微型轎車(chē)驅(qū)動(dòng)橋設(shè)計(jì)總結(jié)

20、共汽車(chē)等，本車(chē)不采用。 綜上所述，本車(chē)采用單級(jí)主減速器。 2.1.2 主減速器齒輪的類(lèi)型的選擇 在現(xiàn)代汽車(chē)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(chē)和雙級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋。在某些公共汽車(chē)、無(wú)軌電車(chē)和超重型汽車(chē)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(lèi)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(chē)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(zhǎng)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(guò)。 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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guò)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(wú)噪聲，強(qiáng)度也高。雙曲面齒輪的偏移距還給汽車(chē)的總布置帶來(lái)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(chē)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(wú)噪聲；③便于汽車(chē)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(zhǎng)。 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(zhǎng)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(wú)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(zhuān)門(mén)的雙曲面齒乾油來(lái)潤(rùn)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(pán)刀頂距較大，因而刀刃壽命較長(zhǎng)。 5 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)

27、 由于本車(chē)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(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn) , 本文設(shè)計(jì)的 CA1050輕型車(chē)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(chē)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(zhǎng)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(kāi)式、軸徑大小、支承間距離和懸臂長(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)單，支承剛度較差，用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小 的轎車(chē)、輕型貨車(chē)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(chē)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(chē)和裝載質(zhì)量小的商用車(chē)，常采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(chē) , 采用結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)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(jiàn)于某些小排量轎車(chē)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(wú)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(chē)為輕型載貨汽車(chē)， 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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2012 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 車(chē)； 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(chē) 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(chē)； 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(chē)， 礦用汽車(chē)和越野汽車(chē)以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速器的各類(lèi)汽車(chē)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(chē)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(chē)； 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(chē)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(chē)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(chē)； ——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(chē)， 取 =0.85 ； 對(duì)越野汽車(chē)取 =1.0 ；對(duì)于安裝專(zhuān)門(mén)的肪滑寬輪胎的高級(jí)轎車(chē)取 =1.25 ；在此取 =0.85 ； rr ——車(chē)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(chē)輪之間的傳動(dòng)效率 和傳動(dòng)比， LB 取 0.9 ，由于沒(méi)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(chē)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(chē)輛來(lái)說(shuō)， 使用條件較非公路車(chē)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(lái)確定： 8 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(chē)滿載時(shí)的總重量，在此取 54550N; GT ——所牽引的掛車(chē)滿載時(shí)總重量， N，但僅用于牽引車(chē)的計(jì)算； fR ——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車(chē)可取 0.015~0.020 ；在此取 0.018 ； fH ——汽車(chē)正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對(duì)于載貨汽車(chē)可取 0.05~0.09 在 此取 0.07 ；

38、 fp ——汽車(chē)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(chē)輪之間的傳動(dòng)效率和 傳動(dòng)比， LB 取 0.9 ，由于沒(méi)有輪邊減速器 i LB 取 1.0 ； n ——該汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目在此取 1； r r — — 車(chē)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(chē) 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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guò)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(guò)窄及刀尖圓角過(guò)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(guò)早損壞和疲勞損傷。 另外，齒面過(guò)寬也會(huì)

42、 引起裝配空間減小。但齒面過(guò)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(chē)主減速器的 E 值，不應(yīng)超過(guò)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(guò) 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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guò)大，會(huì)導(dǎo)致軸向力增大。 汽車(chē)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(kāi)錐頂方向，這樣可使主、 從動(dòng)齒輪有分離的趨勢(shì)， 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(chē)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(guò)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(chē)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(lái)。當(dāng)大齒輪直徑大于刀盤(pán)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(guò)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(pán)半徑加以改善， 即當(dāng)雙重收縮齒會(huì)使齒高方向收縮過(guò)多，

51、而標(biāo)準(zhǔn)收縮齒會(huì)使齒厚收縮過(guò)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(lái)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guó)地質(zhì)

57、大學(xué)長(zhǎng)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(pán)名義半徑 , 按表選取為 114.30mm TR ——輪齒收縮系數(shù)

60、 15 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)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(pán)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