【文章內(nèi)容簡介】 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(diǎn)到小齒輪軸線的距離。（111）Z=(71)+(109)大齒輪根錐頂點(diǎn)到小齒輪軸線的距離。（112）（12）+（70）*（104）（113）sinε=(5)/(12)（114）cosε（115）tgε（116）sin=(103)*(114)（117）176。小齒輪面錐角（118）cos（119）tg（120）((102)*(111)+(95))/(103)（121）G=((5)*(113)(120))/(114)小齒輪面錐頂點(diǎn)到大齒輪軸線的距離。（122）tg=(38)*(67)/(69)（123）。 cos176。（124）△=（39）（123）；cos176。（125）=（117）（36）；cos176。（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）ε176。（139）cosε（140）((99)*(110)+(95))/(100)（141）G=((5)*(137)(140))/(139)（142）sin=(100)*(139)（143）176。小齒輪根錐角（144）cos （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=/式中：——作用在齒輪上的圓周力； ——從動齒輪齒面寬。 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算：=210/（）式中：——變速器一擋傳動比；——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；——主動齒輪節(jié)圓直徑； ——從動齒輪齒面寬。 = 238010/15047=，符合要求。 =210/() N/mm 式中：——該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；——超載系數(shù)；——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(dāng)端面模數(shù)≥，==；——載荷分配系數(shù),當(dāng)兩個(gè)齒輪均用跨置式支承形式時(shí)， = ～，取=；——計(jì)算齒輪的齒面寬； ——計(jì)算齒輪的齒數(shù)；——端面模數(shù)；——計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。 =210170150= N/mm＜[]=700N/mm=21047320= N/mm＜[]=700N/mm上述主、從動齒輪彎曲應(yīng)力中的計(jì)算轉(zhuǎn)矩按、兩者中較小者方法計(jì)算，均符合要求。雙曲面齒輪的齒面接觸強(qiáng)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；——主動齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ，——見上說明； ——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； ——齒面接觸強(qiáng)度。 =[2239410/（147）] = N/mm＜[]=2800N/mm，符合要求。 對驅(qū)動橋主減速器齒的材料及熱處理應(yīng)滿足如下要求：1） 具有較高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度,以及較好的齒面耐磨性；故輪齒表面應(yīng)有高的硬度；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） 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(shí)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(shí)，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(yīng)達(dá)到58～64HRC，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為29～45 HRC。當(dāng)8時(shí)為32～45 HRC。由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)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(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)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(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)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(jì)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(jì)當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行使時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)車輪中心在同一時(shí)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(shí)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(shí)，兩側(cè)車輪實(shí)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(gè)輪胎的滾動半徑實(shí)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。本設(shè)計(jì)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。1）對稱式錐齒輪差速器差速原理，差速器殼3與行星齒輪5連成一體，形成行星架，因?yàn)樗峙c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(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為，、三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線的距離均為r。 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(shí)，顯然，處在同一半徑上的、三點(diǎn)的圓周速度都相等，其值為。于是==，此時(shí)，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(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(shí)，嚙合點(diǎn)的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)的圓周速度為=。于是，+=2 ，或表示為。這表明：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，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)差速器殼體轉(zhuǎn)速為零時(shí)，左右半軸將等速反向轉(zhuǎn)動。2） 。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(dāng)于一個(gè)等臂杠桿，而兩個(gè)半軸齒輪半徑也是相等的。因此，當(dāng)行星齒輪沒有自轉(zhuǎn)時(shí)，總是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左右兩半軸齒輪，即==/2。當(dāng)兩半軸齒輪以不同轉(zhuǎn)速朝相同方向轉(zhuǎn)動時(shí)，設(shè)左半軸轉(zhuǎn)速大于右半軸轉(zhuǎn)速，當(dāng)左右驅(qū)動車輪存在轉(zhuǎn)速差時(shí)，=（）/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(rèn)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。1）行星齒輪數(shù)目的選擇轎車常采用2個(gè)行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用4個(gè)行星齒輪，少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪。據(jù)此，本方案采用4個(gè)行星齒輪，=4。2）行星齒輪球面半徑的確定可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式 = 來確定式中：——球面半徑系數(shù)，=～； ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩,取和兩者較小值； ——球面半徑。==行星齒輪預(yù)選節(jié)錐距 =（～）=（～）65=。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(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)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(jì)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12，半軸齒輪齒數(shù)為20，所以半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比為20/12=，～2的范圍內(nèi)，并且要滿足安裝條件：=I==8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(12/20)=176。=arctan(/)=arctan(20/12)=176。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=2176。=,標(biāo)準(zhǔn)化取=5節(jié)圓直徑為：==12=60mm==20=100mm5)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(jì)中壓力角選取為20176。6）行星齒輪軸直徑及及支撐長度L通常取 == 式中：——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩； ——行星齒輪目數(shù)； ——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x；≈, 為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而≈； []——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98MPa。=320=128===20=22mm 差速器強(qiáng)度計(jì)算汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：=2/() MPa 式中：——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式為 =； ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按、兩者中的較小者計(jì)算；——差速器行星齒輪數(shù)；——半軸齒輪齒數(shù)；、、—見上說明；——尺寸系數(shù)，=（m/）；——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)。=2/(4205)= MPa＜980MPa符合要求。（1）行星齒輪齒數(shù)： =12（2）半軸齒輪齒數(shù)： =20（3）模數(shù)： =5mm（4）齒面寬： =（～）==（5）齒工作高： ==5=8mm（6）齒全高： = +=5+=（7）壓力角： =22176。30′（8）軸交角： ∑=90176。（9）節(jié)圓直徑： ==512=60mm==520=100mm（10）節(jié)錐角： =arctan(/)=arctan(12/20)=176。=arctan(/)=arctan(20/12)=176。（11）節(jié)錐距： =（12）周節(jié)： ==5=（13）齒頂高： == =[+]= （14）齒根高： === ===（15）徑向間隙： ===（16）齒根角： =arctan(/)=arctan()=176。 =arctan(/)=arctan()=176。（17）面錐角： =+=176。+176。=176。=+=176。+176。=176。（18）根錐角: ==176。176。=176。= =176。176。=176。（19）外圓直徑： =+2cos=60+2176。= =+2cos=100+2=（20）節(jié)錐頂點(diǎn) =/2 sin=100/176。至齒輪外 = mm 緣距離： =/2sin=60/176。（21）理論弧齒厚： === =/2() tan=() tan22176。30′ (5)= （22）齒側(cè)間隙： B= (選取)（23）弦齒厚： ,（24）弦齒高： = +cos=+[60]cos30.176。=（24）弦齒高： = +co