运动型多功能车(SUV)汽车后桥设计及三维建模(5)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
半部向左倾斜为左旋,向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。当变速器挂前进挡时,应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向,这样可使主、从动齿轮有分离趋势,导致轮齿卡死而损坏。

左旋齿轮使用左手法则判断轴向力方向,拇指指向轴向力方向,其余四指握起方向就是齿轮旋转方向;右旋齿轮使用右手法则判断轴向力方向,拇指指向轴向力方向,其余四指握起方向就是齿轮旋转方向。

因此,当发动机旋转方向为逆时针时,采用主动锥齿轮左旋,使轴向力离开锥顶方向。

7)法向压力角α

法向压力角大一些可以增加轮齿强度,减少齿轮不发生根切的最少齿数。但对于小尺寸的齿轮,压力角大易使齿顶变尖及刀尖宽度过小,并使齿轮端面重合度下降。因此,对于轻负荷工作的齿轮一般采用小压力角,可使齿轮运转平稳,噪声低。对于弧齿锥齿轮,轿车:α一般选用14°30′或16°;货车:α为20°;重型货车:α为22°30′。对于双曲面齿轮,大齿轮轮齿两侧压力角是相同的,但小齿轮轮齿两侧的压力角是不等的,选取平均压力角时,轿车为19°或20°,货车为20°或22°30′。

结合本例,由于是SUV轿车,因此从动锥齿轮取α=19°,主动锥齿轮选取平均压力角α=20°。

2.3.4 主减速器主动锥齿轮几何尺寸的计算

步骤详见参考文献[1]。

表2-4   当z1<21、z2/z1>2时双曲面大齿轮顶高系数表

6

7

8

9~20

0.110

0.130

0.150

0.170

表2-5 双曲面齿轮传动的齿侧间隙B

端面模数

25.4

12.7

8.47

齿侧间隙

0.508~0.762

0.305~0.406

0.203~0.279

端面模数

6.35

4.23

2.54

齿侧间隙

0.152~0.203

0.102~0.152

0.051~0.102

为提高计算效率,编写VB成程序进行计算!(程序代码详见光盘)

结合本例,可以计算出如下结果:

小齿轮节锥角(度): 20.8650266822217

大齿轮节锥角(度): 68.7296049761429

小齿轮中点螺旋角(度): 42.7626669216693

大齿轮中点螺旋角(度): 30.2002039246829

大齿轮节锥定点到小齿轮轴线的距离(mm): .5285959

大齿轮节锥距(mm): 93.89633

大齿轮齿顶角(分): 39.457578176692 (双重收缩齿)

大齿轮齿根角(分): 192.645822862673 (双重收缩齿)

大齿轮齿顶高(mm): 1.17892384756845

大齿轮齿根高(mm): 6.7091181673089

径向间隙(mm):0.9535749

大齿轮齿全高(mm): 7.88804201487735

大齿轮齿工作高(mm): 6.93446706620405

大齿轮的面锥角(度): 69.3872312790877

大齿轮的根锥角(度): 65.518841261765

大齿轮外圆直径(mm): 175.855355873444

大齿轮外缘至小齿轮轴线的距离(mm): 32.4355352494945

大齿轮面锥顶点至小齿轮轴线的距离(mm): .636749207844274

大齿轮根锥顶点至小齿轮轴线的距离(mm):-1.06471851719094

小齿轮的面锥角(度): 23.9607589134499

小齿轮面锥顶点之大齿轮轴线的距离(mm): 3.59045011672397

小齿轮外缘至大齿轮轴线的距离(mm): 84.9720197752827

小齿轮轮齿前缘至大齿轮轴线的距离(mm): 58.1775371802936

小齿轮的外圆直径(mm): 78.7157907503169

小齿轮根锥顶点至大齿轮轴线的距离(mm):-.845742541368624

小齿轮的根锥角(度): 20.1593210754445

2.3.5 “格里森”制主减速器锥齿轮强度计算

在选好主减速器锥齿轮主要参数后,可根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸,而后根据所确定的计算载荷进行强度验算,以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。

轮齿损坏形式主要有弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。下面所介绍的强度验算是近似的,在实际设计中还要依据台架和道路试验及实际使用情况等来检验。

1) 单位齿长圆周力

主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用轮齿上的单位齿长圆周力来估算

                                     (2-18)

式中,p——轮齿上单位齿长圆周力;

F——作用在轮齿上的圆周力;

——从动齿轮齿面宽。

按发动机最大转矩计算时

                           (2-19)

式中,——变速器传动比;

D1——主动锥齿轮中点分度圆直径(mm);其它符号同前。

按驱动轮打滑转矩计算时

                      (2-20)

式中符号同前。

许用的单位齿长圆周力[p]见表2-6。在现代汽车设计中,由于材质及加工工艺等制造质量的提高,[p]有时高出表中数值的20%~25%。

表2-6  单位齿长圆周力许用值[p]

参数

类别

[p]/(N·mm-1)(按最大转矩计算)

[p]/(N·mm-1)(按打滑转矩计算)

一挡

二挡

直接挡

乘用车

893

536

321

893

0.85

商用车

货车

1429

-

250

1429

客车

982

-

214

-

按发动机最大转矩计算时,

p=2×285×4×103/(63×27)=1340 N/mm <[p],满足设计要求。

按最大附着力矩计算时,

p=2×9726.5×0.36865×103×1/(175×27)=1517.7 N/mm<[p]

2)轮

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