【文章內(nèi)容簡介】 的法向壓力角；公式中的節(jié)錐角，算小齒輪時用面錐角代替，算大齒輪時用根錐角代替。按公式算出的軸向力若為正值，說明軸向力與圖所示的軸向力方向相同，即離開錐頂；若為負值，軸向力方向則指向錐頂。對徑向力而言，正值表明徑向力使該齒輪離開相配齒輪，負值表明徑向力使該齒輪趨向相配齒輪。 單級主減速器軸承的布置 主減速器軸承的載荷 利用計算得到的錐齒輪齒面上的圓周力、軸向力和徑向力，根據(jù)主減速器齒輪軸承的布置尺寸，就可以確定軸承上的載荷。如上圖所示，根據(jù)其布置尺寸，各軸承的載荷計算公式見表。在求得軸承的載荷并大致確定了主減速器的使用工況以后，就可以按照一般機械工程設計中軸承的計算方法選用適當?shù)妮S承。 受力計算 主動小齒輪軸向力徑向力螺旋方向旋轉(zhuǎn)方向右左順時針逆時針主動齒輪從動齒輪主動齒輪從動齒輪右左順時針逆時針主動齒輪從動齒輪主動齒輪從動齒輪 軸承載荷校核 本次設計中外加轉(zhuǎn)矩的旋向和方向為左旋順時針： 軸承A、B的徑向載荷： () ()軸承A、B的軸向載荷：　　因為，且　　所以校核軸承時，只需校核軸承Ｂ即可。 下面對軸承B進行校核： 按照下式可求出軸承的當量動載荷Q Q=XR+YA () 式中　　X—徑向系數(shù)　　　　　　　Y—軸向系數(shù)對單列圓錐滾子來說：當時，X＝１，Y=0；當時，X=，Y值及判斷參數(shù)e見軸承手冊。 本次設計中，選用軸承30212。查表的e=因為，大于e值，所以通過手冊得，Y=。得， Q=XR+YA=+= 計算軸承的額定壽命L， () 式中 C—額定動載荷，；其值見軸承手冊； —溫度系數(shù)，可查表得到； —壽命系數(shù)，對于圓錐滾子=10/3。 軸承所能承受的汽車行駛里程為： () 式中 S——汽車大修里程從上述計算中可以看出軸承的使用壽命符合使用要求。2 差速器 差速器概述 汽車左右車輪行駛的路程往往存在差別，為了適應這一特點，在驅(qū)動橋的左右車輪之間都裝有差速器。在多軸驅(qū)動的汽車上還常裝有軸間差速器，以提高通過性，同時可以避免在驅(qū)動橋間產(chǎn)生功率循環(huán)以及由此引起的附加裁荷，以減少傳動系零件的損傷、輪胎的磨損和燃料消耗。 差速器按結(jié)構(gòu)型式可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌式多種型式。在一般用途的汽車上，輪間差速器常采用對稱錐齒輪式差速器如圖所示，其兩個半軸齒輪大小相同，可將轉(zhuǎn)矩大致平均分配結(jié)左、右驅(qū)動輪。 普通錐齒輪差速器原理 對稱式圓錐行星齒輪差速器的運動學分析 齒輪式差速器有錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。錐齒輪式差速器因其結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量較小、制造容易、工作平穩(wěn)可靠而被廣泛采用。錐齒輪式又可分為普通錐齒輪差速器、摩擦片式差速器和強制鎖止式差速器等多種型式。如上圖所示，設差速器殼體的角速度為，兩個半軸的角速度分別為。和，則有： () 當某一側(cè)的半軸不轉(zhuǎn)，例如＝0時，另一側(cè)的半軸角速度叫＝2；當差速器殼不轉(zhuǎn)，即＝0時，叫＝，即左右半軸反方向等速轉(zhuǎn)動。設T為差速器殼受到的轉(zhuǎn)矩，T、T分別為轉(zhuǎn)速快的和轉(zhuǎn)速慢的半軸對差速器的反轉(zhuǎn)矩，T為差速器內(nèi)摩擦力矩，則根據(jù)力矩平衡有： () () 常以差速器鎖緊系數(shù)久來表征差速器的性能，K定義為K＝T／T，由以上的幾個方程可以得出： () () 由上式可知，若不計差速器的內(nèi)摩擦力矩，即K=0，則普通錐齒輪差速器把從差速器殼傳人的轉(zhuǎn)矩平均分配給左右半軸；若計內(nèi)摩擦力矩，則轉(zhuǎn)速慢的半軸的轉(zhuǎn)矩T比轉(zhuǎn)速快的半軸的轉(zhuǎn)矩T大。慢、快轉(zhuǎn)半軸的轉(zhuǎn)矩比為 ()Kd與系數(shù)K之間有： () 普通鏈齒輪差速器的鎖緊系數(shù)K＝—，這說明分配給左、右兩個半軸的轉(zhuǎn)矩大致相等。由汽車行駛理論可知，增大差速器的鎖緊系數(shù)，可較好地利用左、右車輪 上的附著力，提高汽車通過性，所以現(xiàn)代汽車輪間高摩擦差速器的鎖緊系數(shù)一般為K= —。 對稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)設計 行星齒輪數(shù)目的選擇由于本次設計為大客車，根據(jù)載荷需要，選擇四個行星齒輪。 行星齒輪球面半徑的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑，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，在一定程度上表征了差速器的強度。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗公式來確定： ()式中 —行星齒輪的球面半徑系數(shù)，=，對于四個行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對于兩個行星齒輪的轎車以及越野車、礦用汽車取大值。因本車為大客車，所以本次設計取=。 —計算轉(zhuǎn)矩。確定后，即可根據(jù)下式預選其節(jié)錐距：==118mm () 初定為= 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)從而使齒輪有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14—25。 本次設計齒數(shù)分別定為10和16。 在任何圓錐行星齒輪差速器中，左、右半軸齒輪的齒數(shù)之和，必須能夠被行星齒輪的數(shù)目n所整除，否則將不能安裝，即應滿足 () 所以本次設計符合要求。 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 初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角和： () ()式中Z1和Z2為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： ()式中Ao，Z1，Z2在前面已經(jīng)初步確定。算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑d即可由下式求得：　　　 () () 壓力角 過去汽車差速器都采用壓力角為20，齒高系數(shù)為1的格里森制齒形，這種齒形規(guī)定的最少齒數(shù)是13。但在主減速器非常有限的空間內(nèi)，這樣多的齒數(shù)必定要減小模數(shù)，進而降低強度，并帶來加工的困難。所以目前大都采用壓力角為2230’。某些重型貨車和礦用車采用25的壓力角，以提高齒輪強度。所以本次設計選用壓力角為2230’的輪齒。 行星齒輪的軸孔長度和孔徑 行星齒輪安裝孔與行星齒輪的軸名義直徑相同，而行星齒輪孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。通常取　　　 () () () 　式中　—差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，；　　　　　　n—行星齒輪數(shù)；　　　　　　l—行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x，mm。　　　　　　—支承面的許用擠壓應力，取為69Mpa. 差速器的幾何尺寸計算和強度分析 差速器的幾何尺寸計算　　具體尺寸見下頁表格。 差速器的強度分析 只有當汽車左右車輪走過不同的路程，或一邊的車輪打滑時，差速器齒輪才有齒間的相對運動，齒面的接觸疲勞破壞一般不會發(fā)生，所以只進行齒輪抗彎強度計算即可滿足要求。 差速器直齒錐齒輪幾何尺寸計算用表序號項目數(shù)值序號項目數(shù)值1行星齒輪數(shù)1013齒頂高2半軸齒輪數(shù)1614齒根高3模數(shù)15徑向間隙4齒面寬3516齒根角5齒工作高2017面錐角6齒全高18根錐角7壓力角19外圓直徑8軸交角9020節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離9節(jié)圓直徑21理論弧齒厚10節(jié)錐角22齒側(cè)間隙B=11節(jié)錐距11823弦齒厚12周節(jié)24弦齒高注：表中相關(guān)參數(shù)的取值見《機械設計手冊》差速器強度計算輪彎曲應力： ()式中 —計算轉(zhuǎn)矩，按和分別求解； n—行星齒輪數(shù)目； J—綜合系數(shù)．按格里森公司提供的差速器直齒錐齒輪有關(guān)圖線查取； Km、Ks、Kv—核計算主減速器齒輪有關(guān)數(shù)值選取。 發(fā)動機最大牽引力時差速器輪齒彎曲應力為： () 日常牽引力時差速器輪齒彎曲應力為： () 差速器齒輪彎曲應力，按Tc計算時不大于980N/mm；按Tcf計算時不大于210N/mm。因此以上的數(shù)值都滿足設計要求。 CATIA建模 半軸齒輪 行星齒輪 十字軸 差速器左殼 差速器右殼 差速器總成3 車輪傳動裝置設計 概述 車輪傳動裝置位于傳動系末端，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；對于斷開式車橋，車輪傳動裝置為萬向傳動裝置。 本次設計選用非斷開式車橋，故其車輪傳動裝置主要零件為半軸，下面主要介紹半軸的設計。 半軸的結(jié)構(gòu)型式 在非斷開式驅(qū)動橋中，車輪傳動裝置的主要部件是半軸。根據(jù)車輪端的支承方式不同，半軸型式可分為半浮式、3／4浮式和全浮式三種型式，如圖所示 半浮式半袖安裝結(jié)構(gòu)特點是軸承裝在半軸套管的內(nèi)孔，并直接支承著半軸的外端，因而半袖要承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩，一般只用在輕型轎車和輕型貨車以及客車上。 3/4浮式半軸安裝結(jié)構(gòu)特點是半袖的外端只用一個軸承裝在半軸套管的外端部，并直接支承著車輪的輪毅，該型式的半袖除承受轉(zhuǎn)矩之外，還要承受車輪側(cè)向力產(chǎn)