【文章內(nèi)容簡介】 ()/taniN ()scTS?于是，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力 和徑向力 分別為:azFRz ()????????cosinstcossin???FSNaz ()?????sictacsicos ???FSNRz由式()可計算 ? ?????? = ??..3作用在從動錐齒輪齒面上的軸向力 和徑向力 分別為:acFRc ()????????cosinstaossin???FSNac ()ictcsio??SRc由上式可計算 ? ???????? = ?? ..3(3) 主減速器錐齒輪軸承載荷的計算對于主動齒輪采用懸臂式支撐，對于從動齒輪采用傳統(tǒng)的跨置式支撐方式。對于采用騎馬式的主動錐齒輪和從動錐齒輪的軸承徑向載荷，如圖 所示18圖 單級主減速器軸承布置位置軸承 A，B 的徑向載荷分別為 R = ()A???????? ()Bc? 求得 =， =，a=110mm ，b=40mm，c=100mm ,d=180mmaZFRZ軸承 A 的徑向力 =A????22 ???? =3578N其軸向力為 0 軸承 B 的徑向力 R =B????22 ????? =其軸向力為 01）對于軸承 A采用圓柱滾子軸承，采用 30210 型軸承，此軸承的額定動載荷 為 ，所rC承受的當量動載荷 取 X=1 則 Q=1 =3578NAQXR?? AR?6()10trpfCLQ?? (s)式中 ——溫度系數(shù)，取 ——載荷系數(shù)，取 19L= = (s)63????????810對于無輪邊減速器的驅(qū)動橋來說，主減的從動齒輪軸承的計算轉(zhuǎn)矩 為2nmin/?則主動齒輪的計算轉(zhuǎn)速 mi/ r?所以軸承能工作的額定軸承壽命為 hLh ???若大修里程 S 定為 100000 公里，可計算出預期壽命即 hVah ?均而 ，故軸承符合使用要求39。hL?2）對于軸承 B 是一對軸承對于成對安裝的軸承組的計算當量載荷時徑向動載荷系數(shù) X 和軸向動載荷系數(shù) Y值按雙列軸承選用，e 值與單列軸承相同。在此選用 30210 型軸承，此軸承的額定動載荷 為 。rC派生軸向力 ???軸向載荷： ???AeRA?故 0???fQd? :沖擊載荷系數(shù)，取 = N??????hnCnLrh ..?????????????? ??39。h?，故軸承符合使用要求3）對于從動齒輪的軸承 C ，D 選用圓錐滾子軸承，選用 30213，軸承的額定動載荷 為 112KN，經(jīng)過校核，符rC20合使用要求。 小結(jié) 本章運用傳統(tǒng)理學的計算方法，利用已知的數(shù)據(jù)對驅(qū)動橋的尺寸進行了計算，在計算結(jié)果和理論經(jīng)驗的基礎上對驅(qū)動橋的結(jié)果形式進行了具體選擇。并且對所選擇的結(jié)果進行了強度校核和壽命計算等，均滿足設計要求。 差速器設計根據(jù)汽車行駛運動學的要求和實際上的車輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長。另外，即使汽車作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等原因引起左右車輪外徑不同或滾動半徑不相等而要求車輪行程不等。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運動學上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會是輪胎過早磨損、無益地消耗功率和燃料以及驅(qū)動車輪軸超載等，還會因為不能按所要求的瞬時中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運動學上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不同時具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運動學的要求。在此，選用對稱錐齒輪式差速器。 對稱錐齒輪式差速器工作原理其工作原理如圖 所示為主減速器從動齒輪或差速器殼的角速度； 分別為左右兩半軸的角速度；0? 21?、為差速器殼接受的轉(zhuǎn)矩； 為差速器的內(nèi)摩擦力矩； 分別為左右兩半軸對差速TrTT、器的反轉(zhuǎn)矩。根據(jù)運動分析可得21 ()021???顯然，當一側(cè)半軸不轉(zhuǎn)時，另一側(cè)半軸將以 2 倍的差速器殼體角速度旋轉(zhuǎn)；當差速器殼體不轉(zhuǎn)時，左右半軸將等速、反向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)力矩平衡可得 ()?????????rT12普通錐齒輪差速器的鎖緊洗漱 k 一般為 ，兩半軸的轉(zhuǎn)矩比 為 ，這說明左右半軸的轉(zhuǎn)矩差別不大，故可以認為分配給兩半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等，這樣的分配比例對于在良好路面上行駛的汽車來說是很合適的。當汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路面上行駛，一側(cè)驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)很兇時，盡管另一側(cè)車輪與地面有良好的附著，其驅(qū)動轉(zhuǎn)矩也不得不隨附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小，無法發(fā)揮潛在的牽引力，以致汽車停駛。 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，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 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 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 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計1. 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇22(1) 行星齒輪數(shù) n農(nóng)用運輸車承載較大采用 4 個行星齒輪。(2) 行星齒輪球面半徑 BR 行星齒輪球面半徑 反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗公式來確定。圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑 ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，因此在BR一定程度上也表征了差速器的強度。 球面半徑 可按如下的經(jīng)驗公式確定：B mm ()3TKRB?式中： ——行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取 ～，對于有 4 個行星齒輪的載K貨汽車取小值； T——計算轉(zhuǎn)矩，取 Tce 和 Tcs 的較小值，Nm.根據(jù)上式 = = 所以預選其節(jié)錐距 A = 0(3) 行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了使齒輪有較高的強度，希望取較大的模數(shù)，但尺寸會曾大，于是又要求行星齒輪的齒數(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)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比 / 在 ～ 的范圍內(nèi)。1z2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Lz2R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圍，否則，差速器將無法安裝，即應滿足的安裝條件為： ()整 數(shù)??nzRL2式中： ， ——左右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐齒輪差速器來說， =Lz2R Lz2Rz2 ——行星齒輪數(shù)目；n在此 =10， =18 滿足以上要求。12z(4) 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 ，1?2 = =176。 =90176。 =176。211arctnz??80rta2?23 再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù) m m= = = =?zA20si?z?? 由于強度的要求在此取 m=6mm得 mm =618=108 mm61??md 2zd?(5) 壓力角 α汽車差速器的齒輪大都采用 176。的壓力角，齒高系數(shù)為 的齒形。某些總質(zhì)量較大的商用車采用 25176。壓力角，以提高齒輪強度。在此選 176。的壓力角。(6) 行星齒輪安裝孔的直徑 及其深度 L?行星齒輪的安裝孔的直徑 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常取： ?1.? ??nlTLc??302. ()lc?1.30?式中： ——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，Nm；在此取 m0T ——行星齒輪的數(shù)目；在此為 4n ——行星齒輪支承面中點至錐頂?shù)木嚯x，mm， ≈ ， d 為半軸齒輪齒面l l39。239。寬中點處的直徑，而 d ≈ ；39。2 ——支承面的許用擠壓應力，在此取 98 MPa??c?根據(jù)上式 = ==.39。2??dl ≈ ? ??L?2. 差速器齒輪的幾何計算表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表24項目 計算公式 計算結(jié)果行星齒輪齒數(shù) ≥10，應盡量取最小值1z =101z半軸齒輪齒數(shù) =14～ 25，且需滿足式 ()2 =182模數(shù) m=6m齒面寬 b=(～)A 。b≤10m0 20mm工作齒高 ?=全齒高 578?壓力角 ?176。軸交角 =90176。?=90176。?節(jié)圓直徑 ； 1mzd?2z=60mm =108mm1d2節(jié)錐角，21arctn?190???????節(jié)錐距 210sii?dA 周節(jié) = =齒頂高。21agah??mz?????????????.==齒根高 = 。 = 1fhm1afh2a=。1fh=徑向間隙 = = + =齒根角 = 01artnAf。 022arctnf??1? =176。 =176。1?2面錐角 ；21??o 12??o=176。o?=176。2根錐角 ；11???R22???R=176。1R=176。2?25外圓直徑；11cos2?aohd??20 ?dmm62節(jié)圓頂點至齒輪外緣距離139。21sin???239。02hd? ?mm82?理論弧齒厚1st??mts????an39。239。2 = mm 1s=齒側(cè)間隙 =~ mmB=弦齒厚 26i3ii BdsS?? =?S=弦齒高 iiih4co39。 ???=?h=3. 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進行彎曲強度校核。輪齒彎曲強度 (Mpa)為w?= MPa ()m2zT103JnbKvs?式中： ——差速器的行星齒輪數(shù)；n——計算汽車差速器齒輪彎曲應力用的綜合系數(shù)，J——差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計算式T ?? 在此 為 m； ——半軸齒輪齒數(shù)；2z根據(jù)上式 = =〈980 MPaw?3??所以，差速器齒輪滿足彎曲強度要求。目前用于制造差速器錐齒輪的材料為2620CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo 和 20CrMo 等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應用。 小結(jié)本章對差速器的尺寸進行了具體的計算，對差速器的結(jié)果形式進行了選擇并對其強度進行了校核。 驅(qū)動半軸的設計驅(qū) 動 車 輪 的 傳 動 裝 置 位 于 傳 動 系 的 末 端 ,其 基 本 共 用 是 接 受 從 差 速 器 傳 來 的 轉(zhuǎn)矩 并 將 其 傳 給 車 輪 .對 于 斷 開 式 驅(qū) 動 橋 和 轉(zhuǎn) 向 驅(qū) 動 橋 ,驅(qū) 動 車 輪 的 傳 動 裝 置 為 萬 向 傳動 裝 置 。對 于 非 斷 開 式 驅(qū) 動 橋 ,驅(qū) 動 車 輪 傳 動 裝 置 的 主 要 零 件 為 半 軸 。半 軸 根 據(jù) 其 車 輪 端 的 支 承 方 式 不 同 ， 可 分 為 半 浮 式 、 3／ 4浮 式 和 全 浮 式 三 種形 式 。 半 浮 式 半 軸 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 ， 用 于 乘 用 車