式中差速器传递的转矩，.行星齿轮数如图.所示，为行星齿轮支撑面中点到锥顶的距离，为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而，支撑面的许用挤压应力，取为。图.差速器行星齿轮安装孔直径及其深度代入差速器齿轮的几何尺寸计算表.汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算表长度单位序号项目计算公式计算结果行星齿轮齿数，应尽量取最小值半轴齿轮齿数，且需满足式.模数齿面宽工作齿高全齿高.压力角.轴交角节圆直径节锥角，.节锥距周节齿顶高齿根高径向间隙.齿根角面锥角根锥角外圆直径节圆顶点至齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙差速器齿轮的强度计算差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，而对于疲劳寿命则不予考虑，这是由于行星齿轮在差速器的工作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左右驱动车轮有转速差时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对的滚动的缘故。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。轮齿弯曲强度为.式中差速器个行星齿轮传给个半轴齿轮的转矩，其计算差速器的行星齿轮数半轴齿轮齿数见上面说明计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数。如图.取图.弯曲计算用综合系数按计算转矩较小者进行计算时，弯曲应力应不大于。所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。.差速器齿轮的材料差速器齿轮和主减速器齿轮样，基本上都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥齿轮的材料为和等，本设计采用，由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮工艺已被广泛应用。.本章小结本章首先介绍了差速器结构作用及工作原理，对普通对称式圆锥行星齿轮差速器的基本参数进行了设计计算，根据机械设计机械制造的标准值对差速器齿轮的几何尺寸进行详细计算，并且对强度进行了校核，最终确定了所设计差速器的各个参数，并满足了强度校核。第章半轴及贯通轴的设计.半轴的型式驱动车轮的传动装置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器的半轴齿轮传给驱动车轮。在般的非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，半轴将差速器的半轴齿轮与车轮的轮毂联接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴与轮边减速器的主动齿轮连接起来。半轴的形式主要取决半轴的支承形式普通非断开式驱动桥的半轴，根据其外端支承的形式或受力状况不同可分为半浮式，浮式和全浮式，如图.所示。图.半轴型式及受力简图半浮式浮式全浮式半浮式半轴半浮式半轴以靠近外端的轴颈直接支承在置于桥壳外端内孔中的轴承上，而端部则以具有锥面的轴颈及键与车轮轮毂相固定，或以凸缘直接与车轮轮盘及制动鼓相联接。因此，半浮式半轴除传递转矩外，还要承受车轮传来的垂向力纵向力驱动力或制动力及侧向力所引起的弯矩。由此可见，半浮式半轴承受的载荷复杂，但它具有结构简单质量小尺寸紧凑造价低廉等优点。用于质量较小使用条件较好承载负荷也不大的轿车和轻型载货汽车。当半轴外端安装在堆圆锥滚子轴承上时，可以承受正反两个方向作用的轴向载荷当半轴外端支承在个圆锥滚子轴承上时，向外作用的轴向力由轴承承受，而向内作用的轴向力则有两半轴之间的滑块传给另半轴的外端轴承。也有装用可以承受双向作用轴向力的向心推力球轴承的结构，但这种轴承使用寿命较短。浮式半轴如图.所示，浮式半轴的结构特点是半轴外端仅有个轴承并装载驱动桥壳半轴套管的端部，直接支撑着车轮轮毂，而半轴则以其端部与轮毂相固定。由于个轴图.浮式半轴的结构与安装承的支承刚度较差，因此这种半轴除承受全部转矩外，力所形成的弯矩得由半轴及半轴套管共同承受，即浮式半轴还得承受部分弯矩，后者的比例大小依轴承的结构型式及其支承刚度半轴的刚度等因素决定。侧向力引起的弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命。可用于轿车和轻型载货汽车，但为得到推广。全浮式半轴如图.所示，全浮式半轴的外端与轮毂相连，而轮毂又由堆轴承支撑于桥壳的半轴套管上。多采用堆圆锥滚子轴承支承轮毂，且两轴承的圆锥滚子小端应相向安装并有定的预紧，调好后由锁紧螺母予以锁紧，很少采用球轴承的结构方案。由于车轮所承受的垂向力纵向力和侧向力以及由它们引起的弯矩都经过轮毂轮毂轴承传给桥壳，故全浮式半轴在理论上只承受转矩而不承受弯矩。但在实际工作中由于加工和装配精度的影响及桥壳与轴承支承刚度不足等原因，仍可能使全浮式半轴在实际使用条件下承受定的弯矩，弯曲应力约为。具有全浮式半轴的驱动桥的外端结构复杂，需采用形状复杂且质量及尺寸都较大的轮毂，制造成本较高，故轿车和其他小型汽车不采用这种结构。但由于其工作可靠，故广泛用于轻型以上的各类汽车上。图.全浮式半轴的结构型式与安装设计半轴的主要尺寸是其直径，在设计时首先可根据对使用条件和载荷工况相同或相近的同类汽车同形式半轴的分析比较，大致选定从整个驱动桥的布局来看比较合适的半轴半径，然后对它进行强度校核。.全浮式半轴的设计与计算半轴的主要尺寸是它的直径，设计与计算时应合理的确定其计算载荷。半轴的计算应考虑到以下三种可能的载荷工况纵向力驱动力或制动力最大时，附着系数取.，没有侧向力作用侧向力最大时，其最大值发生于侧滑时，为，侧滑时轮胎与地面的侧向附着系数在计算中取.，没有纵向力作用垂向力最大时，这发生在汽车以可能的高速通过不平路面时，其值为使动载荷系数，这时没有纵向力和侧向力的作用。由于车轮承受的纵向力侧向力值得大小受车轮与地面最大附着力的限制，即有.故纵向力最大时不会有侧向力作用，而侧向力最大时也不会有纵向力作用。半轴的计算载荷的确定全浮式半轴只承受转矩，只计算在上述第种工况下转矩，如图.为全浮半轴支撑示意图。其计算可按求得，其中，的计算，可根据最大附着力和发动机最大转矩计算，并取两者中的较小者。若按最大附着力计算，即.式中轮胎与地面的附着系数取.汽车加速或减速时的质量转移系数，可取在此取.。根据上式若按发动机最大转矩计算，即.式中差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取.发动机最大转矩，•汽车传动效率，计算时可取.传动系最低挡传动比.轮胎的滚动半径，.。根据上式.应按发动机最大转矩计算则.•半轴杆部直径的选择设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选择可按下式进行.式中半轴杆部直径半轴的计算转矩，.半轴转矩许用应力，。半轴计算时的许用应力与所选用的材料加工方法热处理工艺及汽车的使用条件有关。当采用号及号钢等作为全浮式半轴的材料时，其扭转屈服极限可达到左右。在保证安全系数在之间，可取。代入，取。半轴强度校核半轴的扭转应力可由下式计算.式中半轴扭转应力，半轴的计算转矩.•半轴杆部直径半轴的扭转许用应力，取。.所以强度满足要求。半轴的最大扭转角为.式中半轴承受的最大转矩，.半轴长度材料的剪切弹性模量.半轴横截面的极惯性矩，.。代入半轴单位长度的最大扭转角不应大于。扭转角满足要求。花键轴的强度校核为了使半轴的花键内径不小于其杆部直径，常常将加工花键的端部做得粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加，通常取齿轿车半轴至齿载货汽车半轴。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中，本次设计时考虑到此处花键部分与杆部之间的倒角为。重型车半轴的杆部较粗，外端突缘也很大，当无较大锻造设备时可采用两端均为花键联接的结构，且取相同花键参数以简化工艺。在现代汽车半轴上，渐开线花键用得较广，但也有采用矩形或梯形花键的。本次设计采用带有凸缘的全浮式半轴，采用渐开线花键。半轴花键的剪切应力为.半轴花键的挤压应力为.式中半轴承受的最大转矩.半轴花键外径，相配的花键孔内径，花键齿数花键的工作长度花键齿宽.载荷分布的不均匀系数，计算时取为.。根据据上式计算当传递最大转矩时，半轴花键的剪切应力不超过.，挤压应力不超过，所以校核成功。.贯通轴的设计与计算贯通轴的计算载荷的确定若按发动机最大转矩计算，即.式中差速器的转矩分配系数，对于普通圆锥行星齿轮差速器取.发动机最大转矩，•汽车传动效率，计算时可取.轴传动效率，取.传动系最低挡传动比.轮胎的滚动半径，.。代入，贯通轴杆部直径的选择设计时，全浮式半轴杆部直径的初步选择可按下式进行.式中贯通轴杆部直径贯通轴的计算转矩，.半轴转矩许用应力，。贯通轴计算时的许用应力与所选用的材料加工方法热处理工艺及汽车的使用条件有关。当采用号及号钢等作为全浮式半轴的材料时，其扭转屈服极限可达到左右。在保证安全系数在之间，可取。代入，,取。贯通轴强度校核半轴的扭转应力可由下式计算.式中贯通轴扭转应力，贯通轴的计算转矩.•贯通轴杆部直径贯通轴的扭转许用应力，取。.所以强度满足要求。.轴材料与热处理为了使半轴的花键内径不小于其杆部直径，常常将加工花键的端部做得粗些，并适当地减小花键槽的深度，因此花键齿数必须相应地增加，通常取齿轿车半轴至齿载货汽车半轴。半轴的破坏形式多为扭转疲劳破坏，因此在结构设计上应尽量增大各过渡部分的圆角半径以减小应力集中。重型车半轴的杆部较粗，外端突缘也很大，当无较大锻造设备时可采用两端均为花键联接的结构，且取相同花键参数以简化工艺。在现代汽车半轴上，渐开线花键用得较广，但也有采用矩形或梯形花键的。半轴多采用含铬的中碳合金钢制造，如，等。是我国研制出的新钢种，作为半轴材料效果很好。半轴的热处理过去都采用调质处理的方法，调质后要求杆部硬度为突缘部分可降至。近年来采用高频中频感应淬火的口益增多。这种处理方法使半轴表面淬硬达，硬化层深约为其半径的，心部硬度可定为不淬火区突缘等的硬度可定在范围内。由于硬化层本身的强度较高，加之在半轴表面形成大的残余压应力，以及采用喷丸处理滚压半轴突缘根部过渡圆角等工艺，使半轴的静强度和疲劳强度大为提高，尤其是疲劳强度提高得十分显著。由于这些先进工艺的采用，不用合金钢而采用中碳号号钢的半轴也日益增多。.本章小结首先本章对半轴和贯通轴的功用进行了说明，并且在纵向力最大时确定了半轴和贯通轴的计算载荷。对半轴和贯通轴进行了具体的设计计算，确定了各部分尺寸，并进行了校核。最后对材料和热处理做了加以说明。第章轮边减速器设计.概述在重型货车矿用汽车越野车或大型客车上，当要求有较大的主传动比和比较大的离地间隙，往往将双级主减速器中的第二级减速齿轮机构制成同样的套，分别安装在两侧驱动车轮的近旁，称为轮边减速器。目前，国内外重型汽车的驱动桥广泛采用行星齿轮传动。轮边减速器是矿用汽车传动系中最后级减