【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的圓錐滾子軸承之間 距離很小， 就能夠 縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使 的 布置更緊湊，并 且能夠 減小傳動(dòng)軸夾角， 這些都 有利于整車(chē)布置?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都 是 圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或 者 根本不帶內(nèi)圈。 由于 它僅 僅需要 承受徑向力，尺寸 也能夠 根據(jù)布置位置而定，是 不容易 損壞的一個(gè)軸承。 由于 本次設(shè)計(jì)需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩， 且兼顧經(jīng)濟(jì)性，故而 選用跨置式支承。 從動(dòng)錐齒輪的支承 [2] 從動(dòng)錐齒輪的支承 (圖 c)，其支承剛度與軸承的 型 式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪 很多情況下采 用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸 c+d 的大小 。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體有足夠的位置 用來(lái) 設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性， c+d 不 應(yīng) 小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。為了使載荷能 夠 盡量 平 均 的 分配在兩軸承上，應(yīng) 當(dāng) 盡量使尺寸 c等于或大于尺寸 d。 在具有大的主傳動(dòng)比和 有 徑向尺寸較大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中，為了 避免 從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移， 通常 在從動(dòng)錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖 )。輔 助支承與從動(dòng)錐齒輪背面之間 存在的 間隙，應(yīng) 當(dāng)能夠 保證偏移量達(dá)到允許極限時(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù) 發(fā)生 變形。主、從動(dòng)齒輪受載變形或移動(dòng)的許用偏移量如圖 。 圖 從動(dòng)齒輪輔助支撐 圖 主、從動(dòng)錐齒輪的許用偏移量 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 主減速器比的確定 主減速比的大小，對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸及質(zhì)量大小 都有很大的影響 。主減速比 i0的選擇，應(yīng) 當(dāng) 在汽車(chē)總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i0一起，由整車(chē) 的動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。驅(qū)動(dòng)橋的 主減速比 i0是主減速器設(shè)計(jì)的依據(jù)，是設(shè)計(jì)主減速器時(shí)的原始參數(shù)。 對(duì)于貨車(chē)和具有很大功率儲(chǔ)備的轎車(chē)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 pamax及其轉(zhuǎn)速 np的情況下，所選擇的 i0值應(yīng)能保證 汽車(chē)有盡可能高的最高車(chē)速 vamax。這時(shí)值 i0應(yīng)按下式來(lái)確定： )(190 m a x0 mmiv nri gha pr ?????? （ ） 式中： r —— 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑 ： r =； pn —— 最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 ： pn =2900r/min； maxav —— 汽車(chē)的最高車(chē)速 ： maxav =90km/h； ghi —— 變速器量高檔傳動(dòng)比 ,通常為 1； 按照 （ ） 求得的 i0值應(yīng)與同類汽車(chē)的主減速 比相比較，并考慮到主從動(dòng)主減速 齒輪可能有的齒數(shù)，對(duì) i0值予以校正并最后確定下來(lái)。 根 據(jù)所選定的主減速比 i0值，就能夠 基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等），并使之與汽車(chē)總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 由得出的 i0值確定 本 設(shè)計(jì)選用單級(jí)主減速器。 主減速器齒輪的設(shè)計(jì)載荷的確定 （ 1） 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ceT ceT = a x ????????n iikiTk fed ? (Nm ) () 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 式中 ： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： maxeT =390Nm ； k —— 液力變矩器變矩系數(shù)： k =1； dk —— 動(dòng)載系數(shù)： dk =1； 1i —— 變速器一檔傳動(dòng)比： 1i =； fi —— 分動(dòng)器傳動(dòng)比： fi =1； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比： 0i =； ? —— 從發(fā)動(dòng)機(jī)到主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)效率： ? =； n —— 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)： n=1； （ 2） 按驅(qū)動(dòng)輪打滑扭矩確定從動(dòng)輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tcs Tcs = )( mmi rmG mm r ?? ?????? ? （ ） 式中 ： 2G —— 后驅(qū)動(dòng)橋在滿載狀態(tài)下的靜載荷： 2G =40000N； 2m? —— 汽車(chē)最大加速度時(shí)的后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)： 2m? =； r —— 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑： 標(biāo)準(zhǔn)中輪胎外直徑 1018mm， 滾動(dòng)半徑 r =；? —— 輪胎與路面之間的附著系數(shù)： ? =； mi —— 主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間的傳動(dòng)比： mi =1； m? —— 主減速器從動(dòng)齒輪到車(chē)輪間的傳動(dòng)效率： m? =； （ 3） 按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT = ni rFmmrt? = ni rfffGgmmrjhr ? ??? )( )( ?? ????? ? (Nm ) （ ） 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 式中： G —— 汽車(chē)總質(zhì)量： G =7100kg ； ff —— 道路滾動(dòng)阻力系數(shù)： ff =； hf —— 公路坡度 系數(shù)： hf =； jf —— 汽車(chē)性能系數(shù)： pf =0； 在強(qiáng)度校核時(shí)取 cT =min[ ceT , csT ],即 cT =ceT =m 計(jì)算主動(dòng)錐齒輪時(shí)，應(yīng)將以 上各式分別除以該對(duì)齒輪的減速比及傳動(dòng)效率。 主減速器齒輪基本參數(shù)的 選擇 （ 1） 主動(dòng)錐齒輪齒數(shù) z1，從動(dòng)齒輪齒數(shù) z2 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：為了磨合均勻 ,z z2之間應(yīng)避免有公約數(shù) ； 為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40； 為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于貨車(chē)， z1一般不少于 6；當(dāng)主傳動(dòng)比 i0較大時(shí)，盡量使 z1取得小些，以便得到滿意的離地間隙 ； 對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， z1和 z2應(yīng)有適宜的搭配 。 本次設(shè)計(jì)選擇 z1=7， z2=44。 （ 2） 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑 D2,端面模數(shù) m 對(duì)于單級(jí)主減速器， D2對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響， D2大將影響橋殼的離地間隙； D2小則影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 )( 3322 mmTkD cD ???? () 式中 ： 2Dk —— 直徑系數(shù) ： 2Dk =； cT —— 計(jì)算載荷 ： cT =m ； 2D —— 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑 ； m = ??ZD(mm) () 校核模數(shù)： )( 6 5 8 33 mmTkm cm ???? 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 () 式中 : km為模數(shù)系數(shù)，為 ～ ，本次取 ； 計(jì) 算 得 m=＞ ,所以合格 . （ 3） 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬度 b b2 錐齒輪齒面 設(shè)計(jì) 過(guò)寬并不能 使 齒輪的強(qiáng)度和壽命 增大 ，反而會(huì) 引起 因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄 導(dǎo)致 的切削刀頭頂面寬 度 過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中， 同時(shí) 還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時(shí) 存在 位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷 都 集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早 的 損壞和 產(chǎn)生 疲 勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是 如果 齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性 又 會(huì)降低。 從動(dòng)錐齒輪齒面寬 b2推薦不大于其節(jié)錐距 A0的 倍，即 b2? ，而且 b2應(yīng)滿足 b2? 10 m，一般也推薦 b2=。對(duì)于螺旋錐齒輪， b1一般比 b2 大 10%。 4 7 4 9 01 5 5 22 ???? Db (mm) () 21 ???? bb (mm) () （ 4） 中點(diǎn)螺旋角 β 選擇 β 時(shí)， 必須要 考慮它對(duì)齒面重合度、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。 中點(diǎn)螺旋角 β 越大，則 齒面重合度 也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲也 越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。 汽車(chē)主減速器 螺旋 錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為 35176。 ～40176。 。貨車(chē) 一般 選用較小 值以防止軸向力過(guò)大，通常取 35176。 。螺旋方向 為 ：主動(dòng)左旋，從動(dòng)右旋。 （ 5） 法向壓力角 α 法向壓力角大一些 可以增加輪齒強(qiáng)度， 使得 齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) 減少 。但是 對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角 過(guò) 大易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪端面重合度下降。因此， 本設(shè)計(jì)選取 α =20176。30 ′ 。 主減速器 圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表 主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 主動(dòng)齒輪齒數(shù) Z1 7 從動(dòng)齒輪齒數(shù) Z2 44 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 端面模數(shù) m 齒面寬 b 1b = mm 2b = 工作齒高 mhh ag *2? ?gh 全齒高 ? ?mchha **2 ?? h = mm 法向壓力角 ? ? = ?22 03? 軸交角 ? ? =90176。 節(jié)圓直徑 d =mz ?1d mm 2d = mm 節(jié)錐角 ?1? arctan 21zz 2? =90176。 1? 1? =176。 2? =176。 周節(jié) t= t= 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d 取 A0 = 齒根高 fh =? ?mcha **? fh = 齒頂高 mhh aa *? ah = 徑向間隙 c= mc* c= 齒根角 0arctan Ahff ?? f? =176。 面錐角 211 fa ??? ?? 122 fa ??? ?? 1a? =176。 2a? =176。 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 2f? =176。 齒頂圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 222 cos2 ?ahd ? 1ad = 2ad = 節(jié)錐頂點(diǎn) 至 齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = 2kA = 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 2s = 主減速器 錐齒輪的 強(qiáng)度 計(jì)算 （ 1） 單位齒長(zhǎng)上圓周力 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算： P= 3321m a x ??? ????????bnD ikiTk fged ? =( Nm ) （ ） 式中 ： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： maxeT =390Nm ； gi —— 變速器傳動(dòng)比： gi =； 1D —— 主動(dòng)錐齒輪分度圓直徑： 1D =m1z =； 2b —— 從動(dòng)齒輪齒面寬： 2b =； 上式 計(jì)算 得： P=m ＜ [P]=1429Mpa，所以 齒輪表面耐磨性合格。 （ 2） 齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 從動(dòng)錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為： w? = 3320 176 5802102 ????? ??????wvmsc Jm bDk kkkT ? (Mpa) （ ） 式中： mk —— 齒面載荷分布系數(shù)： mk =1； 0k —— 過(guò)載系數(shù)：一般取 1； sk —— 尺寸系數(shù)： sk =； 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 vk —— 質(zhì)量系數(shù)： vk =1； b —— 齒輪齒面寬度： b =2b =； 2D —— 從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑： 2D =； wJ —— 綜合系數(shù)： wJ =； 計(jì)算 得 ： w? =＜ [ w? ]=700Mpa， 所以，齒輪彎曲強(qiáng)度合格。 （ 3） 齒輪 接觸 強(qiáng)度計(jì)算 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為 ： J? =1D