[理學(xué)]第五章驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-05-10 22:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 30′或 16176。 ，商用車的 α為 20176。 或 22176。 30′。 對(duì)于 雙曲面齒輪 ，從動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是相同的，但主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的。選取平均壓力角時(shí)，乘用車為 19176。 或 20176。 ，商用車為 20176。 或 22176。 30＇ 。 33 第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì) 三 、 主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 在選好主減速器錐齒輪的主要參數(shù)后，可根據(jù)所選擇的齒形計(jì)算錐齒輪的 幾何尺寸 ，而后根據(jù)所確定的 計(jì)算載荷 進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，以保證錐齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命。 輪齒損壞形式 主要有：彎曲疲勞折斷、過(guò)載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。 強(qiáng)度驗(yàn)算 是近似的，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還要依據(jù)臺(tái)架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來(lái)檢驗(yàn)。 1．單位齒長(zhǎng)圓周力 主減速器錐齒輪的 表面耐磨性 ，常用輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái) 估算 ，即 34 1）按 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 計(jì)算時(shí) 2）按 驅(qū)動(dòng)輪打滑的轉(zhuǎn)矩 計(jì)算時(shí) 35 2．輪齒彎曲強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的 齒根彎曲應(yīng)力 為 式中， T c為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（ Nm），對(duì)于從動(dòng)齒輪： T c＝ min［ T ce， T cs］和 Tcf，對(duì)于主動(dòng)齒輪， T c還要按式（ 57）換算。 上述按 min［ T ce， T cs］計(jì)算的 最大彎曲應(yīng)力 不超過(guò)700MPa；按 T cf計(jì)算的 疲勞彎曲應(yīng)力 不應(yīng)超過(guò) 210MPa，破壞的循環(huán)次數(shù)為 6 106。 36 3．輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為 上述按 min［ Tce， Tcs］ 計(jì)算的 最大接觸應(yīng)力 不應(yīng)超過(guò)2800MPa；按 Tcf計(jì)算的 疲勞接觸應(yīng)力 不應(yīng)超過(guò) 1750MPa， 主 、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的 。 37 第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì) 四 、 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 錐齒輪面上的作用力 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 沿齒輪切線方向的 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 。 （ 1）齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的 圓周力 F為 由式 F1／ F2＝ cosβ1／ cosβ2可知，對(duì)于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動(dòng)齒輪上的圓周力是相等的；對(duì)于雙曲面齒輪副，它們的圓周力是不等的。 38 （ 2）錐齒輪的 軸向力 和 徑向力 若主動(dòng)錐齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向改變時(shí) ， 主 、 從動(dòng)齒輪齒面上所受的軸向力和徑向力計(jì)算公式見(jiàn)表 52。 作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力 Faz和 徑向力 FRz分別為 39 40 2．錐齒輪軸承的載荷 當(dāng)錐齒輪齒面上所受的 圓周力 、 軸向力 和 徑向力 計(jì)算確定后，根據(jù)主減速器齒輪軸承的 布置尺寸 ，即可 求 出 軸承所受的載荷 。 載荷 → 軸承型號(hào) → 壽命 載荷 → 壽命 → 軸承型號(hào) 41 第三節(jié) 主減速器設(shè)計(jì) 五、錐齒輪材料 錐齒輪材料應(yīng)滿足如下 要求 ： 1）具有高的 彎曲疲勞強(qiáng)度 和 表面接觸疲勞強(qiáng)度 ，齒面具有高的 硬度 以保證有高的 耐磨性 。 2）輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)?韌性 以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。 3）鍛造 性能 、可加工性及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。 4）選擇合金材料時(shí)，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而是選用含錳、釩、硼、鈦、鋁、硅等元素的合金鋼。 汽車主減速器錐齒輪目前常用 滲碳合金鋼 制造，主要有20CrMnTi、 20MnVB、 20MnTiB、 22CrNiMo和16SiMn2WMoV等。 42 第四節(jié) 差速器設(shè)計(jì) 汽車左 、 右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有 輪間差速器 ， 從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度 ， 滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求；在多橋驅(qū)動(dòng)汽車上還常裝有 軸間差速器 ， 以提高通過(guò)性 ， 同時(shí)避免在驅(qū)動(dòng)橋間產(chǎn)生功率循環(huán)及由此引起的附加載荷 ， 使傳動(dòng)系零件損壞 、 輪胎磨損和增加燃料消耗等 。 作用： 用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩 ， 并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng) 。 分類： 按其結(jié)構(gòu)特征不同 ， 分為 齒輪式 、 凸輪式 、蝸輪式 和 牙嵌自由輪式 等多種形式 。 43 一、差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 （－）對(duì)稱錐齒輪式差速器 汽車上廣泛采用的差速器 ： 對(duì)稱錐齒輪式 差速器 。 優(yōu)點(diǎn) ： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小。 分類： 普通錐齒輪式 差速器、 摩擦片式 差速器和 強(qiáng)制鎖止式 差速器等。 普通錐齒輪式差速器 根據(jù)運(yùn)動(dòng)分析可得 ω1十 ω2＝ 2ω0 Tr — 差速器的內(nèi)摩擦力矩 44 鎖緊系數(shù) k： 差速器的內(nèi)摩擦力矩與差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩之比 。 用來(lái)表征差速器性能 。 半軸的轉(zhuǎn)矩比： kb＝ T2/T1，則 kb與 k之間有 則 普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù) k一般為 ～ ，兩半軸的轉(zhuǎn)矩比 kb為 ～ ，這說(shuō)明 左、右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大 ，故可以認(rèn)為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對(duì)于在良好路面上行駛的汽車來(lái)說(shuō)是合適的。 45 2． 摩擦片式差速器 為了增加差速器的內(nèi)摩擦力矩，在半軸齒輪與差速器殼體之間裝上了 摩擦片 。摩擦力矩 T r（ N． m）與差速器所傳遞的轉(zhuǎn)矩 T0成正比，可表示為 摩擦片式差速器的鎖緊系數(shù) k可達(dá) ， kb可達(dá)4。這種差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)， 可明顯提高汽車通過(guò)性 。 46 3．強(qiáng)制鎖止式差速器 當(dāng)一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪處于附著系數(shù)較小的路面時(shí)，可通過(guò)液壓或氣動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)使內(nèi)、外接合器（即 差速鎖 ）嚙合，此后差速器殼與半軸 鎖緊在一起，使 差速器不起作用 ，這樣可充分利用地面的附著系數(shù)，使?fàn)恳_(dá)到可能的最大值。 47 汽車所能發(fā)揮的 最大牽引力 為 （不鎖狀態(tài)） （鎖住狀態(tài)） 可見(jiàn)， 采用差速鎖將普通錐齒輪差速器鎖住，可使汽車的牽引力提高（ υ十 υ min）／ 2υmin倍，從而提高汽車通過(guò)性 。 如果左、右車輪都處于低附著系數(shù)的路面，雖鎖住差速器，但牽引力仍然超過(guò)車輪與地面間的附著力，汽車也無(wú)法行駛。 特點(diǎn)： 強(qiáng)制鎖止式差速器可充分利用原差速器結(jié)構(gòu)，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。 48 （二）滑塊凸輪式差速器 49 左、右半軸受的轉(zhuǎn)矩 T1和 T2分別為 滑塊受力 分析： 滑塊與內(nèi)凸輪、外凸輪和主動(dòng)套之間的作用力分別為 F F2和 F，由于接觸面間的摩擦，這些力與接觸點(diǎn)法線方向均偏斜一摩擦角 ρ。由F F2和 F構(gòu)成的力三角形可知 50 凸塊式差速器左、右 半軸的轉(zhuǎn)矩比 kb為 滑塊凸輪式差速器的半軸 轉(zhuǎn)矩比 kb可達(dá) ～ ，差速器 鎖緊系數(shù) k達(dá) ～ 。在設(shè)計(jì)該
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