行星齿轮和半轴齿轮的节锥角?1、?2计算如下:
?1?arctan10181810?29.1? ?60.9??2?arctan
6)大端模数m及节圆直径d的计算
m?2A0Z1sin?1?2?37.410sin29.1??3.6mm 取4mm
分度圆直径d?mz , d行?mz1?4?10?40m d半?mz2?4?18?72mm
7)压力角?
过去汽车差速器齿轮都选用20?压力角,这时齿高系数为1,而
最少齿数为13。现在大都选用22?30?的压力角,齿高系数为0.8,最少齿数可减少至10。某些重型汽车也可选用25?压力角。`
所以初定压力角为22.5?
8) 行星齿轮安装孔直径?及其深度L的确定
根据《汽车工程手册》中:
??Me?10c31.1???nl
?2158.23?1031.1?69?2?28.8?22.2mm
L?1.1??1.1?22.2?24mm
式中:Me— 差速器传递的转矩,N.m;
n— 行星齿轮数;2
l— 为行星齿轮支撑面中点到锥顶的距离(l?0.5d2,d2半轴齿轮齿面宽中点处的直径,而d2?0.8d2),计算结果为28.8mm;
???为
??c? —支撑面的许用挤压应力,取为69N/mm2。
(三)差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算
1.行星齿轮齿数 z1?10(应尽量取小值) 取10 2.半轴齿轮齿数 z2?14~25且须满足安装条件 取18 3.模数 m?4 4.变位系数 x?0 5.齿顶高系数 f0?0.8 6.径向间隙系数 c0?0.2
7.齿面宽 b?(0.25~0.30)A0?11.45 8.齿工作高 hg?1.6m?1.6?4?6.4
9.齿全高 h?1.788m?0.051?1.788?4?0.051?7.203 10.压力角 ??22?30? 11.轴交角 ??90?
12.节圆直径 d1?mz1?40 d2?mz2?72
13.节锥角 ?1?arctanz1z2?28.811??28?48?39??
?2?90???1?61?11?21??
14.节锥距 A0?d12sin?1?d22sin?2?402sin29.1??41
15. 周节 t?3.1416m?3.1416?4?12.566 16.齿顶高 h1?hg?h2?5.86
??0.370? h2??0.430?z2?(2)?z1????m?0.544 ????? 17.齿根高 h1?1.788m?h1?1.292 h2?1.788m?h2?6.608????(四)差速器直齿锥齿轮的强度计算
差速器齿轮主要进行弯曲强度计算,对疲劳寿命则不予考虑,这是因为行星齿轮在工作中经常只起等臂推力杆的作用,仅在左、右驱动车轮有转速差时行星齿轮与半轴齿轮之间才有相对滚动的缘故。 汽车的差速器齿轮的弯曲应力为: ?w?2?10?T?K0?Ks?KmKv?F?Z2?m?J23???w? (N/mm2)
式中: T—差速器一个行星齿轮给予一个半轴齿轮的转矩, N.m;
Tj—主减速从动轮所传递的扭矩; n—行星齿轮数目; Z2—半轴齿轮齿数;
K0—超载系数,一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车,以及液力
传动的各类汽车均取K0?1;
Kv—质量系数,对驱动桥齿轮可取Kv?1;
Ks—尺寸系数,当端面模数m?1.6mm
Ks?4时,取
m25.4?4425.4?0.724;5
Km—载荷分配系数,当两个齿轮均为骑马式支撑时,
Km?1.00~1.10 取1.05;
F、m——分别为计算齿轮的齿面宽(mm)、和模数;
J—汽车差速器齿轮弯曲应力计算用的综合系数;查表为0.258
??w?—许用弯曲应力为980N/mm2;
当T。为2158.23N.m时,
T?0.6T0?0.6?2158.23?1294.94N.m
计算得?w?2?10?T?K0?Ks?KmKv?F?Z2?m?J23?1416.88mpa>980
不满足要求,所以将F增大至25mm 再次计算得?w?2?10?T?K0?Ks?KmKv?F?Z2?m?J23=697.1<980,符合要求
当T。为Tcf时, T?0.63T0?0.6?413.03?247.82N.m
?w?2?10?T?K0?Ks?KmKv?F?Z2?m?J2=133.41<980Mpa 即满足要求。
四、半轴的设计
(一)、半轴型式
从差速器传出来的扭矩经过半轴,轮毂最后传给车轮,所以半轴是传动系中传递扭矩的一个重要零件。
半轴由于受力情况不同,它有半浮动式、3/4浮动式和全浮动式三种型式。半轴传递扭矩是它的首要任务。但由于轮毂的安装结构不同,非全浮动式半轴除受扭矩以外,还要受到车轮上的作用力,诸如:车轮上受到的垂直力、侧向力以及牵引力或制动力所形成的纵向力。 1)
半浮式半轴
半浮式半轴除传递扭矩外,还要承受垂直力,侧向力Y2及纵向力X2所作用的弯矩Z2b、Y2rr,X2b。由此可见,半浮式半轴所受得载荷较大,故它只用于轿车和轻型客货两用汽车上。它得最大优点式结构简单。半浮式半轴可以用结构简单得圆锥面和键来固定轮毂。 2)
3/4浮式半轴
半轴外端承装在后轴壳端上,车轮毂装在此轴承上。在此结构中,如车轮中心和轴承中心重合,即当b=0时,纵向力Y2与垂直力Z2,由车轮传至轴壳,
而侧向力Y2产生的弯矩Y2rr作用在半轴上。假如车轮与轴承中心间距离b不等于零,虽然纵向力X2及垂直力Z2经轴承传给轴壳,但力X2与Z2所形成的弯矩仍然由半轴承担,不过b值要比半浮式的小。由于3/4浮式半轴承受载荷情况与半轴式相似,一般也仅用在轿车和轻型车上 3)全浮式半轴
全浮式半轴除传递扭矩外,其他力和力矩均由轴壳承受。
全浮式半轴要采用比较复杂的轮毂,在它上面安装两个锥顶相对
的圆锥滚子轴承。图3-5所示全浮式半轴汽车半轴与轮毂结构,轴承由锁紧螺母予以锁紧,并有一定的预紧。半轴端锻成凸缘,用螺栓通过定位锥套固定在轮毂上。图3-6所示全浮式半轴的最大特点是,半轴端固定轮毂的凸缘是与半轴制成两体的,其间用花键连接。半轴的锻造工艺性好,因此许多重型货车的半轴大都采用这种结构。
根据本次设计车型为轻型轿车确定半轴采用半浮式半轴结构,具体结构采用以突缘直接与车轮轮盘及制动鼓相联接。
(五)半轴参数设计及计算
半轴的主要尺寸是它的直径,设计与计算时首先应合理地确定其计算载荷。
半轴的计算应考虑到以下三种可能的载荷工况:
(1)纵向力X2最大时(X2=Z2?),附着系数预取0.8,没有侧向力作用;