【正文】 ③ 半軸花鍵的剪切應(yīng)力為 ： 310 [ ] 500()4ssBA PTDdzL b????? ? ? ?? MPa () 半軸花鍵的擠壓應(yīng)力為： 310 158 .61 [ 。 圖 全浮式半軸支承示意圖 (2)半軸的設(shè)計(jì) ① 桿部直徑的選擇 設(shè)計(jì)時(shí)， 全 浮式半軸桿部直徑的初步選擇可按下式進(jìn)行： 33 3 )~(][ 10 TTd ??? ?取 d=36 () 式中： d—— 半軸桿部直徑 mm； T—— 半軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? ； ][? —— 半軸轉(zhuǎn)矩許用應(yīng)力， MPa。m —— 汽車加速和減速時(shí)的質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，對(duì)于后驅(qū)動(dòng)橋可取 ； ?—— 輪胎與的地面的附著系數(shù) ； 對(duì)于驅(qū)動(dòng)車輪來說，當(dāng)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及 傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比計(jì)算所得的縱向力小于按最大附著力所決定的縱向力時(shí)，則按下式計(jì)算，即 LX2 或 rTTLeR riTX /m a x2 ??? = () 式中： ? —— 差速器的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù) ； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 700 mN? ； 29 TLi —— 傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比 ； T? —— 汽車傳動(dòng)效率 ； r —— 輪胎滾動(dòng)半徑 。 全浮式半軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 (1)全浮式半軸在上述第一種工況下 縱向力應(yīng)按最大附著力計(jì)算，即 ?2 239。 半軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 半軸的主要尺寸是它的直徑，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定其計(jì)算載荷。在一般非斷開式驅(qū)動(dòng)橋上，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置就是半軸，這時(shí)半軸將差速器半鈾齒輪與輪教連接起來。 28 第 5 章 半軸設(shè)計(jì) 前言 驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置置位于汽車傳動(dòng)系的末端，其功用是將轉(zhuǎn)矩由差速器半軸齒輪 傳給驅(qū)動(dòng)車輪。 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J 以 jeT 計(jì)算得： w? = MPa[ w? ]980 MPa 以 jmT 計(jì)算得： w? =[ w? ] 綜上所述，差速器齒輪強(qiáng)度滿足要求。44je jmemTTT N m T m m??? ? ? ? ＝ n—— 差速器行星齒輪數(shù)目 4； 2z —— 半軸齒輪齒數(shù) 22； 0K —— 超載系數(shù) ； vK —— 質(zhì)量系數(shù) ； sK —— 尺寸系數(shù) 4 0 .7 4 9 12 5 .4s mK ??； mK —— 載荷分配系數(shù) ； F—— 齒面寬 22mm。 26 圖 汽車差速器直齒錐齒輪切向修正系數(shù) (弧齒系數(shù) ) 差速器齒輪主要進(jìn)行彎曲強(qiáng)度計(jì)算，而對(duì)于疲勞壽命則不予考慮 ,這是由于行星齒輪在差速器 的工作中經(jīng)常只起等臂推力桿的作用，僅在左 /右驅(qū)動(dòng)車輪有轉(zhuǎn)速差時(shí)行星齒輪和半軸齒輪之間有相對(duì)滾動(dòng)的緣故。1 2 2 1 21 3 . 9 0 8 8 。 s in 3 0 . 1 9 622ddh m m h m m? ? ? ?? ? ? ? ? ? 21 理論弧齒厚 39。0 1 1 1 1 0 2 2 2 22 c o s 7 7 . 7 6 5 。 5 7 . 3 6RR? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 19 外圓直徑 39。 a r c t a n 5 . 8 7 5ohhAA??? ? ? ? 17 面錐角 0 1 1 2 0 2 2 13 2 . 4 4 。1 1 2 21 . 7 8 8 4 . 2 6 3 。 [0 . 4 3 ] 3 . 1 3 5()gh h h m m h mZZ? ? ? ? ? ? ? 14 齒根高 39。 39。 r c t a n 1221 11 ?? ???? zzzz ?? 11 節(jié)錐距 A0 =11sin2 ?d =22sin2 ?d = 12 周節(jié) t== 13 齒頂高 39。6621 21 ???? 10 節(jié)錐角 。 25 表 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 1 行星齒輪齒數(shù) 661?z 2 半軸齒輪齒數(shù) 222?z 3 模數(shù) 6?m mm 4 齒面 寬 AF? =,取 F=22mm 5 齒工作高 gh == 6 齒全高 h=+= 7 壓力角 39。2 dd ? ,l=64mm。 dl? ， 39。 (6)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 。66 21 21 ???? () (5)壓力角 ? 目前汽車差速器齒輪大都選用 39。 再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)： 220xx0 s i n2s i n2 ?? zAzAm ??= () 取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù) 6； 式中 ： 210 , zzA 在前面已初步確定 。 r c t a n。取 1z =11， 2z =22。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14～ 25。 (2)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。差速器的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)采用采用該結(jié)構(gòu)。 本次設(shè)計(jì)選用的普通錐齒輪式差速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作平穩(wěn)可靠，適用于本次設(shè)計(jì) 的汽車驅(qū)動(dòng)橋。 22 第 4 章 差速器設(shè)計(jì) 前言 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動(dòng)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(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，汽車左右驅(qū)動(dòng)輪間都有差速器，保證了汽車驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以下不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求 。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。 PR ? () 式 中： T —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩； ? —— 斜齒圓柱齒輪的螺旋角； 21 ? —— 法向壓力角。 PA? () ?? c os/t a n39。 dTP? () ?tan39。 39。 RAP —— 第二級(jí)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(diǎn)處的圓周力； A—— 主動(dòng)齒輪的軸向力； R —— 主動(dòng)齒輪的徑向力； md1 —— 主動(dòng)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。 (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(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT1 可按下式求得： 3543223113m 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(dòng)比為 ， ， ， ， ； 421 , TTT fff ? —— 變速器處于 Ⅰ ， Ⅱ ， ? ,Ⅴ 檔時(shí)的發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(shí)，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(hào)，然后驗(yàn)算軸承壽命。滲硫處理時(shí)溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。 對(duì)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(rùn)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(shí)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(duì)驅(qū)動(dòng)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(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。 17 圖 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù) J 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、工作時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要時(shí)疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩 jmT 有關(guān)， jmje TT或 只能用來檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù) 。1w? 39。 16 圖 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù) J jeT 作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 2w? =700MPa； jmT 作用下： 從動(dòng)齒輪上的應(yīng)力 39。 ② 輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算。 螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算： (1)主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 ① 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 15 FPp? () 式中 ： p —— 單位齒長(zhǎng)上的圓周力， N/mm。 表 主減速 器圓柱齒輪軸齒輪 的幾何尺寸計(jì)算 1 齒輪齒數(shù) z 15?z 2 齒頂圓直徑 111 2 aa hdd ?? mmda 1361 ? 3 模數(shù) m ?m mm8 4 齒頂高系數(shù) anh 1?anh 5 齒頂高 ah mmha 8? 6 全齒高 mHh 2? mmh ? 7 節(jié)圓直徑 mzd? mmd 120? 8 齒根圓直徑 hdd 22 ?? mmd ? 9 齒根高 af hhh ?? ?fh 10 壓力角 ? ?20?? 主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。 2f? =176。 2a? =176。 2f? =176。 2? =176。 9 節(jié)圓直徑 d =m z ?1d 130 ㎜ 2d =250 ㎜ 10 節(jié)錐角 ?1?arctan21zz 2? =90176。 表 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號(hào) 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 13 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 25 3 模數(shù) m 10 ㎜ 4 齒面寬 b 2b =40 ㎜ 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 17 ㎜ 6 全齒高 mHh 2? h = ㎜ 7 法向壓力角 ? ? =176。當(dāng)大齒輪直徑大于刀盤半徑時(shí)采用這種方法是最好的。 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 主減速器螺旋錐齒輪的 幾何尺寸計(jì)算 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算 雙重收縮齒的優(yōu)點(diǎn)在于