（优秀毕业全套设计）东风EQ1092F型汽车分动器的设计（整套下载）

第章分动器的齿轮设计.模数的确定齿轮模数是个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度质量噪声工艺要求载荷等。

决定齿轮模数的因素很多，其中最主要的是载荷的大小。

由于高档齿轮和低档齿轮载荷不同，股高速挡和低速档的模数不宜相同。

从加工工艺及维修观点考虑，同齿轮机械中的齿轮模数不宜过多。

所选模数应符合国家标准的规定，。

接合齿和啮合套多采用渐开线齿形。

由于工艺上的考虑，同分动器中的结合齿采用同模数。

选取较小模数并增多齿数有利于换挡。

选取各齿轮副模数如下常啮合齿轮低速档，高速挡。

啮合套采用渐开线齿形，取.齿形压力角及螺旋角齿形与分度圆交点的径向线与该点的齿形切线所夹的锐角被称为分度圆压力角。

般所说的压力角，都是指分度圆压力角。

汽车变速器的齿形压力角及螺旋角按表.选取。

表.汽车分动器齿轮的齿形压力角与螺旋角项目车型齿形压力角螺旋角轿车高齿并修形的齿形，般货车规定的标准齿形重型车规定的标准齿形低挡倒挡齿轮，小螺旋角压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。

对于轿车，为加大重合度以降低噪声，应取用小些的压力角对于货车，为提高齿轮承载能力，应取用大些的压力角。

实际上，因国家规定的标准压力角为，所以分动器齿轮采用的压力角为。

斜齿轮在分动器中得到广泛应用。

选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力有影响。

在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳噪声降低。

实验还证明随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。

不过当螺旋角大于时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。

因此，从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以为宜而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应当选用较大的螺旋角。

但螺旋角太大，会使轴向力及轴承载荷过大。

初选低速档啮合齿轮螺旋角。

.齿宽齿轮宽度大，承载能力高。

但齿轮受载后，由于齿向误差及轴的挠度变形等原因，沿齿宽方向受力不均匀，因而齿宽不宜太大。

通常可以根据齿轮模数来选择齿宽。

.式中齿宽系数，直齿轮取，斜齿轮取法面模数。

齿宽可根据下列公式初选直齿轮，斜齿轮。

综合各个齿轮的情况，均为斜齿轮设计.，齿宽均选为。

.各档齿轮齿数的确定低速档齿轮副齿数的确定在初选中心距齿轮模数和螺旋角以后，可根据档数传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。

齿数和.圆整取根据经验数值，轴低速档齿轮齿数在之间选取。

通过表.对这三个数值得出的参数进行比较。

表.不同齿数时传动比对比低.通过比较可以得出，时，低.，与设计要求.最接近。

所以，对中心距进行修正因为计算齿数和后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的和齿轮变位系数重新计算中心距，再以修正后的中心距作为各挡齿轮齿数分配的依据，故中心距变为.修正中心距，取。

重新确定螺旋角，其精确值应为下面根据方程组确定常啮合齿轮副齿数分别为。

重新确定螺旋角，其精确值为确定其他齿轮的齿数齿轮为中桥输出轴齿轮，因此齿轮与后桥输出轴齿轮各参数应相同。

低速档齿轮.根据，可以得出，于是可得，圆整取重新确定螺旋角，其精确值为齿轮的设计参数如表.所示表.齿轮各参数数据齿轮高速档低速档常啮合齿轮齿数输入轴齿轮中间轴齿轮输入轴齿轮中间轴齿轮输出轴齿轮中间轴齿轮实际传动比.螺旋角法面模数法面齿顶高系数法面顶隙系数.分度圆压力角分度圆直径中心距齿顶高齿根高.齿全高.有效齿宽当量齿数.齿轮损坏的原因和形式齿轮在啮合过程中，轮齿根部产生弯曲应力，过渡转角处又有应力集中，故当齿轮受到足够大的载荷作用，其根部的弯曲应力超过材料的许用应力时，轮齿就会断裂。

这种由于强度不够而产生的断裂，其断面为次性断裂所呈现的粗状颗粒面。

在汽车分动器中这种情况很少发生。

而最常见的断裂则是由于在重复载荷作用下使齿根受拉面的最大应力区出现疲劳裂缝而逐渐扩展到定深度后所产生的折断，其疲劳断面在疲劳裂缝部分呈光滑表面，而突然断裂部分呈粗粒状表面。

分动器低挡小齿轮由于载荷大而齿数少齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。

齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳强度的形式。

齿面长期在脉动的接触应力作用下，会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。

啮合时由于齿面的相互挤压，使充满了润滑油的裂缝处油压增高，导致裂缝的扩展，最后产生剥落，使齿面上产生大量的扇形小麻点，即是所谓点蚀。

点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。

通常是靠近节圆根部齿面处的点蚀较靠近节圆顶部齿面出的点蚀严重主动小齿轮较被动大齿轮严重。

对于高速重载齿轮，由于齿面相对滑动速度高接触压力大且接触区产生高温而使齿面间的润滑油膜破坏，使齿面直接接触。

在局部高温高压下齿面互相熔焊粘连，齿面沿滑动方向形成撕伤痕迹的损坏形式成为齿面胶合。

在般汽车变速器中，产生胶合损坏的情况较少。

增大轮齿根部齿厚，加大齿根圆角半径，采用高齿，提高重合度，增多同时啮合的轮齿对数，提高轮齿柔度，采用优质材料等，都是提高轮齿弯曲疲劳强度的措施。

合理选择齿轮参数及变位系数，增大齿廓曲率半径，降低接触应力，提高齿面强度等，可提高齿面的接触强度。

采用黏度大耐高温耐高压的润滑油，提高油膜强度，提高齿面强度，选择适当的齿面表面处理方法和镀层等，是防止齿面胶合的措施。

.齿轮的材料选择齿轮材料的选择原则满足工作条件的要求不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。

但是对于般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。

合理选择材料配对如对硬度的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在左右。

为提高抗胶合性能，大小轮应采用不同钢号材料。

考虑加工工艺及热处理工艺大尺寸的齿轮般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯，可选择锻钢制作。

尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。

软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可硬齿面齿轮硬度常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢或中碳合金钢切齿后表面淬火，以获得齿面齿芯韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。

但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮。

齿轮材料的选择现代汽车分动器齿轮大都采用渗碳合金钢制造，使轮齿表面的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合，以大大提高其接触强度弯曲强度及耐磨性。

在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑其加工性能及制造成本。

国产汽车分动器齿轮的常用材料是，也有采用的。

这些低碳合金钢都需随后的渗碳淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶粒。

为消除内应力，还要进行回火。

分动器齿轮轮齿表面渗碳层深度的推荐范围如下渗碳层深度.渗碳层深度渗碳层深度渗碳齿轮在淬火回火后，要求轮齿的表面硬度为，心部硬度为。

些轻型以下的载货汽车和轿车等分动器的小模数齿轮，采用了或钢并进行表面氰化处理。

这种中碳铬钢具有满意的锻造性能及良好的强度指标，氰化钢热处理后变形小也是优点。

但由于氰化层较薄且钢的含碳量又高，故接触强度和承载能力均受到限制。

.齿轮的强度计算与其它机械设备用变速器比较，不同用途汽车的分动器齿轮使用条件是相似的。

此外，汽车分动器齿轮用的材料热处理方法加工方法精度级别支撑方式也基本致。

如汽车分动器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或磨齿精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于级。

因此，比用于通用齿轮强度公式更为简化些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果。

轮齿的弯曲应力直齿轮弯曲应力公式为.式中弯曲应力圆周力，计算载荷•节圆直径应力集中系数，可近似取.摩擦力影响系数，主从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同，主动齿轮.，从动齿轮.齿宽端面齿距，模数齿形系数，如图.所示图.齿形系数图因为齿轮节圆直径，式中为齿数，所以将上述有关参数代入式后得.斜齿轮的弯曲应力公式为.式中圆周力，计算载荷•节圆直径法向模数，齿数，斜齿轮螺旋角应力集中系数，齿面宽法向齿距，齿形系数，可按当量齿数在图.中查得重合度影响系数，。

将上述有关参数代入公式后，可得到斜齿轮的弯曲应力公式为.当计算载荷取作用到分动器输入轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在范围，对货车为范围。

当挂上低速档时传递的转矩最大，因此只要校核低速档时的弯曲应力就可以了。

挂上低速档时输入轴传递的转矩中间轴传递的转矩低速档齿轮为斜齿轮，由齿轮的弯曲应力公式为式中齿形系数。

由图.得，。

通过以上的计算，把各个参数代入公式后得所以高低速档的齿轮的弯曲强度均合格。

轮齿接触应力.式中轮齿接触应力齿面上的法向力为圆周力为计算载荷•，为节圆直径，为节点处压力角，为齿轮螺旋角齿轮材料的弹性模量，齿轮接触的实际宽度，斜齿轮用代替主从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮，斜齿轮，主从动齿轮节圆半径。

将作用在分动器输入轴上的载荷作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表.。

表.变速器齿轮的许用接触应力齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮挡和倒挡常啮合齿轮和高挡低档时受力分析低档时输入轴受力分析低档时中间轴受力分析齿轮的接触应力公式为将各参数代入公式后得.高档时受力分析中间轴传递的转矩高档时输入轴受力分析高档时中间轴受力分析将各参数代入公式后得.所以高低档齿轮的接触强度都合格。

所以高低速档的齿轮的弯曲强度均合格。

.本章小结本章主要是对齿轮的模数齿形压力角及螺旋角的确定，根据中心距计算了齿轮的基本参数，确定了齿轮的齿数，在齿轮的计算中，需要对分动器全面考虑，最大平衡各方面关系，通过对齿轮的校核，完成了对齿轮的设计。

第章轴的设计.轴的尺寸初选分动器在工作时承受着转矩及来自齿轮啮合的圆周力径向力和斜齿轮的轴向力引起的弯矩。

刚度不足会引起弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，产生过大的噪声，降低齿轮的强度耐磨性及寿命。

设计分动器轴时，其刚度大小应以能保证齿轮能有正确的啮合为前提条件。

轴的径向及轴向尺寸对其刚度影响很大，且轴长与轴径应协调。

分动器输入轴与中间轴的最大直径可根据中心距按以下公式初选.在已经确定了中心距后，输入轴和中间轴中部直径可以初步确定，.。

在草图设计过程中，将最大直径确定为如下数值