【正文】 （ ） 式中： max1T ——主動(dòng)齒輪最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； 1T——主動(dòng)齒輪工作轉(zhuǎn)矩， mN? ； 1d ——主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑， mm； d1=42mm fK ——齒面質(zhì)量系數(shù)，一般情況下，對(duì)于制造精確的齒輪可取 fK =； pC ——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 /mm； sK ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情 況下，可取 SK =1； 0K 、 mK 、 vK 選擇同式（ ） B——計(jì)算齒輪的齒面寬， B=41mm； J ——齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取 ，見(jiàn)圖 所示； 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 小齒輪齒數(shù) 1z 25 齒輪的平均齒面接觸強(qiáng)度： jm? = jm][? =1750MPa 齒輪的最大齒面接觸強(qiáng)度： je? = je][? =2800MPa， 故符合要求、校核合理。 1 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 如圖 所示錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。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 dT 進(jìn)行計(jì)算。 經(jīng)計(jì)算 dT = N 表 圓錐齒輪軸向力與徑向力 主動(dòng)齒輪 軸向力 徑向力 螺旋方向 旋轉(zhuǎn) 方向 右 左 順時(shí)針 反時(shí)針 )c oss ins in( t a nc os 221 ????? ???? PA )c o ss ins in( t a nc o s 112 ????? ???? PA )s ins inc os( t a nc os 221 ????? ???? PR )s ins inc os( t a nc os 112 ????? ???? PR 27 右 左 反時(shí)針 順時(shí)針 )c oss ins in( t a nc os 111 ????? ???? PA )c oss ins in( t a nc os 222 ????? ???? PA )s ins inc os( t a nc os 111 ????? ???? PR )s ins inc os( t a nc os 222 ????? ???? PR 主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽螅恍D(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針： )c oss ins in( t a nc os 111 ????? ???? PA =9763 N （ ） )s ins inc os( t a nc os 111 ????? ???? PR = 7026 N （ ） 從動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)橛遥盒D(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針： )c oss i ns i n( t a nc os 222 ????? ???? PA=7026（ N） （ ） )s i ns i nc os( t a nc os 222 ????? ???? PR=9763（ N） （ ） 式中： ? ——齒廓表面的法向壓力角 20? ； 1? ——主動(dòng)齒輪的節(jié)錐角 ? ； 2? ——從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角 ? 。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支 承形式和軸承位置已初步確定，計(jì)算出齒輪的軸向力、徑向力圓周力后，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端靠近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使 得到循環(huán)。 加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。 30 第 4 章 差速器的設(shè)計(jì) 差速器的結(jié)構(gòu)形式 汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。 強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對(duì)稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。 圖 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器 普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼， 2 個(gè)半軸齒輪， 4 個(gè)行星齒輪 (少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪 )，行星齒輪軸 (不少裝 4 個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu) )，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。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已被廣泛應(yīng)用。 BR 確定后，即根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： 0A =（ ～ ） BR =～ （ ） 取 48mm 行星齒輪 與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度， 應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于 10。 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) RL zz 22 , 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足： nzz RL 22? = =10 （ ） 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 21,?? ： ?? 63a r c t a n。3022? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且再小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的情況下還可由切相修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪 與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。2d 是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直 徑 239。3022??? 8 軸交角 ?? ?90 9 節(jié)圓直徑 mmmzdmmmzd 100。1 hhh g ????????????????????????? mzzh 21239。1101 ??? ?hdd mm .61 0 2c o s2 239。239。 本章小結(jié) 本章首先說(shuō)明了差速器作用及工作原理，對(duì)對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的基本參數(shù)進(jìn)行了必要的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)差速器齒輪的幾何尺寸及強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算，最終確定了所設(shè)計(jì)差速器的各個(gè)參數(shù)，取得機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)值并滿足了強(qiáng)度計(jì)算和校核。由此可見(jiàn)，半浮式半軸承受的載荷復(fù)雜，但它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)。側(cè)向力引起的彎矩使軸承有歪斜的趨勢(shì)，這將急劇降低軸承的壽命。 由于車輪所承受的垂向力、縱向力和側(cè)向力以及由它們引起的彎矩都經(jīng)過(guò)輪轂、輪轂軸承傳給橋殼，故全浮式半軸在理論上只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。本車選用全浮式 。具有全浮式半軸的驅(qū)動(dòng)橋的外端結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，需采用形狀復(fù)雜且質(zhì)量及尺寸都較大的輪轂，制造成本較高，故轎車及其它小型汽車不采用這種結(jié)構(gòu)。 全浮式半軸的外端與輪轂相聯(lián)，而輪轂又由一對(duì)軸承支承于橋殼的半軸套管上。 3/4 浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部 ，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部與輪轂相固定。 半浮式半軸以靠近外端的軸頸直接支承在置于橋殼外端內(nèi)孔中的軸承上，而端部則以具有錐面的軸頸及鍵與車輪輪轂相固定，或以突緣直接與車輪輪盤及制動(dòng)鼓相聯(lián)接 )。 汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為 JmFzK KKTKv msw 22 03102 ??? （ ） 式中： T——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩， mN? ； 35 nTT j ?? （ ） nTT jE ?? =4 ?= mN? ； nTT jmm ?? = 4 ? = mN? ； n——差速器行星齒輪數(shù)目 4； 2z ——半軸齒輪齒數(shù) 20； 0K ——超載系數(shù) ； vK ——質(zhì)量系數(shù) ； sK ——尺寸系數(shù) 4 ? =； mK ——載荷分配系數(shù) ； F——齒面寬 13mm； m——模數(shù) 5mm； J——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力的總和系數(shù) ，見(jiàn)圖 。1101 ??? ?? hd mm in2 239。11 ??? hmh mm 39。27a r c t a n1221 21 ???? zzzz ?? 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d =56mm 12 周節(jié) t== 13 齒頂高 ??? 39。 表 為汽車差速器用錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟，表中計(jì)算用的弧齒厚系數(shù) τ見(jiàn)圖 。 圖 安裝孔直徑 ? 及其深度 L ??L =26（ mm） nlTL c ???? ][ 302??? nlT C ][ 1030?? ??= mm （ ） 式中： 0T ——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 mN? ； n——行星齒輪數(shù) 4； l——行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x， mm. 39。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 220xx0 s i n2s i n2 ?? zAzAm ??= （ ） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 5； 32 式中： 210 , zzA 在前面已初步確定。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ～ 2 范圍內(nèi)。 31 行星齒輪球面半徑 BR （ mm）的確定：錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 BR ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。例如加進(jìn)摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱的、能強(qiáng)制鎖住差速器的裝置 ——差速鎖等。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪式。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器的參數(shù)，對(duì)主減速器齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算并對(duì)主減速器齒輪 的材料及熱處理，主減速器的潤(rùn)滑等做了必要的交待。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油流進(jìn)差速器，有的采用專門的倒油匙 [10]。 所以，軸承 A 的徑向力 AR = N 軸承 B 的徑向力 BR = N 懸臂式支撐的主動(dòng)齒輪 a=30， b=60， c=150 式中： AR ， BR ——軸承 A、 B 的徑向載荷 P——齒面寬中點(diǎn)處的圓周力； A——主動(dòng)齒輪的軸向力； R ——主動(dòng)齒輪的徑向力； md1 ——主動(dòng)齒輪齒 面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時(shí)，還應(yīng)考慮徑向力所應(yīng)起的派生軸向力的影響。主動(dòng)齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT1 ； md ——該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。m； 26 1if ， 2if … iRf ——變速器在各擋的使用率，可參考表 選取 ％， 2％， 5％，15％， ％ ； 1gi ， 2gi … gRi ——變速器各擋的傳動(dòng)比 ， ， ， ， 1； 1Tf ， 2Tf … TRf ——變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表 選取 50％，60％， 70％， 70％， 60％ 。 圖 主動(dòng)錐齒輪工作時(shí)受力情況 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 對(duì)于主動(dòng)錐齒輪， T= mN? ；從動(dòng)錐齒輪， T= mN? ； 將各參數(shù)代入式（ ），有： 主動(dòng)錐齒輪， w? =； 從動(dòng)錐齒輪， w? =； 主從動(dòng)錐齒輪的 wσ ≤[wσ ]=700MPa，輪齒彎曲強(qiáng)度滿足要求。 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)： FdrGp r?????210232 ? （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增加量，在此取 58800N； ?——輪胎與地面的附著系數(shù)，在此取 ； r ——輪胎的滾動(dòng)半徑，在此取 0. 5m； 按上式 8 8 0 0 3? ????p = N／ mm。 19 外圓直徑 1111 c os2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1