運(yùn)動(dòng)型多功能乘用車車橋設(shè)計(jì)

1、運(yùn)動(dòng)型多功能乘用車車橋設(shè)計(jì)論文關(guān)鍵字：四輪驅(qū)動(dòng)，后橋論文摘要：運(yùn)動(dòng)型多功能乘用車（SUV）為四輪驅(qū)動(dòng)，兼具城市行走、野外運(yùn)動(dòng)，除了要具備中高檔轎車的舒適性外，還要有更高的越野性和安全性。本設(shè)計(jì)對(duì)象是運(yùn)動(dòng)型多功能乘用車（SUV）后橋。本設(shè)計(jì)完成了SUV后橋中主減速器的設(shè)計(jì)，差速器的設(shè)計(jì)，半軸的設(shè)計(jì)。本文根據(jù)SUV后橋的要求，通過(guò)選型，確定了主減速器傳動(dòng)副類型，差速器類型，驅(qū)動(dòng)橋半軸支承類型。通過(guò)計(jì)算計(jì)算，確定了主減速比，主、從動(dòng)錐齒輪、差速器、半軸以及橋殼的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)尺寸。其中的一部分計(jì)算采用自編的計(jì)算機(jī)程序完成，有效的減少了計(jì)算時(shí)間，提高了效率。最后利用Pro/E軟件對(duì)錐齒輪進(jìn)行了三維建模

2、。通過(guò)主要零部件的校核計(jì)算和對(duì)主要零部件二維繪圖，可以確定所設(shè)計(jì)的能夠滿足設(shè)計(jì)要求。 ABSTRACTSport utility passenger vehicle (SUV) for the four-wheel drive, both cities run, field sports, in addition to the premium sedan with the comfort, we must also have a higher cross-country and safety. The object that is designed for sport utility

3、 passenger vehicles (SUV) is rear axle.The design of rear axle includes the design of the main reducer , the design of the differential device and rear axle design. According to the requirements of the rear axle,i can identify the main types of main gear box, differential device, rear axle.And by ca

4、lculating, i can identify the main reduction ratio, the main, driven helical bevel gear , differential device and the shell of the main parameters of the bridge structure and size. One part of the calculation using the computer program to complete the self, reducing computing time and improve effici

5、ency. Finally,i use Pro / E software to make the bevel gear ，the three-dimensional modelingChecking through the major components of the calculation of the main components and two-dimensional drawings, to determine the design to meet the design requirementsKEY WORDS: four drives vehicle, rear axle目錄&

6、#160;概述. 52 整體式單極主減速器設(shè)計(jì). 72.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案分析. 7螺旋錐齒輪傳動(dòng). 7雙曲面齒輪傳動(dòng). 72.2 主減速器主、從動(dòng)錐齒輪的支承方案選擇. 10主動(dòng)錐齒輪的支承. 10從動(dòng)錐齒輪的支承. 122.3 主減速器的基本參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算. 12主減速比的確定. 12主減速器齒輪計(jì)算載荷確定. 14主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇. 16主減速器主動(dòng)錐齒輪幾何尺寸的計(jì)算. 21“格里森”制主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算. 222.3.6 錐齒輪的材料選擇. 263 對(duì)稱錐齒輪式差速器設(shè)計(jì)3.1 差速器齒輪主要參數(shù)選擇3.2 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算3.3 差速器齒輪強(qiáng)度計(jì)算.

7、294 半軸設(shè)計(jì)計(jì)算. 334.1 結(jié)構(gòu)形式分析. 334.2 半軸計(jì)算. 334.3 半軸花鍵計(jì)算. 355 驅(qū)動(dòng)橋殼設(shè)計(jì). 376 三維造型設(shè)計(jì). 39致謝. 44參考文獻(xiàn). 45附件. 461概述汽車的驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本共用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左右車輪，并使左右驅(qū)動(dòng)車輪具有汽車行使運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能，同時(shí)驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車架或承載式車身的鉛垂力和橫向力及力矩.在一般的車橋結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)橋包括主減速器(又稱主傳動(dòng)器)，差速器，驅(qū)動(dòng)車輪的傳動(dòng)裝置及橋殼等部件。對(duì)于不同類型和用途的汽車，正確的確定上述機(jī)件的結(jié)構(gòu)形式并成功的將它們組合成一個(gè)

8、整體-驅(qū)動(dòng)橋，乃是設(shè)計(jì)者必須首先解決問(wèn)題。汽車的車橋又稱車軸，其兩端安裝著車輪并經(jīng)懸掛與車架或承載式車身相連，用于傳遞車架或承載式車身與車輪之間的力矩。根據(jù)與之匹配的懸架結(jié)構(gòu)的不同，車橋分為非斷開式(整體式)和斷開式車橋兩種.與非獨(dú)立懸架相匹配的非斷開式車橋猶如一根橫置于左右車輪的橫梁，與獨(dú)立懸掛相匹配的斷開式車橋則為左右兩段直接或間接相鉸接的結(jié)構(gòu)，當(dāng)左右車輪經(jīng)各自的獨(dú)立懸掛直接與承載式車身或車架相連時(shí)，在左右車輪之間實(shí)際上沒有車橋，但在習(xí)慣上仍稱為斷開式車橋。根據(jù)車橋能否傳遞驅(qū)動(dòng)力，它又分為驅(qū)動(dòng)橋和從動(dòng)橋;根據(jù)車橋的左右車輪能否轉(zhuǎn)向，又分為轉(zhuǎn)向橋與非轉(zhuǎn)向橋。當(dāng)車橋既非轉(zhuǎn)向橋又非驅(qū)動(dòng)橋時(shí)，則稱

9、之為支持橋，因此根據(jù)車橋及其車輪的綜合功能，車橋又可分為驅(qū)動(dòng)橋，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，轉(zhuǎn)向從動(dòng)橋和支持橋四種類型。汽車車橋是汽車的重要大總成，承受著汽車的滿載簧上荷重及地面經(jīng)車輪車架或承載式車身經(jīng)懸掛給予的鉛垂力，縱向力，橫向力及其力矩，以及沖擊載荷;驅(qū)動(dòng)橋還傳遞著傳動(dòng)系中最大的轉(zhuǎn)矩，橋殼還要承受反作用力矩。汽車車橋的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)除對(duì)汽車的可靠性與耐久行有重要影響外，也對(duì)汽車的行駛性能如:機(jī)動(dòng)性，經(jīng)濟(jì)性，平順性，通過(guò)性和行駛穩(wěn)定性等有直接影響。因此車橋的結(jié)構(gòu)形式選擇，參數(shù)設(shè)計(jì)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)汽車的整體設(shè)計(jì)及其重要。總之，由上述可見，汽車車橋的設(shè)計(jì)涉及的機(jī)器零件及零部件的品種極為廣泛，對(duì)這些零部件，

10、元件及總成的制造也幾乎要涉及到所有的現(xiàn)代機(jī)器制造工藝。因此通過(guò)對(duì)車橋的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐再加進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可靠性設(shè)計(jì)，和有限元分析等內(nèi)容，可以更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)和技能。2整體式單級(jí)主減速器設(shè)計(jì) 2.1 主減速器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)齒輪類型、主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪的安置方法以及減速形式的不同而不同。主減速器的齒輪主要有螺旋錐齒輪、雙曲面齒輪、圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。單級(jí)主減速器通常采用螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪傳動(dòng)。螺旋錐齒輪傳動(dòng)螺旋錐齒輪傳動(dòng)(圖2-1a)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(zhǎng)上嚙合，而是逐漸從一端連續(xù)平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另

11、一端。另外，由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。但是在工作中噪聲大，對(duì)嚙合精度很敏感，齒輪副錐頂稍有不吻合便會(huì)使工作條件急劇變壞，并伴隨磨損增大和噪聲增大。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。圖2-1  主減速器齒輪傳動(dòng)形式a)螺旋錐齒輪傳動(dòng)  b)雙曲面齒輪傳動(dòng)  c)圓柱齒輪傳動(dòng)  d)蝸桿傳動(dòng)2.1.2 雙曲面齒輪傳動(dòng)雙曲面齒輪傳動(dòng)(圖2-1b)的主、從動(dòng)齒輪的軸線相互垂直而不相交，主動(dòng)齒輪軸線相對(duì)從動(dòng)齒輪軸線在空間偏移一距離E，此距離稱為偏移距。由

12、于偏移距E的存在，使主動(dòng)齒輪螺旋角大于從動(dòng)齒輪螺旋角(圖6-4)。根據(jù)嚙合面上法向力相等，可求出主、從動(dòng)齒輪圓周力之比           (2-1)圖2-2雙曲面齒輪副受力情況式中,F1、F2分別為主、從動(dòng)齒輪的圓周力；1、2分別為主、從動(dòng)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(diǎn)A的切線TT與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)連線之間的夾角。在齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為中點(diǎn)螺旋角(圖2-2)。通常不特殊說(shuō)明，則螺旋角系指中點(diǎn)螺旋角。雙曲面齒輪傳動(dòng)比為   

13、0;                  (2-2)式中，雙曲面齒輪傳動(dòng)比；、分別主、從動(dòng)齒輪平均分度圓半徑。螺旋錐齒輪傳動(dòng)比為                          &

14、#160;                            (2-3)令，則。由于>，所以系數(shù)K>1，一般為1.251.50。這說(shuō)明：1)當(dāng)雙曲面齒輪與螺旋錐齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪傳動(dòng)有更大的傳動(dòng)比。2)當(dāng)傳動(dòng)比一定，從動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪有較大的直徑，較高的輪齒強(qiáng)度

15、以及較大的主動(dòng)齒輪軸和軸承剛度。3)當(dāng)傳動(dòng)比一定，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比相應(yīng)的螺旋錐齒輪為小，因而有較大的離地間隙。另外，雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)還具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)在工作過(guò)程中，雙曲面齒輪副不僅存在沿齒高方向的側(cè)向滑動(dòng)，而且還有沿齒長(zhǎng)方向的縱向滑動(dòng)?？v向滑動(dòng)可改善齒輪的磨合過(guò)程，使其具有更高的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。2)由于存在偏移距，雙曲面齒輪副使其主動(dòng)齒輪的大于從動(dòng)齒輪的，這樣同時(shí)嚙合的齒數(shù)較多，重合度較大，不僅提高了傳動(dòng)平穩(wěn)性，而且使齒輪的彎曲強(qiáng)度提高約30。3)雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑及螺旋角都較大，所以相嚙合輪齒的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪為大，其結(jié)果使齒面的接

16、觸強(qiáng)度提高。4)雙曲面主動(dòng)齒輪的變大，則不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)可減少，故可選用較少的齒數(shù)，有利于增加傳動(dòng)比。5)雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪較大，加工時(shí)所需刀盤刀頂距較大，因而切削刃壽命較長(zhǎng)。6)雙曲面主動(dòng)齒輪軸布置在從動(dòng)齒輪中心上方，便于實(shí)現(xiàn)多軸驅(qū)動(dòng)橋的貫通，增大傳動(dòng)軸的離地高度。布置在從動(dòng)齒輪中心下方可降低萬(wàn)向傳動(dòng)軸的高度，有利于降低轎車車身高度，并可減小車身地板中部凸起通道的高度。但是，雙曲面齒輪傳動(dòng)也存在如下缺點(diǎn)：1)沿齒長(zhǎng)的縱向滑動(dòng)會(huì)使摩擦損失增加，降低傳動(dòng)效率。雙曲面齒輪副傳動(dòng)效率約為96，螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)效率約為99。2)齒面間大的壓力和摩擦功，可能導(dǎo)致油膜破壞和齒面燒結(jié)咬死，即抗膠

17、合能力較低。3)雙曲面主動(dòng)齒輪具有較大的軸向力，使其軸承負(fù)荷增大。4)雙曲面齒輪傳動(dòng)必須采用可改善油膜強(qiáng)度和防刮傷添加劑的特種潤(rùn)滑油，螺旋錐齒輪傳動(dòng)用普通潤(rùn)滑油即可。由于雙曲面齒輪具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，因而它比螺旋錐齒輪應(yīng)用更廣泛。一般情況下，當(dāng)要求傳動(dòng)比大于4.5而輪廓尺寸又有限時(shí)，采用雙曲面齒輪傳動(dòng)更合理。這是因?yàn)槿绻３种鲃?dòng)齒輪軸徑不變，則雙曲面從動(dòng)齒輪直徑比螺旋錐齒輪小。當(dāng)傳動(dòng)比小于2時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪顯得過(guò)大，占據(jù)了過(guò)多空間，這時(shí)可選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。對(duì)于中等傳動(dòng)比，兩種齒輪傳動(dòng)均可采用。單級(jí)主減速器由一對(duì)圓錐齒輪、，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

18、、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動(dòng)比i0不能太大，一般i07，進(jìn)一步提高i0將增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。鑒于單級(jí)主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋中。雙曲面齒輪優(yōu)點(diǎn)突出，所以采用的是雙曲面齒輪單級(jí)減速器。2.2 主減速器主從動(dòng)錐齒輪的支承方案選擇主減速器中必須保證主、從動(dòng)齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好的工作。齒輪的正確嚙合，除與齒輪的加工質(zhì)量、裝配調(diào)整及軸承、主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。2.2.1 主動(dòng)錐齒輪的支承主動(dòng)錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。懸臂式支承結(jié)構(gòu)(圖2-3a)的特點(diǎn)是在

19、錐齒輪大端一側(cè)采用較長(zhǎng)的軸頸，其上安裝兩個(gè)圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長(zhǎng)度倪和增加兩支承間的距離b，以改善支承剛度，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的大端朝外，使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承承受，而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度，支承距離b應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的70還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸a。為了方便拆裝，應(yīng)使靠近齒輪的軸承的軸徑比另一軸承的支承軸徑大些?？拷X輪的支承軸承有時(shí)也采用圓柱滾子軸承，這時(shí)另一軸承必須采用能承受雙向軸向力的雙列圓錐滾子軸承。支承剛度除了與軸承形式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)度有關(guān)以外，還與軸承與軸及軸承與

20、座孔之間的配合緊度有關(guān)。圖2-3  主減速器錐齒輪的支承形式a)主動(dòng)錐齒輪懸臂式  b)主動(dòng)錐齒輪跨置式  c)從動(dòng)錐齒輪懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。跨置式支承結(jié)構(gòu)(圖2-3b)的特點(diǎn)是在錐齒輪的兩端均有軸承支承，這樣可大大增加支承剛度，又使軸承負(fù)荷減小，齒輪嚙合條件改善，因此齒輪的承載能力高于懸臂式。此外，由于齒輪大端一側(cè)軸頸上的兩個(gè)相對(duì)安裝的圓錐滾子軸承之間的距離很小，可以縮短主動(dòng)齒輪軸的長(zhǎng)度，使布置更緊湊，并可減小傳動(dòng)軸夾角，有利于整車布置。但是跨置式支承必須在主減速器殼體上有支承導(dǎo)向

21、軸承所需要的軸承座，從而使主減速器殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本提高。另外，因主、從動(dòng)齒輪之間的空間很小，致使主動(dòng)齒輪的導(dǎo)向軸承尺寸受到限制，有時(shí)甚至布置不下或使齒輪拆裝困難?？缰檬街С兄械膶?dǎo)向軸承都為圓柱滾子軸承，并且內(nèi)外圈可以分離或根本不帶內(nèi)圈。它僅承受徑向力，尺寸根據(jù)布置位置而定，是易損壞的一個(gè)軸承。在需要傳遞較大轉(zhuǎn)矩情況下，最好采用跨置式支承。本設(shè)計(jì)例題是主減速器傳遞轉(zhuǎn)矩較小的貨車，因此采用懸臂式支承結(jié)構(gòu)。2.2.2 從動(dòng)錐齒輪的支承從動(dòng)錐齒輪的支承(圖2-3c)，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。從動(dòng)錐齒輪多用圓錐滾子軸承支承。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大

22、端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了使從動(dòng)錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(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。為了使載荷能盡量均勻分配在兩軸承上，應(yīng)盡量使尺寸c等于或大于尺寸d。在具有大的主傳動(dòng)比和徑向尺寸較大的從動(dòng)錐齒輪的主減速器中，為了限制從動(dòng)錐齒輪因受軸向力作用而產(chǎn)生偏移，在從動(dòng)錐齒輪的外緣背面加設(shè)輔助支承(圖2-4)。輔助支承與從動(dòng)錐齒輪背面之間的間隙，應(yīng)保證偏移量達(dá)到允許極限時(shí)能制止從動(dòng)錐齒輪繼續(xù)變形。主、從動(dòng)齒輪受載變形或移動(dòng)的許用偏移量如圖2-5所示。圖2-4  從動(dòng)錐齒輪輔助支承    &#

23、160;      圖2-5  主、從動(dòng)錐齒輪的許用偏移量2.3 主減速器的基本參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算 2.3.1 主減速比的確定主減速比i0的大小，對(duì)主減速器的結(jié)構(gòu)型式、輪廓尺寸及質(zhì)量的大小影響很大。主減速比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(包括變速器、分動(dòng)器和加力器、驅(qū)動(dòng)橋等傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比)一起，由汽車的整車動(dòng)力計(jì)算來(lái)確定。正如傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比及其變化范圍(  )為設(shè)計(jì)傳動(dòng)系組成部分的重要依據(jù)一樣，驅(qū)動(dòng)橋的主減速比是主減速器的設(shè)計(jì)依據(jù)，是設(shè)計(jì)主減速器時(shí)的原始參數(shù)。傳動(dòng)系的總傳動(dòng)比(其中包括，主減速

24、比i0)，對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性有非常重大的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作條件也和汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)比(包括主減速比)有關(guān)?？刹捎脙?yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)與傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以及主減速比i0進(jìn)行最優(yōu)匹配。對(duì)于具有很大功率的轎車、客車、長(zhǎng)途公共汽車，尤其是對(duì)競(jìng)賽汽車來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 的情況下，所選擇的 值應(yīng)能保證這些汽車有盡可能高的最高車速 。這時(shí)i0值應(yīng)按下式來(lái)確定：  和               

25、;                （2-4）式中：   車輪的滾動(dòng)半徑，m； 最大功率時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，rmin； 汽車的最高車速，kmh； 變速器最高擋傳動(dòng)比，通常為1。對(duì)于其他汽車來(lái)說(shuō)，為了用稍微降低最高車速 的辦法來(lái)得到足夠的功率儲(chǔ)備，主減速比i0一般應(yīng)選得比按式(6-1)求得的要大1025，即按下式選擇：     

26、0;                    (2-5)式中：  變速器最高擋(直接擋或超速擋)傳動(dòng)比； 分動(dòng)器或加力器高擋傳動(dòng)比； 輪邊減速器傳動(dòng)比。按式(2-4)或式(2-5)求得的i0值應(yīng)與同類汽車的主減速比相比較，并考慮到主、從動(dòng)主減速齒輪可能有的齒數(shù)，對(duì)i0值予以校正并最后確定下來(lái)。2.3.2 主減速器齒輪計(jì)算載荷確定除了主減速比i0及驅(qū)動(dòng)橋離地間隙外，另一項(xiàng)

27、原始參數(shù)便是主減速器齒輪的計(jì)算載荷。由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。這里采用格里森齒制錐齒輪計(jì)算載荷的三種確定方法。(1)按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩                            (2-6)式中，計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m

28、)； 計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)； 主減速器傳動(dòng)比； 變速器一擋傳動(dòng)比； 分動(dòng)器傳動(dòng)比； 發(fā)動(dòng)機(jī)到萬(wàn)向傳動(dòng)軸之間的傳動(dòng)效率； 液力變矩器變矩系數(shù)， , 最大變矩系數(shù)； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；Kd猛接離合器所產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，液力自動(dòng)變速器Kd=1，手動(dòng)操縱的機(jī)械變速器高性能賽車Kd=3，性能系數(shù)fi=0的汽車Kd=1；fi>0的汽車Kd=2或由經(jīng)驗(yàn)選定。其計(jì)算公式如下：注： 與 選取參看下表表2-1      n與if選取表車

29、60; 型高擋傳動(dòng)比 與低擋傳動(dòng)比 的關(guān)系  4×4 > /21 < /226×6 > /32 < /33(2)按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩                       

30、0;                           (2-7)式中，計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；       滿載狀態(tài)下一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋上的靜載荷（N）；       汽車最大加速度時(shí)的后

31、軸負(fù)載荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，乘用車： 1.21.4，商用車：1.11.2；       輪胎與路面間的附著系數(shù)，在安裝一般輪胎的汽車在良好的混凝土或?yàn)r青路上，取0.85，對(duì)于安裝防側(cè)滑輪胎的乘用車可取1.25，對(duì)于越野車一般取1.0；        主減速器從動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)比；        主減速器主動(dòng)齒輪到車輪之間的傳動(dòng)效率；(3)按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒

32、輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcf                             (2-8)式中，Tcf計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；Ga汽車滿載總重量；fR道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于轎車可取0.0100.015；對(duì)于貨車可取0.0150.020；對(duì)于越野車可取0.0200.035fH平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于轎車可取0.08；對(duì)于

33、貨車和公共汽車可取0.050.09；長(zhǎng)途公共汽車可取0.060.10對(duì)于越野車可取0.090.30fi汽車性能系數(shù)，取值同前。其它參數(shù)同前。用式(6-3)和式(6-4)求得的計(jì)算轉(zhuǎn)矩是從動(dòng)錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，不同于用式(6-5)求得的日常行駛平均轉(zhuǎn)矩。當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩取前面兩種的較小值，即；當(dāng)計(jì)算錐齒輪的疲勞壽命時(shí)，取Tcf。主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為                    

34、60;          (2-9)式中，主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)；主傳動(dòng)比；主、從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率。計(jì)算時(shí)，對(duì)于弧齒錐齒輪副，取95；對(duì)于雙曲面齒輪副，當(dāng)>6時(shí)，取85，當(dāng)6時(shí)，取90。結(jié)合本設(shè)計(jì)，按照式（2-6）計(jì)算Tce：n=1，i0=2.95，i1 =4，沒有分動(dòng)器則if = 1， = 0.9，k =1，Temax=285 N·m，性能系數(shù)fi=0則Kd=1，代入式（2-6）得：Tce=1513.35 N·m按式（2-7）

35、計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩確定的從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcs：Tcs=4781.3 N·m當(dāng)計(jì)算錐齒輪最大應(yīng)力時(shí)，計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=minTce ,Tcs=9726.5 N·m按式（2-8）計(jì)算按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tcf：各參數(shù)取值表fRfHfimam0.0300.15021150.95則代入式（2-8）可得：Tcf=723.885 N·m2.3.3 主減速器錐齒輪基本參數(shù)的選擇主減速器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2、從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬和、雙曲面齒輪副的偏移距E、中點(diǎn)螺旋角、法向壓力角等。1）

36、主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)z1和z2選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：（1）為了磨合均勻，z1、z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)。（2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不少于40。（3）為了嚙合平穩(wěn)、，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度，對(duì)于轎車，z1一般不少于9；對(duì)于貨車，z1一般不少于6。（4）當(dāng)主傳動(dòng)比較大時(shí)，盡量使取得少些，以便得到滿意的離地間隙。當(dāng)i06時(shí)，z1可取最小值并等于5，但為了嚙合平穩(wěn)并提高疲勞強(qiáng)度常大于5；當(dāng)i0較小時(shí)（3.55），z1可取712。（5）對(duì)于不同的主傳動(dòng)比，z1和z2應(yīng)有適宜的搭配。表2-2 載貨汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比（z2/z1

37、）推薦主動(dòng)錐齒輪最小齒數(shù)z1主動(dòng)錐齒輪允許范圍z11.501.751412161.752.001311152.002.501110132.503.00109113.003.50109113.504.00109114.004.5098104.55.08795.006.007686.007.506577.5010.00556參照詳見參考文獻(xiàn)1，選擇從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)。根據(jù)本設(shè)計(jì)例題傳動(dòng)比，查表2-2可以選擇主動(dòng)錐齒輪齒數(shù)為z1 =14，查表6-3可以選擇從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)為z2 =43，重新計(jì)算傳動(dòng)比i0=3.07，可以反算出計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=minTce ,Tcs=1574.9

38、1 N·m。2）從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)ms的選擇。對(duì)于單級(jí)主減速器，D2對(duì)驅(qū)動(dòng)橋殼尺寸有影響，D2大將影響橋殼離地間隙；D2小則影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。D2可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選                               

39、0; (2-10)式中，D2從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；KD2直徑系數(shù)，一般為13.016.0；從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，。ms由下式計(jì)算                                    (2-1

40、1)式中，ms齒輪端面模數(shù)。同時(shí)，ms還應(yīng)滿足                                    (2-12)式中，模數(shù)系數(shù)，取0.30.4。最后取(6-8) 、(6-9)計(jì)算結(jié)果的較小值。也可以根據(jù)主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算主動(dòng)錐

41、齒輪大端模數(shù)：                              (2-13)根據(jù)本設(shè)計(jì)例題各參數(shù)，直徑系數(shù)KD2可取為15.0，從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=minTce,Tcs=1574.91 N·m，則D2=175mm，根據(jù)式（2-11）從動(dòng)錐齒輪端面模數(shù)ms=4mm，通過(guò)式（2-

42、12）進(jìn)行驗(yàn)算取較小值并取整為ms4mm。同理可得主動(dòng)錐齒輪：mz=4.5mm，則主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D1= mz×z1=63mm。3）主、從動(dòng)錐齒輪齒面寬b1和b2錐齒輪齒面過(guò)寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面寬過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小。這樣，不但減小了齒根圓角半徑，加大了應(yīng)力集中，還降低了刀具的使用壽命。此外，在安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因，使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端，會(huì)引起輪齒小端過(guò)早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過(guò)寬也會(huì)引起裝配空間的減小。但是齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性會(huì)降低。從動(dòng)錐齒輪齒面寬推薦b2不大于其節(jié)錐距

43、A2的0.3倍，即b20.3A2，但b2應(yīng)滿足b210ms，一般也推薦b2=0.155D2。對(duì)于螺旋錐齒輪，b1一般比b2大10。則根據(jù)本設(shè)計(jì)例題各參數(shù)，按照齒輪的計(jì)算載荷來(lái)計(jì)算并圓整得：b2=27 mm，b1=30 mm。4）雙曲面齒輪副偏移距E及偏移方向選擇E值過(guò)大將使齒面縱向滑動(dòng)過(guò)大，從而引起齒面早期磨損和擦傷；E值過(guò)小，則不能發(fā)揮雙曲面齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。一般對(duì)于轎車和輕型貨車E0.2D2且E40A2；對(duì)于中、重型貨車、越野車和大客車，E(0.100.12) D2。另外，主傳動(dòng)比越大，則E也應(yīng)越大，但應(yīng)保證齒輪不發(fā)生根切。雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種。由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看

44、去，并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線的上方，則為上偏移；在從動(dòng)齒輪中心線下方，則為下偏移。如果主動(dòng)齒輪處于左側(cè)，則情況相反。圖6-8a、b為主動(dòng)齒輪軸線下偏移情況，圖6-8c、d為主動(dòng)齒輪軸線上偏移情況。則根據(jù)本設(shè)計(jì)例題各參數(shù)，E0.2D2=32mm且E40A2=29.5mm，考慮到載貨汽車，盡量取小值，可取為E=0.15D2=30mm，由于采用雙曲面齒輪，因此選擇主動(dòng)錐齒輪下偏移，左旋，從動(dòng)錐齒輪右旋。圖2-6  雙曲面齒輪的偏移和螺旋方向a)、b)主動(dòng)齒輪軸線下偏移  c)、d)主動(dòng)齒輪軸線上偏移5）中點(diǎn)螺旋角螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大

45、，輪齒小端的螺旋角最小?；↓X錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，雙曲面齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是不相等的，而且1>2, 1與2之差稱為偏移角。選擇時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度F、輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響。越大，則F也越大，同時(shí)嚙合的齒數(shù)越多，傳動(dòng)就越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高。一般F應(yīng)不小于1.25，在1.52.0時(shí)效果最好。但是過(guò)大，齒輪上所受的軸向力也會(huì)過(guò)大。汽車主減速器弧齒錐齒輪螺旋角或雙曲面齒輪副的平均螺旋角一般為35°40°。轎車選擇較大的值以保證較大的F，使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；貨車選用較小值以防止軸向力過(guò)大，通常取35°。也可以根據(jù)“格里森”制推薦預(yù)選主

46、從動(dòng)錐齒輪螺旋角名義值公式進(jìn)行預(yù)選：                         (2-14)螺旋角名義值還需要按照選用的標(biāo)準(zhǔn)刀號(hào)進(jìn)行反算螺旋角，最終得到的螺旋角名義值 與1之差不超過(guò)5°，詳見參考文獻(xiàn)1。           

47、0;                          (2-15)其中雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值                    

48、                 (2-16)平均螺旋角                                

49、     (2-17)雙曲面齒輪中點(diǎn)螺旋角具體選取結(jié)果，必須經(jīng)過(guò)繁瑣計(jì)算才能確定，詳見后面計(jì)算程序計(jì)算結(jié)果。6）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。主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。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。當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離趨勢(shì)，導(dǎo)致輪齒卡死而損壞。左旋齒輪使用左手法則判斷軸向力方向，拇指指向軸向力方向，其余四指握起方向就是齒輪旋轉(zhuǎn)方向；右旋齒輪使用右手法則判斷軸向力方向，拇指指向軸向力方向，其余四指握起方向就是齒輪旋轉(zhuǎn)方向。因此

50、，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，采用主動(dòng)錐齒輪左旋，使軸向力離開錐頂方向。7）法向壓力角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)。但對(duì)于小尺寸的齒輪，壓力角大易使齒頂變尖及刀尖寬度過(guò)小，并使齒輪端面重合度下降。因此，對(duì)于輕負(fù)荷工作的齒輪一般采用小壓力角，可使齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低。對(duì)于弧齒錐齒輪，轎車：一般選用14°30或16°；貨車：為20°；重型貨車：為22°30。對(duì)于雙曲面齒輪，大齒輪輪齒兩側(cè)壓力角是相同的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角是不等的，選取平均壓力角時(shí)，轎車為19°或20°，貨車為20°或22&

51、#176;30。結(jié)合本例，由于是SUV轎車，因此從動(dòng)錐齒輪取=19°，主動(dòng)錐齒輪選取平均壓力角=20°。2.3.4 主減速器主動(dòng)錐齒輪幾何尺寸的計(jì)算步驟詳見參考文獻(xiàn)1。表2-4   當(dāng)z1<21、z2/z1>2時(shí)雙曲面大齒輪頂高系數(shù)表6789200.1100.1300.1500.170表2-5 雙曲面齒輪傳動(dòng)的齒側(cè)間隙B端面模數(shù)25.412.78.47齒側(cè)間隙0.5080.7620.3050.4060.2030.279端面模數(shù)6.354.232.54齒側(cè)間隙0.1520.2030.1020.1520.0510.102為提高計(jì)算效率，編寫VB成

52、程序進(jìn)行計(jì)算!（程序代碼詳見光盤）結(jié)合本例，可以計(jì)算出如下結(jié)果：小齒輪節(jié)錐角(度)： 20.8650266822217大齒輪節(jié)錐角(度)： 68.7296049761429小齒輪中點(diǎn)螺旋角(度)： 42.7626669216693大齒輪中點(diǎn)螺旋角(度)： 30.2002039246829大齒輪節(jié)錐定點(diǎn)到小齒輪軸線的距離(mm)： .5285959大齒輪節(jié)錐距(mm)： 93.89633大齒輪齒頂角(分)： 39.457578176692 （雙重收縮齒）大齒輪齒根角(分)： 192.645822862673 （雙重收縮齒）大齒輪齒頂高(mm)：大齒輪齒根高(mm)： 6.709118167308

53、9徑向間隙(mm)：0.9535749大齒輪齒全高(mm)： 7.88804201487735大齒輪齒工作高(mm)： 6.93446706620405大齒輪的面錐角(度)： 69.3872312790877大齒輪的根錐角(度)：大齒輪外圓直徑(mm)： 175.855355873444大齒輪外緣至小齒輪軸線的距離(mm)： 32.4355352494945大齒輪面錐頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離(mm)： .636749207844274大齒輪根錐頂點(diǎn)至小齒輪軸線的距離(mm)：-1.06471851719094小齒輪的面錐角(度)： 23.9607589134499小齒輪面錐頂點(diǎn)之大齒輪軸線的距離

54、(mm)： 3.59045011672397小齒輪外緣至大齒輪軸線的距離(mm)： 84.9720197752827小齒輪輪齒前緣至大齒輪軸線的距離(mm)：小齒輪的外圓直徑(mm)：小齒輪根錐頂點(diǎn)至大齒輪軸線的距離(mm)：-.845742541368624小齒輪的根錐角(度)：2.3.5 “格里森”制主減速器錐齒輪強(qiáng)度計(jì)算在選好主減速器錐齒輪主要參數(shù)后，可根據(jù)所選擇的齒形計(jì)算錐齒輪的幾何尺寸，而后根據(jù)所確定的計(jì)算載荷進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，以保證錐齒輪有足夠的強(qiáng)度和壽命。輪齒損壞形式主要有彎曲疲勞折斷、過(guò)載折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。下面所介紹的強(qiáng)度驗(yàn)算是近似的，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還要依據(jù)

55、臺(tái)架和道路試驗(yàn)及實(shí)際使用情況等來(lái)檢驗(yàn)。1）單位齒長(zhǎng)圓周力主減速器錐齒輪的表面耐磨性常用輪齒上的單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算                                        

56、60;                (2-18)式中，p輪齒上單位齒長(zhǎng)圓周力；F作用在輪齒上的圓周力；從動(dòng)齒輪齒面寬。按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)                         

57、0;                       (2-19)式中，變速器傳動(dòng)比；D1主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑(mm)；其它符號(hào)同前。按驅(qū)動(dòng)輪打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)                  

58、;                             (2-20)式中符號(hào)同前。許用的單位齒長(zhǎng)圓周力p見表2-6。在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，p有時(shí)高出表中數(shù)值的2025。表2-6  單位齒長(zhǎng)圓周力許用值p參數(shù)類別p/(N·mm-1)（按最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算）p/(

59、N·mm-1)（按打滑轉(zhuǎn)矩計(jì)算）輪胎與地面的附著系數(shù)一擋二擋直接擋乘用車8935363218930.85商用車貨車1429-2501429客車982-214-按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)，p=2×285×4×103/（63×27）=1340 N/mm <p，滿足設(shè)計(jì)要求。按最大附著力矩計(jì)算時(shí)，p=2×9726.5×0.36865×103×1/(175×27)=1517.7 N/mm<p2）輪齒彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為     &#

60、160;                     (2-21)式中，w錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力(MPa)；Tc所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，對(duì)于從動(dòng)齒輪，Tc=和，對(duì)于主動(dòng)齒輪，Tc還要按式(2-9)換算；過(guò)載系數(shù)，一般取1；尺寸系數(shù)，它反映了材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等因素有關(guān)，當(dāng)1.6mm時(shí)，=(25.4)。齒面載荷分配系數(shù)，跨置式結(jié)構(gòu)：=1.01.1，懸臂式結(jié)構(gòu)：=1

61、.101.25；質(zhì)量系數(shù)，當(dāng)輪齒接觸良好，齒距及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，=1.0；b所計(jì)算的齒輪齒面寬(mm)；D所討論齒輪大端分度圓直徑(mm)；所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)。上述按計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力不超過(guò)700MPa；按計(jì)算的疲勞彎曲應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)210MPa，破壞的循環(huán)次數(shù)次。結(jié)合本例題，因?yàn)閺膭?dòng)齒輪受力大，所以應(yīng)該計(jì)算從動(dòng)齒輪輪齒彎曲強(qiáng)度：（1）按計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力：其中，Tc=1574.91 N·m，ks=0.63，懸臂式支承結(jié)構(gòu)km取1.10，Jw=0.25，其他參數(shù)取值同前。則w =2×1574.91×0.63×1.10×1

62、03/（4×30×175×0.238）=436.7 Mpa<w，此計(jì)算結(jié)果滿足要求。（2）按Tcf計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力：其中Tcf=723.885 N·m，ks=0.63，懸臂式支承結(jié)構(gòu)km取1.10，Jw=0.135，其他參數(shù)取值同前計(jì)算：則w =2×723.885×0.63×1.10×103/（4×30×175×0.135）=353.8993Mpa<w，此計(jì)算結(jié)果也滿足要求。3）輪齒接觸強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力為    

63、;                          (2-22)式中，錐齒輪輪齒的齒面接觸應(yīng)力(MPa)；主動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑(mm)；b取和的較小值(mm)；尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)淬透性的影響，通常取1.0；齒面品質(zhì)系數(shù)，它取決于齒面的表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)(如鍍銅、磷化處理等)，對(duì)于制造精確的齒輪，取1.0；綜合彈性系數(shù)，針對(duì)

64、鋼齒輪，取232.6Nmm；JJ齒面接觸強(qiáng)度的綜合系數(shù)，取法見參考文獻(xiàn)1；上述按計(jì)算的最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)2800MPa，按計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)1750MPa。主、從動(dòng)齒輪的齒面接觸應(yīng)力是相同的，破壞的循環(huán)次數(shù)次。結(jié)合本設(shè)計(jì)，計(jì)算主動(dòng)齒輪輪齒接觸強(qiáng)度。（1）按計(jì)算的最大接觸應(yīng)力：其中，Tz=547.7 N·m，懸臂式支承結(jié)構(gòu)km取1.10，JJ=0.135，其他參數(shù)取值同前。得J 小于許用應(yīng)力，此計(jì)算結(jié)果滿足要求。（2）按Tcf計(jì)算的疲勞接觸應(yīng)力：其中，Tz=270 N·m，懸臂式支承結(jié)構(gòu)km取1.10，JJ=0.135，其他參數(shù)取值同前。得J小于許用應(yīng)力，

65、此計(jì)算結(jié)果也滿足要求錐齒輪的材料選擇汽車驅(qū)動(dòng)橋錐齒輪的工作條件非常惡劣，與傳動(dòng)系其它齒輪相比較，具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、變化多、有沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有輪齒根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。它是傳動(dòng)系中的薄弱環(huán)節(jié)。錐齒輪材料應(yīng)滿足如下要求：1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，齒面具有高的硬度以保證有高的耐磨性。2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷。3）鍛造性能、切削加工性能及熱處理性能良好，熱處理后變形小或變形規(guī)律易控制。4）選擇合金材料時(shí)，盡量少用含鎳、鉻元素的材料（我國(guó)礦藏量少），而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼。汽車

66、主減速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20Mn2TiB、20CrMnMo、22CrNiMo和l6SiMn2WMoV等。滲碳合金鋼的優(yōu)點(diǎn)是表面可得到含碳量較高的硬化層(一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.81.2)，具有相當(dāng)高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性，故這類材料的彎曲強(qiáng)度、表面接觸強(qiáng)度和承受沖擊的能力均較好。由于較低的含碳量，使鍛造性能和切削加工性能較好。其主要缺點(diǎn)是熱處理費(fèi)用高，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，如果滲透層與芯部的含碳量相差過(guò)多，便會(huì)引起表面硬化層剝落。經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864HRC

67、，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)m8時(shí)為2945HRC，當(dāng)端面模數(shù)m8時(shí)為3245HRC。對(duì)滲碳層有如下規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m5時(shí)，厚度為0.91.3mm         m=58時(shí)，厚度為1.01.4mm         m8時(shí)，厚度為1.21.6mm為改善新齒輪的磨合，防止其在運(yùn)行初期出現(xiàn)早期的磨損、擦傷、膠合或咬死，錐齒輪在熱處理及精加工后，作厚度為0.0050.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫處理。對(duì)齒面進(jìn)行應(yīng)力噴丸處理，可提高25的齒輪壽命。對(duì)于滑動(dòng)速度

68、高的齒輪，可進(jìn)行滲硫處理以提高耐磨性。滲硫后摩擦因數(shù)可顯著降低，即使?jié)櫥瑮l件較差，也能防止齒面擦傷、咬死和膠合。                             3 對(duì)稱錐齒輪式差速器設(shè)計(jì) 3.1 差速器齒輪主要參數(shù)選擇1）行星齒輪數(shù)行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來(lái)選擇。本設(shè)計(jì)中取：=4。2）行星齒輪球面

69、半徑的 的確定行星齒輪球面半徑反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定                      (3-1)式中，為行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.5；為差速器計(jì)算轉(zhuǎn)矩(N·m)，；為球面半徑(mm)。差速器行星齒輪球面半徑 確定以后，可初步根據(jù)下式確定節(jié)錐距：=(0.980.99)    &#

70、160;                 (3-2)3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇通常我們?nèi)≥^大的模數(shù)使輪齒具有較高的強(qiáng)度，但尺寸會(huì)增大，于是又要求行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)取少些，但一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)在1425選用。大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比在1.52.0的范圍內(nèi)。為使兩個(gè)或四個(gè)行星齒輪能同時(shí)與兩個(gè)半軸齒輪嚙合，兩半軸齒輪齒數(shù)和必須能被行星齒輪數(shù)整除，否則差速齒輪不能裝配。4）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、及模數(shù)行

71、星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、分別為                       （3-3）錐齒輪大端端面模數(shù)為                (3-4)5）壓力角汽車差速齒輪一般采用壓力角為22°30、齒高系數(shù)為0.8的齒形

72、。某些重型貨車和礦用車采用25°壓力角，以提高齒輪強(qiáng)度。6）行星齒輪軸直徑d及支承長(zhǎng)度L行星齒輪軸直徑與行星齒輪安裝孔直徑相同，行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度也就是行星齒輪安裝孔的深度。行星齒輪軸直徑d為                             (3-5)式中，T0差速器殼傳遞的轉(zhuǎn)矩(N·

73、m)，也就是從動(dòng)錐齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩，可取T0=Td=minTce,Tcs進(jìn)行計(jì)算。n行星齒輪數(shù)；rd行星齒輪支承面中點(diǎn)到錐頂?shù)木嚯x(mm)，約為半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑的一半，而半軸齒輪齒寬中點(diǎn)處平均直徑約為0.8d2，即rd0.4 d2；c支承面許用擠壓應(yīng)力，取98Mpa。行星齒輪在軸上的支承長(zhǎng)度L為                          (3-6)3.2 差