【正文】 可選在68的范圍內(nèi)。則==，修正第一級(jí)的傳動(dòng)比=；。齒輪端面模數(shù)的選擇 當(dāng)選定后，可按式可算出從動(dòng)齒輪大端模數(shù)。主動(dòng)錐齒輪： F1=(1+%10) F2=，取42mm。螺旋角的選擇 。螺旋角過大時(shí)會(huì)引起軸向力亦過大，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?。[9]。則在這里選擇的壓力角為。9節(jié)圓直徑=120=24810節(jié)錐角arctan=90176。11節(jié)錐距A==A=12周節(jié)t= mt= 13齒頂高==14齒根高===15徑向間隙c=c=16齒根角==17面錐角；==18根錐角；=176。19齒頂圓直徑===20節(jié)錐頂點(diǎn)至齒輪外緣距離==21理論弧齒厚==1022齒側(cè)間隙=～23螺旋角=35176。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。 主動(dòng)錐齒輪受力圖按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： =1396 （） 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：= （）上式中： ——后輪承載的重量，單位；——輪胎與地面的附著系數(shù)，查劉惟信版《汽車設(shè)計(jì)》表913，=； ——輪胎的滾動(dòng)半徑，； ——從動(dòng)輪的直徑。式（）所算出來的值小于，所以符合要求，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1429。輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器螺旋錐齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力為 （）式中：——； ——尺寸系數(shù)==； ——載荷分配系數(shù)，當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承型式時(shí)，＝～；取=； ——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，檔齒輪接觸良好、節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，取1；——端面模數(shù)。 彎曲計(jì)算用綜合系數(shù)J由上圖可查得：，；把這些已知數(shù)代入式（）可得：= = = =汽車驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。按中最小的計(jì)算時(shí)，汽車主減速器齒輪的許用應(yīng)力為700（或按不超過材料強(qiáng)度極限的75%）。輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 螺旋錐齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力（MPa）為： （）式中：——材料的彈性系數(shù)，；，——見式（219）下的說明，即=1，=，=1；——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1； ——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取1； ——主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩； —— 計(jì)算應(yīng)力的綜合系數(shù)，可查的 接觸強(qiáng)度計(jì)算綜合系數(shù)J按發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩計(jì)算可得：==2110汽車主減速器齒輪的許用接觸應(yīng)力為：當(dāng)按式（），（）中較小者計(jì)算時(shí)許用接觸應(yīng)力為2800，小于2800，所以校核成功。由于齒輪在汽車倒檔時(shí)工作的時(shí)間很少，并且一檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩比倒檔時(shí)的轉(zhuǎn)矩大，所有我們可以認(rèn)為齒輪只是單向工作。～20176。法向壓力角=。取 [查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表115]；取[查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表114]得： =680（輪齒彎曲許用應(yīng)力） （輪齒接觸許用應(yīng)力）齒輪的彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 =680 （） 式中：——載荷系數(shù)，齒輪按8級(jí)精度制造取； ——所計(jì)算齒輪受的轉(zhuǎn)矩； ——齒寬； ——計(jì)算齒輪的分度圓直徑； ——模數(shù)； ——齒型系數(shù)，由當(dāng)量齒數(shù)==，=即可得=；[查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖118]； ——應(yīng)力修正系數(shù)，可得=，[由查李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書圖119]。把已知數(shù)代入上式得：==由李仲生主編的《機(jī)械設(shè)計(jì)》書表41取8[10]。 齒輪彎曲強(qiáng)度校核主、從動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度，把上面已知數(shù)據(jù)代入式（）得： 齒輪的彎曲強(qiáng)度滿足要求。從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度為： = =從動(dòng)齒輪的齒面接觸強(qiáng)度也符合要求。驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系的其它齒輪相比，具有載荷大，作用時(shí)間長(zhǎng)，載荷變化多，帶沖擊等特點(diǎn)。根據(jù)這些情況，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控 制，以提高產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適合我國的情況。用滲碳合金鋼制造的齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到58～64HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)＞8時(shí)為29～45HRC[12]。這種表面不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性，可以進(jìn)行滲硫處理。滲硫后摩擦系數(shù)可以顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生[11]。通過經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)一級(jí)、二級(jí)嚙合齒輪的齒數(shù)和模數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，選擇齒輪所用的材料，并通過強(qiáng)度校核公式對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪進(jìn)行校核。第3章 軸的設(shè)計(jì) 一級(jí)主動(dòng)齒輪軸的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)由上面所設(shè)計(jì)出來的齒輪的大小和軸承的大小，裝配時(shí)所要求的間隙等，參照現(xiàn)有車型對(duì)軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，(如圖31)，可得到主動(dòng)一級(jí)主動(dòng)齒輪的基本尺寸大小，并滿足其所要的要求。其選用的軸承代號(hào)為30216，其小徑為80，大徑為140；第3段：大端直徑為80，小端直徑為60，長(zhǎng)度為20；第4段：軸直徑為60，長(zhǎng)度為25mm；第5段：大端直徑為75，小端直徑為60，其5段的總長(zhǎng)為135；第6段：這段與軸承配合，軸的直徑為65，長(zhǎng)度為22。 第7段：花鍵軸，直徑為60，花鍵軸長(zhǎng)度為65；第8段：螺栓軸，螺栓直徑為M30。由計(jì)算可得主動(dòng)錐齒輪的總長(zhǎng)度為280。()： 其軸的各段尺寸為：第1段：第一段與軸承想配合，直徑為80mm，軸的長(zhǎng)度為26mm；軸承代號(hào)30212；第2段：這段為了滿足主減速器的殼體與零件之間的距離，其直徑設(shè)計(jì)為74mm，長(zhǎng)度為30mm；第3段：二級(jí)主動(dòng)斜齒圓柱齒輪，齒寬為94mm，分度圓直徑為110mm，齒頂圓為126mm；第4段：主要是為了使一級(jí)從動(dòng)齒輪與二級(jí)主動(dòng)齒輪之間有一定的距離，直徑為74mm，長(zhǎng)度為25mm；第5段：一級(jí)從動(dòng)輪凸臺(tái)，與其從動(dòng)錐齒輪配合，它的直徑與從動(dòng)錐齒輪的與其配合部分的尺寸相同；第6段：與從動(dòng)錐齒輪用螺栓連接的圓盤，軸的直徑為196mm，厚度為12mm；第7段：作用是為了加工時(shí)方便和減小軸的質(zhì)量，軸的直徑為50mm，長(zhǎng)度為5mm；第8段：與第1段一樣和相同的軸承配合，并保證零件間的間隙，其設(shè)計(jì)尺寸同第1段相同。使其它能安全可靠的工作。其軸承所受的軸向力與軸受到的軸向力是一對(duì)作用了與反作用力，徑向力也是一對(duì)作用力與反作用了。后面花鍵軸和螺栓軸可以不用計(jì)算，其結(jié)果不受多大影響。 ()，有第3章可知，從動(dòng)錐齒輪受到的圓周力，軸向力，徑向力；，軸向力，徑向力；軸承C所受的軸向力，徑向力；軸承D所受的軸向力，徑向力。這一點(diǎn)的合成彎矩得：= （）計(jì)算危險(xiǎn)截面上的軸的直徑，軸的材料選擇20CrMnTi，經(jīng)過調(diào)質(zhì)等處理，彎曲許用應(yīng)力，則：=由于截面處軸的直徑為186，所以校核成功。第5章 軸承的選擇和校核錐齒輪齒面上的作用力錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。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。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)矩進(jìn)行計(jì)算。由式（）可以算出：。錐齒輪的軸向力和徑向力 一級(jí)減速機(jī)構(gòu)作用在主、從動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為： （） （）= （）= （）由上面已知可得：=由式（）、（）可算得：=。一級(jí)主動(dòng)錐齒輪軸的設(shè)計(jì)計(jì)算：對(duì)于軸是用懸臂式支撐的，（），齒輪以其齒輪大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。為了減小懸臂長(zhǎng)度和增大支承間距，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以使拉長(zhǎng)、縮短，從而增強(qiáng)支承剛度。另外，為了拆裝方便，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪后軸承（緊靠齒輪大端的軸承）的支承軸徑大于其前軸承的支持軸徑。軸承的的選擇，在這里選擇主動(dòng)錐齒輪后軸承為圓錐滾子軸承30212型，此軸承的額定動(dòng)載荷為160，前軸承圓錐滾子軸承30214型，此軸承的額定動(dòng)載荷為132。及=，取=34。后軸承徑向力== 前軸承徑向力==軸承的校核對(duì)于前軸承，采用圓錐滾子軸承30214型，此軸承的額定動(dòng)載荷為132KN，在此徑向力=，軸向力=0N。由式（518）可得當(dāng)量動(dòng)載荷Q=X所以==s此外對(duì)于無輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來說，主減速器的從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速為 r/min ()式中：——輪胎的滾動(dòng)半徑，m； ——汽車的平均行駛速度，km/h。所以由式（511）可得==；而主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)速==。由上式可得軸承A的使用壽命=。對(duì)于后軸承，在此選用30216型型軸承，此軸承的額定動(dòng)載荷為160KN，在此徑向力=，軸向力=，所以=＞==，=。所以軸承的使用壽命：==s=＞所以軸承符合使用要求。根據(jù)軸承和齒輪的尺寸，如下圖設(shè)計(jì)計(jì)算,。所以，軸承C的徑向力：= ()軸承D的徑向力：= ()式中：,——第一級(jí)從動(dòng)齒輪受的圓周力，軸向力和徑向力，N； ——第一級(jí)減速從動(dòng)錐齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑，mm； ——第二級(jí)減速主動(dòng)齒輪（斜齒圓柱齒輪）的節(jié)圓直徑，mm； ——第二級(jí)主動(dòng)齒輪受的圓周力，軸向力和徑向力，N。 由式（511）可得當(dāng)量動(dòng)載Q==1=[13]。對(duì)于軸承D，在此選用30316型軸承，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得此軸承的額定動(dòng)載荷為278KN，= 在此軸承D的徑向力=，軸向力=，所以=﹥=，[15]。 本章主要是對(duì)軸承的選取和對(duì)軸承的校核，通過齒輪的尺寸和與箱體的裝配關(guān)系，合理的選擇軸承的大小。并對(duì)其所用的軸承進(jìn)行強(qiáng)度校核是壽命計(jì)算，使其滿足此車的要求。差速器作用：分配兩輸出軸轉(zhuǎn)矩，保證兩輸出軸有可能以不同角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇，4個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪以及行星齒輪墊片等組成。由于差速器殼是裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。普通圓錐齒輪差速器的工作原理圖。（2）行星齒輪球面半徑（mm）的確定 圓錐行星齒輪差速器的尺寸通常決定于行星齒輪背面的球面半徑，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓錐齒輪的節(jié)錐距，在一定程度上表征了差速器的強(qiáng)度。半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25。取=11，=22。（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： （）式中：——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。 算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑d即可由下式求得： （） （5）壓力角 目前汽車差速器齒輪大都選用的壓力角，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。 =（mm） （） = mm （）式中：差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩24942； n——行星齒輪數(shù)4； ——行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x，mm. ，是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑=76，=38mm。 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算表序號(hào)項(xiàng) 目計(jì) 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=22mm5齒工作高==6齒全高h(yuǎn)=+=7壓力角8軸交角9節(jié)圓直徑10節(jié)錐角11節(jié)錐距A===74mm12周節(jié)t==13齒頂高14齒根高15徑向間隙16齒根角17面錐角γ01=γ1+δ2= 176。