【正文】 z?? ? ? ???????????????????? （ ） 在這里 已知 1Z = 2Z =16，將它們代入上述兩式，得： 1? =176。即應(yīng)滿足的安 裝條件為 ? ? InZZ RL ?? /22 ? ? ?? ? ??????????????????（ ） 式中： LZ2 、 RZ2 —— 左、右半軸齒輪的齒數(shù)，對于對稱式圓錐行星齒輪差速器來說， LZ2 = RZ2 ； n—— 行星齒輪數(shù)目； I—— 任意整數(shù)。 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此在確定這兩種齒輪的齒數(shù)時，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)系。在這里行星齒輪的齒數(shù) 1Z 選擇 10，而半軸齒輪齒數(shù) 2Z選擇 16。半軸齒輪齒數(shù) 2Z在 14～ 25 選用。 行星齒輪節(jié)錐距 0A 為 bRA )~(0 ? ? ? ? ? ?????????????????（ ） 這里選擇 mmRA b ?? 。 m。 球面半徑 bR 可以按照如下的經(jīng)驗 公式來確定： 3 jbb TKR ? ? ? ??????????????????? ? （ ） bK —— 為行星齒輪球面半徑系數(shù)， bK ＝ ～ ，對于有四個行星齒輪的轎車和公路用貨車取小值，對于有兩個行星齒輪的轎車及四個行星齒輪的越野車和礦用車取大值； 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 25 jT —— 為差速器計算轉(zhuǎn)矩（ N本課題中，針對 SUES06型汽車為輕型載重汽車這一特性，選擇的行星齒輪數(shù) n=4。 通常情況下，轎車： n＝ 2；貨車或越野車： n＝ 4。當(dāng)計算齒輪最大應(yīng)力時，平均計算載荷 jT 取前面兩種的較小值，即 jT =min[ jeT , ?jT ]。對于公路汽車而言，使用條件比較穩(wěn)定，主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩 jmT 可按下式計算： )()( PHRLBLB rTajm fffni rGGT ???? ??? ? ? ???????????????（ ） aG — 汽車滿載時的總重力， N TG — 所牽引的掛車的滿載總重力， N，僅用于牽引車的計算； Rf — 道路滾動阻力系數(shù)，對于貨車取 ～ ，本設(shè)計取Rf =； 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 24 Hf — 汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)，貨車取 ～ ，本設(shè)計取 Hf =； Pf — 汽車的性能系數(shù)： ?????? ???m a x)(eTaP T GGf 當(dāng) ( )m ax0 .1 9 5 16aTeGGT + 時， 取 Pf =0。 以上兩結(jié)果是汽車最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。 將以上參數(shù)代入式（ ）與式（ ） mNT je ?? mNT j ?? ? 所以 jT 取小值，即 N ? —— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取?? ； r —— 車輪的滾動半徑， m；這里 r 取 米； LB? ， lbi —— 分別為所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和減速比（例如輪邊減速等）。這里 n 等于 1； 2G —— 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷， N；對后橋來上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 23 說還應(yīng)該考慮到汽車加速度時的負(fù)荷增加量；設(shè)計 SUES06 型汽車空載時的質(zhì)量為 1880 千克，前軸載荷為 9230 牛，后軸載荷為 9570 牛；允許滿載時的總質(zhì)量為 4075 千克，前軸載荷為 13400 牛，后軸載荷為 27350 牛。方程如下： nKiTT TTLeje /0m a x ???? ?? ?????????????????? () LBLBrj i rGT ? ??? ? ?? 2 ???????????????????? () maxeT —— 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，已知 SUES06 型載重汽車發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩為 137N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)動車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時這兩種情況下作用在主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩（ jeT ， ?jT ）的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度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。 同理，行星齒輪滑動軸承產(chǎn)生的摩擦力為 22 Ff rb ?? ? ? ?? ? ????????????????????? （ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 22 摩擦力矩為： krbrb drMT ?? ???? ? ??? c o s c o ss in0 ? ? ?? ?????????????? （ ） 式（ ）即為行星齒輪滑動軸承產(chǎn)生摩擦力矩的計算模型。 行星齒輪上同半軸齒輪捏合齒面受力分析如圖 所示 圖 同半軸齒輪捏合齒面受力分析 圖中 F 行星齒輪齒面正壓力 2F 行星齒輪齒面正壓力的徑向分量 3F 行星齒輪正壓力軸向分量 1F 輸入轉(zhuǎn)矩 0T 在行星齒輪輪齒與半軸齒輪輪齒嚙合點(diǎn)上的等效圓周力，圖中 1F 大小為 rTF 2/01 ? ? ? ?? ????????????????????? （ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 21 其中 T0為差速器殼傳 遞到行星齒輪上的力矩。 輸入轉(zhuǎn)矩 0T 已知，行星齒輪和半軸齒輪參數(shù)已知時， rfT , rbT 可由計算得到。各部分摩擦力與摩擦系數(shù)的關(guān)系符合以下關(guān)系： 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 20 Nf ?? ? ?? ? ??????????????????????? （ ） 即滿足庫侖定律。 差速器行星齒輪的力矩分析 差速器內(nèi)摩擦主要由三部分組成，一是行星齒輪自轉(zhuǎn)時與行星齒輪軸之間以及行星齒輪背球面與差速器殼之間因相對運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦力矩 rfT ,方向與行星自轉(zhuǎn)方向相反；二是行星輪支撐滑動軸承產(chǎn)生的摩擦力矩 rbT ,方向與行星自轉(zhuǎn)方向相反；三是兩半軸輪背面同差速器殼之間產(chǎn)生的摩擦力矩 rswT rsnT ,大小相等，其中外輪 rswT 與地面對車輪的附加阻力引起的阻力矩方向相反，內(nèi)輪 rsnT 則與附加阻力引起的阻力矩方向相同。這就是為什么有些高摩擦式自鎖差速器的效率 D? 雖然很低，但仍然被采用的原因。 圖 汽車轉(zhuǎn)彎時后驅(qū)動橋的運(yùn)動學(xué)簡圖 由圖 可知： RB /2// 0?? ?? ? ? ? ???????? ? ????????? ? ?（ ） 由此得 ?? =B 0? /2R ? ? ? ?? ? ???????????????? ? ?（ ） 而 1T 1? = 1T（ 0? + ?? ） ? ?????????????????? ? ?（ ） 2T 2? = 1T 2? /D? =1T（ 0? ?? ） / D? ? ???????? ??? ? ?（ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 19 ? ? ? ?DnTTTT /110102100 ????? ??? ????????? ? ?? ? ?（ ） 將它們代入式 （ ） ，得 ? ? ? ?? ? ? ?? ?DDDr nTnTTn /11//11 010101 ?????? ???? 整理后得到差速器的傳動效率的表達(dá)式為 DDDT nnRBn ????? 1121 ? ? ? ???????????????? ? ?（ ） 由式 （ ） 可知，差速器的傳動效率 DT? 區(qū)別于差速器的效率 D? ，后者僅與差速器的結(jié)構(gòu)有關(guān) ，而前者還與汽車后驅(qū)動橋中間點(diǎn)的轉(zhuǎn)彎半徑R 以及輪距 B 有關(guān)，并隨 R 的變化而改變。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 18 差速器的傳動效率 DT? 是指動力經(jīng)差速器殼傳給左、右半軸的效率，即 ? ? 002211 / ??? TTTn Dr ?? ? ???????????????? ? ?（ ） 圖 給出的是當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的時候后驅(qū)動橋的運(yùn)動學(xué)簡圖。當(dāng)左、右驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)速相等時，差速器的摩擦損失功率為零。差速器的內(nèi)摩擦力矩越大，其鎖緊系數(shù)也就越大，將使得差速器的效率 D? 越低，則越有利于兩側(cè)驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)矩的重新分配，越有利于提高汽車的通過性。 D? 約為 （某些蝸輪式差速器）～ （普通的圓錐行星齒輪差速器）。 本設(shè)計使用的是普通對稱式圓錐行星齒輪，由于普通的圓錐行星齒輪式差速器的鎖緊系數(shù)為 ～ 因此在這里我設(shè)定差速器鎖緊系數(shù)為，轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)為 。 有時鎖緊系數(shù)過大，例如當(dāng)采用差速鎖裝置將左、右半軸聯(lián)成一體時，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 17 會使鎖緊系數(shù) K 增至無限大，這時，似乎全部轉(zhuǎn)矩會傳到一個半軸上而使其過載，但在一般情況下，其載荷不應(yīng)超過該側(cè)驅(qū)動車輪與地面的最大附著力。但當(dāng)汽車越野行駛或在泥濘、冰雪路上行駛，且一側(cè)驅(qū)動車輪車輪與地面的附著系數(shù)很小時，即使另一側(cè)驅(qū)動車輪與路面有良好的附著性，其驅(qū)動轉(zhuǎn) 矩也不得不隨著附著系數(shù)小的一側(cè)同樣地減小，使汽車無法發(fā)揮出附著良好驅(qū)動車輪的潛在牽引力，甚至有陷車而不能前進(jìn)的危險。 普通的圓錐行星齒輪式差速器的鎖緊系數(shù) K=～ ，轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)ξ =～ ，故可近似地看成它是將轉(zhuǎn)矩平均分配給左、右驅(qū)動車輪。在一般情況下從汽車的通過性要求 來看，希望鎖緊系數(shù) K 的值越大越好；但從轉(zhuǎn)向操縱的靈活性、行駛的穩(wěn)定性、延長有關(guān)傳動零件的使用壽命和減小輪胎磨損等方面考慮，鎖緊系數(shù) K 的值有不宜過大。 系數(shù) K 以及ξ對汽車性能有直接影響。 ???KKK ? ? ? ?????????????????? ? ?? ? ?（ ） 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 16 這時， K＇是一個小于 1 的數(shù) 。1 39。因為 2T ＞ 1T ，鎖緊系數(shù)K＞ 1。 ； ； ； ； 動輪； ； 圖 托森輪間差速器 2 SUES06 汽車差速器主要參數(shù)的設(shè)定及其計算 驅(qū)動型式 4 2（后輪為雙胎） 裝載質(zhì)量 2020 ㎏ 空車質(zhì)量 1880 ㎏ 滿載時前軸載荷 13400N 滿載時后軸載荷 27350N 車輪半徑 R= m 最高車速 maxaV =85 km/h 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） SUES06差速器總成的設(shè)計與分析 15 發(fā)動機(jī)最大功率 maxep = KW 及轉(zhuǎn)速 pn =3800～ 4000 r/min 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT =137N 托森差速器又稱蝸輪－蝸桿式差速器 ，它的鎖緊系數(shù) K 為 3. 5，這就意味著任意一端輸出的扭矩可以是另一輸出端的 3. 5 倍。當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，左、右半軸蝸桿出現(xiàn)轉(zhuǎn)速差，通過成對蝸輪兩端相互嚙合的直齒圓柱齒輪相對轉(zhuǎn)動，使一側(cè)半軸蝸桿轉(zhuǎn)速加快，另一側(cè)半軸蝸桿轉(zhuǎn)速下降，實現(xiàn)差速作用。成對的蝸輪通過兩端相互嚙合的直齒圓柱齒輪發(fā)生聯(lián)系。差速器殼與主減速器的被動齒輪相連。它利用蝸桿傳動的不可逆性原理和齒面高摩擦條件，使差速器根據(jù)其內(nèi)部差動轉(zhuǎn)矩大小而自動鎖死或松開，即在差速器內(nèi)差動轉(zhuǎn)矩較小時起差動作用，而過大時自動將差速器鎖死，有效的提高了汽車的通過性。該差速器工作可靠，使用壽命長，鎖緊性能穩(wěn)定，制造加工也不復(fù)雜。此外，由于左、右車輪 的轉(zhuǎn)矩時斷時續(xù)，車輪傳動裝置受的動載荷較大，單邊傳動也使其受較大的載荷。當(dāng)轉(zhuǎn)彎行駛時，外側(cè)車輪有快轉(zhuǎn)的趨勢，使外側(cè)從動環(huán)與主動環(huán)脫開，即中斷對外輪的轉(zhuǎn)矩傳遞；內(nèi)側(cè)車輪有慢轉(zhuǎn)的趨勢，使內(nèi)側(cè)從動環(huán)與主動環(huán)壓得更緊，即主動環(huán)轉(zhuǎn)矩全部傳給內(nèi)輪。裝有這種差速器的汽車在直線行駛時，主動環(huán)可將由主減速器傳來的轉(zhuǎn)矩按左、右輪阻力的大小分配給左、右從動環(huán) (即左、右半軸 )。但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，禮零件材料、機(jī)械加工、熱處耶、化學(xué)處理等方面均有較高的技術(shù)要求。 左、右半軸受的轉(zhuǎn)矩 Tl和 T2分別為 ? ?? ???? ???????? ?? ??22221111 s ins inrPT rPT ?????????????????????? () 中， r r2分別為滑塊與內(nèi)、外凸輪接觸點(diǎn)的半徑。滑塊與內(nèi)凸輪、外凸輪和主動套 之間的作用力分別為 Pl、 P2和 P，由于接觸面間的摩擦，這些力與接觸點(diǎn)法線方向均偏斜一摩