【正文】 半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在范圍內(nèi)。確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： (810)（3） 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于10。（2） 行星齒輪球面半徑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，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。差速器殼的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便等優(yōu)點(diǎn)。普通圓錐齒輪式差速器按式定義的鎖緊系數(shù)；轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，故可近似地看成轉(zhuǎn)矩平均分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪，這對(duì)在良好路面上行駛的汽車是適當(dāng)?shù)?。及主要決定于差速器的結(jié)構(gòu)型式。差速器的轉(zhuǎn)矩分配特性可用轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)來(lái)表示： (88)系數(shù)及對(duì)汽車性能有直接影響。因?yàn)樗舱f(shuō)明了迫使差速器工作所需的力矩大小，即差速器“鎖緊”的程度，所以又被稱為差速器的鎖緊系數(shù)。但普通圓錐行星齒輪差速器的內(nèi)摩擦不大，為了提高汽車的通過(guò)性，可采用具有較大內(nèi)摩擦的高摩擦式差速器，這時(shí)在驅(qū)動(dòng)車輪上的總牽引力可增加。汽車左右驅(qū)動(dòng)車輪上的總牽引力可能達(dá)到的最大數(shù)值為 (86)式中：——左、右驅(qū)動(dòng)車輪總牽引力的最大值； ——在附著力較小的車輪上的牽引力； ——車輪的滾動(dòng)半徑； ——差速器的內(nèi)摩擦力矩。即 ， (84)令 ，則有 (85) 式中：——旋轉(zhuǎn)較快的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩； ——旋轉(zhuǎn)較慢的半軸齒輪上的轉(zhuǎn)矩； ——差速器殼上的轉(zhuǎn)矩； ——差速器元件在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦力矩。由于汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)行星齒輪繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，必然有一使其轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩，設(shè)為（為行星齒輪的節(jié)圓半徑）。這時(shí)外側(cè)車輪及其半軸齒輪的轉(zhuǎn)速將增高，且增高量為（為行星齒輪齒數(shù)，為該側(cè)半軸齒輪齒數(shù)），這樣，外側(cè)半軸齒輪的角速度為： (81)在同一時(shí)間內(nèi)，內(nèi)側(cè)車輪及其半軸齒輪（齒數(shù)為）的轉(zhuǎn)速將減低，且減低量為，由于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器的兩半軸齒輪數(shù)相等，于是內(nèi)側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為 (82)由以上兩式得差速器工作時(shí)的轉(zhuǎn)速關(guān)系為： (83)即兩半軸齒輪的轉(zhuǎn)速和為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍。在普通的齒輪差速器中這種摩擦力很小，故只要左、右車輪所走路程稍有差異，差速器即開(kāi)始工作。當(dāng)裝有差速器時(shí)，附加阻力所形成的力矩使差速器起差速作用，以免內(nèi)外側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪在地面上的滑轉(zhuǎn)和滑移，保證它們以不同的轉(zhuǎn)速和正常轉(zhuǎn)動(dòng)。圖81普通圓錐齒輪差速器的工作原理簡(jiǎn)圖當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，假如左右輪之間無(wú)差速器，則按運(yùn)動(dòng)學(xué)要求，行程長(zhǎng)的外側(cè)輪將產(chǎn)生滑移，而行程短的內(nèi)側(cè)車輪將產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)。行星齒輪的輪齒以的反作用力。為主減速器從動(dòng)齒輪或差速器殼的角速度；分別為左、右驅(qū)動(dòng)車輪或差速器半軸齒輪的角速度；為行星齒輪繞其軸的自轉(zhuǎn)角速度。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)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(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。這不僅會(huì)使輪胎過(guò)早磨損、無(wú)益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動(dòng)車輪軸超載等，還會(huì)因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r(shí)中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。另外，即使汽車在做直線行駛時(shí)，也會(huì)由于左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動(dòng)半徑不相等而要求車輪行程不等。 S ——壓盤行程 ——離合器的摩擦表面數(shù) ——離合器在分離狀態(tài)下對(duì)偶摩擦面 間的間隙 72離合器踏板機(jī)構(gòu) ——離合器在接合狀態(tài)下從動(dòng)盤的變形量，有軸向彈性的從動(dòng)盤，非彈性從動(dòng)盤取踏板總行程不應(yīng)大于離合器徹底分離時(shí)的踏板力Q （712）式中：——離合器徹底分離時(shí)壓緊彈簧的總壓力 ——操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)比 ——操縱機(jī)構(gòu)的總傳動(dòng)效率， ——克服各回位彈簧拉力所需的踏板力分離離合器所做的功為 式中：P——離合器接合狀態(tài)下每個(gè)彈簧的壓緊力 ——離合器徹底分離時(shí)每個(gè)彈簧的壓緊力 ——彈簧數(shù) ——壓盤行程 ——傳動(dòng)效率司機(jī)分離離合器所做的功不應(yīng)大于30J，為了降低W值可減小S值及增大來(lái)達(dá)到。踏板的自由行程將加大，剛度及可靠性也會(huì)變差。踏板處的地板密封困難。清掃采用機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)，桿系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、工作可靠，廣泛用于各種類型的汽車。應(yīng)具有踏板自由行程的調(diào)整裝置以便在離合器摩擦片磨損后用來(lái)調(diào)整和恢復(fù)分離軸承與分離杠桿間的正常間隙量。 （77）通常取，若以，經(jīng)整理則可得到摩擦片或從動(dòng)片半徑 （78）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩已知，離合器的結(jié)構(gòu)型式和摩擦片材料已定，和便已定，上式便成了離合器的三參數(shù)的關(guān)系式。它關(guān)系到結(jié)構(gòu)尺寸及質(zhì)量的大小和使用壽命的長(zhǎng)短。摩擦片尺寸查表71。為了能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，離合器的靜摩擦力矩應(yīng)大于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。在中央彈簧離合器中則只有彈性壓桿而沒(méi)有分離杠桿，在斜置彈簧離合器中也只有壓桿。彈性傳動(dòng)片是由薄彈簧鋼帶沖壓制成，其一端鉚接在離合器蓋上，另一端用螺釘固定在壓盤上，且多用組，（每組片）沿圓周做切向布置以改善傳動(dòng)片的受力狀況，這時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)片受拉，當(dāng)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)受壓。采用一個(gè)矩形斷面的圓錐螺旋彈簧式用個(gè)圓柱螺旋彈簧做壓簧，并布置在離合器中心的結(jié)構(gòu)型式，壓簧的壓緊力是經(jīng)杠桿系統(tǒng)作用于壓盤，并按杠桿比放大，因此可用力量較小的彈簧得到足夠的壓盤壓緊力，操縱較輕便，壓盤的壓緊力可通過(guò)調(diào)整墊片或螺旋調(diào)整。3. 當(dāng)傳動(dòng)給離合器的轉(zhuǎn)矩超過(guò)其所能傳遞的最大力矩時(shí)，其主，從動(dòng)部分將產(chǎn)生相對(duì)劃磨，這樣離合器起著保護(hù)傳動(dòng)系防止其過(guò)載的作用。有公式： 式中：——設(shè)計(jì)安全系數(shù)， 、——彎曲和扭轉(zhuǎn)疲勞極限的綜合影響系數(shù) 、——材料在對(duì)稱循環(huán)變應(yīng)力下的彎曲和扭轉(zhuǎn)疲勞強(qiáng)度 碳鋼等效系數(shù)、 彎扭聯(lián)合作用下軸的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)校核公式為： 滿足要求 式中：——計(jì)算安全系數(shù) ——強(qiáng)化系數(shù)，取 有效應(yīng)力集中系數(shù)、 鋼材的尺寸系數(shù)、及零件表面狀態(tài)系數(shù)7離合器設(shè)計(jì)1．在汽車起步時(shí)，通過(guò)離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間的劃磨，轉(zhuǎn)速的逐漸接近，使旋轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)和原為靜止的傳動(dòng)系平穩(wěn)地結(jié)合，以保證汽車平穩(wěn)起步。 圖62 軸的受力圖結(jié)合軸的結(jié)構(gòu)分析彎矩圖和扭矩圖，確定危險(xiǎn)截面（彎矩和扭矩均較大或截面尺寸相對(duì)較小的強(qiáng)度可能不足的截面）進(jìn)行彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算。 2．求支點(diǎn)A、B的反力將軸上所受載荷分解為水平分力和垂直分力，分別求出支點(diǎn)A、B的水平反力和垂直反力水平平面內(nèi)支承點(diǎn)A的支反力 水平平面內(nèi)支承點(diǎn)B的支反力由平面彎矩平衡公式 垂直平面內(nèi)支承點(diǎn)A的支反力 垂直平面內(nèi)支承點(diǎn)B的支反力，作彎矩圖、扭矩圖忽略齒輪和軸的重力，繪制水平面彎矩圖，各受力如圖62所示。計(jì)算常嚙合齒輪和II檔齒輪的受力情況，I檔和II檔及退檔中選擇扭矩大的II檔齒輪進(jìn)行中軸的校核。圖61 變速器中軸變速器中軸的結(jié)構(gòu)如圖61所示。、應(yīng)力幅；、平均應(yīng)力。、為尺寸系數(shù)。表65軸的許用安全系數(shù)疲勞強(qiáng)度靜強(qiáng)度材質(zhì)均勻和分別為只考慮正應(yīng)力和切應(yīng)力時(shí)的工作安全系數(shù)，可按下式確定 (652)式中：和為綜合影響系數(shù)。扭矩圖,再按第三強(qiáng)度理論算出當(dāng)量變矩并繪出當(dāng)量彎矩圖,取1. 碳素鋼的許用彎曲應(yīng)力查表64。因此，重點(diǎn)應(yīng)在軸和軸上零件的結(jié)構(gòu)、工藝以及軸上零件的安裝布置上采取相應(yīng)的措施，以提高軸的承載能力，減小軸的尺寸和質(zhì)量，降低制造成本。辦法是：改用高強(qiáng)度鋼，提高軸的強(qiáng)度；加大軸的直徑，提高軸的強(qiáng)度和剛度。所以在滿足使用的條件下軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化。軸的結(jié)構(gòu)工藝性是指軸的結(jié)構(gòu)應(yīng)便于加工、裝拆、測(cè)量和維修等，并且生產(chǎn)率高、成本低。軸肩高度不應(yīng)妨礙零件的拆裝。精度和表面粗糙度要定得適當(dāng)，不必要的提高將增加成本。軸向固定有兩種方法：一是利用軸本身的組成部分，如軸肩、軸環(huán)、圓錐面、過(guò)盈配合等，這類方法可承受較大的軸向力；二是采用附件，如擋環(huán)、間隔套筒、軸端擋圈、圓螺母、彈性卡環(huán)、緊固螺釘、銷等。根據(jù)載荷的大小和性質(zhì)、輪轂與軸的對(duì)中要求和重要性因素來(lái)決定。軸上零件必須可靠地周向固定，以傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。假設(shè)載荷在鍵齒的工作面上均勻分布，每個(gè)鍵齒的工作面上的壓力的合力F作用在平均直徑處，則花鍵傳遞的轉(zhuǎn)矩。由于制造時(shí)軸和轂上的結(jié)合面都要經(jīng)過(guò)磨削，因此能消除熱處理引起的變形，具有定心精度高、定心穩(wěn)定性好、應(yīng)力集中較小、承載能力較大的特點(diǎn)，故應(yīng)用廣泛。花鍵通常要進(jìn)行熱處理，表面硬度應(yīng)高于。表63前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)軸的材料2．按扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行計(jì)算對(duì)于剛度要求較高的軸，圓柱扭轉(zhuǎn)角的計(jì)算式如下： (646)若限制軸的扭轉(zhuǎn)變形，使軸每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角比超過(guò)，并取鋼的剪切彈性模量，則軸的直徑為 (647)。表62軸的許用彎曲應(yīng)力/（）材料碳素鋼40050060070013017020023070759511040455565合金鋼800100012002703304001301501807590110鑄鋼40050010012050703040應(yīng)軸上作用力及軸承位置尚未確定，軸上的支反力及彎矩?zé)o法求得，故只按轉(zhuǎn)矩T來(lái)計(jì)算，但許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力[]予以降低，以補(bǔ)償彎矩的影響。變速器采用的材料為45號(hào)碳鋼，毛坯直徑，熱處理采用調(diào)質(zhì)處理，硬度，拉伸強(qiáng)度限，拉伸屈服限，彎曲疲勞限，扭轉(zhuǎn)疲勞限，表面淬火硬度可達(dá)。如果為了提高軸的剛度而用合金鋼代替碳鋼是不合適的，在設(shè)計(jì)合金鋼軸時(shí)特別要注意從結(jié)構(gòu)上減小應(yīng)力集中，并減小其表面粗糙度。因此多用于重載、高溫、低溫、要求質(zhì)量和尺寸較小或有腐蝕性介質(zhì)的場(chǎng)合。受力較小的軸，可用Q23Q255或Q275鋼。常用的碳鋼為3450號(hào)鋼，尤其是45號(hào)鋼。 I檔齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)、及齒寬系數(shù) 變速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS、260HBS，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選6級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取齒寬系數(shù)2．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）確定公式中各參數(shù) 1）載荷系數(shù) 試選2）大齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3）材料系數(shù) 4）大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限、 按齒面硬度、5）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 6）接觸疲勞壽命系數(shù)、 、7）確定許用接觸應(yīng)力、取安全系數(shù) （2）設(shè)計(jì)計(jì)算1）試算小齒輪分度圓直徑 取 2）計(jì)算圓周速度 3）計(jì)算載荷系數(shù)K 使用系數(shù)，動(dòng)載系數(shù)， 則（3）計(jì)算齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸1）計(jì)算模數(shù) 2）計(jì)算兩分度圓直徑 3）中心距 4）齒寬 5）齒高 3．校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）確定公式中各參數(shù)值1）大、小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 2）彎曲疲勞壽命系數(shù) 3）許用彎曲應(yīng)力取定彎曲疲勞安全系數(shù)，應(yīng)力修正系數(shù)，得4）齒形系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) 5）計(jì)算大、小齒輪的與 大齒輪數(shù)值大，按大齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度（2）校核計(jì)算 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠 II檔齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1. 選擇齒輪材料、熱處理方法、精度等級(jí)、齒數(shù)、及齒寬系數(shù) 變速器的功率不大，故大、小齒輪都選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度分別為220HBS、260HBS，載荷平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選6級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取齒寬系數(shù)2．按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)（1）確定公式中各參數(shù)1）載荷系數(shù) 試選2）小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 3）材料系數(shù)