【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 p =1429 mN 。式（ ）所算出來的值小于 許p ，所以符合要求， 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p 最大只有 1429 mN 。 可知，校核 成功 。 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 )/( 2mmNw? 為JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中： 0K —— 超載系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) sK =4=； mK —— 載荷分配系數(shù)，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承型式時(shí)， mK ＝ ～ ；取 mK =； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取 1； m —— 端面模數(shù)， mm 。 m =10mm ； F —— 齒面寬度， mm ； z —— 齒輪齒數(shù)； T —— 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩， mN? ； J—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見圖 。 18 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 由上圖可 查 得：小齒輪系數(shù) ?1J ，大齒輪系數(shù) ?2J ；把這些已知數(shù)代入式（ ）可得： 12031 102 JmzFK KKKTvmSw ???? ??????? = 46102 23 ????? ????? = 2mmN 22032 102 JmzFK KKKTvmSw ???? ??????? = 46102 23 ???? ????? = 2mmN 汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。 按 jej TT ,? 中最小的計(jì)算時(shí)，汽車主減速器齒輪的許用應(yīng)力為 700 aMP（或按不超過材料強(qiáng)度極限的 75%）。根據(jù)上面計(jì)算出來的 21, ww ??分別為 2mmN （ aMP ）、 2mmN （ aMP ），它們都小于700 aMP ，所以校核成功 。 輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 j? （ MPa） 為： 19 JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K ， mK ， vK —— 見式（ 219）下的說明，即 0K =1， mK =， vK =1； sK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取 1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； jT1 —— 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； J —— 計(jì)算應(yīng)力 的綜合系數(shù)，見圖 所示 ，可查的 ?J 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得： JFK KKKKTdC v fmsjpje ?? ???????3011102? = 3??? ?????? = aMP 按發(fā)動(dòng)機(jī)平均輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得： JFK KKKKTdC v fmsjpjm ?? ???????3011102? = 3?? ?????? = aMP 汽車主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力為：當(dāng)按式（ ），（ ）中較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 2800 aMP ， je? 小于 2800 aMP ，所以校核成功；當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)平均輸出的轉(zhuǎn) 20 矩計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 1750 aMP ， jm? 小于 1750 aMP ，所以校核成功。 材料的選擇和應(yīng)力的確定 齒輪所采用的鋼為 20CrMnTi 滲碳淬火處理，齒面硬度為 56～ 62HRC，aHL im MP1500?? ， aFE MP850??[9]。由于齒輪在汽車倒檔時(shí)工作的時(shí)間很少，并且一檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩比倒檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，所有我們可以認(rèn)為齒輪只是單向工作。 斜齒圓柱齒輪的螺旋角 ? 可選擇在 16176。～ 20176。這里取 ? =16176。，法向壓力角 ? = ?20 。 由1202 zzi ? =， 21 zz? =68 10? =58～ 78 取 21 zz? =68 得 1z =17， 2z =51，修正傳動(dòng)比 02 ??i，其二級(jí)從動(dòng)齒輪所受的轉(zhuǎn)矩mNT ??? 。 取 1, ?? HF SS [查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表 115]；取 , ?? EH ZZ [查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表 114]得： aFFEFF MPS ][][ 21 ??? ???=680 aMP aaHH L i mHH MPMPS 150011500][][ 21 ???? ??? 齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 ][2FSaFanF YYbdmKT ?? ??=680 aMP （ ） 式中： K —— 載荷系數(shù)，齒輪按 8 級(jí)精度制造取 ?K ； T—— 所計(jì)算齒輪受的轉(zhuǎn)矩； b—— 齒寬； d—— 計(jì)算齒輪的分度圓直徑； nm —— 模數(shù)； FaY —— 齒型系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù)?31 coszzv ?=?16cos173=19， 21 ?32 coszzv ?= 5616cos513 ??及 可得 1FaY =； ?FaY [查 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖 118]； SaY —— 應(yīng)力修正系數(shù)， 可得 1SaY =， ?SaY [由 vz 查 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖 119]。 因 680 ..2][ 1 11 ???F SaFa YY ?﹥ 680 ][ 2 22 ???F SaFa YY ? 故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算 ： 法向模數(shù) 3 2111211 c os][2 ???FSaFadnYYZKTm ?? 式中： d? —— 齒寬系數(shù)， d? =， [查 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書（表 ） ]。 把已知數(shù)代入上式得： 3 2111211 c os][2 ???FSaFadnYYZKTm ?? = 3 22 3 16c os680 ???? ??? = 由 李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表 41 取 9?nm mm [10]。 正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸見表 24。 表 正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸計(jì)算 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 ah ah = nan mh ? ，其中 1?anh 頂隙 c c =nn mc? ，其中 ?nc 齒根高 fh fh = ah +c = 齒高 h h =ah + fh = 分度圓直徑 d d=?coszmn 22 頂圓直徑 ad ad =d + ah2 =d +2 nm 根圓直徑 fd fd =d fh2 =d 中心距 a a = 2 21 dd? = ? ??cos2 21 zzmn ? A = ? ??cos2 21 zzmn ? =，取 A =316mm ； ah = nan mh ? =9mm， c = nn mc? =， fh = ah +c = nm =， h = ah + fh = nm =， ?1d ?cos1zmn =158mm， ?? ?cos 22 zmd n 474mm， na mdd 211 ?? =176mm， 2ad = nmd 22 ? =492mm， 3 ??? nf mdd mm136? ， ??? nf mdd mm452? ， 齒寬 ???? d? ， 為了安全把齒寬 可取大些，在這里取 mmb 132? 。 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度，把上面已知數(shù)據(jù)代入式（ ）得： aSaFanF MPYYmbd KT 3111 11 ???? ?????? ? aF MP680][ ?? ? aSaFanF MPYYmbd KT 3222 11 ???? ?????? ? aMP aF MP680][ ?? ? 齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。 齒面 接觸 強(qiáng)度 校核 ][122 HHEH uubdKTZZZ ?? ? ????=1500 aMP （ ） 式中： EZ —— 材料彈性系數(shù)， EZ =； HZ —— 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)， HZ =； 23 ?Z —— 螺旋角系數(shù)， ?Z = ?cos =； u —— 齒數(shù)比， ?u 主從 zz =； 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： uubdKTZZZ HEH 12 21 11 ??? ?? = ?? ?16cos 23 ??? ??? = aMP aH MP1500][ ?? ? 主動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度符合要求。 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： uubdKTZZZ HEH 12 22 22 ??? ?? = ?? ?16cos 23 ??? ??? = aMP aH MP1500][ ?? ? 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。根據(jù)上面的校核，一級(jí)和二級(jí)減速齒輪都滿足要求，校核成功。 主減速器齒輪的材料及熱處理 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng) 系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： 具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； 24 輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； 鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率； 選擇齒輪材 料的合金元素時(shí)要適合我國(guó)的情況。 汽車主減速器用的 螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造 ，齒輪所采用的鋼為 20CrMnTi。 用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到 58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù) m ＞ 8 時(shí)為 29～ 45HRC。 由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25％。對(duì)于滑動(dòng)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)溫度低，故不引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生 。 本章小結(jié) 本章通過 所給的參數(shù) 對(duì) 總傳動(dòng)比的確定，并通過自己所設(shè)計(jì)的載貨汽車的基本情況，參照現(xiàn)有的車型，合理分配一、二級(jí)的傳動(dòng)比。通過經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)一級(jí)、二級(jí)嚙合齒輪的齒數(shù)和模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選 擇齒輪所用的材料，并通過強(qiáng)度校核公式對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校核。使得齒輪符合強(qiáng)度和剛度的要求，并得出符合要求的齒輪參數(shù)，同時(shí)對(duì)傳動(dòng)比進(jìn)行修正。 25 第 3 章 軸承的選擇和校核 錐齒輪齒面上的作用力 錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車在行駛過程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減 速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT 進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn) 矩可按下式計(jì)算 ：313333332223111m a x 100100100100100 1 ?????????????????? ?????????????????