【正文】 kv=1；——計(jì)算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù),由資料查得 J=。——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，=汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：式中,T——差速器一個(gè)行星齒輪給予一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩（N30′軸交角90186。 －－支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98。30′ 。某些重型汽車也可選用25176。現(xiàn)在汽車差速器齒輪大都采用 22176。分度圓直徑，mm　　　　　　　　　mm（7） 壓力角過(guò)去汽車差速器齒輪都選用22176。根據(jù)這些要求初定半軸齒輪齒數(shù)Z2為20，差速器行星齒輪個(gè)數(shù)4個(gè)，齒數(shù)Z1為11。半軸齒輪的齒數(shù)采用 14~25,半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多 在 ~2 范圍。（2） 行星齒輪球面半徑的確定差速器的尺寸通常決定于，它就是行星齒輪的安裝尺寸，可根據(jù)公式來(lái)確定。如果牽引力不能克服行駛阻力，此時(shí)打滑的車輪以兩倍于差速器殼的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，而另外一側(cè)不轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)整車停留不前。即：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　若以２△Pr＝MF表示差速器內(nèi)摩擦力矩，以Pr＝M０表示差速器傳遞的扭矩，則：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　由上面的分析可知，如果不計(jì)摩擦力矩，即,則，故可以認(rèn)為動(dòng)錐齒輪的扭矩平均分給左右半軸，如果考慮到內(nèi)摩擦，則快側(cè)車輪力矩下，慢車輪力矩大，在普通差速器中，內(nèi)摩擦較小，這就是普通差速器“差速不差扭”的傳扭特性。使他轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩為2△Prl，附加阻力△P和P/2。以P表示行星輪軸上作用力，則左、右半軸的扭矩均為Pr/2. 故直線稈?cǎi)倳r(shí)左、右驅(qū)動(dòng)輪扭矩相等（r為半軸齒輪的半徑）。從而實(shí)現(xiàn)左、右丙車輪差速，減少輪胎的磨損。此時(shí)半軸齒輪１增高的轉(zhuǎn)速為，半軸齒輪２減低的轉(zhuǎn)速為，即：由于，故。它將加快闐軸齒輪１的轉(zhuǎn)速。動(dòng)力由從動(dòng)齒輪輸入，半軸齒輪輸出，通過(guò)半軸傳遞到輪轂，帶動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這三種差速器的結(jié)構(gòu)、原理、特性是不同的，適用范圍也有差別，因此根據(jù)我們?cè)O(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的工作要求及經(jīng)濟(jì)性，我們采用了普通差速器的結(jié)構(gòu)形式。其中錐齒輪式差速器又包括普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器、強(qiáng)制鎖止式差速器。差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行駛或直線行駛，均會(huì)引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會(huì)加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面 會(huì)使轉(zhuǎn)向沉重，通過(guò)性和操縱穩(wěn)定性變壞。3　差速器及半軸設(shè)計(jì)　　　　　　　　　　 普通圓錐齒輪差速器的工作原理簡(jiǎn)圖　差速器的功能原理差速器的作用是為了消除由于左、右驅(qū)動(dòng)輪在運(yùn)動(dòng)學(xué)上的不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的弊病，保證汽車 驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車輪在行程不等時(shí)具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特征，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。在齒輪沒(méi)有負(fù)荷的時(shí)候，,可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)。要有足夠的潤(rùn)滑油能流進(jìn)差速器以保證一切接觸表面的潤(rùn)滑。但是也不能把油塞突出軸殼點(diǎn)太多，這樣在汽車通過(guò)障礙時(shí)，油塞極易碰落，從而齒輪、軸承和差速器等由于缺油而燒損。加油孔應(yīng)設(shè)在加油方便的地方，油孔位置應(yīng)是油面的高度位置。（３） 潤(rùn)滑主減速器齒輪、差速器和軸承都要進(jìn)行潤(rùn)滑。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮齒輪的調(diào)整裝置，本設(shè)計(jì)中，主齒輪通過(guò)兩處調(diào)整墊片和大螺母綜合調(diào)整，調(diào)整好后，將螺母墊片打進(jìn)軸頸槽（事先加工好的槽）鎖死，從動(dòng)齒輪的調(diào)整是要用其支承軸承外側(cè)的墊片和調(diào)整螺母進(jìn)行調(diào)整。所以差速器殼前上一般有增強(qiáng)剛度而置的加強(qiáng)筋，其筋一般不少于6條。為了防止螺栓螺母松動(dòng)，應(yīng)采取措施將其銷售，如用鎖緊墊片、用開(kāi)口銷螺母鎖緊，而螺栓則由齒輪凸臺(tái)球的邊緣予以止動(dòng)。因此，軸頸必須為刀具提供間隙。所設(shè)計(jì)的齒輪應(yīng)當(dāng)避免產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中和引起的嚴(yán)重變形。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)如對(duì)結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)考慮不周，它會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能與質(zhì)量。?從動(dòng)齒輪軸的直徑計(jì)算mm取mm,選用圓錐滾子軸承30211。軸承上的支反力見(jiàn)下表：軸承代號(hào)力的名稱公式計(jì)算結(jié)果A徑向力軸向力B徑向力軸向力00C徑向力軸向力00D徑向力軸向力00表中：a=48,b=100,c=105,d=105。同時(shí)從動(dòng)齒輪上的徑向力和軸向力與主動(dòng)齒輪上的力大小相等、方向相反?！≈?、從動(dòng)齒輪受力圖?齒面寬中點(diǎn)處的圓周力P:為確定齒面中點(diǎn)處的圓周力，首先要計(jì)算從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑： ?主動(dòng)齒輪的軸向力和從動(dòng)齒輪徑向力主動(dòng)齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（汽車前進(jìn)）：主動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（汽車后退）：　　計(jì)算結(jié)果如果軸向力是正值表明力的方向離開(kāi)圓錐頂點(diǎn)；負(fù)值表明軸向力方向指向頂點(diǎn)。齒輪的法向力與作用在齒面寬中點(diǎn)處的圓周力有關(guān)。在工作齒面上有一法向力。近年來(lái)采用波形套筒調(diào)整軸 承預(yù)緊度極為方便，波形套筒安裝在兩軸承內(nèi)圈間或軸承與軸肩間。通常預(yù)緊力的大小是用軸承的摩擦力矩來(lái)衡量，即在軸承預(yù)緊后測(cè)量軸承開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的必要力矩，預(yù)緊后軸承摩擦力矩的合理值應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定。在實(shí)際情況中對(duì)軸承的預(yù)緊是為了消除安裝的原始間隙、磨合期間該間隙的增大及增強(qiáng)支承剛度。輔助支承與從動(dòng)錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù)變形。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。（2） 從動(dòng)錐齒輪的支承　 從動(dòng)齒輪跨越式支承示意圖從動(dòng)錐齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)?！≈鼾X輪支承示意圖a) 懸臂式　 b)跨越式 在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，懸臂式支承難以滿足剛度要求，而殼體中的空間又允許安裝軸承的支承時(shí)，最好采用跨置式支承。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高?？缰檬街С薪Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式?？拷X輪的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。為了盡可能地增加支承剛度，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70％還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。懸臂式支承結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。主動(dòng)齒輪齒面硬度在60HRC以上，配對(duì)的從動(dòng)齒輪只需在5860HRC之間。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25%的齒輪壽命。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用高，表面硬化層以下的基層較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲透層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層剝落。它的優(yōu)點(diǎn)是表面能得到含碳量較高的硬化層（%~%）,具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性，故材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力較好。它是傳動(dòng)系的薄弱環(huán)節(jié)。代入數(shù)據(jù)得：　　　故，齒輪接觸強(qiáng)度符合安全要求，通過(guò)驗(yàn)證。　　?。d系數(shù)，?。保弧　　。|(zhì)量系數(shù)，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪可?。剑?； ?。d荷分配系數(shù)，；　　　－－表面質(zhì)量系數(shù)，取1；　　?。?jì)算接觸應(yīng)力綜合系數(shù)，查圖4936得＝?！　　。鲃?dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N主動(dòng)齒輪：從動(dòng)齒輪：故，齒輪彎曲強(qiáng)度符合安全要求，通過(guò)驗(yàn)證。m轉(zhuǎn)換；　　?。d系數(shù)，?。?；　　?。叽缦禂?shù)，當(dāng)端面模數(shù)mm，??；　　?。d荷分配系數(shù)。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（ Nmm）計(jì)算時(shí)為： 　（N/mm）式中，－－變速器傳動(dòng)比，常取一檔或直接檔的；　　?。鲃?dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm；直接檔：一檔：　故，齒輪單位齒長(zhǎng)上的圓周力符合安全要求，通過(guò)驗(yàn)證?！　　　　? ?。∟/mm）式中，p作用在齒輪上的圓周力,N。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)中的應(yīng)用、試驗(yàn)設(shè)備與技術(shù)的發(fā)展，為有限壽命和有限元計(jì)算方法創(chuàng)造了條件，使計(jì)算更符合實(shí)際使用情況。正確的設(shè)計(jì)只是減少或避免上述損壞的產(chǎn)生，強(qiáng)度計(jì)算是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)可靠性辦法之一。齒輪的損壞形式有很多，常見(jiàn)的主要有齒輪折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。 主減速器螺旋錐齒輪強(qiáng)度校核錐齒輪要安全可靠地工作，必須有足夠的強(qiáng)度和壽命。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。這樣，不但減小了齒根圓半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。主動(dòng)齒比從動(dòng)齒大10%左右，故主齒輪寬度為43，從動(dòng)齒寬為48。根據(jù)上述原因及發(fā)動(dòng)機(jī)為順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以一般汽車主減速器所用的主動(dòng)齒輪為左旋，而從動(dòng)輪為右旋。當(dāng)變速器在倒檔時(shí)，軸向力方向改變，但此力因倒檔偶爾應(yīng)用故影響較小。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。 2）螺旋方向：從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。為了嚙合平穩(wěn)、噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于貨車，Z1一般不少于6，對(duì)于轎車Z1一般不少于9，當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使Z1 取得小些，以便得到滿意的離地間隙。壓力角標(biāo)準(zhǔn)大端分度圓直徑d分錐角外錐距RR=齒寬系數(shù)齒寬bb=43中點(diǎn)模數(shù)中點(diǎn)法向模數(shù)中點(diǎn)分度圓直徑中點(diǎn)錐距切向變位系數(shù),按查表得到徑向變位系數(shù),按查表得到頂隙cc=齒頂高齒根高工作齒高全齒高齒根角齒頂角頂錐角根錐角齒頂圓直徑冠頂距A當(dāng)時(shí),當(dāng)量齒數(shù)（參考《齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》）對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)的幾點(diǎn)說(shuō)明： 1）Z1的確定原則：為了磨合均勻,ZZ2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。~40186。,最常用90186。（3） 其它參數(shù)的確定名稱代號(hào)計(jì)算公式和說(shuō)明計(jì)算結(jié)果(mm)軸交角按需要確定,一般 10186。（2） 從動(dòng)齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)的確定對(duì)于單級(jí)主減速器，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響，大將影響橋殼的離地間隙；小則影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的 安裝空間和差速器的安裝。為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40。對(duì)于最大計(jì)算轉(zhuǎn)矩，應(yīng)取發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩和驅(qū)動(dòng)輪打滑扭矩兩者的最小值；當(dāng)按最大扭矩計(jì)算齒輪強(qiáng)度時(shí)，所得應(yīng)力不超過(guò)齒輪材料應(yīng)力允許值。３） 按日常行駛扭矩確定從動(dòng)錐齒輪載荷式中，－－汽車滿載時(shí)的總重力，N；－－道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，~，；－－汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，~。 －－加速時(shí)重量轉(zhuǎn)移系數(shù)，＝~,；　　　 －－輪胎的滾動(dòng)半徑，m； －－主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)比，?。保弧　　?－－主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率，；　 －－輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，安裝一般輪胎的公路用汽車?。健式中，－－， ；主減速比的確定：　　 取。由汽車總體設(shè)計(jì)得： 10PR 121/117 G,輪胎滾動(dòng)半徑＝；發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào):新柴495B發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩N/m,r/min,最大功率Kw，最高車速Km/h。除那些具有高性能的運(yùn)動(dòng)汽車外，用這一計(jì)算扭矩來(lái)確定一般驅(qū)動(dòng)橋齒輪副的尺寸是比較合適的。過(guò)去計(jì)算扭矩是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩來(lái)推算出從動(dòng)錐齒輪上的扭矩，或者根據(jù)輪胎不打滑時(shí)的最大附著力矩來(lái)計(jì)算，而這兩種情況都比較極端，它不能反映齒輪副在日常工作時(shí)所受的實(shí)際載荷?！≈鳒p速器齒輪設(shè)計(jì)和計(jì)算齒輪型式選定后可進(jìn)行載荷計(jì)算、參數(shù)初步計(jì)算、齒輪幾何尺寸計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算等等，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果擬定齒輪