【正文】 的最大力矩如何確定也有關(guān)。我們認(rèn)為把這些影響反應(yīng)到疲勞強(qiáng)度計(jì)算載荷中去較合適。實(shí)際上用綜合影響系數(shù)K 值把短時(shí)最大載荷轉(zhuǎn)換為疲勞強(qiáng)度計(jì)算時(shí)的計(jì)算載荷。齒數(shù)可按表22選擇。(2)主、從動(dòng)齒輪齒形參數(shù)計(jì)算表32 小齒輪齒數(shù) 的選擇型式傳動(dòng)比齒數(shù)允許范圍推薦齒數(shù)單級(jí)減速～9～1010～8～109～7～98～6～87～5～76雙級(jí)減速～12～1614～11～1513～10～1311～9～1110從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑，按經(jīng)驗(yàn)公式：式中 —— 從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑（mm）； —— 直徑系數(shù)， ~ ；—— 計(jì)算載荷， 則初選大端分度圓直徑為520mm則模數(shù)為經(jīng)檢驗(yàn)?zāi)?shù)符合要求！根據(jù) (3)主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間減小。b≦1／3La。 b≦10m。(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。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(guò)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。這樣可使主、從 動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。(6) 法向壓力角 法向壓力角大一些可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪的端面重合度下降。30’或16176?；?2176。這里取 а＝20176。因此，傳動(dòng)系中的主減速器齒輪是個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。(2)齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。(4)選擇合金材料時(shí)，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。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（%～%），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。由于鋼本身有較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。 為改善新齒輪的磨合，防止其在余興初期出現(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(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。 錐齒輪彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算錐齒輪輪齒的齒根最大彎曲應(yīng)力為：式中 —— 錐齒輪所受的最大彎曲應(yīng)力， —— 錐齒輪最大載荷作用下的扭矩，N .mm； —— 超載系數(shù)，可取；—— 動(dòng)載系數(shù)，7級(jí)精度，可取 ；F —— 齒寬，mm，F(xiàn) = b；z —— 齒數(shù)；m —— 大端模數(shù)， s m = m ； —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性與齒輪尺寸及熱處理有關(guān)，一般當(dāng)模數(shù)；時(shí)：K —— 載荷分配系數(shù)，小齒輪用跨置式支承，?。?—— 計(jì)算彎曲應(yīng)力的系數(shù)，查得1， ；則需用彎曲應(yīng)力為：，則， 齒輪彎曲強(qiáng)度合格。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(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。 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，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，用來(lái)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。差速器的結(jié)構(gòu)廣泛采用對(duì)稱式圓錐直齒輪差速器，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。 本設(shè)計(jì)采用對(duì)稱式圓錐直齒輪差速器。于是==，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角速度。于是+=（+）+()即 + =2 （41） 若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則 （42）式（42）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。式（42）還可以得知：①當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；②當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖42所示。四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類車輛上。 差速器球面直徑的選擇 差速器的大小可由差速器球面直徑 來(lái)表征，而球面半徑代表了差速器齒輪的節(jié)錐距，因此表征了差速器的強(qiáng)度。此時(shí)應(yīng)使小齒輪齒數(shù)盡量小以得到大的模數(shù)，從而提高齒輪強(qiáng)度。壓力角，由于壓力角增大，最小齒數(shù)可小到10 。（1）齒數(shù)的選擇行星齒輪齒數(shù)， 多采用10 ~ 12 ，半軸多采用16 ~ 22 。（2）模數(shù)的確定齒輪的分錐角為：；齒輪的外錐距為：則取為標(biāo)準(zhǔn)值，m = 7； 目前，176。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪（行星齒輪）齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。項(xiàng)目半軸齒輪行星輪齒數(shù)1810模數(shù)7mm7mm分度圓直徑180mm100mm壓力角176。工作齒高齒全高齒頂高齒根高齒根角176。根錐角176。大端頂圓直徑186mm120mm齒寬30mm25mm頂錐角176。表41差速器齒輪參數(shù) 差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。輪齒彎曲強(qiáng)度為 式中： M差—— 差速器收到的扭矩，N mm，n—— 差速器行星齒輪個(gè)數(shù)，n = 4；b —— 齒寬，mm；z半—— 半軸齒輪齒數(shù)；J —— 綜合系數(shù)，查圖43得J = ；圖43彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)K ——尺寸系數(shù)，當(dāng)m ，則；—— 載荷再分配系數(shù)，可??； —— 過(guò)載系數(shù)，； —— 質(zhì)量系數(shù)， ；半軸齒輪與行星齒輪材料選為20CrMnTi ，其極限應(yīng)力為，則 ，則，齒輪彎曲強(qiáng)度合格。對(duì)于非斷開式驅(qū)動(dòng)橋，車輪傳動(dòng)裝置的主要零件為半軸；對(duì)于斷開式驅(qū)動(dòng)橋和轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，車輪傳動(dòng)裝置為萬(wàn)向傳動(dòng)裝置?！〗Y(jié)構(gòu)形式分析 半軸根據(jù)其車輪端的支承方式不同，可分為牛浮式、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(duì)車輪的反力所引起的全部力和力矩。 3／4浮式半軸(圖51b)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端僅有一個(gè)軸承并裝在驅(qū)動(dòng)橋殼半軸套管的端部，直接支承著車輪輪轂，而半軸則以其端部凸緣與輪轂用螺釘聯(lián)接。全浮式半軸(圖51c)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是半軸外端的凸緣用螺釘與輪轂相聯(lián)，而輪轂又借用兩個(gè)圓錐滾子軸承支承在驅(qū)動(dòng)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女、半軸法蘭平面相對(duì)其軸線不垂直等因素，會(huì)引起半軸的彎曲變形，由此引起的彎曲應(yīng)力一般為5～70MPa。在這里我們選擇全浮式半軸。計(jì)算時(shí)首先應(yīng)合理地確定作用在半軸上的載荷，應(yīng)考慮到以下三種可能的載荷工況：①縱向力（驅(qū)動(dòng)力或制動(dòng)力）最大時(shí)，其最大值為，沒(méi)有側(cè)向力作用；②側(cè)向力最大時(shí)，其最大值為（發(fā)生于汽車側(cè)滑時(shí)），沒(méi)有縱向力作用；③垂向力最大時(shí)（發(fā)生在汽車以可能的高速通過(guò)不平路面時(shí)），其值為，其中為車輪對(duì)地面的垂直載荷，為動(dòng)載荷系數(shù)，這時(shí)不考慮縱向力和側(cè)向力的作用。 計(jì)算載荷的計(jì)算 按從發(fā)動(dòng)機(jī)傳來(lái)的最大扭矩計(jì)算 在車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)，若考慮差速器行星齒輪自轉(zhuǎn)內(nèi)摩擦阻力矩時(shí)，一側(cè)半軸會(huì)出現(xiàn)最大扭矩，兩半軸齒輪1式中 —— 外側(cè)車輪對(duì)應(yīng)的半軸（半軸齒輪）傳遞的扭矩，N m； —— 內(nèi)側(cè)車輪對(duì)應(yīng)的半軸（半軸齒輪）傳遞的扭矩，N m；—— 差速器受到的扭矩，N m，；K—— 縮緊系數(shù)，K = ~ ，；則 ， ，則半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩為： 按附著極限決定的扭矩計(jì)算由附著里決定的半軸受到的扭矩為：式中 GM —— 裝載機(jī)自重（N ），GM =167000N ；PQ—— 額定載重量（N ），PQ = 50000N ；f —— 附著系數(shù)，輪式裝載機(jī)f = ~ ，；rd—— 動(dòng)力半徑（m），rd = i4—— 輪邊減速器傳動(dòng)比，i4 = ；h 4—— 輪邊減速器傳動(dòng)效率， h 4 = ；則取上述兩種計(jì)算方法所得的較小值作為計(jì)算轉(zhuǎn)矩，帶入經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)選擇主要參數(shù)。 半軸強(qiáng)度驗(yàn)算全浮式半軸只傳遞扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力如下：式中 —— 半軸受到的扭矩，N mm；d —— 半軸桿部直徑，mm；則半軸受到的扭矩為：則t 在500 ~ 600MPa 范圍內(nèi)，半軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度合格，直徑選擇合適。 輪邊減速器傳動(dòng)方案 輪邊減速器有多種布置方案，各種方案有不同的作用。在少數(shù)具有高速發(fā)動(dòng)機(jī)的大型公共汽車、多橋驅(qū)動(dòng)車輛和超重型載貨車輛上，有時(shí)采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動(dòng)比以及工作平滑無(wú)聲的優(yōu)點(diǎn)，而且對(duì)汽車的總體布置很方便。為齒圈和太陽(yáng)輪的齒數(shù)之比。這種方案的傳動(dòng)比為。 行星排的配齒計(jì)算 根據(jù)傳動(dòng)比確定齒數(shù)關(guān)系 對(duì)于太陽(yáng)輪輸入，行星架輸出的行星傳動(dòng)型式，其傳動(dòng)比為：由i = ，則。故得因大部分輪邊減速器齒輪采用角度變位，以方便選擇行星齒輪齒數(shù)，增加輪齒的強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)選行星輪數(shù)為3個(gè)。對(duì)于N個(gè)行星輪均勻分布，裝配條件是： 配齒計(jì)算 為使減速器尺寸盡可能小，應(yīng)使太陽(yáng)輪的齒數(shù)盡可能的小，一般為14～22，在這個(gè)區(qū)間內(nèi)配齒，選用滿足傳動(dòng)比和安裝條件的齒數(shù)，并考慮相應(yīng)的強(qiáng)度問(wèn)題，最終選用：則根據(jù)同心條件得：，則選擇齒數(shù)后的傳動(dòng)比為：則，則齒數(shù)選擇合適。 由接觸疲勞強(qiáng)度初算d太陽(yáng)輪分度圓直徑為：式中—— 算式系數(shù)，對(duì)于剛對(duì)剛配對(duì)的齒輪副，直齒輪傳動(dòng) ，斜齒輪傳動(dòng) ； —— 使用系數(shù)，；—— 綜合系數(shù)， —— 計(jì)算接觸強(qiáng)度的行星輪載荷分布不均勻系數(shù)，；—— 小齒輪齒寬系數(shù)，；—— 齒數(shù)比，—— 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度；式中，“+”號(hào)用于外嚙合，“”號(hào)用于內(nèi)嚙合。因此，該行星齒輪傳動(dòng)不能滿足非變位的同心條件。根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)中心距之間的關(guān)系 ，現(xiàn)選取其嚙合中心距為作為各齒輪副的公用中心距值。表61 行星傳動(dòng)嚙合參數(shù)計(jì)算項(xiàng) 目計(jì) 算 公 式t x齒輪副q x齒輪副中心距變動(dòng)系數(shù)y嚙合角變位系數(shù)和齒頂高變位系數(shù)重合度e確定各齒輪的變位系數(shù)：t x 齒輪副 在t x 齒輪副中，由于太陽(yáng)輪的齒數(shù)，和中心距。其變位方式應(yīng)采用角度變位的正傳動(dòng)，即，則太陽(yáng)輪的變位系數(shù)為：則行星輪的變位系數(shù)為：q x齒輪副 在q x齒輪副中，和。故其變位方式應(yīng)采用高度變位，即,則齒圈的變位系數(shù)為： 幾何尺寸計(jì)算各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果見表62。則，選用的花鍵合適。此處花鍵要求半軸桿部直徑應(yīng)小于等于半軸花鍵小徑，以使半軸各部分達(dá)到等強(qiáng)度。 半軸與輪邊減速器太陽(yáng)輪聯(lián)接處鍵參數(shù)的選擇此處花鍵承受很大扭矩，聯(lián)接比較重要，選用漸開線花鍵。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)初選花鍵，參數(shù)如下表：表73 花鍵基本尺寸模 數(shù)m分度圓壓力角a齒 數(shù)z21理論工作齒高h(yuǎn)h = m分度圓直徑d理論工作齒長(zhǎng)L80外花鍵大徑55外花鍵小徑內(nèi)花鍵大徑內(nèi)花鍵小徑49鍵的強(qiáng)度校核此處花鍵所受的剪切應(yīng)力為：式中各符號(hào)的意義同前，則則 ，且外花鍵小徑大于半軸桿部直徑，則選用的花鍵合適。為了便于軸承安裝花鍵外徑應(yīng)小于最小軸承內(nèi)徑105mm，故選用規(guī)格為10180。102180。參數(shù)為鍵數(shù)10，小徑92mm，大徑102mm，鍵寬11mm。 主要軸承的校核作用在主、從動(dòng)錐齒輪上的力主動(dòng)錐齒輪為左旋，從動(dòng)錐齒輪為右旋，計(jì)算前進(jìn)時(shí)的受力，這時(shí)從小錐齒輪的小端看，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針。則 A、B、C軸承上的總支反力為:，則。本次設(shè)計(jì)共分為兩大部分：理論計(jì)算和繪圖。繪圖部分采用CAD繪圖軟件進(jìn)行，在繪圖過(guò)程中加深了之前所學(xué)計(jì)算機(jī)繪圖方法，提高了熟練程度，對(duì)繪圖中出現(xiàn)的問(wèn)題通過(guò)請(qǐng)教老師和同學(xué)得到了解決，使自己的繪圖能力到了很大的提高，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在四年的大學(xué)學(xué)習(xí)即將結(jié)束的時(shí)候，我覺(jué)得我應(yīng)該感謝每一位教授我知識(shí)的老師，是他們帶著我?guī)易呱狭塑囕v工程的探索之路。老師不僅是我學(xué)習(xí)的楷模，更是指引我前進(jìn)的方向。時(shí)光匆匆，華東交通大學(xué)必定會(huì)是我人生中最難忘也最美好的回憶。s bucket capacity is much bigger than a bucket capacity of a backhoe loader. 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