.于是，作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力和径向力分别为由式.可计算.由式.可计算.主减速器轴承载荷的计算及轴承的选择轴承的轴向载荷就是上述的齿轮的轴向力。但如果采用圆锥滚子轴承作支承时，还应考虑径向力所应起的派生轴向力的影响。而轴承的径向载荷则是上述齿轮的径向力，圆周力及轴向力这三者所引起的轴承径向支承反力的向量和。当主减速器的齿轮尺寸，支承形式和轴承位置已确定，则可计算出轴承的径向载荷。对于采用悬臂式的主动锥齿轮和从动锥齿轮的轴承载荷，如图.所示。图.主减速器轴承的布置尺寸主动齿轮轴承的选择初选,轴承，的径向载荷分别为已知.，.,所以由式.和.得轴承的径向力轴承的径向力轴承，的径向载荷分别为对于轴承，承受轴向载荷和径向载荷所以采用圆锥滚子轴承，所承受的当量动载荷当量动载荷径向系数轴向系数此时.，.所以.根据公式.式中为温度系数，在此取.为载荷系数，在此取.ε寿命指数，取ε所以.假设汽车行驶十万公里大修，对于无轮边减速器的驱动桥来说，主减速器的主动锥齿轮轴承的计算转速为.式中轮胎的滚动半径为轴承计算转速汽车的平均行驶速度，对于载货汽车和公共汽车可取，在此取。所以有上式可得.所以轴承能工作的额定轴承寿命.式中轴承的计算转速，。由上式可得轴承的使用寿命代入公式.得.轴承选对于轴承，承受径向载荷和径向载荷所以采用圆锥滚子轴承，所承受的当量动载荷当量动载荷径向系数轴向系数.根据公式.得.轴承选从动齿轮轴承的选择初选,.从动齿轮轴向力.从动齿轮中点螺旋角，其值为.从动齿轮根锥角，其值为.。从动齿轮径向力从动轮齿宽中点处分度圆直径对于轴承,径向力.轴向力当量动载荷其中.此时所以.。根据公式得.选取圆锥滚子轴承。对于轴承,径向力.轴向力当量动载荷.此时所以.。根据公式.得.轴承选取圆锥滚子轴承。.本章小结本章介绍了单级减速双级减速双速减速单级贯通双级贯通主减速及轮边减速等主减速器的减速形式，由于本车是轻型载货汽车，通过对比决定采用单级主减速器然后对采用何种齿轮类型进行了讨论，最后根据实际情况决定采用双曲面齿轮。以上问题解决后，对齿轮的具体参数进行了设计计算，并对其进行了校核。校核合格以后，进行了轴承的选择和校核。.差速器设计.差速器结构形式的选择汽车在行驶过程中左，右车轮在同时间内所滚过的路程往往不等。例如，转弯时内外两侧车轮行程显然不同，即外侧车轮滚过的距离大于内侧的车轮汽车在不平路面上行驶时，由于路面波形不同也会造成两侧车轮滚过的路程不等即使在平直路面上行驶，由于轮胎气压轮胎负荷胎面磨损程度不同以及制造误差等因素的影响，也会引起左右车轮因滚动半径的不同而使左右车轮行程不等。如果驱动桥的左右车轮刚性连接，则行驶时不可避免地会产生驱动轮在路面上的滑移或滑转。这不仅会加剧轮胎的磨损与功率和燃料的消耗，而且可能导致转向和操纵性能恶化。为了防止这些现象的发生，汽车左右驱动轮间都装有轮间差速器，从而保证了驱动桥两侧车轮在行程不等时具有不同的旋转角速度，满足了汽车行驶运动学要求。差速器用来在两输出轴间分配转矩，并保证两输出轴有可能以不同的角速度转动。差速器主要有以下几种形式。对称式圆锥行星齿轮差速器图.普通的对称式圆锥行星齿轮差速器图.所示，普通的对称式圆锥行星齿轮差速器由差速器左右壳，个半轴齿轮，个行星齿轮少数汽车采用个行星齿轮，小型微型汽车多采用个行星齿轮，行星齿轮轴不少装个行星齿轮的差逮器采用十字轴结构，半轴齿轮及行星齿轮垫片等组成。由于其结构简单工作平稳制造方便用在公路汽车上也很可靠等优点，最广泛地用在轿车客车和各种公路用载货汽车上．有些越野汽车也采用了这种结构，但用到越野汽车上需要采取防滑措施。例如加进摩擦元件以增大其内摩擦，提高其锁紧系数或加装可操纵的能强制锁住差速器的装置差速锁等。由于整速器壳是装在主减速器从动齿轮上，故在确定主减速界从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器壳的轮廓尺寸也受到从动齿轮及主动齿轮导向轴承支座的限制。强制锁止式防滑差速器图.强制锁止式防滑差速器如图.所示，强制锁止式防滑差速器就是在普通的圆锥齿轮差速器上加装差速锁，必要时将差速器锁住。此时左右驱动车轮可以传递由附着力决定的全部转矩。当汽车驶入较好的路面时，差速器的锁止机构应即时松开，否则将产生与无差速器时样的问题，例如使转弯困难轮胎加速磨损使传动系零件过载和消耗过多的功率等。自锁式差速器为了充分利用汽车的牵引力，保证转矩在驱动车轮间的不等分配以提高抗滑能力，并避免上述强制锁止式差速器的缺点，创造了各种类型的自锁式差速器。用以评价自锁式差速器性能的主要参数，是它的锁紧系数。为了提高汽车的通过性，似乎是锁紧系数愈大愈好，但是过大的锁紧系数如前所述，不但对汽车转向操纵的轻便灵活性行驶的稳定性传动系的载荷轮胎磨损和燃料消耗等，有不同程度的不良影响，而且无助于进步提高驱动车轮抗滑能力。因此设计高通过性汽车差速器时，应正确选择锁紧系数值。因为本车属于轻型载货汽车，主要在较好的路面上行驶，所以采用成本低廉结构简单的对称式圆锥行星齿轮差速器。.对称式圆锥行星齿轮差速器的差速原理图.差速器差速原理如图.所示，对称式锥齿轮差速器是种行星齿轮机构。差速器壳与行星齿轮轴连成体，形成行星架。因为它又与主减速器从动齿轮固连在起，固为主动件，设其角速度为半轴齿轮和为从动件，其角速度为和。两点分别为行星齿轮与半轴齿轮和的啮合点。行星齿轮的中心点为，三点到差速器旋转轴线的距离均为。当行星齿轮只是随同行星架绕差速器旋转轴线公转时，显然，处在同半径上的三点的圆周速度都相等图.，其值为。于是，即差速器不起差速作用，而半轴角速度等于差速器壳的角速度。当行星齿轮除公转外，还绕本身的轴以角速度自转时图.，啮合点的圆周速度为，啮合点的圆周速度为。于是即.若角速度以每分钟转数表示，则.式.为两半轴齿轮直径相等的对称式圆锥齿轮差速器的运动特征方程式，它表明左右两侧半轴齿轮的转速之和等于差速器壳转速的两倍，而与行星齿轮转速无关。因此在汽车转弯行驶或其它行驶情况下，都可以借行星齿轮以相应转速自转，使两侧驱动车轮以不同转速在地面上滚动而无滑动。由式.还可以得知当任何侧半轴齿轮的转速为零时，另侧半轴齿轮的转速为差速器壳转速的两倍当差速器壳的转速为零例如中央制动器制动传动轴时，若侧半轴齿轮受其它外来力矩而转动，则另侧半轴齿轮即以相同的转速反向转动。.对称式圆锥行星齿轮差速器的结构普通的对称式圆锥齿轮差速器由差速器左右壳，两个半轴齿轮，四个行星齿轮，行星齿轮轴，半轴齿轮垫片及行星齿轮垫片等组成。如图所示。由于其具有结构简单工作平稳制造方便用于公路汽车上也很可靠等优点，故广泛用于各类车辆上。图.普通的对称式圆锥行星齿轮差速器，轴承螺母，锁止垫片差速器左壳，螺栓半轴齿轮垫片半轴齿轮行星齿轮轴行星齿轮行星齿轮垫片差速器右半壳.对称式圆锥行星齿轮差速器的设计由于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支承座及主动齿轮导向轴承座的限制。差速器齿轮的基本参数的选择行星齿轮数目的选择载货汽车采用个行星齿轮。行星齿轮球面半径的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径，它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此在定程度上也表征了差速器的强度。球面半径可按如下的经验公式确定.式中行星齿轮球面半径系数，可取，对于有个行星齿轮的载货汽车取小值计算转矩，取和的较小值，•.根据上式所以预选其节锥距行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。但般不少于。半轴齿轮的齿数采用，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比在的范围内。差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数，之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为.式中，左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说，行星齿轮数目任意整数。在此，满足以上要求。差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角，再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数.得.压力角目前，汽车差速器的齿轮大都采用.的压力角，齿高系数为.。最小齿数可减少到，并且在小齿轮行星齿轮齿顶不变尖的条件下，还可以由切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。由于这种齿形的最小齿数比压力角为的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。在此选.的压力角。行星齿轮安装孔的直径及其深度行星齿轮的安装孔的直径与行星齿轮轴的名义尺寸相同，而行星齿轮的安装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取.差速器传递的转矩，•在此取•行星齿轮的数目在此为行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而支承面的许用挤压应力，在此取根据上式.取差速器齿轮的几何计算差速器齿轮参数计算见表.。表.汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表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.弦齿厚弦齿高差速器齿轮的强度计算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,在此为•差速器的行星齿轮数半轴齿轮齿数见式.下的说明计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综