【正文】 螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線垂直相交于一點(diǎn)，齒輪并不同時(shí)在全長上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另一端。為保證齒輪副的正確嚙合，必須將支承軸承預(yù)緊，提高支承剛度，增大殼體剛度。 按參加減速傳動(dòng)的齒輪副數(shù)目分，有單級(jí)式主減速器和雙級(jí)式主減速器、雙速主減速器、雙級(jí)減速配以輪邊減速器等。單級(jí)式主減速器應(yīng)用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。 查閱文獻(xiàn) [1]、 [2]，經(jīng)方案論證，本設(shè)計(jì)主減速器采用單級(jí)主減速器。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。查閱資料、文獻(xiàn)，經(jīng)方案論證，采用跨置式支承結(jié)構(gòu)（如圖 32 示）。跨置式支承使支承剛度大為增加，使齒輪在載荷作用下的變形大為減小，約減小到懸臂式支承的 1／ 30 以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5～ 1/7。 裝載質(zhì)量為 2t 以上的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用 跨置式 支承。 圖 33 從動(dòng)錐齒輪支撐形式 從動(dòng)錐齒輪的支承 從動(dòng)錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖 33 示）。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 足夠的位置設(shè)置加強(qiáng)肋以增強(qiáng)支承穩(wěn)定性， c+d 應(yīng)不小于從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑的 70%。 主減速器錐齒輪設(shè)計(jì) 主減速比 i 0、驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙和計(jì)算載荷，是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。 i0 的選擇應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)和傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比 i 一起由整車動(dòng)力計(jì)算來確定。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系參數(shù)作最佳匹配的方法來選擇 i0 值，可使汽車獲得最佳的動(dòng)力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。這時(shí) i0 值應(yīng)按下式來確定： rp0amax ghrni = vi () 式中 r —— 車輪的滾動(dòng)半徑， r = igh—— 變速器量高檔傳動(dòng)比。 根據(jù)所選定的主減速比 i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 查閱資料，經(jīng)方案論證，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù) z1=8，從動(dòng)齒輪齒數(shù) z2=38。 從動(dòng)錐齒輪分度圓直徑 dm2=14 310190 = 取 dm2=304mm 齒輪端面模數(shù) 22/ 30 4 / 38 8m d z? ? ? 表 31主、從動(dòng)錐齒輪參數(shù) 參 數(shù) 符 號(hào) 主動(dòng)錐齒輪 從動(dòng)錐齒輪 分度圓直徑 d=mz 64 304 齒頂高 ha=。 41′ 3176。 21′ 2176。 76176。 41′ 78176。 39′ 74176。汽車主減速器弧齒錐齒 輪螺旋角的平均螺旋角一般為 35176。貨車選用較小的β值以保證較大的ε F，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 4）法向壓力角α 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 法向壓力角大一些可以增加輪齒強(qiáng)度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可以使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。 5) 螺旋方向 從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。 主減速器錐齒輪的材料 驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件是相當(dāng)惡劣的，與傳動(dòng)系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時(shí)間長、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。主減速器錐齒輪的材料應(yīng)滿足如下的要求： 具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性。 鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。 汽車主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、 20MnVB、 20MnTiB、 22CrNiMo 和 16SiMn2WMoV。因此，這類材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用較高 ，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時(shí)可能產(chǎn)生塑性變形，如果滲碳層與芯部的含碳量相差過多，便會(huì)引起表面硬化層的剝落。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高 25%的齒輪壽命。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 主減速器錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 單位齒長圓周力 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí) P= d em ax g f 3122k T ki i η 10nD b () 式中： ig— 變速器傳動(dòng)比，常取一擋傳動(dòng)比， ig= ； D1— 主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑 mm； D1 =64mm 其它符號(hào)同前； 將各參數(shù)代入式（ 34），有： P=856 N/mm 按照文 獻(xiàn) [1],P≤ [P]=1429 N/mm，錐齒輪的表面耐磨性滿足要求。 輪齒接觸強(qiáng)度 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為： σ j= p 3z 0 s m f1 v jc 2 T k k k k 10D k b J () 式中： σ j— 錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力， MPa； D1— 主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑， mm； D1=64mm b— 主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬較小值； b=47mm kf— 齒面品質(zhì)系數(shù)，取 ； cp— 綜合彈性系數(shù)，取 232N1/2/mm； ks— 尺寸系數(shù)，取 ； Jj— 齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取 ； Tz— 主動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩； Tz= k0、 km、 kv 選擇同式（ 35） 將各參數(shù)代入式 （ 36），有： σ j=2722MPa 按照文獻(xiàn) [1]，σ j≤ [σ j]=2800MPa，輪齒接觸強(qiáng)度滿足要求。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。 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(duì)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。圖 34 為單級(jí)主減速器的跨置式支承的尺寸布置圖 : 圖 34 單級(jí)主減速器軸承布置尺寸 圖 3— 4中各參數(shù)尺寸： a=46mm， b=22mm， c=， d=， e=40,Dm2=304mm。軸承 A：徑向力 Fr= 22 a z m 1rz FDF ( a + b )F ( a ) +a a 2 a???? ?????? ?? () 軸向力 Fa= Faz () 將各參數(shù)代入式（ 311）與（ 312），有： Fr=3997N， Fa=2752N 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 圖 35主動(dòng)錐齒輪齒面受力簡圖 軸承 B：徑向力 Fr= 22 a z m 1rz FDF ( a + b )F ( a + b ) +a a 2 a???? ?????? ?? () 軸向力 Fa= 0 () 將各參數(shù)代入式（ 313）與（ 314），有： Fr=1493N， Fa=0N 軸承 C：徑向力 Fr= 22 a z m 2rz FDFdFd ++c +d c +d 2( c +d)?????? ???? ?? () 軸向力 Fa= Faz () 將各參 數(shù)代入式（ 315）與（ 316），有： Fr=2283N， Fa=2752N 軸承 D：徑向力 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 Fr= 22 a z m 1rz FDFcFc +c +d c +d 2(c +d )?????? ???? ?? () 軸向力 Fa= 0 () 將各參數(shù)代入式（ 317）與（ 318）， 有： Fr=1745N， Fa=0N 軸承 E：徑向力 Fr= 22 a z m 1rz FDFeFe +e e 2 e?????? ???? ?? () 軸向力 Fa= 0 () 將各參數(shù)代入式（ 319）與（ 320），有： Fr=1245N， Fa=0N 錐齒輪軸承型號(hào)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=。 P=fp（ XFr+YFa） () 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 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 C′ r= 10 h36t 60nLPf 10 () 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(hào) 查文獻(xiàn) [3]，初步選擇 Cr =24330N C′ r的圓錐滾子軸承 7206E。軸承 B、軸承 C、軸承 D、軸承 E 強(qiáng)度都可按此方法得出，其強(qiáng)度均能夠滿足要求。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 第 4章 差速器設(shè)計(jì) 汽車在行使過程中，左右車輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過的路程往往是不相等的，左右兩輪胎內(nèi)的氣壓不等、胎面磨損不均勻、兩車輪上的負(fù)荷不均勻而引起車輪滾動(dòng)半徑不相等；左右兩輪接觸的路面條件不同，行使阻力不等等。為此，在驅(qū)動(dòng)橋的左右車 輪間都裝有輪間差速器。差速器按其結(jié)構(gòu)特征可分為齒輪式、凸輪式、蝸輪式和牙嵌自由輪式等多種形式。它可分為普通錐齒輪式差速器、摩擦片式差速器和強(qiáng)制鎖止式差速器。齒輪差速器要圓錐齒輪式和圓柱齒輪式兩種。當(dāng)一側(cè)驅(qū)動(dòng)輪滑轉(zhuǎn)時(shí)，可利用差速鎖使差速器不起差速作用。 查閱文獻(xiàn) [5]