【正文】 (415)(9) 面錐角 (416) (10) 外圓直徑 (417) (11) 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 (418) (12) 理論弧齒厚 (419)根據(jù)表32選擇=故有。表42圓弧螺旋錐齒輪的大齒輪理論弧齒厚(13) 齒側(cè)間隙 根據(jù)表43選取齒側(cè)間隙B(mm)為 B=表43 “格里森制”圓錐齒輪推薦采用的齒側(cè)間隙B 主減速器圓弧齒輪螺旋齒輪的強(qiáng)度計算在選好主減速器錐齒輪的主要參數(shù)后，就可以根據(jù)所選擇的齒形計算錐齒輪的幾何尺寸，而后根據(jù)所確定的計算載荷進(jìn)行強(qiáng)度校核，以保證錐齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命。輪齒損壞的形式主要有彎曲疲勞折斷，過載折斷，齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。在實(shí)際設(shè)計中往往還要依據(jù)臺架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來檢驗(yàn)。(1) 單位齒長圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性，常用輪齒上的單位齒長圓周力來估算，即 (420)式中，p——輪齒上單位齒長的圓周力（N/mm）； F——作用在輪齒上的圓周力（N）； ——從動齒輪的齒面寬（mm）。按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時 (421)式中，——變速器傳動比，常取一檔及直接檔進(jìn)行計算； ——主動錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑（mm）； 其他符號同前。取一檔時： =按驅(qū)動輪打滑的轉(zhuǎn)矩計算時 (422)式中，——驅(qū)動橋?qū)λ降孛娴呢?fù)荷，N；——輪胎與地面的附著系數(shù)，；——輪胎的滾動半徑，m；——主減速器從動齒輪節(jié)圓直徑，mm?！囎畲蠹铀俣葧r后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車：~，；——主減速器從動齒輪到車輪之間的傳動比；——主減速器主動齒輪到車輪之間的傳動效率；其他符號同前。許用的單位齒長圓周力[p]，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，[p]有時高出表中數(shù)值的20%~50%。對于不能滿足許用單位齒長圓周力的情況可以通過改變材料的方法來滿足其要求。表44許用單位齒長上的圓周力(2) 輪齒彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為 = (423)式中，——錐齒輪齒輪的齒根彎曲應(yīng)力（Mpa）； ——所計算齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（Nm），對于從動齒輪：=min[,],對于主動齒輪，還要按式(45)換算； ——過載系數(shù)，一般取1； ——尺寸系數(shù)，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)≥，當(dāng)≤，=，本設(shè)計中=； ——齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：=~，懸臂=~； ——質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動精度高時，=； ——所計算齒輪的吃面寬(mm)； ——所討論齒輪的大端分度圓直徑(mm)； ——所計算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，從圖44中可查得=。.圖44 用于壓力角20176。螺旋角35176。軸交角為90176。的汽車用螺旋輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)對于從動錐齒輪：對于主動錐齒輪：= 上述按min[,]計算的最大彎曲應(yīng)力不超過700Mpa，因此本設(shè)計中的錐齒輪是可以達(dá)到彎曲強(qiáng)度要求的。(3) 輪齒接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為= (424)式中，——錐齒輪的齒面接觸應(yīng)力（Mpa）； ——為主動錐齒輪大端分度圓直徑（mm）； b ——取尺寬的較小值； ——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對淬透性的影響，； ——齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如都統(tǒng)、磷化處理等），對于制造精確的齒輪，； ——綜合彈性系數(shù)，； ——齒面接觸強(qiáng)度綜合系數(shù)，根據(jù)圖35 ； 其他符號同前。故計算得 圖45 接觸強(qiáng)度計算用綜合系數(shù)（20176。壓力角，35176。螺旋角）上述按min[,]計算的最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過2800Mpa，主、從動齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的。 差速器的設(shè)計與計算汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差速器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上。 差速器齒輪主要參數(shù)選擇(1) 行星齒輪數(shù)n行星齒輪數(shù)n需要根據(jù)承載情況來選擇，在承載不大的情況下n可取兩個，反之應(yīng)取n=4。在本設(shè)計中選擇為4個行星齒輪。(2) 行星齒輪球面半徑行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定 (425)式中，——行星齒輪球面半徑系數(shù)，=~，對于有四個行星齒輪的乘用車和商用車取小值，對于有兩個行星齒輪的乘用車及四個行星齒輪的越野車和礦用車取最大值；——差速器計算轉(zhuǎn)矩（Nm），= min[,]；——球面半徑（mm）。故可計算得行星齒輪節(jié)錐距為 (426) (3) 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)和為了使輪齒有較高的強(qiáng)度，希望取得較大的模數(shù)，但尺寸會增大，于是又要求齒數(shù)應(yīng)取少些，但z1一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)z2在14～25選用?！?，且半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪齒數(shù)整除。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比=2，半軸齒輪齒數(shù)=24，行星齒輪的齒數(shù) =12。(4) 行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、及模數(shù)m行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角分別為= (427)==176。 (428)錐齒輪大端的端面模數(shù)m為 (429) 故計算得根據(jù)模數(shù)取m=4由D=mz可計算得節(jié)圓直徑（5） 壓力角汽車差速器齒輪大都采用壓力角為22176。30′、。某些總質(zhì)量較大的商用車采用25176。的壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。本設(shè)計中采用=22176。30的壓力角。(6) 行星齒輪軸直徑d及支承長度L行星齒輪軸直徑d(mm)為 (430)式中，——差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩( Nm)。 n——行星齒輪數(shù)； ——行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x(mm),約為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑的一半； ——支承面允許擠壓應(yīng)力，取98Mpa。 行星齒輪在軸上的支承長度L為 L=故計算得 L== 差速器齒輪的材料差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應(yīng)用。 差速器齒輪幾何尺寸計算根據(jù)汽車差速器直齒錐齒輪計算步驟，差速器齒輪基本參數(shù)的選擇已經(jīng)完成的計算如下： 行星齒輪齒數(shù) 半軸齒輪齒數(shù) 差速器直齒錐齒輪模數(shù)； 直齒錐齒輪壓力角； 差速器直齒錐齒輪軸交角； 差速器直齒錐齒輪節(jié)圓直徑 差速器直齒錐齒輪節(jié)錐角；需要完成的的計算步驟如下：(1) 直齒錐齒輪的齒面寬 (431) 所以 取齒面寬b=(2) 齒工作高 (432) (3) )齒全高 (433) (4) 直齒圓錐齒輪周節(jié) (434) (5) 齒頂高 (435) 根據(jù)前述計算：(6)齒根高 (436) (7)徑向間隙 (437) (8)齒根角 (438) (9) 直齒圓錐齒輪面錐角 (439) (10) 直齒錐齒輪根錐角 (440) (11) 直齒錐齒輪外圓直徑 (441) (12) 直齒錐齒輪節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 (442) (13) 直齒錐齒輪理論弧齒厚 (443)根據(jù)下圖選取：圖46 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù)（弧齒厚系數(shù)） 根據(jù)上圖取根據(jù)式443，得 (14)直齒錐齒輪齒側(cè)間隙根據(jù)表43選擇差速器直齒錐齒輪齒側(cè)間隙為(15) 差速器錐齒輪弦齒厚 (444) 差速器齒輪強(qiáng)度計算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合傳動狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運(yùn)動。因此，對于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計算。輪齒彎曲應(yīng)力（MPa）為 = (445)式中，n——行星齒輪數(shù)；J——綜合系數(shù)，其值可根據(jù)圖45選取；b2——半軸齒輪齒寬，mm；d2——半軸齒輪大端分度圓直徑，mm；T——半軸齒輪計算轉(zhuǎn)矩（Nm），T= T0；ks、km、kv按照主減速器齒輪強(qiáng)度計算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取。圖47 176。汽車差速器用直齒錐齒輪的彎曲計算用綜合系數(shù)根據(jù)下圖，選取J=；；；；；m=4；；n=4故計算可得 當(dāng)時，=980Mpa，因此，本設(shè)計中差速器齒輪的彎曲強(qiáng)度為達(dá)到要求，可以通過修改其基本參數(shù)或者通過采用較先進(jìn)的材料來改善其強(qiáng)度。結(jié)論本文在國內(nèi)外乘用車萬向傳動軸及驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)形式的總體發(fā)展趨勢下，根據(jù)給定的結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算出汽車總體設(shè)計基本參數(shù)，而后選擇十字軸萬向節(jié)和驅(qū)動橋各構(gòu)件的形式，并完成十字軸萬向節(jié)、傳動軸、主減速器和差速器以及半軸部分的設(shè)計計算和校核。本論文主要涉及到以下幾個方面：(1)根據(jù)給定的設(shè)計參數(shù)，參照傳統(tǒng)設(shè)計方法和現(xiàn)有車型，確定汽車總體設(shè)計參數(shù)，具體包括主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和性能參數(shù)，并選擇發(fā)動機(jī)和輪胎的結(jié)構(gòu)形式；(2)根據(jù)總體參數(shù)選擇十字軸萬向節(jié)、傳動軸、主減速器、差速器、半軸和橋殼的選型；(3)設(shè)計十字軸萬向節(jié)、傳動軸、主減速器和差速器的主要結(jié)構(gòu)尺寸，并對其進(jìn)行強(qiáng)度校核。(4)根據(jù)設(shè)計結(jié)果基于Solidworks進(jìn)行各零部件的三維模型構(gòu)建、