畢業(yè)設(shè)計----驅(qū)動橋設(shè)計計算說明書

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景及目的</p><p>　　隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車技術(shù)的提高，驅(qū)動橋的設(shè)計和制造工藝都在日益完善。驅(qū)動橋和其他汽車總成一樣，除了廣泛采用新技術(shù)外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中日益朝著“零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化”的方向發(fā)展及生產(chǎn)組織專業(yè)化目標(biāo)前進(jìn)。應(yīng)采用能以幾種典型的零部件，以不同方案組合的

2、設(shè)計方法和生產(chǎn)方式達(dá)到驅(qū)動橋產(chǎn)品的系列化或變形的目的，或力求做到將某一類型的驅(qū)動橋以更多或增減不多的零件，用到不同的性能、不同噸位、不同用途并由單橋驅(qū)動到多橋驅(qū)動的許多變形汽車上。</p><p>　　本設(shè)計要求根據(jù)CS1028皮卡車在一定的程度上既有轎車的舒適性又有貨車的載貨性能，使車輛既可載人又可載貨，行駛范圍廣的特點(diǎn)，要求驅(qū)動橋在保證日常使用基本要求的同時極力強(qiáng)調(diào)其對惡劣路況的適應(yīng)力。驅(qū)動橋是汽車最重要的系

3、統(tǒng)之一，是為汽車傳輸和分配動力所設(shè)計的。通過本課題設(shè)計，使我們對所學(xué)過的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識進(jìn)行一次全面的，系統(tǒng)的回顧和總結(jié)，提高我們獨(dú)立思考能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的工作作風(fēng)。</p><p>　　1.2 研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著汽車向采用大功率發(fā)動機(jī)和輕量化方向發(fā)展以及路面條件的改善,近年來主減速比有減小的趨勢,以滿足高速行駛的要求。[1]</p><p&g

4、t;　　為減小驅(qū)動輪的外廓尺寸,目前主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪。實(shí)踐和理論分析證明，螺旋錐齒輪不發(fā)生根切的最小齒數(shù)比直齒齒輪的最小齒數(shù)少。顯然采用螺旋錐齒輪在同樣傳動比下，主減速器的結(jié)構(gòu)就比較緊湊。此外，它還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)。因而在汽車上曾獲得廣泛的應(yīng)用。近年來，準(zhǔn)雙曲面齒輪在廣泛應(yīng)用到轎車的基礎(chǔ)上，愈來愈多的在中型、重型貨車上得到采用。[3]</p><p>　　在現(xiàn)代汽車發(fā)展中，對主減速器的要

5、求除了扭矩傳輸能力、機(jī)械效率和重量指標(biāo)外，它的噪聲性能已成為關(guān)鍵性的指標(biāo)。噪聲源主要來自主、被動齒輪。噪聲的強(qiáng)弱基本上取決于齒輪的加工方法。區(qū)別于常規(guī)的加工方法，采用磨齒工藝，采用適當(dāng)?shù)哪ハ鞣椒梢韵跓崽幚碇挟a(chǎn)生的變形。因此，與常規(guī)加工方法相比，磨齒工藝可獲得很高的精度和很好的重復(fù)性。[4]</p><p>　　汽車在行駛過程中的使用條件是千變?nèi)f化的。為了擴(kuò)大汽車對這些不同使用條件的適應(yīng)范圍，在某些中型車輛上

6、有時將主減速器做成雙速的，它既可以得到大的主減速比又可得到所謂多檔高速，以提高汽車在不同使用條件下的動力性和燃料經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　1.3 課題研究方法</p><p>　　1.到實(shí)驗(yàn)室了解驅(qū)動橋的構(gòu)成。</p><p>　　2.通過上網(wǎng)，查閱書籍等途徑來熟悉它的工作原理。</p><p>　　3.不懂的問題請教老師，與同組同學(xué)商量

7、。</p><p>　　1.4 論文構(gòu)成及研究內(nèi)容</p><p>　　論文構(gòu)成：摘要、正文、英文翻譯、設(shè)計圖紙</p><p>　　研究內(nèi)容：國內(nèi)外CS1028皮卡車驅(qū)動橋的研究資料論述、驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)方案選擇、主減速器設(shè)計計算、差速器設(shè)計計算、半軸設(shè)計計算、驅(qū)動橋殼的選擇</p><p><b>　　2 驅(qū)動橋設(shè)計</b>

8、;</p><p><b>　　2.1 概述</b></p><p>　　驅(qū)動橋是汽車傳動系的主要組成部分。汽車的驅(qū)動橋處于傳動系的末端，其基本功用是增大由傳動軸或直接由變速器傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動輪，并使左、右驅(qū)動車輪具有汽車行駛運(yùn)動學(xué)所要求的差速功能；同時，驅(qū)動橋還要承受作用于路面和車架或車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力。它要保證當(dāng)變速器處于最高擋時，在良

9、好的路面上有足夠的牽引力以克服行駛阻力和獲得汽車最大的速度，這主要取決于驅(qū)動橋的傳動比。雖然在汽車的整體設(shè)計時，從整車性能出發(fā)決定驅(qū)動橋的傳動比，但是用什么形式的驅(qū)動橋、什么結(jié)構(gòu)的主減速器和差速器等在驅(qū)動橋設(shè)計中要具體考慮。決大多數(shù)的發(fā)動機(jī)在汽車上是縱置的，為了使扭矩傳給車輪，驅(qū)動橋必須改變扭矩的方向，同時根據(jù)車輛的具體要求解決左右扭矩的分配。整體式驅(qū)動橋一方面需要承擔(dān)汽車的載荷；另一方面車輪上的作用力以及傳遞扭矩所產(chǎn)生的作用力矩都要由

10、驅(qū)動橋承擔(dān)，所以驅(qū)動橋的零件必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以保證機(jī)件的可靠工作。驅(qū)動橋還必須滿足通過性和平順性的要求。[6]。</p><p>　　在一般的汽車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動橋包括主減速器、差速器、驅(qū)動車輪的傳動裝置和橋殼等組成。它們應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和壽命、良好的工藝、合適的材料和熱處理等。對零件應(yīng)進(jìn)行良好的潤滑并減少系統(tǒng)的振動和噪音等[1]。</p><p>　　驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式雖然可以各不相

11、同，但在使用中對它們的基本要求卻是一致的，其基本要求可以歸納為[1]：</p><p>　　1）所選擇的主減速比應(yīng)能滿足汽車在給定使用條件下具有最佳的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　2）差速器在保證左、右驅(qū)動車輪能以汽車運(yùn)動學(xué)所要求的差速滾動外并能將轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)而連續(xù)不斷（無脈動）地傳遞給左、右驅(qū)動車輪。</p><p>　　3）當(dāng)左右驅(qū)動車輪與地面的附著系數(shù)

12、不同時，應(yīng)能充分利用汽車的牽引力。</p><p>　　4）能承受和傳遞路面和車架式車廂的鉛垂力、縱向力和橫向力以及驅(qū)動時的反作用力矩和制動時的制動力矩。</p><p>　　5）驅(qū)動橋各零部件在保證其強(qiáng)度、剛度、可靠性及壽命的前提下應(yīng)力求減小簧下質(zhì)量，以減小不平路面對驅(qū)動橋的沖擊載荷，從而改善汽車的平順性。</p><p>　　6）輪廓尺寸不大以便于汽車的總體布并

13、與所要求的驅(qū)動橋離地間隙相適應(yīng)。</p><p>　　7）齒輪與其他傳動機(jī)件工作平穩(wěn)，無噪聲。</p><p>　　8）驅(qū)動橋總成及零部件的設(shè)計應(yīng)能滿足零件的標(biāo)準(zhǔn)化，部件的通用化和產(chǎn)品的系列化及汽車變型的要求。</p><p>　　9）在各種載荷及轉(zhuǎn)速工況下有高的傳動效率。</p><p>　　10）結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，機(jī)件工藝性好，容易制造

14、。</p><p>　　表2-1 汽車的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.2 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)方案</p><p>　　在選擇驅(qū)動橋總成的結(jié)構(gòu)型式時，應(yīng)當(dāng)從所設(shè)計汽車的類型及使用、生產(chǎn)條件出發(fā)，并和所設(shè)計汽車的其他部件，尤其是懸架的結(jié)構(gòu)型式與特性相適應(yīng)，以共同保證整個汽車預(yù)期使用性能的實(shí)現(xiàn)。驅(qū)動橋的總成的結(jié)構(gòu)型式，按其總體布置來說有三種：普通的非斷開式驅(qū)動橋、帶有擺

15、動半軸的非斷開式驅(qū)動橋合和斷開式驅(qū)動橋[5]。</p><p>　　驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動車輪的懸架形式密切相關(guān)。當(dāng)車輪采用非獨(dú)立懸架時，驅(qū)動橋應(yīng)為非斷開式（或稱為整體式），即驅(qū)動橋是一根連接左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁，而主減速器、差速器及車輪傳動裝置（由左、右半軸組成）都裝在它里面。當(dāng)采用獨(dú)立懸架時，為保證運(yùn)動協(xié)調(diào)，驅(qū)動橋應(yīng)為斷開式。這種驅(qū)動橋無剛性的整體外殼，主減速器及其殼體裝在車架或車身上，兩側(cè)驅(qū)動車輪則與車

16、架或車身作彈性聯(lián)系，并可彼此獨(dú)立地分別相對于車架或車身作上下擺動，車輪傳動裝置采用萬向傳動機(jī)構(gòu)。為了防止運(yùn)動干涉，應(yīng)采用花鍵軸或一種允許兩軸能有適量軸向移動的萬向傳動機(jī)構(gòu)。</p><p>　　非斷開式驅(qū)動橋的橋殼是一跟支承在左右驅(qū)動車論上的剛性空心梁，而主減速器、差速器及半軸等傳動機(jī)件都裝在其中。這時，整個驅(qū)動橋和驅(qū)動車輪的質(zhì)量以及傳動軸的部分質(zhì)量都是屬于汽車的非懸掛質(zhì)量，使汽車的非懸掛質(zhì)量較大，這是普通非斷開

17、式驅(qū)動橋的一個缺點(diǎn)。整個驅(qū)動橋通過彈性懸架與車架連接。非斷開式驅(qū)動橋的整個驅(qū)動橋和驅(qū)動車輪的質(zhì)量以及傳動軸的部分質(zhì)量都是屬于汽車的非懸掛質(zhì)量。因此，在汽車的平順性、操縱穩(wěn)定性和通過性等方面不如斷開式驅(qū)動橋。但是斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、制造工藝性好、成本低、工作可靠、維修調(diào)整容易，因而廣泛用在各種載貨汽車、客車及多數(shù)的越野汽車和部分轎車上。</p><p>　　1—主減速器 2—套筒 3—差速器 4、7—半軸 5—調(diào)

18、整螺母</p><p>　　6—調(diào)整墊片 8—橋殼</p><p>　　圖2.1 非斷開式驅(qū)動橋</p><p>　　非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，成本較低，但非懸掛質(zhì)量大，廣泛應(yīng)用各種商用車和部分乘用車上，CS1028皮卡車是商用車，考慮經(jīng)濟(jì)性，在非斷開式驅(qū)動橋能滿足其性能的情況下，選擇非斷開式驅(qū)動橋?，F(xiàn)代驅(qū)動橋主要由主減速器、差速器、車輪傳動裝置和驅(qū)動橋殼

19、等組成。其結(jié)構(gòu)圖如2.1所示：</p><p>　　2.3 主減速器設(shè)計</p><p>　　2.3.1 主減速器的結(jié)構(gòu)形式的選擇</p><p>　　2.3.1.1 主減速器的減速形式</p><p>　　單級主減速器：由于單級主減速器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、尺寸緊湊及制造成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，廣泛用在主減速比i0<7.6的各種中、小型汽車上

20、。根據(jù)CS1028皮卡車的載荷小，主傳動比〈7.6的特點(diǎn)，采用單級主減速器優(yōu)勢突出。</p><p>　　2.3.1.2主減速器的齒輪類型</p><p>　　在現(xiàn)代汽車驅(qū)動橋上，主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。雙曲面齒輪其主、從動齒輪軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都是采用90º。主動齒輪軸相對于從動齒輪軸有向上或向下的偏移，稱為上偏置或下偏置。這個偏移量

21、稱為雙曲面齒輪的偏移距。當(dāng)偏移距大到一定程度時，可使一個齒輪軸從另一個齒輪軸旁通過。這樣就能在每個齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。這對于增強(qiáng)支承剛度、保證輪齒正確嚙合從而提高齒輪壽命大有好處。雙曲面齒輪的偏移距使得其主動齒輪的螺旋角大于從動齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃育X輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等，但端面模數(shù)或端面周節(jié)是不等的。主動齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動齒輪的。這一情況就使得雙曲面齒輪傳動的主動齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動的主

22、動齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。另外，由于雙曲面?zhèn)鲃拥闹鲃育X輪的直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大，從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至175％。雙曲面主動齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最</p><p>　　由于雙曲面主動齒輪螺旋角的增大，還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒

23、數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多，因而雙曲面齒輪傳動比螺旋錐齒輪傳動工作得更加平穩(wěn)、無噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。[1] </p><p>　　CS1028皮卡車的傳動比在4.5左右，且對離地間隙有較高的要求，鑒于上述雙曲面齒輪具有的特點(diǎn)，選擇雙曲面齒輪的主減速器。這種主減速器由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，零件結(jié)構(gòu)如圖2.2所示．</p><p>

24、;　　1—螺母; 2—后橋凸緣; 3—油封; 4—前軸承; 5—主動錐齒輪調(diào)整墊片;</p><p>　　6—隔套; 7—墊片; 8—位置調(diào)整墊片; 9—后軸承;10—主動錐齒輪</p><p>　　圖2.2 主動錐齒輪及調(diào)整裝置零件圖</p><p>　　2.3.1.3 主減速器主、從動錐齒輪的支承型式及安置方法</p><p>

25、;　　在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下，主減速器主動齒輪的支承型式及安置方法，對其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一。</p><p>　　現(xiàn)在汽車主減速器主動錐齒輪的支承型式有懸臂式、騎馬式兩種。裝載質(zhì)量為2t以上的汽車主減速器主動齒輪都是采用騎馬式支承。但是騎馬式支承增加了導(dǎo)向軸承支座，是主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本提高。轎車和裝載質(zhì)量小于2t的貨車，常采用結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小、成

26、本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。[5]在這里采用懸臂式結(jié)構(gòu)合理。</p><p>　　主減速器從動錐齒輪的支承剛度依軸承的型式、支承間的距離和載荷在支承之間的分布而定。為了增加支承剛度，支承間的距離應(yīng)盡可能縮小。兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝時應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)，小端相背朝外。</p><p>　　2.3.2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計計算</p><p>　

27、　2.3.2.1 主減速齒輪計算載荷的確定</p><p>　　參考文獻(xiàn)[1]，按以下三種工況進(jìn)行從動齒輪的轉(zhuǎn)矩計算</p><p>　　（1）通常是將發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動系最低檔傳動比時和驅(qū)動車輪打滑時這兩種情況下。作用于主減速器從動齒輪上的轉(zhuǎn)矩(Tje、Tjh)的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計算中用以驗(yàn)算主減速器從動齒輪最大應(yīng)力的計算載荷，即：</p><

28、p>　　=3034.395 N·m ?。?-1）</p><p>　　=64612.5571 N·m （2-2）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Temax——發(fā)動機(jī)量大轉(zhuǎn)矩，N·m；19

29、0 N·m</p><p>　　i1——變速器最低檔傳動比i1=3.9 </p><p>　　i0—— 主減速比i0= 4.55</p><p>　　——上述傳動部分的效率，取=0.9</p><p>　　——負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)1.3</p><p>　　Kd——超載系數(shù)，對于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液

30、力傳動的各類汽車取Kd=1；</p><p>　　n——該車的驅(qū)動橋數(shù)目；該車采用發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)ｎ為1</p><p>　　G2——汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，N；對后橋來說還應(yīng)考慮到汽車加速時的負(fù)荷增大量；13769 N</p><p>　　——輪胎對路面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用汽車，取=0.85；對越野汽車取=1.0；對于安裝專門的肪滑

31、寬輪胎的高級轎車取=1.25；貨車為一般公路用車取=0.85；此車取1</p><p>　　rr——車輪的滾動半徑，m；0.37m</p><p>　　，——分別為由所計算的主減速器從動齒輪到驅(qū)動輪之間的傳動效率和減速比(例如輪邊減速器等)。該車無輪邊減速器，故=97%，=1;</p><p>　　故Tc=3034.395 N·m</p>&

32、lt;p>　　（2）上面求得的計算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞的依據(jù)。對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均比牽引力的值來確定的，即主減速器從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩Tjm (N·m)為：</p><p>　　[5] （2-3）</p><p>　　=710.3

33、8 N·m </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Ga——汽車滿載總重，N；22589 N</p><p>　　GT——所牽引的掛車滿載總重，N，但僅用于牽引車；</p><p>　　fR——道路滾動阻力系數(shù)，計算時轎車取fR＝0.010～0.015

34、；載貨汽車取0.015～0.020；越野汽車取0.020～0.035；該車取0.010</p><p>　　fH——汽車正常使用時的平均爬坡能力系數(shù)。通常，轎車取0.08；載貨汽車和城市公共汽車取0.05～0.09；長途公共汽車取0.06～0.10，越野汽車取0.09～0.30。該車取0.08;</p><p>　　fP——汽車或汽車列車的性能系數(shù)：</p><p>

35、;<b>　　==-6.6</b></p><p>　　由于fP計算為負(fù)，取0值。則fP=0</p><p>　　注意：當(dāng)計算主減速器主動齒輪時，應(yīng)將各式分別除以該齒輪的減速比及傳動效率。</p><p>　　（3）主動錐齒輪的轉(zhuǎn)矩計算[5]</p><p>　　Tz=TC/ i0=3034.395 /0.954.55=

36、702 N·m （2-4）</p><p>　　Tz’=Tjm/ i0=710.74/0.954.55=164.43 N·m （2-5）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Tc，Tjm——計算轉(zhuǎn)矩，N·m

37、。按最低檔傳動比時Tc ＝3034.395N·m，按從動齒輪的平均計算轉(zhuǎn)矩Tjm?。?10.74N·m</p><p>　　i0 ——主減速比4.55；</p><p>　　——上述傳動部分的效率，取=95%；</p><p>　　2.3.2.2 主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇</p><p><b>　?。?） 齒

38、數(shù)的選擇</b></p><p>　　對于單級主減速器，當(dāng)i0較大時，則應(yīng)盡量使主動齒輪的齒數(shù)取值小些，以得到滿意的驅(qū)動橋離地間隙。當(dāng)i0≥6時，z1的最小值可取為5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度，Z1最好大于5。當(dāng)i0較小(如i0=3.5～5)時，引可取為7～12，但這時常常會因主、從動齒輪齒數(shù)太多、尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。為了磨合均勻，主、從動齒輪的齒數(shù)z1，z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)

39、；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對于載貨汽車應(yīng)不少于40，對于轎車應(yīng)不少于50。</p><p>　　本車的主減速比為4.55，主減速比較小，參考文獻(xiàn)[5]表3-10、3-13后選用Z1=10，Z2=44；實(shí)際主減速比為4.4；Z1+Z2=54>50符合要求。</p><p>　　（2） 節(jié)圓直徑的選擇</p><p>　　可根據(jù)文獻(xiàn)[1]推薦的從動錐

40、齒輪的計算轉(zhuǎn)矩中取較小值按經(jīng)驗(yàn)公式選出：</p><p>　　=205.57mm （2-6） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d2——從動錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm；</p><p>　　Kd2——直徑系數(shù)，Kd

41、2=13.0～15.3；</p><p>　　Tc——計算轉(zhuǎn)矩，N·m; 3034.395 N·m</p><p>　　根據(jù)該式可知從動錐齒輪大端分度圓直徑的取值范圍為 189.65mm～223.20mm.參考文獻(xiàn)[5]中推薦當(dāng)以Ⅰ擋傳遞時，節(jié)圓直徑應(yīng)大于或等于以下兩式算得數(shù)值中較小值：</p><p><b>　　=200mm<

42、/b></p><p><b>　　=287mm</b></p><p>　　即在本設(shè)計中需使200mm</p><p>　　當(dāng)以直接傳遞時，則需滿足以下條件</p><p><b>　　=169mm</b></p><p>　　最后根據(jù)上兩式中所選得的值中的較大者，即

43、可取=206mm</p><p>　　（3） 齒輪端面模數(shù)的選擇</p><p>　　d2選定后，可按式m=d2/z2算出從動錐齒輪大端端面模數(shù)為4.68，并用下式校核：</p><p><b>　　（2-7）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p&g

44、t;　　Tc——計算轉(zhuǎn)矩，N·m； 3034.395 N·m</p><p>　　Km——模數(shù)系數(shù)，取Km=0.3-0.4。</p><p>　　由（2-7）可得模數(shù)的取值范圍為4.34～5.79</p><p>　　故模數(shù)取4.68合適。</p><p>　　（4） 齒面寬的選擇</p><p>

45、　　汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的從動齒輪齒面寬B(mm)推薦為[10]：</p><p>　　B=0.155d2 （2-8） </p><p>　　=0.155206＝31.93mm

46、</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d2——從動齒輪節(jié)圓直徑，206mm。</p><p>　　并且B要小于10m　即46.818mm。</p><p>　　考慮到齒輪強(qiáng)度要求取34mm。</p><p>　　小錐齒輪的齒面寬一般要比大錐齒輪的大10%,故取38mm。

47、</p><p>　?。?） 雙曲面齒輪的偏移距E</p><p>　　轎車、輕型客車和輕型載貨汽車主減速器的E值，不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距A0的40%(接近于從動齒輪節(jié)圓直徑d 2的20%)；而載貨汽車、越野汽車和公共汽車等重負(fù)荷傳動，E則不應(yīng)超過從動齒輪節(jié)錐距A0的20%（或取E值為d：的10%～12%，且一般不超過12%）。傳動比愈大則正也應(yīng)愈大，大傳動比的雙曲面齒輪傳動，偏移距E可達(dá)

48、從動齒輪節(jié)圓直徑d2的20％～30％。但當(dāng)E大干d2的20％時，應(yīng)檢查是否存在根切[5]。該車屬輕負(fù)荷傳動，故取E為41mm。</p><p>　　（6） 雙曲面齒輪的偏移方向與螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的螺旋方向</p><p>　　它是這樣規(guī)定的，由從動齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動齒輪處于右側(cè)，這時如果主動齒輪在從動齒輪中心線上方時，則為上偏移，在下方時則為下偏移。雙曲面齒輪的偏移方向與

49、其輪齒的螺旋方向間有一定的關(guān)系：下偏移時主動齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮瑥膭育X輪為右旋；上偏移時主動齒輪為右旋，從動齒輪為左旋。[1]</p><p>　　該車取下偏移主動齒輪為左旋，從動齒輪為右旋。</p><p>　?。?） 齒輪法向壓力角的選擇</p><p>　　格里森制規(guī)定轎車主減速器螺旋錐齒輪選用14°30′，或16°的法向壓力角；載貨汽車

50、和重型汽車則應(yīng)分別選用20°、22°30′的法向壓力角。對于雙曲面齒輪，由于其主動齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等，因此應(yīng)按平均壓力角考慮，載貨汽車選用22°30′的平均壓力角，轎車選用19°的平均壓力角。當(dāng)zl≥8時，其平均壓力角均選用21°15′。[1]</p><p>　　該轎車取齒輪法向壓力角為19°</p><p>　　2.

51、3.3雙曲面齒輪的幾何尺寸計算</p><p>　　表2-2 圓弧齒雙曲面齒輪的幾何尺寸計算用表[5] mm </p><p>　　說明：表2-2中的第65項(xiàng)求得的齒線曲率半徑與第7項(xiàng)選頂?shù)牡侗P半徑之差不應(yīng)超過的1%，否則要重新試算第20項(xiàng)至第65項(xiàng)。</p><p>　　2.3.4 主減速器雙曲面齒輪

52、的強(qiáng)度計算</p><p>　　2.3.4.1 單位齒長上的圓周力</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　p——單位齒長上的圓角力，N／mm；</p><p>　　P——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動

53、機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Teamx和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計算；</p><p>　　F——從動齒輪的齒面寬，mm。</p><p>　　按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時：</p><p><b>　　（2-10）</b></p><p><b>　　第一擋：</b></p><p>　　86

54、3.805MPa<893MPa</p><p><b>　　直接檔：</b></p><p>　　=221.4859MPa<321MPa</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　Temax——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p&g

55、t;　　ig——變速器傳動比，常取1檔及直接檔進(jìn)行計算；１檔為3.9；直接檔為１</p><p>　　d1——主動齒輪節(jié)圓直徑，46.818mm。</p><p>　　F—一從動齒輪的齒面寬，34mm</p><p>　　n——該車的驅(qū)動橋數(shù)目；該客車采用發(fā)動機(jī)后置后驅(qū)ｎ為１</p><p>　　——分動器的轉(zhuǎn)動比;</p>&

56、lt;p>　　按驅(qū)動輪打滑的轉(zhuǎn)矩計算：</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　則Ｐ＝866.4749MPa〈893MPa</p><p>　　許用單位齒長上的圓周力如下表2-2</p><p>

57、　　表2-3 許用單位齒長上的圓周力[1]</p><p>　　目前，由于技術(shù)的進(jìn)步，可在上述許用值的基礎(chǔ)上增加10%—25%，從上可知設(shè)計的齒輪符合要求。</p><p>　　2.3.4.2 輪齒的彎曲強(qiáng)度計算</p><p>　　汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒的計算彎曲應(yīng)力 (N／mm2)為：</p><p><b>　

58、　(2-12)</b></p><p>　　按(Tje、Tjh)較小值校核</p><p>　　主動齒輪的彎曲強(qiáng)度：</p><p>　　=415.984 MPa<</p><p>　　從動齒輪的彎曲強(qiáng)度校核：</p><p>　　=441.095 MPa<</p><p&g

59、t;<b>　　式中：</b></p><p>　　Tj——齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，N·m，對于主動齒輪還需將上述計算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動齒輪上；</p><p>　　K0—一超載系數(shù)；取1</p><p>　　Ks——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)m≥1.6mm時，Ks==0.6552；</p>

60、<p>　　Km——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時，Km＝1.00~1.10；當(dāng)一個齒輪用騎馬式支承時，Km＝1.10~1.25。支承剛度大時取小值；Km取1.1</p><p>　　Kv——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好、周節(jié)及徑向跳動精度高時，可取Kv＝1；</p><p>　　F——計算齒輪的齒面寬，mm；</p><p&

61、gt;　　Z——計算齒輪的齒數(shù)；</p><p>　　m——端面模數(shù)，mm；</p><p>　　J——計算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)</p><p>　　2.3.4.3 輪齒的接觸強(qiáng)度計算</p><p>　　圓錐齒輪與雙曲面齒輪齒面的計算接觸應(yīng)力 (MPa)為：</p><p><b>　　(2-13)<

62、/b></p><p>　　按(Tje、Tjh)較小值校核輪齒的接觸強(qiáng)度：</p><p>　　=2105.6256 MPa<</p><p><b>　　式中:</b></p><p>　　Tz、Tc——分別為主動齒輪的工作轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，N·m；</p><p>　　Cp

63、——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副取232.6N1/2／mm；</p><p>　　d1——主動齒輪節(jié)圓直徑，46.818mm；</p><p>　　Kf——表面質(zhì)量系數(shù)，對于制造精確的齒輪可取Kf=1；</p><p>　　F——齒面寬，34mm，取齒輪副中的較小值(一般為從動齒輪齒面寬)；</p><p>　　J一一計算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)

64、，見參考文獻(xiàn)[3]圖3——128,取0.2615</p><p>　　主、從動齒輪的接觸應(yīng)力是相同的。當(dāng)按日常行駛轉(zhuǎn)矩計算時，許用接觸應(yīng)力為1750MPa；當(dāng)按計算轉(zhuǎn)矩計算時，許用接觸應(yīng)力為2800MPa。計算時應(yīng)將上述計算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動齒輪上。</p><p>　　2.3.5 主減速器錐齒輪軸承的載荷計算</p><p>　　2.3.5.1 錐齒輪齒面上的作用力&

65、lt;/p><p>　　齒寬中點(diǎn)處的圓周力： (2-14)</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T—作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩見下式[5]：</p><p><b>　　其中： <

66、;/b></p><p><b>　　--發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　--變速器在各擋的使用率，參考文獻(xiàn)[5]的表3-14選取</p><p>　　--變速器各擋的傳動比</p><p>　　--變速器在各擋時發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率，參考文獻(xiàn)[5]的表3-41選取</p><p>

67、　　其中，為變速器處于第i檔時的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩</p><p>　　所以主動錐齒輪的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩為=171.0374 </p><p>　　--該齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑</p><p><b>　?。?-15）</b></p><p>　　=206-34sin74.210 =173.283 mm <

68、;/p><p>　　主動齒輪有： （2-16）</p><p>　　=173.8971（10/14）（cos26.610/cos52.990）=58.54</p><p><b>　　F1=5897 N</b></p><p>　　對于從動齒輪有：

69、 （2-17）</p><p><b>　　=8766 N</b></p><p>　　式（2-15）—（2-17）中：</p><p><b>　　--從動齒輪齒面寬</b></p><p><b>　　--從動齒輪節(jié)錐角<

70、;/b></p><p>　　--分別為主、從動齒輪的螺旋角</p><p>　　--分別為主、從動齒輪的齒數(shù)</p><p>　　2.3.5.2 錐齒輪的軸向力和徑向力</p><p><b>　?。?）軸向力</b></p><p>　　主動齒輪：

71、 （2-18）</p><p><b>　　=8517 N</b></p><p>　　從動齒輪： （2-19）</p><p><b>　　=1248 N</b></p><p><b>　?。?）徑向力</b><

72、;/p><p>　　主動齒輪： （2-20）</p><p>　　=161.2926 N</p><p>　　從動齒輪： （2-21） </p><p><b>　　=5397 N</b></p><p>

73、;　　上述的4式中，為錐齒輪的法向壓力角；為螺旋角：為節(jié)錐角</p><p>　　當(dāng)錐齒輪齒面所受的圓周力、軸向力與徑向力計算確定后，根據(jù)主減速器軸承的布置尺寸，即可求出軸承所受的載荷。主動錐齒輪軸的材料選用40Cr鋼，調(diào)質(zhì)處理。[11]由文獻(xiàn)[13]查表7-1得材料的強(qiáng)度極限 =700MPa；查表7-12得 =65MPa </p><p>　　可以推出軸所滿足條件的最小直徑：</

74、p><p><b>　?。?-22） </b></p><p><b>　　=25.69mm</b></p><p>　　其中c由文獻(xiàn)[13]的表7-11中取得c=100；；n分別為發(fā)動機(jī)的額定功率和轉(zhuǎn)速，其值由表2-1中可得。</p><p>　　即取=30 mm

75、 </p><p>　　由裝配關(guān)系可以得出最小直徑的位置是安裝導(dǎo)向軸承的，所以確定導(dǎo)向軸承的型號為31306的圓錐滾子軸承。再根據(jù)小齒輪軸和差速器的設(shè)計，小齒輪軸的軸承選用的圓錐滾子軸承的型號為32007，差速器軸承選用的圓錐滾子軸承型號為32216[11]。</p><p>　　2.3.5.3 錐齒輪軸承的載荷</p><p><b>　　較遠(yuǎn)處

76、軸承的載荷：</b></p><p>　　徑向力： [5] （2-23）</p><p><b>　　=4776 N</b></p><p>　　軸向力：AA= =8517 N</p><p><b>　　較近處軸承的載荷</b></p&

77、gt;<p>　　徑向力：[5] （2-24）</p><p>　　=9503.52 N</p><p><b>　　軸向力：AB=0</b></p><p>　　式（2-23）-（2-24）中：</p><p>　　a=73mm;b=42mm;c=115mm

78、</p><p>　　則較遠(yuǎn)處軸承的當(dāng)量載荷Q1=</p><p>　　其中對于單列圓錐滾子軸承，當(dāng)〈e 時，X=1；Y=0</p><p>　　當(dāng)〉e時，X=0.4；Y值及判斷參數(shù)e參考軸承手冊或產(chǎn)品樣本</p><p>　　此設(shè)計中=〉e==0.83時，X=0.4；Y=0.54</p><p>　　所以Q=6509

79、.58 N</p><p>　　此時對于31306型軸承，由文獻(xiàn)[13]可查的它的額定動載荷c=52.5KN，則</p><p>　　軸承的壽命=13172 h （2-25）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　--溫度系數(shù)，取值

80、按文獻(xiàn)[5]表3-42取出</p><p>　　--載荷系數(shù)，對于車輛，可取=1.2-1.8，此設(shè)計取1.5</p><p>　　--壽命指數(shù)，滾子軸承取10/3</p><p>　　n—軸承的計算轉(zhuǎn)速： </p><p>　　=2.6650/0.3581=359.46 r/min</p><p><b>　

81、　--輪胎的滾動半徑</b></p><p>　　--汽車的平均行駛速度，km/h；對于轎車取為50-55km/h；對于載貨汽車和公共汽車可取為30-35km/h</p><p>　　同理較近處軸承選用32007型，它的當(dāng)量載荷Q2==4776 N，額定動載荷c=43.2KN</p><p>　　此時此軸承的壽命=19505 h</p>&

82、lt;p>　　由參考文獻(xiàn)[5]可知軸承的額定壽命</p><p><b>　?。?-26）</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　s—汽車的大修里程，km .小排量乘用車及客、貨車的大修里程一般15萬km以上，大修壽命較低；排量較大的乘用車，總質(zhì)量較大的貨車、客車大修里程一般在30萬

83、km以上，大修壽命較長；總質(zhì)量大的貨車在使用質(zhì)量良好的柴油機(jī)時，大修壽命可達(dá)到（50-80）萬km。根據(jù)車型此設(shè)計選用30萬km[1]</p><p><b>　　所以=6000 h</b></p><p>　　從上可知設(shè)計的齒輪符合要求。</p><p>　　2.3.6 主減速器齒輪的材料及熱處理</p><p>　　

84、汽車驅(qū)動橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時間長、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。據(jù)此對驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：[1]</p><p>　?。?）具有高的彎曲疲勞強(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；</p><p>　?。?）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖

85、擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；</p><p>　?。?）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)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率；</p><p>　?。?）選擇齒輪材料的合金元素時要適應(yīng)我國的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。</p><p>　　汽車主減速器和差速

86、器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號有20CrMnTi，22CrMnMo，20CrNiMo，20MnVB和20Mn2TiB。</p><p>　　用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá)HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)m>8時為HRC29～45，當(dāng)m<8時為HRC32～45。</p><p>　　對于滲碳層深度有如下的規(guī)定：

87、當(dāng)端面模數(shù)m≤5時，為0.9～1.3mm；m>5～8時，為1.0～1.4mm；m>8時，為1.2～1.6mm。所以此設(shè)計中的滲碳層深度為1.0mm</p><p>　　由于新齒輪潤滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)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副(或僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對研磨)后均予以厚度為0.005～0.010～0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍

88、層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤滑。</p><p>　　對齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25%。對于滑動速度高的齒輪，為了提高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時的溫度低，故不會引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。</p><p>　　2.3.7 主減速器的潤滑</p><p>　　主減速器

89、及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動錐齒輪的前軸承的潤滑，因?yàn)槠錆櫠虏荒芸繚櫥偷娘w濺來實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動齒輪的前端近主動齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤滑油收集起來再經(jīng)過進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好

90、的潤滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤滑油能流進(jìn)差速器，有的采用專門的導(dǎo)油匙。</p><p>　　為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開油濺所及之處。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，抽孔位置也決定了油面位置低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過障礙時放油塞不易被撞掉。[1]</p><p>　　2.

91、4 差速器設(shè)計與計算</p><p>　　根據(jù)汽車行駛運(yùn)動學(xué)的要求和實(shí)際的車輪、道路以及它們之間的相互關(guān)系表明：汽車在行駛過程中左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的。例如，轉(zhuǎn)彎時外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長。另外，即使汽車作直線行駛，也會由于左右車輪在同一時間內(nèi)所滾過的路面垂向波形的不同，或由于左右車輪輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度的不同以及制造誤差等因素引起左右車輪外徑不同或滾動半徑不相等而要求車輪

92、行程不等。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)生滑轉(zhuǎn)或滑移。這不僅會使輪胎過早磨損、無益地消耗功率和燃料及使驅(qū)動車輪軸超載等，還會因?yàn)椴荒馨此蟮乃矔r中心轉(zhuǎn)向而使操縱性變壞。此外，由于車輪與路面間尤其在轉(zhuǎn)彎時有大的滑轉(zhuǎn)或滑移，易使汽車在轉(zhuǎn)向時失去抗側(cè)滑能力而使穩(wěn)定性變壞。為了消除由于左右車輪在運(yùn)動學(xué)上的不協(xié)調(diào)而

93、產(chǎn)生的這些弊病，汽車左右驅(qū)動輪間都裝有差速器，后者保證了汽車驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有以不同速度旋轉(zhuǎn)的特性，從而滿足了汽車行駛運(yùn)動學(xué)要求。[2]</p><p>　　2.4.1 差速器類型的選擇</p><p>　　1—軸承; 2—調(diào)整螺母; 3,7—差速器殼; 4—半軸齒輪墊片; </p><p>　　5—半軸齒輪; 6—行星齒輪; 8—軸架; 9

94、—長軸; </p><p>　　10—行星齒輪止推片; 11—短軸</p><p>　　圖2.3 差速器零件圖</p><p>　　本設(shè)計采用普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器。此種差速器由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，最廣泛地用在轎車、客車和各種公路用載貨汽車上．有些越野汽車也采用了這種結(jié)構(gòu)．普通的對稱式圓錐行星齒輪差速器由差

95、速器左、右殼，2個半軸齒輪，4個行星齒輪(少數(shù)汽車采用3個行星齒輪，小型、微型汽車多采用2個行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個行星齒輪的差逮器采用十字軸結(jié)構(gòu))，半軸齒輪及行星齒輪墊片等組成。如上圖2.3所示。</p><p>　　2.4.2 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇</p><p>　?。?）行星齒輪數(shù)目的選擇[1]</p><p>　　轎車常用2個行星齒輪，載貨汽

96、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。此設(shè)計采用2個行星齒輪．</p><p>　　（2）行星齒輪球面半徑RB(mm)的確定[1]</p><p>　　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RB，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代替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。</p><p>　　球面半徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公

97、式來確定：</p><p><b>　　(2-27)</b></p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　KB——行星齒輪球面半徑系數(shù)，KB=2.52～2.99，對于有4個行星齒輪的轎車和公路載貨汽車取小值；對于有2個行星齒輪的轎車以及越野汽車、礦用汽車取最大值；取KB=2.9</p>&

98、lt;p>　　md——計算轉(zhuǎn)矩，N·m。</p><p>　　按上式可以計算出行星齒輪球面半徑RB為41.984 mm</p><p>　　RB確定后，即可根據(jù)下式預(yù)選其節(jié)錐距：</p><p>　　A0=(0.98～0.99) RB （2-28） 此設(shè)計選

99、用較大值41.56mm</p><p>　?。?）行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)的選擇[1]</p><p>　　為了得到較大的模數(shù)從而使齒輪有較高的強(qiáng)度，應(yīng)使行星齒輪的齒數(shù)盡量少，但一般不應(yīng)少于10。此設(shè)計行星齒輪的齒數(shù)選z1擇10</p><p>　　半軸齒輪的齒數(shù)采用14～25。半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在1.5～2范圍內(nèi)。</p><p>

100、　　考慮到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)z2L、z2R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。</p><p>　　半軸齒輪的齒數(shù)選z２用18</p><p>　?。?）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[1]</p><p>　　先初步求出行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、：</p><p>　?。?/p>

101、＝29.050 （2-29） </p><p>　?。剑?0.950 （2-30） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　z1、z2——行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)。</p><p>　　

102、再根據(jù)下式初步求出圓錐齒輪的大端模數(shù)：</p><p><b>　?。?-31）</b></p><p><b>　?。剑?.04</b></p><p>　　算出模數(shù)后，節(jié)圓直徑d即可由下式求得：</p><p><b>　　（2-32）</b></p><

103、;p>　　行星齒輪節(jié)圓直徑＝10＝40.4mm</p><p>　　半軸齒輪節(jié)圓直徑＝184.03＝72.72mm</p><p><b>　　齒面寬的選擇</b></p><p>　　雙曲面齒輪的輪齒面寬ｂ2(mm)推薦為：[10]</p><p>　　bz＝（0.250～0.300）A0＝（0.250～0.30

104、0）41.16</p><p>　?。?0.39～12.468mm</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　d——齒輪節(jié)圓直徑，mm。</p><p>　　并且F要小于10m　即40mm。</p><p>　　考慮到齒輪強(qiáng)度要求取12mm。</p><p

105、><b>　?。?）壓力角</b></p><p>　　過去汽車差速器齒輪都選用20º壓力角，這時齒高系數(shù)為l，而最少齒數(shù)是13。目前汽車差速器齒輪大都選用22º30′，的壓力角，齒高系數(shù)為0.8，最少齒數(shù)可減至10，并且在小齒輪(行星齒輪)齒頂不變尖的條件下還可由切向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。由于這種齒形的最少齒數(shù)比壓力角為20&#

106、186;的少，故可用較大的模數(shù)以提高齒輪的強(qiáng)度。[1]</p><p>　　此設(shè)計差速器齒輪大采用22º30′的壓力角，齒高系數(shù)取0.8</p><p>　?。?）行星齒輪安裝孔直徑及其深度L的確定[1] </p><p><b>　?。?-33） </b></p><p>　?。?2.0323 mm</

107、p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　T0——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，3034.395 N·m；</p><p>　　n——行星齒輪數(shù)；2</p><p>　　rd——為行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木喔?，mm；；</p><p>　　[]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，取為98MPa

108、。</p><p>　　行星齒輪安裝孔的深度L就是行星齒輪在其軸上的支承長度。通常取</p><p>　?。?.122.2857＝24.2355 mm</p><p>　　2.4.3 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計算</p><p>　　表2-4 差速器齒輪的幾何參數(shù)的計算[5]</p><p>　　2.4.4 差逮器齒輪與

109、強(qiáng)度計算[1]</p><p>　　汽車差速器齒輪的彎曲應(yīng)力為：</p><p><b>　?。?-34）</b></p><p>　　按計算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計算時：</p><p><b>　?。?51 MPa</b></p><p><b>　　式中：</b>

110、;</p><p>　　T——差速器一個行星齒輪給予一個半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，N·m；=1820.637 </p><p>　　n——差速器行星齒輪數(shù)目；2</p><p>　　J——計算汽車差速器齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見參考文獻(xiàn)[3]圖4-11查得為　0.225　</p><p>　　按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩計算所得的汽車差速器齒輪的彎

111、曲應(yīng)力，應(yīng)不大于210.9MPa；按計算轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計算時，彎曲應(yīng)力應(yīng)不大于980 MPa。</p><p>　　從上可知設(shè)計的齒輪符合要求。</p><p><b>　　半軸的設(shè)計</b></p><p>　　半軸是在差速器與驅(qū)動輪之間傳遞動力的實(shí)心軸。其內(nèi)端與差速器的半軸齒輪（bevel side gear）連接，外端則與驅(qū)動輪的輪轂相連。半軸

112、與驅(qū)動輪的輪轂在驅(qū)動橋殼上的支稱形式，決定了半軸的受力情況[5]。</p><p>　　2.5.1 半軸的型式</p><p>　　半軸的型式主要取決于半軸的支承型式。普通非斷開式驅(qū)動橋的半軸，根據(jù)其外端的支承型式或受力狀況的不同而分為半浮式、3/4浮式和全浮式三種形式。此設(shè)計選用全浮式。</p><p>　　2.5.2 半軸的設(shè)計與計算</p>&l

113、t;p>　　半軸的主要尺寸是它的直徑，在設(shè)計時可根據(jù)對使用條件和載荷工況相同或相近的同類汽車同型式的半軸的分析比較，大致選定從整個驅(qū)動橋的布局來看比較合適的半軸半徑，然后對它進(jìn)行強(qiáng)度計算。[1]</p><p>　　1.全浮式半軸計算載荷的確定:</p><p><b>　?。?-35）</b></p><p>　　——差速器的轉(zhuǎn)矩分配系

114、數(shù)，對圓錐行星齒輪差速器可取=0.6；</p><p>　　——發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩</p><p>　　——變速器的一擋傳動比</p><p><b>　　——主減速比</b></p><p>　　計算得：T=2022.93 N.m </p><p>　　2.全浮式半軸桿部直徑的初選和確定：<

115、/p><p><b>　?。?-36）</b></p><p><b>　　d——半軸桿部直徑</b></p><p><b>　　T——半軸計算載荷</b></p><p>　　——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力</p><p>　　所以取半軸桿部直徑為</p&g

116、t;<p>　　2.5.3 半軸的強(qiáng)度驗(yàn)算</p><p>　　1.全浮式半軸扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：</p><p><b>　?。?-37）</b></p><p><b>　　——半軸的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力</b></p><p>　　T——半軸計算載荷T=2022.93 N.m </p>

117、<p>　　D——半軸桿部直徑 </p><p>　　——半軸扭轉(zhuǎn)許用應(yīng)力</p><p>　　2.半軸最大扭轉(zhuǎn)角：</p><p><b>　?。?-38）</b></p><p>　　T——半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩；T=2022.93 N.m</p><p>　　L——半軸的長度；l=84

118、6mm</p><p>　　G——材料的彈性模量；G=79.4GPa</p><p>　　J——半軸橫截面的極慣性矩 </p><p>　　3.半軸花鍵的剪切應(yīng)力【2】： </p><p><b>　?。?-39）</b></p><p>　　T----半軸承受的最大轉(zhuǎn)矩， </p>

119、<p>　　——半軸花鍵的外徑，=32mm</p><p>　　——相配合花鍵孔的內(nèi)徑，=26mm</p><p>　　——花鍵齒數(shù)，=10</p><p>　　——花鍵的工作長度，=64mm </p><p>　　——花鍵的齒寬，=6mm</p><p>　　——載荷分布不均勻系數(shù)，=0.75</

120、p><p>　　4.半軸花鍵的擠壓應(yīng)力：</p><p><b>　?。?-40）</b></p><p>　　T，，，，，——見式（6-5）下說明</p><p>　　當(dāng)傳遞最大轉(zhuǎn)矩時，半軸花鍵的剪切應(yīng)力不應(yīng)超過71.05Mpa，半軸花鍵的擠壓應(yīng)力不應(yīng)超過196Mpa。通過計算說明半軸強(qiáng)度足夠了。</p>&