吉林大学本科生毕业设计
在本轻型客车的驱动桥设计中,从动锥齿轮大端分度圆直径D2选取大了会影响驱动桥壳尺寸和最小离地间隙,从动锥齿轮大端分度圆直径D2选取小了会使得主动齿轮的前支撑座安装的空间以及差速器的安装很不方便,比较狭窄。
D2应该根据以往推到出的公式进行初选,即
D2?KD23Tj
式中: D2——从动锥齿轮大端分度圆直径,mm;
KD2——直径系数,取13.0~16,取KD2?15;
Tj——从动锥齿轮的计算转矩,Ngm,
Tj?min[Tje,Tj?]=3004.44Ngm
代入数据得D2?216.44mm,取D2?217mm 从动锥齿轮的端面模数ms由下式计算
ms?D2/z2=5.04mm ms还应满足
ms?Km3Tj
式中: Km——模数系数,取Km?0.3~0.4;
Tc——从动锥齿轮的计算转矩,Ngm,Tj?min[Tje,Tj?]=3004.44Ngm
代入数据得ms?4.33~5.77,故本设计中取ms=5.04mm 3、主从动锥齿轮齿面宽b1和b2的选择
对于从动锥齿轮的齿面宽b2应该小于等于其节锥距A0的0.3倍,即
b2?0.3A0。对于汽车而言,主减速器圆弧齿轮的齿面宽b2?0.155D2,同时b2应满足b2?10ms。对于弧齿锥齿轮,b1一般比b2大10%。
第三章主减速器设计
代入数据得b2?0.155D2?33.64mm,b1?1.1b2?37.01mm,
b2?10ms?50.4mm,取b2?34mm,b1?38mm。
4、双曲面齿轮副的偏移距E的确定和偏移方向的选择
本次设计的是轻型客车的驱动桥,主减速比i0?4.3,E?0.2D2?43.4mm,取E?30mm。
主减速器采用的齿轮形式是双曲面齿轮,其偏移可分为两种,主要是看偏移方向的不同。偏移方向具体的判定规则是:由从动齿轮的锥顶向其齿面看去,并使主动齿轮处于右侧,如果主动齿轮在从动齿轮中心线的上方,则为上偏移;如果主动齿轮在从动齿轮中心线的下方,则为下偏移。为了减小驱动桥的最小离地间隙,本设计中选取下偏移方式。
5、选择中点螺旋角?
格里森齿制双曲面齿轮通常用下面的公式来估算出双曲面齿轮副中主动锥齿轮螺旋角的名义值:
?1'?25??5?z2E?90? z1D2
式中: ?1'——主动齿轮的名义(中点)螺旋角的预选值;
z1、z2——主、从动齿轮齿数;D2——从动齿轮大端分度圆直径,mm;
E——双曲面齿轮的偏移距,mm。
代入数据得?1'?47.811?,取?1'?50?
预选?1'后尚需用刀号来加以校正。首先求出近似刀号:
近似刀号??1??220sin?1'
式中: ?1、?2——主、从动齿轮的齿根角,以“分”表示。
11
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1111按近似刀号选取与其最接近的标准刀号(计有:,1,2,3,??,
2222120),然后按选定的标准刀号反算螺旋角?1: 2?1?acrsin(20?标准刀号)
?1+?2
所得的?1值来检验?F的大小,使?F?1.25,同时?1与?1'之差应小于5? 接下来,我们利用下面的公式来估算出从动齿轮的名义螺旋角:
?2=?1-?
式中: ?——双曲面齿轮传动偏移角的近似值:
sin??ED2b2?22
式中: E——双曲面齿轮的偏移距,mm;
D2——双曲面从动齿轮大端分度圆直径,mm; b2——双曲面从动齿轮齿面宽,mm。
双曲面齿轮传动的平均螺旋角为
???1+?22
具体计算结果可通过程序计算。 6、螺旋方向的选择
汽车前进时,从汽车前面向后面看,驱动桥主减速器的主动齿轮轴沿顺时针方向旋转,所以本次轻型客车驱动桥设计中主动锥齿轮的螺旋方向选为左旋,从动锥齿轮螺旋方向选为右旋。
7、法向压力角?的选择
主减速器的传动型式从上文可知,本次设计的方案中已经选取了双曲面齿轮传动,而且主动锥齿轮的齿数是z1=10。由此,从动锥齿轮法向压力角取
??21?15',主动锥齿轮平均法向压力角??21?15'。
8、格里森制锥齿轮铣刀盘名义直径的选择
第三章主减速器设计
格里森齿制双曲面齿轮铣刀盘的名义直径2rd的概念是:通过被切齿轮齿间中点的假想同心圆的直径。
可用下式初步估算刀盘的名义直径:
22rd?2K2A02?Am(2?sin2?2)?Amsin?2
(mm)
式中: K——调整系数,选取0.9~1.1范围内的某值,以使2rd为标准值;
A0、Am——分别为从动齿轮的节锥距和中点锥距,mm;
?2——从动齿轮的螺旋角。
可以根据上面的公式初步地估算刀盘的名义直径值,通过查找相关手册可以选出与其最接近的刀盘名义半径的标准值;刀盘半径的选择也可以按从动齿轮大端分度圆直径D2直接选取刀盘名义半径。按从动齿轮大端分度圆直径
D2?217mm直接选取刀盘名义半径rd?95.250mm。
2.3主减速器双曲面齿轮的几何尺寸计算
由前面已经算好的双曲面齿轮副的基本参数,经过自己编写的matlab(具体程序详见电算说明书)来进行这复杂繁琐的计算,最终由程序计算后可以得到主减速器双曲面齿轮的具体的几何尺寸(如下表):
序号 (1) (2) (3) (4) 参数 Z1 Z2 (1)/(2) F 结果 10 43 0.2326 34 备注 主动齿轮齿数 从动齿轮齿数 大齿轮齿宽 F=0.155d2 小齿轮轴线偏移距 (5) E 30 E=(0.1~0.12)d2 (6) D2 217 D2=KD2.3Tj其中KD2是直径系数,13-16 Tj为计算载荷 (7) rd 95.25 13
刀盘名义半径
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(8) ?/ tan?/ 47.811? 1.1033 0.2791 0.9632 92.1257 0.3137 0.9495 1.2956 21.4246 27.7574 1.26 357.8743 0.0872 1.0038 0.0869 4.9824 0.2995 0.3139 0.2767 0.9638 0.3107 0.9505 1.1106 -0.0023 -5.2789e-04 预选值?/=25+5Z2E+90Z1d2 (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) sin?2= 从动齿轮齿宽中点处的分度圆半径 主动齿轮齿宽中点处的分度圆半径 cot?2i?1.2(3) sin?2i Rm2=(6)?(4)(11)2.0 (5)(11)(12) sin?i/=cos?i/ (14)+(9)(13) (3)(12) Rm1=(15)(16) TR=0.02(1)+1.06 (12)/(10)+(17) tan?=(5)/(19) 21.0+(20) sin?=(20)/(21) ? (5)?(17)(22)(12) tan?2 tan?1?=(22)/(25) cos?1? sin?2/=(24)/(27) cos?2/ tan?1?=(15)?(29)(28) (28)[(9)?(30)] (3)(31)