微型轎車驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)總結(jié)

20、共汽車等，本車不采用。 綜上所述，本車采用單級(jí)主減速器。 2.1.2 主減速器齒輪的類型的選擇 在現(xiàn)代汽車驅(qū)動(dòng)橋上， 主減速器采用得最廣泛的是螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪。 圓柱齒輪傳動(dòng)應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的前置前驅(qū)動(dòng)乘用車和雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋。在某些公共汽車、無軌電車和超重型汽車的主減速器上，有時(shí)也采用蝸輪傳動(dòng)。 螺旋錐齒輪 雙曲面齒輪 圓柱齒輪傳動(dòng) 蝸桿傳動(dòng) 圖 2.3 主減速器的幾種齒輪類型 （1）螺旋錐齒輪 其主、從動(dòng)齒輪

21、軸線相交于一點(diǎn)。 交角可以是任意的， 但在絕大多數(shù)的汽車驅(qū)動(dòng)橋上，主減速齒輪副都是采用 90o交角的布置。由于輪齒端面重疊的影響， 至少有兩對(duì)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此，螺旋錐齒輪能承受大的負(fù)荷。 加之其輪齒不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，而是逐漸地由齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向另—端，使得其工作平穩(wěn)，即使在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，噪聲和振動(dòng)也是很小的 [2] 。 （2）雙曲面齒輪 其主、從動(dòng)齒輪軸線不相交而呈空間交叉。其空間交叉角也都是采用 90o。主動(dòng)齒輪軸相對(duì)于從動(dòng)齒輪軸有向上或向下的偏移， 稱為上偏置或下偏置。 這個(gè)偏移量稱為雙曲面齒輪的偏移距。 當(dāng)偏移距大到一定程度時(shí)， 可使一個(gè)齒輪軸從另一個(gè)齒

22、輪軸旁通過。 這樣就能在每個(gè)齒輪的兩邊布置尺寸緊凄的支承。 這對(duì)于增強(qiáng)支承剛度、 保證輪齒正確嚙合從 4 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 而提高齒輪壽命大有好處。 雙曲面齒輪的偏移距使得其主動(dòng)齒輪的螺旋角大于從動(dòng)齒輪的螺旋角。因此，雙曲面?zhèn)鲃?dòng)齒輪副的法向模數(shù)或法向周節(jié)雖相等， 但端面模數(shù)或端面周節(jié) 是不等的。主動(dòng)齒輪的端面模數(shù)或端面周節(jié)大于從動(dòng)齒輪的。 這一情況就使得雙曲面齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪比相應(yīng)的螺旋錐齒輪傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪有更大的直徑和更好的強(qiáng)度和剛度。其增大的程度與偏移距的大小有關(guān)。 另外，由于雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的主動(dòng)齒輪的直徑及螺旋角

23、都 較大，所以相嚙合齒輪的當(dāng)量曲率半徑較相應(yīng)的螺旋錐齒輪當(dāng)量曲率半徑為大， 從而使齒面間的接觸應(yīng)力降低。隨偏移距的不同，雙曲面齒輪與接觸應(yīng)力相當(dāng)?shù)穆菪F齒輪比較，負(fù)荷可提高至 175％。雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角較大，則不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)可減少， 所以可選用較少的齒數(shù)，這有利于大傳動(dòng)比傳動(dòng)。當(dāng)要求傳動(dòng)比大而輪廓尺寸又有限時(shí)， 采用雙曲面齒輪更為合理。 因?yàn)槿绻３謨煞N傳動(dòng)的主動(dòng)齒輪直徑一樣， 則雙曲面從動(dòng)齒 輪的直徑比螺旋錐齒輪的要小，這對(duì)于主減速比 i ≥4.5 的傳動(dòng)有其優(yōu)越性。當(dāng)傳動(dòng)比小 于 2 時(shí)，雙曲面主動(dòng)齒輪相對(duì)于螺旋錐齒輪主動(dòng)齒輪就顯得過大， 這時(shí)選用

24、螺旋錐齒輪更 合理，因?yàn)楹笳呔哂休^大的差速器可利用空間。 由于雙曲面主動(dòng)齒輪螺旋角的增大， 還導(dǎo)致其進(jìn)入嚙合的平均齒數(shù)要比螺旋錐齒輪相應(yīng)的齒數(shù)多， 因而雙曲面齒輪傳動(dòng)比螺旋錐齒輪傳動(dòng)工作得更加平穩(wěn)、 無噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車的總布置帶來方便。 （3）圓柱齒輪傳動(dòng) 一般采用斜齒輪，廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置且前置前驅(qū)動(dòng)的轎車驅(qū)動(dòng)橋，在此不采用。 (4) 蝸桿傳動(dòng) 與錐齒傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)有如下優(yōu)點(diǎn) ①在輪廓尺寸和結(jié)構(gòu)質(zhì)量較小的情況下，可得到較大的傳動(dòng)比（可大于 7）；②在任何轉(zhuǎn)速下使用均能工作得非常平穩(wěn)且無噪聲；③便于汽車的總布置及貫通式多橋

25、驅(qū)動(dòng)的布置；④能傳遞大的載荷，使用壽命長。 但是由于蝸輪齒圈要求用高質(zhì)量的錫青銅制作，故成本較高；另外，傳動(dòng)效率較低。 在此不采用。 像圓柱齒輪傳動(dòng)只在節(jié)點(diǎn)處一對(duì)齒廓表面為純滾動(dòng)接觸而在其他嚙合點(diǎn)還伴隨著沿 齒廓的滑動(dòng)一樣， 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪傳動(dòng)都有這種沿齒廓方向的滑動(dòng)。 此外，雙曲面齒輪傳動(dòng)還具有沿齒長方向的縱向滑動(dòng)。 這種滑動(dòng)促使齒輪副沿整個(gè)齒面都能較好地嚙合，因而更促使其工作平穩(wěn)和無噪聲。 但雙曲面齒輪的縱向滑動(dòng)產(chǎn)生較多的熱量， 使接觸點(diǎn)的溫度升高，因而需要用專門的雙曲面齒乾油來潤滑， 且其傳動(dòng)效率比螺旋錐齒輪略低， 達(dá) 96％。其傳動(dòng)效率與倔移距

26、有關(guān)，特別是與所傳遞的負(fù)荷大小及傳動(dòng)比有關(guān)。負(fù)荷大時(shí)效率高。螺旋錐齒輪也是一樣，其效率可達(dá) 99％。兩種齒輪在載荷作用下對(duì)安裝誤差的敏感性本質(zhì)上是相同的。 如果螺旋錐齒輪的螺旋角與相應(yīng)的雙曲面主、 從動(dòng)齒輪螺旋角的平均值相同，則雙曲面主動(dòng)齒輪的螺旋角比螺旋錐齒輪的大， 而其從動(dòng)齒輪的螺旋角則比螺旋錐齒輪的小， 因而雙曲面主動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的大， 而從動(dòng)齒輪的軸向力比螺旋錐齒輪的小。 兩種齒輪都在同樣的機(jī)床上加工， 加工成本基本相同。 然而雙曲面?zhèn)鲃?dòng)的小齒輪較大，所以刀盤刀頂距較大，因而刀刃壽命較長。 5 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)

27、 由于本車的主減速器傳動(dòng)比大于 5，且采用雙曲面齒輪可以增大離地間隙，所以不采用螺旋錐齒。綜上所述各種齒輪類型的優(yōu)缺點(diǎn) , 本文設(shè)計(jì)的 CA1050輕型車主減速器采用雙曲面齒輪。 2.1.3 主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承形式 在殼體結(jié)構(gòu)及軸承型式已定的情況下， 主減速器主動(dòng)齒輪的支承型式及安置方法， 對(duì) 其支承剛度影響很大，這是齒輪能否正確嚙合并具有較高使用壽命的重要因素之一 , 現(xiàn)在汽車主減速器主動(dòng)錐齒輪的支承型式有以下兩種： （1）懸臂式 圖 2.4 懸臂式支承

28、 如圖 2.4 所示，齒輪以其輪齒大端一側(cè)的軸頸懸臂式地支承于一對(duì)軸承上。 支承距離 b 應(yīng)大于 2.5 倍的懸臂長度 a，且應(yīng)比齒輪節(jié)圓直徑的 70%還大，另外靠近齒輪的軸徑應(yīng)不小于尺寸 a。支承剛度除了與軸承開式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長度有關(guān)以外， 還與軸承與軸及軸承與座孔之間的配合緊度有關(guān)。 當(dāng)采用一對(duì)圓錐滾子軸承支承時(shí)， 為了減小懸臂長度和增大支承間的距離，應(yīng)使兩軸承圓錐滾子的小端相向朝內(nèi)，而大端朝外，以縮短跨距，從而增強(qiáng)支承剛度。 其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小 的轎車、輕型貨車的單級(jí)主減速器及許多雙級(jí)主減速器中。 （2）跨置式 如圖

29、2.5 所示，齒輪前、后兩端的軸頸均以軸承支承，故又稱兩端支承式。 跨置式支 承使支承剛度大為增加， 使齒輪在載荷作用下的變形大為減小， 約減小到懸臂式支承的 1 ／ 30 以下．而主動(dòng)錐齒輪后軸承的徑向負(fù)荷比懸臂式的要減小至 1/5~1/7 。齒輪承載能力較懸臂式可提高 10%左右。 6 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 2.5 跨置式支承 裝載質(zhì)量較大的汽車主減速器主動(dòng)齒輪都是采用跨置式支承。但是跨置式支承增 加

30、了導(dǎo)向軸承支座， 使主減速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 成本提高。乘用車和裝載質(zhì)量小的商用車，常采用結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量較小、成本較低的懸臂式結(jié)構(gòu)。 CA1050作為輕型貨汽車 , 采用結(jié)構(gòu)較為簡單的懸臂式支承，以降低其成本。 2.1.4 主減速器從動(dòng)錐齒輪的支承形式及安置方法 圖 2.6 從動(dòng)雙曲面齒輪的支承 主減速器從動(dòng)雙曲面齒輪的支承剛度依軸承的形式、 支承間的距離和載荷在支承之間的分布而定。 為了增加支承剛度， 支承間的距離應(yīng)盡可能縮小。 兩端支承多采用圓錐滾子軸承，安裝

31、時(shí)應(yīng)使他們的圓錐滾子的大端相向朝內(nèi)， 小端相背朝外。 為了防止從動(dòng)齒輪在 軸向載荷作用下的偏移，圓錐滾子軸承也應(yīng)預(yù)緊。但為了增加支承剛度，應(yīng)當(dāng)減小尺寸 c ＋ d；為了使載荷均勻分配，應(yīng)盡量使尺寸 c 等于或大于尺寸 d。球面圓錐滾子軸承具有自動(dòng)調(diào)位的性能， 對(duì)軸的歪斜的敏感性較小， 這一點(diǎn)當(dāng)主減速器從動(dòng)齒輪軸承的尺寸大時(shí)極為重要。向心推力軸承不需要調(diào)整， 但僅見于某些小排量轎車的主減速器中。 只有當(dāng)采用直齒或人字齒圓柱齒輪時(shí)， 由于無軸向力， 雙級(jí)主減速器的從動(dòng)齒輪才可以安裝在向心球軸承上。 綜上所述，由于本車為輕型載貨汽車， 主減速器從動(dòng)齒輪不宜采向心球軸承， 應(yīng)采用圓錐

32、滾子軸承支承，并用螺栓與差速器殼突緣連結(jié)。 2.2 主減速器的基本參數(shù)選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算 2.2.1 主減速器計(jì)算載荷的確定 （1）按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動(dòng)比確定從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tce T ce T e max i1 i 0 k 0 T / n N m （ 2.1） 式中 : i 1 —— 變速器一擋傳動(dòng)比，在此取 4.3 ，此數(shù)據(jù)此參考解放 CA1051輕型載貨汽 7 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 車； i0 —— 主減速器傳動(dòng)比在此取 5.3 ，此數(shù)據(jù)此參考解

33、放 CA1051輕型載貨汽車 Te max —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 300 N m ，此數(shù)據(jù)此參考解放 CA1050型載貨汽車； k0 —— 由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般的載貨汽車， 礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類汽車取 k0 =1.0 ， 當(dāng)性能系數(shù) fp >0 時(shí)可取 k0 =2.0 ； 1 16 - 0.195 mag 當(dāng)0.195 mag 16 100 T emax Temax （2.2） fp 當(dāng)0.195 mag 0

34、 16 Temax ma ——汽車滿載時(shí)的總質(zhì)量在此取 5455 Kg ，此數(shù)據(jù)此參考解放 CA1050輕型 載貨汽車； 5455 10 =35>16 所以由式（ 2.2 ） 得： 0.195 即 fp <0 所以 k0 =1.0 300 n ——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； T ——傳動(dòng)系上傳動(dòng)部分的傳動(dòng)效率，在此取 0.9 。 根據(jù)以上參數(shù)可以由 (2.1 ）得： Tce = 300 4.3 5.3 1.0 0.9 =

35、6211 N m 1 Tcs （2）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 Tcs G 2 rr / LB i LB （2.3） 式中： G2 ——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，在此取 32550N，此數(shù)據(jù)此參考解放 CA1051輕型載貨汽車； ——輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)， 對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車， 取 =0.85 ； 對(duì)越野汽車取 =1.0 ；對(duì)于安裝專門的肪滑寬輪胎的高級(jí)轎車取 =1.25 ；在此取 =0.85 ； rr ——車輪的滾動(dòng)半徑，在

36、此選用輪胎型號(hào)為 7.50-16 ，滾動(dòng)半徑為 0.394m ； LB ， i LB ——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率 和傳動(dòng)比， LB 取 0.9 ，由于沒有輪邊減速器 i LB 取 1.0 。 所以由公式（ 2.3 ）得 : T cs G 2 r r / LB i LB = 32550 0.85 0.394 =12112N m 0.9 1.0 （3）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 Tcf 對(duì)于公路車輛來說， 使用條件較非公路車輛穩(wěn)定， 其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引

37、力的值來確定： 8 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) (Ga GT )rr N m （2.4） Tcf fR fH fP i LB LB n 式中： Ga ——汽車滿載時(shí)的總重量，在此取 54550N; GT ——所牽引的掛車滿載時(shí)總重量， N，但僅用于牽引車的計(jì)算； fR ——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 0.015~0.020 ；在此取 0.018 ； fH ——汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車可取 0.05~0.09 在 此取 0.07 ；

38、 fp ——汽車的性能系數(shù)在此取 0； LB ，iLB ——分別為所計(jì)算的主減速器從動(dòng)錐齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和 傳動(dòng)比， LB 取 0.9 ，由于沒有輪邊減速器 i LB 取 1.0 ； n ——該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； r r — — 車輪的滾動(dòng)半徑 ，在 此選 用輪胎型號(hào) 為 7.50-16 ，滾 動(dòng)半 徑為 0.394m。 所以由式（ 2.4 ）得： (Ga G T )r r fP Tcf fR fH i LB LB n = 54550 0.394 0.018 0.07 0 =2101.5 N

39、m 0.9 1.0 1 2.2.2 主減速器基本參數(shù)的選擇 （1）主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù) z1 和 z2 選擇主、從動(dòng)錐齒輪齒數(shù)時(shí)應(yīng)考慮如下因素：①為了磨合均勻， z1 ， z2 之間應(yīng)避免有公約數(shù)；②為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于 40； ③為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對(duì)于商用車 z1 一般不小于 6；④主傳動(dòng)比 i0 較大時(shí)， z1 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙；⑤對(duì)于不同的主傳動(dòng)比， z1 和 z2 應(yīng)有適宜的搭配。 （2）從動(dòng)錐齒輪大端分度圓直徑 D2 和端面模數(shù) m 對(duì)于單

40、級(jí)主減速器， 增大尺寸 D 2 會(huì)影響驅(qū)動(dòng)橋殼的離地間隙， 減小 D 2 又會(huì)影響跨置式主動(dòng)齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 D 2 可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選，即 D 2 K D 2 3 T c （ 2.5） KD 2 ——直徑系數(shù)，一般取 13.0 ～16.0 ； Tc ——從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N m ，為 Tce 和 Tcs 中的較小者取其值為 6221 N m ； 9 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 由式（ 2.5 ）得： D 2 =（ 13.0 ～ 16.0 ） 3 6221 =（

41、239.09 ～ 294.27 ） mm ； 初選 D 2 =260mm 則齒輪端面模數(shù) m =D 2 / z2 =260/35=7.43 mm D 2 = m z2 =35 7.43=260.05 mm （3）主，從動(dòng)齒輪齒面寬 F 的選擇。 齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命， 反而會(huì)導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小， 這樣不但會(huì)減小了齒根圓角半徑， 加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。 此外，安裝時(shí)有位置偏差或由于制造、 熱處理變形等原因使齒輪工作時(shí)載荷集中于輪齒小端會(huì)引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。 另外，齒面過寬也會(huì)

42、 引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會(huì)降低。 另外 , 由于雙曲面齒輪的幾何特性 , 雙曲面小齒輪齒面寬比大齒輪齒面寬要大。 一般取 大 齒 輪 齒 面 寬 Fc =0.155 d2 =0.155 260.05=38.09mm ， 小 齒 輪 齒 面 寬 Fz =1.1 Fc =1.1 38.09=41.90mm （4）小齒輪偏移距及偏移方向的選擇 載貨汽車主減速器的 E 值，不應(yīng)超過從從動(dòng)齒輪節(jié)錐距的 20%（或取 E 值為 d 的10%~12%，且一般不超過 12%）。傳動(dòng)比愈大則 E 值也應(yīng)愈大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，偏移距 E 可達(dá)

43、從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 d2 的 20％～ 30％。但當(dāng) E 大干 d2 的 20％時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。 E=(0.1 0.12) d2 =(0.1 0.12) 260.05=26.01 31.20mm 初選 E=30mm a b c d 圖 2.7 雙曲面齒輪的偏移方式 雙曲面齒輪的偏移可分為上偏移和下偏移兩種， 如圖 2.7 所示：由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)， 這時(shí)如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方時(shí)，

44、 則為上 10 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 偏移，在下方時(shí)則為下偏移。其中 a、b 是下偏移， c、d 是上偏移。雙曲面齒輪的偏移方向與其輪齒的螺旋方向間有一定的關(guān)系： 下偏移時(shí)主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮?從動(dòng)齒輪為右旋；上偏移時(shí)主動(dòng)齒輪為右旋，從動(dòng)齒輪為左旋。本減速器采用下偏移。 （5）螺旋角 的選擇 雙曲面齒輪螺旋角是沿節(jié)錐齒線變化的，輪齒大端的螺旋角 0 最大，輪齒小端螺旋 角 i 最小，齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角 m 稱為齒輪中點(diǎn)螺旋角。 螺旋錐齒輪中點(diǎn)處的 螺旋角是 相等的。二對(duì)于雙曲面齒輪傳動(dòng)，由于主動(dòng)齒輪相

45、對(duì)于從動(dòng)齒輪有了偏移距，使主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪 中點(diǎn)處的螺旋角不相等。且主動(dòng)齒輪的螺旋角大，從動(dòng)齒輪的螺旋角小。 選時(shí)應(yīng)考慮它對(duì)齒面重合度 mf ，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的影響， 越大，則 mf 也越 大，同時(shí)嚙合的齒越多， 傳動(dòng)越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)度越高， mf 應(yīng)不小于 1.25 ， 在 1.5 ～2.0 時(shí)效果最好，但 過大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。 汽車主減速器雙曲面齒輪大小齒輪中點(diǎn)處的平均螺旋角 多為 35°～ 40°。 主動(dòng)齒輪中點(diǎn)處的螺旋角可按下式初選 : z = 25 +5 z2 + 90 E （ 2.6）

46、 z1 d2 z -- 主動(dòng)輪中點(diǎn)處的螺旋角， mm； z1 ， z2 ——主、從動(dòng)輪齒數(shù)；分別為 8，35； E ——雙曲面齒輪偏移距 , 30mm； d2 ——從動(dòng)輪節(jié)圓直徑， 260.05mm； 由式（ 2.6 ）得 : z = 25 +5 35 +90 30 =45.84 8 260.05 從動(dòng)齒輪中點(diǎn)螺旋角 c 可按下式初選 : sin E 30 0.20 F 260.05 38.09 d2 2 2

47、 2 2 ——雙曲面齒輪傳動(dòng)偏移角的近似值； F ——雙曲面從動(dòng)齒輪齒面寬為 38.09mm； 11.61 c = z - =45.84 °- 11.61 =34.23 ° c 、 z 從動(dòng)齒輪和主動(dòng)齒輪中點(diǎn)處的螺旋角。 平均螺旋角 = z + c = 45.84 +34.32 =40.04 °。 2 2 （6）螺旋方向的選擇。 11 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)

48、 圖 2.8 雙曲面齒輪的螺旋方向及軸向推力 主、從動(dòng)錐齒輪的螺旋方向是相反的。 如圖 2.8 所示，螺旋方向與雙曲面齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向， 當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時(shí)， 應(yīng)使主動(dòng)錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、 從動(dòng)齒輪有分離的趨勢， 防止輪齒因卡死而損壞。 所以主動(dòng)錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)， 這樣從動(dòng)錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動(dòng)汽車前進(jìn)。 （7）法向壓力角 加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，

49、 減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)， 但對(duì)于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小， 并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降， 對(duì)于雙曲面齒輪，由于其主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等， 因此應(yīng)按平均壓力角考慮， 載貨汽車選用 22°30′或 20°的平均壓力角，在此選用 20°的平均壓力角。 2.2.3 主減速器雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算 （1）大齒輪齒頂角 2 與齒根角 2 圖 2.9（ a）標(biāo)準(zhǔn)收縮齒和 （ b）雙重收縮齒 12 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012

50、 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 標(biāo)準(zhǔn)收縮齒和雙重收縮齒各有其優(yōu)缺點(diǎn)，采用哪種收縮齒應(yīng)按具體情況而定。雙重收 縮齒的優(yōu)點(diǎn)在于能提高小齒輪粗切工序的效率。 雙重收縮齒的輪齒參數(shù)， 其大、小齒輪根錐角的選定是考慮到用一把使用上最大的刀頂距的粗切刀， 切出沿齒面寬方向正確的齒厚收縮來。當(dāng)大齒輪直徑大于刀盤半徑時(shí)采用這種方法是最好的， 不是這種情況而要采用雙重收縮齒，齒高的急劇收縮將使小端的齒輪又短又粗。標(biāo)準(zhǔn)收縮齒在齒高方向的收縮好， 但可能使齒厚收縮過多， 結(jié)果造成小齒輪粗切刀的刀頂距太小。 這種情況可用傾錐根母線收縮齒的方法或仔細(xì)選用刀盤半徑加以改善， 即當(dāng)雙重收縮齒會(huì)使齒高方向收縮過多，

51、而標(biāo)準(zhǔn)收縮齒會(huì)使齒厚收縮過多時(shí)，可采用傾錐根母線收縮齒作為兩者之間的這種。 大齒輪齒頂角 2 和齒根角 2 為了得到良好的收縮齒 , 應(yīng)按下述計(jì)算選擇應(yīng)采用采用 雙重收縮齒還是傾錐根母線收縮齒。 ①用標(biāo)準(zhǔn)收縮齒公式來計(jì)算 2 及 2 3843h 'm2 2 Am 3438h''m2 2 Am h 'm2 hgm K a h ''m2 1.150hgm 0.15 KRm2 cos 2 hgm z2 d2 Fc sin 2i Rm2 2.0 2i arc cot1.2 z1 z2

52、 Rm2 Am sin 2 2 arctan z2 z1 由（ 2.6）與（ 2.14）聯(lián)立可得 :  （ 2.6） （ 2.7） （ 2.8） （ 2.9） （ 2.10） （ 2.11） （ 2.12） （ 2.13） （ 2.14） d2 Fc sin arccot1.2 z1 Rm2 z2 （2.15） 2.0

53、13 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) K ( d2 Fc sinarccot1.2 z1 )cos 2 hgm z2 2.0z2 K a K (d2 Fc sinarccot1.2 z1 )cos 2 h 'm 2 z2 2.0z2 h ''m2 (1.15 K a )hgm 2 3438 K cos 2 K a sin arctan z2 z2 z1 式中： z1 , z2 ——小齒輪和大齒輪的齒數(shù)； d2 ——大齒輪的最大分度圓直徑 , 已算出為 260.05mm； Rm2 —

54、—大齒輪在齒面寬中點(diǎn)處的分度圓半徑； Am ——在節(jié)錐平面內(nèi)大齒輪齒面寬中點(diǎn)錐距 mm； hgm ——大齒輪齒面寬中點(diǎn)處的齒工作高； K a ——大齒輪齒頂高系數(shù)取 0.15 ； h ' h ''m2 ——大齒輪齒寬中點(diǎn)處的齒跟高； 2 ——大齒輪齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角； 2 ——大齒輪的節(jié)錐角； K ——齒深系數(shù)取 3.7 ； Fc ——從動(dòng)齒輪齒面寬。 所以： 260.05 38.09sin arccot(1.2 8 ) Rm2 2.0 35 111.66

55、3.7 260.05 38.09 sin arccot(1.2 8 ) cos34.23 hgm 35 9.76 2.0 35 0.15 3.7 260.05 38.09 sin arccot(1.2 8 ) cos34.23 h 'm 2 35 2.0 35 h ''m2 9.76 (1.15 0.15) 9.76 260.05 38.09sinarccot(1.2 8 )

56、 Am sin 77.12 2.0 35 114.54  （ 2.16 ） （ 2.17） （ 2.18） （ 2.19） 1.46 14 中國地質(zhì)

57、大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 3438 3.7 cos34.23 0.15sin arctan 35 43.82 ' 0.73 ° 35 8 K cos d2 Fc sin arccot1.2 z1 2 0.15 z2 2 3438 1.150 2.0sin z2 2 K cos d2 Fc sinarccot1.2 z1 2 0.15 z2 2 3438 1.150 2.0sin 2 z2

58、3.7 cos34.23 260.05 38.09sinarccot1.2 8 0.15 35 3438 1.150 35 35 2.0sin arctan 8 292.95' 4.88 ②計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)收縮齒齒頂角與齒根角之和。 s 2 2 43.82 292.95 336.77 D TR （2.20） ③ TR s sin 2 Rm2 tan 2 10560 cos 2

59、rd D tan （2.21） z2 sin 2 （ 2.22） Rm2 cos 2 TR 0.02 z1 1.06 （2.23）由 式（ 2.19 ）與（ 2.23 ）聯(lián)立可得 : sin 2 sin 2 tan 2 TR 10560 cos 2 cos 2rd (0.02z1 1.06) （ 2.24） s z2 tan rd ——刀盤名義半徑 , 按表選取為 114.30mm TR ——輪齒收縮系數(shù)

60、 15 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) sin77.12 sin77.12 tan34.23 cos34.23 cos34.23 114.30 T 10560 (0.02 8 1.06) R 337.77 35 tan20 0.05 0 ④當(dāng) TR 為正數(shù)時(shí) , s 為傾根錐母線收縮齒， 應(yīng)按傾根錐母線收縮齒重新計(jì)算 2及 2。 ⑤按傾根錐母線收縮齒重新計(jì)算大齒輪齒頂角 2 及齒跟角

61、2。 2TR 2 （2.25） 2 K a TR （2.26） TRTR S （2.27） TR 0.02 z1 1.06 （2.28） 由式（ 2.25 ）與（ 2.25 ）聯(lián)立可得 : 2 K aS (0.02 z1 1.06) （2.29） 2 (0.02 z1 1.06) S2 （2.30） K a ——大齒輪齒頂高系數(shù)取 0.15 TR ——傾根錐母線收縮齒齒根角齒頂角之和 2 0.15 336.77 (0.02 8 1.06) 67.12' 1.12 2 (0.

62、02 8 1.06) 336.77 67.12 380.34' 6.34 （2）大齒輪齒頂高 h2 ' h2 ' h 'm2 ( A0 Am )sin 2 （2.30） A0 0.5d2 （ 2.31） sin 2 A0 ——大齒輪節(jié)錐距 . 由式（ 2.30），（2.31）得： 0.5 260.05 A0 133.38 sin 77.12 h2 '

63、 1.46 (133.38 114.54) sin1.12 1.77 （ 3）大齒輪齒跟高 h ''2 . h ''2 h ''m2 ( A0 Am )sin 2 （2.32） 16 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) h ''m2 ——大齒輪齒寬中點(diǎn)處齒跟高 由式（ 2.32 ）得： h ''2 9.76 (133.38 114.54) sin 6.34 11.84 （4）徑向間隙 C 0.15 hgm 0.05 0.15 9.76 0.05 1.51

64、 （5）大齒輪齒全高 h2 h '2 h ''2 1.17 11.84 13.01 （6）大齒輪齒工作高 h2 g h2 C 13.01 1.51 11.5 （7）大齒輪的面錐角 02 2 2 77.12 1.12 （8）大齒輪的根錐角 R 2 2 2 77.12 6.34 70.78 （9）大齒輪外圓直徑 h '2 cos 2 d2 1.77 cos77.12 260.84 d02 0.5 260.05 0.5 （10）小齒輪面錐角 sin 01 cos R2 cos cos

65、70.78 cos11.61 0.32 1 18.81 （11）小齒輪的根錐角 sin R1 cos 02 cos cos78.24 cos11.61 0.20 R1 11.52 （12）小齒輪的齒頂高和齒根高 齒頂高 : h '1 hg 11.5 5.75 mm C 1.51 2 2 齒根高； h''1 h h '1 13.01 7.26 5.75mm 17 中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) [5] 表 2.2 主減速

66、器雙曲面齒輪的幾何尺寸參數(shù)表 序 號(hào) 項(xiàng) 目 1 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 2 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 3 端面模數(shù) 4 主動(dòng)齒輪齒面寬 5 從動(dòng)齒輪齒面寬 6 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 7 從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑 8 主動(dòng)齒輪節(jié)錐角 9 從動(dòng)齒輪節(jié)錐角 10 節(jié)錐距 11 偏移距 12 主動(dòng)齒輪中點(diǎn)螺旋角 13 從動(dòng)齒輪中點(diǎn)螺旋角 14 平均螺旋角 15 刀盤名義半徑 16 從動(dòng)齒輪齒頂角 17 從動(dòng)齒輪齒根角 18 主動(dòng)齒輪齒頂高 19 從動(dòng)齒輪齒頂高 20 主動(dòng)齒輪齒根高  符號(hào) z1 z2 m FZ FC d1 d2 1 2 A0 E 1 2 rd 2 2