【文章內(nèi)容簡介】 1i —— 是 變 速 器 1 檔 傳 動(dòng) 比 ， 參 考 《 汽 車 理 論 》 80P ， ? ?TiTrfGitq ???0m a xm a xm a x1 s inc o s ?? ，其中 G 為 車 重 ， G=18000 10=180000N； 其 中最 大爬 坡 度 i=tan α =40%, 則α =arctan40%=； r=； Ttqmax=； i0=；η t 為傳動(dòng)效率，取 T? ==； f取 。代入各個(gè)數(shù)據(jù) 得 1i ≥ 。 fi —— 是分動(dòng)器傳動(dòng)比，由于此車為單驅(qū)動(dòng)軸，無需設(shè)計(jì)分動(dòng)器，所以取 fi =1。 ?—— 是從發(fā)動(dòng)機(jī)到萬向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，取 ? =。 n —— 是驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， n =1。 代入以上各個(gè)參數(shù)值，得 Tce=。 ② csT 的計(jì)算： 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 13 頁 共 33 頁 mmirmGTcs ??22? （ 33) 式中： 2G —— 滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，參見《汽車設(shè)計(jì)》（ 1） 21P ， 表 1 6 ， 有 滿 載 后 軸 載 重 6 5 % 70%， 所 以 可 取 2G =180000 65%=117000N。 2m —— 汽車最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù)，商用車 : 2m =～ ,乘用車： 2m =～ ，這里取 2m =。 ? —— 輪胎與路面間的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，在良 好的混凝土或者瀝青路上， ? 可取 。 r —— 輪胎滾動(dòng)半徑， r =。 mi —— 主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比，及輪邊減速器傳動(dòng)比，為 4。 m? —— 主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率，取 。 代入以上各個(gè)參數(shù)，可得 csT =19464n m。 由①②的結(jié)果，比較 ceT 與 csT 得 ? ?csced TTT ,min? =csT =19464n m。 再將各參數(shù)代入公式 3 dTKRbb ?， 得 bR =。 差速器行星齒輪球面半徑確定后 ，可以根據(jù)下式預(yù)選節(jié)錐距 0A 。 0A =(～ ) bR =66mm （ 34） 確定行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù) 1Z 、 2Z 為了取最大的模數(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。但一般不少于 10。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 1z /2z 在 ～ 的范圍內(nèi)。 差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，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，淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 14 頁 共 33 頁 差速器將無法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： In zz RL ?? 22 （ 35） 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， n =4。 I —— 任意整數(shù)。 在此取 1z =12， 2z =20 滿足以上要求。 確定行星齒輪與半軸齒輪節(jié)錐角節(jié)錐角 1? ， 2? ，模數(shù) m 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?? = 2412arctan =176。 =27 176。 122 arctan zz?? = 1224arctan =176。 =63176。 并且滿足 1? + 2? =90176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m m= 110sin2 ?zA = 220sin2 ?zA = ?? 27sin12662 = 經(jīng)查閱文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》，取 m=5。從而可以算出行星齒輪與半軸齒輪的大端分度圓直徑，即 12511 ??? mzd =60mm ， 1 2 024522 ???? mzd mm。 確定壓力角α 查閱資料可知，在目前，汽車差速器的齒輪廣泛采用的是 176。的壓力角，齒高系數(shù)為 。最小齒數(shù)可減少到 10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸 齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為 20176。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。在此選壓力角 176。 確定行星齒輪軸直徑 d 及支承長度 行星齒輪軸直徑 d（ mm）為 ? ?dc nrTd ? 10 30 ?? (36) 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 15 頁 共 33 頁 式中： 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， N m；在此 0T =19464N m。 n —— 行星齒輪的數(shù)目；在此為 4。 dr —— 行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，約為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑 d39。2 的一半，即 dr = 2239。d ，而 d39。2 ≈ 2d = 120=96，則 dr = 2239。d =96/2=48mm。 ??c? —— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取 98 MPa。 代入各個(gè)參數(shù)可得， d≈ 30mm。 行星齒輪在軸上的支承長度 L==33mm。 進(jìn)行差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受 的載荷較大，它不像主減速器那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)或左右輪行駛不同的路程時(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)的相對運(yùn)動(dòng)。因此，對于差速器齒輪，主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的計(jì)算。齒輪彎曲應(yīng)力 w? （ MPa）為 322 102 ?? Jndmbk kkTvmscw? (37) 式中： cT —— 差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式 2 9 2 041 9 4 6 ????? nTTcn m。 n —— 差速器的行星齒輪數(shù)， n=4。 sk —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理等因數(shù)有關(guān)，當(dāng)ｍ ? 時(shí)， 4 ?，在此 4?sK＝ 。 mk —— 齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)： mk ＝ ～ ；懸臂式結(jié)構(gòu)： mk =～ ，在此取 mk =。 vk —— 質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)， vk =。 m —— 齒輪模數(shù)， m=5。 2b 、 2d —— 分別為半軸齒輪齒寬及其大端分度圓直徑， [ 2b =（ ～ ） 0A =，取 20mm， 2d =120mm]。 J —— 計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，參考《驅(qū)動(dòng)橋》 P131， 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 16 頁 共 33 頁 圖 38，即下圖，可以取 J=。 圖 38 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 代入以上各個(gè)參數(shù)，可以得 9 442 2 2 9 2 02 3 ?????? ?????w?MPa980MPa 所以差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 根據(jù)以上計(jì)算過程將直齒錐齒輪的各個(gè)參數(shù)整理計(jì)算如表 31 表 31 序號(hào) 項(xiàng)目 計(jì)算公式 計(jì)算結(jié)果 1 行星齒輪齒數(shù) 1z ≥ 10，應(yīng)盡量取最小值 1z =12 2 半軸齒輪齒數(shù) 2z =14～ 25，且滿足 Inzz RL ?? 22 2z =24 3 模數(shù) m m =5mm 4 齒面寬 b=(～ )A0 。b≤ 10m 20mm 5 工作齒高 mhg ? gh =8mm 6 全齒高 ?? mh 9?h mm 7 壓力角 ? 176。 8 軸交角 ? =90176。 ? =90176。 9 節(jié)圓直徑 11 mzd ? 22 mzd ? 601?d mm 1202?d mm 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 17 頁 共 33 頁 10 節(jié)錐角 211 arctan zz?? 12 90 ?? ??? 1? =27176。 2? =63176。 11 節(jié)錐距 22110 s in2s in2 ?? ddA ?? 0A =66mm 12 周節(jié) t = t = 13 齒頂高 21 aga hhh ?? 。mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 2fh = 2ah 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c =h gh = + c = 16 齒根角 1? = 01arctanAhf 022 arctan Ahf?? 1? =176。 2? =176。 17 面錐角 211 ??? ??o 122 ??? ??o 1o? =176。 2o? =176。 18 根錐角 111 ??? ??R 222 ??? ??R 1R? =176。 2R? =176。 19 外圓直徑 11101 c o s2 ?ahdd ?? 22202 c o s2 ?ahdd ?? 01d = 02d = 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 18 頁 共 33 頁 確定差速器齒輪材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為 20CrMnTi、 20CrMoTi、 22CrMnMo 和 20CrMo 等。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。在這里，選用差速器齒輪材料為 20CrMnTi。差速器齒輪如下圖。 圖 39 行星齒輪 圖 310 半軸齒輪 半軸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 確定半軸結(jié)構(gòu)形式 從差速器傳出來的扭矩經(jīng)過半軸 （或在經(jīng)過輪邊減速器）、輪轂最后傳給車輪，所以半軸淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 （論文） 第 19 頁 共 33 頁 是傳動(dòng)系中傳遞扭矩的一個(gè)重要零件。 半軸由于受力情況不同，它有半浮式、 3/4 浮式和全浮式三種形式。半軸傳遞扭矩是它的首要任務(wù)。但由于輪轂的安裝結(jié)構(gòu)不同， 非全浮式半軸除受到扭矩之外，還要受到車輪上的作用力諸如 :車輪上的垂直力、側(cè)向力以及牽引力或制動(dòng)力所形成的縱向力。 半浮式半軸的結(jié)構(gòu)