【正文】 行星齒輪球面半徑 BR （ mm）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，實際上代表了差速器圓錐齒。普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖，如圖 所示 。 由于差速器殼是裝在主減速器從動齒輪上，故在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。 普通錐齒輪式 差 速器 設(shè)計 對稱式 圓錐行星齒輪差速器 設(shè)計中采用的 普通對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器左殼為整體式， 2 個半軸齒輪， 4 個行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪以及行星齒輪墊片等組成。但對于本設(shè)計的車型來說只選用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器即可。后者又分為強制鎖止式和自然鎖止式兩類。 差速器結(jié)構(gòu)方案的 分析及確定 差速器的結(jié)構(gòu)型式選擇，應(yīng)從所設(shè)計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 本章小結(jié) 本章根據(jù)所給參數(shù)確定了主減速器的參數(shù)， 對主減速器齒輪計算載荷的計算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 并對主減速器 齒輪的材料及熱處理， 軸承的預(yù)緊， 主減速器的 潤滑 等 。 加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。為了保證有足夠的潤滑油流進差速器，有的采用專門的倒油匙。為此，通常是在從動齒輪的前端 靠 近主動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)壁上的部分潤滑油收集起來再經(jīng)過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)動橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。 PR ? （ ） 式中： T —— 計算轉(zhuǎn)矩； ? —— 斜齒圓柱齒輪的螺旋角； ? —— 法向壓力角。 PA? （ ） ?? c o s/tan39。 dTP? （ ） ?tan39。 39。 RAP —— 第二級減速斜齒圓柱齒輪的圓周力、軸向力和徑向力 ； 39。,39。39。[]39。39。[]39。 22 式中 ： P —— 齒面寬中點處的圓周力； A—— 主動齒輪的軸向力； R —— 主動齒輪的徑向力； md1 —— 主動齒輪齒面寬中點的分度圓直徑。當主減速器的齒輪尺寸、支承型試和軸承位置已確定，并算出齒輪的徑向力、軸向力及圓周力以后，則可計算出軸承的徑向載荷。 21 圖 主減速器主動錐齒輪的受力簡圖 主減速器軸承載荷的計算 軸承的軸向載荷，就是上述的齒輪軸向力。作用在主減速器主動錐齒輪上的當量轉(zhuǎn)矩 dT1 可按下式求得： 3 354322311m a x )100)100()100([100 1 TggTggTgge fiffiffifTT ??????? ? ⅣⅡ （? （ ） 式中： 421 , ggg fff ? —— 變速器 Ⅰ ， Ⅱ ， ? ， Ⅴ 檔使用率為 1％， 3％， 5％， 16％， 75％ ； ⅤⅡⅠ ， ggg iii ?, —— 變速器的傳動比為 ， ， ， ， ； 421 , TTT fff ? —— 變速器處于 Ⅰ ， Ⅱ ， ， Ⅴ 檔時的發(fā)動機轉(zhuǎn)矩利用率 50％， 60％，70％， 70％， 60％。 注：汽車在行駛過程中，由于變速器檔位的改變，且發(fā)動機也不盡處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，因此主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。 作用在主減速器主動齒輪上的力 齒面寬中點的圓周力 P 為 mdTP 2? （ ） 式中 ： T—— 作用在該 齒輪上的轉(zhuǎn)矩。 主減速器軸承的計算 設(shè)計時，通常是先根據(jù)主減速器的結(jié)構(gòu)尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。 輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪 齒面的計算接觸應(yīng)力 j? （ MPa） 為： JFK KKKKTdC v fmsjpj ?? ???????3011102? （ ） 式中： pC —— 材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取 mmN /21 ； 0K =1， sK =1， mK =， sK =1； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取 1； J—— 計算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =。2w? 綜上所述，故所計算的齒輪滿足彎曲強度的要求。2w? =； 當計算主動齒輪時， jT /Z 與從動相當，而 12 JJ ? ，故 1w? 2w? ， 39。 汽車主減速器 螺旋錐齒輪 輪齒的計算彎曲應(yīng)力)/( 2mmNw? 為 JmzFK KKKTv mSjw ???? ?????? 203102? （ ） 式中 ： 0K —— 超載系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) sK =4=； mK —— 載荷分配系數(shù) ~； vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)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(yīng)力用的綜合系數(shù) ， , 5JJ??。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進行計算； 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： FdiTp ge????21013m ax =1775（ ） 按最大附著力矩計算時 ： FdrGp r?????210232 ? =2838 N/mm （ ） 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p很大，但由于發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩的限制 p最大只有 1775 N/mm 所以 ， 校核成功。在進行強度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。 19 齒頂圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = ㎜ 2ad = ㎜ 20 節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧齒厚 21 sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ? ? =35176。 18 根錐角 1f?= 11 f??? 2f? = 22 f?? ? 1f? =176。 17 面錐角 211 fa ??? ?? ； 122 fa ??? ?? 1a?=176。 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d A0 = ㎜ 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 Ahff ?? 1f? =176。 1? 1? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。當大齒輪直徑大于刀盤半徑時采用這種方法是最好的。 主減速器 螺旋錐齒輪 的計算 主減速器 螺旋錐齒輪 的幾何尺寸計算 主減速器圓弧齒 螺旋錐齒輪 的幾何尺寸計算 雙重收縮齒的優(yōu)點在于能提高小齒輪粗切工序。滲硫處理時溫度低，故不會引起齒輪變形。 對齒面進行噴丸處理有可能提高壽命達 25％。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副草熱處理及精加工后均予以厚度為 ～ ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，齒輪表面硬度可高達 HRC58～64，而芯部硬度較低，當 m≤ 8 時為 HRC32～ 45。 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。據(jù)此對驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： （ 1）具有高的彎曲疲勞強度和接觸疲勞強度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； （ 2）輪齒芯部應(yīng)有適 當?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； 16 （ 3）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率； （ 4）選擇齒輪材料的合金元素時要適應(yīng)我國的情況。貨車通常取 ～ ，可初取Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])([1001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當 max)(eTaT GG ? =16 時，取 Pf =0 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動橋主減速器的工作相當繁重，與傳動系其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點。 由式 （ ） ，式 （ ） 求得的計算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。 主減速 器 齒輪計算載荷的 確定 通常是將發(fā)動機 最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩 （ ?jjeTT, ） 的較小者，作為載貨汽車計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷。螺旋角過大時會引起軸向力亦過大，因此應(yīng)有一個適當?shù)姆秶? （ 6）螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。 （ 3）齒輪端面模數(shù)的選擇 2d 選定后，可按式 22 /zdm? 算出從動齒輪大端模數(shù)，并用下式校核 3t mjm K T?? = （ 4）齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪齒面寬度推薦為 ： F= 2d =，可初取 F2 =40mm。 14 （ 2）節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩（見式 ， 式 并取兩者中較小 的一個為計算依據(jù)）按經(jīng)驗公式選出： 32 2 jd TKd ??=～ （ ） 式中：2dK—— 直徑系數(shù)，取2dK=13～ 16； jT —— 計算轉(zhuǎn)矩， mN? ，取 ?jjeTT, 較小的。第二級圓柱齒輪傳動的齒數(shù)和，可選在 68177。 本次設(shè)計采用雙級減速，主要從傳動比及它是載重量超過 7t 的重型貨車和保證離地間隙上考慮。 （ 5）主減速器的減速形式 主減速器的減速形式分為單級減速、雙級減速、單級貫通、雙級貫通、主減速及輪邊減速等。主減速器軸承的預(yù)緊值可取為以發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時換算所得軸向力的 30％。分析可知，當軸向力于彈簧變形呈線性關(guān)系時，預(yù)緊使軸向位移減小至原來的 1/2。主減速器從動錐齒輪采用無輻式結(jié)構(gòu)并用細牙螺釘以精度較高的緊配固定在差速器殼的凸緣上。 （ 2）主減速器主動錐齒輪的支承形式及安裝方式的選擇 本次設(shè)計選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動錐齒輪：騎馬式支撐（圓錐滾子軸承） （ 3）從動錐齒輪的支承方式和安裝方式的 選擇 從動錐齒輪的兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使它們的圓錐滾子大端相向朝內(nèi)，而小端相向朝外。 13 主減速器結(jié)構(gòu)方案 的確定 （ 1）主減速器齒輪的類型 螺旋錐齒輪能承受大的載荷，而且工作平穩(wěn)，即使在高速運轉(zhuǎn)時其噪聲和振動也是很小的。通過優(yōu)化設(shè)計，對發(fā)動機與傳動系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 0i 值，可是汽車獲得最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性。 0i 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計時和傳動系統(tǒng)的總傳動比一起由整車 動力計算來確定。 12 第 2 章 主減速器 設(shè)計 主減速器結(jié)構(gòu)方案 的 分析 及 確定 主減速 器 比 的 計算 （ 1）設(shè)計主要參數(shù) 設(shè)計主要參數(shù) 參數(shù) 單位 數(shù)值 發(fā)動機最大功率 Pemax kW/np（ r/min） （ 2021） 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 Temax N 鋼板焊接沖壓式 —— 質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低， 適于大量生產(chǎn)，轎車和中小型貨車，部分重型貨車。 結(jié)構(gòu)形式分類：可分式 、 整體式 、 組合式 。其結(jié)構(gòu)還應(yīng)保證主減速器的拆裝、調(diào)整、維修和保養(yǎng)方便。為了減小汽車的簧下質(zhì)量以利于降低動載荷、提高汽車的行駛平順性，在保證強度和剛度的前提下應(yīng)力求減小橋殼的質(zhì)量。因此橋完既是承載件又是傳力件，同時它又