【正文】 ? ???????? ? o s35s a n35c o s 3azF 20201N 有式（ 215）可計(jì)算： RzF ? ????????? in35s o a n35c o s 3 =9661N 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的軸向力。 md —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑 . 按上式圓周力 F = ? = （ 2）錐齒輪的軸向力和徑向力： 圖 23 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖 車 型 變 速 器 檔 位 fi FT 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 如圖 23，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針， FT 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn) A 處的法向力，在 A 點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)， FT 分解成 兩個(gè)相互垂直的力 FN 和 fF ， FN 垂直于 OA 且位于∠ OO′ A所在的平面， fF 位于以 OA 為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。 m； 1if ， 2if ? iRf —— 變速器在各擋的使用率，可參考表 23選??； 1gi ， 2gi ? gRi —— 變速器各擋的傳動(dòng)比； 1Tf ， 2Tf ? TRf —— 變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率，可參考表 23選??； 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 表 22 if 及 Tf 各擋使用率 轎車 公共汽車 商用汽車 三檔 四檔 四檔 五檔帶超速檔 四檔 四檔帶超速檔 五檔 KT80 KT80 fi 一 二 三 四 五 超速檔 1 9 90 1 4 20 75 2..5 16 2 6 27 65 1 4 15 50 30 1 3 11 85 7 59 30 2 5 15 fT 一 二 三 四 五 超速檔 60 60 60 70 65 60 60 65 60 60 70 70 60 60 70 70 60 60 75 60 60 70 60 50 60 70 70 70 50 60 70 70 60 經(jīng)計(jì)算 dT 為 實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 dT 進(jìn)行計(jì)算。 為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 22 接觸計(jì)算用綜合系數(shù) 主減速器軸承的計(jì)算 1．錐齒輪齒面上的作用力 錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。它綜合考慮了嚙合齒面 的相對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，按圖 22 選取 J = 按上式 3??? ???????j?=1444 〈 1750 N/ 2mm 主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力相等。 0K ， vK ， mK —— 見(jiàn)式 (29)下的說(shuō)明； sK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取 ； fK —— 表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。按圖 21選取小齒輪的 J ＝ ， 大齒輪 J ＝ . 按上式231 122 2 4 2 0 3 0 5102 ????? ??????? ＝ 183 N/ 2mm N/ 2mm 1 9 2 0 3 0 5102232 ???? ??????? = N/ 2mm N/ 2mm 所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 載荷作用點(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。 z —— 計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m —— 端面模數(shù)， mm。 2. 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1） 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1 單位齒長(zhǎng)上的圓周力 在汽車主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力估算即 單位齒長(zhǎng)圓周力： 2bPp? (25) 式中： P—— 作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Temax 和最大附著力矩 rrG?2 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算， N； 2b —— 從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取 80mm. 則： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 213max210bdiTp ge ?? （ 26） 式中： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 360 mN? ,gi —— 變速器的傳動(dòng)比 , 1d —— 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直 徑，在此取 108mm. 按上式802108 3????p =745N／ mm 2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器錐齒輪的 齒根彎曲應(yīng)力為： JmzbK KKKTvms???? ?????? 203102? （ 27） 式中： T —— 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N 2f? =176。 2a? =176。 11 節(jié)錐距 A0 = 11sin2 ?d = 22sin2 ?d A0 = ㎜ 12 周節(jié) t= m t= ㎜ 13 齒頂高 mhh aa *? ah = ㎜ 14 齒根高 fh =? ?mcha ** ? fh = ㎜ 蘭州工業(yè)高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 15 徑向間隙 c= mc* c= ㎜ 16 齒根角 0arctan Ahff ?? f? = 176。 1? 1? =176。 8 軸交角 ? ? =90176。的壓力角。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。 5） . 螺旋方向 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。 ～ 40176。 3） . 主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬 2b ，推薦不大于節(jié)錐 2A 的 倍，即 22 Ab ? ，而且 2b 應(yīng)滿足 tmb 102? ，對(duì)于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 22 Db ? =? 428= 在此取 60mm 一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 20%較為合適，在此取 1b =80mm 4）中點(diǎn)螺旋角 ? 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒 錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選 ? 時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度 ? ，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響， ? 越大，則 ? 也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高， ? 應(yīng)不小于 ，在 ～ 時(shí)效果最好，但 ? 過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 根據(jù)以上要求參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]中表 312 表 313 取 1z =9 2z =40 2） 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) tm 對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸 2D 會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小 2D 又會(huì)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。 4主傳動(dòng)比 0i 較大時(shí)， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 2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。 主減速器的基本參數(shù)選擇與計(jì)算 1. 主 減速器計(jì)算載荷的確定 1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Ｔ ce: nKiTT ToTLece /m a x ????? （ 21） 式中 TLi —— 傳動(dòng)系的最低擋傳動(dòng)比，在此取 ，此數(shù)據(jù)此參考斯太爾 車型； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩 360 mN? ； T? —— 傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取 ； n —— 該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； oK —— 由以上各參數(shù)可求 Tce Tce == mN? 2 按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 csT ： LBLBr irGTcs ?? ?? /2 （ 22） 式中 2G —— 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷， 取 50000N 蘭州工業(yè)高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 ? —— 輪胎對(duì)地面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用車，取 ? =； r —— 車輪的滾動(dòng)半徑，輪胎型號(hào)為 ，滾動(dòng) 半徑為 ； LB? ， LBi —— 分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比， LB? 取 ， LBi 取 所以 : ?csT = ? ??= mN? 3. 按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從 動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 cfT 對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來(lái)確定平均牽引力： ? ? )( PHRLBLB rTacf fffni rGGT ?? ????? （ 23） 式中： aG —— 汽車滿載時(shí)的總重量，此取 902021N； TG —— 所牽引的掛車滿載時(shí)總重量， 0N，但僅用于牽引車的計(jì)算； Rf —— 道路滾動(dòng)阻力 系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 —— ；在此取 Hf —— 汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 ~ 在此取 pf —— 汽車的性能系數(shù)，取 0； LB? ， LBi ， n—— 見(jiàn)式（ 21），（ 23）下的說(shuō)明。裝于輪齒大端一側(cè)軸頸上的軸承，多采用兩個(gè)可以預(yù)緊以增加支承剛度的圓錐滾子軸承，其中位于驅(qū)動(dòng)橋前部的通常稱為主動(dòng)錐齒輪前軸承，其后部緊靠齒輪背面的那個(gè)齒輪稱為主動(dòng)錐齒輪后軸承；當(dāng)采用騎馬式支承時(shí)，裝于齒輪小端一側(cè)軸頸上的軸承稱為導(dǎo)向軸承。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小。 1. 齒輪的類型 主減 速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的角度看， 重型車產(chǎn)品在主減速比小于 6的情況下，應(yīng)盡量選用單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。況且由于隨著我國(guó)公路條件的改善和物流業(yè)對(duì)車輛性能要求的變化，重型汽車驅(qū)動(dòng)橋技術(shù)已呈現(xiàn)出向單級(jí)化發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)前輪邊減速橋可分為 2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊 減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減 速驅(qū)動(dòng)橋。 3)中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。 2)中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋。一般在主傳動(dòng)比小于 6 的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。 驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下： 1)中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。綜上所述，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋的基本要求可以歸納為以下幾點(diǎn)： (1)所選擇的主減速器比應(yīng)滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性； (2)當(dāng)兩驅(qū)動(dòng)車輪以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)且連續(xù)不斷地傳遞到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)車輪上； (3)當(dāng)左右兩驅(qū)動(dòng)車輪的附著系數(shù)不同時(shí)，應(yīng)能充分利用汽車的牽引力； (4)能承受和傳遞路面與車架或車廂之間的鉛垂力、縱向力和橫向力及其力矩； (5)驅(qū)動(dòng)橋各零部件在強(qiáng)度高、剛性好、工作可靠及使用壽命長(zhǎng)的條件 下，應(yīng)力求做到質(zhì)量小，特別是非懸掛質(zhì)量應(yīng)盡量小，以減小不平路面給驅(qū)動(dòng)橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性； (6)輪廓尺寸不大，以便于汽車的總布置及與所要求的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙相適應(yīng)； (7)齒輪及其他傳動(dòng)機(jī)件工作平穩(wěn)，無(wú)噪音或低噪音； (8)驅(qū)動(dòng)橋總成及零部件的設(shè)計(jì)應(yīng)能盡量滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化、部件的通用化和產(chǎn)品的系列化汽車變型的要求； (9)在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動(dòng)效率； (10)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，修理、保養(yǎng)方便；機(jī)件工藝性好，制造容易。因此，要求貨車車橋也要輕量化、低噪聲、高效率、大扭矩、寬速比、長(zhǎng)壽命和低生產(chǎn)成本。 貨車發(fā)動(dòng)機(jī)向低速大扭矩方向發(fā)展的趨勢(shì)，使得驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比向小速比發(fā)展。 隨著高速公路網(wǎng)狀況的改善和國(guó)家環(huán)保法規(guī)的完善，環(huán)保、舒適、快捷成為貨車市場(chǎng)的主旋律。 驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)效率主要決定于其齒輪嚙合及軸承運(yùn)轉(zhuǎn)是的摩擦損失和潤(rùn)滑油的擾動(dòng)、飛濺引起的功率損失。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩