【正文】 2 dd ? ； ? ?c? —— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取 98MPa 求出： mm50?? mmL 4。239。 行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 行星齒輪安裝孔 ? 與行星齒輪軸名義直徑相同，而行星齒輪安裝孔的深度 L 就是行星齒輪在其軸上的支承長(zhǎng)度。壓力角 。的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度 。3022? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10， 35 并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下還可由切向修正加大半軸齒輪齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。要立交，這時(shí)齒高系數(shù)為 1，而最少齒數(shù)是 13。 求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： i n2s i n2 22 011 0 ??? ?? zAzAm 為了保證齒輪強(qiáng)度 m 取 8。； 122 arctanzz?? =176。 半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在～ 2 范圍內(nèi)。 行星齒輪球面半徑 )(mmRB 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齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)的車輛是 用于公路運(yùn)輸?shù)闹匦涂ㄜ?，因此選用對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。 差速器的結(jié)構(gòu)型使選擇，應(yīng)從所設(shè)計(jì)汽車的類型及其使用條件出嘎，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 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)輪間都裝由差速器，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。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)外側(cè)的車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長(zhǎng)。使其它能安全可靠的工作。這一點(diǎn)的合成彎矩得： 22 AHAVA MMM ?? = mN? （ ） 計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇 20CrMnTi，經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力 MPab 90][ 1 ??? ，則： 31 ][ bAMd?? ? = 由于截面處軸的直徑為 86mm ，最小處的直徑也大于 ，所以校核成功。2 ? ；軸承 C 所受的，徑向力 ?CR N ； 軸承 D 所受 的軸 向力 ?DA N ，徑向力NRD ? 。 中間軸的校核 如圖 ， 由 第 3 章可知，從動(dòng)錐齒輪受到的圓周力 NP ? ，軸向力NA ? ，徑向力 NR ? ； 主 動(dòng) 圓 柱 齒 輪 受 到 的 圓 周 力?2P ，軸向力 NA 39。規(guī)定齒輪受的軸向力和徑向力為正方向，由圖，前、后軸承給軸的力的方向分別 后A? 與圓錐齒輪受的力方向相反，則為負(fù)；徑向力 前R? 為正， 后R? 為負(fù)。 主動(dòng)錐齒輪 軸 的校核 由第 3 章可知，齒輪上受到的轉(zhuǎn)矩為 mN? ，齒輪的圓周力NP ? ，軸向力 NA ? ，徑向力 NR ? ，并還知道兩軸承受 29 徑 向 力 和 軸 向 力 分 別 為 ?前R ， ?后R ； 0?前A ，NA ?后 。 28 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 對(duì)于 中間軸的結(jié)構(gòu)，二級(jí)主動(dòng)齒輪和中間軸加工成一體，其上面還要有一個(gè)與一級(jí)從動(dòng)錐齒輪的裝配凸臺(tái)，兩個(gè)支承軸承和相應(yīng)要求的間隔 [6]。其軸的直徑為 85mm ，寬度為 27mm ； 第 7 段：花鍵軸，花鍵分度圓直徑為 68mm ，齒頂圓直徑為 72mm ，花 鍵軸寬為74mm ； 第 8 段：螺栓軸，螺栓直徑為 36。 27 第 4 章 軸的設(shè)計(jì) 主動(dòng) 圓錐 齒輪軸的 結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 由上面所設(shè)計(jì)出來(lái)的 齒輪的大小和軸承的大小，裝配時(shí)所要求的間隙等，參照現(xiàn)有車型對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖 ，可得到主動(dòng)一級(jí)主動(dòng)齒輪的基本尺寸大小，并滿足其所要的要求。 在這一 章 中最主要的是考慮到主減速器的裝配關(guān)系，能讓齒輪和軸 配合后 裝配到箱體中，并滿足一定的裝配要求。 所以軸承符合使用要求。 根據(jù)上面所算得的數(shù)據(jù)代入式（ 316），（ 317）可得： 26 CR = DR = 軸承 C、 D 均選用 30222 型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷 rC 為 315N， 0, ?? YX 求 得當(dāng)量動(dòng)載 ?Pd =? ?YAXR? == [5]。139。 kPcPkRcRdAdAg m ????? () 式中： 2P , 2A , 2R —— 第一級(jí)從動(dòng)齒輪受的圓周力，軸向力和徑向力； md2 —— 第一級(jí)減速?gòu)膭?dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑； d —— 第二級(jí)減速主動(dòng)齒輪（斜齒圓柱齒輪）的節(jié)圓直徑 ； 39。139。139。239。2239。 所以，軸承 C 的徑向力： cR = ? ?? ? ? ?239。根據(jù)軸承和齒輪的尺寸，如下圖設(shè)計(jì)計(jì)算 c , gkfe , 。 ，故軸承符合使用要求。 =amvS h () 所以 hL39。 25 由 上式可得軸承 A 的使用壽命 6? ??hL=。 所以由式 （ ）可得 2n = ? =； ； 而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速 1n ==。 [查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表 7219] 當(dāng)量動(dòng)載荷 YAXRYFXFPd at ????? = 再由公式： ??????????? PdCL () L = 10178 ???????? ? = 此外對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速 2n 為 ramrvn ? r/min () 式中： r —— 輪胎的滾動(dòng)半徑， m； amv —— 汽車的平均行駛速度， km/h。 前 軸承 徑向力 ： 前R = ? ? ? ? 22 1 ??????= 后 軸承徑向力 ： 后R = ? ? ? ? 22 1 ??????= 軸承的校核 軸承采用圓錐滾子軸承 30217 型，此軸承的額定動(dòng)載荷 rC 為 178KN。 及 ?a os2110 ??? ?.5=， mm 取 a =61mm 。 軸承的的選擇， 在這里選擇 主動(dòng)錐齒輪后軸承為圓錐滾子軸承 30217 型， 此軸承的額定動(dòng)載荷 rC 為 178KN ， 前軸承圓錐滾子軸承 30219 型， 此軸承的額定動(dòng)載荷 rC 為228KN [4]。 圖 一級(jí)主動(dòng)齒輪的支持型式 另外，為了拆裝方便，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪后軸承（緊靠齒輪大端的軸承）的支承軸徑大于其前軸承的支持軸徑。為了減小懸臂長(zhǎng)度 a 和增大支承間距 b ，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以使 b 拉長(zhǎng)、 a 縮短，從而增強(qiáng)支承剛度。 軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 一級(jí)主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ： 對(duì)于軸是用懸臂式支撐的，如圖 所示，齒輪以其齒輪大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。1R = 39。1A = 39。 可算出 ??????? 321 PP 。 兩級(jí) 齒輪的軸向力和徑向力 一級(jí)減速機(jī)構(gòu) 作用在主、從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力 A 和徑向力 R 分別為 ： 22 ? ?????? c oss i ns i nt a nc os 11 ?? PA （ ） ? ?????? c oss i ns i ntanc os 22 ?? PA （ ） 1R = ? ?????? s ins inc ost a nc os 1 ?P （ ） 2R = ? ?????? s ins inc ost a nc os 2 ?P （ ） 由上 式計(jì)算 可得 ： 1A ? ? ??????? ? os35s i i n20tan35c os 2A ? ???????? os35s i i n20tan35c os = 1R =。 （12211 90,a rc t a n ??? ??? ?zz） 可以算出： ?md1 ， ?md2 。 1, 54321 ????? ggggg iiiii 計(jì)算 求出 dT = mN? 。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT 進(jìn)行計(jì)算。 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 20 第 3 章 軸承的選擇和校核 主減速器齒輪上作用力的計(jì)算 錐齒輪齒面上的作用力 設(shè)計(jì)時(shí)，通常 是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步選定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承的 壽命。 本章小結(jié) 本章通過(guò) 所給的 基本 參數(shù) 確定主減速器的總傳動(dòng)比 ，并通過(guò) 以往的經(jīng)驗(yàn) ，合理分配一、二級(jí)的傳動(dòng)比。 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： uubdKTzZZZ HEH 12 22 22 ??? ??? = ???? 23 ??? ??? 19 = aMP aH MP1500][ ?? ? 從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。 18 齒輪的校核 齒輪彎曲強(qiáng)度校核 主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度，把上面已知數(shù)據(jù)代入式（ ）得： aSaFanF MPYYYYmbd KT 3111 11 ?????? ????? ??? ? aF MP688][ ?? ? aSaFanF MPYYYYmbd KT 3222 11 ?????? ????? ??? ? aMP aF MP688][ ?? ? 齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。 雙級(jí)主減速器的圓柱齒輪基本參數(shù)的選擇 正常齒標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的幾何尺寸見(jiàn)表 。 ?Y —— 取 [查馬秋生主編《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》圖 539 得 因 688 ..2][ 1 11 ???F SaFa YY ?﹥ 688 ][ 2 22 ???F SaFa YY ? 故應(yīng)對(duì)小齒輪進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算 ： 法向模數(shù) 3 2111211 c os][2 ??? ??YYYYZKTmFSaFadn?? 式中： d? —— 齒寬系數(shù)， d? =。 16 由1202 zzi ? =， 21 zz? =68 10? =58～ 78 取 21 zz? =68 得 1z =13， 2z =55，修正傳動(dòng)比 135502 ??i，其二級(jí)從 動(dòng) 齒輪所受的轉(zhuǎn)矩 mNT ??? 。這里取 ? =16176。 斜齒圓柱齒輪的螺旋 角 ? 可選擇在 16176。 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： 15 JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K ， mK ， vK —— 見(jiàn) 式（ ）下的說(shuō)明，即 0K =1， mK =， vK =1； sK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取 1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取 1； jT1 —— 主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； J —— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 如下圖 所示 ，可查的 ?J 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 將已知帶入式（ ） 可得： JFK KKKKTdC v fmsjpje ?? ???????3011102? = 3?? ?????? = aMP 主、從動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力是相同的 汽車主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力為：當(dāng)按式（ ），（ ）中 較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為 2800 aMP ， je? 小于 2800 aMP ，所以校核成功 。 按 jej TT ,? 中最小的計(jì)算時(shí)，汽車主減速器齒輪的許用應(yīng) 力為 700 aMP 。 小齒輪系數(shù) ?1J ，大齒輪系數(shù) ?2J ；把這些已知數(shù)代 入式（ ）可得： 12031 102 JmzFK KKKTvmSw ???? ??????? = 23 ???? ????? = 2m