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由于采用的是成对轴承,所以轴承的使用寿命为所以轴承符合使用要求。
对于轴承,径向力.,轴向力.,所以,.当量动载荷.式中冲击载荷系数在此取.所以,.所以轴承符合使用要求。
对于从动齿轮的轴承,的径向力已知.,.,所以,轴承的径向力.轴承的径向力.根据尺寸,轴承,均采用,其额定动载荷为,.对于轴承,轴向力.,径向力.,并且.,.,.所以所以轴承满足使用要求。
对于轴承,轴向力,径向力.。
所以所以轴承满足使用要求。
.主减速器齿轮材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的,与传动系的其它齿轮相比,具有载荷大,作用时间长,载荷变化多,带冲击等特点。
其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断齿面疲劳点蚀剥落磨损和擦伤等。
根据这些情况,对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度,以及较好的齿面耐磨性,故齿表面应有高的硬度轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷,避免在冲击载荷下轮齿根部折断钢材的锻造切削与热处理等加工性能良好,热处理变形小或变形规律易于控制,以提高产品的质量缩短制造时间减少生产成本并将低废品率选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。
汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮,目前都是用渗碳合金钢制造。
在此,齿轮所采用的钢为用渗碳合金钢制造的齿轮,经过渗碳淬火回火后,轮齿表面硬度应达到,而心部硬度较低,当端面模数时为。
对于渗碳深度有如下的规定当端面模数时,为当端面模数时,为由于新齿轮接触和润滑不良,为了防止在运行初期产生胶合咬死或擦伤,防止早期的磨损,圆锥齿轮的传动副或仅仅大齿轮在热处理及经加工如磨齿或配对研磨后均予与厚度的磷化处理或镀铜镀锡。
这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸,也不能代替润滑。
对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达。
对于滑动速度高的齿轮,为了提高其耐磨性,可以进行渗硫处理。
渗硫处理时温度低,故不引起齿轮变形。
渗硫后摩擦系数可以显著降低,故即使润滑条件较差,也会防止齿轮咬死胶合和擦伤等现象产生。
.主减速器的润滑主加速器及差速器的齿轮轴承以及其他摩擦表面均需润滑,其中尤其应注意主减速器主动锥齿轮的前轴承的润滑,因为其润滑不能靠润滑油的飞溅来实现。
为此,通常是在从动齿轮的前端靠近主动齿轮处的主减速壳的内壁上设专门的集油槽,将飞溅到壳体内壁上的部分润滑油收集起来再经过近油孔引至前轴承圆锥滚子的小端处,由于圆锥滚子在旋转时的泵油作用,使润滑油由圆锥滚子的下端通向大端,并经前轴承前端的回油孔流回驱动桥壳中间的油盆中,使润滑油得到循环。
这样不但可使轴承得到良好的润滑散热和清洗,而且可以保护前端的油封不被损坏。
为了保证有足够的润滑油流进差速器,有的采用专门的倒油匙。
为了防止因温度升高而使主减速器壳和桥壳内部压力增高所引起的漏油,应在主减速器壳上或桥壳上装置通气塞,后者应避开油溅所及之处。
造成齿面剥落的主要原因是表面层强度不够。
例如渗碳齿轮表面层太薄心部硬度不够等都会引起齿面剥落。
当渗碳齿轮热处理不当使渗碳层中含碳浓度的梯度太陡时,则部分渗碳层齿面形成的硬皮也将从齿轮心部剥落下来。
齿面胶合在高压和高速滑摩引起的局部高温的共同作用下,或润滑冷却不良油膜破坏形成金属齿表面的直接摩擦时,因高温高压而将金属粘结在起后又撕下来所造成的表面损坏现象和擦伤现象称为胶合。
它多出现在齿顶附近,在与节锥齿线的垂直方向产生撕裂或擦伤痕迹。
轮齿的胶合强度是按齿面接触点的临界温度而定,减小胶合现象的方法是改善润滑条件等。
齿面磨损这是轮齿齿面间相互滑动研磨或划痕所造成的损坏现象。
规定范围内的正常磨损是允许的。
研磨磨损是由于齿轮传动中的剥落颗粒装配中带入的杂物,如未清除的型砂氧化皮等以及油中不洁物所造成的不正常磨损,应予避免。
汽车主减速器及差速器齿轮在新车跑合期及长期使用中按规定里程更换规定的润滑油并进行清洗是防止不正常磨损的有效方法。
汽车驱动桥的齿轮,承受的是交变负荷,其主要损坏形式是疲劳。
其表现是齿根疲劳折断和由表面点蚀引起的剥落。
在要求使用寿命为万千米或以上时,其循环次数均以超过材料的耐久疲劳次数。
因此,驱动桥齿轮的许用弯曲应力不超过表.给出了汽车驱动桥齿轮的许用应力数值。
表.汽车驱动桥齿轮的许用应力计算载荷主减速器齿轮的许用弯曲应力主减速器齿轮的许用接触应力差速器齿轮的许用弯曲应力,中的较小者实践表明,主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷即平均计算转矩有关,而与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大。
汽车驱动桥的最大输出转矩和最大附着转矩并不是使用中的持续载荷,强度计算时只能用它来验算最大应力,不能作为疲劳损坏的依据。
主减速器螺旋锥齿轮的强度计算单位齿长上的圆周力在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性,常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算,即.式中单位齿长上的圆周力,作用在齿轮上的圆周力按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算。
按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩,在此取变速器的传动比主动齿轮节圆直径,在此取按上式计算档时表.许用单位齿长上的圆周力档二档直接档轿车载货汽车公共汽车牵引汽车轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为.式中齿轮计算转矩,对从动齿轮,取,较小的者即.和.来计算对主动齿轮应分别除以传动效率和传动比得.,.超载系数,.尺寸系数.载荷分配系数取质量系数,对于汽车驱动桥齿轮,档齿轮接触良好节及径向跳动精度高时,取计算弯曲应力用的综合系数,见图.,.,.。
按计算主动锥齿轮弯曲应力.从动锥齿轮弯曲应力.按计算主动锥齿轮弯曲应力从动锥齿轮弯曲应力综上所述由表.,计算的齿轮满足弯曲强度的要求。
图.弯曲计算用综合系数轮齿的接触强度计算螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力为.式中主动齿轮计算转矩分别为材料的弹性系数,对于钢制齿轮副取.主动齿轮节圆直径,.同.尺寸系数,表面质量系数,对于制造精确的齿轮可取齿面宽,取齿轮副中较小值即从动齿轮齿宽.计算应力的综合系数,.,见图.所示。
图.接触强度计算综合系数按计算,.按计算,.由表.轮齿齿面接触强度满足校核。
主减速器的轴承计算轴承的计算主要是计算轴承的寿命。
设计时,通常时,其驱动轮上要求必须具有定的驱动力矩和转速,在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置个主减速器后,便可使主减速器前面的传动部件如变速器万向传动装置等所传递的扭矩减小,从而可使其尺寸及质量减小操纵省力。
.主减速器齿轮参数的选择与强度计算主减速器齿轮计算载荷的确定按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩.式中!.发动机最大转矩由发动机到所计算的主减速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比上述传动部分的效率,取.超载系数,取.驱动桥数目。
按驱动轮在良好路面上打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩.式中汽车满载时驱动桥给水平地面的最大负荷,后轮单胎轴荷分配前轴后轴可初取轮胎对地面的附着系数,对于安装般轮胎的公路用汽车,取.对于越野汽车,取.车轮滚动半径,.查表.分别为由所计算的主减速器从动齿轮到驱动轮之间的传动效率和传动比,分别取.和。
.通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮打滑时这两种情况下作用于主减速器从动齿轮上的转矩的较小者,作为载货汽车计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。
由式.,式.求得的计算载荷,是最大转矩而不是正常持续转矩,不能用它作为疲劳损坏依据。
汽车的类型很多,行驶工况又非常复杂,轿车般在高速轻载条件下工作,而矿用车和越野车在高负荷低车速条件下工作,对于公路车辆来说,使用条件较非公路用车稳定,其正常持续转矩是根据所谓平均牵引力的值来确定的,即主减速器的平均计算转矩。
按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩.式中汽车满载总重,所牵引的挂车满载总重仅用于牵引车取道路滚动阻力系数,初取.汽车正常使用时的平均爬坡能力系数。
初取.汽车性能系数.当.时,取。
.主减速器齿轮参数的选择主从动齿数的选择选择主从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素为了磨合均匀之间应避免有公约数为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度,主从动齿轮齿数和应不小于为了啮合平稳,噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车般不小于主传动比较大时,尽量取得小些,以便得到满意的离地间隙。
对于不同的主传动比,和应有适宜的搭配。
主减速器的传动比为.,初定主动齿轮齿数,从动齿轮齿数。
从动锥齿轮节圆直径及端面模数的选择根据从动锥齿轮的计算转矩见式.和式.并取两式计算结果中较小的个作为计算依据,按经验公式选出.式中直径系数,取计算转矩取,较小的。
取.。
计算得,,初取。
选定后,可按式算出从动齿轮大端模数,并用下式校核.式中模数系数,取计算转矩取。
由,取.,满足校核。
所以有.。
螺旋锥齿轮齿面宽的选择通常推荐圆锥齿轮从动齿轮的齿宽为其节锥距的.倍。
对于汽车工业,主减速器螺旋锥齿轮面宽度推荐采用螺旋锥齿轮螺旋方向主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。
螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向。
当变速器挂前进挡时,应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向。
这样可使主从动齿轮有分离的趋势,防止轮齿因卡死而损坏。
所以主动锥齿轮选择为左旋,从锥顶看为逆时针运动,这样从动锥齿轮为右旋,从锥顶看为顺时针,驱动汽车前进。
旋角的选择螺旋角是在节锥表面的展开图上定义的,齿面宽中点处为该齿轮的名义螺旋角。
通常仅用在装在质量以上的重型汽车上。
本次设计货车主减速比.,所以采用单级主减速器。
主减速器主从动锥齿轮的支承形式及安装方法主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择现在汽车主减速器主动锥齿轮的支承形式有如下两种悬臂式悬臂式支承结构如图.所示,其特点是在锥齿轮大端侧采用较长的轴径,其上安装两个圆锥滚子轴承。
为了减小悬臂长度和增加两端的距离,以改善支承刚度,应使两轴承圆锥滚子向外。
悬臂式支承结构简单,支承刚度较差,多用于传递转钜较小的轿车轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。
图.锥齿轮悬臂式支承骑马式骑马式支承结构如图.所示,其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承,这样可大大增加支承刚度,又使轴承负荷减小,齿轮啮合条件改善,在需要传递较大转矩情况下,最好采用骑马式支承。
图.主动锥齿轮骑马式支承采用骑马式跨置式支承结构时,齿轮前后两端的轴颈均以轴承支承,故又称两端支承式。
跨置
