錐齒輪行星齒輪雙級(jí)主減速器設(shè)計(jì)

中型載重汽車（解放ca1091）主減速器設(shè)計(jì)摘要驅(qū)動(dòng)橋作為汽車四大總成之一，它的性能的好壞直接影響整車性能，而對(duì)于載重汽車顯得尤為重要。當(dāng)采用大功率發(fā)動(dòng)機(jī)輸出大的轉(zhuǎn)矩以滿足目前載重汽車的快速、重載的高效率、高效益的需要時(shí)，必須要搭配一個(gè)高效、可靠的驅(qū)動(dòng)橋。所以采用傳動(dòng)效率高的單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋已成為未來(lái)重載汽車的發(fā)展方向。本文參照傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了載重汽車驅(qū)動(dòng)橋的設(shè)計(jì)。本文首先確定主要部件的結(jié)構(gòu)型式和主要設(shè)計(jì)參數(shù)；然后參考類似驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)，確定出總體設(shè)計(jì)方案；最后對(duì)主，從動(dòng)錐齒輪，差速器圓錐行星齒輪，半軸齒輪，全浮式半軸和整體式橋殼的強(qiáng)度進(jìn)行校核以及對(duì)支承軸承進(jìn)行了壽命校核。本文不是采用傳統(tǒng)的雙曲面錐齒輪作為載重汽車的主減速器而是采用弧齒錐齒輪，希望這能作為一個(gè)課題繼續(xù)研究下去。關(guān)鍵字：中型汽車驅(qū)動(dòng)橋雙級(jí)行星齒輪減速橋弧齒錐齒輪目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 I\o"CurrentDocument"前言 3一驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析 4\o"CurrentDocument"二主減速器設(shè)計(jì) 7\o"CurrentDocument"1主減速器的結(jié)構(gòu)形式 7\o"CurrentDocument"2主減速器的齒輪類型 7\o"CurrentDocument"3主減速器的減速形式 8\o"CurrentDocument"4主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式 8\o"CurrentDocument"5主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定 8\o"CurrentDocument"＜一＞主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定： 9＜二＞錐齒輪主要參數(shù)的確定 10＜三＞主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算 131、單位吃長(zhǎng)圓周力 13\o"CurrentDocument"2輪齒彎曲強(qiáng)度 14\o"CurrentDocument"3、輪齒接觸強(qiáng)度 15\o"CurrentDocument"四、二級(jí)行星齒輪的計(jì)算 16\o"CurrentDocument"1、 選取行星輪傳動(dòng)類型 16\o"CurrentDocument"2、 配齒計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)比 16\o"CurrentDocument"3、 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù) 164嚙合參數(shù)計(jì)算 175、幾何尺寸計(jì)算 17\o"CurrentDocument"6、 裝配條件的驗(yàn)算 18\o"CurrentDocument"7、 傳動(dòng)效率 18\o"CurrentDocument"8、 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算 18、a的切向力 19有關(guān)系數(shù)KA=1 19\o"CurrentDocument"、計(jì)算齒根應(yīng)力 20\o"CurrentDocument"、計(jì)算許用應(yīng)力 20\o"CurrentDocument"五、 差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇 21\o"CurrentDocument".行星齒輪數(shù)目的選擇 21\o"CurrentDocument".行星齒輪球面半徑的確定 21\o"CurrentDocument".行星齒輪與半軸齒輪的選擇 22\o"CurrentDocument".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 23\o"CurrentDocument".壓力角a 23\o"CurrentDocument".行星齒輪安裝孔的直徑及其深度L 23差速器齒輪的幾何計(jì)算 24差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 26\o"CurrentDocument"六、 主減速器錐齒輪軸承的載荷計(jì)算 28\o"CurrentDocument"、齒寬中點(diǎn)處的圓周力 28\o"CurrentDocument"、錐齒輪的軸向力和徑向力 28\o"CurrentDocument"錐齒輪軸承的載荷 29\o"CurrentDocument"七、 參考文獻(xiàn) 30前言汽車驅(qū)動(dòng)橋位于傳動(dòng)系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改變轉(zhuǎn)矩的傳遞方向，即增大由傳動(dòng)軸或直接從變速器傳來(lái)的轉(zhuǎn)矩，并將轉(zhuǎn)矩合理的分配給左右驅(qū)動(dòng)車輪；其次，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面或車身之間的垂直力，縱向力和橫向力，以及制動(dòng)力矩和反作用力矩等。驅(qū)動(dòng)橋一般由主減速器，差速器，車輪傳動(dòng)裝置和橋殼組成。對(duì)于重型載貨汽車來(lái)說(shuō)，要傳遞的轉(zhuǎn)矩較乘用車和客車，以及輕型商用車都要大得多，以便能夠以較低的成本運(yùn)輸較多的貨物，所以選擇功率較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，這就對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)有較高的要求，而驅(qū)動(dòng)橋在傳動(dòng)系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用。隨著目前國(guó)際上石油價(jià)格的上漲，汽車的經(jīng)濟(jì)性日益成為人們關(guān)心的話題，這不僅僅只對(duì)乘用車，對(duì)于載貨汽車，提高其燃油經(jīng)濟(jì)性也是各商用車生產(chǎn)商來(lái)提高其產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)法寶，因?yàn)橹匦洼d貨汽車所采用的發(fā)動(dòng)機(jī)都是大功率，大轉(zhuǎn)矩的，裝載質(zhì)量在十噸以上的載貨汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率在140KW以上，最大轉(zhuǎn)矩也在700N-m以上，百公里油耗是一般都在34升左右。為了降低油耗，不僅要在發(fā)動(dòng)機(jī)的環(huán)節(jié)上節(jié)油，而且也需要從傳動(dòng)系中減少能量的損失。這就必須在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出之后，在從發(fā)動(dòng)機(jī)一傳動(dòng)軸一驅(qū)動(dòng)橋這一動(dòng)力輸送環(huán)節(jié)中尋找減少能量在傳遞的過(guò)程中的損失。在這一環(huán)節(jié)中，發(fā)動(dòng)機(jī)是動(dòng)力的輸出者，也是整個(gè)機(jī)器的心臟，而驅(qū)動(dòng)橋則是將動(dòng)力轉(zhuǎn)化為能量的最終執(zhí)行者。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)相同的情況下，采用性能優(yōu)良且與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配性比較高的驅(qū)動(dòng)橋便成了有效節(jié)油的措施之一。所以設(shè)計(jì)新型的驅(qū)動(dòng)橋成為新的課題。目前國(guó)內(nèi)重型車橋生產(chǎn)企業(yè)也主要集中在中信車橋廠、東風(fēng)襄樊車橋公司、濟(jì)南橋箱廠、漢德車橋公司、重慶紅巖橋廠和安凱車橋廠幾家企業(yè)。這些企業(yè)幾乎占到國(guó)內(nèi)重卡車橋90%以上的市場(chǎng)。設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)橋時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足如下基本要求：選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比，以保證汽車在給定的條件下具有最佳的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。外廓尺寸小，保證汽車具有足夠的離地間隙，以滿足通過(guò)性的要求。齒輪及其他傳動(dòng)件工作平穩(wěn)，噪聲小。在各種載荷和轉(zhuǎn)速工況下有較高的傳動(dòng)效率。具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以承受和傳遞作用于路面和車架或車身間的各種力和力矩；在此條件下，盡可能降低質(zhì)量，尤其是簧下質(zhì)量，減少不平路面的沖擊載荷，提高汽車的平順性。與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工工藝性好，制造容易，維修，調(diào)整方便。在一驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)方案分析由于要求設(shè)計(jì)的是10噸級(jí)的后驅(qū)動(dòng)橋，要設(shè)計(jì)這樣一個(gè)級(jí)別的驅(qū)動(dòng)橋，一般選用非斷開(kāi)式結(jié)構(gòu)以與非獨(dú)立懸架相適應(yīng)，該種形式的驅(qū)動(dòng)橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動(dòng)車輪的剛性空心梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動(dòng)件都裝在其中，此時(shí)驅(qū)動(dòng)橋，驅(qū)動(dòng)車輪都屬于簧下質(zhì)量。驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：1） 中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。此是驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)中最為簡(jiǎn)單的一種，是驅(qū)動(dòng)橋的基本形式，在載重汽車中占主導(dǎo)地位。一般在主傳動(dòng)比小于6的情況下，應(yīng)盡量采用中央單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋。目前的中央單級(jí)減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動(dòng)小齒輪采用騎馬式支承，有差速鎖裝置供選用。2） 中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋。在國(guó)內(nèi)目前的市場(chǎng)上，中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就在單級(jí)減速器中預(yù)留好空間，當(dāng)要求增大牽引力與速比時(shí)，可裝入圓柱行星齒輪減速機(jī)構(gòu)，將原中央單級(jí)改成中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標(biāo)準(zhǔn)化）程度高，橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當(dāng)要增大牽引力與速比時(shí)，需要改制第一級(jí)傘齒輪后，再裝入第二級(jí)圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級(jí)驅(qū)動(dòng)橋，這時(shí)橋殼可通用，主減速器不通用，錐齒輪有2個(gè)規(guī)格。由于上述中央雙級(jí)減速橋均是在中央單級(jí)橋的速比超出一定數(shù)值或牽引總質(zhì)量較大時(shí)，作為系列產(chǎn)品而派生出來(lái)的一種型號(hào)，它們很難變型為前驅(qū)動(dòng)橋，使用受到一定限制；因此，綜合來(lái)說(shuō)，雙級(jí)減速橋一般均不作為一種基本型驅(qū)動(dòng)橋來(lái)發(fā)展，而是作為某一特殊考慮而派生出來(lái)的驅(qū)動(dòng)橋存在。3）中央單級(jí)、輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當(dāng)前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動(dòng)橋。圓錐行星齒輪式輪邊減速橋。由圓錐行星齒輪式傳動(dòng)構(gòu)成的輪邊減速器，輪邊減速比為固定值2,它一般均與中央單級(jí)橋組成為一系列。在該系列中，中央單級(jí)橋仍具有獨(dú)立性，可單獨(dú)使用，需要增大橋的輸出轉(zhuǎn)矩，使?fàn)恳υ龃蠡蛩俦仍龃髸r(shí)，可不改變中央主減速器而在兩軸端加上圓錐行星齒輪式減速器即可變成雙級(jí)橋。這類橋與中央雙級(jí)減速橋的區(qū)別在于：降低半軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，把增大的轉(zhuǎn)矩直接增加到兩軸端的輪邊減速器上，其“三化”程度較高。但這類橋因輪邊減速比為固定值2,因此，中央主減速器的尺寸仍較大，一般用于公路、非公路軍用車。圓柱行星齒輪式輪邊減速橋。單排、齒圈固定式圓柱行星齒輪減速橋，一般減速比在3至4.2之間。由于輪邊減速比大，因此，中央主減速器的速比一般均小于3,這樣大錐齒輪就可取較小的直徑，以保證重型汽車對(duì)離地問(wèn)隙的要求。這類橋比單級(jí)減速器的質(zhì)量大，價(jià)格也要貴些，而且輪毅內(nèi)具有齒輪傳動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間在公路上行駛會(huì)產(chǎn)生大量的熱量而引起過(guò)熱；因此，作為公路車用驅(qū)動(dòng)橋，它不如中央單級(jí)減速橋。綜上所述，由于設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)比為6.25，大于6。所以此設(shè)計(jì)采用雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋再配以鑄造整體式橋殼。二主減速器設(shè)計(jì)1主減速器的結(jié)構(gòu)形式主減速器的結(jié)構(gòu)形式主要是根據(jù)其齒輪的類型，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異?？紤]到所涉及汽車為中型載重汽車，故選擇整體式車橋。2主減速器的齒輪類型主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和蝸輪蝸桿等形式。在此選用弧齒錐齒輪傳動(dòng)，其特點(diǎn)是主、從動(dòng)齒輪的軸線垂直交于一點(diǎn)。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長(zhǎng)上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動(dòng)小。而弧齒錐齒輪還存在一些缺點(diǎn)，比如對(duì)嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會(huì)使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當(dāng)主傳動(dòng)比一定時(shí)，主動(dòng)齒輪尺寸相同時(shí)，雙曲面齒輪比相應(yīng)的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實(shí)現(xiàn)汽車的總體布置。另外，弧齒錐齒輪與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動(dòng)效率，可達(dá)99%。3主減速器的減速形式由于i=6.25>6,一般采用雙級(jí)主減速器，雙級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)：雙級(jí)主減速器能最大限度的減小離地間隙，是保證汽車通過(guò)性。4主減速器主，從動(dòng)錐齒輪的支承形式作為一個(gè)10噸級(jí)的驅(qū)動(dòng)橋，傳動(dòng)的轉(zhuǎn)矩較大，但采用雙級(jí)主減速器，所以主動(dòng)錐齒輪采用懸臂式支承。5主減速器基本參數(shù)選擇與計(jì)算載荷的確定比婦X36.25查《機(jī)械設(shè)計(jì)》一級(jí)《汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)》為了縮短離地間隙，我們選用第一級(jí)為錐齒輪，第二級(jí)為行星齒輪結(jié)構(gòu)，取i01=4，io2=1.56

錐齒輪計(jì)算＜一＞主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定：1、 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcekTkiii門(mén)T=―d_emax 1f0—其中kd=1，Temax=373，\=7.7，i01=4，門(mén)=0.9，n=1，無(wú)分動(dòng)器，所以無(wú)k，無(wú)ifTce=373*7.7*2*0.9/1=10340N*m2、 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TcsTcs=Gm尊其中G2=68600，部2=1.1?1.2，取1.1，中=0.85,=0.463567im=1.56門(mén)=0.99Tcs=68600*1.1*0.85*0.467563/(3.125*0.9)=21178N*m3、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TcfcfGar(cfGar(fR+fH+f)其中Ga=93100,r=0.463567,im=3.125,門(mén)=0.99,n=1,查《汽車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)》，知fR=0.02,fP=0,fH=0.05?0.09取0.08Tcf=931OOxO.463567(0.02+。+0.08)=3074N*m1.56x0.9x1主動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tz=2Lin其中Tc=min[Tce,Tcs],i0=6.25門(mén)=0.9Tz=1854＜二＞錐齒輪主要參數(shù)的確定1、L=i=4z011取z1=9,z2=36,因?yàn)閦1和z2不能有公約數(shù)，所以取z2=37i01=36/9=4.11,i02=i0/i01=6.25/4.11=1.522從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑D2和端面模數(shù)D2=k3亍d2cKD2=13.0?15.3,取KD2=13Tc=min[Tce,Tcs]=10340N*mD2=284m=D2=284/37=7.67，取ms=8sZ2校核m=K西Km=0.3?0.4Tc=min[Tce,Tcs]=10340N*mms=6.55?8.7396.55<8<8.739所以，模數(shù)校核合格。則D2=Z2*ms=37*8=296mmD1=Z1*ms=9*8=72mm3主從動(dòng)錐齒輪齒面寬bl和b2B2=0.155D2=0.155*296=46B1=(1+10%)b2=0.155(1+10%)*296=50.54、 中點(diǎn)螺旋角pCa1091為商用載貨汽車，為防止軸向力過(guò)大，所以取p=355、 螺旋方向主動(dòng)齒輪右旋，從動(dòng)齒輪左旋6、法向壓力角a取a=20.5序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1主動(dòng)齒輪齒數(shù)z192從動(dòng)齒輪齒數(shù)Z2373端面模數(shù)m8mm4齒面寬bb=50.5m1b=46m5工作齒高h(yuǎn)=2h*mg ah=16m6全齒高h(yuǎn)-Gha+c*mh=17.6m7法向壓力角aa=22.5°

8軸交角EE=90°9節(jié)圓直徑d—mzd1=72啞d2=296mm續(xù)表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果10節(jié)錐角Y]=arctan勺Z2Y2=90°-^1y1=13.7°y2=76.3°11節(jié)錐距A。-2siL1-d2A0=152.3m2siny212齒頂高h(yuǎn)a=h*mh=8m13齒根高h(yuǎn)=n*+c*\f ahf=9.6m14徑向間隙c=c*mc=1.6m15齒根角Q=arctan&' A。qf=3.6°16面錐角Ya1=y1+Qf2ya2=y2+Z1y=17.3°，a1y=79.9°Ja217根錐角七1二丫1瑚1七2^2~Qf2"0.1。七2=72.7°18齒頂圓直徑da1=d1+2ha1C0S^1da2=d1+2ha2C0Sy2d=87.5ma1da2=299.78m19節(jié)錐頂點(diǎn)止齒輪外緣距離4 d2 1 -Ak1=寸-ha1sinY14 d1 7 ?Ak2=寸-ha2Sin『2Ak1=146.1mmAk2=28.227m20齒側(cè)間隙B=0.305?0.4060.4mm21螺旋角PP=35°＜三＞主減速器錐齒輪強(qiáng)度的計(jì)算1、單位吃長(zhǎng)圓周力按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)2kTkii門(mén)p= demax__^f—X103nDb

12式中，ig為變速器傳動(dòng)比，D1為主動(dòng)錐齒輪中點(diǎn)分度圓直徑(mm)；其他符號(hào)同前。則：kd=1,Temax=373門(mén)=0.9n=1D1=72b2=46ig=7.7P=2*1*373*7.7*0.9/72/46=1561N/mm按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)，許用的單位齒長(zhǎng)圓周力[p]=(1429?1.25*1425)N/mmP=1561＜1.25*1425=1714.8N/mm2輪齒彎曲強(qiáng)度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力為2TkkkC= e0smX103wkmbDJCw為錐齒輪輪齒的齒根彎曲應(yīng)力（MPa）；Tc為所計(jì)算齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩（N*m）Tc=min[Tce,Tcs對(duì)于主動(dòng)齒輪，Tc=Tz,k0為過(guò)載系數(shù)，一般取1；ks為尺寸系數(shù)，他反應(yīng)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)，ms>1.6時(shí)，k=（m/25.4）0.25；Km為吃面載荷分配系數(shù)，kv為質(zhì)量系數(shù)，b為所計(jì)算齒輪吃面寬，D為所討論齒輪的打斷分度圓直徑，Jw為所計(jì)算齒輪的輪齒彎曲應(yīng)力綜合系數(shù)計(jì)算主動(dòng)錐齒輪：式中：Tc=1854，k0=1，ks=0.75Km=1kv=1b1=50.5b2=46D1=72D2=296Jw1=0.26Jw2=0.34（查《車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)》p178）則c=2*1854*1*0.75*1x103=368Mpaw11*8*50.5*72*0.26C=2*10340*1*0.75*1x103=419Mpa如1*8*46*296*0.34按Tc=min[Tce,Tcs計(jì)算的最大彎曲應(yīng)力不超過(guò)700Mpa，由此可知，彎曲強(qiáng)度校核合格。3、輪齒接觸強(qiáng)度主齒輪輪齒的吃面接觸強(qiáng)度應(yīng)力為c2Tkkkk T1b=—p=1 max~0~s_m_fX103' JD\kbJ \T1max七為錐齒輪輪齒的吃面接觸應(yīng)力，b為min[b1,b2],Cp為綜合彈性系數(shù)，剛對(duì)剛齒輪：cp=232.6，Jj查《車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)》p186=0.12T1max2872.1，T1=690=1769<2800_232.6‘2*2872*0.75*1*1*1 690=1769<2800b— 1 31 J72 1*46*0.12 32872.1最大接觸應(yīng)力不應(yīng)超過(guò)2800Mpa，所以校驗(yàn)合格。四、二級(jí)行星齒輪的計(jì)算1、 選取行星輪傳動(dòng)類型查行《行星輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》，選取取2z-xNGW型2、 配齒計(jì)算根據(jù)傳動(dòng)比查《行星輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)》，根據(jù)i02=1.52，選取行星輪個(gè)數(shù)〃廣3，太陽(yáng)輪齒數(shù)z=32行星輪齒數(shù)z=13，齒圈齒數(shù)七=583、 初步計(jì)算齒輪的主要參數(shù)齒輪材料和熱處理的選擇：太陽(yáng)輪a和行星輪c均采用20crMnTi，滲碳淬火，吃面硬度58?62HRC，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取bH1_=1400N/mm2和bf■廣850N/mm2，太陽(yáng)輪a和行星輪c的加工精度為6級(jí)；內(nèi)齒輪b采用42CrMo,調(diào)質(zhì)217?259HB，查《機(jī)械設(shè)計(jì)》，取b‘「=780n/mm2和b.=380N/mm2，內(nèi)齒輪b的加工精度為7級(jí)。按彎曲強(qiáng)度的計(jì)算公式計(jì)算齒輪的模數(shù)為m=K3-、"m3 @Z2b*d1Flim現(xiàn)已知：Km=11.5，T1=。=10430/3=3447n/mm2npK=1.8Ka=1Khp=1.4 Kfp=1+1.5(khp-1)=1+1.5(1.4-1)=1.6Ya1=2.28$刁=0.7 b「峋=850N/mm23447*1*1.8*1.6*2.28—258m11.53 -2.58* 0.7*582*850查機(jī)械原理，取m-2.754嚙合參數(shù)計(jì)算在兩個(gè)齒輪副a-cb-c中，起標(biāo)準(zhǔn)中心距為a-1m(za+zc)-0.5*2.75*45-61.875ac2a-1m(zb-zc)-0.5*2.75*45-61.875bc2由此可見(jiàn)，兩個(gè)齒輪副的標(biāo)準(zhǔn)中心距相等，滿足同心條件。5、幾何尺寸計(jì)算各分度圓直徑da-m*za-2.75*32-88mmdb-m*zb-2.75*58-159.5mmdc-m*zc-2.75*13-35.75mm各齒頂圓直徑Da1-(za+2ha*)m-(32+2)2.75-93.5mmDb1-(zb-2ha*)m-(58-2)*2.75-154mmDc1-(zc+2ha*)m-(13+2_2.75-41.25mm各齒根圓直徑Daf-da-2hf-81.125Dbf-db+2hf-166.375Dcfdc-2hf-28.875各齒輪齒寬Ba=0.7*88=61.6Bc=ba+5=61.6+5=66.6Bb=b-5=61.6-5=56.66、 裝配條件的驗(yàn)算3、鄰接條件(za+zc)sin(180/np)>zc+2ha---(32+13)/sin60=51.9>15所以滿足鄰接條件b、安裝條件(za+zb)/3=30(整數(shù)7、 傳動(dòng)效率查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》門(mén)=0.9918、 齒輪強(qiáng)度驗(yàn)算由已知可知，若齒輪滿足強(qiáng)度要求則。<a°廣。F0七、"a=土丫YYYF0bmsaFa^P許用應(yīng)力a=aFlimYstYNtYYYFps 8reltRreltxFmina-c齒輪副、a的切向力Ft=2000tce/(np*da*u)=2000*3447/3/88/32*13=13166有關(guān)系數(shù)KA=1動(dòng)載系數(shù)Kv輪a相對(duì)于轉(zhuǎn)筆x的速度vx=da(nb-nx)19100Nx=na/(1-p)=195/(1+3.125)=47.3m/svx=88*(195-47.3)/19100=0.58已知，ac的精度等級(jí)為6級(jí)，即精度c=64kv=[4^7】BB=0.25(6-5)0.667=0.25A=50+56(1-B)=50+56(1-.25)=92kv=[ ]-0.25=1.0292+v'200*0.58齒向載荷分布K邱K=1+(0-1)uFuF=14=0.70=1.3

K邱=1+(0^-1)uF=1+(1.3-1)*1=1.3齒間載荷分配系數(shù)KFa=1.1行星輪間載荷分配系數(shù)KFp=1.6齒形系數(shù)查《機(jī)械設(shè)計(jì)》Ysa1=2.28Ysa2=1.52重合度計(jì)算y=0.25+些=0.25+0.75/1.4=0.78acY§=1、計(jì)算齒根應(yīng)力b=-^-YYYYKKKKF1bamsaFa&§AV鄧Fp=13166*2.28*1.575*0.78*1*1*1.02*1.3*1.1*1.6/61.6/2.75=506.43b=-^-YYYYKKKKF2bcmsaFa&§AVF§Fp=13166*2.28*1.575*0.78*1*1*1.02*1.3*1.1*1.6/66.6/2.75=468取彎曲應(yīng)力bf=506.43N、計(jì)算許用應(yīng)力bFpbflim七'bFpS 8reltRreltx已知:Fmin已知:b.=850N/mm2，s_=1.6，Yst=2y=(3N°6)=0.9NL=60(na-nx)npt=60*(195-47.3)*3*18000=478.5扁二1Yr^=1.674-0.529(Rz+1)。」Rz=12.5YRrelt=0.98Yx=1.05-0.01m=1.05-0.03=1.02q=迎*2*0.9*0.98*1*1.02=956fp1.6由以上可知七巳，ac齒輪副滿足齒根彎曲強(qiáng)度B-c齒輪副為內(nèi)嚙合，工作更平穩(wěn)在此不做校核。五、差速器齒輪的基本參數(shù)的選擇（1）.行星齒輪數(shù)目的選擇載貨汽車采用4個(gè)行星齒輪。（2）.行星齒輪球面半徑Rb的確定圓錐行星齒輪差速器的結(jié)構(gòu)尺寸，通常取決于行星齒輪的背面的球面半徑R，它就是行星齒輪的安裝尺寸，實(shí)際上代表了差速器圓B錐齒輪的節(jié)錐距，因此在一定程度上也表征了差速器的強(qiáng)度。球面半徑R可按如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定：BRb=Kb3Tmm式中：Kb 行星齒輪球面半徑系數(shù)，可取2.52?2.99，對(duì)于有4

個(gè)行星齒輪的載貨汽車取小值；T 計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取Tce和Tcs的較小值，N?m.Tce373*7.7*6.25*0.9=16156Tcs=6860*1061.160.85*0.463567/0.9=36041則Td=16156n/mm根據(jù)上式rb=2.5329910=63.20mm所以預(yù)選其節(jié)錐距A0=62mm（3）.行星齒輪與半軸齒輪的選擇為了獲得較大的模數(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。但一般不少于10。半軸齒輪的齒數(shù)采用14?25,大多數(shù)汽車的半軸齒輪與行星齒輪的齒數(shù)比口七在1.5?2.0的范圍內(nèi)。差速器的各個(gè)行星齒輪與兩個(gè)半軸齒輪是同時(shí)嚙合的，因此，在確定這兩種齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮它們之間的裝配關(guān)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(shù)七，成之和必須能被行星齒輪的數(shù)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(wú)法安裝，即應(yīng)滿足的安裝條件為：Z2L+Z2R=In式中：z盈，z狄一一左右半軸齒輪的齒數(shù)，對(duì)于對(duì)稱式圓錐齒輪差速器來(lái)說(shuō)，z=zn——行星齒輪數(shù)目；I——任意整數(shù)。在此z=10，z=18滿足以上要求。

.差速器圓錐齒輪模數(shù)及半軸齒輪節(jié)圓直徑的初步確定首先初步求出行星齒輪與半軸齒輪的節(jié)錐角y1，y2Y=arctan%=arctan四二29y=90°-y=61iz2 18 12再按下式初步求出圓錐齒輪的大端端面模數(shù)mm=2^siny=6.5Zi1節(jié)圓直徑dl=mz1=6.5*10=65d2=mz2=6.5*18=117.壓力角a目前，汽車差速器的齒輪大都采用22.5。的壓力角，齒高系數(shù)為0.8。最小齒數(shù)可減少到10，并且在小齒輪(行星齒輪)齒頂不變尖的條件下，還可以由切向修正加大半軸齒輪的齒厚，從而使行星齒輪與半軸齒輪趨于等強(qiáng)度。由于這種齒形的最小齒數(shù)比壓力角為20°的少，故可以用較大的模數(shù)以提高輪齒的強(qiáng)度。在此選22.5。的壓力角。.行星齒輪安裝孔的直徑e及其深度l行星齒輪的安裝孔的直徑e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(zhǎng)度，通常取:l=i.ieLeLe=i.ie2TXi03c(3-5)式中：t0——差速器傳遞的轉(zhuǎn)矩，N-m；在此取16156N?mn 行星齒輪的數(shù)目；在此為4l——行星齒輪支承面中點(diǎn)至錐頂?shù)木嚯x，mm,i§0.5d2,為半軸齒輪齒面寬中點(diǎn)處的直徑，而d2^0.8d2；L]——支承面的許用擠壓應(yīng)力，在此取98MPac根據(jù)上式 d，=0.8xI80=144mmi=0.5X144=46.8mm2'="Li"：%=2&5心林L=1.1$=1.1*28.5=31.35(7)差速器齒輪的幾何計(jì)算表3-1汽車差速器直齒錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算用表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果1行星齒輪齒數(shù)品N10，應(yīng)盡量取最小值站1zi=102半軸齒輪齒數(shù)切=14?25，且需滿足式（3-4）z2=183模數(shù)mm=6.5mm4齒面寬b=(0.25?0.30)A0;bW10m16mm

續(xù)表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果5工作齒高h(yuǎn)g=1.6mh廣KM6全囚高h(yuǎn)=1.788m+0.0511.6737壓力角a22.5°8軸交角E=90°9節(jié)圓直徑d1=mz1；d2=mz2d1=65，d2=11710節(jié)錐角y]=arctan幺，Y2=90°-Y】Z2y1=29，Y2=60.95°11節(jié)錐距&=、=_￡^_02sinY12sinY2A0=62mm12周節(jié)t=3.1416mt=20.42mm13齒頂高h(yuǎn)ha2=a1=hg-ha2;0.43+冬㈢2L 1z1）」mh1=6.27mmh2=4.13mm14齒根高h(yuǎn)f1=1.788m-ha1;hf1=1.788m-ha2h1=5.352mm;hf1=7.492mm15徑向間隙廣h-hg=0.188m+0.051c=1.3mm16齒根角8=arctan知；8=arctan么1 ^n &6.617面錐角11=Y1+82；匕2=Y2+81yo1=35.6yo2=67.618根錐角YR1=Y1-81；匕2=Y2-82y田=22.4°yr2=54.4

°19外圓直徑do1=d1+2.cos丫1；d02=d2+2ha2C0SS2Da1=76.4Da2=123.3mm20節(jié)圓頂點(diǎn)至齒輪外緣距離=%-儀Y1=d-h2sinY2x01=84.87mmx02=45.24mm續(xù)表序號(hào)項(xiàng)目計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果21理論弧齒厚S1=t-S2s2=2-Cr-h)an以一⑶S1=17.38mms2=14.05mm22齒側(cè)間隙B=0.245?0.330mmB=0.250mm23弦齒厚S3BS為一L一6d2-2i1S=17.13mmX1S=13.88mmX224弦齒高, , S2cosYh=h'+ a為i 4d.1h=11.22mmX1h=5.58mmX2(8)差速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算差速器齒輪的尺寸受結(jié)構(gòu)限制，而且承受的載荷較大，它不像主減速器齒輪那樣經(jīng)常處于嚙合狀態(tài)，只有當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎或左右輪行駛不同的路程時(shí)，或一側(cè)車輪打滑而滑轉(zhuǎn)時(shí)，差速器齒輪才能有嚙合傳動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因此對(duì)于差速器齒輪主要應(yīng)進(jìn)行彎曲強(qiáng)度校核。輪齒彎曲強(qiáng)度a為W^=2x103TK0KKm

w Kbz2m2JMPa(3-6)其計(jì)算式中：T——差速器一個(gè)行星齒輪傳給一個(gè)半軸齒輪的轉(zhuǎn)矩，其計(jì)算式T