【正文】 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 22 011 0 s in2s in2 ?? zAzAm ??= （ ） 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 6； 式中。 rc t a n。取 1z =10， 2z =20。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。 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(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。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。 普通對稱式圓錐行星齒輪差速器 （ 如圖 ） 由差速器左殼為整體式 ， 圖 圓錐行星齒輪差速器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 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。 本次設(shè)計(jì)選用的 帶摩擦元件的圓錐行星齒輪防滑 差速器 ，該 結(jié)構(gòu) 的特點(diǎn)是具有加大的行星齒輪于半軸齒輪的齒數(shù)差或傳動比。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 第 4 章 差速器設(shè)計(jì) 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路 的特征， 為了消除由于左右車輪在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都有差速器，保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動學(xué)的要求 。 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(jì)算載荷的計(jì) 算、齒輪參數(shù)的選擇，螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)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 做了必要的交待。 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。為了保證有黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 足夠的潤滑油流進(jìn)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)。 式中： P —— 齒面寬中點(diǎn)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(diǎn)的分度圓直徑。當(dāng)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(jì)算出軸承的徑向載荷。 主動錐齒輪選圓錐滾子軸承 (GB/T2971994)：滾動軸承 30207 GB/T2971994 滾動軸承 30208 GB/T2971994 從動齒輪選圓錐滾子 軸承 (GB/T2971994)： 滾動軸承 30208 GB/T2971994 （ 2）主減速器軸承載荷的計(jì)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(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT1 可按下式求得： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 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(jī)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(jī)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。 (1)作用在主減速器主動齒輪上的力 齒面寬中點(diǎn)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(jì)算 設(shè)計(jì)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(yàn)算軸承壽命。滲硫處理時溫度低，故不會引起齒輪變形。 對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá) 25％。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)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(dá) HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng) 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(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)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(dāng)?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； （ 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。 圖 應(yīng)力的綜合系數(shù) 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(dāng)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(diǎn)。汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)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) 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； （ 2）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： 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(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)， 2J =，見圖 所示 。 F—— 作用在齒輪上的圓周力， N，按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算 時： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 FdiTp ge????21013m ax =（ ） 按最大附著力矩計(jì)算時 ： FdrGp r?????210232 ? = /Nmm （ ） 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 可知，校核成功。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。 19 齒頂圓直徑 1111 co s2 ?aa hdd ?? 2ad = 221 cos2 ?ahd ? 1ad = ㎜ 2ad = ㎜ 20 節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離 1121 sin2 ?ak hdA ?? 212 dAk ? 22sin?ah? 1kA = ㎜ 2kA = ㎜ 21 理論弧齒厚 21sts ?? mSs k?2 1s = 2s = 22 齒側(cè)間隙 B=～ 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 序 號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 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 =100 ㎜ 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 ? EMBED ? =90176。 。 （ 6）螺旋角的選擇 格里森制推薦公式：2021001 dE90zz525 ?????｀? 。 （ 2）節(jié)圓直徑地選擇 根據(jù)從動錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（見式 ， 式 并取兩者中較小的一個為計(jì)算依據(jù)）按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 322 jd TKd ??=177mm （ ） 式中： d2—— 從動錐齒輪的節(jié)圓直徑， mm； Kd2—— 直徑系數(shù)，取 K d2＝2dK=13～ 16； Tj—— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩；取 Tje與 TjΦ 中較小者： （ 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)，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 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鼿輪鼿面寬度推薦為 ： F= 2d =，可初取 F2 =30mm。通常取 ～ ，可初取Hf =； Pf —— 汽車性能系數(shù) ])([1001 m a xe TaP T GGf ??? （ ） 當(dāng) max)(eTaT GG ? =16 時，取 Pf =0 主減速器齒輪參數(shù)的選擇 （ 1）齒數(shù)的選擇 根據(jù)主減速比確定： 對于單級主減速器，當(dāng) i0 較大時，則應(yīng)盡量使主動齒輪的齒數(shù) Z1取小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙 [1]。 由式（ ），式（ ）求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矉而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞依據(jù)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 3章 主減速器 設(shè)計(jì) 主減速齒輪計(jì)算載荷的 確定 通常是將發(fā)動機(jī)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(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。 本章小結(jié) 本章 首先確定了主減速比，然后確定其它參數(shù)。 鑄造式橋殼 強(qiáng)度、剛度較大 多 用于 越野車和 重型貨車。使主減速器和差速器的拆裝、調(diào)整、維修、保養(yǎng)等都十分方便。 橋殼型式的確定 整體式橋殼的特點(diǎn)是將整個橋殼制成一個整體，橋殼猶如一個整體的空心梁，其強(qiáng)度及剛度都比較好。全浮式半軸廣泛應(yīng)用于輕型以上的各 類汽車上。 本次設(shè)計(jì)選用：圓錐行星齒輪差速器 。自鎖式差速器又有多種結(jié)構(gòu)式的高摩擦式和自由輪式的以及變傳動比式的。 差速器的結(jié)構(gòu)型式有多種，大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對于在公路上和市區(qū)行駛的汽車來說，由于路面較好，各驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此幾乎都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的普通對稱式圓錐行星齒輪差速器， 作為安裝在左、右驅(qū)動車輪間的所謂輪間差速器使用；對于經(jīng)常行駛在泥濘、松軟土路或無路地區(qū)的越野汽車來說，為了防止因某一側(cè)驅(qū)動車輪滑轉(zhuǎn)而陷車，則可采用防滑差速器。 由于單級主減速器具有機(jī)構(gòu)簡單、體積及質(zhì)量小且制造成本低等優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛用于主減 速比 0i 小于 的各種中、小型汽車上，本設(shè)計(jì)汽車主減速比小于 所以采用 單 級 主 減速 器。 （ 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(jī)最大轉(zhuǎn) 矩時換算所得軸向力的 30％。分析可知，當(dāng)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(xì)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(jì)選用： 主動錐齒輪：懸臂式支撐（圓錐滾子軸承） 從動錐齒輪： 跨置 式支撐（圓錐滾子軸承）