【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，一般根據(jù)汽車(chē)最大總質(zhì)量與最高車(chē)速等參考同類 型車(chē)，選取發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為：康明斯c260 20，額定功率/轉(zhuǎn)速： 191kw/2200r/min,最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速：。 ——是液力變矩器變矩系數(shù)，取=1。 ——是主減速器傳動(dòng)比，其中n為發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速， n=2200r/min；r是輪胎半徑， R20，查閱 《GB/T29771997》載重輪胎系列可知r=526mm；為最高車(chē)速， 由題目知Vmax=80km/h；為變速器最高檔傳動(dòng)比，=1。代入 各個(gè)數(shù)據(jù)得：i0=，取i0=。 ——是變速器1檔傳動(dòng)比，參考《汽車(chē)?yán)碚摗罚? ，其中G為車(chē)重， G=1800010=180000N；其中最大爬坡度i=tanα=40%,則α =arctan40%=；r=；Ttqmax=；i0=；ηt 為傳動(dòng)效率，取==；。代入各個(gè)數(shù)據(jù) 得≥。 ——是分動(dòng)器傳動(dòng)比，由于此車(chē)為單驅(qū)動(dòng)軸，無(wú)需設(shè)計(jì)分動(dòng)器，所以取 =1。 ——是從發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率，取=。 ——是驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，=1。代入以上各個(gè)參數(shù)值，得Tce=。② 的計(jì)算： （33) 式中：——滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷，參見(jiàn)《汽車(chē)設(shè)計(jì)》（1）， 表16，有滿載后軸載重65%70%，所以可取 =18000065%=117000N。 ——汽車(chē)最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷系數(shù)，商用車(chē):=～,乘用車(chē)： =～，這里取=。 ——輪胎與路面間的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車(chē)，在良 好的混凝土或者瀝青路上。 ——輪胎滾動(dòng)半徑，=。 ——主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)比，及輪邊減速器傳動(dòng)比，為 4。 ——主減速器主動(dòng)齒輪到車(chē)輪之間的傳動(dòng)效率。代入以上各個(gè)參數(shù)，可得=19464nm。 由①②的結(jié)果，比較與得==19464nm。再將各參數(shù)代入公式，得=。差速器行星齒輪球面半徑確定后 ，可以根據(jù)下式預(yù)選節(jié)錐距。 =(～)=66mm （34） 確定行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)、 為了取最大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25。大多數(shù)汽車(chē)的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比/～。 差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，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，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周?chē)?，否則，差速器將無(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為： （35）式中：，——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)， =。 ——行星齒輪數(shù)目，=4。 ——任意整數(shù)。在此取=12，=20 滿足以上要求。 確定行星齒輪與半軸齒輪節(jié)錐角節(jié)錐角，模數(shù)m 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角， ==176。=27 176。 ==176。=63176。并且滿足+=90176。 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)m m====經(jīng)查閱文獻(xiàn)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取m=5。從而可以算出行星齒輪與半軸齒輪的大端分度圓直徑，即=60mm ，mm。 確定壓力角α查閱資料可知，在目前，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(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20176。的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。176。 確定行星齒輪軸直徑d及支承長(zhǎng)度行星齒輪軸直徑d（mm）為 (36)式中：——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm；在此=19464Nm。 ——行星齒輪的數(shù)目；在此為4。 ——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，約為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑 d的一半，即=，而d≈=120=96，則==96/2=48mm。 ——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取98 MPa。代入各個(gè)參數(shù)可得，d≈30mm。 行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度 L==33mm。 進(jìn)行差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)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，它不像主減速器那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車(chē)輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)于差速器齒輪，主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度的計(jì)算。齒輪彎曲應(yīng)力（MPa）為 (37)式中：——差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式 nm。 ——差速器的行星齒輪數(shù)，n=4。　——尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理等因數(shù)有關(guān)，當(dāng)ｍ 時(shí)，在此＝?！　X面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：＝～；懸臂式結(jié)構(gòu)： =～，在此取=。　——質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，=。 ——齒輪模數(shù)，m=5。 、——分別為半軸齒輪齒寬及其大端分度圓直徑，[=（～） =，取20mm，=120mm]。 ——計(jì)算汽車(chē)差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，參考《驅(qū)動(dòng)橋》P131， 圖38，即下圖，可以取J=。 圖38 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 代入以上各個(gè)參數(shù)，可以得 MPa980MPa所以差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 汽車(chē)差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 根據(jù)以上計(jì)算過(guò)程將直齒錐齒輪的各個(gè)參數(shù)整理計(jì)算如表31序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)≥10，應(yīng)盡量取最小值=122半軸齒輪齒數(shù)=14～25，且滿足=243模數(shù)=5mm4齒面寬b=(～)A。b≤10m20mm表315工作齒高=8mm6全齒高mm7壓力角176。8軸交角=90176。=90176。9節(jié)圓直徑mmmm10節(jié)錐角 =27176。=63176。11節(jié)錐距=66mm12周節(jié)==13齒頂高。==14齒根高====15徑向間隙==+=16齒根角==176。 =176。17面錐角=176。=176。18根錐角=176。=176。19外圓直徑== 確定差速器齒輪材料差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。在這里，選用差速器齒輪材料為20CrMnTi。差速器齒輪如下圖。圖39 行星齒輪圖310 半軸齒輪 半軸設(shè)計(jì)計(jì)算與校核 確定半軸結(jié)構(gòu)形式 從差速器傳出來(lái)的扭矩經(jīng)過(guò)半軸 （或在經(jīng)過(guò)輪邊減速器）、輪轂最后傳給車(chē)輪，所以半軸是傳動(dòng)系中傳遞扭矩的一個(gè)重要零件。半軸由于受力情況不同，它有半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。半軸傳遞扭矩是它的首要任務(wù)。但由于輪轂的安裝結(jié)構(gòu)不同，非全浮式半軸除受到扭矩之外，還要受到車(chē)輪上的作用力諸如:車(chē)輪上的垂直力、側(cè)向力以及牽引力或制動(dòng)力所形成的縱向力。半浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，半軸外端的支承位于半軸套管外端的內(nèi)孔中，車(chē)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(duì)車(chē)輪的反作用力所引起的全部力和力矩。半浮式半軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所受載荷大，只用于乘用車(chē)和總質(zhì)量較小的商用車(chē)上。全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支撐在驅(qū)動(dòng)橋殼的半軸套管上。理論上來(lái)說(shuō)，半軸只承受轉(zhuǎn)矩，作用于驅(qū)動(dòng)輪上的其他反力和彎矩全部又橋殼來(lái)承受，但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同心、半軸法蘭平面相對(duì)其軸線不垂直等因素，會(huì)引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5到70MPa。全浮式半軸主要用于總質(zhì)量大的商用車(chē)上。根據(jù)以上部分并結(jié)合題目要求，選擇半軸形式為：帶有凸緣的全浮式半軸。 進(jìn)行半軸詳細(xì)計(jì)算與校核 計(jì)算全浮式半軸與載荷其計(jì)算載荷可按車(chē)輪附著力矩計(jì)算，即按下式計(jì)算 (38）式中：——驅(qū)動(dòng)橋的最大靜載荷，=117000N。 ——車(chē)輪半徑，=。 ——負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，