张森：汽车电子差速及其控制方法设计
为与所选轴承搭配取
d3?25mm，
为了便于小齿轮的装拆，并不损伤轴径表面与小齿轮配合的轴段直径取为
dd4?30mm，
小齿轮右侧采用轴肩定位，轴肩高度h?(0.07~0.1)d4?3.2~5，故取
5?35mm，
与左轴径一样，右支撑也选用圆柱滚子轴承N205E ，所以此轴段直径取
d?d63?25mm
2） 小齿轮轴各轴段长度 取l1?30mm，l2?25mm，
轴段3的长度略大于轴承宽度l3?22mm， 轴段4的长度极为齿轮的宽度l4?50mm，
轴肩的宽度取为l5?8mm，轴段6的长度略大于轴承宽度取为l6?20mm 3） 大齿轮轴径向尺寸确定 取值依据同上，取
D1?26mm，D2?28mm，D3?30mm，D4?35mm，D5?40mm ，D6?30mm
4） 大齿轮各轴段长度的确定
L?30mm，L12?30mm，L3?25mm，L4?44mm，L5?7mm，L6?22mm
5） 确定其他细节尺寸
轴两端倒角尺寸可取为1.5?450,轴肩过渡圆角半径取为1.5mm。 4.3.4轴的强度校核 1）计算小齿轮受力 转矩T1?2.25?104N?mm 齿轮切向力Ft?2T1d?12?25.5?1.16KN 44径向力：Fr?Fttan??1.16?tan200?0.422KN
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2009届机械电子工程专业毕业设计
轴向力:F??Fttan??1.16?tan150?0.311KN 2） 计算支反力和弯矩并校核 水平面上
FAH?FRH?F2CHt?0.58KN
L?42.9KN?mm 2C点弯矩:
M?FAH?D点弯矩：MDH?FAH?30?17.4KN?mm 水平面弯矩和受力图如上图： 垂直面上
d1??110?F?2Fr2?0.27KN 支反力：FAr?110 FPr??FAr?Fr??0.27?0.422?0.152 C点弯矩：MCr?FAr?L?19.98KNmm 2 D点弯矩：MDr?FAr?30?8.1KNmm 求合成弯矩
MC? MD?MCH?MCr?46.3KN?mm
2222MDH?MDr?19.2KN?mm
C点当量弯矩：
CMM??MC2???T?2?48.8KN?mm
D点当量弯矩：
D??MD2???T??32?24.6KN?mm
所以,
dC?310?MC??010?48800?17.3mm 95dD?3
10?Md???3010?24600?13.7mm
9521
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考虑到键,所以
ddC?17.3?105%?18.2mm ?13.7?105%?14.4mm
D实际直径为20㎜,强度足够.如所选超凡直径和键连接等计算后寿命和强度均能满足,则该轴的结构设计无须修改. 大齿轮轴的强度校核 计算齿轮受力
前面计算出:转矩T2?1.02?105N?mm 齿轮切向力:
Ft=2T2d?22?102?2.10KN 176径向力:
F?F?tan??0.764KN?mm
rt轴向力:
F??Ft?tan??0.563KN?mm
计算支承反力及弯矩 水平面上
FAH?FRH?F2t?1.05KN
C点弯矩
MCH?FAH?L?72.8KN?mm 2垂直面上
d2??140?F?2Fr2?1.12KN FAr?140FPr??FAr?Fr?0.356
L?80.64KNmm 2 C点弯矩：
MCr?FAr?求合成弯矩
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MD?MDH?MDr?108.5KN?mm
C点当量弯矩：
MC22??MCC2???T?02?95.1KN?mm
所以,
d?310?MC???21.6mm
考虑到键,
所以dC?21.6?105%?22.6mm
实际直径为26㎜,强度足够.如所选超凡直径和键连接等计算后寿命和强度均能满足,则该轴的结构设计无须修改。 轴的尺寸参数见表4.3。
表4.3 轴段尺寸表
名称 d 小齿轮轴 l D 大齿 轮轴 L 轴段1 20 35 26 40 轴段2 22 21 28 24 轴段3 25 26 30 31 轴段4 30 50 35 44 轴段5 35 8 40 7 轴段6 25 20 30 22 4.4联轴器的选择
根据电机的工作条件和联轴器的载荷类别、转速等因素综合考虑，应选择选有弹性元件的挠性联轴器，以适应电动汽车冲击、振动、转矩变化较大的工况特点
[13]
。
减速器的输入端扭矩为25.5Nm,输出端扭矩为102Nm，根据扭矩的大小和减速器输入、输出端转速的大小，查机械设计手册选用型号为ML1的联轴器与电动机相连，其公称转矩为45Nm， 轴孔直径24mm，轴孔长度为52mm。选用型号为ML4的联轴器与车轮相连，其公称转矩为140 Nm，轴孔直径为42mm，轴孔长度为112mm。
4.5齿轮的润滑
因为减速器的大齿轮的齿顶圆半径远大于小齿轮的齿顶圆半径，所以大齿轮采用浸油润滑的方式，小齿轮则采用飞溅润滑的方式。大齿轮浸入油液大约1
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个齿高，但不小于10mm。滚动轴承的润滑由于轴的转速低且受力较小，因此轴承采用飞溅润滑。
4.6联接键的选择
初步选择A型普通平键，取高速轴联接键公称尺寸为b?h?l?6?6?28，低
速轴联接键公称尺寸为b?h?l?8?7?32。
平键联接的主要失效形式是工作面的压溃，除非有严重过载，一般不会出现键的剪断。设载荷为均匀分布，可得平键联接的挤压强度条件为：
???4T??????? dhl4T25.5?4?1000??30.4MPa dhl20?6?284T102?4?1000??70.5MPa dhl26?7?32高速轴d=20mm,h=6mm,l=28mm,T=25.5Nm带入上式得
???低速轴d=26mm,h=7mm,l=32mm,T=102Nm带入上式得
???查表得知
????110M?a ???所以
?????????，键满足要求。
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