【文章內容簡介】 從而我們應該根據(jù)主減速器的從動齒輪的平均轉矩來計算。公式如下； T3=(??:????)???????????????????(???? +???? +????) （ 34） 式中： G—— 汽車滿載時的總質量， 39200N； Gr—— 無拖掛車； Gr=0； Rr—— 見上述， ； ILB—— 見上述，為 1； ηLB—— 見上述，為 ； n—— 見上述 ， n=1； fR—— 道路滾動阻力系數(shù)，對于載貨汽車取 ~，本設計 fR取 ； fH—— 汽車正常行駛平均爬坡能力系數(shù)，對于載貨汽車取 ~，本設計 fH取 ； fP—— 汽車性能系數(shù)， fP= 1100 *16 ? (??:????????????+；將各數(shù)值代入，得； fP=＞16，所以 fP=0 將各數(shù)值代入計算，得 ： T3=?M 主減速器的齒輪基本參數(shù)選擇 在確定了主減速比 i0，主減速器的齒輪類型，以及計算載荷 之后， 可以 依據(jù)這些數(shù)據(jù)來確定 主減速器齒輪的基本參數(shù)了。 主、從動 螺旋 錐齒輪齒數(shù)的選擇 主減速器的主動、從動 螺旋 錐齒輪的齒數(shù) Z1 和 Z2。 兩數(shù)之間應該避免有公因數(shù) ，這是為了兩者之間能更好地磨合；另外 Z Z2 之和不應該小于 40，這樣可以得到較好 7 的齒面重疊。另外為了齒輪能有要求的疲勞強度，一般主動螺旋錐齒輪的齒數(shù)要大于 5。 綜上所述，初步確定 Z1=8， Z2=44。 從動 螺旋錐齒輪的模數(shù)和 節(jié)圓直徑 從動錐齒輪的節(jié)圓直徑可以根據(jù)計算出的轉矩 T1和 T2中的較小者 來計算 ，根據(jù)節(jié)圓的經(jīng)驗公式，如下； D2=Kd2√????3 (35) 式中 ： D2—— 從動錐齒輪的節(jié)圓直徑； Kd2—— 直徑系數(shù)， Kd2取 13~16； Tx—— 計算轉矩，取小值 T1=?M； 代入各數(shù)值計算，得； ≤ D2≤ 初步取 D2=290mm 當 節(jié)圓直徑 D2確定后，可求 端面模數(shù) m， m=??2??2≈ ，校核 端面模數(shù)，公式如下： M=Km√????3 (36) 式中： Km—— 模數(shù)系數(shù)， Km=~； Tx—— 計算轉矩， T1=?M； 代入各數(shù)值計算，得； ≤ M≤ 查表得， M=7，滿足要求，在校核范圍內。 D2=744=308 mm D1=78=56 mm 螺旋錐齒輪齒寬 F 主減速器的齒寬 公式如下； F= (37) 式中： D2—— 從動錐齒輪節(jié)圓直徑， 308mm； 代入計算，得； F2= 取整 50mm(從動錐齒輪 ) 主動錐 齒輪的齒面寬一般是在從動錐齒輪的基礎上加大一般 10%較為 合適。 所以主動錐齒輪的齒面寬為 55mm。 螺旋角 β 的確定 螺旋錐齒輪是在節(jié)錐表面的展開圖上定義的。在選擇螺旋角的時候，應 選擇一個合適的范圍。在一般機械制造用的標準制中，中點螺旋角 β采用推薦角度為 35176。，這樣可以使汽車運轉平穩(wěn)，噪音低，而 對于 載貨汽車 來說 也可以防止軸向力過大。 8 螺旋錐齒輪的螺旋方向的 確定 螺旋錐齒輪的螺旋方向 ，可以分為 “ 左旋 ” 和 “ 右旋 ” 兩種。判斷方法為，從齒輪的錐頂看過去，齒輪從小端到大端為順時針，則為右旋，相反則為左旋?，F(xiàn)在確定，主動錐齒輪螺旋方向選擇左旋，從動錐齒輪螺旋方向為右旋。 法向壓力角的 確定 壓力角對于齒輪的強度有重要的關系，合適的壓力角可以使 齒輪 的運轉 平穩(wěn)，也 同時可以降低齒輪產(chǎn)生的 噪音。對于載貨汽車的螺旋錐齒輪，規(guī)定，壓力角 α選用 20176。 主減速器的主、從螺旋錐齒輪 的詳細尺寸 螺旋錐齒輪 的基本參數(shù)確定以后，就可以按照計算用表進行幾何齒輪的計算。 具體如下表所示： 表 31 主、 從螺旋錐齒輪的幾何 計算表 序號 名稱 計算公式 結果 1 主動齒輪齒數(shù) Z1 8 2 從動齒輪齒數(shù) Z2 44 3 端面模數(shù) M 7 4 齒面寬 F F1=50mm/F2=55mm 5 齒工作高 Hg=H1m Hg= 6 齒全高 H=H2m H= 7 法向壓力角 α 20176。 8 軸 交角 ∑ ∑=90176。 9 節(jié)圓直徑 D1=MZ1/D2=MZ2 D1=56mm/D2=308mm 10 節(jié)錐角 γ1=arctan??1??2 γ2=90176。γ1 γ1=176。 γ2=176。 11 節(jié)錐距 A0=??12????????1=??22????????2 A0= 12 周節(jié) t= t= 13 齒頂高 ??1′ =hg??2′ /??2′ =kam ??1′ =??2′= 14 齒根高 ??1′′=h??1′ /??2′′=h??2′ ??1′′=??2′′= 15 徑向間隙 C=hhg C= 16 齒根角 δ1=arctan??1′′??0 δ2=arctan??2′′??0 δ1=176。 δ2=176。 17 面錐角 γ01=γ1+δ2 γ02=γ2+δ1 γ01=176。 γ02=176。 9 18 根錐角 Γr1=γ1δ1 Γr2=γ2δ2 Γr1=176。 Γr2=176。 19 外圓直徑 D01=D1+2??1′ cosr1 D02=D2+2??2′ cosr2 D01= D02= 20 節(jié)錐頂點至齒輪 外緣距離 X01=??22 ???1′ ????????1 X02=??12 ???2′ sinγ2 X01= X02= 21 理論弧齒厚 S1=tS2/S2=Skm S1=22 齒側間隙 B B 取 23 螺旋方向 主動 /從動齒輪 主：左旋 /從：右旋 24 驅動齒輪 小齒輪 / 25 螺旋角 β β=35176。 26 旋轉方向 從齒輪背面看去 主動齒輪為順時針，從動齒 輪為逆時針 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 當計算完主減速器的主、從螺旋錐齒輪的尺寸 后，應該對它的強度進行計算，保證齒輪在工作時能有足夠的強度來維持汽車的運轉。 齒輪的損壞形式 齒面膠合、齒輪折斷、齒面磨損和齒面的點蝕及剝落是齒輪主要的損壞形式。 其中有因為制造時產(chǎn)生的，也有齒輪在工作時強度不夠產(chǎn)生的，由此可見，齒輪在從制造到裝配都應該嚴格要求質量，以及要符合安裝強度以及疲勞強度。汽車驅動橋的螺旋錐齒輪，承受的是交變負荷，它的主要損壞形式是疲勞，所以驅動橋的螺旋錐齒輪的許用彎曲應力不應超過 。 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 （ 1）單位齒長上的圓周力 一般來說是 在輪齒上假定一個單位圓周力， 來估算主減速器螺旋錐齒輪的強度 。具體公式如下： ρ=???? （ N/mm） (38) 式中： P—— 圓周力，根據(jù) 發(fā)動機最大轉矩 Tmax和最大附著力矩 G2φRr，兩種不同載荷狀況來進行計算； F—— 從動錐齒輪的齒面寬， 50mm； ① 按照發(fā)動機最大轉矩 Tmax計算： ρ = ????????????103??12 ?? （ N/mm） （ 39） 10 式中： Tmax—— 見上述 ， 230N?M； Ig—— 變速器傳動比， （ 1檔）、 1（直接檔） ； D1—— 主動錐齒輪的節(jié)圓直徑， 56mm； 代入各數(shù)值計算，得： ρ=（一檔的計算值） ρ=（直接檔的計算值） ②按照最大附著力矩 G2φRr 計算： ρ = ??2??????103??22 ?? （ N/mm） (310) 式中： G2—— 見上述 ， 20580N； ??—— 見上述 ， ； Rr—— 見上述 ， ； D2—— 從動錐齒輪的節(jié)圓直徑， 308mm； 各數(shù)值代入計算，得： ρ=按照下表校核： 表 32 許用單位齒長上的圓周力 ρ N/mm 參數(shù) 汽車類別 發(fā)動機最大轉矩 最大附著力矩 輪胎與地面的附著系數(shù)φ 一檔 二檔 直接檔 轎車 893 536 321 893 載貨汽車 1429 250 1429 公共汽車 982 214 牽引汽車 536 250 按發(fā)動機最大轉矩來看，一檔載貨汽車為 1429N/mm，計算得出一檔為，直接檔載貨汽車為 250N/mm，計算得出為 。 ＜ 1429； ＜ 按最大附著力矩來看，載貨汽車為 1429N/mm，計算得出為 ，兩者相比較， ＜ 1429，所以都符合要求。 螺旋錐齒輪的彎曲強度計算 汽車主減速器的螺旋錐齒輪的計算彎曲應力公式如下： ????=2103??????????????????????????2?? （ N/mm2） (311) 式中： Tx—— 該齒輪的計算轉矩； 對于從動 螺旋錐 齒輪，按 T1和 T2中數(shù)值小的和 T3計算，由式（ 32）和 式 （ 33） 11 得出， Tx按 T1和 T3計算， T1=?M T3=?M 對于主動齒輪還應該將轉矩分別除以傳動比和傳動效率之后得到的才是主動齒輪的計算轉矩，傳動效率為 ，傳動比為 ，可以得到 ??1′=?M ??3′=?M Ko—— 超載系數(shù)，取 ； Ks—— 尺寸系數(shù)，當端面模數(shù) m≥ 時， Ks=√ ?? m=7＞ ，所以Ks=； Km—— 載荷分配系數(shù)， Km取 ； Kv—— 質量系數(shù)， Kv 取 ； F—— 螺旋錐齒輪的齒面寬， F1=55mm F2=50mm； Z—— 螺旋錐齒輪的齒數(shù)， Z1=8 Z2=44； m—— 端面模數(shù)， m=7； J—— 彎曲應力用的綜合系數(shù)，查圖 32， J1= J2= 圖 32 彎曲用計算綜合系數(shù) J ①將從動螺旋錐齒輪的各數(shù)值代入計算，得 ????=（按 T1計算 ） ????=（按 T3計算） ② 將主動螺旋錐齒輪的各數(shù)值代入計算，得 ????=（按 ??1′計算 ） ????=（按 ??3′計算） 校核，查表 33 表 33 汽車驅動橋齒輪的許用應力 N/mm2 計算載荷 主減速器齒輪的許用彎曲應力 主減速器齒輪的許用接觸應力 差速器齒輪的許用彎曲應力 12 根據(jù) T1和 T2中值的小者來計算 700 2800 980 根據(jù) T3來計算 1750 按 T1和 ??1′計算來看，主動螺旋錐齒輪計算值為 ＜ 700N/mm2；從動螺旋錐齒輪計算值為 ＜ 700N/mm2。 按 T3和 ??3′計算來看，主動螺旋錐齒輪計算值為 ＜ ；從動錐齒輪計算值為 ＜ 。 綜上所述，齒輪的彎曲應力滿足要求。 螺旋錐齒輪的齒面接觸強度計算 計算完主減速器的齒輪彎曲應力，我們還應該對螺旋錐齒輪齒面的接觸應力進行計算，計算公式如下： ???? = ??????1√2??′????????????????103???????? (312) 式中： Cp—— 材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪取 ??12/????； D1—— 主動螺旋錐齒輪節(jié)圓直徑， 56mm； ??′—— 主動螺旋錐齒輪的計算轉矩， ??1′=?M ??3′=?M； Ko、 Ks、 Km、 Kv—— 見式（ 311）下取值； Kf—— 表面質量系數(shù)， Kf=1； F—— 齒面寬， F=50mm； J—— 計算應力的綜合系數(shù)，查圖 33， J=； 圖 33 接觸強度計算綜合系數(shù) J ①按 ??1′計算，將各數(shù)值代入計算，得： ????=② 按 ??3′計算，將各數(shù)值代入計算，得： ????= 13 校核，根據(jù)表 33對比， ????=＜ 2800， ????=＜ 1750，綜上所述，符合強度要求。 主減速器軸承的計算 對于主減速器的軸承，主要是對軸承的壽命進行計算。一般來說，是按照主減速器的尺寸來確定軸承的型號，然后再來計算軸承的壽命。 主減速器主動錐齒輪上的當量轉矩 載貨汽車在正常的行駛中，由于路況的不同，對于變速器的檔位也肯定在隨之變化，所以對于主減速器的螺旋錐齒輪 在工作中來說，它的轉矩是一直在變化的，所以我們應該計算主動