【正文】 由于這些先進(jìn)工藝的采用，不用合金鋼而采用中碳(40。這種處理方法使半軸表面淬硬達(dá) HRC52～ 63，硬化層深約為其半徑的 1／ 3，心部硬度可定為 HRC30— 35；不淬火區(qū) (突緣等 )的硬度可定在 HB248～ 277 范圍內(nèi)。半軸的熱處理過去都采用調(diào)質(zhì)處理的方法，調(diào)質(zhì)后要求 桿部硬度為 HB388—444(突緣部分可降至 HB248)。 半軸多采用含鉻的中碳合金鋼制造，如 40Cr， 40CrMnMo， 40CrMnSi， 40CrMoA，35CrMnSi， 35CrMnTi 等。重型車半軸的桿部較粗，外端突緣也很大，當(dāng)無較大鍛造設(shè)備時(shí)可采用兩端均為花鍵聯(lián)接的結(jié)構(gòu)，且取相同花鍵參數(shù)以簡化工藝。 在設(shè)計(jì)中全浮式半軸桿部直徑的初步選取可按下式進(jìn)行： ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 mmTd ][ 103 3 ??? ? 取 mmd 25? 下面將進(jìn)行半軸的校核： 半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： ][55027225 3333 ???? ??????? MP aMP ad T 符合要求 半軸的最大扭轉(zhuǎn)角為 310180?? ?? GJTl （ 44） 式中 l —— 半軸長度 mml 650? G —— 材料的剪切彈性模量 GPaG 80? J—— 半軸橫截面的極慣性矩 444 mmdJ ???? ?? 則 ?????? ?? 33 ?? 半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及材料與熱處理 為了使半軸的花鍵內(nèi)徑不小于其桿部直徑，常常將加工花鍵的端部做得粗些，并適當(dāng)?shù)販p小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數(shù)必須相應(yīng)地增加，通常取 10 齒 (轎車半軸 )至 18 齒 (載貨汽車半軸 )。m —— 質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù) 39。 如前所述本方案采用 半 浮式半軸其設(shè)計(jì)過程如下： 按最大附著力所決定的縱向力： 2 239。 計(jì) 算 時(shí) 首先 應(yīng) 合理地確定作用在半 軸 上的 載 荷， 應(yīng) 考 慮 到以下三種可能的 載 荷工 況 ： ① 縱向 力 2X （ 驅(qū)動 力或制 動 力）最大 時(shí) ，其最大值 為 2G? ，附 著 系 數(shù) ? 在計(jì) 算 時(shí) 取 ， 沒 有 側(cè) 向力作用； ② 側(cè) 向力 2Y 最大 時(shí) ，其最大值 為 2G? 1 （ 發(fā) 生于汽 車側(cè) 滑 時(shí) ） ，側(cè) 滑 時(shí)輪 胎與地面 的側(cè) 向附 著 系 數(shù) 1? 在計(jì) 算 時(shí) 取 ， 沒有縱向 力作用； ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 ③ 垂向力最大 時(shí) （ 發(fā) 生在汽 車 以可能的高速通 過 不平路 面時(shí) ），其值 為? ?2 wdG g k? ，其中 wg 為車輪對 地面的垂直 載 荷， dk 為動載 荷系 數(shù) ， 這時(shí) 不考 慮縱向 力 和側(cè) 向力的作用。 半軸的型式和選擇 普通整體式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端的支撐型式或受力狀況的不同而分為三種型式：半浮式、 3/4浮式和全浮式。對于非斷開式驅(qū)動橋，車輪傳動裝置的主要零件為半軸；對于斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，車輪傳動裝置為萬向傳動裝置。根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，設(shè)計(jì)符合要求。 彎曲應(yīng)力按下式計(jì)算： JmFzK KKTKv mSW 22 03102 ??? （ 314） = 1771 3 ????? ????? =130 aMP 980 aMP 式中 T —— 差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩， mN? ； ????? nTT j mN? jT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； n —— 差速器心齒輪數(shù)目； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù)； 0K 、 vK 、 sK 、 mK 、 F 、 m —— 見上式（ 212）下說明； J —— 計(jì)算汽車差速器輪齒彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)， 由《汽車 車橋設(shè)計(jì) 》圖49～圖 411 查取 。 5022 ?? mzd 節(jié)圓直徑 10 ? rc t a n211 ?? zz? ； ?? 12 ??? ?? 節(jié)錐角 11 in2s in2 12210 ??? ?? ddA 節(jié)錐距 12 6 5 0 4 1 ?? mt 周節(jié) 13 ????? hhh g； ])([2122???? mzzh 齒頂高 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 14 11 ?????? hh ； 22 ?????? hh 齒根高 15 5 2 1 8 2 ?????? hmhhc g 徑向間隙 16 rc ta n011 ???? Ah? ； rc t a n022 ???? Ah? 齒根角 17 5 6 2 ??? ??? ； 0 8 0 ??? ??? 面錐角 18 5 1 8 ??? ??? R ； ??? ??? R 根錐角 19 o s2 11101 ???? ?hdd ； o s2 22202 ???? ?hdd 外圓直徑 20 398 in2 11201 ???? ?hdx ；275 in2 22102 ???? ?hdx 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離 21 ??? StS ；)(2 212 ??????? mhhtS ?? 理論弧齒厚 22 齒側(cè)間隙 23 213111 ???? BdSSS x 223222 ???? BdSSS x 弦 齒厚 24 os112111 ???? dShh x ?；682 os222222 ???? dShh x ? 弦 齒高 （ 2）差速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的工作情況與主減速 器齒輪不同，一是差速器的齒輪尺寸較小而` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 承受的載荷有較大；二是差速器齒輪并非經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有在左右兩車輪轉(zhuǎn)速不同時(shí)，行星齒輪才有自轉(zhuǎn)運(yùn)動，行星齒輪和半軸齒輪才有嚙合運(yùn)動，否則行星齒輪只起等臂推力桿的作用。通常取 ???? ?L ㎜ （ 37） 1060 23 7][ 10 330 ???? ???? nlTc?? ㎜ （ 38） 式中 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 0T —— 差速器穿司的轉(zhuǎn)矩， mN? ； n—— 行星齒輪數(shù)； l —— 行 星 齒 輪 支 撐 面 中 心 點(diǎn) 到 錐 頂 的 距 離 ， 22 ???????? ddl ㎜ 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度校核 （ 1）差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算 表 31 為汽車差速器用直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算步驟。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的端面模數(shù)： 22 011 0 s in2s in2 ?? zAzAm ?? （ 35） = in12602 ?? ?㎜ 則取 ㎜ 節(jié)圓直徑 d 由下式求得： mzd? （ 36） 則 ???? mzd ㎜ ???? mzd ㎜ （ 5） 壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪壓力較大都選用 0322 ?? 的壓力角。 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 、 Rz2 之和，必須能被行星齒輪數(shù)目 n 所整除，否則不能安裝，即應(yīng)滿足： ??nzz RL 22 整數(shù) （ 33） 104 2020 ?? 滿足要求。半軸齒輪與行星齒輪比多在 ～2范圍 內(nèi)。 BR 確定后，根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： (0 ?A ～ ) BR = （ 32） ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 （ 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)盡量小，但一般不少于 10。 球面半徑 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定： 3 jBB TKR ? （ 31） = = ㎜ 式中 BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)， BK =～ ，對于有 4個行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對于有 2個行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取大值。本次設(shè)計(jì)采用2 個 行星齒輪。差速器的輪廓尺寸也受到從動齒輪及主動齒輪刀向軸承支座的限制。 因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便的普通對稱圓錐行星齒輪差速器，本次設(shè)計(jì)的 一汽佳寶 AV6 車輛 采用也是 ，所以也采用對稱圓錐行星齒輪差速器（圖 ）。 差速器的機(jī)構(gòu)型式的選擇 差速器的結(jié)構(gòu)型式主要由普通對稱圓錐行星齒輪差速器和防滑差速器。為了消除不良現(xiàn)象，汽車左右兩側(cè)的驅(qū)動輪分裝兩根半軸，并在兩半軸之間安裝差速器。 當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)外兩側(cè)在同一時(shí)間內(nèi)要移動不同的距離，外輪移動的距離比內(nèi)輪移動的距離大。 差速器是個差速傳動機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動，用來保證各驅(qū)動輪在各種運(yùn)動條件下的動力傳遞， 避免輪胎與地面間打滑。 ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 第 3章 差速器設(shè)計(jì) 差速器簡介 汽車在行駛過程中，車輪與路面存在著兩種相對運(yùn)動狀態(tài)，即車輪相對路面的滾動和滑動，滑動將加速輪胎的磨損，增加轉(zhuǎn)向阻力，增加汽車的動力消耗。 （ 2） 從動齒輪的調(diào)整 從動錐齒輪的軸向位移的調(diào)整軸承預(yù)緊度的調(diào)整裝置是共用的。正確的嚙合印痕和間隙是通過齒輪的軸向移動改變其相對位置來實(shí)現(xiàn)的。將中間軸及軸承裝入主減速器殼內(nèi)，在裝上調(diào)整墊片和軸承蓋，擰緊軸承蓋固定螺釘。裝配時(shí)，先將軸承外圈涂殺機(jī)油，壓入軸承孔內(nèi)，并將后軸承壓入主動錐齒輪軸頸上，裝入軸承座殼內(nèi)，依次裝入調(diào)整墊片、軸承、萬向節(jié)凸緣、平墊片， 擰緊鎖螺母，檢查軸承的預(yù)緊度。 主、從動錐齒輪軸承預(yù)緊度的裝配預(yù)調(diào)整 主、從動錐齒輪軸的軸承，安裝時(shí)都應(yīng)具有一定的緊力，以消除軸承多余的軸向間隙，平衡一部分前后軸承軸向負(fù)荷。為此，在主減速器殼上設(shè)有油道，飛濺起的潤滑油經(jīng)油道，流到后軸承處。 差速 器殼應(yīng)開孔使?jié)櫥瓦M(jìn)入，保證差速器齒輪和滑動表面的潤滑。加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便之處，放油孔應(yīng)設(shè)在橋殼最低處。 潤滑 對于螺旋錐齒輪主減速器，可加注一般的齒輪油。 驗(yàn)算 7206E 圓錐滾子軸承的壽命 Lh = εtrrfC16667nP?????? （ 223） 將各參數(shù)代入式（ 221）中，有： Lh =4151h5000h 所選擇 7206E 圓錐滾子軸承的壽命低于預(yù)期壽命，故選 7207E 軸承 ,經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)軡M足。另外查得載荷系數(shù) fp=。 由主動錐齒輪齒面受力簡圖（圖 所示），得出各軸承所受的徑向力與軸向力。 式中 jT1 —— 主動齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； pC —— 材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 1d —— 主動齒輪節(jié)圓直徑，㎜； 0K 、 VK 、 mK —— 見 式（ 211）下 的說明； SK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪對其淬火性的影響，取 SK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)；對于制造精確的齒輪可取 fK =1； b—— 齒面寬，㎜； J—— 計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，可由 《汽車 車橋設(shè)計(jì) 》圖 3119～圖 3131查取。 按 jeT 、 ?jT 重較小者計(jì)算時(shí)，汽車主減速器 齒輪的許用彎曲應(yīng)力為 700 aMP ；按 jmT計(jì)算時(shí)，許用彎曲應(yīng)力為 aMP ，破壞循環(huán)次數(shù) 6 610 。 式中 jT —— 齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； 0K —— 超載系數(shù)，見式 （ 22） 下說明； sK —— 尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)。 許用單位齒長上的圓周力 [p]由 《 汽車車橋設(shè)計(jì) 》表 332 查的 [p]=1429 mN? ，則 p[p]，符合設(shè)計(jì)要求。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。 （ 122） 022 69 )67)(38(tan ??? ）（ 左? （ 123） ???? ； 1cos ??? （ 124） 9 0 5 o )123()39( ???????? ?? ；左 ? （ 125） o s。 （ 112） 4 2 7 )104)(70()12( ?? （ 113） 576 )112( )5(sin ??? （ 114） 8 1 7 )1 1 3(1c o s 2 ???? （ 115） 705 )114( )113(ta n ??? （ 116） 4 2 6 )1 1 4)(1 0 3(s in 01 ??? ` 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 （ 117） ?? ? 小齒輪面錐角 （