【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，在此取 12020 =117600N Rf — 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，轎車(chē)取 ~；載貨汽車(chē)取 ~；越野車(chē)取 ~；在此取 . Hf — 汽車(chē)正常使用時(shí)的爬坡能力系數(shù)。一般轎車(chē)取 ；載貨汽車(chē)和城市公共汽車(chē)取 ~；長(zhǎng)途汽車(chē)取 ~；越野車(chē)取 ~ 。 Pf — 汽車(chē)性能系數(shù) 代入 數(shù)字可得 Pf =0； 最后? ?a 7 6 4 4 0 0 . 5 0 2 0 . 1 8 0 . 0 7 0() 97890 . 9 8 1 1r R H PjmL B L BG r f f fTNin ? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?η 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 齒數(shù)的選擇 齒數(shù)選擇的要求 ， io 較大時(shí)；主動(dòng)齒輪齒數(shù) z1取得小些，以得到滿(mǎn)意的驅(qū)動(dòng)橋離地間距 [3]。 2. io≥ 6 時(shí)， z1最小可以去到 5，但為了嚙合平穩(wěn)與提高疲勞強(qiáng)度， z1 最好大于 5； ，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)之間應(yīng)避免公約數(shù)； ，其齒數(shù)之和對(duì) 于轎車(chē)不應(yīng)小于 40；對(duì)于轎車(chē)不應(yīng)小于 50； 因此根據(jù)齒數(shù)選擇的要求及下表 171，可以選 z1 為 7，則 z2=7 =2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 ≈ 44。 表 171 齒數(shù)推薦 節(jié)圓直徑的選擇 可根據(jù)從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見(jiàn)式 、 并取兩者中較小的一個(gè)為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 232 djd K T?? （ ） 式中 2d — 從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑； 2dK — 直徑系數(shù)，取 13~16，在此取 14。 jT — 計(jì)算轉(zhuǎn)矩取式子 、 中較小者。 最后代入數(shù)字有： 2d = 31 4 3 8 2 6 5 4 7 1 .7 5 mm?? d2=475mm. 齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可有式子 m=d2/z2 算出從動(dòng)齒輪大端端面模數(shù)，代入數(shù)字有；m=455/44≈ ： 3mjm K T?? （ ） 式中 jT — 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； mK — 模數(shù)系數(shù)，取 ~。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 代入數(shù)字有： ≤ m≤ ,因此符合要求，又根據(jù)下表 173 選擇合適的模數(shù)； 表 173 錐齒輪模數(shù)（ mm） 最后選取 m=11mm,反算有 d2=44 11=484mm。 齒面寬的 選擇 雙曲面齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。 因此從動(dòng)齒輪齒寬 F= （ ） 最后得： F= 484=；最后取整： F=80mm。主動(dòng)齒輪齒寬 F1應(yīng)比 F 大 10%，因此 F1= 80=88mm。最后取整 F1=88mm 雙曲面齒輪的偏移距 E 與偏移方向的選擇 [1] 轎車(chē)、輕型客車(chē)和輕型載貨汽車(chē)主減速器的 E 值，不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距0A 的 40%（接近于從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑 2d 的 20%）；而載貨汽車(chē)、越野汽車(chē)和公交車(chē)等重負(fù)荷傳動(dòng)， E 則不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距 0A 的 20%（或取 E 為 2d 的10%～ 12%，一般不超過(guò) 12%）。傳動(dòng)比越大則 E 也應(yīng)越大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)， E 可達(dá)到 2d 的 20%～ 30%，但此時(shí)需要檢查是否存在根切。因此有： E = d2= 484=,取整有 E=48mm。 雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種如圖 17。由從動(dòng)齒輪的錐頂2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 向其齒面看去，并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線(xiàn)的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線(xiàn)下方，則為下偏移。如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反 . 圖 17 偏移方向 （ a） ,(b)主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪右旋 — 下偏移 （ c） ,(d)主動(dòng)齒輪右旋，從動(dòng)齒輪左旋 — 下偏移 雙曲面齒輪螺旋方向的選擇 無(wú)論怎么選擇。都應(yīng)該遵循的原則是；當(dāng)變 速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，防止輪齒卡死而損壞。如圖 18，可知為了使車(chē)輛前進(jìn)擋向前行駛，則從動(dòng)齒輪應(yīng)該是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)（從齒輪背后看去）。而主動(dòng)齒輪從大端看向小端應(yīng)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所以根據(jù)圖可知，主動(dòng)齒輪的螺旋方向選左旋，從動(dòng)齒輪的螺旋方向是右旋。只有這樣才能使汽車(chē)掛前進(jìn)擋時(shí)主動(dòng)齒輪軸向力離開(kāi)錐頂方向。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 圖 18 雙曲面齒輪的螺旋方向及軸向力 螺旋角的選擇 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪螺旋角沿齒寬是變化的，因此，常用齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角來(lái)表示，稱(chēng)為中 點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角（圖 19）。螺旋錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的， 而雙曲面齒輪副由于存在偏移距 E ，而使其中點(diǎn)螺旋角不相等，且主動(dòng)齒輪螺旋角 1? 要比從動(dòng)齒輪螺旋角 2? 大 ,兩者之差稱(chēng)為偏移角 ? 。 圖 19 螺旋角 選擇 ? 時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù) Fm 、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。 ?越大，則 Fm 也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。一般 Fm 應(yīng)不小于 ，對(duì)于轎車(chē)應(yīng)在 ~ 內(nèi)選取。但是 ?過(guò)大，齒輪上所受的軸向力也會(huì)過(guò)大 [3]。 “格里森”制齒輪推薦用下式預(yù)選主動(dòng)齒輪螺旋角的名義值： 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 21122 5 5 9 0z Ezd? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 式中： 39。1? — 主動(dòng)齒輪名義（中點(diǎn)）螺旋角的預(yù)選值； 1z 、 2z — 主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)； 2d — 從動(dòng)齒輪的分度圓直徑； E — 雙曲面齒輪副的偏移距。 代入數(shù)字有： 0 0 0 021 12 4 8 4 4 4 82 5 5 9 0 2 5 5 9 0 4 6 . 4 67 4 8 4zzd? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?‘ 最后根據(jù)下表 177b 選取 450。 表 177b 螺旋角選擇參考表 所 得的螺旋角應(yīng)按表 177c 來(lái)檢驗(yàn) Fm 的大小，使其不小于 坐標(biāo) F/m 是齒面寬與模數(shù)之比。 偏移角 ? ： 按雙曲面齒輪幾何計(jì)算用表，則有： 2? = 1? ? == 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 表 177c 齒面重疊系數(shù) 齒輪法向壓力角的選擇 ? 格里森制齒輪規(guī)定轎車(chē)主減速器螺旋錐齒輪選用 14176。 30′或 16176。的法向壓力角，載貨汽車(chē)和重型汽車(chē)選用 20176?；?22176。 30′的法向壓力角；對(duì)于雙曲面齒輪轎車(chē)選用 19176。的平均壓力角，載貨汽車(chē)選用 22176。 30′的平均壓力角。當(dāng) 1z ≥ 8時(shí)，其平均壓力角均選用 21176。 15′。因此本次設(shè)計(jì)選取 22176。 30′ . 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 雙曲面幾何尺寸 序號(hào) 名稱(chēng) 結(jié)果 1 1z（ 小 齒 輪 齒 數(shù) ） 7 2 2z（ 大 齒 輪 齒 數(shù) ） 44 3 m（ 模 數(shù) ） 11 4 2F（ 大 齒 輪 齒 寬 ） 80 5 1F（ 小 齒 輪 齒 寬 ） 88 6 ?（ 壓 力 角 ） 7 E（ 小 齒 輪 軸 線(xiàn) 偏 置 距 離 ） 48 8 1d（ 小 齒 輪 分 度 圓 ） 96 9 2 ()d 大 齒 輪 分 度 圓 直 徑 484 10 ()dr 刀 盤(pán) 名 義 直 徑 11 1?（ 小 齒 輪 螺 旋 角 ） 450 12 2?（ 大 齒 輪 螺 旋 角 ） 176。 13 1?（ 小 齒 輪 節(jié) 錐 角 ） 100（大約） 14 2?（ 大 齒 輪 節(jié) 錐 角 ） 790（大約） 15 02 ()? 大 齒 輪 面 錐 角 800（大約） 16 2R? （ 大 齒 輪 根 錐 角 ） 740（大約） 17 ?（ 偏 移 角 ） 18 1 ()mR 小 齒 輪 齒 面 中 心 處 分 度 圓 40 19 aK 大 齒 輪 齒 頂 高 系 數(shù) 20 2?（ 大 齒 輪 齒 頂 角 ） 43（單位為分） 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 21 2?（ 大 齒 輪 的 齒 根 角 ） 279（單位為分） 22 螺旋方向 主動(dòng)齒輪左旋，從動(dòng)齒輪 右旋。 23 旋轉(zhuǎn)方向 主動(dòng)齒輪順時(shí)針，從動(dòng)齒輪逆時(shí)針。 雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 ： Pp F? （ ） 式中 p — 單位齒長(zhǎng)的圓角力； P — 作用在齒輪上的圓周力； F — 從動(dòng)齒輪的齒面寬度； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) ： m ax12 1 0 0 0egTip dF??? ? （ ） 式中： maxeT — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； gi — 變速器傳動(dòng)比，通常?、駲n及直接檔進(jìn)行計(jì)算； 1d — 主動(dòng)齒輪分度圓直徑；對(duì)于雙曲面齒輪分度圓直徑有： 01 2 21 021 c o s 7 4 8 4 c o s 2 8 . 7 2 9 5 . 5 0 9 6c o s 4 4 c o s 4 5zdd z ???? ??? ? ? ??? 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)有 ： 222 1 0 0 0rGp dF??? ? ?? ? （ ） 式中： 2G — 滿(mǎn)載下驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷； ? — 輪胎與地面的附著系數(shù)； r? — 輪胎的滾動(dòng)半徑； 2d — 主減速器從動(dòng)齒輪分度圓半徑 。 p 常作為估算主減速器齒輪表面耐磨性。許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 [p ]見(jiàn)表 表2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 181?，F(xiàn)代汽車(chē)材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，計(jì)算所得的 p 值有可能 高出該圖數(shù)據(jù)達(dá) 20%~25%； 表 181 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 [p ] N/mm 代入相應(yīng)的數(shù)字有： m a x12 1 0 0 0 2 7 3 0 9 . 2 1 0 0 0 1 7 4 8 . 9 6 /9 6 8 0egTip N m mdF?? ? ? ?? ? ??? 222 1 0 0 0rGp dF??? ? ?? ?= 2 7 6 4 4 0 0 . 8 5 0 . 5 0 2 1 0 0 0 1 6 8 4 . 7 5 /4 8 4 8 0 N m m? ? ? ???? 表中的載貨汽車(chē)圓周力數(shù)據(jù)都擴(kuò)大 25%。有 。小于 N/。 齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 w? （ N/mm2） 3 022 1 0 j s mw vT K K KK F zm J???? （ ） 式中： w? — 錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力； jT — 所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ()；從動(dòng)齒輪按 ,je jTT? 中較小和 jmT 計(jì)算（一般由于從動(dòng)齒輪受力較主動(dòng)齒輪大，常只校核從動(dòng)齒輪） ； 0K — 超載載系數(shù)； sK — 尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng) m ≥ 時(shí)， sK =(m ／ ) 。計(jì)算得： . 2020 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 mK — 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均采用跨置式結(jié)構(gòu)： mK =～ ，當(dāng)一個(gè)齒輪采用跨置式結(jié)構(gòu)： mK =～ ； vK — 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，vK =； F — 所計(jì)算的齒輪齒面寬 (mm)； z — 所討論齒輪的齒數(shù)； m — 端面模數(shù) J — 所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，從表 182 選取 。 ,je jTT? 中較小計(jì)算時(shí)，汽車(chē)主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力為 700MPa。按 jmT 計(jì)算時(shí)，許用彎曲應(yīng)力為 ,破壞循環(huán)次數(shù)為 6 106。從動(dòng)齒輪受力一般都比主動(dòng)齒輪大。所以本次計(jì)算所采用的數(shù)據(jù)為從動(dòng)齒輪的。從表 182 可知 J ≈： 3 30222 1 0 2 1 0 3 8 2 6 1 . 0 5 1 0 . 8 1 1 1 5 0 9 . 4 61 8 0 4 4 1 1 0 . 2 8 6j s mw vT K K K M P aK F z m J??? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?計(jì)算結(jié)果小于 700MPa,所以符合要求，合格。將 jT 換成 jmT 計(jì)算時(shí)，有322 10 9789 1 80 44 11 M P