【正文】 種 傳動形式 a) 螺旋 錐齒輪傳動 b) 雙曲面齒輪傳動 c) 圓柱齒輪傳動 d) 蝸桿傳動 （ 2） 雙曲面齒輪傳動 (圖 b)的特點是主、從動齒輪的軸線相互垂直而不相交， 并 且主動齒輪軸相對 于 從動齒輪軸線向上或向下偏移一個距離，稱為偏移距 E。 但是，雙曲面齒輪傳動也有 其缺點，那就是 摩擦較嚴重， 另外 在工作過程中， 除了 沿齒高方面的側(cè)向滑動之外，還有沿齒長方向的縱向滑動 ， 從而 大大 降 低傳動效率。由于以上特點，蝸桿蝸輪傳動僅在生產(chǎn)批量不大的少數(shù)場合得到應用。但是其主傳動比不能太大，一般 是 i0≤ 7，進一步提高 i0會 增大從動齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動齒輪熱處理困難。它主要應用于中、重型貨車、越野車和大客車上。垂向布置 能夠使 驅(qū)動橋縱向尺寸減小， 同時 可 以 減小萬向傳動軸夾角，但是 由于主減速器殼固定在橋殼的上方，不 但會 使 的 垂向輪廓尺寸增大，而且 也使得 橋殼剛度 降低 ， 這 不利于齒輪工作。 圖 雙級主減速器 （ 3） 雙速 主減速器 在 雙速主減速器內(nèi) 通過 齒輪的不同組合 能夠 獲得兩種傳動比。單級貫通式主減速器 的優(yōu)點是 結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量小，并 能夠 使中 、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性 ，主要用于輕型多橋驅(qū)動的汽車上 。但是由于每個驅(qū)動輪旁均 需要 設 置 一 個 輪邊減速器， 就 使 的 結(jié)構(gòu)復雜，成本提高，布置輪轂、軸承、車輪和制動器 就會產(chǎn)生 較 大 困難。 主動錐齒輪的支承 主動錐齒輪的支承形式可分為 兩種 ： 懸臂式支承和跨置式支承。 同時 為了 拆裝 更加 方便，應使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一 個 軸承的支承軸徑大些?？缰檬街С兄械膶蜉S承都 是 圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或 者 根本不帶內(nèi)圈。從動錐齒輪 很多情況下采 用圓錐滾子軸承支承。 在具有大的主傳動比和 有 徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中，為了 避免 從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移， 通常 在從動錐齒輪的外緣背面加設輔助支承(圖 )。主減速比 i0的選擇，應 當 在汽車總體設計時和傳動系的總傳動比 i0一起，由整車 的動力計算來確定。 根 據(jù)所選定的主減速比 i0值，就能夠 基本上確定主減速器的減速型式（單級、雙級等），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應。m ； k —— 液力變矩器變矩系數(shù)： k =1； dk —— 動載系數(shù)： dk =1； 1i —— 變速器一檔傳動比： 1i =； fi —— 分動器傳動比： fi =1； 0i —— 主減速器傳動比： 0i =； ? —— 從發(fā)動機到主減速器從動齒輪之間的傳動效率： ? =； n —— 計算驅(qū)動橋數(shù)： n=1； （ 2） 按驅(qū)動輪打滑扭矩確定從動輪計算轉(zhuǎn)矩 Tcs Tcs = )( mmi rmG mm r ?? ?????? ? （ ） 式中 ： 2G —— 后驅(qū)動橋在滿載狀態(tài)下的靜載荷： 2G =40000N； 2m? —— 汽車最大加速度時的后軸負荷轉(zhuǎn)移系數(shù)： 2m? =； r —— 車輪的滾動半徑： 標準中輪胎外直徑 1018mm， 滾動半徑 r =；? —— 輪胎與路面之間的附著系數(shù)： ? =； mi —— 主減速器從動齒輪到車輪間的傳動比： mi =1； m? —— 主減速器從動齒輪到車輪間的傳動效率： m? =； （ 3） 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動齒輪計算轉(zhuǎn)矩 cfT = ni rFmmrt? = ni rfffGgmmrjhr ? ??? )( )( ?? ????? ? (N 本次設計選擇 z1=7， z2=44。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應力集中， 同時 還降低了刀具的使用壽命。 從動錐齒輪齒面寬 b2推薦不大于其節(jié)錐距 A0的 倍，即 b2? ，而且 b2應滿足 b2? 10 m，一般也推薦 b2=。 汽車主減速器 螺旋 錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為 35176。 。因此， 本設計選取 α =20176。 1? 1? =176。 2a? =176。m ) （ ） 式中 ： maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩： maxeT =390N （ 3） 齒輪 接觸 強度計算 錐齒輪輪齒的齒面接觸應力為 ： J? =1Dcp 30 102 ?Jvfmsz bJk kkkkT ?? ?????? =(Mpa) （ ） 式中 ： pc —— 材料彈性系數(shù)： pc = ／ mm。 濟南大學畢業(yè)設計 24 主減速器軸承的載荷計算 錐齒輪 齒面 上的作用力 錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上 作用有一 個 法向力。實踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應按輸入的當量轉(zhuǎn)矩 Td進行計算。 ｍ； mD —— 該齒輪的齒面寬中點處的分度圓直徑 。 軸承的軸向載荷就是上 面所說 的齒輪的軸向力。 采用 跨置 式的主動錐齒輪和從動錐齒輪的軸承 所承受的 徑向載荷，如 下 圖 所示 濟南大學畢業(yè)設計 27 圖 主減速器軸承的布置尺寸 軸承 A， B 的徑向載荷分別為 RA = ? ? ? ? 22 maZRZ dFbFbFa ????? = ? ? ? ? 22 1 ?????? = (N) （ 2） ? ? ? ? 22 maZRZB dFcFcFaR ?????? = ? ? ? ? 22 1 ?????? = (N) （ ） 根據(jù)上式已知 aZF =， RZF =， 其中 a=146mm ， b=92mm， c=54mm； 所以軸承 A的徑向力 AR =。 (2) 軸承 B，是一對軸承，對于成對安裝的軸承組的計算當量載荷時徑向動載荷系數(shù) X和軸向動載荷系數(shù) Y值按雙列軸 承選用 。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點蝕、磨損和擦傷等。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪傳動副（或僅僅大齒輪）在熱處理及精加工后均予以厚度為 ～～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。滲硫處理時的溫度低，故不會引起齒輪變形。若果 軸承距 離油面 以 及齒輪都較遠，又有后軸承相隔， 就會使得潤滑條件極差，它的 潤滑 就不能靠潤滑油的飛濺來實現(xiàn)，就 必須采取加強潤滑的專門措施 來實現(xiàn)。這時，只要 潤滑軸承的進出油孔 保持 暢通無阻， 就能使?jié)櫥偷玫窖h(huán)，不僅能夠使 軸承得到良好潤滑、散熱和清洗，而且 也能夠 保護前端的油封不會因潤滑油有壓力而漏油和損壞 [2]。 加油孔及塞要設在加油方便的地方 ， 同時 保證 油孔的位置就 是油面的位置。這不僅會輪胎磨損 增大，也會使 功率和燃油的 消耗 增大 ， 并且會 導致轉(zhuǎn)向和操縱性能 的 惡化。錐齒輪式差速器因 為具有 結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小、制造容易、工作平穩(wěn)可靠 等諸多優(yōu)點因而 而被廣泛采用。 所以 慢 、 快轉(zhuǎn)半軸的轉(zhuǎn)矩比為： dK = 21TT =11KK?? （ ） 在本 式中 dK 一般取 。由于這種差速器具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、應用在 公路汽車上也很可靠等 諸多的 優(yōu)點，因而 廣泛用于各類 車輛上。因 設計的汽車 為 中 型載貨車，所以本次設計取 bk =； 濟南大學畢業(yè)設計 33 dT —— 計算轉(zhuǎn)矩 = 而 半軸齒輪的齒數(shù) 則 采用 14～ 25。 () 2r = )(12zzarctg = )1018( ?ar ctg 176。30′ ，齒高系數(shù)為 輪 。30′ 的齒輪。m ； n—— 行星齒輪 的 數(shù) 目 ； [ c? ]—— 支承面 許用擠壓應力，取為 98Mpa； 所以 行星齒輪孔的深度 L為 ???? dL (mm) () 濟南大學畢業(yè)設計 35 差速器 齒輪 的幾何尺寸 表 差速器齒輪幾何尺寸 計算用 表 項目 計算公式 計算結(jié)果 行星齒輪齒數(shù) Z1≥10 ， 應盡量取最小值 Z1=10 半軸齒輪齒數(shù) Z2=14～ 25 Z2=18 模數(shù) m m= 齒面寬 b=(～ )A0。022 arctan Ahf?? 1? =176。 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =176。2102 sin2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 差速器齒輪的強度計算 差速器齒輪的尺寸受 到差速器的 結(jié)構(gòu)限制，而且承受 載荷較大，它 并 不像主減速器齒輪那樣 ， 經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當汽車轉(zhuǎn)彎 行駛 或左右輪行駛 在 不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。 所以，差速器齒輪 能夠 滿足彎曲強度要求。在一般 的 非斷開式驅(qū)動橋中，驅(qū)動車輪的傳動裝置就是半軸，此時的 半軸將差速器 的半軸齒輪與輪轂連接起來。 半浮式半軸 ，其 安裝結(jié)構(gòu)特點是軸承 需要 裝在半軸套管的內(nèi)孔 中 ，并 且 直接支承著半軸的外端 ， 這就決定 半軸要承受 路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩， 所以半浮式半軸 一般只用在輕型轎車和貨車以及客車上。但 是 驅(qū)動橋殼的變形、輪轂 和 差速器 的 半軸齒輪不同心 ， 半軸 的 法向平面相對于其軸線 不垂直等原因 都能夠 引起半軸的彎曲變形，這 一種 類彎曲變形彎曲應力一般為 570N/m2。 （ 1） 半軸轉(zhuǎn)矩 濟南大學畢業(yè)設計 。 本次設計為 中 型貨車， 經(jīng)過 比較各式各樣的半軸特點 之后 ， 本次 設計 選擇全浮式半軸。 全浮式半軸 ，其 安裝結(jié)構(gòu)特點是半軸的凸緣 使 用 螺栓與輪轂相連接， 同時 輪轂又通過 兩個圓錐滾子軸承支承在半軸套管上。 由此可以見，半軸起著重要的作用，所以， 以下僅介紹半軸的設計 半軸的結(jié)構(gòu) 型 式 在非斷開式驅(qū)動橋中，車輪 的 傳動裝置 主要部件 就 是半軸。由于差速器齒輪 輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝 也 已被廣泛應用 [2]。輪齒彎曲強度 w? 為 w? = 23222 03 ????? ?????? JmzbK KKTKv ms( Mpa) （ ） 式中： T —— 差速器行星齒輪傳給 半 軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計算式 nTT ?? ，計算得出 在此 T 為 N 外圓直徑 1111 co s2 ?ao hdd ?? ；22202 co s2 ?ahdd ?? ?d mm ?d mm 節(jié)圓頂點至齒輪外緣距離 139。 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o? =176。 節(jié)圓直徑 11 mzd ? ； 22 mzd ? d1= d2= 節(jié)錐角 211 arctanzz?? ，12 90 ?? ??? ?? ? ?? ? 節(jié)錐距 22110 s in2s in2 ?? ddA ?? A0= 周節(jié) mt ? t= 齒頂高 21 aga hhh ??mzzh a?????????????????????? 2122 ?ah mm ?ah mm 齒根高 11 af hmh ?? ?fh mm。 2 ???? drd (mm) () 其中 dr 是 行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x。 的壓力角， 達到 提高齒輪強度 的目的 。 濟南大學畢業(yè)設計 34 再根據(jù)下 式 初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： m =110sin2 z rA =220 sin2 z rA = 10 ?? = (mm)