構；有限元；工作 Abstract With the sustainable development of the national economy, the automobile industry is constantly developing, and all kinds of equipment are constantly developing and innovating. Especially in motor vehicles, JAC light truck driving bridge application is very extensive, in some special occasions, JAC light truck driving bridge has the advantages of small volume, stable installation, low cost is very popular, according to market research, JAC light truck drive axle must meet todays people of automobile manufacturing aspects of security and stability, flexibility of manipulation and demand. Currently available on the market of the Yangtze and Huai light truck drive axle are mostly used in the traditional structure, in some specific areas, this structure in the form of the light truck drive bridge is very unpopular. Because of the past, the traditional structure of the bridge is used in the light truck, which makes the transmission accuracy is not good, the maintenance cost is high, and there is a certain security risk. Therefore, the safety requirements of the vehicle is higher, when the vehicle will give a strong shock to the staff, making the vehicle driver is very uncomfortable. Although the pass of the Yangtze and Huai light truck drive axle higher precision, better quality, but the price is also more expensive for the average user is difficult to accept. Therefore, it is imperative to study a new type of light truck drive axle! Light Jianghuai Automobile driving bridge structure, working principle and main parts design must have the theoretic calculation and strength check are introduced in this paper, and the structure of innovative design, and the finite element strength analysis of the main parts. The advantages of the light truck drive axle of the Yangtze River and the Yangtze River Bridge are short, high efficiency, easy to process, use and maintenance, and is suitable for working in a bad environment. Keywords：Driving roller ;Crankshaft;Processing craft;Significance 目 錄 摘 要 I Abstract II 第一章 引言 1 1.1課題的來源與研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的內容 2 1.3 Solidworks設計基礎 4 1.3.1草圖繪制 5 1.3.2基準特征，參考幾何體的創(chuàng)建 6 1.3.3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建 7 1.3.4工程圖的設計 8 1.3.5裝配設計 10 第二章 江淮輕卡汽車驅動橋總體結構的設計 12 2.1江淮輕卡汽車驅動橋總體方案圖 14 2.2機械傳動部分的設計計算 16 2.2.1圓錐齒輪傳動的設計計算 18 2.2.2行星齒輪傳動的設計計算 18 2.2.3軸承的設計計算 19 2.2.4螺紋強度的校核計算 19 第三章 江淮輕卡汽車驅動橋中主要零件的三維建模 20 3.1圓錐傘齒輪的三維建模 22 3.2傳動軸的三維建模 23 3.3圓錐滾子軸承的三維建模 24 3.4江淮輕卡汽車驅動橋的三維建模 26 第四章 主要零件的有限元分析 28 第五章 三維軟件設計總結 29 結 論 30 致 謝 31 參考文獻 32 I 第一章 引 言 1.1 課題的來源與研究的目的和意義 我國生產(chǎn)的江淮輕卡汽車驅動橋結構簡陋，傳動精度始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質量較早期有所提高。但受國產(chǎn)配套件質量及設計水平等的影響，我國目前生產(chǎn)的江淮輕卡汽車驅動橋的總體水平與進口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，江淮輕卡汽車驅動橋的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場需求，開發(fā)出一種新型的江淮輕卡汽車驅動橋勢在必行！ 相信此種江淮輕卡汽車驅動橋的出現(xiàn)將會大大提高機動車輛的行駛能力和安全系數(shù)，相對生產(chǎn)江淮輕卡汽車驅動橋，將會對其經(jīng)濟效益方面帶來顯著的提高，同時也在某種程度上推進了汽車工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國際標準化（SIO）的實施，世界江淮輕卡汽車驅動橋以采用新材料、新技術、新工藝、新結構為基礎，著眼于產(chǎn)品零部件的標準化、系列化、規(guī)格化、通用化和專業(yè)化以及大批量生產(chǎn)。根據(jù)互換性、模數(shù)制、公差與配合的原理，使得組合、多變、拆裝的江淮輕卡汽車驅動橋已經(jīng)進入全面系統(tǒng)設計的階段，其功能與形式的結合更為完美。19世紀80年代，美國的HUGER公司將新開發(fā)的江淮輕卡汽車驅動橋應用到該公司的子公司—一個專業(yè)生產(chǎn)汽車的公司，經(jīng)過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。隨著技術的發(fā)展，能源危機引發(fā)全球性的節(jié)約能源和環(huán)境保護意識的提高，在總結第一代江淮輕卡汽車驅動橋的經(jīng)驗基礎上，開發(fā)出了性能更佳，功率更大的江淮輕卡汽車驅動橋。當前，全世界各大機械人廠商為了提高產(chǎn)品的競爭力，都大力進行江淮輕卡汽車驅動橋的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名江淮輕卡汽車驅動橋的品牌中，都有江淮輕卡汽車驅動橋的銷售，全世界江淮輕卡汽車驅動橋的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，江淮輕卡汽車驅動橋的市場，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場，因此江淮輕卡汽車驅動橋是汽車生產(chǎn)企業(yè)很樂意生產(chǎn)的汽車部件之一。西方資本主義國家有巨大的江淮輕卡汽車驅動橋銷售市場，機械人工業(yè)是西方資本主義國家的機械工業(yè)之一。 目前國外特別是美國正在考慮發(fā)展江淮輕卡汽車驅動橋的功率最大化，產(chǎn)能最優(yōu)化的問題。自“九五”期間江淮輕卡汽車驅動橋的開發(fā)和研制已經(jīng)被列入美國的重大科技攻關計劃，以跟蹤世界技術的發(fā)展和開發(fā)適合美國汽車工業(yè)發(fā)展的江淮輕卡汽車驅動橋。 我國從1953年開始生產(chǎn)江淮輕卡汽車驅動橋，于1958年自行設計功率在50、70、90、120、500等的江淮輕卡汽車驅動橋之后，為了適應汽車生產(chǎn)廠家的需要，1959年又制造了500、1000、1200等大功率的江淮輕卡汽車驅動橋。 為了滿足江淮輕卡汽車驅動橋生產(chǎn)工業(yè)發(fā)展需要，我國于1970年研制了大型江淮輕卡汽車驅動橋。也曾設計制造頂部單缸900液壓江淮輕卡汽車驅動橋，并裝有自動調整與報警裝置，經(jīng)過多年實踐摸索，于80年代研制1200/140輕液壓江淮輕卡汽車驅動橋，經(jīng)運轉實踐證明效果很好。近幾年又研制出PX1400/170江淮輕卡汽車驅動橋，其設計功率為137KW，實際達到150KW，是設計值的1.6倍。 目前，江淮輕卡汽車驅動橋是1953年開始仿蘇2100和1“O彈簧江淮輕卡汽車驅動橋而設計。1954年開始自行設計生產(chǎn)了1200江淮輕卡汽車驅動橋。1958年又設計制造了大型2200江淮輕卡汽車驅動橋。70年代已研制出1200，1650，2200多缸液壓江淮輕卡汽車驅動橋的系列產(chǎn)品。后經(jīng)多年反復研制與實踐，相繼克服了舊系統(tǒng)不足，零件強度低以及結構上的某些缺點，現(xiàn)己批量生產(chǎn)的新系列江淮輕卡汽車驅動橋有600，900，1200，1750，2200五個規(guī)格十四種類型，然而我國機械人業(yè)所需的江淮輕卡汽車驅動橋全部依賴進口，這使得國產(chǎn)機械人配備江淮輕卡汽車驅動橋后，成本增加很大，而裝備自行開發(fā)生產(chǎn)江淮輕卡汽車驅動橋，其成本提高不大，說明江淮輕卡汽車驅動橋的市場前景令人樂觀。 1.2 本課題研究的內容 本次設計主要針對江淮輕卡汽車驅動橋進行設計，從江淮輕卡汽車驅動橋的整體方案出發(fā)，然后具體細化出具體內部結構，其具體內部結構主要包括以下幾個方面： （1）到圖書館里查閱大量相關知識的資料，搜集各類江淮輕卡汽車驅動橋的原理及結構，挑選相關內容記錄并學習。 （2）分析江淮輕卡汽車驅動橋的結構與參數(shù) （3）確定設計總體方案。 （4）確定具體設計方案。 （5）江淮輕卡汽車驅動橋的三維圖的繪制、CAD裝配圖、零件圖的繪制。 （6）江淮輕卡汽車驅動橋主要零件的有限元分析。 （7）說明書的編寫和整理。 1.3 Solidworks設計基礎 伴隨著社會的高速發(fā)展，在全球經(jīng)濟發(fā)展的大環(huán)境之下，我國各個行業(yè)在受到其他國家先進技術沖擊的同時，與國外品牌企業(yè)的溝通交流的機會也變的越來越多。汽車行業(yè)通過行業(yè)展會、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實力和核心競爭力，縮小與發(fā)達國家之間的差距。 在新的市場需求的驅動下，汽車汽車驅動橋的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內汽車車身生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力研究發(fā)展穩(wěn)固、牢固的汽車車身，在機動車輛向綠色環(huán)?；霓D變中揮積極作用。一般生產(chǎn)汽車車身的企業(yè)對所生產(chǎn)的車身的安全指數(shù)都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)汽車車身的同時，都充分考慮到汽車在運行中可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少汽車因為車身不牢固以及由于車身的聯(lián)接問題在行駛過程中產(chǎn)生的噪音而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。 國內汽車半承載車身的研發(fā)及制造要與全球號召的安全穩(wěn)定、成本低廉的主題保持一致。加大汽車新型半承載車身結構的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內基礎建設發(fā)展的需求。 汽車行業(yè)的發(fā)展與人類社會的進步和科學技術的水平密切相關。隨著科學技術的發(fā)展，各學科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結構、新材料、新工藝，目前半承載車身正向著穩(wěn)定、高效、可靠、節(jié)能方向發(fā)展。 本文介紹了汽車汽車驅動橋的結構組成、結構原理以及主要零部件的設計中所必須的理論計算，由于汽車車身在多樣化、安全穩(wěn)定方面的優(yōu)點日益突出，并且其使用和維護都很方便，相信在不久的將來，該新型半承載車身結構的應用將會越來越普及。 本論文主要研究運用SolidWorks對江淮輕卡汽車驅動橋進行設計。在設計過程中，了解SolidWorks的各種功能。 汽車驅動橋是汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，承載著汽車的滿載荷重及地面經(jīng)車輪、車架及承載式車身經(jīng)懸架給予的垂直力、縱向力、橫向力及其力矩，以及沖擊載荷；驅動橋還傳遞著傳動系中的最大轉矩，橋殼還承受著反作用力矩。 汽車驅動橋的結構型式和設計參數(shù)除對汽車的可靠性與耐久性有重要影響外，也對汽車的動力性、平穩(wěn)性、通過性、機動性、以及操作穩(wěn)定性都會有直接的影響。例如，驅動橋包含主減速器、差速器、驅動車輪的傳動裝置、橋殼、和各種齒輪。汽車驅動橋設計涉及的汽車零部件及元件的品種極為廣泛，對這些零部件、元件及總成的制造也幾乎涉及所有的現(xiàn)在汽車制造工藝。對于汽車驅動橋的學習和設計實踐可以更好的學習并掌握現(xiàn)代汽車設計與汽車設計的全面知識和技能。 由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司。SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術。SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構的近145，000名學生通過SolidWorks的培訓課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD軟件相比，SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實說明了越來越多的工程師和設計者使用SolidWorks三維軟件，越來越多的企業(yè)需要SolidWorks人才。Solidworks軟件功能強大，易于操作，界面人性化，技術創(chuàng)新，組件繁多是 SolidWorks的五大特點。使得SolidWorks三維軟件成為目前全球領先的三維CAD解決方案。SolidWorks在設計時能夠為用戶提供不同的設計方案，通過方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設計過程中降低設計的錯誤以及提高產(chǎn)品質量。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設計過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性化的系統(tǒng)，同時對每個工程師和設計者，乃至整個機械行業(yè)提供了良好的發(fā)展基礎。SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從1999年起，美國權威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設計師大大縮短了設計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東，以一千三百萬美元的風險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。 1.3.1草圖繪制 掌握點、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高級幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應用幾何約束；熟練應用陣列、實體轉換等草圖繪制工具；能綜合應用各種草圖繪制實體和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.3.2 基準特征-參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運用各種建立基準點的方法；靈活運用各種建立基準軸方法；靈活運用各種建立基準面的方法；靈活運用坐標系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應用各種參考幾何體。 1.3.3拉伸、旋轉、掃描和放樣特征建模 靈活運用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運用旋轉特征的概念與建立方法；掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運用放樣特征的概念與建立方法；通過實踐能夠準確分析零件的特征，靈活運用拉伸和旋轉也正建立三維模型。綜合應用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實體。 1.3.4工程圖設計 靈活運用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運用建立標準三視圖，剖視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運用各種注釋的方法。 1.3.5裝配設計 靈活運用自底向上的裝配方法；靈活運用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活運用SolidWorks智能裝配技術；靈活運用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并能夠在裝配體中設計子裝配體；靈活運用干涉檢查；靈活運用自上向下的裝配方法；靈活運用在裝配模型工程圖中添加零件序號；靈活運用生成裝配體材料明細表的方法。 第二章 江淮輕卡汽車驅動橋總體結構的設計 2.1江淮輕卡汽車驅動橋總體方案圖 本次設計的江淮輕卡汽車驅動橋的設計包括差速器的設計、圓錐齒輪傳動的設計、行星齒輪傳動的設計等等。具體的方案圖如下圖1-1所示： 圖1-1 方案圖 2.2 機械傳動部分的設計計算 2.2.1 圓錐齒輪傳動的設計計算 1初步計算 （1）材料選擇 因傳動尺寸無嚴格限制，批量較小，故小齒輪用40Cr(調質），硬度241HB~286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調質），硬度229HB~286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級。 （2）節(jié)錐角的計算 （3.11） （3.12） （3.13） 由文獻[2]表可知， （3.14） 式中，齒頂高系數(shù)，。 取小齒輪齒數(shù)， （3.15） 取大齒輪齒數(shù)。 （3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為 （3.16） （4）齒輪分度圓的直徑 mm （3.17） mm （3.18） （5）錐距 mm （3.19） （6）齒輪齒頂、齒根圓直徑 由文獻[3]表可知， 齒頂高 mm （3.20） 齒頂圓直徑 mm （3.21） mm （3.22） 齒根高 mm （3.23） 齒輪基圓直徑 mm （3.24） mm （3.25） （7）齒寬 由文獻[2]表可知，， mm （3.26） （8）節(jié)圓周速度 m/s 2.2.2 行星齒輪傳動的設計計算 據(jù)2Z-X(A)型行星傳動的傳動比值和按其配齒計算（見參考文獻[1]）公式（3-27）~公式（3-33）可求得內齒輪b和行星輪c的齒數(shù)和?，F(xiàn)考慮到行星齒輪傳動的外廓尺寸較小，故選擇中心輪a的齒數(shù)=17和行星輪=3. 根據(jù)內齒輪 =76.5 對內齒輪齒數(shù)進行圓整，同時考慮到安裝條件，取，此時實際的p值與給定的p值稍有變化，但是必須控制在其傳動比誤差的范圍內。 實際傳動比為 = 其傳動比誤差 =2.67% 由于外嚙合采用角度變位的傳動，行星輪c的齒數(shù)應按如下公式計算，即 因為為偶數(shù)，故取齒數(shù)修正量為。此時，通過角變位后，既不增大該行星傳動的徑向尺寸，又可以改善a-c嚙合齒輪副的傳動性能。故 = 在考慮到安裝條件為 （整數(shù)） 初算中心距和模數(shù) 1. 齒輪材料、熱處理工藝及制造工藝的選定 太陽輪和行星輪材料為20GrMnTi，表面滲碳淬火處理，表面硬度為57~ 61HRC。 試驗齒輪齒面接觸疲勞極限=1591Mpa。 試驗齒輪齒根彎曲疲勞極限太陽輪=485Mpa。 行星輪=4850.7Mpa=339.5Mpa (對稱載荷)。齒形為漸開線直齒。最終加工為磨齒，精度為6級。 內齒圈材料為38GrMoAlA，淡化處理，表面硬度為973HV。 試驗齒輪的接觸疲勞極限=1282Mpa 驗齒輪的彎曲疲勞極限=370MPa 齒形的終加工為插齒，精度為7級。 2. 減速器的名義輸出轉速 由 = 得 == =181.82 3. 載荷不均衡系數(shù) 采用太陽輪浮動的均載機構，取。 4. 齒輪模數(shù)和中心距a 首先計算太陽輪分度圓直徑： 式中： 一齒數(shù)比為 一使用系數(shù)為1.25； 一算式系數(shù)為768； 一綜合系數(shù)為2； 一太陽輪單個齒傳遞的轉矩。 = =376 其中 —高速級行星齒輪傳動效率，取=0.985 —齒寬系數(shù)暫取=0.5 =1450Mpa 代入 =78.66 模數(shù) m= 取 m=5 則 =117.5 取 齒寬 取 1. 計算變位系數(shù) (1) a-c傳動 嚙合角 因 =0.93969262 所以 = 變位系數(shù)和 =（17+30） =1.141 圖2-1選擇變位系數(shù)線圖 中心距變動系數(shù)y y==1 齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖2-1 中心距變動系數(shù)y y==1 齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖2-1 得到邊位系數(shù) 則 (2) c-b傳動 由于內嚙合的兩個齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 從而 且 2. 幾何尺寸計算結果 對于單級的2Z-X(A)型的行星齒輪傳動按公式進行幾何尺寸的計算，各齒輪副的計算結果如下表： 表3-1各齒輪副的幾何尺寸的計算結果 項目 計算公式 a-c齒輪副 b-c齒輪副 分度圓直徑 基圓直徑 齒頂圓直徑 外嚙合 內嚙合 齒根圓直徑 外嚙合 內嚙合 注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪—，內齒輪—； 頂隙系數(shù)：內齒輪— 按公式驗算其鄰接條件，即 已知行星輪c的齒頂圓的直徑=164.513，和代入上式，則得 164.513滿足鄰接條件 同心條件 按公式對于角變位有 已知 ， 代入上式得 =52.145滿足同心條件 按公式驗證其安裝條件，即得 將 代入該式驗證得 滿足安裝條件 嚙合要素的驗算 1. a-c傳動端面重合度 （1）頂圓齒形曲率半徑 太陽輪 =29.31 行星輪 =42.416 （2）端面嚙合長度 式中“”號正號為外嚙合，負號為內嚙合； 端面節(jié)圓嚙合角。 直齒輪== 則 =18.67 （3）端面重合度 =1.265 2. 端面重合度 （1）頂圓齒形曲率半徑 行星輪由上面計算得，=42.416 內齒輪 =61.597 （2）端面嚙合長度 = =24.05 （3）端面重合度 = =1.63 2.1.3軸承的設計計算 （1）滾動軸承的選擇 滾動軸承為圓錐滾子軸承32210，由文獻[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對于圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗算 h （4.3） h=年 19 第二章 江淮輕卡汽車驅動橋總體結構的設計 由于江淮輕卡汽車驅動橋的運轉平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達到所計算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 2.1.4螺紋強度的校核計算 螺栓的強度在機械聯(lián)接中至關重要，特別是在重要的場合，其強度校核和計算尤其重要。其受力簡圖如上圖所示，圖中以合力代替均勻分布的作用力。由于螺栓的剪切變形為截面的相對錯動，因此抵抗這種變形的內力必然是沿著錯動的反方向作用的。仍用截面法求內力。將螺栓假想地沿剪切面m—m切開，取左邊部分來研究[圖3－55（b）]，根據(jù)靜力平衡條件，在剪切面上必然有一個與平行的分布內力系的合力作用，且； 與剪切面m—m相切，稱為截面m—m上的剪力。聯(lián)接件一般并非細長桿，而且實際受力和變形情況比較復雜，通過理論分析或實驗研究來確定剪力在剪切面上的實際分布規(guī)律較為困難。因此在工程實際中，做出一些假設進行簡化計算，稱為實用計算，或假定計算。假設應力在剪切面內是均勻分布的，若為剪切面面積，則應力為： 與剪切面相切，故為剪應力。以上計算是以假設剪應力在剪切面內均勻分布為基礎的，實際上它只是剪切面內的一個“平均應力”，所以也稱為名義剪應力。其值與剪切面上的最大剪應力大致相等。 2、擠壓實用計算 聯(lián)接件除承受剪切外，在聯(lián)接件和被聯(lián)接件的接觸面上還將承受擠壓。所以對上面的聯(lián)接件還要進行擠壓強度計算。 把作用在螺栓擠壓面上的壓力稱為擠壓力，用表示，用表示擠壓面面積。擠壓面上單位面積內承受的擠壓力稱為擠壓應力，用表示。在工程上也采用類似剪切的實用計算方法，假定擠壓應力是均勻分布的，則 通常擠壓應力的分布情況如圖3－53（b），最大應力發(fā)生在半圓柱形接觸面的中點，它與實用計算所得的擠壓應力大致相等。 第二章 江淮輕卡汽車驅動橋總體結構的設計 擠壓面面積為擠壓面的正投影面積。對于平鍵接觸面面積就是擠壓面面積；對于螺栓擠壓面面積就是直徑平面面積，其值為。 3、強度條件 為了保證構件在剪切和擠壓的情況下能夠正常工作，必須限制其工作剪應力和擠壓應力不超過材料的許用剪應力和許用擠壓應力。因此剪切和擠壓的強度條件如下： 剪切強度條件：≤ 擠壓強度條件：≤ 式中的許用剪應力和許用擠壓應力可從有關規(guī)范中查得，它們與材料拉伸許用應力有下列關系： 塑性材料： 脆性材料： 第二章 江淮輕卡汽車驅動橋總體結構的設計 先按剪切強度設計： ≤?≤ d≥ 再用擠壓強度條件設計，擠壓力為，所以 ≤? ?≤ d≥ 最后得到螺栓的抗大強度和抗剪強度是合適的。 第三章 江淮輕卡汽車驅動橋中主要零件的三維建模 3.1 圓錐齒輪的三維建模 3.2 傳動軸的三維建模 3.3圓錐滾子的三維建模 3.4江淮輕卡汽車驅動橋的三維建模 第4章 主要零件的有限元分析 本次設計的江淮輕卡汽車驅動橋的設計中，受力最大的零件就是傳動軸和傳動傘齒輪，現(xiàn)對傳動軸進行有限元分析，其具體步驟如下： 傳動軸的三維零件圖如下圖所示： 添加夾具： 添加力： 選擇材料： 分析結果如下： 經(jīng)過對該傳動軸進行應力應變強度分析可知，該傳動軸強度滿足設計要求。 第五章 三維軟件設計總結 通過本次設計，再次提出了利用三維軟件的水平，并吸收了大量的經(jīng)驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經(jīng)給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于三維零件圖，裝配時必須考慮的大小是合適的，因為AutoCAD繪圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。該工具是方便的輸入數(shù)據(jù)映射，通過選擇部分的類型，標準件，可以生成，但有時需要在工具集使用部分可能找不到，所以在這個時候隨機應變，其他部分而不是通過修改或滿足要求增加組件的使用。三維地圖應該是靈活的，解決問題的方法總比問題多，當一個方法不能正常映射，試試另一種方法，它不僅可以完成零件的生產(chǎn)，而且還可以開發(fā)映射一個更好的主意，并打破了新思想的規(guī)則。 學習使用一些可以節(jié)省時間的命令，如鏡像，陣列，能省則省”。在裝配過沉重，曾給了我一個很大的障礙，是要花很多時間去找出為什么。在一個活躍的子組件，雖然活動范圍會產(chǎn)生干擾，可以設置該復合物的活動范圍，如先進的范圍內，和角度范圍，即使在這個范圍內不影響母配體，不能設置。因為一旦設定的范圍內，在父組件將被視為完全定義的組件模型，它將沖突分總成，將無法完成裝配?？吹貓D是最重要的任務是理解零件圖，圖表工具，沒有工具是沒有法律的零件圖，所以不要急著寫，想通過零件的結構，并認為通過線圖，這是重中之重，映射。部分建模，一般應的特點進行深入分析，找出零件是由幾個特點，擺脫所有的形狀特點，它們之間的連接相對位置、表面，然后按主次特征造型的關系，按一定的順序。一個復雜的部分，有許多簡單的功能，通過切除或重疊相交。所以部分建模，序列特征是很重要的，雖然不同的建模過程可以構造出相同的實體部分，但其建模過程和實體結構的穩(wěn)定性有直接的影響，實體模型可以修改應用程序，可理解性和實體模型。 由于此設計的零件都是比較規(guī)則的零件，所用到的命令大部分是拉伸命令和旋轉命令，而且很多零件都是擁有對稱關系，所以為了節(jié)省時間，提高效率，經(jīng)常會用到鏡向特征命令。 一張完整的工程圖應具備以下4方面的內容。 1、一組視圖：用一組視圖（其中包括視圖、剖視圖、斷面圖、局部放大圖）正確、完整、清晰地表達零件各部分的結構形狀。 2、尺寸：確定零件各部分形狀的大小和位置 3、技術要求：表明零件在制造和檢驗是應達到的一些要求，如表面粗糙度、尺寸公差、形位公差、材料熱處理方式和指標等。 4、標題欄：注明零件名稱、材料、數(shù)量、圖樣比例以及圖號等內容。 單擊【新建文件】圖標，系統(tǒng)顯示新建Catia文件對話框，雙擊該對話框中得裝配體選項，即可進入裝配體工作模式。調入第一個零件模型并放置在裝配體的原點處，即零件原點與裝配體原點重合。調入一個與第一個零件模型有裝配關系的零件模型。分析兩個零件之間的裝配約束關系，然后選取相應的約束選項進行零件操作。調入其他與已裝配零件有裝配關系的零件模型并進行裝配。全部零件裝配完畢后，將裝配體模型存盤。 結 論 本次畢業(yè)設計的題目是江淮輕卡汽車驅動橋的設計，直到今天，畢業(yè)設計總算接近尾聲了，通過這次對于江淮輕卡汽車驅動橋的設計，使我們充分把握的設計方法和步驟，不僅復習所學的知識，而且還獲得新的經(jīng)驗與啟示，在各種軟件的使用找到的資料或圖紙設計，會遇到不清楚的作業(yè)，老師和學生都能給予及時的指導，確保設計進度，本文所設計的是江淮輕卡汽車驅動橋的設計，通過初期的方案的制定，查資料和開始正式做畢設，讓我系統(tǒng)地了解到了所學知識的重要性，從而讓我更加深刻地體會到做一門學問不易，需要不斷鉆研，不斷進取才可要做的好，總之，本設計完成了老師和同學的幫助下，在大學研究的最感謝幫助過我的老師和同學，是大家的幫助才使我的論文得以通過。 致謝 致 謝 在此論文完成之際，我的心里感到特別高興和激動，在這里，我打心里向我的導師和同學們表示衷心的感謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類江淮輕卡汽車驅動橋的相關資料，論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中，它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識，在這里，謝謝老師以及所有關心我和幫助我的人，謝謝大家。 參考文獻 參考文獻 [1] 徐灝等.機械設計手冊(第2、3冊)[M](第二版）.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [2] 程悅蓀.江淮輕卡汽車驅動橋的設計[M].北京：中國農業(yè)出版社，1981 [3] 周紀良.傳動系統(tǒng)的設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991 [4] 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