【文章內(nèi)容簡介】 方向相反；同樣，主動齒輪軸向力與從動齒輪徑向力大小相等，方向相反?！≈?、從動齒輪受力圖?齒面寬中點處的圓周力P:為確定齒面中點處的圓周力，首先要計算從動齒輪齒面寬中點處的分度圓直徑： ?主動齒輪的軸向力和從動齒輪徑向力主動齒輪逆時針轉(zhuǎn)動時（汽車前進）：主動齒輪順時針轉(zhuǎn)動時（汽車后退）：　　計算結(jié)果如果軸向力是正值表明力的方向離開圓錐頂點；負值表明軸向力方向指向頂點。徑向力是正值表明徑向力使該齒輪離開相配齒輪，負值表明徑向力使該使齒輪趨向相配齒輪。同時從動齒輪上的徑向力和軸向力與主動齒輪上的力大小相等、方向相反。2）軸承上的支反力當主減器的齒輪尺寸及軸承位置確定后，即計算出螺旋錐齒輪上的作用力后，由此求出軸承上的支反力。軸承上的支反力見下表：軸承代號力的名稱公式計算結(jié)果A徑向力軸向力B徑向力軸向力00C徑向力軸向力00D徑向力軸向力00表中：a=48,b=100,c=105,d=105。a,b,c,d各個尺寸位置如下圖所示：　　　 軸承分布位置圖3） 主動齒輪軸和從動齒輪軸及軸承的確定?主動齒輪軸的直徑計算mm結(jié)合主動齒輪分度圓直徑及A、B軸承受力情況，齒輪軸取值盡量大，故前軸頸mm，后軸頸mm,在《機械設(shè)計手冊》中選擇圓錐滾子軸承30307和30308。?從動齒輪軸的直徑計算mm取mm,選用圓錐滾子軸承30211?！≈鳒p速器結(jié)構(gòu)設(shè)計進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須與制造和使用修理密切結(jié)合起來。結(jié)構(gòu)設(shè)計時如對結(jié)構(gòu)細節(jié)考慮不周，它會嚴重影響產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。（１） 主減速器齒輪外形設(shè)計任何齒輪加工工質(zhì)量的好壞，在很大程度上決定于齒輪外形設(shè)計，所以設(shè)計時必須考慮影響齒輪加工質(zhì)量、經(jīng)濟效果等的重要因素。所設(shè)計的齒輪應(yīng)當避免產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中和引起的嚴重變形?？缭绞叫↓X輪設(shè)有前軸頸以便安裝前軸承，如果齒數(shù)選得少則齒根圓直徑也小，而軸頸卻需要一定的尺寸，這時需要注意在小齒輪設(shè)計時必須避免刀具干涉而把軸頸切掉。因此，軸頸必須為刀具提供間隙。軸承座前端有一段螺紋，用來鎖定軸承及凸緣，其固定方法是要使齒輪在作用力時，螺栓不承受拉伸力。為了防止螺栓螺母松動，應(yīng)采取措施將其銷售，如用鎖緊墊片、用開口銷螺母鎖緊，而螺栓則由齒輪凸臺球的邊緣予以止動。齒輪裝在凸緣上時，支承的凸緣應(yīng)有足夠的剛度。所以差速器殼前上一般有增強剛度而置的加強筋，其筋一般不少于6條。（２） 錐齒輪的調(diào)整為保證錐齒輪副能正常嚙合，在齒輪裝配后，對齒輪副需要檢驗調(diào)整，以保證齒輪副的嚙合痕跡正常。為此，在設(shè)計時應(yīng)考慮齒輪的調(diào)整裝置，本設(shè)計中，主齒輪通過兩處調(diào)整墊片和大螺母綜合調(diào)整，調(diào)整好后，將螺母墊片打進軸頸槽（事先加工好的槽）鎖死，從動齒輪的調(diào)整是要用其支承軸承外側(cè)的墊片和調(diào)整螺母進行調(diào)整。調(diào)整完后，用墊片鎖死。（３） 潤滑主減速器齒輪、差速器和軸承都要進行潤滑。為防止主減速器和軸殼內(nèi)由于溫度高使殼內(nèi)部氣壓加大而引起漏油，常在主減速速器上裝有通氣塞，通氣塞的位置應(yīng)比較隱蔽而不易油濺四處。加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便的地方，油孔位置應(yīng)是油面的高度位置。放油孔的位置應(yīng)設(shè)在軸殼的最低點，以便在換油時能把油放盡。但是也不能把油塞突出軸殼點太多，這樣在汽車通過障礙時，油塞極易碰落，從而齒輪、軸承和差速器等由于缺油而燒損。對于主動錐齒輪輪軸上的后軸承的潤滑應(yīng)特別注意，該軸承距齒輪較遠是無法采用飛濺潤滑的，為使后軸承潤滑，需要設(shè)法引潤滑油到達軸承處，于是常從齒輪的前端近小齒輪處的主減速器殼體上設(shè)有油道，使油直通后軸承，靠齒輪飛濺出來的油，流入油杯的油口，使?jié)櫥土鞯胶筝S承處，最后一個圓錐滾子軸承的錐頂朝外，它起著向外泵油的作用，所以在主動小齒輪的外軸承外面要有回油道，把油回到軸殼，以保護油封不被破壞。要有足夠的潤滑油能流進差速器以保證一切接觸表面的潤滑。提高從動齒輪支承剛度措施承受大負荷的主減速器中，有時從動齒輪的尺寸較大，為提高從動齒輪的剛度，有些是在齒輪背后設(shè)有支承推銷。在齒輪沒有負荷的時候，,可根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)。在本設(shè)計中，相對來說從動齒輪負荷不是很大，故無須采用支承推銷裝置。3　差速器及半軸設(shè)計　　　　　　　　　　 普通圓錐齒輪差速器的工作原理簡圖　差速器的功能原理差速器的作用是為了消除由于左、右驅(qū)動輪在運動學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，保證汽車 驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特征，從而滿足了汽車行駛運動學(xué)的要求。汽車在行駛過程中，左、右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，如轉(zhuǎn)彎時內(nèi)側(cè)車輪行程比外側(cè)車輪短；左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負荷不均勻而引起車輪滾動半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行駛阻力不等等。這樣，如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行駛或直線行駛，均會引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面 會使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。為此，在驅(qū)動橋的左、右車輪間都裝有輪間差速器。差速器用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動。差速器有很多種類，包括對稱錐齒輪式差速器、滑塊凸輪式差速器、牙嵌式自由輪差速器、蝸輪式差速器等等。其中錐齒輪式差速器又包括普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器、強制鎖止式差速器。目前汽車常采用的差速器有三種不同的結(jié)構(gòu)形式：?普通的傘齒輪差速器，簡稱普通差速器，?防滑自鎖差速器，又稱NOSPIN差速器，?有限打滑差速器，又稱PLSITORQ差速器或防滑差速器。這三種差速器的結(jié)構(gòu)、原理、特性是不同的，適用范圍也有差別，因此根據(jù)我們設(shè)計的驅(qū)動橋的工作要求及經(jīng)濟性，我們采用了普通差速器的結(jié)構(gòu)形式。普通的對稱式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個半軸齒輪，四個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。動力由從動齒輪輸入，半軸齒輪輸出，通過半軸傳遞到輪轂，帶動車輪轉(zhuǎn)動。差速器工作原理：當時（即行星不自轉(zhuǎn)），差速器作整體回轉(zhuǎn)，車輛作直線運行，轉(zhuǎn)速為，當車輛右轉(zhuǎn)彎時，不等于０是，即行星輪以轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)。它將加快闐軸齒輪１的轉(zhuǎn)速。同時又使半軸齒輪２轉(zhuǎn)速減慢。此時半軸齒輪１增高的轉(zhuǎn)速為，半軸齒輪２減低的轉(zhuǎn)速為，即：由于，故。故由上述可知，可實現(xiàn)左、右齒輪轉(zhuǎn)速不相等，其轉(zhuǎn)速差為。從而實現(xiàn)左、右丙車輪差速，減少輪胎的磨損。假設(shè)左、右車輪由于轉(zhuǎn)彎或者其它原因引起左右車輪切線方向產(chǎn)生一個附加阻力△P，它們方向相反。以P表示行星輪軸上作用力，則左、右半軸的扭矩均為Pr/2. 故直線稈駛時左、右驅(qū)動輪扭矩相等（r為半軸齒輪的半徑）。當機械轉(zhuǎn)彎時，行星輪隨著差速器內(nèi)的行星軸公轉(zhuǎn)外，同時還繞其自身軸自轉(zhuǎn)。使他轉(zhuǎn)動的力矩為2△Prl，附加阻力△P和P/2。而快側(cè)△P和P/2方向相反，故慢側(cè)所受的扭矩大，快側(cè)所受的扭矩小。即：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　若以２△Pr＝MF表示差速器內(nèi)摩擦力矩，以Pr＝M０表示差速器傳遞的扭矩，則：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　由上面的分析可知，如果不計摩擦力矩，即,則，故可以認為動錐齒輪的扭矩平均分給左右半軸，如果考慮到內(nèi)摩擦，則快側(cè)車輪力矩下，慢車輪力矩大，在普通差速器中，內(nèi)摩擦較小，這就是普通差速器“差速不差扭”的傳扭特性。普通差速器的“差速不差扭”的傳扭特性，會給機械行駛帶來不得的影響，如一車輪陷入泥濘時，由于附著力不夠，就會發(fā)生打滑，這時另外一個車輪的力不但不會增加，反而會減少到與此車輪一樣，致使整車的牽引力大大減少。如果牽引力不能克服行駛阻力，此時打滑的車輪以兩倍于差速器殼的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，而另外一側(cè)不轉(zhuǎn)動，此時整車停留不前?！〔钏倨鞯幕緟?shù)的選擇和設(shè)計計算　差速器的基本參數(shù)的選擇（1） 行星齒輪數(shù)目的選擇依照《汽車工程手冊》，轎車及一般乘用車多用2個行星齒輪，貨車和越野汽車多用4個，少數(shù)汽車用3個行星齒輪，本設(shè)計是輕型貨車，故采用4個齒輪。（2） 行星齒輪球面半徑的確定差速器的尺寸通常決定于，它就是行星齒輪的安裝尺寸，可根據(jù)公式來確定。 mm式中，－－差速器計算扭矩；　　?。行驱X輪球面半徑系數(shù)，＝－（有四個行星齒輪的轎車和公路用貨車取小值，有２個行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用車取大值），；（3） 預(yù)選其節(jié)錐錐距mm（4） 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高強度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)小于 10。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14~25,半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多 在 ~2 范圍。為滿足安裝要求，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，否則不能安裝。根據(jù)這些要求初定半軸齒輪齒數(shù)Z2為20，差速器行星齒輪個數(shù)4個，齒數(shù)Z1為11。（5） 行星齒輪節(jié)錐角、模數(shù)m和節(jié)圓直徑d的初步確定行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、計算如下：　　　　　　　　　　　　　　　?。?） 大端模數(shù)m及節(jié)圓直徑d的計算　　　mm　　圓整為m=。分度圓直徑，mm　　　　　　　　　mm（7） 壓力角過去汽車差速器齒輪都選用22176。壓力角，這時齒高系數(shù)為1，而最少齒數(shù)為13。現(xiàn)在汽車差速器齒輪大都采用 22176。30′ 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)為 10，并且在齒輪齒頂不變尖的條件下，還可以有切向修正加大半軸齒輪齒厚， 從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強度。某些重型汽車也可選用25176。此處選定壓力角為22176。30′ 。（8） 行星齒輪安裝孔直徑及其深度L的確定根據(jù)《汽車工程手冊》： 　　　　　　　　　式中，－－差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N/m； n－－行星齒輪數(shù)；　　?。行驱X輪支撐面中點到錐頂?shù)木嚯x（，為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而），mm。 －－支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98?！〔钏倨髦饼X錐齒輪的幾何尺寸計算 名稱代號數(shù)值(mm)行星齒輪齒數(shù)11半軸齒輪齒數(shù)20模數(shù)m變位系數(shù)x0齒頂高系數(shù)徑向間隙系數(shù)齒面寬bb1=13, b2=18齒工作高齒全高h壓力角22176。30′軸交角90186。節(jié)圓直徑d，節(jié)錐角，節(jié)錐距周節(jié)t齒頂高，齒根高，徑向間隙c齒根角，頂錐角，齒頂圓直徑，節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離，分度圓弧齒厚，固定弦齒厚 ,固定弦齒高，　差速器直齒錐齒輪的強度計算差速器齒輪主要進行彎曲強度計算，而對于疲勞壽命則不考慮，這是由于行星齒輪在差速器的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左、右驅(qū)動車輪有轉(zhuǎn)速差時行星齒輪和半軸齒輪之間才有相對滾動的緣故。汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：式中,T——差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩（Nm）, ?！嬎戕D(zhuǎn)矩，=m ； n——差速器行星齒輪數(shù)，n=4； ——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性,=。 ——超載系數(shù)，一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車，均取=1； km——載荷分配系數(shù)，取 km=； kv——質(zhì)量系數(shù)，取 kv=1；——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù),由資料查得 J=?！S用彎曲應(yīng)力為980。故，齒輪接觸強度符合安全要求，通過驗證?！“胼S的設(shè)計　半軸型式從差速器傳出來的扭矩經(jīng)過半軸，輪轂最后傳給車輪，所以半軸是傳動系中傳遞扭矩的一個重要零件。半軸由于受力情況不同，它有半浮式、3/4浮式和全浮式三種型式。半軸傳遞扭矩