【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系數(shù)?！　　　　　　≥d荷作用點(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)本應(yīng)采用輪齒中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J選取小齒輪的＝，大齒輪＝.按上式 ＝173 N/ N/ = N/ N/ 所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 (3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算　　錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為 N/　　　　　 (210)式中：——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；　　　——材料的彈性系數(shù)?！? ，——見(jiàn)式(29)下的說(shuō)明； ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，； ——表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。一般情況下， ——計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱(chēng)幾何系數(shù)）。它綜合考慮了嚙合齒面的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，選取=按上式 =1445 〈1750 N/主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等，所以均滿足要求。以上公式（26）～（210）以及圖21均參考《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》 主減速器齒輪的材料及熱處理驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：?、倬哂休^高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；?、谳嘄X心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；?、垆摬牡腻懺?、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；汽車(chē)主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。在此，齒輪所采用的鋼為20CrMnTi?！∮脻B碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)〉8時(shí)為29～45HRC。　由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）～～、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25％。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。 主減速器軸承的計(jì)算（1）錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。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。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。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)矩進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算： 　(211)式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取830Nm；　　　，…——變速器在各擋的使用率，可參考表23選取；　　　，…——變速器各擋的傳動(dòng)比；，…——變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表23選??；表23　及的參考值 車(chē)型變速器檔位fift轎車(chē)公共汽車(chē)載貨汽車(chē)III檔 IV檔 IV檔IV檔帶高速檔IV檔IV檔帶高速檔V檔Kt80Kt〉80 fi I檔11211II檔946432III檔90201627151175IV檔756550855915V檔高速檔3030ftI檔II檔60706570705050506065607070606060III檔5060506060707070IV檔60506060607070V檔60高速檔7570ｍ對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑經(jīng)計(jì)算＝ =式（211）參考《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》。1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 ＝　　N　 (212)式中：——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見(jiàn)式(211)——該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 ==2）錐齒輪的軸向力和徑向力圖21 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖如圖21，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，F(xiàn) 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力，在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)分解成兩個(gè)相互垂直的力F和，F(xiàn)垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，位于以O(shè)A為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線方向的力。F與之間的夾角為螺旋角，F(xiàn)與之間的夾角為法向壓力角，這樣就有： （213） （214） （215）于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為 （216） （217）有式（216）可計(jì)算20202N有式（217）可計(jì)算=9662N式（212）～式（217）參考《汽車(chē)設(shè)計(jì)》。（2）主減速器軸承載荷的計(jì)算軸承的軸向載荷就是上述的齒輪的軸向力。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。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪的徑向力，圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。對(duì)于采用騎馬式的主動(dòng)錐齒輪和從動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖24所示圖24 主減速器軸承的布置尺寸軸承A，B的徑向載荷分別為R= （218） （219） 根據(jù)上式已知=20202N，=9662N，a=134mm ，b=84mm，c=50mm 所以軸承A的徑向力= =15976N 其軸向力為0 軸承B的徑向力R= =13364N1）對(duì)于軸承A，只承受徑向載荷所以采用圓柱滾子軸承42608E，所承受的當(dāng)量動(dòng)載荷Q=XR=115976=15976N。所以有公式 s (220)式中:——為溫度系數(shù)。——為載荷系數(shù)。==10s此外對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 r/min (221)式中：——輪胎的滾動(dòng)半徑，m ——汽車(chē)的平均行駛速度，km/h，對(duì)于載貨汽車(chē)和公共汽車(chē)可取30～35 km/h， km/h。所以有上式可得== r/min而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速==728 r/min所以軸承能工作的額定軸承壽命： h (222) 式中: ——軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min。有上式可得軸承A的使用壽命=6188 h若大修里程S定為100000公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即 = h (223)所以== h和比較，〉，故軸承符合使用要求。2）對(duì)于軸承B，在此并不是一個(gè)軸承，而是一對(duì)軸承，對(duì)于成對(duì)安裝的軸承組的計(jì)算當(dāng)量載荷時(shí)徑向動(dòng)載荷系數(shù)X和軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y值按雙列軸承選用，e值與單列軸承相同。在此選用7514E型軸承。 在此徑向力R=13369N 軸向力A=20202N，所以=〈e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》中=，Y===當(dāng)量動(dòng)載荷 Q= （224）式中：——有上式可得Q=（113369+20202）=由于采用的是成對(duì)軸承=所以軸承的使用壽命由式（220）和式（222）可得=== h h=所以軸承符合使用要求。對(duì)于從動(dòng)齒輪的軸承C，D的徑向力計(jì)算公式見(jiàn)式（218）和式（219）已知F=25450N，=9662N，=20202N，a=410mm，b==250mm所以，軸承C的徑向力：== 軸承D的徑向力：==軸承C，D均采用7315E，其額定動(dòng)載荷Cr為134097N3）對(duì)于軸承C，軸向力A=9662N，徑向力R=，并且=〉e，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》=，Y==所以Q==(9662＋)= ===28963 h所以軸承C滿足使用要求。4）對(duì)于軸承D，軸向力A=0N，徑向力R=，并且=.4187〉e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》=，Y== 所以Q==()==== h 所以軸承D滿足使用要求。此節(jié)計(jì)算內(nèi)容參考《汽車(chē)車(chē)橋設(shè)計(jì)》和《汽車(chē)設(shè)計(jì)》關(guān)于主減速器的有關(guān)計(jì)算。第三章差速器設(shè)計(jì)第三章 差速器設(shè)計(jì)在驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)中選擇差速器的結(jié)構(gòu)型式時(shí)，應(yīng)當(dāng)首先從所設(shè)計(jì)的汽車(chē)類(lèi)型及其使用條件出發(fā)，使所選用的那種結(jié)構(gòu)型式的差速器。能夠滿足該型汽車(chē)在給定使用條件下的使用性能要求。差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖。大多數(shù)汽車(chē)都屬于公路運(yùn)輸車(chē)輛，對(duì)于在公路上和市區(qū)行駛的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車(chē)也很可靠的普通對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪間的輪間差速器使用；為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑轉(zhuǎn)而陷車(chē)，則可采用防滑差速器。本設(shè)計(jì)采用普通對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。 對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)由于在差速器殼上裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇(1)行星齒輪數(shù)目的選擇 載貨汽車(chē)采用4個(gè)行星齒輪。 (2)行星齒輪球面半徑的確定 圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑，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，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。 球面半徑可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定： mm (33)式中：——行星齒輪球面半徑系數(shù)，～，對(duì)于有4個(gè)行星齒輪的載貨汽車(chē)取小值； T——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，Nm.根據(jù)上式==80mm 所以預(yù)選其節(jié)錐距A=80mm(3)行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了獲得較大的模數(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。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25，大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比/～。 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)，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?chē)?，否則，差速器將無(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： （34）式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱(chēng)式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)，= ——行星齒輪數(shù)目； ——任意整數(shù)。在此=10，=18 滿足以上要求。(4)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 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角，==176。 =90176。=176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)mm==== 由于強(qiáng)度的要求在此取m=10mm得=100mm =1018=180mm (5)壓力角α目前，176。的壓力角。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。176。的壓力角。(6) 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L行星齒輪的安裝孔的直徑與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度，通常取： （35）