对称式圆锥行星齿轮差速器的设计.docxVIP

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（1）行星齿轮数目的选择 载货汽车采用4个行星齿轮。 （2）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，因此在一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： mm (3.3) 式中：——行星齿轮球面半径系数，可取2.52～2.99，对于有4个行星齿轮的载货汽车取小值； T——计算转矩，取Tce和Tcs的较小值，N·m.根据上式=2.7=47.62mm 所以预选其节锥距A=48mm（3）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。但一般不少于10。半轴齿轮的齿数采用14～25，大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比z1/z2在1.5～2.0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： （3.4）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=11，=20 满足以上要求。（4）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， ==28.81° =90°-=61.19° 再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数m m====4.16mm得=45.77mm=4.16×20=83.21mm（5）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。最小齿数可减少到10，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20°的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。在此选22.5°的压力角。（6）行星齿轮安装孔的直径Φ及其深度L行星齿轮的安装孔的直径Φ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： （3.5） ——差速器传递的转矩，N·m；在此取5433N·m ——行星齿轮的数目；在此为4 ——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm， ，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69 MPa根据上式=66.57mm =0.5×66.57=33.28mm ≈23.19mm 取=20mm ≈22mm差速器齿轮的几何计算差速器齿轮参数计算见表3.1。表3.1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1行星齿轮齿数≥10，应尽量取最小值=102半轴齿轮齿数=14～25，且需满足式（3-4）=203模数=4.164齿面宽b=(0.25～0.30)A;b≤10m13.38mm5工作齿高=6.666全齿高7.497压力角22.5°8轴交角=90°9节圆直径； 10节锥角，=28.81°=61.1911节锥距=47.5mm12周节=3.1416=13.11mm13齿顶高;=4.41mm=2.25mm14齿根高=1.788-;=1.788-=3.03mm;=4.89mm15径向间隙=-=0.188+0.051=0.83mm16齿根角=;=3.65°; =5.88°17面锥角；=34.69°=64.84°18根锥角；=25.16°=55.31°序号项目计算公式计算结果19外圆直径；mmmm20节圆顶点至齿轮外缘距离mmmm21理论弧齿厚 =8.46 mm=7.39 mm22齿侧间隙=0.250mm23弦齿厚=8.49mm=6.61mm24弦齿高=5.93mm=2.92mm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，或一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 = MPa (3.6) 式中：——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩,在此为1006 N·m； ——差速器的行星齿轮数； ——半轴齿轮齿数； 、、、——见式（2.9）下的说明； ——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由图3-2可得=0.225根据式(3.6)得