【導(dǎo)讀】貨車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。對稱式圓錐行星齒輪差速器，半軸采用全浮式型式，橋殼采用鑄造整體式橋殼。的校核材料的選取等工作。

　　

【正文】 s k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ? ? =35176。 主減速器 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的 18 強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 ： 主減速器 螺旋錐齒輪 的強(qiáng)度計(jì)算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 FPp? （ ） 式中 ： p —— 單位齒長上的圓周力， N/m。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge????21013m ax =1775（ ） 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： FdrGp r?????210232 ? =2838 N/mm （ ） 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 1775 N/mm 所以 ， 校核成功。 （ 2） 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) ~； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(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； J—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù) ， , 5JJ??。 19 jeT 作用下 ： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 2w? =700MPa； jmT 作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 39。2w? =； 當(dāng)計(jì)算主動(dòng)齒輪時(shí)， jT /Z 與從動(dòng)相當(dāng)，而 12 JJ ? ，故 1w? 2w? ， 39。1w? 39。2w? 綜上所述，故所計(jì)算的齒輪滿足彎曲強(qiáng)度的要求。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要時(shí)疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT 有關(guān)， jmje TT 或 只能用來檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù)。 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： JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K =1， sK =1， mK =， sK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取 1； J—— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =。 jm? = jm][? =1750MPa je? = je][? =2800MPa，故符合要求、校核合理。 主減速器軸承的計(jì)算 設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。影響軸承壽命的主要外因是它的工作載荷及工作條件，因此在驗(yàn)算軸承壽命之前，應(yīng)先求出作用在齒輪上的軸向力、徑向力、圓周力，然后再求出軸承反力，以確定軸承載荷。 作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力 齒面寬中點(diǎn)的圓周力 P 為 mdTP 2? （ ） 式中 ： T—— 作用在該 齒輪上的轉(zhuǎn)矩。主動(dòng)齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT1 ； md —— 該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。 注：汽車在行駛過程中，由于變速器檔位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不盡處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，因此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是疲 20 勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(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 dT1 可按下式求得： 3 354322311m a x )100)100()100([100 1 TggTggTgge fiffiffifTT ??????? ? ⅣⅡ （? （ ） 式中： 421 , ggg fff ? —— 變速器 Ⅰ ， Ⅱ ， ? ， Ⅴ 檔使用率為 1％， 3％， 5％， 16％， 75％ ； ⅤⅡⅠ ， ggg iii ?, —— 變速器的傳動(dòng)比為 ， ， ， ， ； 421 , TTT fff ? —— 變速器處于 Ⅰ ， Ⅱ ， ， Ⅴ 檔時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率 50％， 60％，70％， 70％， 60％。 對于 螺旋錐齒輪 222 sin ?Fdd m ?? =（ mm） （ ） 2121 ZZdd mm ? =（ mm） （ ） 式中 ： mm dd 21 , —— 主、從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑； F—— 從動(dòng)齒輪齒面寬 2? —— 從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角 ? ； 計(jì)算得 ： P = 螺旋錐齒輪 的軸向力與徑向力 主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽?；旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針： )c oss i ns i n(t a nc os 111 ????? ???? PA =21729（ N） （ ） )s i ns i nc os(t a nc os 111 ????? ???? PR =（ N） （ ） 從動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)橛遥? )c oss i ns i n(t a nc os 222 ????? ???? PA=（ N） （ ） )s i ns i nc os(t a nc os 222 ????? ???? PR=（ N） （ ） 式中 ： ? —— 齒廓表面的法向壓力角 ? ； 21,?? —— 主、從動(dòng)齒輪的節(jié)錐角 ? ， ? 。 21 圖 主減速器主動(dòng)錐齒輪的受力簡圖 主減速器軸承載荷的計(jì)算 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向支承反力的向量和。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸、支承型試和軸承位置已確定，并算出齒輪的徑向力、軸向力及圓周力以后，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。 （ 1） 懸臂式 支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷 如圖 （ a） 所示軸承 A、 B 的徑向載荷為 212 )()(1 mA dAbRbPaR ???=10957（ N） （ ） 212 )()(1 mB dAcRcPaR ???=（ N） （ ） （ a） （ b） 圖 主減速器軸承的布置尺 寸 其尺寸為： 懸臂式 支撐的主動(dòng)齒 輪 a=， b=51， c=。 22 式中 ： P —— 齒面寬中點(diǎn)處的圓周力； A—— 主動(dòng)齒輪的軸向力； R —— 主動(dòng)齒輪的徑向力； md1 —— 主動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。 （ 2） 雙 級減速器的從動(dòng)齒輪的軸承徑向載荷 軸承 C、 D 的徑向載荷分別為 222 ]39。[]39。Re)39。39。([1 fPPefRdAAdgR mC ?????? =（ N） （ ） 222 ]39。[]39。)39。39。([1 kPPckRRcdAAdgR mD ?????? =（ N） （ ） 式中 ： P —— 齒面寬中點(diǎn)處的圓周力； A—— 從動(dòng)齒輪的軸向力； R—— 從動(dòng)齒輪的徑向力； 39。,39。,39。 RAP —— 第二級減速斜齒圓柱齒輪的圓周力、軸向力和徑向力 ； 39。d —— 第二級減速主動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑； md2 —— 從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑。 39。239。 dTP? （ ） ?tan39。39。 PA? （ ） ?? c o s/tan39。39。 PR ? （ ） 式中： T —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ? —— 斜齒圓柱齒輪的螺旋角； ? —— 法向壓力角。 主減速器的潤滑 主加速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐 齒輪的前軸承的潤滑，因?yàn)槠錆櫥荒芸繚櫥偷娘w濺來實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端 靠 近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來再經(jīng)過近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好的潤滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤滑油流進(jìn)差速器，有的采用專門的倒油匙。 23 為了防止因溫度升高而使主減 速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的漏油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開油濺所及之處。 加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過障礙時(shí)放油塞不易被撞掉。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器的參數(shù)， 對主減速器齒輪計(jì)算載荷的計(jì)算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 并對主減速器 齒輪的材料及熱處理， 軸承的預(yù)緊， 主減速器的 潤滑 等 。 24 第 3 章 差速器 設(shè)計(jì) 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路 的特征， 為了消除 由于左右車輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器， 保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求 。 差速器結(jié)構(gòu)方案的 分析及確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車 也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器，作為安裝在左、右驅(qū)動(dòng)車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。后者又分為強(qiáng)制鎖止式和自然鎖止式兩類。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動(dòng)比式的。但對于本設(shè)計(jì)的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。 本次設(shè)計(jì)選用：普通錐齒輪式差速器，因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì)的汽車驅(qū)動(dòng)橋。 普通錐齒輪式 差 速器 設(shè)計(jì) 對稱式 圓錐行星齒輪差速器 設(shè)計(jì)中采用的 普通對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左殼為整體式， 2 個(gè)半軸齒輪， 4 個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪以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)，所以本設(shè)計(jì)采用該結(jié)構(gòu)。 由于差速器殼是裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖，如圖 所示 。 25 圖 普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖 差速器 齒輪的基本參數(shù)選擇 行星齒輪數(shù)目的選擇 重型貨車多用 4 個(gè)行星齒輪。 行星齒輪球面半徑 BR （ mm）的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑 BR ，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐