【正文】 半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。 對于從動錐齒輪齒面寬，即，而且應(yīng)滿足，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： ==，在此取=66。 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。 汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35176。而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35176。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。 對于弧齒錐齒輪，乘用車的α一般選用14176。商用車的α為20176。30′。30′。 主減速器錐齒輪的幾何尺寸計算用表序號項 目計 算 公 式計 算 結(jié) 果1主動齒輪齒數(shù)172從動齒輪齒數(shù)283端面模數(shù)14mm4齒面寬b2=66mm5法向壓力角=176。=176。11節(jié)錐距A=A=12齒頂高，= =, =13齒根高==14齒根角=176。15頂錐角；=176。16根錐角===176。17齒頂圓直徑===18節(jié)錐頂點到輪冠距離==19螺旋角=35176。輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過載折斷、齒面點蝕和剝落、齒面膠合和齒面磨損等。 —作用在齒輪上的圓周力，N， —從動齒輪的齒面寬，mm按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時： (38)式中，為變速器傳動比；D1主動錐齒輪中點分度圓直徑（mm）；其他符號同前。錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為 (310)式中： —過載系數(shù)，； —尺寸系數(shù)，,==； —齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式:=~，在此取=； —質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好、齒距及徑向跳動精度高時，取=1；—計算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)，見圖34。700MPa；按計算的疲勞彎曲應(yīng)力: 210MPa；當(dāng)計算主動齒輪時，, 故, 。, 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： (311)式中。圖35 接觸強度計算綜合系數(shù)J錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上齒面上作用一法向力。1)齒寬中點處的圓周力 （312）式中：T—作用在從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩； —從動齒輪齒寬中點處的分度圓直徑。 由可知，對于螺旋錐齒輪副，作用在主、從動齒輪上的圓周力是相等的2)錐齒輪的軸向力與徑向力圖36 主動錐齒輪齒面的受力圖如圖36，主動錐齒輪螺旋方向為左旋，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向為逆時針，F(xiàn) 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點A處的法向力，在A點處的螺旋方向的法向平面內(nèi)，F(xiàn)分解成兩個相互垂直的力F和，F(xiàn)垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，位于以O(shè)A為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。F與之間的夾角為螺旋角，F(xiàn)與之間的夾角為法向壓力角。主動齒輪的螺旋方向為左，從錐頂看旋轉(zhuǎn)方向為逆時針。圖37單級主減速器軸承布置尺寸圖中的參數(shù)尺寸： ,，將以上參數(shù)代入上表中的公式計算結(jié)果如下：,軸承A計算當(dāng)量動載荷 （321）查閱文獻(xiàn)[2]，故 e，由此得X=,Y=。 （322）將各參數(shù)代入式（321）：軸承應(yīng)有的基本額定動負(fù)荷C′r （323）式中：—溫度系數(shù)，查文獻(xiàn)[4]，得=1；—滾子軸承的壽命系數(shù)，查文獻(xiàn)[4]，得=10/3；—軸承轉(zhuǎn)速，r/min；—軸承的預(yù)期壽命，3000h；將各參數(shù)代入式（322）中，有；查文獻(xiàn)[3]，初步選擇圓錐滾子軸承型號7603。其損壞形式主要有齒根彎曲折斷、齒面疲勞點蝕(剝落)、磨損和擦傷等。2)輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。4)選擇合金材料時，盡量少用含鎳、鉻元素的材料，而是選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可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。由于其含碳量較低，使鍛造性能和可加工性較好。為改善新齒輪的磨合，防止其在運行初期出現(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，～、鍍錫處理。對于滑動速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。為此，通常是在從動齒輪的前端近主動齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來再經(jīng)過近油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的下端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。為了保證有足夠的潤滑油流進(jìn)差速器，有的采用專門的倒油匙。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。4 差速器設(shè)計汽車行駛時，左、右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路程往往不相等。不僅會加劇輪胎磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。差速器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。 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，故應(yīng)用廣泛。查閱文獻(xiàn)[5]經(jīng)方案論證，差速器結(jié)構(gòu)形式選擇普通對稱錐齒輪式差速器。由于差速器殼是裝在主減速器從動齒輪上，故在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應(yīng)考慮差速器的安裝。普通對稱錐齒輪式差速器的示意圖，如圖42所示：圖42 普通錐齒輪式差速器示意圖 行星齒輪數(shù)需根據(jù)承載情況來選擇，在承載不大的情況下可取兩個，反之應(yīng)取=4。半軸齒輪的齒數(shù)在14～25之間選用。查閱資料，經(jīng)方案論證，初定半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比=2，半軸齒輪齒數(shù)z2=24，行星齒輪的齒數(shù) z1=12。γ2=176。節(jié)圓直徑d即可由下式求得： 汽車差速器齒輪大都采用的壓力角，某些質(zhì)量較大的商用車采用壓力角，以提高齒輪強度。 行星齒輪軸直徑為 (46)式中： —； —行星齒輪數(shù)4； —行星齒輪支承面中點到錐頂?shù)木嚯x（mm），是半軸齒輪齒面寬中點處的直徑,=120mm。 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸序號項 目計 算 公 式 及 結(jié) 果1行星齒輪齒數(shù)2半軸齒輪齒數(shù)3模數(shù)4齒面寬（取整）,取5齒頂高6齒根高7壓力角8軸交角9節(jié)圓直徑10節(jié)錐角11節(jié)錐距===12周節(jié)13齒頂圓直徑，14齒根圓直徑，15齒根角16頂錐角17根錐角18頂隙19分度圓齒厚20當(dāng)量齒數(shù)，注:。因此，對于差速器齒輪，主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強度計算。 —模數(shù)m=； —差速器齒輪彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)，見圖44，取=； 圖44 彎曲計算用綜合系數(shù)J當(dāng)時，計算得：=， []=980 MPa當(dāng)時，計算得：=145MPa []=210Mpa綜上所述，差速器齒輪強度滿足要求。對于斷開式驅(qū)動橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋．驅(qū)動車輪的傳動裝置為萬向傳動裝置。 結(jié)構(gòu)形式分析半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。半浮式半軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，其外端還承受由路面對車輪的反力所引起的全部力和力矩。3/4浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是，半軸外端僅有一個軸承并裝在驅(qū)動橋殼半軸套管的端部，直接支承于車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘連接。圖51 全浮式結(jié)構(gòu)形式簡圖及受力情況全浮式半軸的結(jié)構(gòu)特點是，半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相連，而輪轂又借用兩個圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動橋殼的半軸套管上。但由于橋殼變形、輪轂與差速器半軸齒輪不同心、半軸法蘭平面相對其軸線不垂直等因素，會引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5～70MPa。此次半軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計采用全浮式半軸。 (54) 式中: —半軸長度,取1000mm。半軸的破壞形式多為扭轉(zhuǎn)疲勞破壞，因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計上應(yīng)盡量增大各過渡部分的圓角半徑以減小應(yīng)力集中。本設(shè)計半軸采用40，半軸的熱處理采用高頻、中頻感應(yīng)淬火。由于硬化層本身的強度較高，加之在半軸表面形成大的殘余壓應(yīng)力，以及采用噴丸處理、滾壓半軸凸緣根部過渡圓角等工藝，使半軸的靜強度和疲勞強度大為提高，尤其是疲勞強度提高十分顯著。驅(qū)動橋殼應(yīng)滿足如下設(shè)計要求：1）足夠的強度和剛度，以保證主減速器齒輪嚙合正常并不使半軸產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力。3）保證足夠的離地間隙。5)保護(hù)裝于其上的傳動系部件和防止泥水浸入。 驅(qū)動橋殼結(jié)構(gòu)方案選擇驅(qū)動橋殼大致可分為三種形式：可分式、整體式和組合式。每一部分均有一個鑄造殼體和一個壓入其外端的的半軸軸管組成?？煞质捷S殼結(jié)構(gòu)簡單，制造工藝性好，主減速器支承剛度好。2. 整體式橋殼整體式橋殼的特點是整個橋殼是一根空心梁，橋殼和主減速器分為兩體。按照制造工藝方法，整體式橋殼雙可分為鑄造式、鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式三種。鋼板沖壓焊接式和擴(kuò)張成形式橋殼質(zhì)量小，材料利用率高，制造成本低，適于大量生產(chǎn)，廣泛用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車上。而后用無縫鋼管分別壓入殼體兩端，兩者之間用塞焊或銷釘固定。然而要求有較高的加工精度，故常用于乘用車和總質(zhì)量較小的商用車上。圖61驅(qū)動橋殼零件圖 驅(qū)動橋殼強度計算 圖62橋殼受力圖當(dāng)牽引力或制動力最大時，橋殼鋼板彈簧座處危險斷面的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力分別為 （61） （62）式中：—地面對車輪垂直反力在危險斷面引起的垂直平面內(nèi)的彎矩，； —輪胎中心平面到板簧座之間的橫向距離，； —一側(cè)車輪上的牽引力在水平面內(nèi)引起的彎矩； —牽引時，危險斷面所受轉(zhuǎn)矩； —危險斷面處的垂直平面的抗彎截面系數(shù)； —危險斷面處的水平面的抗彎截面系數(shù)，； —危險斷面處的抗扭截面系數(shù)；；將各參數(shù)代入上式得 校核滿足要求。危險斷面的彎曲應(yīng)力為 （6