庆铃五十铃皮卡后驱动桥设计-毕业设计说明书.docx

庆铃五十铃皮卡后驱动桥设计摘 要驱动桥在汽车中起着非常重要的作用，其基本功能是增大由发动机传至驱动轮的转矩，且能够使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还具有承受汽车车身在行驶中产生的附加竖直方向的力、前后方向的力、和左右方向的力及所产生力矩的作用。根据现有汽车驱动桥的型式，本设计采用了非断开式驱动桥。本文对五十铃皮卡后驱动桥采用传统设计，再进行优化。先是对主减速器进行基本参数、型式的计算与选择，并对其进行了强度校核；选择了圆弧齿双曲面齿轮，并对其进行了具体的几何尺寸计算及偏移、螺旋方向的选择；选择了对称式圆锥行星齿轮差速器，并严格按照汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表进行尺寸计算与型式选择；在半轴设计中，本文选择了全浮式半轴，并进行了基本尺寸的计算与强度、寿命的校核；在驱动桥桥壳的设计中本文对桥壳进行了CATIA的三维建模与有限元分析，这样更能反映桥壳上应力分布及其变形的真实情况，这是传统计算方法难以办到的，有限元分析将会成为汽车设计主流方法。关键词：驱动桥；主减速器；差速器；CATIA；有限元分析AbstractThe driving axle plays an indispensable role in the car, its basic function is to increase the torque, so that the left and right drive wheels with car driving kinetic requirements of the differential function; the same time, the drive axle also has to bear the vertical force, Longitudinal force and transverse force and its torque. According to the existing type of car drive axle, choose a non-disconnected drive axle. This paper uses the traditional design and then optimizes the driving bellows of Isuzu. First, the design and calculation of the main reducer, the choice of circular arc tooth surface, and its more detailed geometric size calculation; The design of the choice of symmetrical cone planetary gear differential, and in strict accordance with the car differential straight. The design of the geometric dimension of the bevel gear is calculated and calculated. In the design of the half-shaft, the full-floating axle is selected and the design calculation and the strength are checked. In the design of the bridge. The shell has carried on the three-dimensional modeling and the finite element analysis of CATIA, which can reflect the stress and its distribution in the bridge shell, which is difficult to do with the traditional calculation method.Key words: drive axle; main decelerator; differential; CATIA; finite element analysis目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题的目的和意义11.2 课题背景11.3 研究内容21.4 本章小结2第2章 主减速器的设计计算32.1 汽车技术参数32.2 主减速器的结构型式选择32.3 主减速器主动、从动弧齿轮的支承方案32.4 主减速器锥齿轮设计计算32.4.1 主减速比的确定32.4.2 主减速器齿轮计算载荷的确定42.5 主减速器齿轮基本参数的选择52.5.1 齿数的选择52.5.2 从动锥齿轮节圆直径的选择52.5.3 从动锥齿轮端面模数的选择62.5.4 双曲面齿轮齿宽F的选择62.5.5 双曲面齿轮的偏移距离62.5.6 双曲面齿轮偏移方向与螺旋方向的选择72.5.7 螺旋角的选择72.5.8 齿轮法向压力角的选择82.6 主减速器圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算82.7 双曲面齿轮的强度计算82.7.1 单位齿长上圆周力的计算82.7.2 轮齿的弯曲强度计算92.7.3 齿轮齿面接触强度的计算102.8 主减速器轴承的计算102.8.1 主减速器主动齿轮受力计算102.8.2 主减速器轴承当量载荷计算112.8.3 主减速器轴承的额定寿命的计算122.9 本章小结12第3章 差速器设计计算133.1 差速器结构型式选择133.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计133.2.1 差速器齿轮的基本参数选择133.2.2 差速器齿轮的几何尺寸计算153.3 差速器齿轮的强度计算153.4 本章小结16第4章 半轴设计174.1 半轴的型式174.2 半轴的设计计算174.2.1 全浮式半轴计算载荷的确定174.2.2 全浮式半轴杆部直径的初选174.2.3 半轴的强度计算184.3 本章小结19第5章 基于有限元汽车驱动桥壳设计与分析205.1 驱动桥壳的分类与选择205.2 驱动桥壳受力分析及强度计算205.2.1 牵引力和制动力的受力计算205.2.2 最大侧向力时弯曲应力的计算215.2.3 通过不平路面时的弯曲应力215.3 驱动桥壳模型的建立215.4 有限元模型建立235.5 桥壳有限元模型分析235.6 本章小结25结 论26致 谢27参考文献28附录1 中文译文29附录2 外文原文36 第1章 绪论1.1 课题的目的和意义驱动桥包括主减速器、差速器、半轴及驱动桥壳等部件。汽车驱动桥位于汽车底盘之下，传动装置的最后面，它连接变速器输出轴与汽车驱动车轮将变速器的动力按地面附着情况传递给给左、右驱动轮轮，并使左、右驱动轮拥有汽车运行在不同路面下时需要具备的不同转速的能力；其次，驱动桥还得支撑汽车自身与路面相互作用的竖直方向的力、前后方向的力和左右方向的力与其力矩1。如今在这个汽车工业高速发展的时代，汽车不断向超高的安全性、舒适性、便捷性发展。并且汽车是科技创新的结晶，现如今，在这个互联网的大时代下，汽车更是与网络相结合，在大数据的支持下使汽车更加的人性化、智能化，现在的很多汽车都已经实现了自动泊车、自动巡航、语音识别甚至是自动驾驶等高科技功能。所以本设计设计的庆铃五十铃皮卡后驱动桥具有重要意义，保证了现代汽车在各种工况下的平稳性与安全性。1.2 课题背景近几年皮卡在国外非常火热，很多老百姓更加喜欢皮卡的多功能性，人们对皮卡的评价也越来越高，在轿车横行的时代杀出一条阳光大道。在今年的上海车展中江铃汽车展出了一款域虎的概念车，进气格栅上方有两层隔板，显得更加的厚重，层次感明显，给人以厚重的感觉，凸显了皮卡汽车的结实耐用。前灯与进气格栅组装在一起，像是可以前后收缩，突出了这款皮卡的科技感。中国近几年皮卡汽车高速发展，像长城风骏系列、江铃宝典、江西五十铃、庆铃五十铃、中兴威虎、江淮K5、卡威K1、黄海大柴神、江铃域虎、帅铃T6等都有不错的销量，中国皮卡汽车的质量正在快速提升，现在的国产皮卡更加的安全可靠、结实耐用、良好的燃油经济型、造型优美。这一切都离不开国产自主品牌在汽车道路上的不懈努力、不断探索、时刻倡导创新、独立自主。国产长城旗下的皮卡就是一个优秀的例子，不但在国内销量巨大，在国外中东市场还有非常可观的销量，在国内外都有着非常不错的口碑。在国外，无论是政界人员还是普通居民，他们都非常的喜欢皮卡汽车。这主要是因为皮卡的多功能性，不但可以代步而且可以载货，因皮卡一般都是四轮驱动，所以动力方面也很充足，还有较好的燃油经济型，在通过一些山路、泥泞路面时，也会游刃有余，轻松通过。大家都知道，美国是皮卡车型最受欢迎的市场，因为美国有很多的农场，农场主们基本上是人手一辆。人们购买皮卡不但可以载人有时也可以装载一些货物、农作物、工具等，非常的方便实用，这就体现了皮卡的多功能性。无论在国外还是在国内皮卡都有一个很可观的销量，相信在不就得将来随着政策的放宽、皮卡的更加实用性，人们会越来越喜欢皮卡的。1.3 研究内容本设计对汽车驱动桥的主减速器、差速器、半轴、驱动桥壳进行计算、结构型式的选择与强度校核。本设计采用非独立悬架配套非断开式驱动桥。非断开式驱动桥如图1-1（a）所示,断开式独立悬架如图1-1（b）所示。（a）非断开式驱动桥 (b)断开式驱动桥图1-1 驱动桥型式非断开式驱动桥，因为它的廉价、构造简易、运行稳定，普遍用在各种皮卡汽车上。断开式驱动桥如图1-2，它相配合独立悬挂使用，所以又称为独立悬架驱动桥2。图1-2 断开式驱动桥1.4 本章小结汽车在行驶过程中所遇到的道路情况是变化莫测的，此外汽车本身在空载与满载时，为了扩大汽车对这些不同使用条件的适应程度，采用主减速器既可以得到合适的减速比使汽车有足够的牵引力，同时配合变速器还可以得到不同传动比，可达到适当的最高车速和良好的燃油经济性。由于非断开式驱动桥造价低廉、结构简易、工作稳定，又符合皮卡车型设计要求，本课题选用非断开式驱动桥。第2章 主减速器的设计计算2.1 汽车技术参数 庆铃五十铃皮卡技术参数如表2-1。表2-1 庆铃五十铃皮卡车参数表 项目参数 最大输出功率72/3600kw/n气缸数4燃料种类柴油最大扭矩220N·m最大扭矩转速1800rpm额定转速3600rpm底盘结构非承载式后轮规格235/75R15整车质量2455kg额定载重600kg后桥悬挂钢板弹簧非独立悬架2.2 主减速器的结构型式选择皮卡汽车上广泛采用单机主减速器。其由两个锥齿弧齿轮组成，因其结构简简易所以具有质量轻、成本少等优点。本设计选择单级主减速器3。2.3 主减速器主动、从动弧齿轮的支承方案主动锥齿轮的结构形式可分为悬臂式支承和骑马式支承两种4。悬臂式支承结构紧凑、较为简单的布置、简易的结构及较低成本低，并且也能满足本课题设计要求，根据设计车型，本设计主减速器主动锥齿轮采用悬臂式支承方式，从动锥齿轮使用圆锥滚子轴承骑马式支承。2.4 主减速器锥齿轮设计计算主减速比是汽车设计的前提数据，主减速比的大小决定驱动桥的型式，也可以说是驱动桥的离地间隙决定驱动桥的类型5。2.4.1 主减速比的确定应用以下公式（2-1）来计算： （2-1）式中 车轮滚动半径，m；功率最大时发动机的转速，r/min；汽车最高车速，km/h；变速器最高挡传动比， =0.83。为了得到足够的功率储备，一般选择比上式大1025，即按下式（2-2）选择： （2-2）式中 变速器最高挡的（直接挡或超速挡）传动比； 分动器或加力器的高挡传动比；轮边减速器的传动比。将=3600r/min，=130km/h，=0.35175m，=0.83代入（2-2）取=4.98。根据以上计算结果可知主减速比<7.6，所以采用单级主减速器。2.4.2 主减速器齿轮计算载荷的确定取作用在主减速器从动齿轮上的转矩（、）中的较小者，作为计算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷6。 （2-3） （2-4）式中 发动机最大转矩；从发动机到所设计的主减速器从动齿轮之间的传动装置最低档的传动比；传动系的传动效率，=0.9；由“猛接合”离合器而产生冲击载荷时的所产生的超载系数，取=1；汽车驱动桥的数量，=1；汽车满载时地面所承受一个驱动桥的最大负荷；轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取 =0.85；车轮的滚动半径；，分别为主减速器从动齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比。将=220，=19.267，=1，=14969.5N， =0.85，=00.35175m，=1，=1；代入式（2-3）、(2-4)，有：=3814.77，4475.693。由式（2-3）、（2-4）求得的转矩为最大转矩，而不是正常的连续转矩，不能用它作为疲劳损坏的依据。但对于皮卡车辆来说，使用路况比非公路车辆好，主减速器从动齿轮的平均计算转矩为7： （2-5）式中 汽车满载的重量，；牵引的挂车的满载总重量，；车轮的滚动半径，；道路滚动系数，取=0.015；汽车平均爬坡能力系数，取=0.053；汽车的性能系数： 。将=28954N，=0N， =220代入上式得： >16，取=0。将=28954N，=0N， =220， =0.35175， =0.015，= 0.053代入（2-5），有：=716.111。2.5 主减速器齿轮基本参数的选择2.5.1 齿数的选择使用单级主减速器情况下，如果数值较大，应尽可能减小主动齿轮的齿数，以满足足够的驱动桥离地间隙 8，根据表取主动齿轮的齿数=9，从动齿轮齿数=40。2.5.2 从动锥齿轮节圆直径的选择 双曲面齿轮从动齿轮的节圆直径，可按照该齿轮的计算转矩，根据以下经验公式计算选出9： （2-6）式中 从动锥齿轮分度圆的直径，mm；直径系数，取=14.010；计算转矩，：按式（2-4）、（2-5）求得。将=14.0， =3814.77代入（2-6），有： =218.751mm。当以I挡传递时，分度圆直径应大于或等于以下公式(2-7)、(2-8)计算数值中的较小值，即： （2-7）当以直接挡传递转矩时 cm （2-8）最后，应取上两式中的较大值，取=226mm2.5.3 从动锥齿轮端面模数的选择从动锥齿轮分度圆直径选择后后，可根据以下公式计算出其大端的端面模数，并进行强度校核：将、代入 有：m=5.65，为了保证齿轮的强度取m=6 用下式（2-9）进行校核： （2-9）式中 齿轮大端的端面模数，mm；模数系数，取=0.30.4；从动齿轮的计算转矩，。将=0.4， =3814.77代入（2-9），有：=6.282mm，满足要求。2.5.4 双曲面齿轮齿宽F的选择 （2-10）式中 从动齿轮节圆的直径，mm。将=226mm代入（2-10），有：=29mm。齿轮的强度和寿命与齿面宽有直接关系，太大和太小都不好。齿面宽不能高于端面模数的10倍，不然，不但不能提高齿轮的强度和寿命，还会给制提高加难度11，=110%，=33.533mm。2.5.5 双曲面齿轮的偏移距离 （2-11） 将=226mm代入（2-11），得=33.9mm2.5.6 双曲面齿轮偏移方向与螺旋方向的选择如图2-1，主从动锥齿轮螺旋方向一般是反向的。在汽车主减速器上所用的从动齿轮一般为右旋，主动齿轮为左旋12。 图2-1 下偏移双曲面齿轮本设计双曲面齿轮偏移方向向下，则从动齿轮的旋向为右旋，主动齿轮为左旋。2.5.7 螺旋角的选择 “格里森”制推荐用下式（2-12）来近似的预选主动齿轮螺旋角的数值13： （2-12）式中 螺旋角的预选数值； 、主、从动齿轮齿数； 从动齿轮分度圆的直径，mm； 双曲面齿轮偏移数值，m。将=40，=9，=33.9mm，=226mm代入（2-12），有：=36.108°采用双曲面齿轮时，如果确定了主动齿轮的螺旋角，可根据以下公式计算选定从动齿轮的螺旋角的数值14： （2-13）式中 双曲面齿轮传动偏移角的估算值。 （2-14）式中 双曲面齿轮偏移距值，mm；双曲面从动齿轮分度圆的直径，mm；双曲面从动齿轮齿面宽数值，mm。将=36.108°，=33.9mm，=226mm，F=35.03mm代入（2-13）（2-14），有： =9.972°，=26.136°。平均螺旋角： （2-15）将=36.108°，=26.136°代入（2-15），有：=31.122°。2.5.8 齿轮法向压力角的选择小压力角齿轮在传动过程中具有增加重叠系数、稳定、噪音小、寿命长等优点，皮卡汽车一般选用19°的平均压力角152.6 主减速器圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算 主减速器圆弧双曲面齿轮基本数据如表2-2。表2-2 “格里森”制圆弧齿双曲面齿轮的几何尺寸计算表参数计算数值参数计算数值小齿轮齿数7小齿轮中点螺旋角大齿轮齿数40大齿轮节锥距117mm大齿轮齿面宽29mm大齿轮齿顶角小齿轮齿面宽34mm大齿轮齿根角小齿轮轴线偏移距E25mm大齿轮齿顶高1.727mm小齿轮螺旋角大齿轮齿根高9.744mm大齿轮中点分度圆半径96mm大齿轮齿全高11.472mm小齿轮中点分度圆半径25mm大齿轮齿工作高10.160mm轮齿收缩系数1.2大齿轮面锥角大齿轮节锥角大齿轮根锥角小齿轮节锥角小齿轮面锥角大齿轮中点螺旋角小齿轮根锥角2.7 双曲面齿轮的强度计算2.7.1 单位齿长上圆周力的计算单位齿长上的圆周力按下式(2-16)计算 （2-16）式中 作用在齿轮上的圆周力，；从动齿轮齿宽，mm。按轮胎最大附着力矩计算 （2-17）式中 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，；附着系数查表2-3选取；轮胎的滚动半径，m；主减速器从动齿分度圆直径，mm。将=14969.5N，=0.85，=0.35175mm，=226mm代入（2-17），有：=1130.686，1130.686<1429，所以符合。表2-3 轮胎与地面附着系数表参数汽车类别I挡 II挡 直接挡附着系数轿 车8935363218930.85载货汽车142925014290.85公共汽车9822140.86牵引汽车5362500.652.7.2 轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器双曲面齿轮轮齿的弯曲应力按下式计算： （2-18）式中 齿轮计算转矩；超载系数，对皮卡汽车取=1；尺寸系数。当端面模数时，=0.687；载荷分配系数，当一个齿轮用骑马式支承时，=1.101.25，取=1.10；质量系数，可=1；计算齿轮齿宽，mm；计算齿轮的齿数；端面模数，mm；弯曲应力系数。取=0.2816。将=3814.77，=1，=0.687，=1.10，=1，F =35.03mm，=9，=40，=5.65，代入（2-18）有：按、中的较小值计算时，主减速器齿轮的许用弯曲应力为，计算得：460<700；按计算时，许用弯曲应力为210.9，计算得：86.419<210.9，所以符合要求。2.7.3 齿轮齿面接触强度的计算 接触应力为： （2-19）式中 主动齿轮最大转矩，；钢弹性系数，选取；主动齿轮节圆的直径，mm；尺寸系数，可取=1；表面质量系数，本设计取=1；F齿面宽数值，取齿轮副中的较小值；J接触应力的综合系数，本设计取J=0.13。常常将式（2-19）简化为： （2-20）式中 主动齿轮转矩，。按、中的较小值计算时带入数据后有：=2190.168<2800按计算时代入数据后有：=1504.224<1750，所以符合。2.8 主减速器轴承的计算2.8.1 主减速器主动齿轮受力计算双曲面齿轮的螺旋方向如图2-2，对于从动齿轮采用右旋，主动齿轮采用左旋。图2-2 主减速器主动齿轮的受力简图主动齿轮轴向力： （2-21）主动齿轮径向力： （2-22）从动齿轮轴向力： （2-23）从动齿轮径向力： （2-24）式中 齿廓表面的法向压力角；齿面宽中点处的螺旋角；节锥角；齿面宽中点处的圆周力。将数据代入（2-21）、（2-22）、（2-23）、（2-24），有：主动齿轮轴向力，A=277.1289；主动齿轮径向力，R=203.8126。从动齿轮轴向力，A=235.9502；从动齿轮径向力，R=437.1504。2.8.2 主减速器轴承当量载荷计算主动锥齿轮当量转矩可按以下公式(2-25)计算求得： (2-25)式中 发动机的最大转矩； ，变速器在各挡的使用率；，变速器各挡I，II，III挡及倒挡传动比；，各挡发动机转矩利用率（变速器正常工作过程中）。轴承的当量动载荷可按下式计算求得： (2-26)式中 径向系数；轴向系数。对于单列滚子轴承=1.55680.55；取X=0.4，Y =1.1将X=0.4，R =203.8126N，Y =1.1，A =277.1289N代入（2-26），有：=459.8759N2.8.3 主减速器轴承的额定寿命的计算 在各挡时的发动机转矩利用率以及变速器各挡使用率以在当量转矩考虑范围内，故可直接利用式（2-26）计算的值计算出轴承的额定寿命： (2-27)式中 C额定动载荷，；温度系数，本设计取=1；载荷系数，本设计取=1.4；寿命指数，滚子轴承取=10/3。将C=51.5KN， =1， =1.4，=10/3代入（2-27），有：L =2.2×h2.9 本章小结本章对主减速器从动齿轮、主动齿轮进行了设计计算，包括主、从动齿轮的节圆直径、齿宽、齿数、螺旋角、双曲面齿轮偏移距等进行了参数计算与选择，对齿轮进行了强度校核；对主减速器轴承进行了当量载荷与使用寿命的计算。第3章 差速器设计计算差速器主要作用是分配由发动机传递给主减速器的输出转矩，在特殊情况下使两输出轴以合理的角速度转动，用来保证驱动轮在特殊情况下输出转矩，防止轮胎与地面间打滑。差速器按其结构型式可分为涡轮式、凸轮式、齿轮式和牙嵌自由轮式等多种形式17。3.1 差速器结构型式选择根据车型，本设计差速器结构型式选择对称式圆锥行星齿轮差速器。普通的对称式圆锥行星齿轮差速器包括差速器左、右壳，2个半轴锥齿轮，4个行星锥齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮等零件。3.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计汽车中对称式圆锥行星齿轮差速器是使用最普遍的。在确定主减速器从动齿轮时，应计算得出合理的差速器数据以满足差速器的正常安装。3.2.1 差速器齿轮的基本参数选择本次设计采用2个行星齿轮。 球面半径可按下式进行计算： mm （3-1）式中 行星齿轮球面半径系数，取=2.52；计算转矩，。将=2.52，=3814.77代入（3-1），有：=39.375mm 差速器行星齿轮球面半径确定后，可根据以下公式计算确定其节锥距数值： mm （3-2）按计算，代入式（3-2），有：= 38.588mm 为了满足半轴齿轮与差速器齿轮有较高的强度应满足的下式条件： （3-2）式中 半轴齿轮齿数，应满足；行星齿轮数目；任意整数。取=18，取行星齿轮齿数Z=12，将=18，n =2代入（3-3），有：=9，满足安装要求。（1）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮分度圆直径的初步确定首先初步求出行星齿轮及半轴齿轮的节锥角、 （3-4） （3-5）式中 行星齿轮齿数；半轴齿轮齿数。将=12， =18代入（3-3）、（3-5），有：=；=再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数 （3-6）将=38.588mm，=12，=18，=；=代入（3-6），有：=3.567，取=4。确定半轴齿轮节圆直径 （3-7）将=3，=22代入（3-7），有：=48mm（2）压力角汽车差速齿轮压力角一般采用，齿高系数为的齿轮，本设计也采用以上经验数据18。（3）行星齿轮安装孔的直径及其深度通常取： （3-8） （3-9） （3-10）式中 传递转矩，；行星齿轮数目；行星齿轮支承面中点至锥顶的距离；，为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而；支承面许用挤压应力值，取为70Mpa。将=572.216，=4，=19.2mm，=69MPa代入（3-8）、（3-9）、（3-10）有：=26mm， =9.5102mm，=10.4613mm。3.2.2 差速器齿轮的几何尺寸计算 差速器齿轮几何尺寸计算如表3-1。表3-1 汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算计算项公式/数值计算项公式/数值行星齿轮齿数12半轴齿轮齿数18模数m4行星齿轮齿工作高=6.4mm行星齿轮齿面宽=10mm齿全高=7.20mm压力角轴交角行星齿轮节圆直径=48mm半轴齿轮节圆直径=72mm行星齿轮节锥角半轴齿轮节锥角行星齿轮节锥距39mm行星齿轮齿顶高4mm半轴齿轮齿顶高2.3mm行星齿轮齿根高3.130mm半轴齿轮齿根高4.774mm行星齿轮齿根角半轴齿轮齿根角行星齿轮面锥角半轴齿轮面锥角行星齿轮根锥角半轴齿轮根锥角行星齿轮直径54mm半轴齿轮外圆直径74mm行星齿轮弦齿厚7mm半轴齿轮弦齿厚5mm行星齿轮弦齿高4.2mm半轴齿轮弦齿高2.4mm3.3 差速器齿轮的强度计算汽车差速器齿轮的弯曲应力为： （3-11）式中 一个行星齿轮传递给一个半轴齿轮的转矩，。其计算式为： （3-12）式中 计算转矩，； 差速器行星齿轮数目；半轴齿轮齿数；J差速器齿轮弯曲应力综合系数。将=3814.77，n=4，=1=0.629，=1.10，=1，F =10mm，=18，J=0.203代入（3-11），（3-12），有：T =572.216；=970.237Mpa<980MPa；按计算：T=107.417；=207.372 Mpa<210.9 Mpa。所以，汽车差速器齿轮满足校核。3.4 本章小结本章对差速器结构型式进一步分析，采用对称式圆锥差速器，选用4个行星齿轮，半轴齿轮齿数18，差速器齿轮齿数12，压力角，齿高系数为的齿轮。对半轴分度圆直径、压力角、行星齿轮安装孔的直径及其深度进行了设计计算，并绘制差速器几何尺寸表；对差速器齿轮进行了强度校核。第4章 半轴设计半轴在汽车驱动装置中起着重要的驱动作用，其安装在汽车传动系的最后端，与驱动轮相连接。其功用是把发动机的动力传递给汽车车轮。在本设计中，半轴是驱动驱动轮的连接装置，连接半轴齿轮与驱动轮19。4.1 半轴的型式大部分非断开式驱动桥的半轴可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种型式，这是按照其支撑型式的不同划分的。本设计采用全浮式半轴。4.2 半轴的设计计算在选定半轴型式后对半轴进行同类使用条件和工况下车型参数进行比较、参考、计算与强度校核。4.2.1 全浮式半轴计算载荷的确定本课题驱动形式采用4×2型，全浮式半轴只承受转矩，其计算转矩按下时进行进行计算 （4-1）式中 转矩分配系数，取=0.5；发动机最大转矩，；变速器I挡传动比；主减速比。将=0.6，=220，=4.355，=4.98代入（4-1），有：=903.87814.2.2 全浮式半轴杆部直径的初选 在设计过程中，全浮式半轴杆部直径选取： （4-2）式中 半轴杆部直径，；半轴计算转矩，；半轴扭转许用应力，=490。将=903.8781，=490 MPa代入（4-2），有：=22.9589mm，取=32mm。4.2.3 半轴的强度计算 计算半轴扭转应力： （4-3）式中 半轴扭转应力，；半轴的计算转矩，；半轴杆部直径，；半轴扭转许用应力，取。将=854.4785，=30mm代入（4-3），有：=156Mpa<半轴花键的剪切应力为： （4-4）半轴花键的挤压应力为： （4-5）式中 半轴最大转矩，； 半轴花键外径，；相键孔内径，；花键齿数；花键工作长度，；花键齿宽，；载荷分布不均