【正文】 計(jì)算主動(dòng)錐齒輪時(shí)，應(yīng)將以 上各式分別除以該對(duì)齒輪的減速比及傳動(dòng)效率。 )( 3322 mmTkD cD ???? () 式中 ： 2Dk —— 直徑系數(shù) ： 2Dk =； cT —— 計(jì)算載荷 ： cT =另外，齒面過寬也會(huì)引起裝配空間的減小。 22 ???? Db (mm) () 21 ???? bb (mm) () （ 4） 中點(diǎn)螺旋角 β 選擇 β時(shí)， 必須要 考慮它對(duì)齒面重合度、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。貨車 一般 選用較小 值以防止軸向力過大，通常取 35176。因此， 本設(shè)計(jì)選取 α=20176。 1? 1? =176。 2a? =176。m) （ ） 式中 ： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： maxeT =390N （ 3） 齒輪 接觸 強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為 ： J? =1Dcp 30 102 ?Jvfmsz bJk kkkkT 01 020 32 ?? ?????? =(Mpa) （ ） 式中 ： pc —— 材料彈性系數(shù)： pc = N ／ mm。 主減速器 軸承的載荷 計(jì)算 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 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(gè) 法向力。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 Td進(jìn)行計(jì)算。ｍ ； mD —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)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(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承 所承受的 徑向載荷，如 下 圖 所示 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 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 5 2 . 5 1 ?????? = (N) （ ） ? ? ? ? 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(duì)軸承，對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù) X 和軸向動(dòng)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(diǎn)蝕、磨損和擦傷等。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)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(dòng)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(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。若果 軸承距 離油面 以 及齒輪都較遠(yuǎn)，又有后軸承相隔， 就會(huì)使得潤滑條件極差，它的 潤滑 就不能靠潤滑油的飛濺來實(shí)現(xiàn)，就 必須采取加強(qiáng)潤滑的專門措施 來實(shí)現(xiàn)。這時(shí)，只要 潤滑軸承的進(jìn)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(hù)前端的油封不會(huì)因潤滑油有壓力而漏油和損壞 [2]。 加油孔及塞要設(shè)在加油方便的地方 ， 同時(shí) 保證 油孔的位置就 是油面的位置。這不僅會(huì)輪胎磨損 增大，也會(huì)使 功率和燃油的 消耗 增大 ， 并且會(huì) 導(dǎo)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(diǎn)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(yīng)用在 公路汽車上也很可靠等 諸多的 優(yōu)點(diǎn)，因而 廣泛用于各類 車輛上。因 設(shè)計(jì)的汽車 為 中 型載貨車，所以本次設(shè)計(jì)取 bk =； dT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 = 而 半軸齒輪的齒數(shù) 則 采用 14～ 25。 () 2r = )(12zzarctg = 9 4 )1018( ?arctg 176。30′，齒高系數(shù)為 的齒 輪 。30′的齒輪。m； n—— 行星齒輪 的 數(shù) 目 ； [ c? ]—— 支承面 許用擠壓應(yīng)力，取為 98Mpa； 所以 行星齒輪孔的深度 L 為 4 6 1 ???? dL (mm) () 差速器 齒輪 的幾何尺寸 表 差速器齒輪幾何尺寸 計(jì)算用 表 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 行星齒輪齒數(shù) Z1≥10， 應(yīng)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 s in2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)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(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎 行駛 或左右輪行駛 在 不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 所以，差速器齒輪 能夠 滿足彎曲強(qiáng)度要求。在一般 的 非斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，此時(shí)的 半軸將差速器 的半軸齒輪與輪轂連接起來。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 半浮式半軸 ，其 安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(duì)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(dòng)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(duì)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(yīng)力一般為 570N/m2。 全浮式半軸 ，其 安裝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸的凸緣 使 用 螺栓與輪轂相連接， 同時(shí) 輪轂又通過 兩個(gè)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(shè)計(jì) 半軸的結(jié)構(gòu) 型 式 在非斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，車輪 的 傳動(dòng)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(yīng)用 [2]。輪齒彎曲強(qiáng)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(jì)算式 nTT ?? ，計(jì)算得出 在此 T 為 N 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 外圓直徑 1111 c os2 ?ao hdd ?? ；22202 c os2 ?ahdd ?? ?d mm ?d mm 節(jié)圓頂點(diǎn)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 ?ahmm ?ah mm 齒根高 11 af hmh ?? 22 af hmh ?? ?fh mm。 0 2 ???? drd (mm) () 其中 dr 是 行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x。的壓力角， 達(dá)到 提高齒輪強(qiáng)度 的目的 。 再根據(jù)下 式 初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： m =110 sin2 z rA =220 sin2 z rA = 10 ?? = (mm) () 式中 A0 ， z1 ， z2 在前面 都已經(jīng) 已經(jīng)初步確定。 在任何 的一種 圓錐行星齒輪差速器中，左、右半軸齒輪的齒數(shù)之和，必須能夠被行星齒輪 個(gè)數(shù) n所整除，否則不能安裝， 所以應(yīng)當(dāng)滿足 ： nZ 右左 22 Z? =整數(shù) () 因此 本次設(shè)計(jì)符合要求。 （ 2） 預(yù)選節(jié)錐距 )~()~(0 ???? bRA (mm) () 初定為 0A =63mm。 行星齒輪球面半徑 bR 的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常 由 行星齒輪背面的球 面半徑 Rb 所決定， 它就是實(shí)際 行星齒輪的安裝尺寸， Rb 實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上 也能 表征 差速器的強(qiáng)度。 普通的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器由差速器 的 左右 兩個(gè)殼， 半軸齒輪 兩個(gè)， 行星齒輪 四個(gè) ，行星齒輪軸 一個(gè) ，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等 部件 組成。 假 設(shè)差速器殼體的角 速 度為 W0，兩個(gè)半軸的角速度分別為 W1 和 W2，則有 以下 ： 1W + 2W =2 0W () 當(dāng)某一側(cè)的半軸不轉(zhuǎn)，例如 W2=0 時(shí)，另一側(cè)的半軸角速度 就為 W1=2 W2；當(dāng)差速器 殼體 不轉(zhuǎn) 的 時(shí) 候 ，左右半軸 產(chǎn)生 反方向等速運(yùn)動(dòng)。 差速器 按 照 結(jié)構(gòu)特征 的 不同， 能夠 分為齒輪式，凸輪式，蝸輪式和牙嵌自由輪等多 種形式。 4 差 速器設(shè)計(jì) 在 汽車 非直線 行駛時(shí) 候 ，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程 基本不會(huì)相等 。 為了防止溫度升高導(dǎo)致 主減速器殼和橋殼 的內(nèi)部壓力增高，從而引發(fā)減速器 漏油的現(xiàn)象，需要 在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞。由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)的時(shí)候有 泵 油 的 作用， 就會(huì) 使 的 潤滑油經(jīng) 由圓錐滾子的小端 流向向大端。 主減速器的潤滑 因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境的影響，主減速器齒輪及其軸承，都需要 有良好潤滑 ,否則極易引起早期磨損。 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25%。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等元素，我國發(fā)展了以錳、釩、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 (3) 對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承 C， D 的徑向力由計(jì)算公式較核，軸承 C， D 均采用30216(內(nèi)徑 80，外徑 140)。 軸承 B 的徑向力 BR =。而軸承徑向載荷 即為 上述齒輪的徑向力，圓周力及軸向力 三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。 Ff 在 這個(gè) 平面內(nèi)又可分 解 為沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)圓母線方向的力 FS。m) （ ） 式中： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取 390N 對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑 ， 為 了 計(jì)算 作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。m； 0k —— 過載系 數(shù)： 0k =1； sk —— 尺寸系數(shù)： sk =1； fk —— 齒面載荷系數(shù)： fk =1； vk —— 質(zhì)量系數(shù)： vk =1； b—— 齒寬 ： b=min[ 1b 、 2b ]； J —— 齒面接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)： J =； 計(jì)算 得 ： J? =＜ [ J? ]=2800Mpa。m＜ [P]=1429Mpa，所以 齒輪表面耐磨性合格。 2f? =176。 周節(jié)