【正文】 花鍵軸的強(qiáng)度計(jì)算 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 1。~15176。 經(jīng)計(jì)算最大扭轉(zhuǎn)角 ? =176。 37 331016?? dT?? = 3310471610898?? = ][? ，強(qiáng)度滿足要求。因半軸材料取 40Cr， ][? 為 784MPa左右，考慮安全系數(shù)在 ～ 之間，可取 ][? =490~588MPa。 根據(jù)上式 ?? RL XX 22 10898 N 應(yīng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算則： T =10898N 根據(jù)上式 22 ???? RL XX =66248 N 36 若按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，即 reRL riTXX /m a x22 ???? (42) 式中： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，對(duì)于普通圓錐行星齒輪差速器取 ； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 1500N22 GmXX RL ?? (41) 式中： ? —— 輪胎與地面的附著系數(shù)取 ； 39。 其計(jì)算可按 rRrL rXrXT ??? ? 22 求得，其中 LX2 ， RX2 的計(jì)算，可根據(jù)最大附著力和發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算，并取兩者中的較小者。 由于車輪承受的縱向力 2X ，側(cè)向力 2Y 值的大小受車輪與地面最大附著力的限制，即有 22222 YXZ ??? 故縱向力最大時(shí)不會(huì)有側(cè)向力作用，而側(cè)向力最大時(shí)也不會(huì)有縱向力作用。在一般的非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，半軸將差速器的半軸齒輪與車輪的輪轂聯(lián)接起來(lái)，半軸的形式主要取決半軸的支承形式：普通非斷開式驅(qū)動(dòng)橋的半軸，根據(jù)其外端支承的形式或受力狀況不同可分為半浮式， 3/4 浮式和全浮式，在此由于是載重汽車 ，采用全浮式結(jié)構(gòu)。 本章小結(jié) 本章首先介紹了差速器結(jié)構(gòu)作用及工作原理，對(duì)普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的基本參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械 制造的標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)差速器齒輪的幾何尺寸列表整理，并且對(duì)強(qiáng)度進(jìn)行了校核，最終確定了所設(shè)計(jì)差速器的各個(gè)參數(shù)，并滿足了強(qiáng)度校核。 圖 33 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) 所以，差速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。239。1201 sin2 ?? hd ?? 239。 2R? =176。2o? =176。 2? =176。 2fh = 15 徑向間隙 c =h gh = + c = 16 齒根角 1? =01arctanAhf 。mzzh a?????????????????????? 2122 1ah = 2ah = 14 齒根高 1fh = 1ah 。 9 節(jié)圓直徑 11 mzd ? ； 22 mzd ? 601?d 1002?d 10 節(jié)錐角 211 arctanzz?? ， 12 90 ?? ??? 1? =176。 b≤10m 18mm 5 工作齒高 mhg ? gh =8mm 6 全齒高 ?? mh 7 壓力角 ? 176。 `所以初定壓力角為 ?25 行星齒輪安裝孔直徑 ? 及其深度 L 的確定 根據(jù)《汽車工程手冊(cè)》中： ? ?nlTc?? 1030 ?? （ 33） 3 ???? ?? 31 ???? ?L mm 式中： 0T — 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩， ； m— 行星齒輪數(shù)； l — 為行星齒輪支撐面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x（ ?? dl ， ?2d 為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而 ?2d d? ）， mm； ??c? — 支撐面的許用擠壓應(yīng)力，取為 69N/mm2 。現(xiàn)在大都選用 0322 ?? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減少至 10。 3. 行星齒輪節(jié)錐角 ? 、模數(shù) m 和節(jié)圓直徑 d 的初步確定 行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 1? 、 2? 計(jì)算如下： ??? rc ta n1? ??? 1220a rc ta n2? 式中： 1Z 、 2Z — 分別為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。半軸齒輪齒數(shù)取 14~25；半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ~2 范圍內(nèi)；左 、 右半軸齒輪的齒數(shù)和必 30 須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，否則將不能安裝。球面半徑根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定： 3 jBB TKR ? 3 jBB TKR ? =（ ） 3 ? =58mm 式中： BK — 行星齒輪球面半徑系數(shù)， BK =~（有四個(gè)行星 齒輪的轎車和公路用貨車取小值；有 2 個(gè)行星齒輪的轎車，以及越野汽車 、 礦用汽車取大值）； jT — 主減速器從動(dòng)輪所傳遞的扭矩。本 設(shè)計(jì) 采用 4 個(gè)行星齒輪。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。 對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu) 普通的對(duì)稱式 圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。因此在汽車轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。 當(dāng)行星齒輪 4 除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸 5 以角速度 4? 自轉(zhuǎn)時(shí)（圖），嚙合點(diǎn) A 的圓周速度為 1? r = 0? r + 4? r ，嚙合點(diǎn) B 的圓周速度為 2? r = 0? r 4? r 。 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一 半徑 r 上的 A、 B、 C 三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖 31），其值為 0? r 。 A、 B 兩點(diǎn)分別為行星齒輪 4 與半軸齒輪 1 和 2 的嚙合點(diǎn)。差速器殼 3 與行 星齒輪軸 5 連成一體，形成行星架。差速器有多種形式，在此設(shè)計(jì)普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度， 滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。 26 第 3 章 貫通橋差速器設(shè)計(jì) 汽車在行駛過(guò)程中左，右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器計(jì)算載荷、并根據(jù)有關(guān)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)齒輪參數(shù)進(jìn)行合理的選擇，最后對(duì)螺旋錐齒輪的相關(guān)幾何尺寸參數(shù)進(jìn)行列表整理，并且對(duì)主動(dòng)、從動(dòng)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端靠近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死 、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。 對(duì)于滲碳深度有如下的規(guī)定： 當(dāng)端面模數(shù) m≤5 時(shí)， 為 ～ 當(dāng)端面模數(shù) m5～ 8 時(shí)，為 ～ 25 由于新齒輪接觸和潤(rùn)滑不良，為了防止在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期的磨損，圓錐齒輪的傳動(dòng)副（或僅僅大齒輪）在熱處理及經(jīng)加工（如磨齒或配對(duì)研磨）后均予與厚度 ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 汽車主減速器用的螺旋錐齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。其損壞形式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。 ，故軸承符合使用要求。 = amvS (225) 所以 hL39。 所以 L ==108 s 所以軸承能工作的額定軸承壽命： nLLh 60? (224) 24 式中 : n —— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速。當(dāng)主減速器的齒輪尺寸，支承形式和軸承位置已確定，則可計(jì)算出軸承的徑向載荷。但如果采用圓錐滾子軸承作支承時(shí)，還應(yīng)考慮徑向力所應(yīng)起的派生軸向力的影響。 fF 在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力 F 和沿節(jié)圓母 線方向的力 Fs 。 （ 1） 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為： F ＝ mdT2 (215) 式中： T —— 作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩； md —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分 度圓直徑。 1. 錐齒輪齒面上的作用力 錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。 設(shè)計(jì)時(shí)，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié) 21 構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。 （ 2）齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 )./(3 mmNT = 齒輪軸承 ??11iT （ 210） == 式中 :： 1T －傳遞的轉(zhuǎn)矩 ,N． mm； 1i －傳動(dòng)比 18 軸承?－軸承效率，取軸承?= 齒輪?－齒輪傳動(dòng)效率取齒輪?=93％ (3)初選載荷系數(shù) tk = (4)取齒寬系數(shù) d? = (5)彈性系數(shù) Ez = amP (6)齒數(shù)比 u=1 (7)由公式 a? = ?c os)11(21 ?????? ?? zz (211) 得端面重合度 = ??????? ?? 12c os)231231( = (8)由公式 ?? = ?? tan1zd =38 ?12tan = (9)重合度系數(shù) ?z = (10)螺旋角系數(shù) ?z = (11)許用接觸應(yīng)力由式 : ? ?HHNH sz lim?? ? 算得接觸疲勞極限應(yīng)力 : aH mp5701lim ?? aH mp4132lim ?? (12)小、大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為： 1N = 250811 3 0 06060 1 ?????a L hn =. 108 7812 ????? iNN (13)壽命系數(shù) 1Nz = ?Nz (允許有局部點(diǎn)蝕 ) (14)安全系數(shù) Hs = 19 ? ?HHNaH szmp 1lim11 / ?? ? = ?? ? ? ??? HHNaH szmp ?? ? ? ? ? aHH ?? ?? （ 15)初選齒輪分度圓直徑 ? ? 2)(12/HHEdtt zzzzuuTkmmd ?? ?? ??????? (212) = 3 2) (1 359 ????????= （ 16）計(jì)算載荷系數(shù) 0k 使用系數(shù) ?Ak 齒輪線速度如下式 : 100 060)/( 31 ??? ? dnsmv ? (213) = 10 0060 13 714 ? ?? =10 動(dòng)載荷系數(shù) 齒向載荷分布系數(shù) ??k 1 齒間載荷分配系數(shù) 故 : ?????? aVA KKKkk ? （ 17）確定模數(shù) m=d/z==4 （ 18）計(jì)算傳動(dòng)尺寸中心距 )(21/43 zzmmma ?? （ 214） = )3838(412c os2 1 ?? =152 20 ?。?