【正文】 注：花鍵的選擇 （ 30? 漸開線 ） 初選分度圓直徑 D=54mm， 則模數(shù) m= 3Dz? ，取標準模數(shù) m=3 ④ 半軸的最大扭轉角為 。 b—— 花鍵齒寬， mm， m??21 =。因半軸材料取 40MnB， ][? 為 左右，考慮安全系數(shù)在 ～ 之間，可取 ][? =692MPa； ② 半軸的扭轉應力可由下式計算： 331016?? dT?? = ][???mmN 692MPa （ ） 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 29 式中 ： ? —— 半軸扭轉應力， MPa； T—— 半軸的計算轉矩 mN? ； d—— 半軸桿部直徑 40mm。 取兩者的較小值，所以 ?? RL XX 22 轉矩為： ????? rRrL rXrXT 22 mN? （ ） 注：第二種和第三種工況未計算 ，圖 為全浮式半軸支承示意圖 。22 GmXX RL ??= （ ） 式中 ： 2G —— 滿載靜止汽車的驅動橋對水平地面的載荷，取 54390N； 39。 半軸計算 應考慮到以下三種可能的載荷工況： （ 1） 縱向力 2X （ 驅動力或制動力 ） 最大時 （ 2X = ?2Z ） ， 附著系數(shù) φ 取 ，沒有側向力作用； （ 2） 側向力 Y2 最大時，其最大值發(fā)生于側滑時，為 Z2φ1，側滑時輪胎與地面的側向附著系數(shù) φ1 在計算中取 ，沒有縱向力作用； （ 3） 垂向力最大時，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時，其值為 （ Z2gw）kd， kd 是動載荷系數(shù)，這時沒有縱向力和側向力的作 用。在裝有輪邊減速器的驅動橋上，半軸將半軸齒輪與輪邊減速器的主動齒輪連接起來。在斷開式驅動橋和轉向驅動橋中．驅動車輪的傳動裝置包括半軸和萬向接傳動裝置且多采用等速萬向節(jié)。 本章小結 本章 首先 說明了 差速器 作用及工作原理 ，對對稱式圓錐行星齒輪 差速器的基本參數(shù)進行了必要的 設計計算 ，對差速器齒輪的幾何尺寸及強度進行了必要的計算 ， 最終確定了所設計 差速器 的各個參數(shù)，取得機械設計、機械制造的標準值并滿 足了 強度計算和 校核。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 m—— 模數(shù) 5； J—— 計算汽車差速器齒輪彎曲應力的總和系數(shù) ，見圖 。 汽車差速器齒輪的彎曲應力為 JmFzK KKTKv msw 22 03102 ??? （ ） 式中 ： T—— 差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉矩， mN? ； nTT j ?? （ ） 。 ( ) ta n 1 1 . 5 2 42tS t S m m S h h m m m??? ? ? ? ? ? ? ? ? 22 齒側間隙 mm? （ 高精度 ） 注 :實際齒根高比上表計算值大 。39。 2 c o s 9 7 . 4 8d d h m m d d h m m??? ? ? ? ? ? 20 節(jié)錐頂點至齒輪外緣距離 210 1 1 1 0 2 2 2s in 6 3 . 1 1 。39。 6 4 . 8 2? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 18 根錐角 1 1 1 2 2 22 5 . 4 5 。 1 . 7 8 8 5 . 8 9h m h m m h m h m m? ? ? ? ? ? 15 徑向間隙 0 . 1 8 8 0 . 0 5 1 0 . 9 4gc h h m m m? ? ? ? ? 16 齒根角 121200a r c t a n 3 . 6 3 。 39。1 2 2 2210 . 3 75 . 0 3 。 39。 r c t a n。3022??? 8 軸交角 ?? ?90 9 節(jié)圓直徑 mmmzdmmmzd 95。 [ c? ]—— 支承面的許用擠壓應力，取為 69MPa. 差速器齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 表 為汽車差速器用直齒錐齒輪的幾何尺寸計算步驟，表中計算用的弧齒厚系數(shù) τ見圖 。2d 是半軸齒輪齒面寬中點處的直 徑 239。 ??L =30（ mm） nlTL c ???? ][ 302??? nlT C ][ 1030?? ??= mm （ ） 式中 ： 0T 差速器傳遞的轉矩 24942 mN? ； n—— 行星齒輪數(shù) 4； l—— 行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x， mm. 39。3022? 的壓力角，齒高系數(shù)為 ，最少齒數(shù)可減至 10，并且再小齒輪 （ 行星齒輪 ） 齒頂不變尖的情況下還可由 切相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度。 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mmmzdmmmzd 95。 r c t a n1221 11 ?? ???? zzzz ?? （ ） 式中 ： 21,zz —— 行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù) RL zz 22 , 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝，即應滿足： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 23 nzz rL 22?=11 （ ） （ 4） 差速器圓錐齒輪模數(shù)及半 軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 21,?? ： 。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在 ～ 2 范圍內。 球面半徑可根據(jù)經驗公式來確定： 3 jBB TKR ? =（ mm） （ ） 圓整取 BR =54mm 式中 ： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)， ～ ，對于有 4 個行星 輪的 重型汽 車 取小值，取 ； BR 確定后，即根據(jù)下式預選其節(jié)錐距： 0A =（ ～ ） BR =～ 取 54mm （ ） （ 3） 行星齒輪 與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強度，應使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應少于 10。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 22 圖 普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 （ 1） 行星齒輪數(shù)目的選擇 重型貨車多用 4 個行星齒輪。差速器的輪廓尺寸也受到從動齒 及主動齒輪導向軸承支座的限制。由于其結構簡單、工作平穩(wěn)、制造 方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點，所以本設計采用 該結構。 本次設計選用的普通錐齒輪式差速器結構簡單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設計的汽車驅動橋。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 21 第 4 章 差速器 設計 概述 根據(jù)汽車行駛運動學的要求和實際的車輪、道路 的特征， 為了消除由于左 右車輪在運動學上的不協(xié)調而產生的弊病，汽車左右驅動輪間都有差速器， 保證了汽車驅動橋兩側車輪在行程不等時具有以下不同速度旋轉的特性，從而滿足了汽車行駛運動學的要求 。 本章小結 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， 軸承的預緊， 主減速器的 潤滑 等 做了必要的交待。 加油孔應設置在加油方便之處，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壁上設一專門的集油槽，將飛濺到殼體內壁上的部分潤滑油收集起來再經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時的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經前軸承前端的回油孔流回驅動橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。 PR? （ ） 式中： T —— 計算轉矩； ? —— 斜齒圓柱齒輪的螺旋角； ? —— 法向壓力角。 PA? （ ） ?? c o s/t a n39。 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。 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。 （ 2） 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矩狀態(tài)，因此主減速器齒輪的工作轉矩處于經常變化中。 (1)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矩。 主減速器軸承的計算 設計時，通常是先根據(jù)主減速器的結構尺寸初步確定軸承的型號，然后驗算軸承壽命。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)此對驅動橋齒輪的材料及熱處理應有以下要求： （ 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，故齒表面應黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 17 有高的硬度； （ 2） 輪齒芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，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，以提高產品質量、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我國的情況。 圖 接觸強度計算綜合系數(shù) J 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅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。 （ 2） 輪齒的接觸強度計算 螺旋錐齒輪 齒面的計算接觸應力 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 —— 表面質量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取 1； J—— 計算應力的綜合系數(shù)， 2J =，見圖 所示 。2w? 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)