【正文】 設計時。 經計算， ?? =??? =230MPa 所以主動齒輪軸滿足要求。 （ 4） 主動齒輪軸的彎矩 如圖 所示為主動齒輪受力及彎矩圖。 （ 3） 輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪齒面的計算接觸應力 j? （ N／ mm2 ）為： 求 綜 合 系 數 J 的 齒 輪 齒 數 29 JFK KKKKTdC v fmsjzpj ?? ???????301102? （ ） 式中： jzT ——主動齒輪計算轉矩分別為 1jeT = mN? ， 1jmT = mN? ； pC ——材料的彈性系數，對于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 1d ——主動齒輪節(jié)圓直徑， 49mm； 0K ， vK ， mK 同 ； sK ——尺寸系數， sK =1； fK ——表面質量系數，對于制造精確的齒輪可取 1； F——齒面寬，取齒輪副中較小值即從動齒輪齒寬 50mm； J—— 計算應力的綜合系數， J =，見圖 所示。 （ 2） 輪齒的彎曲強度計算 汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計算彎曲應力 )/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中： jT ——齒輪計算轉矩 mN? ，對從動齒輪，取 ?jT ， jeT 較小的者即jeT = mN? 和 jmT = mN? 來計算；對主動齒輪應分別除以傳動效率和傳動比得 1jeT = mN? ， 1jmT = mN? ； 0K ——超載系數， ； sK ——尺寸系數 sK =4=； mK ——載荷分配系數取 mK =1； vK ——質量系數，對于汽車驅動橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動精度高時，取 1； J——計算彎曲應力用的綜合系數，見圖 ， 1J =， 2J =。 表 許用單位齒長上的圓周力 ??p (N／ mm) 一檔 二檔 直接檔 轎車 893 536 321 載貨汽車 1429 250 公共汽車 982 214 牽引汽車 536 250 按最大附著力矩計算時： FdrGp r?????210232 ? （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時一個驅動橋給水平地面的最大負荷，對于后驅動橋還應考慮汽車最大加速時的負荷增加量，在此取 40180N； ?——輪胎與地面的附著系數，在此取 ； 類別 檔位 27 r ——輪胎的滾動半徑，在此取 ； 按上式 80 3? ????p= N／ mm。 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 （ 1） 單位齒長上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即 FPp? （ ） 式中： p ——單位齒長上的圓周力， N/mm； P——作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機最大轉矩 maxeT 和最大附著力矩 rrG?2兩種載荷工況進行計算 。 表 汽車驅動橋齒輪的許用應力 ( N／ mm2 ) 計算載荷 主減速器齒輪的 許用彎曲應力 主減速器齒輪的許用接觸應力 差速器齒輪的許用彎曲應力 jeT ， ?jT 中的較小者 700 2800 980 jmT 1750 實踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計算轉矩）有關，而與汽車預期壽命期間出現的峰值載荷關系不大。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數均以超過材料的耐久疲勞次數。 25 汽車驅動橋的齒輪，承受的是交變負荷，其主要損壞形式是疲勞。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應予避免。 （ 4） 齒面磨損 這是輪齒齒面間相互滑動、研磨或劃痕所造成的損壞現象。它多出現在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產生撕裂或擦傷痕跡。當滲碳 齒輪熱處理不當使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來。造成齒面剝落的主要原因是表面層強度不夠。 ② 齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點蝕更深的凹坑。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應力。在齒輪繼續(xù)工作 時，則擴大凹坑的尺寸及數目，甚至會逐漸使齒面成塊剝落，引起噪音和較大的動載荷。由于接觸區(qū)產生很 24 大的表面接觸應力，常常在節(jié)點附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內開始，形成極小的齒面裂紋進而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現象就稱為點蝕。它主要由于表面接觸強度不足而引起的。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。 ② 過載折斷：由于設計不當或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。隨 著載荷循環(huán)次數的增加，裂紋不斷擴大，最后導致輪齒部分地或整個地斷掉。 ① 疲勞折斷：在長時間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經受交變的彎曲應力。它們的主要特點及影響因素分述如下： （ 1） 輪齒折斷 主要分為疲勞折斷及由于彎曲強度不足而引起的過載折斷。在進行強度計算之前應首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 19 外圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 222 cos2 ?ahd ? 1ad =163mm 2ad =303mm 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 11201 sin2 ?? ahd ?? 2102 d?? 22sin?ah? 01? = 02? = 21 理論弧齒厚 21sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側間隙 B=~ 23 螺旋角 ? ? =35176。 18 根錐角 1f?= 11 ??? 2f? = 22 ??? 1f? =176。 17 面錐角 211 ??? ??a ； 122 ??? ??a 1a? =176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 =167mm 22 序號 項 目 計 算 公 式 計 算 結 果 12 周節(jié) t= m t= 13 齒頂高 21 aga hhh ?? mkh aa ?2 1ah = 2ah = 14 齒根高 fh = ahh? 1fh = 2fh = 15 徑向間隙 c= ghh? c= 16 齒根角 0arctan Ahf?? 1? =176。 1? 1? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。壓力角。在一般機械制造用的標準制中，螺旋角推薦用 35176。 21 螺旋角應足夠大以使 ?Fm 。 所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運動，這樣 從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅動汽車前進。當變速器掛前進擋時，應使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向。 螺旋錐齒輪螺旋方向 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。對于汽車工業(yè)，主減速器螺旋錐齒輪面寬度推薦采用： 2b = 2d =，可初取 2b =50mm。 所以有： 1d =147mm 2d =301mm。 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動齒輪大端模數，并用下式校核 3t mjm K T?? （ ） 式中 ： mK ——模數系數，取 Km =~； jT ——計算轉矩， mN? ，取 jeT 。取 jeT = mN? 。 主減速器的傳動比為 ，初定主動齒輪齒數 z1=21，從動齒輪齒數 z2=43。 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? = )( ????? = mN? 主減速器齒輪參數的選擇 主、從動齒數的選擇 選擇主、從動錐齒輪齒數時應考慮如下因素：為了磨合均勻， 1z ， 2z 之間應避免有公約數；為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數和應不小于 40；為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強度對于商用車 1z 一般不小于 6；主傳動比 0i 較大時， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 按汽車日常行駛平均轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩 jmT 19 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? （ ） 式中： aG ——汽車滿載總重 N, aG =6000=58800N； TG ——所牽引的掛車滿載總重， N，僅用于牽引車取 TG =0； Rf ——道路滾動阻力系數，初取 Rf =； Hf ——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數。 由式（ ），式（ ）求得的計算載荷，是最大轉矩而不是正常持續(xù)轉矩，不能用它作為疲勞損壞依據。 18 jeT =200 ? ? 1 ? ? 按驅動輪在良好 路面上打滑轉矩確定從動錐齒輪的計算轉矩 ?jT LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 （ ） 式中： 2G ——汽車滿載時驅動橋給水平地面的最大負荷， N；但后橋來說還應考慮到汽車加速時負腷增大量，可初取： 2G = 滿G =4100=40180N； ?——輪胎對地面的附著系數，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 ? =； 對于越野汽車，取 ? =； r ——車輪滾動半徑， ； LBLBi,? ——分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅動輪之間的傳動效率和傳動比，分別取 和 1。由于汽車在各種道路上行使時，其驅動輪上要求必須具有一定的驅動力矩和轉速，在動力向左右驅動輪分流的差速器之前設置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質量減小、操縱省力。 17 第 3 章 主減速器設計 概述 主減速器是汽車傳動系中減小轉速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數少的錐齒輪帶動齒數多的錐齒輪。對主減速器型式確定中主要從主減速器齒輪的類型、主減速器的減速形式、主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇、從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的選擇，從而確定逐步給出驅動橋各個總成的基本結構，分析了驅動橋各 總成結構組成。鑄造整體式橋殼的主要優(yōu)點在于可制成復雜而理想的形狀，壁厚能夠變化，可得到理想的應力分布，其強度及剛度均較好，工作可靠，故要求橋殼承載負荷較大的中、重型汽車，適于采用這種結構。 整體式橋殼按其制造工藝的不同又可分為鑄造整體式 、鋼板沖壓焊接式和鋼管擴張成形式三種。且橋殼與主減速器殼分作兩體，主減速器齒輪及差速器均裝在獨立的主減速殼里，構成單獨的總成，調整好以后再由橋殼中部前面裝入橋殼內，并與橋殼用螺栓固定在一起。 組合式 組合式橋殼 又稱為支架式橋殼，對加工精度要求較高，剛度較差，通常用于微型汽車、轎車、輕型以下載貨汽車。但對主減速器的裝配、調整及維修都很不方便，橋殼的