【正文】 算 37 主動齒輪軸承壽命計算 37 結(jié)論 39 參考文獻 40 致謝 41 附 錄 1 42 附錄 2 47 緒 論 驅(qū)動橋簡介 驅(qū)動橋是汽車傳動系的重要組成部分，它位于傳動系的末端，一般由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和橋殼等組成。 驅(qū)動橋分斷開式和非斷開式兩類。驅(qū)動橋殼應(yīng)制成分段并通過鉸鏈連接，這種驅(qū)動橋稱為斷開式驅(qū)動橋。故稱這種驅(qū)動橋為非斷開式驅(qū)動橋，亦稱為整體式驅(qū)動橋。由于非斷開式驅(qū)動橋與斷開式驅(qū)動橋相比，其結(jié)構(gòu)簡單、成本低、工作可靠，維修和調(diào)整方面也很簡單，驅(qū)動車輪又采用非獨立式懸架，所以本次設(shè)計采用非斷開式驅(qū)動橋。因此，設(shè)計驅(qū)動橋時應(yīng)當滿足如下基本要求： 選擇適當?shù)闹鳒p速比，以保證汽車具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟性。 齒輪及其他傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小。 保證足夠的強度和剛度條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，以減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的行駛平順性。主減速器一般根據(jù)所采用的齒輪型式、主動和從動齒輪的裝置方法以及減速型式的不同而互異。乘用車、質(zhì)量較小的商用車都采用單級主減速器，它具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊、制造成本低等優(yōu)點；雙級主減速器是由兩級齒輪減速組成的主減速器，第一級是錐齒輪、第二級是 圓柱齒輪傳動，與單級主減速器相比，保證有足夠的離地間隙同時可得較大的傳動比，一般為 7～ 12 圖 主減速器齒輪的支撐形式 主減速器錐齒輪的選擇 如圖 21 所示，為雙曲面齒輪傳動的主、從動齒輪的軸線相互垂直但不相交。由于的存在，使主動齒輪螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。（螺旋角是指在錐齒輪節(jié)錐表面展開圖上的齒線任意 一點的切線與該點和節(jié)錐頂點連線之間的夾角）。 螺旋齒輪的傳動比 / ，令 /,則 。 這說明： 1）當雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪有更大的傳動比。 3）當傳動比一 定時，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪從動齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪較小，因而有較大的離地間隙 4）在工作工程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動，而且還有沿齒長方向的縱向滑動。 5）由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角，這樣同時嚙合的齒數(shù)多，重合度較大，不僅提高了傳動平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強度提高約 30%。 7）雙曲面齒輪主動齒輪的螺旋角變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，所以選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動比。因而切削刃壽命較長。 但是，雙曲面齒輪也存在以下的缺點； 1）沿齒長方向縱向滑動也會使摩擦損失增加，降低傳動效率。 2）齒面間的壓力和摩擦功可能導致油膜破壞和齒面燒結(jié) 咬死，即抗膠合能力降低。 4）雙曲面齒輪傳動必須采用可改善油膜強度和防刮傷添加劑的特種潤滑油，螺旋錐齒輪傳動用普通潤滑油即可。 主減速器齒輪的支承 現(xiàn)代汽車中主減速器和增加兩支承間的距離，以改善支撐剛度。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承軸徑比另一軸承的支承軸徑大些。 本次 設(shè)計采用的是懸臂式 +；且距離 +應(yīng)不小于從動齒輪大端分度圓直徑的65%。 本次設(shè)計采用的是懸臂式 （ 1） （ 2） 圖 主減速器錐齒輪的支承形式 （ 1）懸臂式 （ 2）跨置式 主減速器軸承的預緊 為了減小在錐齒輪傳動過程中產(chǎn)生的軸向力所引的齒輪軸的軸向位移，以提高軸的支承剛度，保證錐齒輪的正常嚙合， （ 21） 式中： ――車輪滾動半徑， ； ――發(fā)動機最高轉(zhuǎn)速， 3200r??； ――最高車速 100km/h； ――最高檔傳動比 1。 T 3901T 5300即主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩為 （ +）（ ++） / N??m （ 24） 式中：――汽車滿載總重， 9200 90160N； ――所牽引的掛車的滿載總重量，但僅用于牽引車的計算 0； ――車輪滾動半徑， ； ――道路滾動阻力系數(shù)，對于貨車可取 ～ ， ； ――汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)，貨車取 ～ ， ； ――汽車的性能系數(shù)： [ + /T]/100 當 + /T 16 時取 0。 、 T、 等見式（ 2― 2）、式（ 2― 3）下的說明。 考慮以上因素后，選擇主、從動齒輪齒數(shù)為： 13， 28。 13～ 16 15159 ～ mm,取 320mm 從動錐齒輪節(jié)圓直徑選定后，可按 m /計算錐齒輪的大端端面模數(shù) m，單位為 mm。 m 15159 10mm, 符合要求 3. 雙曲面齒輪齒寬的選擇 通常推薦圓錐齒輪與雙曲面齒輪傳動從動齒輪的齒寬為其節(jié)錐距的 倍，即 ,且≤ 10。 320 50mm 齒面寬過大和過小，都會降低齒輪的強度和壽命。因為齒面寬的加大只能從延長小端著手，輪齒延長的結(jié)果使小端齒溝變窄，結(jié)果使切削刀頭的頂面寬或刀盤刀頂距過窄及刀尖的圓角過小，這樣不但減小了齒根圓角半徑從而加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。另外，齒面 寬過大也會引起裝配空間的減小。一般對于中、大型貨車≤（ ～ ）。 ≤ ～ （ ～ ） 320 32～ mm；取 35mm。在雙曲面錐齒輪傳動中，小齒輪偏移距的大小及偏移方向是雙曲面錐齒輪傳動的重要參數(shù)。由于偏移距的存在，使主、從動齒輪的名義螺旋角不相等，且主動齒輪大于從動齒輪的。 選擇齒輪螺旋角時，應(yīng)該考慮它對重合度、齒輪強度和軸向力的大小的影響。因越大，傳動就越平穩(wěn)，噪音就越低。但螺旋角過大會引起軸向力 也過大，因此應(yīng)有一個適當?shù)姆秶??！?40176。 “格里森”制推薦用下式來近似地預選主動齒輪螺旋角的名義值： 25176。（ /） +90176。 25176。（ 28/13） +90176。 確定從動齒輪的名義螺旋角： 式中：――雙曲面齒輪傳動偏移角的近似值， sin≈ / /2+/2 ――雙曲面齒輪的偏移距， mm； ――雙曲面從動齒輪的節(jié)圓直徑， mm； ――雙曲面從動齒輪的齒面寬， mm。 42176。 31176。 +31176。 6．螺旋方向的選擇 雙曲面齒輪的螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐線的曲線彎曲方向，分為“左旋”和“右旋”兩種。主、從動齒輪的螺旋方向是相反的。但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪端面重疊系數(shù)下降。對于雙曲面齒輪來說，雖然大齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是相同的，但小齒輪兩側(cè)的壓力角是不相等，因此，其壓力角按平均壓力角考慮。的平均壓力角。否則需要重新試算 表 21 圓弧齒雙曲面齒輪的幾何尺寸計算用表 mm 序 號 計 算 公 式 數(shù) 值 注 釋 （ 1） 13 小齒輪齒數(shù) （ 2） 28 大齒輪齒數(shù) （ 3） / （ 4 ） F 50 大齒輪齒面寬 （ 5） E 35 偏心距 （ 6） 320 大齒輪分度圓直徑 （ 7） 刀盤名義直徑 （ 8） 42 小齒輪螺旋角的預選值 （ 9） tan （ 10） ctg 3 （ 11） sin （ 12） 6 4 * 11 /2 大齒輪在齒面寬中點處的分度圓半徑 （ 13） sinε 5 * 11 / 12 （ 14） cosε （ 15） 14 + 9 * 13 （ 16） 3 * 12 （ 17） （ 15 ） *（ 16） 小齒輪在齒面寬中點處的分度圓半徑 （ 18） *（ 1） + 齒輪收縮系數(shù) （ 19） 17 + 12 / 10 （ 20） tan 5 / 19 （ 21） + 20 （ 22） sin 20 / 21 （ 23） 6176。 30′ 小齒輪節(jié)錐角 （ 37） cos （ 38） sinε 33 / 37 （ 39） ε 12176。 1′ 小齒輪中點螺旋角 （ 43） cos （ 44） （ 42） （ 39） 29 176。 2′ 大齒輪節(jié)錐角 （ 49） sin （ 50） cos （ 51） 17 + 12 * 32 / 37 （ 52） 12 / 50 （ 53） 51 + 52 （ 54） 12 * 45 / 49 （ 55） 43 * 51 / 35 續(xù)表 （ 56） tg 41 * 55 46 * 54 / 53 （ 57） 4176。 35 * 37 上 上欄用上邊公式，下欄用下邊公式 下 （ 69） （ 37） +（ 40） *（ 67） （ 70） （ 49） *（ 51） （ 71） Z 12 * 47 70 大齒輪節(jié)錐頂點到小齒輪軸線的距離。 （ 72） A （ 12） /（ 49） （ 73） A （ 6）/（ 49） 大齒輪節(jié)錐距 （ 74） （ 73） （ 72） （ 75） h k* 12 45 / 2 大齒輪在齒面寬中點處的齒工作高。 齒輪兩側(cè)壓力角的總和。 （ 79） sin （ 80） /2 78 /2 22176。 46′ 大齒輪齒頂角（單位為分） （ 90） sin （ 91） 3438*（ 88） /（ 72） 368176。 48′ 大齒輪的面錐角 （ 99） sin （ 100 ） cos （ 101） 48 91 308176。正號（ +）表示該節(jié)錐頂點超過了小齒輪軸線，負號（ ）表示該節(jié)錐頂點在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。正號（ +）表示該節(jié)錐頂點超過了小齒輪軸線，負號（ ）表示該節(jié)錐頂點在小齒輪軸線與大齒輪輪體之間。 55′ 小齒輪面錐角 （ 118） cos （ 119） tg （ 120） 102 * 111 + 95 / 103 續(xù)表 （ 121） G 5 * 113 120 / 114 小齒輪面錐頂點到大齒輪軸線的距離。 （ 122） tg 38 * 67 / 69 （ 123） 。 36′ （ 124） △ （ 39） （ 123）； cos 10176。 25′ （ 126） 177。 27′ （ 139） cosε （ 140） 99 * 110 + 95 / 100 （ 141 ） G 5 * 137 140 / 139 （ 142） sin 100 * 139 （ 143） 30176。 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計算時： 2 10/（）――變速器一擋傳動比； ――發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， N??m； ――變速器傳動比； ――主動齒輪節(jié)圓直徑， mm； ――從動齒輪齒面寬， mm。 2 10 15159 1 50 13 535 N/mm＜ [] 700N/mm 2 10 20210 1 13 10 203 N/mm＜ [] 2 10 15159 1 1 50 13 10 N/mm＜ [] 700N/mm 2102021015013 10 190. 3242N/mm ＜ [] 上述主、從動齒輪彎曲應(yīng)力中的計算轉(zhuǎn)矩按、兩者中較小者和兩種方法計算，均符合要求。 [2 15159 1 10/（ 1 50 ） ] 2527＜ [] 2800N/mm 主減速齒輪的材料及熱處理 對驅(qū)動橋主減速器齒的材料及熱處理應(yīng)滿足如下要求： 具有較高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度 ,以及較好的齒面耐磨性；故輪齒表面應(yīng)有高的硬度； 齒輪芯部應(yīng)有適當?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷； 鋼材鍛造、切削與熱處理加工性能 良好，熱處理變形要小或變形規(guī)律易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時間、減小生產(chǎn)成本并降低廢品率； 選擇齒輪材料合金元素時，為了節(jié)約鎳、鉻等元素，我國發(fā)展了以錳、釩、鈦、鉬、硅等元素的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)過滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達到58～ 64HRC，而芯部硬度較低，當端面模數(shù) 8 時為 29～ 45 HRC。 由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪的傳動副在熱處理及精加工后均予以厚度為 ～ 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。 對齒面進行噴丸處理有可能提高壽命達 25％。滲硫處理時的溫度低，故不會引起齒輪變形。 本設(shè)計中主減速器主、從動齒輪材料均采用 20CrMnTi。同樣，汽車在不平路面上直線行駛時，兩側(cè)