【文章內(nèi)容簡介】 如下優(yōu)點： 1)在工作過程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動。縱向滑動可改善齒輪 的磨合過程，使其具有更高的運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。 2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動齒輪的 1? 大于從動齒輪的 2? ，這樣同時嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約 30％。 3)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接觸強度提高。 4)雙曲綿主動齒輪的變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)， 有利于增加傳動比。 5)雙曲面齒輪傳動的主動齒輪較大，加工時所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長。 6)雙曲面主動齒輪軸布置在從動齒輪中心上方，便于實現(xiàn)多軸驅(qū)動橋的貫通，增大傳動軸的離地高度。布置在從動齒輪中心下方可降低萬向傳動軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。 但是，雙曲面齒輪傳動也存在如下缺點： 1)沿齒長的縱向滑動會使摩擦損失增加，降低傳動效率。雙曲面齒輪副傳動效率約為 96％，螺旋錐齒輪副的傳動效率約為 99％。 2)齒面間大的壓力和摩擦功， 可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠合能力較低。 3)雙曲面主動齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負荷增大。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 16 頁 4)雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。 由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。 一般情況下，當要求傳動比大于 4． 5而輪廓尺寸又有限時，采用雙曲面齒輪傳動更合理。這是因為如果保持主動齒輪軸徑不變，則雙曲面從動齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當傳動比小于 2時，雙曲面主動齒輪相對螺旋錐齒輪主動齒輪顯得過大，占據(jù) 了過多空間，這時可 選用螺旋錐齒輪傳動，因為后者具有較大的差速器可利用空間。對于中等傳動比，兩種齒輪傳動均可采用。 圓柱齒輪傳動 圓柱齒輪傳動 (圖 )一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動機橫置且前置前驅(qū)動的轎車驅(qū)動橋和雙級主減速器貫通式驅(qū)動橋。 蝸桿傳動 蝸桿 (圖 )傳動與錐齒輪傳動相比有如下優(yōu)點： 1)在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動比 (可大于 7)。 2)在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲。 3)便于汽車的總布置及貫通式多橋驅(qū)動的布置。 4)能傳遞大的 載荷，使用壽命長。 5)結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，調(diào)整容易。 但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動效率較低。蝸桿傳動主要用于生產(chǎn)批量不大的個別重型多橋驅(qū)動汽車和具有高轉(zhuǎn)速發(fā)動機的大客車上。 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 主減速器中必須保證主、從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。 主動錐齒輪的支承 a)主動錐齒輪懸臂式 b)主動錐齒 輪跨置式 c)從動錐齒輪 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 17 頁 圖 主減速器錐齒輪的支承形式 主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu) (圖)的特點是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長的軸頸，其上安裝兩個圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度 a和增加兩支承間的距離凸 b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離 b 應(yīng)大于 2． 5倍的懸臂長度 a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a。 為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時也采用圓柱滾子軸承，這時另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。 跨置式支承結(jié)構(gòu) (圖 )的特點是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個相對安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短 主動齒輪軸的長度，使布置更緊湊，并可減小傳動軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動齒輪之間的空間很小，致使主動齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個軸承。在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。 從動錐齒輪的支承 從動錐齒輪的支承 (圖 )，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動錐齒輪多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。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性， c+d 應(yīng)不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的 70％。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸 c等于或大于尺寸 d。 圖 從動錐齒輪輔助支承 圖 主、從動錐齒輪的許用偏移量 在具有大的主傳動比和徑向尺寸較大的從動錐齒輪的主減速器中 ，為了限制從動錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承 (圖 )。輔助支承與從動錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達到允許極限時能制止從動錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動齒輪受載變形或移動的許用偏移量如（圖 ）所示。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 18 頁 主減速器錐齒輪主要參數(shù)選擇 主減速比 i0 的確定 對具有較大功率儲備的轎車，尤其是賽車，在給定發(fā)動機最大功率 Pemax 及其轉(zhuǎn)速np 時，所選擇的 i0 應(yīng)能保證汽車有盡可能的最高速 Vamax，這時 i0 由下式確定： ghpr iVa nri ?? m a （ ） 式中， i0 —— 汽車主減速器的主減速比 rr —— 車輪的滾動半徑（ m） np —— 為最大功率轉(zhuǎn)速（ r/min） Vamax —— 純發(fā)動機驅(qū)動要求汽車達到的最高速度（ km/h） igh —— 汽車變速器最高擋傳動比 代入數(shù)據(jù)計算得： ?????i 選擇減速器的形式： 由一對螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪組成；在前橫置發(fā)動機前輪驅(qū)動的汽車上則由一對斜齒圓柱齒輪組成；對貫通式驅(qū)動橋也有采用蝸輪 — 蝸 桿傳動的。其結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量及體積小、造價低，廣泛用于主減速比 ?i 的各種中、小型汽車及帶有輪邊減速器的重型汽車，雙曲面齒輪單級主減速器用于貫通橋時應(yīng)使 50?i 。 主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動錐齒輪齒數(shù) z1和 z從動錐齒輪大端分度圓直徑 D2和端面模數(shù) Mn 、主、從動錐齒輪齒面寬 b1 和 b雙曲面齒輪副的偏移距 E、中點螺旋角β、法向壓力角α等。 主、從動錐齒輪齒數(shù) z1 和 z2 選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素： 1)為了磨合均勻 ,z z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。 2)為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。 3)為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強度，對于貨車， z1一般不少于 6。 4)當主傳動比 0i 較大時，盡量使 z1取得小些，以便得到滿意的離地間隙。 5)對于不同的主傳動比， z1 和 z2應(yīng)有適宜的搭配。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 19 頁 1Z 取 11； 2Z 取 49，12ZZ ==0i 從動錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) ms 對于單級主減速器， D2 對驅(qū)動橋殼尺寸有影響， D2 大將影響橋殼的離地間隙； D2小則影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 D2 可根據(jù)經(jīng)驗公式初選 32 2 TKD cD? =— （ ） 式中， D2 為從動錐齒輪大端分度圓直徑（ mm）； 2 DK 為直徑系數(shù)，一般為 ～ ；Tc 為從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（ N? m）。 Tc=min[Tce, Tcs] 初取 2D = 由下式計算 zDms 22 /?= 式中， ms —— 為齒輪端面模數(shù)。 同時， ms 還應(yīng)滿足 3 TKm cms ? =— （ ） 式中， Km—— 為模數(shù)系數(shù)，取 ～ 。 主、從動錐齒輪齒面寬 b1 和 b2 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過窄及刀尖圓角過小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間的減小。但是齒面過窄，輪齒表面的耐磨性會降低。 從動錐齒輪齒面寬 b2 推薦不大于其節(jié)錐距 A2 的 倍，即 b2=，而且 b2應(yīng)滿足 b2=10 ms ，一般也推薦 b2=。對于螺旋錐齒輪， b1 一般比 b2 大 10%。1 1 3 61 5 ???b 中點螺旋角 β 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端的螺旋角最小?；↓X錐齒輪副的中點螺旋角是相等的，雙曲面齒輪副的中點螺旋角是不相等的，而且β 1β 2,β 1 與β 2之差稱為偏移角 ? 。 選擇β時，應(yīng)考慮它對齒面重合度ε F、輪齒強度和軸向力大小的影響。β越大，則ε F也越大，同時嚙合的齒數(shù)越多，傳動就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 20 頁 一般ε F 應(yīng)不小于 ，在 ～ 時效果最好。但是β過大，齒輪上所受的軸向力也會過大。 a)、 b)主動 齒輪軸線下偏移 c)、 d)主動齒輪軸線上偏移 圖 雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向 汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為 0035 40 轎車選用較大的β值以保證較大的 f? ，使運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；貨車選用較小聲值以防止軸向力過大，通常取 35176。 螺旋方向 從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其 所受軸向力的方向。當變速器掛前進擋時，應(yīng)使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。 法向壓力角 法向壓力角大一些可以增加輪齒強度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)。但對于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對于輕負荷工作的齒輪一般采川小壓力角， 町使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪小低。對于弧齒錐齒輪，轎車 :α一般選用 01430? 或 16176。；貨車 :α為 20176。；重型貨車 :α為 02230? 。對于雙曲面齒輪，大齒輪輪齒兩側(cè)壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的，選取平均壓力角時，轎車為 19176?；?20176。，貨車為 20176?；?02230? 。這里取 03220 ??? 主減速器錐齒輪強度計算 計算載荷的確定 汽車主減速器錐齒輪的切齒法有格里森和奧里 康兩種方法，這里僅介紹格里森齒制錐齒輪計算載荷的三種確定方法。 鞍山科技大學 本科生 畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 21 頁 （ 1）按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動比確定從動 錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 TCE n iiikTkT fedce ?01m a x? =（ ） 式中， maxeT 為計算轉(zhuǎn)矩 230（ ）； dk 為猛接離合器所產(chǎn)生的動載系數(shù)，貨車： dk =1； maxeT 為發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； n 為計算驅(qū)動橋數(shù)； 1i 為變速器一檔傳動比； η 為發(fā)動機到萬向傳動軸之間的傳動效率 。 （ 2)按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tcs 22 11 90 7 5 40 9 23 47 . 8rcsm mGm rT i ?? ??? ? ??’ （ ） 式中，Tcs為計算轉(zhuǎn)矩（ N.m）； G2 為滿載狀況下一個驅(qū)動橋上的靜載荷 11907（ N）； ?2m 為汽車最大加速度時的后軸負荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車： m2′