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为改善新齿轮的磨合，防止其在余兴初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理以及精加工后，作厚度为0.005～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面进行应力喷丸处理，可提高25%的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。
由以上介绍选择大、小锥齿轮的材料为20CrMnTi,其参数如下：
?b?1080MPa，?s?850MPa，硬度3.3.4主减速器锥齿轮强度的计算 锥齿轮弯曲强度验算
锥齿轮轮齿的齿根最大弯曲应力为：
217HBS。
??????Mmax?Kc??2??KsKm???????2????Kv???FZm??Jw??式中 ? —— 锥齿轮所受的最大弯曲应力，
Mmax —— 锥齿轮最大载荷作用下的扭矩，N .mm； Kc —— 超载系数，可取Kc?1； Kv—— 动载系数，7级精度，
v?
?dm1n160?1000?2.6ms，可取
Kv?1.05 ；
F —— 齿宽，mm，F = b；z —— 齿数；m —— 大端模数， s m = m ；
Ks —— 尺寸系数，反映材料的不均匀性与齿轮尺寸及热处理有关，一般当模数；
m?1.6时：Ks?4m?0.79
25.4K —— 载荷分配系数，小齿轮用跨置式支承，Km?1.00~1.10，取Km?1.05； J? —— 计算弯曲应力的系数，查得1J?1?0.22， J?2?0.175； 则
??1?3142400?120.79?1.05???616.6MPa1.0561?6?1020.22
??2?18409400?120.79?1.05???802.2MPa21.0556?37?100.175
需用弯曲应力为：曲强度合格。
????0.75??b?0.75?1080?810MPa，则
??1????1??????2?，?2 齿轮弯
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第四章 差速器设计
车辆在行使过程中，左右车轮在同一时间内所滚过的路程往往是不相等的，左右两轮胎内的气压不等、胎面磨损不均匀、两车轮上的负荷不均匀而引起车轮滚动半径不相等；左右两轮接触的路面条件不同，行使阻力不相等。这样，如果驱动桥的左、右车轮刚性连接，则不论转弯行使或直线行使，均会引起车轮在路面上的滑移或滑转，一方面会加剧轮胎磨损、功率和燃料消耗，另一方面会使转向沉重，通过性和操纵稳定性变坏。为此，在驱动桥的左右车轮间都装有轮间差速器。
差速器是个差速传动机构，用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动，用来保证各驱动轮在各种运动条件下的动力传递，避免轮胎与地面间打滑。差速器按其结构特征可分为齿轮式、凸轮式、蜗轮式和牙嵌自由轮式等多种形式。差速器的结构广泛采用对称式圆锥直齿轮差速器，由差速器左、右壳，2个半轴齿轮，4个行星齿轮(少数汽车采用3个行星齿轮，小型、微型汽车多采用2个行星齿轮)，行星齿轮轴(不少装4个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构)，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单、工作平稳、制造方。
本设计采用对称式圆锥直齿轮差速器。
4.1 对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理
图4-1 差速器差速原理
当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同一半径r上的A、B、C三点的圆周速度都相等（图4-1），其值为?0r。于是?1=?2=?0，即差速器不起差
速作用，而半轴角速度等于差速器壳3的角速度。
当行星齿轮4除公转外，还绕本身的轴5以角速度?4自转时（图），啮合点A的圆周速度为?1r=?0r+?4r，啮合点B的圆周速度为?2r=?0r-?4r。于是
?1r+?2r=（?0r+?4r）+(?0r-?4r)
即 ?1+ ?2=2?0 （4-1） 若角速度以每分钟转数n表示，则
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n1?n2?2n0 （4-2）
式（4-2）为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。式（4-2）还可以得知：①当任何一侧半轴齿轮的转速为零时，另一侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍；②当差速器壳的转速为零（例如中央制动器制动传动轴时），若一侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另一侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。
4.2 对称式圆锥行星齿轮差速器的结构
普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。如图4-2所示。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。如图4-2所示。由于其具有结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。
图4-2 普通的对称式圆锥行星齿轮差速器
1，12-轴承；2-螺母；3，14-锁止垫片；4-差速器左壳；5，13-螺栓；6-半轴齿轮垫片；
7-半轴齿轮；8-行星齿轮轴；9-行星齿轮；10-行星齿轮垫片；11-差速器右壳
4.3 差速器基本参数的选择
圆锥直齿轮差速器的外壳，通常是安装在主传动器的从动齿轮上的，因而受主传动器结构的限制。
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4.3.1 差速器球面直径的选择
差速器的大小可由差速器球面直径 ?来表征，而球面半径代表了差速器齿轮的节锥距，因此表征了差速器的强度。可按经验公式选取? ：
??K?3Mcmax
式中 ?—— 差速器球面直径，mm；
K?1.1~1.3K?—— 差速器球面系数，?，取1.2 ； Mcmax —— 差速器承受的最大扭矩，Mcmax?Mcmax2；
3则 ??1.2?1840940?147mm
4.3.2 差速器齿轮参数的选择
在差速器球面直径选出之后，差速器齿轮的大小就基本确定了。此时应使小齿轮齿数尽量小以得到大的模数，从而提高齿轮强度。现今差速器齿轮大多采用22.5°压力角，齿高系数0.8，顶隙系数0.188的齿形，由于压力角增大，最小齿数可小到10 。并可在小齿轮不变尖的条件下，由切向修正加大齿厚，从而使大、小齿轮趋于等强度。 （1）齿数的选择
行星齿轮齿数， 多采用10 ~ 12 ，半轴多采用16 ~ 22 。为保证等强度，应使
Z半Z行?1.6~2.0；为保证安装，行星齿轮和半轴齿轮的齿数应符合下式：
Z左半?Z右半n?m
式中 Z左半—— 左半轴齿轮齿数；
Z右半——
右半轴齿轮齿数；
n —— 行星齿轮个数，大、中型工程机械的行星齿轮数为4； m —— 任意整数； 取Z行?10，Z半?18。 （2）模数的确定
Z行10?arctan?29.05?Z半18?行?arctan齿轮的分锥角为：
；
?半?90?-?行?60.95?
d行???73.5mm2sin?行2Re?齿轮的外锥距为：则
d行???sin?行?71.38mm
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取为标准值，m = 7； 4.3.3压力角α
目前，汽车差速器的齿轮大都采用22.5°的压力角，齿高系数为0.8。最小齿数可减少到10，并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最小齿数比压力角。 4.3.4差速器部分的齿轮
表4-1差速器齿轮参数
d行m??7.138mmd半
项目 齿数 模数 分度圆直径 压力角 工作齿高 齿全高 齿顶高 齿根高 齿根角 根锥角 大端顶圆直径 齿宽 顶锥角 半轴齿轮 18 7mm 180mm 22.5° 11.2mm 12.516mm 3.78mm 8.736mm 6.91° 64.994° 186mm 30mm 64.994° 行星轮 10 7mm 100mm 22.5° 11.2mm 12.516mm 7.42mm 5.096mm 4.044° 25.006° 120mm 25mm 35.96° 4.4 差速器齿轮的强度计算
差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像主减速器齿轮那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时，或一侧车轮打滑而滑转时，差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。因此对于差速器齿轮主要应进行弯曲强度校核。轮齿弯曲强度?n为
?M差??200??K0??KK?? ?n=?2Sm???bz???K??v??半??m
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