【正文】 aeT GTK max? ，其中 maxeT —— 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， mN? ； aG —— 汽車總重力， kN。 齒寬中點(diǎn)處的圓周力 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 P ＝mdT2 N （ ） 式中： T —— 作用在主減速器主 動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 ； md —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑 ；對于螺旋錐齒輪 ????????2121222 s i nzzddFddmmm ? （ ） 式中： mm dd 21 , —— 主、從動齒面寬中點(diǎn)分度圓的直徑； F —— 從動齒輪齒寬； 2d —— 從動齒輪節(jié)圓直徑； 21,zz —— 主、從動齒輪齒數(shù)； 2? —— 從動齒輪的節(jié)錐角。 由 式（ ） 主 減 速 器 主 動 錐 齒 輪 齒 寬 中 點(diǎn) 處 的 圓 周 力NP 31 ???? 對于圓錐齒輪來說，主從動齒輪上的圓周力相等， 2P = 1P =。 2R = 二級減速齒輪 齒寬中點(diǎn)處的圓周力為 ： P ＝ dT2 N （ ） 式中： T —— 作用在主減速器主動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩 01iTT d? = mN? ； d —— 該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑 。 二級減速機(jī)構(gòu)作用在二級主、從動齒輪面上的軸向力 A 和徑向力 R 分別為： ?1A = ?2A = ?tan1?P （ ） ?1R = ?2R = ?costan1 aP? () 式中： ? —— 齒輪的螺旋角， ?16?? ； 把已知 條件代 入式 （ ） 和式 （ ） 可算 出 39。2A = N ，39。2R = 。為了增加支承剛度，應(yīng)使兩軸 23 承的支承中心距 b 比齒輪齒面寬中點(diǎn)的懸臂長度 a 大兩倍以上，同時尺寸 b 應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70%還大，并使齒輪軸徑大于或小于懸臂長 a 。由于圓錐滾子軸承在潤滑時 ，潤滑油只能從圓錐滾子軸承的小端通過離心力流向大端，所以在殼體上應(yīng)該有通入兩軸承間的右路管道和返回殼體 的回油道。 根據(jù)上面可算出軸承支承中心距 b ﹥ 70% 1d = ，在這里取 mmb 110? 。 由此可得到： mmaba )4c os2( 21 ??? ? 式中： 2a —— 軸承的最小安裝尺寸 [查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊表 7291 可查的 mma ? ]。 主減速器齒輪軸承的校核 齒輪軸承徑向載荷的計(jì)算 軸承 A、 B 的徑向載荷分別為： 前R = ? ? ? ?212 dAaRaPb ????? () 24 后R = ? ? ? ?212 dAcRcPb ????? () 根據(jù)上式已知 R = 1R =， A = 1A =， 1P =， a =61mm ，b =110mm， c = ??ba 171mm。 當(dāng)量動載荷 YAXRYFXFPd at ????? 式中 X 、 Y ， 0?X 、 ?Y 。對于載貨汽車和公共汽車可取 30～ 35 km/h，在此取 35 km/h。 所以軸承能工作的額定軸承壽命： nLLh 60? h () 式中 ： n —— 軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速， r/min。 若大修里程 S 定為 100000 公里，可計(jì)算出預(yù)期壽命即 hL39。 =35100000= 和 hL 比較， hL ＞ hL39。 如圖 ， 對于從動 圓錐 齒輪的圓周力、徑向力、軸向力、 由計(jì)算公式可知P =， R = ?2R =， A = ?2A =， 在這里我們把二級主動齒輪與軸做成一體的，選擇軸承時應(yīng)與齒輪的外尺寸 176mm 相當(dāng)， 選擇軸承為 30222 型，它的額定動載荷為 315KN 。 圖 雙級主減速器中間軸軸承載荷計(jì)算圖 如上圖所示，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和齒輪的尺寸可算得： ?c mm ，?e ， ?f ， ?k , mmg ? 。139。139。 fPePfReRdAdAg m ????? () 軸承 D 的徑向力： DR = ? ?? ? ? ?239。2239。239。139。1 , RAp —— 第二級主動齒輪受的 圓周力， 軸向力和徑向力。 所以軸承的使用壽命 ： ?? ????????? PdCL = ???hL= 710? h＞ hL39。 本章小結(jié) 本章主要是 對已設(shè)計(jì)的齒輪選取能夠 與其合理配合的軸承并校核。并對其所用的軸承進(jìn)行 使用 壽命計(jì)算，使其滿足車的要求。 圖 一級主動齒輪軸 其軸的各段的尺寸為： 第 1 段：主動 錐 齒輪，其齒寬為 ，大端分度圓直徑為 150mm ，齒頂圓直徑為 ； 第 2 段：這段與軸承配合，其選用的軸承代號為 30219，其小徑為 95mm ，大徑為 170mm ，小徑寬度為 35mm ，其軸的直徑為 95mm ，寬度為 35mm ； 第 3 段：大端直徑為 95mm ，小端直徑為 75mm ； 寬度為 12mm ； 第 4 段：軸直徑為 75mm ； 寬度為 20mm ； 第 5 段：大端直徑為 85mm ，小端直徑為 75mm ，寬度為 12； 第 6 段：這段與軸承配合，其選用的軸承代號為 30217，其小徑為 85mm ，大徑為 150mm ，小徑寬度為 31mm 。螺栓長度為 60mm 。如圖 所示： 圖 中間軸的結(jié)構(gòu)尺寸 軸承選用 30222 號軸承、 其軸的各段尺寸為： 第 1 段：第一段與軸承 相 配合，軸承的小徑 寬度為 38mm ，小徑直徑為 110mm ，大徑直徑為 180， 其軸的直徑為 110mm ，軸的寬度為 41mm ； 第 2 段：其直徑設(shè)計(jì)為 128mm ，寬度為 36mm ； 第 3 段：二級主動齒輪 ，齒寬為 140 mm ，分度圓直徑為 ，齒頂圓為 ； 第 4 段：主要是為了使一級從動齒輪與二級主動齒輪之間有一定的距離，其設(shè)計(jì)尺寸為：寬 22mm，軸的直徑為 100mm； 第 5 段：一級從動輪凸臺，與其 一級 從動錐齒輪配合， 其 直徑為 200mm，軸寬為40mm； 第 6 段：與從動錐齒輪用螺栓連接的圓盤，其尺寸大小與和從動齒輪與它配合的尺寸相同，及軸的直徑為 240mm，軸寬為 22mm； 第 7 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)尺寸為軸 寬為 52mm，軸的直徑為 110mm。其軸承所受的軸向力與軸受到的軸向力是一對作用了與反作用力，徑向力也是一對作用力與反作用力。 圖 主動錐齒輪軸受力圖 求出水平面上的彎矩并畫 出彎矩圖： ?? 后RMaV mm110 = mN? （ ） 規(guī)定順時針方向?yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，如圖 所示： 圖 垂直面上彎矩圖 A R P 61mm 110mm A R R 30 求出垂直面上的彎矩并畫出彎矩圖： aRM = 110?后A mm = mN? （ ） 根據(jù)上面的方向，彎矩圖如圖 所示： 圖 垂直面上彎矩圖 合成彎矩可得： 22 HRaV MMM ??后 = 22 ? = mN? （ ） 由上面的圖 可 知，在后軸承受力點(diǎn)上的彎矩最大，其彎矩為： 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 MPab 90][ 1 ??? ，則： 31 ][ bMd?? ?后 = （ ） 由于截面處軸的直徑為 75mm ，最小處的直徑也大于 ，所以校核成功 。2 ? ，徑向力 NR 39。 31 圖 中間軸受力圖 求出水平面上的彎矩并畫出彎矩圖： 70?? CAV RM 右 mmN? = mN? ）（左 657 6 1 3 2 ???? RRM DAV mmN? = mN? mmNRRM CBV ????? )651 3 5(右 = mN? mmNRM DBV ??? 7 6 1 3左 = mN? 規(guī)定順時針方向?yàn)樨?fù)，其齒輪受到的彎矩為正，后齒輪受到的彎矩為負(fù)，前齒輪受到的彎矩為正，如圖 所示： 圖 垂直面上彎矩圖 求出垂直面上的 彎矩并畫出彎矩圖： 右AHM =0 mN? ）（左 657 6 1 3 2 ???? AAM DAH mmN? = mN? mmNAM BH ???? 65右 = mN ?? 32 mmNAM BH ???? = mN ?? 根據(jù)規(guī)定的方向，如圖 所示： 圖 垂直面上的彎矩圖 由上圖可知，在 A 點(diǎn)的垂直面上的彎矩最大，最危險(xiǎn)。 本章小結(jié) 通過設(shè)計(jì)的零件的結(jié)構(gòu)大小，滿足所設(shè)計(jì)的軸能夠與箱體合理的 配合，各零件之間的間隙等，設(shè)計(jì)出符合強(qiáng)度要求的軸。 33 第 5 章 差速器的設(shè)計(jì) 差速器的結(jié)構(gòu)形式及選擇 根據(jù)汽車行駛運(yùn)動學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及他們之間的相互關(guān)系表 明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的形成往往是由差別的。在左右車輪行程不等的情況下，如果采用一根整體的驅(qū)動車輪軸將動力傳給左右車輪，則會由于左右驅(qū)動車輪的轉(zhuǎn)速雖相等而行程卻又不同的這一運(yùn)動學(xué)上的矛盾，引起某一驅(qū)動車輪產(chǎn)生滑移或滑轉(zhuǎn)。 同樣情況也發(fā)生在多驅(qū)動橋中，前、后驅(qū) 動橋之間，中、后驅(qū)動橋之間等會因車輪滾動半徑不同而導(dǎo)致驅(qū)動橋間的功率循環(huán)，從而使傳動系的載荷增大，損傷其零件，增加輪胎的磨損和燃料的消耗等，因此一些多驅(qū)動橋的汽車上也裝了軸間差速器。 大多數(shù)汽車都屬于公路運(yùn)輸車輛，對于在公路上和失去行駛的汽車來說，由于路面較好，哥驅(qū)動車輪與路面的附著系數(shù)變化很小，因此都采用了結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車也很可靠的對稱式圓錐行星齒輪差速器。 差速器齒輪基本參數(shù)選擇 行星齒輪數(shù)目的選擇 轎車常用 2 個行星齒輪，載貨汽車和越野汽車多用 4 個行星齒輪，少數(shù)汽車采用3 個行星齒輪。 球面半徑 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來確定： 3 jBB TKR ? （ ） 34 式中 BK —— 行星齒輪球面半徑系數(shù)， ~?BK ,對于有 4 個行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值； 取 JT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， mN? 取 帶入（ ）式，求得 BR = 可根據(jù)下式預(yù)選取節(jié)錐距： ? ? BRA ~ ? = 行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇 為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪由較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于 14～ 25。行星齒輪齒數(shù) 1z 取 16 在任何圓錐行星齒輪 式差速器中，左、右兩半軸齒輪的齒數(shù) Lz2 、 Rz2 之和，必須能被行星齒輪的數(shù)目 n 所整除，否則將不能安裝，即應(yīng)滿足： 整數(shù)??n zz RL 22 求得 Lz2 = Rz2 =24 差速器圓錐齒輪模數(shù)及辦軸齒輪結(jié)緣直徑的初步確定 先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角 21,?? ： 211 arctan zz?? =176。 式中 21,zz 為行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。節(jié)圓直徑 d 可根據(jù)下式求得： mzd? mmdmmd 192,128 21 ?? 壓力角 ? 過去汽車差速器齒輪都選用 20176。目前汽車差速器齒輪大都選用 39。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為 20176。某些重型汽車和礦用汽車的差速器也可采用 25176。壓力角 ? 取 25176。通常?。? ??L , ? ? nlTLc ???? ??? 302 ? ?nlT c?? 1033 ?? （ ） 式中 0T —— 差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩； n —— 行星齒輪數(shù)； l —— 為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x， 39。2 , ddl ? 是半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑， 239