【文章內(nèi)容簡介】 ，在此取 12020 =117600N Rf — 道路滾動阻力系數(shù)，轎車取 ~；載貨汽車取 ~；越野車取 ~；在此取 . Hf — 汽車正常使用時的爬坡能力系數(shù)。一般轎車取 ；載貨汽車和城市公共汽車取 ~；長途汽車取 ~；越野車取 ~ 。 Pf — 汽車性能系數(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；主動齒輪齒數(shù) z1取得小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間距 [3]。 2. io≥ 6 時， z1最小可以去到 5，但為了嚙合平穩(wěn)與提高疲勞強度， z1 最好大于 5； ，主、從動齒輪齒數(shù)之間應(yīng)避免公約數(shù)； ，其齒數(shù)之和對 于轎車不應(yīng)小于 40；對于轎車不應(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)計說明書 8 ≈ 44。 表 171 齒數(shù)推薦 節(jié)圓直徑的選擇 可根據(jù)從動齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（見式 、 并取兩者中較小的一個為計算依據(jù)）按經(jīng)驗公式選出： 232 djd K T?? （ ） 式中 2d — 從動齒輪的節(jié)圓直徑； 2dK — 直徑系數(shù)，取 13~16，在此取 14。 jT — 計算轉(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 — 計算轉(zhuǎn)矩； mK — 模數(shù)系數(shù)，取 ~。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 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 雙曲面齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導致因齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖圓角過小。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，在安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間的減小。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低。 因此從動齒輪齒寬 F= （ ） 最后得： F= 484=；最后取整： F=80mm。主動齒輪齒寬 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、輕型客車和輕型載貨汽車主減速器的 E 值，不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距0A 的 40%（接近于從動齒輪大端分度圓直徑 2d 的 20%）；而載貨汽車、越野汽車和公交車等重負荷傳動， E 則不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距 0A 的 20%（或取 E 為 2d 的10%～ 12%，一般不超過 12%）。傳動比越大則 E 也應(yīng)越大，大傳動比的雙曲面齒輪傳動， E 可達到 2d 的 20%～ 30%，但此時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。由從動齒輪的錐頂2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 10 向其齒面看去，并使主動齒輪處于右側(cè)，如果主動齒輪在從動齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動齒輪處于左側(cè)，則情況相反 . 圖 17 偏移方向 （ a） ,(b)主動齒輪左旋，從動齒輪右旋 — 下偏移 （ c） ,(d)主動齒輪右旋，從動齒輪左旋 — 下偏移 雙曲面齒輪螺旋方向的選擇 無論怎么選擇。都應(yīng)該遵循的原則是；當變 速器掛前進擋時，應(yīng)使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。如圖 18，可知為了使車輛前進擋向前行駛，則從動齒輪應(yīng)該是逆時針旋轉(zhuǎn)（從齒輪背后看去）。而主動齒輪從大端看向小端應(yīng)為順時針旋轉(zhuǎn)。所以根據(jù)圖可知，主動齒輪的螺旋方向選左旋，從動齒輪的螺旋方向是右旋。只有這樣才能使汽車掛前進擋時主動齒輪軸向力離開錐頂方向。 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 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，常用齒面寬中點處的螺旋角來表示，稱為中 點螺旋角或名義螺旋角（圖 19）。螺旋錐齒輪副的中點螺旋角是相等的， 而雙曲面齒輪副由于存在偏移距 E ，而使其中點螺旋角不相等，且主動齒輪螺旋角 1? 要比從動齒輪螺旋角 2? 大 ,兩者之差稱為偏移角 ? 。 圖 19 螺旋角 選擇 ? 時，應(yīng)考慮它對齒面重疊系數(shù) Fm 、輪齒強度和軸向力大小的影響。 ?越大，則 Fm 也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高。一般 Fm 應(yīng)不小于 ，對于轎車應(yīng)在 ~ 內(nèi)選取。但是 ?過大，齒輪上所受的軸向力也會過大 [3]。 “格里森”制齒輪推薦用下式預選主動齒輪螺旋角的名義值： 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 12 21122 5 5 9 0z Ezd? ? ? ? ? ? ? ? （ ） 式中： 39。1? — 主動齒輪名義（中點）螺旋角的預選值； 1z 、 2z — 主、從動齒輪齒數(shù)； 2d — 從動齒輪的分度圓直徑； 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 來檢驗 Fm 的大小，使其不小于 坐標 F/m 是齒面寬與模數(shù)之比。 偏移角 ? ： 按雙曲面齒輪幾何計算用表，則有： 2? = 1? ? == 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 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，載貨汽車和重型汽車選用 20176?；?22176。 30′的法向壓力角；對于雙曲面齒輪轎車選用 19176。的平均壓力角，載貨汽車選用 22176。 30′的平均壓力角。當 1z ≥ 8時，其平均壓力角均選用 21176。 15′。因此本次設(shè)計選取 22176。 30′ . 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 14 雙曲面幾何尺寸 序號 名稱 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 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 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)計說明書 15 21 2?（ 大 齒 輪 的 齒 根 角 ） 279（單位為分） 22 螺旋方向 主動齒輪左旋，從動齒輪 右旋。 23 旋轉(zhuǎn)方向 主動齒輪順時針，從動齒輪逆時針。 雙曲面齒輪的強度計算 單位齒長上的圓周力 單位齒長上的圓周力 ： Pp F? （ ） 式中 p — 單位齒長的圓角力； P — 作用在齒輪上的圓周力； F — 從動齒輪的齒面寬度； 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時 ： m ax12 1 0 0 0egTip dF??? ? （ ） 式中： maxeT — 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； gi — 變速器傳動比，通常?、駲n及直接檔進行計算； 1d — 主動齒輪分度圓直徑；對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 ???? ??? ? ? ??? 按最大附著力矩計算時有 ： 222 1 0 0 0rGp dF??? ? ?? ? （ ） 式中： 2G — 滿載下驅(qū)動橋上的靜載荷； ? — 輪胎與地面的附著系數(shù)； r? — 輪胎的滾動半徑； 2d — 主減速器從動齒輪分度圓半徑 。 p 常作為估算主減速器齒輪表面耐磨性。許用單位齒長上的圓周力 [p ]見表 表2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 16 181?，F(xiàn)代汽車材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，計算所得的 p 值有可能 高出該圖數(shù)據(jù)達 20%~25%； 表 181 許用單位齒長上的圓周力 [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? ? ? ???? 表中的載貨汽車圓周力數(shù)據(jù)都擴大 25%。有 。小于 N/。 齒輪的彎曲強度計算 汽車主減速器雙曲面齒輪輪齒的計算彎曲應(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 — 所計算齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 ()；從動齒輪按 ,je jTT? 中較小和 jmT 計算（一般由于從動齒輪受力較主動齒輪大，常只校核從動齒輪） ； 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 m ≥ 時， sK =(m ／ ) 。計算得： . 2020 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 17 mK — 載荷分配系數(shù)，當兩個齒輪均采用跨置式結(jié)構(gòu)： mK =～ ，當一個齒輪采用跨置式結(jié)構(gòu)： mK =～ ； vK — 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋，當輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動精度高時，vK =； F — 所計算的齒輪齒面寬 (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? 中較小計算時，汽車主減速器齒輪的許用彎曲應(yīng)力為 700MPa。按 jmT 計算時，許用彎曲應(yīng)力為 ,破壞循環(huán)次數(shù)為 6 106。從動齒輪受力一般都比主動齒輪大。所以本次計算所采用的數(shù)據(jù)為從動齒輪的。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??? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ?計算結(jié)果小于 700MPa,所以符合要求，合格。將 jT 換成 jmT 計算時，有322 10 9789 1 80 44 11 M P