汽车差速器的设计与分析毕业论文

少,但一般不少于10,半轴齿轮的齿数Z2一般采用14~25之间。汽车半轴齿轮与行星齿轮的齿数之比大多在1.5~2的范围内。

为了使四个行星齿轮能同时与两个半轴齿轮啮合,两个半轴齿轮的齿数和必须能被行星齿轮数整除,否则差速器齿轮不能装配。

综上所述,即Z2/Z1?1.5:2, (3-4)

Z2L?Z2R ?I (3-5)

n

上式中:

Z1是差速器行星齿轮的齿数, Z2是差速器半轴齿轮的齿数,

Z2L和Z2R分别是差速器左、右半轴齿轮的齿数,对于对称式锥齿轮差速器来说,

Z2L?Z2R,

n是行星齿轮的数目,n?4,

I是任意整数

根据上述可在此取Z1?10,Z2?18满足以上要求。

(2)差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定 <1>初步确定行星齿轮节锥角?1和半轴齿轮节锥角?2

?Z??10? ?1?arctan?1??arctan???29? (3-6)

?18??Z2??Z2??18??2?arctan???arctan???61?

?10??Z1?<2>确定圆锥齿轮大端端面模数m

m??2A0/Z1?sin?1??2A0/Z2?sin?2?5.14mm (3-7) 大端端面模数m按圆锥齿轮的标准模数系列选取,查表得m?5.5mm <3>确定半轴齿轮的节圆直径

d1?mZ1?5.5?10?55mm (3-8)

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d2?mZ2?5.5?18?99mm

4.压力角?

目前,汽车差速器的齿轮大都采用22.5?的压力角,齿高系数为0.8。行星齿轮的最小齿数可减少到10,并且在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20?的少,在此选22.5?的压力角。

5.行星齿轮安装孔的孔径d和孔长度L的确定

行星齿轮安装孔的孔径d与行星齿轮轴的名义尺寸相同,而行星齿轮安装孔的长度

L就是行星齿轮在其轴上的支承长度,通常取:

L?1.1d (3-9)

行星齿轮安装孔的孔径d和孔长度L的选择要保证挤压强度要求:

?c?Td?103???c? (3-10)

rd?n?L?d 即d?Td?103

rd?n?L???c?Td?103由上面各式可得:d? (3-11)

1.1rd?n???c?上式中:Td是差速器的计算转矩,Td?7018.6N?m

rd是行星齿轮轴孔中心到节锥顶点的距离,约为半轴齿轮齿面宽中点处平均直径的一半,即rd?0.5d2?,d2?为半轴齿轮齿面宽中点处的直径,而d2??0.8d2,即

d2??0.8?99?79.2mm,rd?0.5?79.2?39.6mm

n是行星齿轮数目,n?4

??c?是许用挤压应力,??c??98N/mm2

L是行星齿轮安装孔的长度,

d是行星齿轮安装孔的孔径

将上述各计算结果代入式(3-11)中,可得:

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7018.6?103 d??20.27mm

1.1?39.6?4?98则d取22mm,L?24mm 3.1.2差速器齿轮的几何计算图表

表3.1 差速器几何计算图表

序号 1 名称 行星齿轮齿数 符号 计算公式 计算结果 Z1 Z1?10, 应尽量取最小值 Z1?10 2 半轴齿轮齿数 Z2 Z2?14:25,且需满足式(3-4)(3-5) Z2?18 3 4 模数 齿面宽 m b hg h b??0.25:0.30?A0;b?10mm?5.5mm b?15mm 5 6 7 8 9 工作齿高 全齿高 压力角 轴交角 节圆直径 hg?1.6m hg?8.8mm h?1.788m?0.051 ? ??90? d1?mZ1;d2?mZ2 h?9.885mm ??22.5? ??90? d1?55mm;d2?99mm d 10 节锥角 ? ?1?arctanZ1;Z2 ?1?29?; ?2?61?A0?53mm ?2?90???111 节锥距 A0 t A0?d1d2 ?2sin?12sin?212 周节 t?3.1416m t?17.28 15 / 35

13 齿顶高 ha ha1?hg?ha2;????0.37? ?ha2??0.43?m2??Z2????????Z1???ha1?5.81mm;ha2?2.99mm 14 齿根高 hf hf1?1.788m?ha1;hf2?1.788m?ha2hf1?4.024mm; hf2?6.844mm15 16 径向间隙 齿根角 c c?h?hg?0.188m?0.051 c?1.085mm ? ?1?arctan?2?arctanhf1A0hf2A0; ?1?4.34?; ?2?7.36?17 面锥角 ?0 ?01??1??2; ?02??2??1?R1??1??1; ?R2??2??2da1?d1?2ha1cos?1;da2?d2?2ha2cos?2 ?01?36.36?; ?02?65.34??R1?24.66?; ?R2?53.64?da1?65.16mm; da2?101.90mm18 根锥角 ?R da 19 齿顶圆直径 20 齿根圆直径 df df1?d1?2hf1cos?1;df2?d2?2hf2cos?2df1?47.96mm; df2?92.36mm21 22 分度圆齿厚 齿侧间隙 s B 2B?0.245:0.330mm

s??m s?8.64mm B?0.270mm 3.1.3差速器齿轮的强度计算

差速器的行星齿轮和半轴齿轮虽然一直处于啮合状态,但是它们并不是一直处于相对转动状态,只是在左右车轮转速不同时才发生相对转动。而在汽车正常行驶中,这种情况还是相对较少的。因此,这些齿轮齿面的接触疲劳破坏一般并不发生,主要是轮齿弯曲破坏问题。在汽车设计中只进行轮齿弯曲强度计算,轮齿弯曲应力为

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