【正文】 差速器殼上裝著主減速器從動齒輪，所以在確定主減速器從動齒輪尺寸時，應考慮差速器的安裝。 本設計中選擇的汽車基本參數如下表 31 所示： 表 31 汽車的基本參數 參數名稱 數值 單位 汽車布置方式 前置后驅 15 總長 4320 mm 寬 1750 mm 軸距 2620 mm 前輪距 1455 mm 后輪距 1430 mm 整備質量 1480 kg 總質量 2100 kg 發(fā) 動機型式 汽油直列四缸 排量 L 最大功率 最大轉矩 158/4000 NM 壓縮比 :1 離合器 摩擦式離合器 變速器檔數 五檔 手動 輪胎類型與規(guī)格 185R14 km/h 轉向器 液壓助力轉向 前輪制動器 盤 后輪制動器 鼓 前懸架類型 雙叉骨獨立懸架 后懸架類型 螺旋彈簧 最高車速 140 km/h 行星齒輪數目的選擇 行星齒輪數 n 需根據承載情況來選擇，在承載不大的情況下 n 可以取兩個，由于輕型轎車的承載 較小，因此， 采用 2個行星齒輪。 球面半徑 BR 可按如下的經驗公式確定： 3 TKR BB ? mm (34) 式中： BK — 行星齒輪球面半徑系數，可取 ～ ，對于有 2 個行星齒輪的 輕型 汽車 取大 值 ， BK =； T — 計算轉矩，取 ceT 和 csT 的較小值， Nm? 16 計算轉 矩 的計算 0m a x0 .3 7 7 fpa ghrniVi? （ 35） 式中 fr — 車輪的滾動半徑， fr = ghi — 變速器量高檔傳動比 , ghi =1 根據所選定的主減速比 0i 值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級、雙級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。但一般不少于 10。 差速器的各個行星齒輪與兩個半軸齒輪是同時嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數時，應考慮它們之間的裝配關系，在任何圓錐行星齒輪式差速器中，左右兩半軸齒輪的 齒數 2Lz ，2Rz 之和必須能被行星齒輪的數目所整除，以便行星齒輪能均勻地分布于半軸齒輪的軸線周圍，否則，差速器將無法安裝，即應滿足的安裝條件為： In zz RL ?? 22 (38) 式中： Lz2 ， Rz2 —— 左右半軸齒輪的齒數，對于對稱式圓錐 齒輪差速器來說， Lz2 = Rz2 n — 行星齒輪數目； I — 任意整數。 差速器圓錐齒輪模數及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定 首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角 1? ， 2? ， 211 arctanzz?? = 12arctan18 =176。1? =176。 的壓力角，齒高系數為 。 的少，故可以用較大的模數以提高輪齒的強度， 在此選 176。 18 行星齒輪安裝孔的直徑及其深度 行星齒輪的安裝孔的直徑 ? 與行星齒輪軸的名義尺寸相同，而行星齒輪的安 裝孔的深度就是行星齒輪在其軸上的支承長度，通常?。? ??L （ 312） ? ? 32 0 101 . 1cTLnl?? ????? （ 313） ? ?30 101 .1 cTnl? ???? （ 314） 式中： 0T — 差速器傳遞的轉矩， N m， n — 行星齒輪的數目；在此為 2， l — 行星齒輪支承面中點至錐頂的距離， mm， l ≈ 39。2d 為半軸齒輪齒面寬中點處的直徑，而 39。2 0 .8 7 2 5 7 .6d mm? ? ? ， 0 .5 5 7 .6 2 8 .8l m m? ? ? 33 3 2 0 . 4 1 0 2 7 . 71 . 1 6 9 2 2 8 . 8 mm? ???? ? ? （ 315） 1 .1 2 7 .7 3 0 .5L m m? ? ? （ 316） 差速器齒輪的幾何計算 [8] 差速器直齒 錐齒輪的計算按機械設計手冊的要求計算如下 表 32： 表 32 汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計算用表 序號 項目 計算公式 計算結果 1 行星齒輪齒數 1 10z? ，應盡量取最小值 1 12z? 2 半軸齒輪齒數 2z =14～ 25，且 需滿足式（ 36） 2 18z ? 3 模數 m 4m mm? 4 齒面寬 0( 5 0)bA?? 。 9 節(jié)圓直徑 11 mzd? ； 22 mzd ? 1 48d? 。mzzh a?????????????????????? 2122 1 mm? 。 m h?? 1 mm? 。 220arctanfhA? ? 01 ? ? 。 002 ? ? 18 根錐角 1 1 1R? ? ???； 2 2 2R? ? ??? 01 ? ? 。 02 mm? 20 20 節(jié)錐 頂點至齒 輪外緣距離 201 1 1sin2 ad h???? , 102 2 2sin2 ad h???? 01 ? ? 。39。 2 mm? 22 齒側間隙 B ? ～ B ? 23 弦齒厚 3111 2162xs Bss d? ? ?； 3222 2262x s Bss d? ? ? 1 mm? ；2 mm? 24 弦齒高 239。 2222 2cos4xa shh d ??? 1 mm? ；2 mm? 差速器齒輪的強度計算 差速器齒輪的尺寸受結構限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經常處于嚙合狀態(tài)，只有當汽車轉彎或左右輪行駛不同的路程時，或一側車輪打滑而滑轉時，差速器齒輪才能有嚙合傳動的相對運動 。輪齒彎曲強度 w? 為 ： 3222 10smwvnT k k M P ak m b d J? ?? (317) 式中： T — 差速器一個行星齒輪傳給一個半軸齒 輪的轉矩，其計算式 nTT ?? 在此 T =支承剛度大時取最小值。 J —— 計算汽車差速器 齒輪 彎曲應力用的綜合系數，由 33 ,可查得 J = 圖 33 彎曲計算用綜合系數 根據上式 w? = 3 ??? ???? =〈 980 MPa 所以，差速器齒輪滿足彎曲強度要求。 汽車驅動橋 內差速器齒輪 的工作條件是相當惡劣 的，與傳動系其它齒輪比較，具有 工作 作用時間長、變化多、有沖擊等特點。 差速器齒輪的 材料應滿足以下的要求： 1） 具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面具有高的硬度以保證有較高的耐磨性； 2） 輪齒心部應有適當的韌性，以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷； 3） 使用的鋼材鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理變形小或者變形規(guī)律易控制。常用的鋼號有 20CrMnTi，22CrMnMo， 20MnVb 和 20MnVn2TiB。因此，這種材料的抗彎強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力都較高。滲碳合金鋼的主要缺點是熱處理費用較高，表面硬化層以下的基底較軟，在承受很大壓力時可能產生塑性變形，如果滲透層與心部的含碳量相差過多，便會引起表面硬化層的剝落。為改善新齒輪的磨合狀況．防止其在運行初期出現早期磨損 、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪副 (或僅是大齒輪 )在熱處理及精加工 (如磨齒或配對研磨 )后均作厚度為 — 的磷化處理或鍍銅、鍍錫。齒面噴九處理有可能提高壽命 25％。由于滲硫處理溫度較低，所以齒輪不會產生變形。 綜上所述，差速器齒輪選用材料為 20CrMnTi，它的工藝流程為： 下料 ?鍛造 ?正火 ?機械加工 ?調制 ?切齒輪。 差速器殼體分為左右兩部分，用螺栓連接，如圖 34，差速器殼體材料采用 20CrMnTi。 表 33 半軸齒輪和行星齒輪參數 半軸齒輪 行星齒輪 分度圓直徑 72mm 分度圓直徑 48mm 齒輪孔 33mm 齒輪孔 28mm 孔長度 21mm 孔長度 18mm 節(jié)錐距 43mm 節(jié)錐距 43mm 因此可以設計差速器殼體為： 半軸孔為 38mm，長度為 33mm，十字軸孔為 28mm，長度為 32mm，殼體厚度為 10mm，差速器殼體內過度半徑 為 30mm，差速器殼體長度為 157mm。對于非斷開式驅動橋，車輪傳動裝置的主要零件為半軸； 根據課題要求確定半軸采用半浮式半軸結構，具體 結構采用以突緣直接與車輪輪盤及制動鼓相聯接 。半浮式半軸除傳遞轉矩外，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。 圖 41 半軸結構形式簡圖及受力情況 a)半浮式 b)3/4浮式 c)全浮式 半 浮式半軸 桿部半徑 的確定 在驅動橋設計中，對 半軸的設計 要求有： 1） 半軸的桿 部直徑應小于或等于半軸花鍵的底徑，以便使半軸各部分基本達到等強25 度。 3） 當桿部較粗且外端凸緣也較大時，可采用兩端花鍵的連接結構。半浮式半軸直接安裝 車輪，應視為保險 件。 半軸的計算應考慮到以下三種可能的載荷工況： （ 1） 縱向力 X2 最大時 (X2＝ 21Z? )，附著系數 預 取 ，沒有側向力作用； （ 2）側向力 Y2 最大時，其最大值發(fā)生于側滑時，為 21Z? 中，側滑時輪胎與地面的側向附著系數 1? ，在計算中取 ，沒有縱向力作用； （ 3）垂向力 Z2最大時，這發(fā)生在汽車以可能的高速通過不平路面時，其值為 2()wdZ g k? ，dk 是動載荷系數，這時沒有縱向力和側向力的作用。 初步確定半軸直徑在 半浮式半軸設計應考慮如下三種載荷工況： (1)縱向力 2xF 最大，側向力 2yF 為 0：此時垂向力 2 2 2 /2zF m G? ， 2G 取 10500N 縱向力最大值 2 2 2 2 /2xzF F m G???? ，計算時 2m 可取 1． 2， ? 取 0． 8。和內26 輪上的垂直反力 2ziF 分別為 )( 0 .5GFFGF122z 2 0z 2 o2z 2 i{?Bh g??? (44) 式中 ， gh 為汽車質心高度 參考一般計算方法取 ； 2B 為輪距 2B =1430mm； 1? 為側滑附著系數，計算時 可取 1． 0。 這樣，外輪半軸的彎曲應力 0? 和內輪半軸的彎曲應力 1? 分別為 ???????????3223220)(32)(32daFrFdaFrFizriyiozroy???? (46) 0? = i? = mpa (3)汽車通過不平路面，垂向力 2zF 最大，縱向力 2 0xF ? ，側向力 2 0yF ? ：此時垂直力最大值 2zF 為： 22 21 kGFr ? (47) 式中，是為動載系數，轎車： ? ，貨車 : ? ，越野車： ? 。 在半軸的結構設 計中，為了使花鍵的內徑不致過多的小于半軸的桿部直徑，常常將半軸加工花鍵的端部設計的粗一些，并且適當的減小花鍵槽的深度，因此花鍵齒數必須相應的增多，一般的，轎車半軸的齒數 Z=10，在此取 Z=8