【文章內(nèi)容簡介】 cos(80)（82）tg(80)（83）(77)/(82)（84）=10560*(83)/(2)雙重收縮齒根角的總和（85）0．1700大齒輪齒頂高系數(shù)（86）=（85）（87）k=(75)*(85)大齒輪在齒面寬中點處齒頂高（88）k=(75)*(86)+大齒輪在齒面寬中點處齒根高（89）=3438*（87）/（72）63 176。46′大齒輪齒頂角（單位為分）（90）sin（91）=3438*（88）/（72）368176。40′大齒輪齒根角（單位為分）（92）sin（93）=(87)+(74)*(90)大齒輪的齒頂高（94）=（88）+（74）*（92）大齒輪的齒根高（95）C=*(75)+()徑向間隙為大齒輪在齒面寬中點處的（96）h=(93)+(94)大齒輪的齒全高（97）h=(96)(95)大齒輪的齒工作高（98）=（48）+（89）123176。48′大齒輪的面錐角（99）sin（100）cos（101）=(48)(91)308176。38′大齒輪的根錐角（102）sin(103)cos(104)cot(105)=(93)*(50)/+(6)大齒輪外圓直徑（106）（70）+（74）*（50）（107）X=(106)(93)*(49)大齒輪外緣到小齒輪軸線的距離（108）（（72）*（90）（87））/（99）（109）（（72）*（92）（88））/（102）（110）Z=(71)(108)大齒輪面錐頂點到小齒輪軸線的距離。正號（+）表示該節(jié)錐頂點超過了小齒輪軸線，負號（）表示該節(jié)錐頂點在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（111）Z=(71)+(109)大齒輪根錐頂點到小齒輪軸線的距離。正號（+）表示該節(jié)錐頂點超過了小齒輪軸線，負號（）表示該節(jié)錐頂點在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（112）（12）+（70）*（104）（113）sinε=(5)/(12)（114）cosε（115）tgε（116）sin=(103)*(114)（117）37176。55′小齒輪面錐角（118）cos（119）tg（120）((102)*(111)+(95))/(103)續(xù)表（121）G=((5)*(113)(120))/(114)小齒輪面錐頂點到大齒輪軸線的距離。正號（+）表示該節(jié)錐頂點超過了大齒輪軸線，負號（）表示該節(jié)錐頂點在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。（122）tg=(38)*(67)/(69)（123）。 cos2176。36′（124）△=（39）（123）；cos10176。12′（125）=（117）（36）；cos9176。25′（126）177。(113)*(67)(68)（127）(123)/(124)（128）(68)+(87)*(68)（129）(118)/(125)（130）(74)*(127)（131）B=(128)+(130)*(129)+(75)*(126)小齒輪外緣到大齒輪軸線的距離（132）（4）*（127）（130）（133）B=（128）（132）*（129）+（75）*（126）大齒輪外緣到小齒輪軸線的距離（134）（121）+（131）（135）=（119）*（134）/小齒輪外圓直徑（136）（70）*（100）/（99）+（12）（137）sinε=(5)/(136)（138）ε23176。27′（139）cosε（140）((99)*(110)+(95))/(100)（141）G=((5)*(137)(140))/(139)（142）sin=(100)*(139)（143）30176。41′小齒輪根錐角（144）cos 續(xù)表（145）tg（146）B最小齒側(cè)間隙允許值（147）B最大齒側(cè)間隙允許值（148）(90)+(92)（149）(96)(4)*(148)（150）A=(73)(4) 主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用在其輪齒上單位齒長上的圓周力來估算，即=/N/mm式中：——作用在齒輪上的圓周力，N；——從動齒輪齒面寬，mm。按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時：=210/（）式中：——變速器一擋傳動比；——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，Nm；——變速器傳動比；——主動齒輪節(jié)圓直徑，mm；——從動齒輪齒面寬，mm。= 239010/13050=780N/mm輪齒的彎曲強度計算 =210/() N/mm 式中：——該齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Nm；對于從動齒輪，按、（見式（22）（23））兩者中之較小者和（見式（23））計算；對于主動齒輪還需將上述計算轉(zhuǎn)矩換算到主動齒輪上；——超載系數(shù)，見式（22）下的說明；——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸、熱處理等有關(guān)，當端面模數(shù)≥，=/；=10/=；——載荷分配系數(shù),當兩個齒輪均用跨置式支承形式時， = ～，取=；——計算齒輪的齒面寬，mm；——計算齒輪的齒數(shù)；——端面模數(shù)，mm；——計算彎曲應力用的綜合系數(shù)，=。=2101515915013=535 N/mm＜[]=700N/mm=2102004011310=203 N/mm＜[]==2101515911501310= N/mm＜[]=700N/mm=210200401501310=190.3242N/mm ＜[]=上述主、從動齒輪彎曲應力中的計算轉(zhuǎn)矩按、兩者中較小者和兩種方法計算，均符合要求。雙曲面齒輪的齒面接觸強度為： =C/[210/（）] N/mm式中：C——材料的彈性系數(shù)， ——小齒輪分度圓直徑，=70mm；——主動齒輪計算轉(zhuǎn)矩，Nm； ，——見式（22）下說明； ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對其淬透性的影響，可取=1； ——表面質(zhì)量系數(shù)，取=； ——從動齒輪齒面寬，=54mm； ——齒面接觸強度，=。=[215159110/（150）] =2527＜[]=2800N/mm 對驅(qū)動橋主減速器齒的材料及熱處理應滿足如下要求：1） 具有較高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度,以及較好的齒面耐磨性；故輪齒表面應有高的硬度；2） 齒輪芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷；3） 鋼材鍛造、切削與熱處理加工性能良好，熱處理變形要小或變形規(guī)律易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時間、減小生產(chǎn)成本并降低廢品率；4） 選擇齒輪材料合金元素時，為了節(jié)約鎳、鉻等元素，我國發(fā)展了以錳、釩、鈦、鉬、硅等元素的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。汽車主減速器雙曲面齒輪與差速器的直齒錐齒輪，基本上都用滲碳合金鋼制造；其鋼號主要有：20CrMnTi、22CrMnMo、20MnVB、20CrNiMo、20Mn2TiB等。用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應達到58～64HRC，而芯部硬度較低，當端面模數(shù)8時為29～45 HRC。當8時為32～45 HRC。由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動副在熱處理及精加工后均予以厚度為～、鍍錫。這種表面鍍層不應用于補償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對齒面進行噴丸處理有可能提高壽命達25％。對于滑動速度高的齒輪，為了滑動速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進行滲硫處理。滲硫處理時的溫度低，故不會引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。本設(shè)計中主減速器主、從動齒輪材料均采用20CrMnTi。第3章 差速器的設(shè)計 差速器的功用當汽車轉(zhuǎn)彎行使時，內(nèi)外兩側(cè)車輪中心在同一時間內(nèi)移過的曲線距離顯然不同，即外側(cè)車輪移過的距離大于內(nèi)側(cè)車輪，若兩側(cè)車輪都固定在同一剛性轉(zhuǎn)軸上，兩輪角速度相等，則此時外輪必然是邊滾動邊滑移，內(nèi)輪必然是邊滾動邊滑轉(zhuǎn)。同樣，汽車在不平路面上直線行駛時，兩側(cè)車輪實際移過曲線距離也不相等。即使路面非常平直，但由于輪胎制造尺寸誤差，磨損程度不同或充氣壓力不等，各個輪胎的滾動半徑實際上不可能相等。因此，只要各車輪角速度相等，車輪對路面的滑動就必然存在。這樣會加速輪胎磨損、增加汽車動力消耗、轉(zhuǎn)向和制動性能的惡化。為了使兩側(cè)驅(qū)動輪以不同角速度旋轉(zhuǎn)，保證其純滾動狀態(tài)，所以必需安裝差速器裝置。 差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇本設(shè)計中采用的是普通錐齒輪式差速器中的對稱式錐齒輪差速器，由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)可靠，所以被廣泛采用。如圖31。1．對稱式錐齒輪差速器差速原理圖31中，差速器殼3與行星齒輪5連成一體，形成行星架，因為它又與主減速器的從動齒輪6固定在一起，故為主動件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動件，其角速度分別為和。、兩點分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點。行星齒輪的中心點為，、三點到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為r。圖31差速器差速原理圖當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、三點的圓周速度都相等，其值為。于是==，此時，差速器不起作用,而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。當行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時，嚙合點的圓周速度為=+，嚙合點的圓周速度為=。于是，+=2 ，或表示為。這表明：①當任何一側(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當差速器殼體轉(zhuǎn)速為零時，左右半軸將等速反向轉(zhuǎn)動。2．對稱式錐齒輪差速器中的轉(zhuǎn)矩分配如圖32 。圖32差速器轉(zhuǎn)矩分配由主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩，經(jīng)差速器殼，行星齒輪軸和行星齒輪傳給半軸齒輪。行星齒輪相當于一個等臂杠桿，而兩個半軸齒輪半徑也是相等的。因此，當行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時，總是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右兩半軸齒輪，即==/2。當兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相同方向轉(zhuǎn)動時，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速大于右半軸轉(zhuǎn)速，則行星齒輪將按圖實線箭頭的方向繞行星齒輪軸軸頸5自轉(zhuǎn)，此時行星齒輪孔與行星齒輪軸軸頸間以及齒輪背部與差速器殼之間都產(chǎn)生摩擦。行星齒輪所受的摩擦力矩方向與其轉(zhuǎn)速方向相反，如圖上虛線頭所示。此摩擦力矩使行星齒輪分別對左右半軸齒輪附加作用了大小相等而方向相反的兩個圓周力。使傳到轉(zhuǎn)得快的左半軸上的轉(zhuǎn)矩減小而卻使傳到轉(zhuǎn)得慢的右半軸上的轉(zhuǎn)矩增加。因此，當左右驅(qū)動車輪存在轉(zhuǎn)速差時，=（）/2，=（+）/2。左右車輪上的轉(zhuǎn)矩之差等于差速器的內(nèi)摩擦力矩。為了衡量差速器內(nèi)摩擦力矩的大小及轉(zhuǎn)矩分配特性，常以鎖緊系數(shù)K表征，即 =（）/=/差速器內(nèi)摩擦力矩和其輸入轉(zhuǎn)矩之比，定義為差速器鎖緊系數(shù)。而快慢半軸的轉(zhuǎn)矩之比/，定義為轉(zhuǎn)矩比，以表示， =/= 1+/1～，轉(zhuǎn)矩比為1～?？梢哉J為無論左右驅(qū)動轉(zhuǎn)速是否相等，而轉(zhuǎn)矩基本上總是平均分配的。 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇1）行星齒輪數(shù)目的選擇轎車常采用2個行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個行星齒輪。據(jù)此，本方案采用4個行星齒輪，=4。2）行星齒輪球面半徑的確定可根據(jù)經(jīng)驗公式 = 來確定式中：——球面半徑系數(shù)，=～； ——計算轉(zhuǎn)矩,取和兩者較小值，Nm； ——球面半徑，mm。所以：==64mm行星齒輪預選節(jié)錐距：=（～）=（～）64=(～)mm,取=63mm。3）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)從而使有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)應盡量小，但一般不小于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25?！?的范圍內(nèi)。本次設(shè)計的行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇：取行星齒輪齒數(shù)為13，半軸齒輪齒數(shù)為22，所以半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比為22/13=，～2的范圍內(nèi)，并且要滿足安裝條件：=I==11式中：——左邊半軸齒輪齒數(shù)；——右邊半軸齒輪齒數(shù)；n——行星齒輪數(shù)目；I——任意整數(shù)。4）差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪的節(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；=arctan(/)=arctan(13/22)=30176。34′ =arctan(/ ) =arctan(22/13)=59176。25′式中：，——分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。大端端面模數(shù)：=2/sin=264/13sin30176。34′=節(jié)圓直徑為：==13=65mm==22=110mm5)壓力角目前大多選用22176。30′的壓力角，在某些中型與中型以下貨車上采用20176。的壓力角。所以，本次設(shè)計中壓力角選取為20176。6