【文章內(nèi)容簡介】 端面模數(shù)10mm齒面寬b 續(xù)表33項 目計 算 公 式計 算 結(jié) 果工作齒高15mm全齒高法向壓力角 軸交角節(jié)圓直徑節(jié)錐角齒頂高齒根高 驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此，傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求：(1)具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。(2)齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。(3)鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。(4)選擇合金材料時，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。 工程機械主減速器錐齒輪與差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。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬化層（%～%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類材料的彎曲強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力均較好。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點是熱處理費用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時可能產(chǎn)生 塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層的剝落。 為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，～、鍍錫處理。對齒面進行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。對于滑動速度高的齒輪，可進行滲硫處理以提高耐磨性。由以上介紹選擇大、小錐齒輪的材料為20CrMnTi,其參數(shù)如下：，硬度為217HBS。 錐齒輪彎曲強度驗算錐齒輪輪齒的齒根最大彎曲應(yīng)力為：式中 —— 錐齒輪所受的最大彎曲應(yīng)力， —— 錐齒輪最大載荷作用下的扭矩，N .mm； —— 超載系數(shù)，可取；—— 動載系數(shù)，7級精度，可取 ；F —— 齒寬，mm，F(xiàn) = b；z —— 齒數(shù)；m —— 大端模數(shù)， s m = m ； —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)，一般當(dāng)模數(shù)；時：K —— 載荷分配系數(shù)，小齒輪用跨置式支承，?。?—— 計算彎曲應(yīng)力的系數(shù)，查得1， ；則需用彎曲應(yīng)力為：，則， 齒輪彎曲強度合格。第四章 差速器設(shè)計 車輛在行使過程中，左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，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，行使阻力不相等。這樣，如果驅(qū)動橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，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。 差速器是個差速傳動機構(gòu)，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，用來保證各驅(qū)動輪在各種運動條件下的動力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。差速器的結(jié)構(gòu)廣泛采用對稱式圓錐直齒輪差速器，由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方。 本設(shè)計采用對稱式圓錐直齒輪差速器。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的差速原理圖41　差速器差速原理 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A、B、C三點的圓周速度都相等（圖41），其值為。于是==，即差速器不起差速作用，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的圓周速度為=+，嚙合點B的圓周速度為=。于是+=（+）+()即 + =2 （41） 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則 （42）式（42）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)。因此在汽車轉(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)速在地面上滾動而無滑動。式（42）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動器制動傳動軸時），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來力矩而轉(zhuǎn)動，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 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，星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖42所示。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，故廣泛用于各類車輛上。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。如圖42所示。由于其具有結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，故廣泛用于各類車輛上。圖42 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器1，12軸承；2螺母；3，14鎖止墊片；4差速器左殼；5，13螺栓；6半軸齒輪墊片；7半軸齒輪；8行星齒輪軸；9行星齒輪；10行星齒輪墊片；11差速器右殼 差速器基本參數(shù)的選擇 圓錐直齒輪差速器的外殼，通常是安裝在主傳動器的從動齒輪上的，因而受主傳動器結(jié)構(gòu)的限制。 差速器球面直徑的選擇 差速器的大小可由差速器球面直徑 來表征，而球面半徑代表了差速器齒輪的節(jié)錐距，因此表征了差速器的強度?？砂唇?jīng)驗公式選取 ：式中 —— 差速器球面直徑，mm；—— 差速器球面系數(shù)， ； —— 差速器承受的最大扭矩，；則 差速器齒輪參數(shù)的選擇 在差速器球面直徑選出之后，差速器齒輪的大小就基本確定了。此時應(yīng)使小齒輪齒數(shù)盡量小以得到大的模數(shù)，從而提高齒輪強度。176。壓力角，，由于壓力角增大，最小齒數(shù)可小到10 。并可在小齒輪不變尖的條件下，由切向修正加大齒厚，從而使大、小齒輪趨于等強度。（1）齒數(shù)的選擇行星齒輪齒數(shù)， 多采用10 ~ 12 ，半軸多采用16 ~ 22 。為保證等強度，應(yīng)使；為保證安裝，行星齒輪和半軸齒輪的齒數(shù)應(yīng)符合下式：式中 —— 左半軸齒輪齒數(shù)；—— 右半軸齒輪齒數(shù)；n —— 行星齒輪個數(shù)，大、中型工程機械的行星齒輪數(shù)為4；m —— 任意整數(shù)；取。（2）模數(shù)的確定齒輪的分錐角為：；齒輪的外錐距為：則取為標(biāo)準(zhǔn)值，m = 7； 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度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角。項目半軸齒輪行星輪齒數(shù)1810模數(shù)7mm7mm分度圓直徑180mm100mm壓力角176。176。工作齒高齒全高齒頂高齒根高齒根角176。176。根錐角176。176。大端頂圓直徑186mm120mm齒寬30mm25mm頂錐角176。176。表41差速器齒輪參數(shù) 差速器齒輪的強度計算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動。因此對于差速器齒輪主要應(yīng)進行彎曲強度校核。輪齒彎曲強度為 式中： M差—— 差速器收到的扭矩，N mm，n—— 差速器行星齒輪個數(shù)，n = 4；b —— 齒寬，mm；z半—— 半軸齒輪齒數(shù)；J —— 綜合系數(shù)，查圖43得J = ；圖43彎曲計算用綜合系數(shù)K ——尺寸系數(shù)，當(dāng)m ，則；—— 載荷再分配系數(shù)，可??； —— 過載系數(shù)，； —— 質(zhì)量系數(shù)， ；半軸齒輪與行星齒輪材料選為20CrMnTi ，其極限應(yīng)力為，則 ，則，齒輪彎曲強度合格。華東交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計第五章 驅(qū)動半軸的設(shè)計 驅(qū)動半軸位于傳動系的末端，其基本功用是接受從差速器傳來的轉(zhuǎn)矩并將其傳給車輪。對于非斷開式驅(qū)動橋，車輪傳動裝置的主要零件為半軸；對于斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，車輪傳動裝置為萬向傳動裝置。萬向傳動裝置的設(shè)計見第四章，以下僅講述半軸的設(shè)計?！〗Y(jié)構(gòu)形式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為牛浮式、3／4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸(圖51a)的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端支承軸承位于半軸套管外端的內(nèi)孔，車輪裝在半軸上。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡單，所受載荷較大，只用于轎車和輕型貨車及輕型客車上。 3／4浮式半軸(圖51b)的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。該形式半軸受載情況與半浮式相似，只是載荷有所減輕，一般僅用　在轎車和輕型貨車上。全浮式半軸(圖51c)的結(jié)構(gòu)特點是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動橋殼的半軸套管上。理論上來說，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動輪上的其它反力和彎矩全由橋殼來承受。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同女、半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素，會引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5～70MPa。全浮式半軸主要用于中、重型貨車上。在這里我們選擇全浮式半軸。 圖 51 半軸的形式設(shè)計半軸的主要尺寸是其直徑，在設(shè)計時首先可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同形式半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進行強度校核。計算時首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：①縱向力（驅(qū)動力或制動力）最大時，其最大值為，沒有側(cè)向力作用；②側(cè)向力最大時，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時），沒有縱向力作用；③垂向力最大時（發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時），其值為，其中為車輪對地面的垂直載荷，為動載荷系數(shù)，這時不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 由于車輪承受的縱向力，側(cè)向力值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有 故縱向力最大時不會有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時也不會有縱向力作用。 計算載荷的計算 按從發(fā)動機傳來的最大扭矩計算 在車輛轉(zhuǎn)彎時，若考慮差速器行星齒輪自轉(zhuǎn)內(nèi)摩擦阻力矩時，一側(cè)半軸會出現(xiàn)最大扭矩，兩半軸齒輪1式中 —— 外側(cè)車輪對應(yīng)的半軸（半軸齒輪）傳遞的扭矩，N m； —— 內(nèi)側(cè)車輪對應(yīng)的半軸（半軸齒輪）傳遞的扭矩，N m；—— 差速器受到的扭矩，N m，；K—— 縮緊系數(shù)，K = ~ ，；則 ， ，則半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 按附著極限決定的扭矩計算由附著里決定的半軸受到的扭矩為：式中 GM —— 裝載機自重（N ），GM =167000N ；PQ—— 額定載重量（N ），PQ = 50000N ；f —— 附著系數(shù)，輪式裝載機f = ~ ，；rd—— 動力半徑（m），rd = i4—— 輪邊減速器傳動比，i4 = ；h 4—— 輪邊減速器傳動效率， h 4 = ；則取上述兩種計算方法所得的較小值作為計算轉(zhuǎn)矩，帶入經(jīng)驗公式來選擇主要參數(shù)。則 半軸桿部直徑的計算桿部直徑是半軸的主要參數(shù)，可按下式初選：式中 —— 半軸受到的扭矩，kg cm；[t ]—— 許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，半軸材料選用40Cr，則 ，取則，圓整后取d = 70mm。 半軸強度驗算全浮式半軸只傳遞扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力如下：式中 —— 半軸受到的扭矩，N mm；d —— 半軸桿部直徑，mm；則半軸受到的扭矩為：則t 在500 ~ 600MPa 范圍內(nèi)，半軸扭轉(zhuǎn)強度合格，直徑選擇合適。第六章 輪邊減速器設(shè)計 輪邊減速器的功用是進一步降速增扭，滿足整車的行駛和作業(yè)要求；同時由于可以相應(yīng)減少主傳動器和變速箱比，因此降低了這些零部件傳遞的扭矩，減少了它們的尺寸。 輪邊減速器傳動方案 輪邊減速器有多種布置方案，各種方案有不同的作用。越野汽車為了提高離地間隙，可以將一對圓柱齒輪構(gòu)成的輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直上方；公共汽車為了降低汽車的質(zhì)心高度和車廂地板高度，以提高穩(wěn)定性和乘客上下車的方便，可將輪邊減速器的主動齒輪置于其從動齒輪的垂直下方；有些雙層公共汽車為了進一步降低車廂地板高度，在采用圓柱齒輪輪邊減速器的同時，將主減速器及差速器總成也移到一個驅(qū)動車輪的旁邊。在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅(qū)動車輛和超重型載貨車輛上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總體布置很方便。一般工程