【文章內(nèi)容簡介】 壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，所以在輕載荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，螺旋齒輪標準壓力角 20176。，在輪式裝載機上，為了提高輪齒的彎曲強度，一般采用 176。的壓力角。齒高參數(shù)的選擇 ]1[推土機主傳動器的螺旋錐齒輪采用短齒制和高度修正，這樣可以消除小錐齒輪可能發(fā)生的根切現(xiàn)象，提高輪齒的強度。高度修正的實質(zhì)是小錐齒輪采用正移距，此時小錐齒輪齒頂高增大，而大錐齒輪采用負移距，并使其齒頂高減低。小錐齒輪齒頂高的增高值與大錐齒輪齒頂高的減低值是相等的。螺旋錐齒輪齒頂高為： ??? ?k齒全高： 76. 有效齒高： .?頂隙： .??太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）187．2．3 螺旋錐齒輪的幾何尺寸的計算表 主傳動器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算表序號 項目 計算公式 計算結(jié)果1 主動齒輪齒數(shù) 1z62 從動齒輪齒數(shù) 2 373 端面模數(shù) 4 齒面寬 b=65㎜ =71㎜1b25 有效齒高 ehmhe75.?6 全齒高 ?=㎜7 法向壓力角 ?=176。?8 軸交角 ?=90176。?9節(jié)圓直徑 =dzm?63㎜?1d=㎜210節(jié)錐角 121,tan?????Z=176。1?=176。211 節(jié)錐距 =10sin?dA2iA =㎜012 周節(jié) t= mt=㎜13齒頂高 21???hea， ka???ah mm 2614齒根高 afh?fhmm235f15 徑向間隙 c= mc* c=㎜太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）1916齒根角 0arctnAhff????f??4f17頂錐角 aa?????082?18根錐角 ff????.1f?4762f?19齒頂圓直徑 ?cos2aahd?=㎜1ad=㎜220弧齒厚 21st??mSk==21 壓力角 ??5.??22 螺旋角 ?=35176。? 24 螺旋方向 主動錐齒輪左旋，從動錐齒輪右旋4．2．4 主傳動器螺旋錐齒輪的強度計算在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應(yīng)對其強度進行計算，以保證其有足夠的強度和壽命以及安全可靠性地工作。1）齒輪材料的選擇齒輪材料的選擇齒輪材料的種類有很多，通常有 45 鋼、30CrMnSi、35SiMn、40Cr、20Cr、20CrMnTi、12Cr2Ni20Cr2Ni4 等。齒輪材料的選擇原則：1） 齒輪材料必須滿足工作條件的要求。2） 應(yīng)考慮齒輪尺寸的大小，毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。3） 正火碳鋼不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作在載荷平穩(wěn)或輕度沖擊下工作的齒輪，調(diào)質(zhì)碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）204） 合金鋼常用于制作高速重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。5） 金屬制的軟齒面齒輪，配對兩輪齒面的誤差應(yīng)保持為 30～50HBW 或更多。根據(jù)以上原則選主傳動器齒輪材料 20CrMnTi 經(jīng)滲碳+淬火 800 輪齒表面硬度達到 C?58～64HRC,心部硬度低，約為 300HBW,其強度極限 ，屈服極限MPab10??MPas850??為了防止齒輪副在運行初期產(chǎn)生膠合咬死；圓錐齒輪的傳動副在加工后均予與厚度～～ 的磷化處理或鍍銅，鍍錫，為了提高其耐磨性，可以進行滲硫處理。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，可防止齒輪咬死膠合等現(xiàn)象產(chǎn)生。對齒面進行噴丸處理，以提高壽命達 25%，為了防止齒輪在淬火時產(chǎn)生變形，采用壓淬法。齒輪的熱處理工藝如下：熱前清洗——預(yù)氧化——滲碳——淬火 800 ——環(huán)前降溫—C?—壓淬——空冷。 齒輪使用壽命是由齒輪材料，加工精度，熱處理形式及工作條件決定的。驅(qū)動橋齒輪承受的是交變載荷，損壞的主要形式是疲勞。交變載荷性質(zhì)和循環(huán)次數(shù)是齒輪疲勞損壞的主要因素。 2）主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強度計算 ]10[ (1)主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為 N/ JmzbKTvs????2031?2m（3～9） 式中： ——該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Nm。T　 ——超載系數(shù)；在此取 　 ——尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，sK　　　　　　當(dāng)ｍ 時， ，在此 ＝；???sK　 ——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時， ＝～ 式m mK支承時取 ～。支承剛度大時取最小值。　 ——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋vK齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）21　　　　　　　跳動精度高時，可取 ?！?——計算齒輪的齒面寬，mm。b　 ——計算齒輪的齒數(shù)；z　 ——端面模數(shù)， mm。m　——計算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)） ，它綜合考慮了齒形系數(shù)?！　　　　　　載荷作用點的位置、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)等對彎曲應(yīng)力計算的影響。計算彎曲應(yīng)力時本應(yīng)采用輪齒中點圓周力與中點端面模數(shù)，今用大端模數(shù)，而在綜合系數(shù)中進行修正。按圖 21選取小齒輪的 ＝，大齒輪 ＝ 圖 45 彎曲計算用綜合系數(shù) J 按上式 ＝ 700 N/???? 2m2 = N/ 700 N/ 22所以主減速器齒輪滿足彎曲強度要求。(2) 輪齒的表面接觸疲勞強度計算　　 錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力為太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）22 N/ (48)IcKbdPcmvC9301??2式中： ——作用在輪齒中點上的圓周力， ；P 平DiMPzp?2?　　　 ——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 234 /mm。0c 21N　 ， ， ——見式(77)下的說明；Kvm ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗的情況下，3可取 ； ——表面質(zhì)量系數(shù)與光潔度，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等） ，9c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，對于制造精確的齒輪可取 ——計算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)） 。它綜合考慮了嚙合齒面的相對I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，對軸交角為 、壓力角 、螺旋角 用插?90????35??入法綜合圖 [1]、圖 [1]選取 =太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）23 圖 ， ， 的弧齒錐齒輪的幾何系數(shù)?90???2??35??圖 ， ， 的弧齒錐齒輪的幾何系數(shù)?90???25??3??太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）24其中 =平DiMPzp?2???按上式 =1459 N/ 〈 330IcKbdcmvC? ?2m1750 N/ 2m故主傳動器的接觸疲勞強度滿足強度要求。4．①作用在主傳動錐齒輪上的力1)切向力 P從動大錐齒輪上的切向力可按下式計算： f22jMD? 式中： 大錐齒輪上常用受載扭矩，由前面計算可知 =4169 Nmf2 f2M 大錐齒輪平均分度圓直徑， mmj ????bdDj所以： mm57102?P主動小錐齒輪上的切向力： 112cosP??o235?所以： N25701? 2）軸向力 Q a)前進時主動錐齒輪螺旋方向向左，軸旋轉(zhuǎn)方向為逆時針（從小端看） NP1984)(270)tit 111?????????? b)前進時從動錐齒輪螺旋向方向為右旋，軸為順時針方轉(zhuǎn)動太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）25 N )(710)tit 22??????????3）徑向力 R NQR19842?規(guī)定軸向力離開錐頂方向為正值，反之為負值，徑向力壓向軸線為正值，反之為負值。②軸承的初選及支承反力的確定 推土驅(qū)動橋中，小錐齒輪采用三點式支承，即布置形式為跨置式，如圖 圖 34 主減速器軸承的布置尺寸根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)尺寸，按所選軸承壽命盡可能相等的原則，初選軸承的型號如下： 軸承 A、B 為型號相同的圓錐滾子軸承，初選為 31311 軸承 C 為圓柱滾子軸承，初選為 N2036E圖中 a=124 mm，b=72 mm，c=52 mm主動錐齒輪采用三點式支承，從受力特點來看是一靜不定梁，在計算軸承反力時，假定軸承 A 和軸承 B 合起來看作是一個點支承，求出總支反力后再分配在軸承 A 和軸承 B 上，軸向力 Q 按圖示方向應(yīng)由軸承 B 承受。 軸承 A、B、C 上的總支反力由下式計算： 2211jN(Pc)(RQr)a??? 22C11j(b)(r)太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）26式中： 小錐齒輪平均分度圓半徑 . = jr把各參數(shù)代入公式得： NBA5390?NC1796?1）軸承 A、B 的壽命計算查成大先《機械設(shè)計手冊》 根據(jù) GB/T 2971994 查得軸承的性能參數(shù)為：]5[31311 ： KN ； Y=； e=?rCN2036E： KN7r派生軸向力： ?? B? 軸承軸向力： 因為軸承 B 被“壓緊” ，軸承Ａ“放松” ，小錐齒輪所受的軸向力由軸承Ｂ承受，軸承Ａ只受它自身的派生軸向力。所以 A、B 軸承的軸向力分別為： NSF3850?NSQFBB236981??因為 A、B 為型號相同的軸承，而軸承 B 受力較大，所以只計算軸承 B 的使用壽命對軸承 B：由于 ??eR徑向動載系數(shù) ，軸向動載系數(shù) Y=?所以當(dāng)量動載荷為： )(????主動小錐齒輪轉(zhuǎn)速可用下式進行計算： eHBk1ni式中： 發(fā)動機標定轉(zhuǎn)速，由設(shè)計任務(wù)書可知 r/mineHn e20? 一檔時變速箱傳動比，k1i ?ki 額定工況下液力變矩器的傳動比，Bi 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）27所以主動小錐齒輪的轉(zhuǎn)速為： r/min713?kBeHin軸承壽命可用下式進行計算：06r3hCL()P把各參數(shù)代入公式得： hpCrnLh573)(60110?2)軸承 C 的壽命計算 軸承 C 為圓柱滾子軸承，它只承受徑向力，其當(dāng)量動載荷 P 等于徑向力 Nc，即 NPc1796?其壽命為： h237)(010?prnLh所以符合要求太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）28第 5 章 差速器設(shè)計推土機在行駛過程中左，右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不等。例如，轉(zhuǎn)彎時內(nèi)、外兩側(cè)車輪行程顯然不同，即外側(cè)車輪滾過的距離大于內(nèi)側(cè)的車輪；推土機在不平路面上行駛時，由于路面波形不同也會造成兩側(cè)車輪滾過的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會引起左、右車輪因滾動半徑的不同而使左、右車輪行程不等。如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時不可避免地會產(chǎn)生驅(qū)動輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，推土機左、右驅(qū)動輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足了汽車行駛運動學(xué)要求。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的角速度轉(zhuǎn)動。差速器有多種形式，在此設(shè)計普通對稱式圓錐行星齒輪差速器。5．1 差速器的差速原理 ]4[ 圖 差速器差速原理如圖 51 所示，對稱式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機構(gòu)。差速器殼 3 與行星齒輪軸5 連成一體，形成行星架。因為它又與主減速器從動齒輪 6 固連在一起，固為主動件，設(shè)其角速度為 ；半軸齒輪 1 和 2 為從動件，其角速度為 和 。A、B 兩點分別為行星齒0?1?2輪 4 與半軸齒輪 1 和 2 的嚙合點。行星齒輪的中心點為 C，A、B、C 三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為 。r當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時，顯然，處在同一半徑 上的r太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）29A、B、C 三點的圓周速度都相等（圖 31） ，其值為 。于是 = = ，即差速器不起0?r120?差速作用，而半軸角速度等于差速器殼 3 的角速度。 當(dāng)行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度 自轉(zhuǎn)時（圖） ，嚙合點 A 的圓周4速度為 = + ，嚙合點 B 的圓周速度為 = 。于是1?r0r2r0r+ =（ + ）+( )240?r4即 + =2 （81）120若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) 表示，則n （82）021n??式（82）為兩半軸齒輪直徑相等的對稱式圓錐齒輪差速器的運動特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無關(guān)。因此在車輛轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上