【正文】 本論文主要涉及到以下幾個(gè)方面：(1)根據(jù)給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，參照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)有車型，確定汽車總體設(shè)計(jì)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(dòng)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(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器、半軸和橋殼的選型；(3)設(shè)計(jì)十字軸萬(wàn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、主減速器和差速器的主要結(jié)構(gòu)尺寸，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。汽車差速器用直齒錐齒輪的彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)根據(jù)下圖，選取J=；；；；；m=4；；n=4故計(jì)算可得 當(dāng)時(shí)，=980Mpa，因此，本設(shè)計(jì)中差速器齒輪的彎曲強(qiáng)度為達(dá)到要求，可以通過(guò)修改其基本參數(shù)或者通過(guò)采用較先進(jìn)的材料來(lái)改善其強(qiáng)度。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(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm），T= T0；ks、km、kv按照主減速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算的有關(guān)轉(zhuǎn)矩選取。 差速器齒輪幾何尺寸計(jì)算根據(jù)汽車差速器直齒錐齒輪計(jì)算步驟，差速器齒輪基本參數(shù)的選擇已經(jīng)完成的計(jì)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(jì)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(jì)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?。簣D46 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(jì)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(dòng)狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左、右輪行使不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度L為 L=故計(jì)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。(6) 行星齒輪軸直徑d及支承長(zhǎng)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)。本設(shè)計(jì)中采用=22176。某些總質(zhì)量較大的商用車采用25176。 (428)錐齒輪大端的端面模數(shù)m為 (429) 故計(jì)算得根據(jù)模數(shù)取m=4由D=mz可計(jì)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。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。半軸齒輪齒數(shù)z2在14～25選用。(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(lái)確定 (425)式中，——行星齒輪球面半徑系數(shù)，=~，對(duì)于有四個(gè)行星齒輪的乘用車和商用車取小值，對(duì)于有兩個(gè)行星齒輪的乘用車及四個(gè)行星齒輪的越野車和礦用車取最大值；——差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩（Nm），= min[,]；——球面半徑（mm）。 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(lái)選擇，在承載不大的情況下n可取兩個(gè)，反之應(yīng)取n=4。普通的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個(gè)半軸齒輪，4個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)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。 差速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算汽車上廣泛采用的差速器為對(duì)稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。壓力角，35176。(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(dòng)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(duì)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(duì)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(hào)同前。軸交角為90176。.圖44 用于壓力角20176。對(duì)于不能滿足許用單位齒長(zhǎng)圓周力的情況可以通過(guò)改變材料的方法來(lái)滿足其要求?！囎畲蠹铀俣葧r(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車：~，；——主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比；——主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率；其他符號(hào)同前。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) (421)式中，——變速器傳動(dòng)比，常取一檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算； ——主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑（mm）； 其他符號(hào)同前。在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往還要依據(jù)臺(tái)架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來(lái)檢驗(yàn)。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(jì)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(jì)算錐齒輪的幾何尺寸，而后根據(jù)所確定的計(jì)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。故計(jì)算得齒工作高； 齒全高(2) 螺旋錐齒輪節(jié)錐角 (49)(3) 螺旋錐齒輪節(jié)錐距 (410)(4) 螺旋錐齒輪的周節(jié) t==6= (411)(5) 齒頂高 (412) (6) 齒根高 (413) =。需要確定的項(xiàng)目如下：(1) 齒全高與齒工作高 齒全高 齒工作高 (48)表41 圓弧齒螺旋齒輪的主動(dòng)齒輪齒數(shù)（5）67891011從動(dòng)齒輪最小齒數(shù)34333231302926法向壓角力 20176。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，～、鍍錫處理。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（%～%），具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。d） 選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻呀的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。b） 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)中選取法向壓力角為20176。乘用車的一般選用19176。對(duì)于弧齒錐齒輪，商用車的為20176。但對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角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。在本設(shè)計(jì)中選取主動(dòng)齒輪為右旋，從動(dòng)齒輪為左旋方向。螺旋方向與錐齒輪的螺旋方向影響其所受軸向力的方向。(5) 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。—40176。但是過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲就越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。弧齒制齒輪副的中點(diǎn)的螺旋角是相等的。對(duì)于弧齒錐齒輪，一般比大10%。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。此外，安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于齒輪小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。(3) 主、從動(dòng)錐齒輪出面寬和錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪齒輪下端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)下。故計(jì)算可得=由下式計(jì)算 = / （47）可得=；同時(shí)還應(yīng)滿足，式中為模數(shù)系數(shù)，~。根據(jù)上述條件：取=11；=47故可以重新確定汽車的主減速比：=/=47/11=根據(jù)新的主減速比重新確定汽車主減速器計(jì)算載荷：== Nm(2) 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)對(duì)于單級(jí)主減速器，增加尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼高度尺寸和離地間隙，減小又會(huì)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。主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為= (45)式中，——主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm； ——主減速比； ——主從動(dòng)錐齒輪之間的傳動(dòng)效率，對(duì)于弧齒錐齒輪副，取95%；計(jì)算得= 錐齒輪主要參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從錐齒輪齒數(shù)和、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)、主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。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)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： （43）式中： ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；Temax =189 Nm n ——計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)，2（參考文獻(xiàn)[1]表42）； ——分動(dòng)器傳動(dòng)比，=； ——主減速器傳動(dòng)比，i0=； η ——變速器傳動(dòng)效率，η=； k ——液力變矩器變矩系數(shù)，k=； ——由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)， =1； ——變速器最低擋傳動(dòng)比， =；代入式（43），