【正文】 3 TKR BB ? mm (33) 式中： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～ ，對于有 4 個行星齒輪的載貨汽車取小值； T—— 計算轉(zhuǎn) 矩，取 Tce 和 Tcs的較小值， N 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定 這兩種齒輪齒數(shù)時，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 ， Rz2 之和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： In zz RL ?? 22 （ 34） 式中： Lz2 ， Rz2 —— 左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說， Lz2 = Rz2 n —— 行星齒輪數(shù)目； I —— 任意整數(shù)。2? =176。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。 23 6. 行星齒輪安裝孔的直徑 ? 及其深度 L 行星齒輪的安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常取： ??L ? ?nlTL c ???? ???302 ? ?nlT c?? 1030?? （ 35） 式中： 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N2 為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而 d39。 24 8 軸交角 ? =90176。 1fh = 2ah 1fh =。 17 面錐角 211 ??? ??o ； 122 ??? ??o 1o? =176。 19 外圓直徑 1111 co s2 ?ao hdd ?? ；22202 co s2 ?ahdd ?? ?d mm ?d mm 20 節(jié)圓頂點至齒輪 外緣距離 139。12 1s = mm 2s = mm 22 齒側(cè)間隙 B =～ mm B = 23 弦齒厚 26 213 BdssS iiii ???? 1?S = 2?S = 25 24 弦齒高 iiiii dshh 4cos239。 m； n —— 差速器的行星齒輪數(shù)； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 0K 、 vK 、 sK 、 mK —— 見式（ 29）下的說明； J —— 計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)， 由圖 31 可查得 J = 圖 32 彎曲計算用綜合系數(shù) 根據(jù)上式 w? = 3 ??? ????? = MPa〈 MPa 所以，差速器齒輪滿足彎 曲強度要求。 設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時 首先可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進行強度校核。 若按最大附著力計算，即 ?2 239。 m； ? —— 汽車傳動效率，計算時可取 1 或取 ； i —— 傳動系最低擋傳動比； r —— 輪胎的滾動半徑， m。 全浮式半軸的 強度計算 首先是 驗 算其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 ? ： 316dT??? MPa （ 44） 式中： T —— 半軸的計算轉(zhuǎn)矩， N 半軸花鍵的強度計算 在計算半軸在承受最大轉(zhuǎn)矩時還應(yīng)該校核其花鍵的剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力。 BD —— 半軸花鍵的外徑， mm，在此取 。 ? —— 載荷分布的不均勻系數(shù)，計算時取 。 驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計要求： ① 應(yīng)具有足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常，并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力； ② 在保證強度和剛度的情況下，盡量減小質(zhì)量以提高行駛的平順性； ③ 保證足夠的離地間隙； ④ 結(jié)構(gòu)工藝性好，成本低； ⑤ 保護裝于其 中的傳動系統(tǒng)部件和防止泥水浸入； ⑥ 拆裝，調(diào)整，維修方便。C）沖擊值急劇降低的問題，得到了與常溫相同的沖擊 值。安裝制動底板的凸緣與橋殼住在一起。尤其是重型汽車，其驅(qū)動橋殼承載很重，在此采用球鐵整體式橋殼。在通常的情況下，在設(shè)計橋殼時多采用常規(guī)設(shè)計方法，這時將橋殼看成簡支梁并校核某些特定斷面的最大應(yīng)力值。 橋殼的靜彎曲應(yīng)力計算 橋殼猶如一空心橫梁，兩端經(jīng)輪轂軸承支承于車輪上，在鋼板彈簧座處橋殼承受汽車的簧上載荷，而左、右輪胎的中心線，地面給輪胎的反力 2/2G （雙輪胎時則沿雙 胎中心），橋殼則承受此力與車輪重力 wg 之差值，即（wgG?22 ），計算簡圖 如 52所示 。通常由于 wg 遠小于 2/2G ，且設(shè)計時不易準確預(yù)計，當無數(shù)據(jù)時可以忽略不計所以 ? ?22 ? ???M=26975N 根據(jù)上式橋殼的靜彎曲應(yīng)力 71 2726975 ??wj? =43 MPa 在不平路面沖擊載荷作用下的橋殼強度計算 32 當汽車在不平路面上高速行駛時，橋殼除承受靜止狀態(tài)下那部分載荷外，還承受附加的沖擊載荷。關(guān)于橋殼在鋼板彈簧座附近的危險斷面的形狀， 主要由橋殼的結(jié)構(gòu)形式和制造工藝來確定，從橋殼的使用強度來看，矩形管狀（高度方向為長邊）的比圓形管狀的要好。 m (51) 式中： 2G —— 汽車滿載時靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷，在此 130000N； 31 wg —— 車輪（包括輪轂、制動器等）重力， N； B —— 驅(qū)動車輪輪距，在此為 1860m。只要在這三種載荷計算工況下橋殼的強度特征得到保證，就認為該橋殼在汽車各種行駛條件下是可靠的。 橋殼的受力分析與強度計算 選定橋殼的結(jié)構(gòu)形式以后，應(yīng)對其進行受力分 析，選擇其端面尺寸，進行強度計算。 另外，由于汽車的輪轂軸承是裝在半軸套管上，其中輪轂內(nèi)軸承與橋殼鑄件的外端面相靠，而外軸承則與擰在半軸套管外端的螺母相抵，故半軸套管有被拉出的傾向，所以必須將橋殼與半軸套管用銷釘固定在一起。如圖 51所示，每邊半軸套管與橋殼的壓配表面共四處，由里向外逐漸加大配合面的直徑，以得 到較好的壓配效果。 鑄造整體式橋殼的結(jié)構(gòu) 通?？刹捎们蚰T鐵、可鍛鑄鐵或鑄鋼鑄造。 此節(jié)的有關(guān)計算參考了《汽車車橋設(shè)計》 ［１ ］ 中關(guān)于半軸的計算的內(nèi)容。 z —— 花鍵齒數(shù)；在此取 24 pL —— 花鍵工作長度， mm，在此取 120mm。 m ，在此取 m； d—— 半軸桿部的直徑， mm。 根據(jù)上式 ?????? RL XX = N 在此 ?? RL XX 22 T =m —— 汽車加速或減速時的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ～ 在此取 。 由于車輪承受的縱向力 2X ，側(cè)向力 2Y 值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有 22222 YXZ ??? 故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。 26 第四章 驅(qū)動半軸的設(shè)計 驅(qū)動車輪的傳動裝置位于汽車傳動系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器的半軸齒輪傳給驅(qū)動車輪。因此對于差速器齒輪主要應(yīng)進行彎曲強度校核。2102 sin2 ?? hd ?? ?? mm ?? mm 續(xù)表 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 21 理論弧齒厚 21 sts ?? ? ? mhhts ?? ???? t a n2 39。 18 根錐角 111 ??? ??R ； 222 ??? ??R 1R? =176。022 arctan Ahf?? 1? =176。?? ? 11 節(jié)錐距 22110 sin2sin2 ?? ddA ?? 0A = 12 周節(jié) t = t = 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 。2 ??d =144mm l = 144=72mm ? 10299103??? ??≈ 36mm ??L ≈ 40mm 差速器齒輪的幾何計算 表 31汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項目 計算公式 計算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥ 10，應(yīng)盡量取最小值 1z =10 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且需滿足式（ 34） 2z =18 3 模數(shù) m m =10mm 4 齒面寬 b=(～ )A0 。 m n —— 行星齒輪的數(shù)目；在此為 4 l —— 行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x， mm， l ≈ 39。在此選 176。的壓力角，齒高系數(shù)為 。 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? 211 arctan zz?? = 1810arctan =176。但一般不少于 10。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 載貨汽車采用 4個行星齒輪。如圖 32所示。于是 1? r + 2? r =（ 0? r + 4? r ） +( 0? r 4? r ) 21 即 1? + 2? =2 0? （ 31） 若 角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) n 表示，則 021 2nnn ?? （ 32） 式（ 32）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐 齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。行星齒輪的中心點為 C， A、 B、 C 三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 r 。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理 圖 31 差速器差速原理 如圖 31 所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。 此節(jié)計算內(nèi)容參考了 《汽車車橋設(shè)計》 [1]和 《汽車設(shè)計》 [3]關(guān)于主減速器的有關(guān)計 算。 對于從動齒輪的軸承 C， D 的徑向力計算公式見式（ 218）和式（ 219）已知 F=25450N，aZF =9662N， RZF =20202N， a=410mm， b==250mm 所以，軸承 C的徑向力： cR = ? ? ? ? 22 ?????? = 19 軸承 D 的徑向力： DR = ? ? ? ? 22 ?????? = 軸承 C， D均采用 7315E，其額定動載荷 Cr為 134097N （ 3）對于軸承 C，軸向力 A=9662N，徑向力 R=，并且RA=〉 e，在此 e值為 ，由 《機械設(shè)計》 [6]中表 可查得 X=， Y== 所以 Q= ? ?YRXAfd ? =( 9662＋ )= hL = ????????? ?QCrn16670 = ??????? =2896 3 h hL39。 （ 2）對于軸承 B，在此并不是一個軸承，而是一對軸承，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， e 值與單列軸承相同。 有上式可得軸承 A的使用壽命 72860 8???hL =6188 h 若大修里程 S定為 100000 公里，可計算出預(yù)期壽命即 hL39。 pf —— 為載荷系數(shù)，在此取 。當主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計算出軸承的徑向載荷。 F與 fF 之間的夾角為螺旋角 ? ， FT 與 fF 之間的夾角為法向壓力角 ? ，這樣就有： ?? coscosTFF ? （ 213） ??? c o s/tans in FFF TN ?? （ 214） ??? ta ns inc o s FFF TS ?? （ 215） 于是，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力 A和徑向力 R 分別為 ? ???????? c oss i ns i ntanc osc oss i n ???? FFFF SNaz （ 216） ? ?