桑塔納轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要1Abstract1第1章緒 論11.1設(shè)計(jì)的目的和意義11.2驅(qū)動(dòng)橋的介紹11.3汽車(chē)前橋的設(shè)計(jì)要求21.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2第2章 主減速器的設(shè)計(jì)32.1主減速器的功用32.2主減速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇32.2.1主減速器分類(lèi)32.2.2螺旋錐齒輪主減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32.3主減速器主、從動(dòng)齒輪的支承方案42.4主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算52.5主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇72.6主動(dòng)輪和從齒輪各參數(shù)計(jì)算92.7主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算122.7.1齒輪的損壞形式及壽命122.7.2主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算142.7.3主減速器齒輪的材料

2、及熱處理172.8主減速器軸承的選擇182.8.1計(jì)算轉(zhuǎn)矩的確定182.8.2齒寬中點(diǎn)處的圓周力192.8.3螺旋錐齒輪所受的軸向力和徑向力192.8.4主減速器軸承載荷的計(jì)算及軸承的選擇202.9主減速器的潤(rùn)滑222.10本章小結(jié)23第3章 差速器設(shè)計(jì)243.1差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇243.2行星齒輪差速器的原理263.3行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)273.3.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇273.3.2行星齒輪與半軸齒輪的幾何尺寸計(jì)算293.3.3差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算313.4本章小結(jié)32第4章 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)334.1半軸結(jié)構(gòu)形式的選擇334.2半軸計(jì)算載荷的確定344.2.1半軸的桿部直徑的初選36

3、4.2.2半軸的強(qiáng)度計(jì)算364.3傳動(dòng)軸花鍵的尺寸與強(qiáng)度計(jì)算374.3.1漸開(kāi)線(xiàn)花鍵計(jì)算374.3.2花鍵的校核384.4本章小結(jié)39第5章 萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)405.1萬(wàn)向節(jié)的作用405.1.1萬(wàn)向節(jié)結(jié)構(gòu)方案分析405.1.2萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的計(jì)算載荷425.2球籠式萬(wàn)向節(jié)設(shè)計(jì)445.3本章小結(jié)48第6章 驅(qū)動(dòng)橋殼的設(shè)計(jì)496.1驅(qū)動(dòng)橋殼的作用與分類(lèi)496.2橋殼的厚度與材料的確定516.3本章小結(jié)51結(jié) 論52參考文獻(xiàn)53致 謝54附 錄A55附 錄B56第1章 緒 論1.1設(shè)計(jì)的目的和意義分析國(guó)內(nèi)外驅(qū)動(dòng)橋現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，借助國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)出一種適應(yīng)當(dāng)代汽車(chē)應(yīng)用的車(chē)橋，從而縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家在車(chē)橋領(lǐng)

4、域的差距。給中國(guó)汽車(chē)行業(yè)注入新的血液，達(dá)到強(qiáng)車(chē)興國(guó)的目的。1.2驅(qū)動(dòng)橋的介紹在節(jié)能環(huán)保已成為世界共識(shí)的今天，世界汽車(chē)的發(fā)展方向必將繼續(xù)朝著更加節(jié)能、環(huán)保的小型化方向發(fā)展。前置前驅(qū)轎車(chē)在微型、經(jīng)濟(jì)型汽車(chē)上比較盛行。前置前驅(qū)轎車(chē)的布局一般都是將發(fā)動(dòng)機(jī)橫向布置，與設(shè)計(jì)緊湊的變速驅(qū)動(dòng)橋相連， 其具有如下優(yōu)勢(shì)：通過(guò)省略傳動(dòng)軸裝置以減輕車(chē)重，結(jié)構(gòu)比較緊湊；有效地利用了發(fā)動(dòng)機(jī)室的空間，駕駛室內(nèi)空間較為寬敞，并有利于降低地板高度，提高乘坐舒適性；發(fā)動(dòng)機(jī)接近驅(qū)動(dòng)輪，動(dòng)力傳遞效率高，燃油經(jīng)濟(jì)性好；發(fā)動(dòng)機(jī)等總成前置，增加前軸的負(fù)荷，提高了轎車(chē)高速行駛時(shí)的操縱穩(wěn)定性和制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性；簡(jiǎn)化了后懸架系統(tǒng)等。 另一方面

5、，前置前驅(qū)型式也具有如下的弊端：?jiǎn)?dòng)、加速或爬坡時(shí)，前輪負(fù)荷減少，導(dǎo)致?tīng)恳ο陆?；前橋既是轉(zhuǎn)向橋，又是驅(qū)動(dòng)橋，結(jié)構(gòu)及工藝復(fù)雜，制造成本高、維修保養(yǎng)困難等。汽車(chē)采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前驅(qū)動(dòng)的布置型式，其前橋既是轉(zhuǎn)向橋又是驅(qū)動(dòng)橋，稱(chēng)為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。全輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)也需有轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。能同時(shí)實(shí)現(xiàn)車(chē)輪轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)兩種功能的車(chē)橋，稱(chēng)為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋。不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋在前置前驅(qū)的轎車(chē)中使用的較為成熟和普遍。汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋與從動(dòng)橋統(tǒng)稱(chēng)為車(chē)橋。一般轎車(chē)多以前橋?yàn)檗D(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，后橋?yàn)橹С謽驗(yàn)橹鳌Ｆ?chē)的驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端，其基本功用是增大由傳動(dòng)軸或直接由變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪具有汽車(chē)行

6、駛運(yùn)動(dòng)學(xué)所要求的差速功能；驅(qū)動(dòng)橋同時(shí)還要承受作用于路面和車(chē)架或承載式車(chē)身之間鉛垂力、縱向力和橫向力及其力矩。其的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)參數(shù)除了對(duì)汽車(chē)的可靠性與耐久性有重要影響外，也對(duì)汽車(chē)的行駛性能如動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、平順性、通過(guò)性、機(jī)動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性等有直接的影響。因此，轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)對(duì)于整車(chē)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能均有影響。轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋有同一般驅(qū)動(dòng)橋一樣的主減速器、差速器和半軸，也有一般轉(zhuǎn)向橋所具有的轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷(xiāo)等。不同之處是，由于轉(zhuǎn)向的需要，半軸被分成內(nèi)、外兩段，內(nèi)半軸與差速器相連接，外半軸與輪轂相連接，兩者用等角速萬(wàn)向節(jié)連接。同時(shí)，主銷(xiāo)也因此分成上、下兩段，固定在萬(wàn)向節(jié)的球形支座上，轉(zhuǎn)向節(jié)軸徑做成空心的，

7、以便外半軸(驅(qū)動(dòng)軸)從中穿過(guò)。  汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)向節(jié)臂帶動(dòng)轉(zhuǎn)向節(jié)時(shí)，轉(zhuǎn)向節(jié)繞主銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使前輪偏轉(zhuǎn)。 轎車(chē)的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋多為斷開(kāi)式的，非斷開(kāi)式的多用于軍用越野車(chē)上。斷開(kāi)式驅(qū)動(dòng)橋必須與獨(dú)立懸架相匹配，例如麥弗遜式懸架等。因而，對(duì)于中級(jí)轎車(chē)轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)，應(yīng)該充分考慮到其與其他的結(jié)構(gòu)之間的匹配，以及結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化，從而使得汽車(chē)產(chǎn)品的性能的優(yōu)化。1.3汽車(chē)前橋的設(shè)計(jì)要求驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中主要總成之一。驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)是否合理直接關(guān)系到汽車(chē)使用性能的好環(huán)。因此，設(shè)計(jì)中要保證:所選擇的主減速比應(yīng)保證汽車(chē)在給定使用條件下有最佳的動(dòng)力性能和燃料經(jīng)濟(jì)性;（1）當(dāng)左、右兩車(chē)輪的附著系數(shù)不

8、同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋必須能合理的解決左右車(chē)輪的轉(zhuǎn)矩分配問(wèn)題，以充分利用汽車(chē)的牽引力;（2）具有必要的離地間隙以滿(mǎn)足通過(guò)性的要求;（3）驅(qū)動(dòng)橋的各零部件在滿(mǎn)足足夠的強(qiáng)度和剛度的條件下，應(yīng)力求做到質(zhì)量輕，特別是應(yīng)盡可能做到非簧載質(zhì)量，以改善汽車(chē)的行駛平順性;（4）能承受和傳遞作用于車(chē)輪上的各種力和轉(zhuǎn)矩;（5）齒輪及其它傳動(dòng)部件應(yīng)工作平穩(wěn)，噪聲小;（6）對(duì)傳動(dòng)件應(yīng)進(jìn)行良好的潤(rùn)滑，傳動(dòng)效率要高;（7）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆裝調(diào)整方便1。1.4設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（1）分析后橋國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，分析驅(qū)動(dòng)橋的基本原理及運(yùn)行機(jī)理，驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù); 根據(jù)經(jīng)濟(jì)、適用、舒適、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則和分析比較， 收集資料調(diào)研，完成

9、后橋各部分的設(shè)計(jì)。（2）主要包括主減速器的齒輪類(lèi)型、主減速器的減速形式、主減速器主動(dòng)齒輪和從動(dòng)錐齒輪的支承形式、主減速器計(jì)算載荷的確定、主減速器基本參數(shù)的選擇、主減速器齒輪的材料及熱處理、主減速器軸承的計(jì)算、對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)、對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)、半浮式半軸計(jì)算載荷的確定、半浮式半軸的直徑的選擇、半浮式半軸的強(qiáng)度計(jì)算、半軸花鍵的強(qiáng)度計(jì)算、萬(wàn)向節(jié)基本參數(shù)的計(jì)算、萬(wàn)向節(jié)的強(qiáng)度計(jì)算、橋殼的厚度與材料的選擇。第2章 主減速器的設(shè)計(jì)2.1主減速器的功用汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的基本功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給車(chē)輪，以驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行使。驅(qū)動(dòng)橋是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，而主減速器和差速器又

10、是驅(qū)動(dòng)橋的重要組成部分。合理設(shè)計(jì)主減速器及差速器以適應(yīng)汽車(chē)在起步、加速、行使以及克服各種道路障礙等不同行使條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)輪牽引力及不同要求的需要。主減速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中最主要的部件之一。它的作用主要是將輸入的轉(zhuǎn)矩增大并相應(yīng)降低轉(zhuǎn)速，以及當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)還可以改變轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)方向的作用。2.2主減速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇2.2.1主減速器分類(lèi)為滿(mǎn)足不同的使用要求，主減速器的結(jié)構(gòu)形式也是不同的。目前我國(guó)常用的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)有：按齒輪形式不同分為弧齒錐齒輪式、雙曲面齒輪式、圓柱齒輪式和蝸輪蝸桿式。按減速形式不同分為單級(jí)式、雙級(jí)式、雙速式、貫通式和單、雙級(jí)減速配輪邊減速式。本次設(shè)計(jì)所選類(lèi)型為螺旋錐齒輪單級(jí)主減速器的

11、設(shè)計(jì)2.2.2螺旋錐齒輪主減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 圖2-1螺旋錐齒輪傳動(dòng)為了減少驅(qū)動(dòng)橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。因?yàn)槁菪F齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強(qiáng)度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動(dòng)比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，汽車(chē)上獲得廣泛應(yīng)用。近年來(lái)，有些汽車(chē)的主減速器采用準(zhǔn)雙曲面錐齒輪（車(chē)輛行業(yè)中簡(jiǎn)稱(chēng)雙曲面?zhèn)鲃?dòng)）傳動(dòng)。準(zhǔn)雙曲面錐齒輪傳動(dòng)與圓錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳動(dòng)不僅工作平穩(wěn)性更好，彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度更高，同時(shí)還可使主動(dòng)齒輪的軸線(xiàn)相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)偏移。當(dāng)主動(dòng)準(zhǔn)雙

12、曲面齒輪軸線(xiàn)向下偏移時(shí)，可降低主動(dòng)錐齒輪和傳動(dòng)軸位置，從而有利于降低車(chē)身及整車(chē)重心高度，提高汽車(chē)行使的穩(wěn)定性。東風(fēng)EQ1090E型汽車(chē)即采用下偏移準(zhǔn)雙曲面齒輪。但是，準(zhǔn)雙曲面齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒面間有較大的相對(duì)滑動(dòng)，且齒面間壓力很大，齒面油膜很容易被破壞。為減少摩擦，提高效率，必須采用含防刮傷添加劑的雙曲面齒輪油，絕不允許用普通齒輪油代替，否則將時(shí)齒面迅速擦傷和磨損，大大降低使用壽命。主減速器的齒輪選用螺旋錐齒輪傳動(dòng)形式（如圖2-1示）。螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主、從動(dòng)齒輪軸線(xiàn)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

13、同時(shí)捏合，所以它工作平穩(wěn)、能承受較大的負(fù)荷、制造也簡(jiǎn)單。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。2.3主減速器主、從動(dòng)齒輪的支承方案主動(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。由于題目為轎車(chē)，故所需傳遞的轉(zhuǎn)矩較小采用懸臂式支承。（a）懸臂式支承 （b）跨置式支承圖2-2主動(dòng)錐齒輪的支承方式（1）懸臂式支承如圖2-2（a）所示，其特點(diǎn)是主動(dòng)錐齒輪軸上兩圓錐滾子軸承的大端向外，以減少懸臂長(zhǎng)度，增加支承距，提高支承剛度；為了盡可能地增加支承剛度，支承距應(yīng)大于2.5倍的懸臂長(zhǎng)度，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?？拷X輪的支承軸承有

14、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。懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的轎車(chē)、輕型轎車(chē)的主減速器。（2）跨置式支承如圖2-2（b）所示，支承強(qiáng)大高,但加工和安裝不便。通常裝載質(zhì)量2噸以上的貨車(chē)車(chē)才采用此支承方式。2.3.1主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承方式及調(diào)整：圖2-3 從動(dòng)錐齒輪的支承方式為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應(yīng)向內(nèi)，以減小尺寸。但應(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，并讓出位置來(lái)加強(qiáng)連接突緣的剛度，應(yīng)盡量使尺寸等于或大于尺寸。2.4主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算2.4.1主減速器

15、計(jì)算載荷的確定發(fā)動(dòng)機(jī)選擇 桑塔納2000GSI轎車(chē)大多采用AJR型發(fā)動(dòng)機(jī)，所以此處也采用此發(fā)動(dòng)機(jī)。其參數(shù)最大扭矩為：155N.m/3800rpm。 主減速比i0的確定 對(duì)于具有很大功率儲(chǔ)備的轎車(chē)、長(zhǎng)途公共汽車(chē)尤其是競(jìng)賽車(chē)來(lái)說(shuō)，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速的情況下，所選擇的i值應(yīng)能保證這些汽車(chē)有盡可能高的最高車(chē)速。這時(shí)i值應(yīng)按下式來(lái)確定： （2.1）式中： 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑，此處給定輪胎型號(hào)為195/60R1486H，所以滾動(dòng)半徑為195×60%+14×25.4/2=294.8mm。igh變速器量高檔傳動(dòng)比。igh =0.8把nn=r/n , =175km/h代入上式 計(jì)算得i

16、=4.4441） 、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ce Tce= （2.2）式中：Tce 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Nm；Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；Temax =155N.mn-計(jì)算驅(qū)動(dòng)橋數(shù)， n= 1；if 分動(dòng)器傳動(dòng)比， if= 1；i0 主減速器傳動(dòng)比， i0=4.44； 變速器傳動(dòng)效率， =0.90；k 液力變矩器變矩系數(shù)， K=1；Kd 由于猛接離合器而產(chǎn)生的動(dòng)載系數(shù)，Kd=1； i1 變速器最低擋傳動(dòng)比，i1=3.455； 將數(shù)據(jù)代入上式可得： Tce=2141.89N.m 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 （2.3）式中：每個(gè)驅(qū)動(dòng)軸上的重量，為60%G=6

17、0%×14264=8558N 加速時(shí)重量轉(zhuǎn)移系數(shù)，此處為1.1； 輪胎與路面的附著系數(shù)，對(duì)于一般輪胎的公路用汽車(chē)在良好的混凝土或?yàn)r青路上可取0.85； 車(chē)輪滾動(dòng)半徑，0.294m； 車(chē)輪到從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)比，取1； 車(chē)輪到從動(dòng)錐齒輪間的傳動(dòng)效率，一般為0.9；將數(shù)據(jù)代入公式可得到=2376.27 N.m3）、按汽車(chē)日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 （2.4） 式中：汽車(chē)總重量，14264N；車(chē)輪滾動(dòng)半徑，0.294m；從動(dòng)錐齒輪到輪邊減速比，取1；驅(qū)動(dòng)軸傳動(dòng)效率，圓弧錐齒輪取1；公路坡度系數(shù)，它代表汽車(chē)在設(shè)計(jì)時(shí)要求能夠持續(xù)爬坡的能力，而不是公路的坡度系數(shù)，取0.08；性能系

18、數(shù)，代表汽車(chē)在坡度上的加速能力，取0.017；代入公式可得：=385.81 最大計(jì)算扭矩取1，2計(jì)算的較小值，所以 2141.89N.m2.5主減速器錐齒輪的主要參數(shù)選擇1)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；為了嚙合平穩(wěn)、噪音小和具有高的疲勞強(qiáng)度，大小齒輪的齒數(shù)和不少于40在轎車(chē)主減速器中，小齒輪齒數(shù)不小于9。查閱桑塔納轎車(chē)維修手冊(cè)資料，主減速器的傳動(dòng)比為4.444，初定主動(dòng)齒輪齒數(shù)z1=9，從動(dòng)齒輪齒數(shù)z2=40。所以計(jì)算得i=4.444，= 2141.89m2）從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑和端面模數(shù)對(duì)于單級(jí)主減速器，增大尺寸會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙，減小又會(huì)影

19、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?？筛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 （2.5）直徑系數(shù)，一般取13.016.0 從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，為T(mén)ce和Tcs中的較小者所以 =（13.015.3）=（167197.217）初選=180 則=/=180/40=4.5初選=4.5mm， 則=180根據(jù)=來(lái)校核=4.5選取的是否合適，其中=（0.30.4）此處，=（0.30.4）=（3.875.15）3） 主，從動(dòng)錐齒輪齒面寬和 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過(guò)窄及刀尖圓角過(guò)小，這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具

20、的使用壽命。此外，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)引起裝配空間減小。但齒面過(guò)窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。 對(duì)于從動(dòng)錐齒輪齒面寬，推薦不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應(yīng)滿(mǎn)足，對(duì)于汽車(chē)主減速器圓弧齒輪推薦采用： =0.155180=27.9 =1.1=1.127.9=30.694）中點(diǎn)螺旋角齒錐齒輪副的中點(diǎn)螺旋角是相等的，選時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時(shí)嚙合的齒越多，傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高，應(yīng)不小于1.25，在1.52.0時(shí)效果最好，

21、但過(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。汽車(chē)主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°40°，而乘用車(chē)選用較小的值以防止軸向力過(guò)大，通常取35°。 5） 螺旋方向 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)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)，應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開(kāi)錐頂方向，這樣可使主、從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。6） 法向壓力角加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬

22、度過(guò)小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，一般對(duì)于“格里森”制主減速器螺旋錐齒輪來(lái)說(shuō)，在此輕型轎車(chē)選擇壓力角7）銑刀盤(pán)名義直徑的選擇刀盤(pán)名義直徑可按從動(dòng)齒輪分度圓直徑直接按表3選?。罕?-1 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪名義刀盤(pán)半徑的選擇本設(shè)計(jì)范例：由于為180mm，故查表2-3，選擇=63.5mm。2.6主動(dòng)輪和從齒輪各參數(shù)計(jì)算1.小齒輪：=9 大齒輪：=402.端面模數(shù)： =4.5mm3.節(jié)圓直徑小齒輪 =4.59=40.5mm大齒輪 =4.540=180mm4.法向壓力角：輕型轎車(chē)大多選用5.齒工作高： 查表得： =1.57mm = 4.51.57=7.065mm6.齒全高： 查表得： =1.758

23、mm =4.51.758=7.911mm7.齒頂高：小齒輪 7.065-1.08=5.985mm 大齒輪=4.50.24=1.08mm8.齒根高：小齒輪=7.911-5.985=1.926mm 大齒輪=7.911-1.08=6.831mm9.徑向間隙：=7.911-7.065=0.846mm10.節(jié)錐角：小齒輪 =0.2213= 大齒輪 11.節(jié)錐距：93.75mm12.平均齒面寬：b= 齒寬系數(shù) =0.3192mm b=93.750.3192=29.925mm13.齒根角：小齒輪 大齒輪 14.根錐角：小齒輪 大齒輪15.面錐角：小齒輪 大齒輪16.外圓直徑：小齒輪 mm 大齒輪mm17.錐

24、定點(diǎn)至輪緣距：小齒輪mm 大齒輪mm2.7主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。2.7.1齒輪的損壞形式及壽命齒輪的損壞形式常見(jiàn)的有輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。它們的主要特點(diǎn)及影響因素分述如下：（1）輪齒折斷主要分為疲勞折斷及由于彎曲強(qiáng)度不足而引起的過(guò)載折斷。折斷多數(shù)從齒根開(kāi)始，因?yàn)辇X根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。疲勞折斷：在長(zhǎng)時(shí)間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。如果最高應(yīng)力點(diǎn)的應(yīng)力超過(guò)材料的耐久極限，則首先在齒根處

25、產(chǎn)生初始的裂紋。隨著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個(gè)地?cái)嗟簟Ｔ陂_(kāi)始出現(xiàn)裂紋處和突然斷掉前存在裂紋處，在載荷作用下由于裂紋斷面間的相互摩擦，形成了一個(gè)光亮的端面區(qū)域，這是疲勞折斷的特征，其余斷面由于是突然形成的故為粗糙的新斷面。過(guò)載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過(guò)了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)、安裝剛度不足、安裝位置不對(duì)等原因，使輪齒表面接觸區(qū)位置偏向一端，輪齒受到局部集中載荷時(shí)，往往會(huì)使一端（經(jīng)常是大端）沿斜向產(chǎn)生齒端折斷。各種形式的過(guò)載折斷的斷面均為粗

26、糙的新斷面。為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強(qiáng)度，并選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。（2）齒面的點(diǎn)蝕及剝落齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報(bào)廢齒輪的70%以上。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。 點(diǎn)蝕：是輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點(diǎn)附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開(kāi)始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點(diǎn)的現(xiàn)象就稱(chēng)為點(diǎn)蝕。一般首先產(chǎn)生在幾個(gè)齒上。在齒輪繼續(xù)工作時(shí)，則擴(kuò)大凹坑的尺寸及數(shù)目，甚至?xí)饾u使齒

27、面成塊剝落，引起噪音和較大的動(dòng)載荷。在最后階段輪齒迅速損壞或折斷。減小齒面壓力和提高潤(rùn)滑效果是提高抗點(diǎn)蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。 齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕更深的凹坑。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。造成齒面剝落的主要原因是表面層強(qiáng)度不夠。例如滲碳齒輪表面層太薄、心部硬度不夠等都會(huì)引起齒面剝落。當(dāng)滲碳齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時(shí)，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來(lái)。（3）齒面膠合在高壓和高速滑摩引起的局部高溫的共同作用下，或潤(rùn)滑

28、冷卻不良、油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來(lái)所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱(chēng)為膠合。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線(xiàn)的垂直方向產(chǎn)生撕裂或擦傷痕跡。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點(diǎn)的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤(rùn)滑條件等。（4）齒面磨損這是輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。研磨磨損是由于齒輪傳動(dòng)中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。汽車(chē)主減速器及差速器齒輪在新車(chē)跑合期及長(zhǎng)期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤(rùn)滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。汽

29、車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。在要求使用壽命為20萬(wàn)千米或以上時(shí)，其循環(huán)次數(shù)均以超過(guò)材料的耐久疲勞次數(shù)。實(shí)踐表明，主減速器齒輪的疲勞壽命主要與最大持續(xù)載荷（即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩）有關(guān)，而與汽車(chē)預(yù)期壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大。汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩Tec和最大附著轉(zhuǎn)矩Tcs并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)只能用它來(lái)驗(yàn)算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)1。2.7.2主減速器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算（1） 單位齒長(zhǎng)上的圓周力在汽車(chē)主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)圓周力來(lái)估算，即： （2.6）式中：P

30、作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算 從動(dòng)齒輪的齒面寬，在此取27.9mm。 1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： （2.7）式中： 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取155； 變速器的傳動(dòng)比在此取3.455； 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，在此取40.5mm。按式（2.7）得： N/mm在現(xiàn)代汽車(chē)的設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)上的圓周力有時(shí)提高許用數(shù)據(jù)的20%25%。經(jīng)驗(yàn)算以上數(shù)據(jù)在許用范圍內(nèi)。2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車(chē)主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為： （2.8）式中：該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，= 155N.m =31N·m;超載系數(shù)；在此取

31、1.0;尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)，當(dāng)時(shí)，在此=0.65；載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，1.001.10式支承時(shí)取1.101.25。支承剛度大時(shí)取最小值;質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車(chē)驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取1.0; 計(jì)算齒輪的齒面寬27.9mm; 計(jì)算齒輪的齒數(shù)9端面模4.5mm;計(jì)算彎曲應(yīng)力的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)、載荷作用點(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。參照?qǐng)D2.7取=0.29。圖2.4 計(jì)算用彎曲綜合系數(shù)按=31N.m N·m計(jì)算疲勞彎曲應(yīng)

32、力:N/< 210N/按=155N.m N·m計(jì)算疲勞彎曲應(yīng)力:N/< 700 N/所以主減速器齒輪滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。(3) 輪齒的表面接觸強(qiáng)度計(jì)算 N/ （2.9）式中：主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩；109N.m材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6/mm; ，見(jiàn)式(2.8)下的說(shuō)明;尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取1.0;表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒，磨齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)（如鍍銅，磷化處理等）。一般情況下，對(duì)于制造 精確的齒輪可取1.0;計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)（或稱(chēng)幾何系數(shù)）。它綜合考 慮了嚙合齒面

33、的 對(duì)曲率半徑、載荷作用的位置、輪齒間的載荷分配系數(shù)、有效尺寬及慣性系數(shù)的因素的影響，按圖2.8選取=0.1264。 按計(jì)算： =2613 2800N/ 按計(jì)算： =16751750N/圖2.5 接觸計(jì)算用綜合系數(shù)2.7.3主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車(chē)主減速器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)。錐齒輪材料及熱處理應(yīng)滿(mǎn)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)

34、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)，盡量少用我國(guó)礦藏量少的元素的合金鋼（如鎳、鉻等），而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼；汽車(chē)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l 6SiMn2WMoV等，經(jīng)過(guò)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度應(yīng)達(dá)到5864HRC，而心部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為2945HRC，當(dāng)端面模數(shù)8時(shí)為3245HRC。對(duì)滲碳層有如下規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)5時(shí)，厚度為0.91.3mm &

35、#160;        =58時(shí)，厚度為1.01.4mm          8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、

36、咬死和膠合。2.8主減速器軸承的選擇2.8.1計(jì)算轉(zhuǎn)矩的確定錐齒輪在工作過(guò)程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可分解為沿齒輪切向方向的圓周力、沿齒輪軸線(xiàn)方向的軸向力及垂直于齒輪軸線(xiàn)的徑向力。為計(jì)算作用在齒輪的圓周力，首先需要確定計(jì)算轉(zhuǎn)矩。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，由于變速器擋位的改變，且發(fā)動(dòng)機(jī)也不全處于最大轉(zhuǎn)矩狀態(tài)，故主減速器齒輪的工作轉(zhuǎn)矩處于經(jīng)常變化中。實(shí)踐表明，軸承的主要損壞形式為疲勞損傷，所以應(yīng)按輸入的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩可按下式計(jì)算: (2.10)式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，在此取155N·m； ，變速器在各擋的使用率，可參考表表2.4選取； ，

37、變速器各擋的傳動(dòng)比； ，變速器在各擋時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的利用率。 經(jīng)計(jì)算為61.66·。表2-3及的參考值 主動(dòng)齒輪齒寬中點(diǎn)處的分度圓直徑: =-=40.5-30.69=33.87mm 及的參考值2.8.2齒寬中點(diǎn)處的圓周力 經(jīng)計(jì)算為161.48· (1) 齒寬中點(diǎn)處的圓周力F N （2.11）式中：作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動(dòng)錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩，為上式計(jì)算結(jié)果。該齒輪的齒面寬中點(diǎn)處的分度圓直徑. 對(duì)于圓錐齒輪的齒面中點(diǎn)的分度圓直徑經(jīng)計(jì)算180-31.sin74.624°=160.23mm =36.05mm按上式主減速器主動(dòng)錐齒輪齒寬中點(diǎn)處的圓周力 F=8.9

38、6kN2.8.3螺旋錐齒輪所受的軸向力和徑向力圖2.4 主動(dòng)錐齒輪齒面的受力圖如圖2.4，主動(dòng)錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮瑥腻F頂看旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針，F(xiàn) 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力，在A點(diǎn)處的螺旋方向的法平面內(nèi)，F(xiàn)分解成兩個(gè)相互垂直的力F和，F(xiàn)垂直于OA且位于OOA所在的平面，位于以O(shè)A為切線(xiàn)的節(jié)錐切平面內(nèi)。在此平面內(nèi)又可分為沿切線(xiàn)方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線(xiàn)方向的力。F與之間的夾角為螺旋角，F(xiàn)與之間的夾角為法向壓力角，這樣就有： （2.12） （2.13） （2.14） 于是，作用在主動(dòng)錐齒輪齒面上的軸向力A和徑向力R分別為： （2.15） （2.16） 由式（2.15）可計(jì)算： 4.7

39、32KN 由式（2.16）可計(jì)算：=0.994KN2.8.4主減速器軸承載荷的計(jì)算及軸承的選擇 軸承位置示意圖主動(dòng)錐齒輪與從動(dòng)錐齒輪的軸承A.B.C.D的徑向載荷及軸向載荷分別為：軸承受力如下表軸承號(hào)力的名稱(chēng)公 式計(jì) 算 結(jié) 果A徑向力1276.2N軸向力735.95NB徑向力352.99N軸向力00C徑向力793.44N軸向力225.31ND徑向力657.22N由于軸承A為圓錐滾子軸承，查表可知X=1，Y=0代人公式，求得當(dāng)量動(dòng)載荷為： Q=XR1+YA1=4025N則此軸承的額定壽命為 ： （2.17）式中：C額定動(dòng)載荷，C=41.5KN； ft溫度系數(shù)，ft=0.95； fp載荷系數(shù)，f

40、p=1.21.8； 壽命指數(shù)，對(duì)于圓錐滾軸承取=10/3。在實(shí)際計(jì)算中，常用工作小時(shí)數(shù)表示軸承的額定壽命： （2.18）式中：n軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速，r/min。對(duì)于無(wú)輪邊減速器的驅(qū)動(dòng)橋來(lái)說(shuō)，主減速器從動(dòng)錐齒輪軸承的計(jì)算轉(zhuǎn)速n2為：r/min r/min式中：rr輪胎的滾動(dòng)半徑，rr=0.294m； 汽車(chē)的平均行駛速度，km/h；對(duì)于轎車(chē)可取為5055km/h 帶入數(shù)值計(jì)算得： （2.19） = =5296hLh 還應(yīng)滿(mǎn)足: （2.20）式中： S汽車(chē)的大修里程，km。由于<Lh ，故設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求。 2.9主減速器的潤(rùn)滑 減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤(rùn)滑，其中應(yīng)注意主減速器主

41、動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)槠錆?rùn)滑不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專(zhuān)門(mén)的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)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(shí)的泵油作用使?jié)櫥陀蓤A錐滾子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)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的潤(rùn)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(rùn)滑油能流進(jìn)差速器，有的采用專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)油匙。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漏油，應(yīng)在主減速器殼或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開(kāi)油濺所及之處。

42、加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，油孔位置也決定了油面位置。放油孔應(yīng)設(shè)在橋完最低處，但也應(yīng)考慮到汽車(chē)在通過(guò)障礙時(shí)放油塞不易被撞掉2。2.10本章小結(jié)本章介紹了單級(jí)減速、雙級(jí)減速、雙速減速、單級(jí)貫通、雙級(jí)貫通、主減速及輪邊減速等主減速器的減速形式，由于本車(chē)是桑塔納轎車(chē)，通過(guò)對(duì)比決定采用單級(jí)主減速器；然后對(duì)采用何種齒輪類(lèi)型進(jìn)行了討論，最后根據(jù)實(shí)際情況決定采用螺旋錐齒輪。以上問(wèn)題解決后，對(duì)齒輪的具體參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)其進(jìn)行了校核。校核合格以后，進(jìn)行了軸承的選擇和校核。第3章 差速器設(shè)計(jì)3.1差速器結(jié)構(gòu)形式的選擇汽車(chē)在行駛過(guò)程中左，右車(chē)輪在同一時(shí)間內(nèi)所滾過(guò)的路程往往不等。例如，轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)、外兩側(cè)車(chē)輪行程

43、顯然不同，即外側(cè)車(chē)輪滾過(guò)的距離大于內(nèi)側(cè)的車(chē)輪；汽車(chē)在不平路面上行駛時(shí)，由于路面波形不同也會(huì)造成兩側(cè)車(chē)輪滾過(guò)的路程不等；即使在平直路面上行駛，由于輪胎氣壓、輪胎負(fù)荷、胎面磨損程度不同以及制造誤差等因素的影響，也會(huì)引起左、右車(chē)輪因滾動(dòng)半徑的不同而使左、右車(chē)輪行程不等。如果驅(qū)動(dòng)橋的左、右車(chē)輪剛性連接，則行駛時(shí)不可避免地會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輪在路面上的滑移或滑轉(zhuǎn)。這不僅會(huì)加劇輪胎的磨損與功率和燃料的消耗，而且可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向和操縱性能惡化。為了防止這些現(xiàn)象的發(fā)生，汽車(chē)左、右驅(qū)動(dòng)輪間都裝有輪間差速器，從而保證了驅(qū)動(dòng)橋兩側(cè)車(chē)輪在行程不等時(shí)具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿(mǎn)足了汽車(chē)行駛運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。圖3-1 普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪

44、差速器1，12-軸承；2-螺母；3，14-鎖止墊片；4-差速器左殼；5，13-螺栓；6-半軸齒輪墊片；7-半軸齒輪；8-行星齒輪軸；9-行星齒輪；10-行星齒輪墊片；11-差速器右殼差速器用來(lái)在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)。差速器主要有以下幾種形式。（1） 對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器由差速器左、右殼，2個(gè)半軸齒輪，4個(gè)行星齒輪(少數(shù)汽車(chē)采用3個(gè)行星齒輪，小型、微型汽車(chē)多采用2個(gè)行星齒輪)，行星齒輪軸(不少裝4個(gè)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。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用在公路汽車(chē)上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)

45、，最廣泛地用在轎車(chē)、客車(chē)和各種公路用載貨汽車(chē)上有些越野汽車(chē)也采用了這種結(jié)構(gòu)，但用到越野汽車(chē)上需要采取防滑措施。例如加進(jìn)摩擦元件以增大其內(nèi)摩擦，提高其鎖緊系數(shù)；或加裝可操縱的、能強(qiáng)制鎖住差速器的裝置差速鎖等。 由于整速器殼是裝在主減速器從動(dòng)齒輪上，故在確定主減速界從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器殼的輪廓尺寸也受到從動(dòng)齒輪及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承支座的限制。 （2）強(qiáng)制鎖止式防滑差速器 式防滑差速器就是在普通的圓錐齒輪差速器上加裝差速鎖，必要時(shí)將差速器鎖住。此時(shí)左、右驅(qū)動(dòng)車(chē)輪可以傳遞由附著力決定的全部轉(zhuǎn)矩。 當(dāng)汽車(chē)駛?cè)胼^好的路面時(shí)，差速器的鎖止機(jī)構(gòu)應(yīng)即時(shí)松開(kāi)，否則將產(chǎn)生與無(wú)差速器時(shí)一樣的問(wèn)題，

46、例如使轉(zhuǎn)彎困難、輪胎加速磨損、使傳動(dòng)系零件過(guò)載和消耗過(guò)多的功率等。 （3）自鎖式差速器為了充分利用汽車(chē)的牽引力，保證轉(zhuǎn)矩在驅(qū)動(dòng)車(chē)輪間的不等分配以提高抗滑能力，并避免上述強(qiáng)制鎖止式差速器的缺點(diǎn)，創(chuàng)造了各種類(lèi)型的自鎖式差速器。 用以評(píng)價(jià)自鎖式差速器性能的主要參數(shù)，是它的鎖緊系數(shù)。為了提高汽車(chē)的通過(guò)性，似乎是鎖緊系數(shù)愈大愈好，但是過(guò)大的鎖緊系數(shù)如前所述，不但對(duì)汽車(chē)轉(zhuǎn)向操縱的輕便靈活性、行駛的穩(wěn)定性、傳動(dòng)系的載荷、輪胎磨損和燃料消耗等，有不同程度的不良影響，而且無(wú)助于進(jìn)一步提高驅(qū)動(dòng)車(chē)輪抗滑能力。因此設(shè)計(jì)高通過(guò)性汽車(chē)差速器時(shí)，應(yīng)正確選擇鎖緊系數(shù)值2。因?yàn)楸拒?chē)屬于微型汽車(chē)，主要在較好的路面上行駛，所以采用

47、成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器。3.2行星齒輪差速器的原理圖3.2 差速器差速原理如圖3.2所示，對(duì)稱(chēng)式錐齒輪差速器是一種行星齒輪機(jī)構(gòu)。差速器殼3與行星齒輪軸5連成一體，形成行星架。因?yàn)樗峙c主減速器從動(dòng)齒輪6固連在一起，固為主動(dòng)件，設(shè)其角速度為；半軸齒輪1和2為從動(dòng)件，其角速度為和。A、B兩點(diǎn)分別為行星齒輪4與半軸齒輪1和2的嚙合點(diǎn)。行星齒輪的中心點(diǎn)為C，A、B、C三點(diǎn)到差速器旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的距離均為。 當(dāng)行星齒輪只是隨同行星架繞差速器旋轉(zhuǎn)軸線(xiàn)公轉(zhuǎn)時(shí)，顯然，處在同一半徑上的A、B、C三點(diǎn)的圓周速度都相等（圖3.2），其值為。于是=，即差速器不起差速作用，而半軸角速度等于差速器殼3的角

48、速度。 當(dāng)行星齒輪4除公轉(zhuǎn)外，還繞本身的軸5以角速度自轉(zhuǎn)時(shí)（圖3.2），嚙合點(diǎn)A的圓周速度為=+，嚙合點(diǎn)B的圓周速度為=-。于是:+=（+）+(-)即 + =2 （3.1）若角速度以每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)表示，則： （3.2）式（3.2）為兩半軸齒輪直徑相等的對(duì)稱(chēng)式圓錐齒輪差速器的運(yùn)動(dòng)特征方程式，它表明左右兩側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速之和等于差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍，而與行星齒輪轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。因此在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛或其它行駛情況下，都可以借行星齒輪以相應(yīng)轉(zhuǎn)速自轉(zhuǎn)，使兩側(cè)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪以不同轉(zhuǎn)速在地面上滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)。由式（3.2）還可以得知：當(dāng)任何一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為零時(shí)，另一側(cè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)速為差速器殼轉(zhuǎn)速的兩倍；當(dāng)差速器殼的轉(zhuǎn)速為零（

49、例如中央制動(dòng)器制動(dòng)傳動(dòng)軸時(shí)），若一側(cè)半軸齒輪受其它外來(lái)力矩而轉(zhuǎn)動(dòng)，則另一側(cè)半軸齒輪即以相同的轉(zhuǎn)速反向轉(zhuǎn)動(dòng)2。對(duì)稱(chēng)式圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)普通的對(duì)稱(chēng)式圓錐齒輪差速器由差速器左右殼，兩個(gè)半軸齒輪，四個(gè)行星齒輪，行星齒輪軸，半軸齒輪墊片及行星齒輪墊片等組成。如圖3-2所示。由于其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)、制造方便、用于公路汽車(chē)上也很可靠等優(yōu)點(diǎn)，故廣泛用于各類(lèi)車(chē)輛上。3.3行星齒輪差速器的設(shè)計(jì)由于在差速器殼上裝著主減速器從動(dòng)齒輪，所以在確定主減速器從動(dòng)齒輪尺寸時(shí)，應(yīng)考慮差速器的安裝。差速器的輪廓尺寸也受到主減速器從動(dòng)齒輪軸承支承座及主動(dòng)齒輪導(dǎo)向軸承座的限制。3.3.1差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇1.行星

50、齒輪差速器的確定1）行星齒輪數(shù)目的選擇依照汽車(chē)工程手冊(cè)，轎車(chē)及一般乘用車(chē)多用2個(gè)行星齒輪，貨車(chē)汽車(chē)和越野汽車(chē)多用4個(gè)，少數(shù)騎車(chē)用個(gè)行星齒輪。本車(chē)差速器應(yīng)選行星齒輪數(shù)為2個(gè)（乘用車(chē)汽車(chē)）2）行星齒輪球面半徑的確定差速器的尺寸通常決定于，它就是行星齒輪的安裝尺寸，可根據(jù)公式來(lái)確定。=2.95=38.03mm （3.3）式中：行星齒輪球面半徑系數(shù)，=2.522.99（有四個(gè)行星齒輪的轎車(chē)和公路用貨車(chē)取小值；有2個(gè)行星齒輪的轎車(chē)，以及越野汽車(chē)、礦用汽車(chē)取大值）；在此取2.95 差速器計(jì)算扭矩。在此為2141.89N.m 計(jì)算得： 38.03mm 取38mm3）預(yù)選其節(jié)錐距 （3.4） mm4）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)，以使齒輪有較高的強(qiáng)度，行星齒輪的齒數(shù)應(yīng)盡量少，但一般不少于10。半軸齒輪齒數(shù)取1425；半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比多在1.52范圍內(nèi)；左、右半軸齒輪的齒數(shù)和必須能被行星齒輪的數(shù)目所整除，否則將不能安裝。根據(jù)這些要求初定半軸齒輪齒數(shù)為18；差速器行星輪個(gè)數(shù)為2，齒數(shù)為10。5）行星齒輪節(jié)錐角、模數(shù)和節(jié)圓直徑的初步確定行星齒輪和半軸齒輪的節(jié)錐角、計(jì)算如下： （3.5） （3.6）6）大端模數(shù)及節(jié)圓直徑的計(jì)算 mm 取4mm （3.7） 分度圓直徑