【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 及 結(jié) 果 緣距離 21 理論弧齒厚 0 5 4 a n)(2,3 7 0 39。1101 ?????? ?? hddhdd 20 節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外5 2 i n2, i n2 239。 222111 ?????? ?????? RR 19 外圓直徑 o s2, o s2 239。39。39。2 ??? hhh ga 14 齒根高 })( 3 {21239。 r c t a n。3022??? 8 軸交角 ?? ?90 9 節(jié)圓直徑 mmmzdmmmzd 54。 [ c? ]—— 支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為 69MPa 。2d是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直 徑 239。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 ??L =（ mm） mmnlTLc ][ 302 ????? ??? nlT C ][ 1030?? ??= mm 式中 ： 0T 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩 mN? ； n—— 行星齒輪數(shù) 4 ； l —— 行星齒輪支承面中點(diǎn)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(qiáng)度。 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑 d 即可由下式求得： mmmzdmmmzd 54。 r c t a n1221 21 ?? ???? 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(yīng)滿足： nzz rL 22 ? = 42424? =12 （ 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(nèi)。 球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定： 3 jBB TKR ? = ～ （ mm） 圓整取 BR =38mm 式中 ： BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)， ～，對于有 4 個(gè)行 星輪的 越野車 取 ； BR 確定后，即根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距： 0A = （ ～ ） BR =～ 取 （ 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)從而使齒哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于 10。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖 [1] （ 1 ） 行星齒輪數(shù)目的選擇 越野 車多用 4個(gè)行星齒輪。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)采用該結(jié)構(gòu)。例如加進(jìn)摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 縱的、能強(qiáng)制鎖住差速器的裝置 —— 差速鎖等。 普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差速器 左、右殼， 2 個(gè)半軸齒輪，4 個(gè)行星齒輪 ( 少數(shù)汽車采用 3 個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車多采用 2 個(gè)行星齒輪 ) ，行星齒輪軸 (不少裝 4 個(gè)行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu) )，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。差速鎖在軍用汽車上應(yīng)用較廣。 強(qiáng)制鎖止式差速器就是在對稱式錐齒輪差速器上設(shè)置差速鎖。 普通齒輪式差速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪式。 差速器結(jié)構(gòu)形式選擇 汽車上廣泛采用的差速器為對稱錐齒輪式差速器，具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。 差速器是個(gè)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來保證各驅(qū)動(dòng)輪在各種運(yùn)動(dòng)條件下的動(dòng)力傳遞，避免輪胎與地面間打滑。這樣，如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車輪剛性連接，則不論轉(zhuǎn)彎行使或直線行使，均會引起車輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)，一方面會加劇輪胎磨損、功率和燃料消耗，另一方面會使轉(zhuǎn)向沉重，通過性和操縱穩(wěn)定性變壞。 P=fp （ XFr+YFa ） （ 321） 將各參數(shù)代入式（ 321）中，有： P=7533N 軸承應(yīng)有的基本額定動(dòng)負(fù)荷 C ′ r 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 C ′ r= 10 h36t 60nLPf 10 （ 322） 式中： ft— 溫度系數(shù)，查文獻(xiàn) [4] ，得 ft=1； ε — 滾子軸承的壽命系數(shù)，查文獻(xiàn) [4] ，得ε =10/3 ； n— 軸承轉(zhuǎn)速， r/min ； L ′ h — 軸承的預(yù)期壽命， 5000h ； 將各參數(shù)代入式（ 322）中，有； C ′ r=24061N 初選軸承型號 查文獻(xiàn) [3] ，初步選擇 Cr =24330N C ′ r 的圓錐滾子軸承 7206E 。 錐齒輪軸承型號的確定 軸承 A 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷 P arF 2752=F 3997 = 查閱文獻(xiàn) [2] ， 錐齒輪圓錐滾子軸承 e值為 ，故 arFF e，由此得X=,Y= 。 ① 騎馬 式支承主動(dòng)錐齒輪的軸承徑向載荷 如圖 （ a ）所示軸承A 、 B的徑向載荷為 212 )()(1 mA dAbRbPaR ??? =10957（ N ） （ ） 212 )()(1 mB dAcRcPaR ??? = （ N） （ ） 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 （ a ） (b) 圖 主減速器軸承的布置尺寸 [1] 其尺寸為： 懸臂式支撐的主動(dòng)齒輪 a= ， b=51， c=。而軸承的徑向載荷則是上述齒輪徑向力、圓周力及軸向力這三者所引起的軸承徑向 支承反力的向量和。 小齒輪齒數(shù) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 將各參數(shù)代入式 (38) ，有： Dm2=258mm 將各參數(shù)代入式 (37) ，有： F=3000N 對于弧齒錐齒輪副，作用在主、從動(dòng)齒輪上的圓周力是相等的。該法向力可分解為沿齒輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力以及垂直于齒輪軸線的徑向力。 jm? =1750Mpa= jm][? =1750MPa je? = je][? =2800MPa ，故符合要求、校核合理。 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。 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。 P—— 作用在齒輪上的圓周力， N ，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： FdiTp ge????21013m a x =1429N/mm （ ） gi —— 為一檔傳動(dòng)比，取 gi = 按最大附著力矩計(jì)算時(shí) ： FdrGp r?????210232 ? = /Nmm （ ） 雖然附著力矩產(chǎn)生的 p 很大，但由于發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的限制 p最大只有893N/mm,可知，校核成功。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會防 止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。對于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性 。 為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理以及精加工后，做厚度為 ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削 加工性能較好。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 %～ % ），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。 d） 選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。 b） 齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 載荷下齒根折斷。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)， 應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。對于貨車弧齒錐齒輪，α一般選用 20176。取β =35 176。～ 40176。 7） 中點(diǎn)螺旋角β 弧齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的。 2f? =176。 2a? =176。 2f? =176。 2? =176。 9 節(jié)圓直徑 d = m z ?1d 56 2d =320 10 節(jié)錐角 ?1? arctan 21zz 2? =90176。 表 33 主減速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 1z 7 2 今動(dòng)齒輪齒數(shù) 2z 40 3 模數(shù) m 8 4 齒面寬 b 2b =50 5 工作齒高 mHhg 1? ?gh 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 序號 項(xiàng) 目 計(jì) 算 公 式 計(jì) 算 結(jié) 果 6 全齒高 mHh 2? h = 7 法向壓力角 ? ? =20176。螺旋角過大時(shí)會引起軸向劚亦過大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶? 6 ）螺旋角的選擇 螺旋角應(yīng)足夠大以使 ?Fm 。 4 ）齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐鼿輪鼿面寬度推薦為 ： F= 2d =，可初取 F 2 =50mm 。 初取 2d =360mm 。為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù) 1z 、 2z 之間應(yīng)避免有公約數(shù)，這里 2z 取 40。對于公路車輛來說，使用條件較非公路 車倆穩(wěn)定 ，其正常持 轉(zhuǎn) 矩是根據(jù)所 謂平均牽引力的值來確定的，即主加速器的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩為 jmT = )()( PHRLBLBrTa fffni rGG ???? ??? =1638 （ mN? ） （ ） 表 驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量分配系數(shù) [1] 車型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 轎車 前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng) 56%~66% 34%~44% 47%~60% 40%~53% 前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 50%~55% 45%~50% 45%~50% 50%~55% 后置發(fā) 42%~5 41%~5 40%~4 55%~6哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 9% 0% 5% 0% 貨車 4 2后輪單胎 50%~59% 41%~50% 32%~40% 60%~68% 4 2后輪雙胎，長頭、短頭車 44%~49% 51%~55% 27%~30% 70%~73% 4 2后輪雙胎，平頭車 49%~54% 46%~51% 32%~35% 65%~68% 6 4后輪雙胎 31%~37% 63%~69% 19%~24% 76%~81% 客車 前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 中置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 后置發(fā) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng) 式中： aG ——汽車滿載總重 4500=44100N ；