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