差速機構講義

1、差速機構差速機構乘用車變速器開發(fā)部乘用車變速器開發(fā)部 姓名：朱迎春姓名：朱迎春差速機構課件大綱差速機構課件大綱第一課時第一課時: :概述及概述及差速機構在整差速機構在整 車四輪驅動中的應用車四輪驅動中的應用 第二課時第二課時: :對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計 和計算以及齒輪側隙的測量及計算和計算以及齒輪側隙的測量及計算 第三課時第三課時: :差速機構的臺架試驗差速機構的臺架試驗 及故障診斷及故障診斷 玩轉四驅世界著名公司四驅車型介紹玩轉四驅世界著名公司四驅車型介紹 第一課時：概述及差速機構在整車四輪驅動第一課時：概述及差速機構在整車四輪驅動 中的應用中的應用第一

2、章第一章 概概 述述1.1差速器的功用、類型差速器的功用、類型1.2各種差速器介紹各種差速器介紹第二章、差速機構在整車四輪驅動中的應用第二章、差速機構在整車四輪驅動中的應用2.1四輪驅動（四輪驅動（4WD）的類型）的類型 2.2四輪驅動系統(tǒng)介紹四輪驅動系統(tǒng)介紹2.3雙差動差速器差速原理分析（雙差動差速器差速原理分析（MF86A差速器）差速器）第一章第一章 概概 述述1.1 差速器的功用、類型1.1.1 功用圖1 汽車轉向時驅動車輪的運動示意圖 差速器的作用就是即時滿足汽車轉彎時兩側車輪轉速不同的要求！差速器的作用就是即時滿足汽車轉彎時兩側車輪轉速不同的要求！ 第一章第一章 概概 述述 后來發(fā)展

3、的中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，他們是為了提高汽車的行駛性能、操控性能而設計的 。 圖2 差速器工作示意圖 第一章第一章 概概 述述1.1.2類型類型 差速器按其工作特性可分為普通齒輪式差速器和防滑差速器兩大類。 差速器的結構型式選擇，應從所設計汽車的類型及其使用條件出發(fā)，以滿足該型汽車在給定的使用條件下的使用性能要求。 差速器的結構型式有多種，其主要的結構型式如下： 星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1.2各種差速器介紹各種差速器介紹1.2.1、開放式差速器、開放式差速器 顧名思義，開放式差速器就是沒有任何限制，可以在汽車轉彎時正常工作的差速器，行星齒輪組沒有任何

4、鎖止裝置。優(yōu)點：沒有特別的優(yōu)點，因為差速是汽車正常行駛的必備條件；缺點：在越野車領域，開放式差速器會影響非鋪裝路面的脫困性。1.2.2、伊頓鎖式差速器、伊頓鎖式差速器圖3星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述 伊頓鎖式差速器屬于自動、低速鎖式差速器，當車子的速度超過30km/h時，便會自動解鎖。這種純機械式的差速器利用離心原理工作，當兩側車輪的速度差在100r/min以上時，離心鎖銷就會自動扣緊把兩個半軸鎖住，形成一根驅動軸，動力就會完全的、不打滑地輸送給低牽引力端的車輪上。效果和通過牙嵌手動鎖死一樣。1.2.3、多片離合式限滑差速器、多片離合式限滑差速器圖4星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概

5、概 述述 多片離合式限滑差速器應用非常廣泛，因為其造價沒有托森差速器那樣昂貴，而且與電子系統(tǒng)的兼容性強，靈敏度高，鎖住的扭矩可以隨離合壓板的壓力變化而變化，理論上可以實現(xiàn)0到100的變化。 易磨損，需要定期維護。其本質是多組摩擦片和開放式差速器的結合，摩擦片分別置于差速器殼和一根傳動軸上面，且交錯放置。當系統(tǒng)探測到兩輸出軸的轉速差超過限定值時（即一邊打滑時），便會施加力量給離合片壓板，迫使轉速小的那根軸一起運動，減小轉速差。對動力源的控制一般是電子控制的，但是也有少數(shù)是通過機械結構控制的。這種限滑差速器對于汽車的前中后三根軸都適用。 優(yōu)點：反映速度很快，可瞬間結合；多數(shù)車型都是電控結合，無需手

6、動控制； 缺點：最多只能將50%的動力傳遞給后輪，高負荷工作時容易過熱。星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1.2.4、粘性偶合式差速器、粘性偶合式差速器粘性偶合器： 是一個密封的多板片偶合器，它是由殼體、外板、內板、內軸等主要零件構成，其中殼體和外板為主動部分，在動力輸入一端；內板和內軸為從動部分，在動力輸出一端；內、外板間隔排列在一起，它們之間的間隙很小，黏度很高的硅酮油液充入這些間隙中。 當輸入端與輸出端轉速差較少時，硅酮油和內、外板幾乎以同一轉速旋轉，這時油液內部不會產(chǎn)生剪切粘性阻力，偶合器不傳遞動力。 當輸入端與輸出端轉速差較大時，接近內板的油液與接近外板的油液之間有較大的轉速差

7、，這時就會產(chǎn)生剪切粘性阻力，迫使輸入端與輸出端之間減少轉速差，偶合器傳遞動力。 這種限滑差速器造價低，適應性好，但由于粘性偶合器的性能制約，轉速慢的一側（即未打滑一側）至多得到百分之五十的扭矩，沒有良好的脫困性能，且由于流體的滯后特性，其反應速度較慢。而且若兩輸出軸長期存在轉速差，會導致硅油過熱，耐久性不好。星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1.2.5、托森差速器、托森差速器 托森差速器是一種扭力感應式LSD，它是將普通差速器的齒輪從齒輪改成渦輪蝸桿，而安裝位置和形式并不變，借由蝸輪蝸桿傳動的自鎖功能（蝸桿可以向蝸輪傳遞扭矩，而蝸輪向渦桿施以扭矩時齒間摩擦力大于所傳遞的扭矩，而無法旋轉）

8、來實現(xiàn)防滑功能。 圖5星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述 兩輸出軸之間的扭矩可以在75:2525:75之間線性變化。 托森差速器是純機械的自鎖差速器，駛員不能手動設定，這意味著該裝置有很高的可靠性和靈敏度。 但由于精密的計算及制造，托森差速器的成本很高。奧迪的四驅版本往往裝備托森差速器。 優(yōu)點：能夠在瞬間對驅動輪之間出現(xiàn)的阻力差提供反饋，分配扭矩輸出，而且鎖止特性是線性的，能夠在一個相對寬泛的扭矩輸出范圍內進行調節(jié)； 缺點：沒有兩驅狀態(tài)；差速器限滑能力有限，動力無法完全傳遞到有某一車輪。 星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1.2.6、螺旋齒輪限滑差速器、螺旋齒輪限滑差速器 螺旋齒輪

9、限滑差速器內部的齒輪構造與扭力感應式LSD有些相似，同樣是將普通差速器的齒輪從直齒改成螺旋齒，不過不是利用二者摩擦力的不同，而是改變了齒輪的安裝位置和形式，通過只有螺旋齒輪才能實現(xiàn)的安裝位置和形式，利用齒輪的減速比來限制左右驅動輪轉速差的。 這種LSD所能達到的最大轉速差比較小。而且，扭力感應型的齒輪配置為縱向，而此種螺旋齒輪LSD的則為橫向裝置。 和機械式LSD相比，它的最大弱點在于限制鎖定的扭力范圍較小，但維修、使用上沒有什么特別麻煩之處。星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1.2.7、普通錐齒輪差速器、普通錐齒輪差速器應用最廣泛的普通齒輪差速器為錐齒輪差速器。如圖所示為桑塔納2000

10、轎車差速器：1復合式推力墊片 2半軸齒輪 3螺紋套 4行星齒輪 5行星齒輪軸 6止動銷 7圓錐滾子軸承 8主減速器從動錐齒輪 9差速器殼 10螺栓 11車速表齒輪 12車速表齒輪鎖緊套筒圖6星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述1結構 由差速器殼、行星齒輪軸、2個行星齒輪、2個半軸齒輪、復合式推力墊片等組成。行星齒輪軸裝入差速器殼體后用止動銷定位。行星齒輪和半軸齒輪的背面制成球面，與復合式的推力墊片相配合，以減摩、耐磨。螺紋套用于緊固半軸齒輪。差速器通過一對圓錐滾子軸承支承在變速器殼體中。2工作原理 差速器的工作原理如圖7、8所示。主減速器傳來的動力帶動差速器殼（轉速為n0）轉動，經(jīng)過行星齒

11、輪軸、行星齒輪、半軸齒輪、半軸（轉速分別為n1和n2），最后傳給兩側驅動車輪。圖7 差速器運動原理1、2半軸齒輪 3差速器殼 4行星齒輪 5行星齒輪軸 6主減速器從動齒輪星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述圖8 差速器轉矩分配原理1、2半軸齒輪 3行星齒輪軸 4行星齒輪1) 汽車直線行駛時 此時兩側驅動車輪所受到的地面阻力相同，并經(jīng)半軸、半軸齒輪反作用于行星齒輪兩嚙合點A和B（見圖3）。這時行星齒輪相當于等臂杠桿，即行星齒輪不自轉，只隨差速器殼和行星齒輪軸一起公轉，兩半軸無轉速差，即n1n2n0，n1n22n0。 同樣，由于行星齒輪相當于等臂杠桿，主減速器傳動差速器殼體上的轉矩M0等分給兩

12、半軸齒輪（半軸），即M1M2M0/2。星瑞齒輪星瑞齒輪第一章第一章 概概 述述2) 汽車轉向行駛時 此時兩側驅動車輪所受到的地面阻力不同。 如果車輛右轉，右側（內側）驅動車輪所受的阻力大，左側（外側）驅動車輪所受的阻力小。這兩個阻力經(jīng)半軸、半軸齒輪反作用于行星齒輪兩嚙合點A和B（見圖7），使行星齒輪除了隨差速器殼公轉外還順時針自轉，設自轉轉速為n4，則左半軸齒輪的轉速增加，右半軸齒輪的轉速降低，且左半軸齒輪增加的轉速等于右半軸齒輪降低的轉速。 設半軸齒輪的轉速變化為n，則n1n0n，n2n0n，即汽車右轉時，左側（外側）車輪轉的快，右側（內側）車輪轉的慢，實現(xiàn)純滾動。此時依然有n1n22n0。

13、星瑞齒輪星瑞齒輪 由于行星齒輪的自轉，行星齒輪孔與行星齒輪軸軸徑間以及齒輪背部與差速器殼體之間都產(chǎn)生摩擦。如圖8所示，行星齒輪所受的摩擦力矩MT方向與其自轉方向相反，并傳到左、右半軸齒輪，使轉的快的左半軸的轉矩減小，轉的慢的右半軸的轉矩增加。所以當左、右驅動車輪存在轉速差時，M1(M0MT)/2，M2(M0MT)/2。但由于有推力墊片的存在，實際中的MT很小，可以忽略不計，則M1M2M0/2?？偨Y：a普通錐齒輪差速器的運動特性：n1n22n0。b普通錐齒輪差速器的轉矩分配特性：M1M2M0/2，即轉矩等量分配特性。c普通錐齒輪式差速器轉矩等量分配的特性對于汽車在好路面上行駛是有利的。但汽車在壞

14、路面上行駛時卻會嚴重影響其通過能力。 第一章第一章 概概 述述星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 2.1四輪驅動（四輪驅動（4WD）的類型）的類型星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 1、定時式（轉換式） 定時式可按需要用手動操縱液壓多片離合器呈二輪驅動（2WD）或四輪驅動（4WD）。在正常情況下四輪驅動汽車在具有相同的附著系數(shù)路面上行駛時，驅動力分配與前后輪載荷成正比，即使某一輪打滑，也能實現(xiàn)與輪胎牽引力相對應的驅動力分配。 其缺點是在四輪驅動狀態(tài)下轉彎或前后輪滾動半徑不同時，輪胎與

15、路面之間會產(chǎn)生強制打滑現(xiàn)象。2、全時式 全時式的裝置中有差速機構，不但能吸收轉速差，而且能按一定比率分配驅動力或根據(jù)路面和行使狀況自動改變驅動力分配。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 2.2 四輪驅動系統(tǒng)介紹四輪驅動系統(tǒng)介紹2.2.1分時四驅（分時四驅（PART-TIME 4WD） 分時四驅是一種駕駛者可以在兩驅和四驅之間手動選擇的四輪驅動系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅動或四輪驅動模式，這也是越野車或四驅SUV最常見的驅動模式。 它靠操作分動器實現(xiàn)兩驅與四驅的切換。 優(yōu)點：結構簡單，穩(wěn)定性高，堅固耐用 缺點

16、：1、必須手動操作，不止是一個步驟，同時需要停車操作，這樣不僅操作起來比較麻煩，遇到惡劣路況不能迅速反應，往往錯過了脫困的最佳時機 ；2、因為沒有中央差速器，所以不能在硬地面（鋪裝路面）上使用四驅系統(tǒng)，特別是在彎道上不能順利轉彎。 一般情況下，車輛并不是長時間處于四驅狀態(tài)，正常行使狀況下，采用的是兩輪驅動 。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 操作方式： 車內會特別設計分動裝置，有些是分動箱的擋桿，有些是電子的按鈕或旋鈕。一般有檔位2H，4H，4L，N。 下圖是越野能力最強的分時四驅系統(tǒng)，前后差速器都可以手動鎖死。如果前后均為開放式差速器

17、，則遇到前后各有一個輪子打滑的情況，車輛將無法脫困。圖9 分時四驅星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 2.2.2全時四驅（全時四驅（All Wheel Drive） 全時四驅是指動力始終傳遞到四個輪子的動力方案，具體步驟是：發(fā)動機變速箱中央差速器前軸和后軸。由于前后軸都有動力輸出，全時四驅車輛的轉向風格也很有特點，最明顯的就是它會比兩驅車型轉向更加中性，通常它可以更好的避免前驅車的轉向不同和后驅車的轉向過度，這也是駕駛安全性以及穩(wěn)定性的特點之一。 下面列出了幾種由不同種類的差速器或配合差速鎖而形成的風格和性能各異的全時四驅系統(tǒng)。（D為開放

18、式差速器，TD為托森差速器，綠色符號為牙嵌式手動差速鎖，藍色符號為多片離合器，紅色箭頭指打滑時會有電子系統(tǒng)介入，通過制動來限滑）星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 1、無論何種路況均能發(fā)揮出高超的行駛性能2、城市路面游刃有余，越野能力不足，傾向于城市路面。圖10圖11星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 3、城市路面上的性能并無多大優(yōu)勢，但低速檔和3個差速鎖保證了強悍的越野性能，傾向于越野。圖124、傾向于城市低速檔幾乎沒有作用，除非搭載的發(fā)動機扭矩很小。圖13星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二

19、章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 5、擁有一定的越野性能，對付一般的情況足夠。圖146、城市路面性能出色，越野性能更強悍圖15星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 總結： 越野車的全時四驅系統(tǒng)和高性能房車的全時四驅系統(tǒng)由于其功能的側重點不同，存在著較大的差異。 越野車：主要注重在極限情況下（如只有一個輪子和地面有較好的附著力）的脫困性能，只要差速器的兩根輸出軸可以連成一個整體，即不發(fā)生相對滑動是最好的，所以“鎖死”是最高效的方法； 高性能房車：注重過彎極限高，加速不打滑，所以對差速器的要求較高，不僅要可以百

20、分之百得鎖死，還要兩輸出軸之間的扭矩可以線性變化，這就決定了它要有眾多傳感器和電子設備做輔助，在嚴酷的環(huán)境中容易出問題，不如機械鎖死來得可靠。操作方式：直接駕駛；代表車型：A4 3.2 FSI Quattro、大眾CC、奔馳S350 4MATIC、謳歌MDX等。4WD為汽車提供了“主動安全、主動駕駛”星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 2.2.3適時四驅（適時四驅（RealTime） 適時四驅就是指只有在適當?shù)臅r候才會的四輪驅動，而在其它情況下仍然是兩輪驅動的驅動系統(tǒng)。 動力方案是：發(fā)動機變速箱前軸中央偶合器后軸。 缺點：絕大多數(shù)適時四驅

21、在前后軸傳遞動力時，會受制于結構本身的缺陷，無法將超過50%以上的動力傳遞給后軸，這使它在主動安全控制方面，沒有全時四驅的調整范圍那么大；同時相比分時四驅，它在應對惡劣路面時，四驅的物理結構極限偏低。 操作方式：大多數(shù)都在車內設計了單獨的按鈕，印有“LOCK”字樣，而也有些為自動感應式的聯(lián)通四驅狀態(tài)，車內無按鈕。 代表車型：奇駿、RAV4、CRV等。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 下圖為運用多片離合器作為中央偶合器的適時四驅結構圖。圖16 適時四驅星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應

22、用 2.2.4超選四驅（超選四驅（super select 4WD） “超選四驅分動箱”是三菱對其的稱呼，它也是一種分時四驅分動箱，包括了兩驅、全時四驅和分時四驅，可由人來選擇。 檔位有：2H，4H，4HLOCK，4Llock，N 2H：是半時四驅車在硬路面時使用的。 4H：是半時四驅車在沙、泥、雪地時使用的。 4L：是半時四驅車攀爬1：4以上的大斜坡或是更大的拖力和驅動扭力在野地時使用。 N：是被拖時用的或使用其它的動力輸出），如絞盤時才可以用,因為當掛上了N，四個輪都沒有動力，引擎離合器、波箱不能把動力傳給分動器。 4H：是全時四驅在馬路上用的。 4HLC：是全時四驅碰到有車輪打滑時使用，

23、在沙、泥和雪地一定要把中央差速器鎖上。 4LLC：是全時四驅攀爬1：4以上的大坡或需要更大的拖力（拖動3-5噸以上卡車用）和驅動扭矩 的情況下使用。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 掛上4H時不僅能在沙石路面上高速行駛，也能在普通公路上實現(xiàn)公路四驅的功能。而它提供的4HLC和4LLC選項，則是鎖上了中央差速鎖的四驅模式，這個時候，它與普通分時四驅中的4H和4L的功能是一樣的。 優(yōu)點：可以實現(xiàn)前后軸差速功能，四驅模式下也可正常行駛；行駛中 可切換二/四驅；缺點：無明顯缺點。目前三菱越野車多采用的是這種分動箱。 星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章

24、 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 2.3雙差動差速器差速原理分析（雙差動差速器差速原理分析（MF86A差速器）差速器）1、傳動系結構分析 圖17星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 從傳動系結構簡圖看出，發(fā)動機的動力經(jīng)雙差動差速器后被分成三部分，分別為：1、變速器輸出軸齒輪主減速被動齒雙差動差速器左太陽齒輪左半軸左前輪。2、變速器輸出軸齒輪主減速被動齒雙差動差速器右太陽齒輪右半軸右前輪。3、變速器輸出軸齒輪主減速被動齒雙差動差速器行星架粘性聯(lián)軸器齒輪組傳動軸后橋2、雙差動差速器差速原理分析雙差動差速器的傳動系統(tǒng)

25、簡圖如圖18所示 圖18星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 圖中各齒輪的齒數(shù)如下：Z1=Z6=30，Z2=19，Z3=70，Z4=Z5=15；其中差速器殼10、行星架9、主減速被動齒8由螺栓連成一體。 圖示傳動系統(tǒng)是一個分別由左排（齒輪1239）和右排（齒輪34567）兩個行星差動輪系組成的復合雙差動輪系，左右兩個差動輪系由齒圈3連接。3、自由度計算F=2e-n 式中：F自由度 e行星排數(shù) n連接行星排的構件數(shù) 此處，行星排數(shù)等于2，連接行星排的構件數(shù)等于1。 則自由度F=221=3，由差動輪系的特性可知，差動輪系可實現(xiàn)運動的合成與分解，

26、自由度等于3的差動輪系需要3個原動件來確定一個運動件，也可以是一個原動件的運動被分成其余3個運動件。此處，是一個原動件的運動被分成3個運動件的運動，即由主減速被動齒傳過來的動力被分解成3部分。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 4、轉速分析圖18左排差動輪系1239中：由周轉輪系傳動比計算公式得： 可解得： 即： 解得： 圖18右排差動輪系34567中，由周轉輪系傳動比計算公式得：)(3736HHnnnn即： 將方程（1）代入方程（2）中解得 方程（3）即為雙差動差速器差速特性方程，由于行星架H的轉速等于差速器殼的轉速，所以方程（3）說明

27、了差速器殼的轉速只與左、右太陽齒輪、行星架H轉速有關系，而與行星輪、齒圈轉速無關。星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 星瑞齒輪星瑞齒輪第第二二章章 差速機構在整車四輪驅動中的應用差速機構在整車四輪驅動中的應用 通過對雙差動差速器的轉矩、轉速、差速關系分析，得出了雙差動差速器各輸入輸出元件之間轉速、轉矩關系?？筛鶕?jù)需要，對各構件的參數(shù)進行設計，以得出所需的轉矩分配關系，并且，雙差動差速器可同時實現(xiàn)左、右輪間差速與前、后軸間差速，這正是雙差動差速器得優(yōu)點所在，同時，結合粘性聯(lián)軸器使用，使得四輪驅動成為全時化和智能化，無須駕駛員的干預，并且，傳

28、動系的結構變得簡單而緊湊，減少了制造成本。但由于粘性聯(lián)軸器傳遞的轉矩不大，所以，它特別適合在城市硬路面行駛的乘用車。星瑞齒輪星瑞齒輪第二課時：對稱式圓錐行星齒輪差速器的設第二課時：對稱式圓錐行星齒輪差速器的設 計和計算以及齒輪側隙的測量及計算計和計算以及齒輪側隙的測量及計算第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1直齒錐齒輪傳動設計直齒錐齒輪傳動設計3.2. 直齒錐齒輪傳動的強度計算直齒錐齒輪傳動的強度計算3.3差速器齒輪的材料差速器齒輪的材料3.4對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算舉例對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算舉例3.5驅動半軸簡

29、介驅動半軸簡介第四章普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測第四章普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算量及計算4.1設計計算公式設計計算公式4.2計算舉例計算舉例4.3直齒錐齒輪精鍛技術直齒錐齒輪精鍛技術4.4錐齒輪測量技術發(fā)展錐齒輪測量技術發(fā)展星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1直齒錐齒輪傳動設計直齒錐齒輪傳動設計 錐齒輪是圓錐齒輪的簡稱，它用來實現(xiàn)兩相交軸之間的傳動,兩軸交角S稱為軸角，其值可根據(jù)傳動需要確定，一般多采用90。錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小，如下圖所示。由于這一特點

30、，對應于圓柱齒輪中的各有關“圓柱”在錐齒輪中就變成了“圓錐”，如分度錐、節(jié)錐、基錐、齒頂錐等。錐齒輪的輪齒有直齒、斜齒和曲線齒等形式。直齒和斜齒錐齒輪設計、制造及安裝均較簡單，但噪聲較大，用于低速傳動（5m/s）；曲線齒錐齒輪具有傳動平穩(wěn)、噪聲小及承載能力大等特點，用于高速重載的場合。本章只討論S=90的標準直齒錐齒輪傳動。 圖19星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.1. 齒廓曲面的形成齒廓曲面的形成圖20 直齒錐齒輪齒廓曲面的形成與圓柱齒輪類似。如圖20所示，發(fā)生平面1與基錐2相切并作純滾動，該平面上過錐頂點O的任一直

31、線OK的軌跡即為漸開錐面。漸開錐面與以O為球心，以錐長R為半徑的球面的交線AK為球面漸開線，它應是錐齒輪的大端齒廓曲線。但球面無法展開成平面，這就給錐齒輪的設計制造帶來很多困難。為此產(chǎn)生一種代替球面漸開線的近似方法。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當量齒輪及當量齒數(shù)錐齒輪大端背錐、當量齒輪及當量齒數(shù) (1) 背錐和當量齒輪 圖21錐距 ： 圖21為一錐齒輪的軸向半剖面，其中DOAA為分度錐的軸剖面，錐長OA稱錐距，用R表示； 大端背錐 ：過A作O1AOA，交齒輪的軸線于點O1。設想以OO1為軸線

32、，以O1A為母線作圓錐面O1AA，該圓錐稱為錐齒輪的大端背錐 。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當量齒輪及當量齒數(shù)錐齒輪大端背錐、當量齒輪及當量齒數(shù) 兩背錐展成平面后得到兩個扇形齒輪，將兩扇形齒輪的輪齒補足，使其成為完整的圓柱齒輪，那么它們的齒數(shù)將增大ZV1和ZV2。這兩個假想的當量齒輪，其齒數(shù)為錐齒輪的當量齒數(shù)直齒圓柱齒輪叫。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.2. 錐齒輪大端背錐、當量齒輪及當量齒數(shù)錐齒輪大端背錐、當量

33、齒輪及當量齒數(shù) coszzv星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算 注意： 當量齒數(shù)總大于錐齒輪的實際齒數(shù)。當量齒數(shù)不一定是整數(shù)。 當量齒輪應用: (1)一般精度的錐齒輪常采用仿形法加工，銑刀的號碼應按當量齒數(shù)來選擇； (2)在齒根抗彎強度計算時，要按當量齒數(shù)來查取齒形因數(shù)； (3)標準直齒錐齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù) Zmin 可通過當量齒數(shù)來計算，星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算(2) 基本參數(shù) 由于直齒錐齒輪大端的尺寸最大，測量方便。因此，規(guī)定錐齒輪的參數(shù)和

34、幾何尺寸均以大端為準。大端的模數(shù)m的值為標準值，按下表選取。在GB12369-90中規(guī)定了大端的壓力角a=20。，齒頂高系數(shù)ha*=1，頂隙系數(shù)c*=0.2。 876.565.554.543.753.53.2532.752.52.2521.751.51.3751.251.1251錐齒輪模數(shù)（摘自GB12368-90）星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.3 直齒錐齒輪傳動的運動設計直齒錐齒輪傳動的運動設計 圖22該對錐齒輪的軸角等于兩分度錐角之和，即 ：星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱

35、式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.3.1直齒圓錐齒輪的嚙合傳動特點直齒圓錐齒輪的嚙合傳動特點 1.基本參數(shù)的標準值 為便于計算和測量，也便于確定機構的外廓尺寸，圓錐齒輪取大端參數(shù)為標準參數(shù)，幾何尺寸計算以大端為基準。2.正確嚙合條件2121mmm3. 連續(xù)傳動條件 e1，重合度e可按其齒寬中點的當量齒輪計算。 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算4. 不根切的最少齒數(shù) 5.傳動比1212122112sinsinrrzzi當S=90時，有 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差

36、速器的設計和計算3.1.3.2 幾何尺寸計算幾何尺寸計算 根據(jù)錐齒輪傳動的特點，其基本幾何尺寸按大端計算，但錐齒輪齒寬中點處及其當量齒輪的幾何尺寸必須通過大端導出。 (1)齒寬系數(shù)FR 。一般取FR=1/3，且b1=b2=b (2)齒寬中點的分度圓直徑（平均分度圓直徑）dm和平均模數(shù)mm (3) 齒寬中點處當量齒輪的分度圓直徑dmv、當量齒數(shù)zv及齒數(shù)比uv 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.1.3.2 幾何尺寸計算幾何尺寸計算 (4) 其余參數(shù)（具體見表3-1）星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計

37、和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算221122212221222111222111221121122sin2sin22cos4 . 2,cos4 . 2cos2,cos22 . 2;2 . 1;2 . 0,90,arctanddzzmrrRmddmddmddmddmhmhmhmcmzdmzdzzffaafa錐距：齒根圓直徑：齒頂圓直徑：齒全高：齒根高：齒頂高：頂隙：分度圓直徑：分度圓錐角：3.1.3.2 幾何尺寸計算幾何尺寸計算 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算ffffaaaaffaaRhRhmbRb22112211

38、,arctanarctan10,3根錐角：頂錐角：齒根角：齒頂角：齒寬：式中齒數(shù)比 影響分度錐頂角的大小，一般取u3，最大不超過5 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2. 直齒錐齒輪傳動的強度計算直齒錐齒輪傳動的強度計算 直齒錐齒輪的制造精度較低，在強度計算中一般不考慮與重合度的影響，即取齒間載荷分配系數(shù)Ka、重合度系數(shù)Ze、Ye的值為1。 3.2.1 輪齒受力分析 忽略齒面摩擦力，并假設法向力Fn集中作用在齒寬中點上，在分度圓上可將其分解為圓周力Ft、徑向力Fr和軸向力Fa相互垂直的三個分力，如下圖所示。各力的大小分別為

39、 ：式中 T1-小齒輪的名義轉矩（Nmm） 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2.1 輪齒受力分析 圖24 輪齒受力分析星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2.1 輪齒受力分析 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算各分力的方向：圓周力Ft：主動輪的的圓周力方向與圓周速度方向相反；從 動輪的的圓周力方向與圓周速度方向同徑向力Fr：兩輪的徑向力方向指向各自的輪心。軸向力Fa：兩輪軸向力的方向由

40、各自的小端指向大端。3.2.1 輪齒受力分析 3.2.2. 齒面接觸疲勞強度計算齒面接觸疲勞強度計算 載荷系數(shù) （1）KA-使用系數(shù)，按使用系數(shù)KA表查取星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2.2. 齒面接觸疲勞強度計算齒面接觸疲勞強度計算 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算（2）Kv-動載荷系數(shù)，降低一級精度等級，用齒寬中點的圓周速度由動載荷系數(shù)Kv圖查取 。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和

41、計算（3）K-齒向載荷分布系數(shù)，可按式，式中KHbbe由表 齒向載荷分配系數(shù) KHbbe查取。 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2.2. 齒面接觸疲勞強度計算齒面接觸疲勞強度計算 接觸強度計算以當量齒輪作齒面接觸疲勞強度計算，則式 為 將當量齒輪的有關參數(shù)代入上式中，可得直齒圓錐齒輪傳動的齒面接觸疲勞強度校核公式為 而齒面接觸疲勞強度設計公式為 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.2.3. 齒根彎曲疲勞強度計算齒根彎曲疲勞強度計算 將當量齒輪的有關參數(shù)

42、代入式將當量齒輪的有關參數(shù)代入式 和中，可得直齒圓錐齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強度校核公式和設計公式中，可得直齒圓錐齒輪傳動的齒根彎曲疲勞強度校核公式和設計公式3221212321211)5 . 01 (7 . 41)5 . 01 (7 . 4uzYKTmumzYKTbbRRFSbbRRFSbb星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算（1）YFa-齒形系數(shù)，根據(jù)當量齒數(shù) ，由外齒輪的齒形系數(shù)圖YFa查取。 3.2.3. 齒根彎曲疲勞強度計算齒根彎曲疲勞強度計算 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐

43、行星齒輪差速器的設計和計算3.2.3. 齒根彎曲疲勞強度計算齒根彎曲疲勞強度計算 （2）YSa-應力修正系數(shù)，根據(jù)當量齒數(shù) ，由應力修正系數(shù)YSa圖查取。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算注意：星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.3差速器齒輪的材料差速器齒輪的材料 差速器齒輪和主減速器齒輪一樣，基本上都是用滲碳合金鋼制造，目前用于制造差速器錐齒輪的材料為20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齒輪輪齒要求的精度較低，所

44、以精鍛差速器齒輪工藝已被廣泛應用。 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算舉例對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算舉例3.4.1差速器設計計算（舉例）差速器設計計算（舉例）已知條件： 發(fā)動機的最大轉矩Mmax=134N. m，Nn=4000rmp，發(fā)動機到主傳動主動齒輪的傳動效率=0.96，安全系數(shù)n=1.5，一檔變比i1=3.27，計算選用主加速器傳動比i0=3.2。 差速器轉矩比S=1.11.4之間選取，這里取S=1.3軸最大轉矩為Tb，半軸最小轉矩為Ts得到方程 0TTTTTSsbs

45、b解得： mNTmNTsb.878.1141星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.1差速器中的轉矩分配計算差速器中的轉矩分配計算當變速箱掛1檔時，發(fā)動機通過變速箱輸出的轉矩最大，差速器的轉矩 ： mNiiMM1 .134627. 32 . 313496. 001max0左右驅動車輪不存在差速情況：行星齒輪沒有自轉時，總是將轉矩平均分配給左、右兩半軸齒輪，即： mNMMM05.67321021左右驅動車輪存在差速情況：轉矩比S：較高轉矩側半軸傳遞轉矩與較低轉矩側半軸傳遞轉矩之比稱為轉矩比S，即：SbMMS （取S=1.3

46、） 0MMMSb且)(84.760mNMb代入相關數(shù)據(jù)得 在設計過程中要將安全系數(shù)考慮上，安全系數(shù)范圍 星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算 在設計過程中要將安全系數(shù)考慮上，安全系數(shù)范圍n=1.21.6，該設計取 n=1.2，設計中較高轉矩側半軸傳遞轉矩： 3.4.1.1差速器中的轉矩分配計算差速器中的轉矩分配計算)(91384.7602 . 1mNMnMbb3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇（1）行星齒輪數(shù)n 行星齒輪數(shù)n需根據(jù)承載情況來選擇的，由于是小轎車的差速器所以行星齒輪數(shù)n選擇2個。（2）行

47、星齒輪球面半徑Rb和節(jié)錐距A0的確定 行星齒輪球面半徑Rb反映了差速器錐齒輪節(jié)錐距的大小和承載能力，可根據(jù)經(jīng)驗公式來確定 3dbbTKR 式中：由于是2個行星齒輪的差速器的轎車，所以取行星齒輪球面半徑系數(shù)Rb=3.0, 差速器計算轉矩 ).( 1 .1346,min0mNMTTTcsced星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇則 mmRb12.331 .13460 . 33取整 mmRb33差速器行星齒輪球面半徑bR確定后，可初步根據(jù)下式確定節(jié)錐距 bRA)99. 09

48、8. 0(0mmRAb34.323398. 098. 00取 （3）行星齒輪和半軸齒輪齒數(shù)的選擇： 小轎車齒輪強度要求不太高，可以選取行星齒輪齒數(shù)Z1=15，半軸齒輪齒數(shù)初選為24，Z1與Z2的齒數(shù)比為1.6，兩個半軸齒數(shù)和為48，能被行星齒輪數(shù)2整除，所以能夠保證裝配，滿足設計要求。星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇12（4）行星齒輪和半軸齒輪節(jié)錐角、及模數(shù)m021132)24/15arctan()/arctan(ZZ012258)24/15arctan()/ar

49、ctan(ZZ當量齒數(shù)： 65.1785. 01532cos15cos111ZZv28.4553. 02458cos24cos222ZZv當量齒數(shù)都大于17，因此滿足條件，不會根切21,ZZ錐齒輪大端端面模數(shù)m為mmmmZAZAm5 . 245. 2sin2sin2220110星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇mmmZd5 .3711mmmZd6022行星齒輪分度圓直徑，半軸齒輪分度圓直徑。03022壓力角采用推薦值，齒高系數(shù)為0.8。(5)行星齒輪軸直徑d及支承長

50、度L行星齒輪軸直徑d為 mmnrTddc1 .16604 .02981 .1101 .13461 .110330行星齒輪在軸上的支承長度L為 mmdL181 .161 . 11 . 1（6）差速器齒輪的幾何尺寸計算 052. 0127. 0B查得修正系數(shù) 齒側間隙星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.4.1.2差速器的齒輪主要參數(shù)選擇差速器的齒輪主要參數(shù)選擇（7）差

51、速器齒輪強度計算星瑞齒輪星瑞齒輪第三章第三章 對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算對稱式圓錐行星齒輪差速器的設計和計算3.5驅動半軸簡介驅動半軸簡介半軸花鍵的強度計算在計算半軸在承受最大轉矩時還應該校核其花鍵的剪切應力和擠壓應力。半軸花鍵的剪切應力為bzLdDTpABs4103半軸花鍵的擠壓應力為2/ )(4/ )(103ABABpcdDdDLzT式中T半軸承受的最大轉矩；DB半軸花鍵(軸)外徑；dA相配的花鍵孔內徑；z花鍵齒數(shù)；Lp花鍵工作長度；b花鍵齒寬； 載荷分布的不均勻系數(shù)，取0.75。 星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸

52、齒輪側隙的測量及計算 錐齒輪安裝時，應檢查側隙看是否滿足圖紙設計要求。要改變側隙的大小，可以改變行星齒輪或半軸齒輪的位置，也就是改變某一齒輪的調整止推墊片來實現(xiàn)。 4.1設計計算公式設計計算公式 為獲得某一側隙變動量，大輪或小輪所需進行的軸向移動量可以按下列公式確定：星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算4.2計算舉例計算舉例MF70B、MF86B、MF31B計算實例星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算4.3直齒錐齒輪精鍛技術直齒錐齒

53、輪精鍛技術a、1990年列入國家首批重點推廣節(jié)材節(jié)能應用項目； b、到現(xiàn)在全國直齒錐齒輪中，精鍛齒輪的市場覆蓋率已迅速增長到63%；c、精密模鍛直齒錐齒輪比機加工節(jié)約鋼材203O，節(jié)省工時32，降低 成本25；d、精鍛的輪齒有沿齒廊合理分布并連續(xù)的金屬流線，從而使抗疲勞強度提高 2O以上 。4.3.1鍛齒工藝技術特點鍛齒工藝技術特點 一般采用的基本生產(chǎn)工藝流程是：備料 加熱 鍛造 清理(酸洗) 機加(鉆、車、拉花鍵) 熱處理(滲碳、淬火、回火) 一清理(拋丸) 機加(磨削)成品檢驗。星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量

54、及計算4.3.1鍛齒工藝技術特點鍛齒工藝技術特點精鍛齒輪法主要有以下特點： (1)由于齒形由模具直接成形鍛造，因此，模具的精度和熱變形決定著精鍛齒輪的精度；(2)由于模具在工作時受成形應力、鍛造溫度、潤滑條件、材質狀態(tài)以及模具成形方法等多方面因素的影響，因此，如何修正模具中齒形的幾何參數(shù)十分關鍵；(3)由于輪齒鍛出在先，在后續(xù)機加工中難免夾持定位基準多次轉換，導致制造誤差加大。為了保證精度，盡量做到加工、檢驗、使用(裝配)基準一致，需設計以齒輪節(jié)圓定位的專用夾具；(4)當熱精鍛齒輪時，必須盡可能減少和消除齒面產(chǎn)生氧化和脫碳。否則，難以保證齒輪精度。因此應采用少無氧化加熱措掩。星瑞齒輪星瑞齒輪第

55、四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算 精鍛齒輪的模具中的齒形，是用電火花成型機床電蝕而成。由于在放電加工中放電間隙和電極齒輪燒損的存在，從而使模具中的齒形不等于電極的齒形。 另一方面，鍛模在工作過程中受熱膨脹、受壓彈性變形以及齒輪在終鍛溫度下從模具中取出到室溫冷卻過程中的收縮等因素，均直接影響到鍛出的齒形與模具中的齒形不一致(圖29)。 4.3.2 精鍛模的設計精鍛模的設計圖29 1 模具齒形2 鍍件齒形星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算（1）粗略

56、的修正措施是修正電極齒輪的有關參數(shù)，使模具中的齒形得到修正。（2）精確的方法是利用計算機程序，計算出終鍛溫度下齒輪上任一點的半徑。其基本思路是：假定鍛件(齒輪)尺寸的變化發(fā)生在沿半徑方向上，那么在既定條件下，齒輪上任一點相應半徑上的變化量與其半徑的比例關系為 如果鍛造溫度一致，則k為常數(shù)且可計算于是，對輪齒上的任一點 則n有 式中 B1、B2 模具受熱膨脹、受壓彈性變形量 E 鍛件(齒輪)冷卻到室溫后的收縮量 C 電極齒輪在電加工中電火花放電間隙那么終鍛時，齒形上任一點的半徑即為 R= R + dR = R(1+ k) 星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算

57、普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算43 .3專用夾具的結構專用夾具的結構 對于精鍛齒輪而言，即使鍛成的齒形精度很高，若后續(xù)機加工精度得不到保證，則整個齒輪的精度將會喪失。 圖31所示直齒錐齒輪的制造精度要求為：當它在理論安裝距474情況下與標準齒輪作無隙嚙合時，允許度量軸向移動的極限偏差為045 075，齒輪轉動一周的變動公差為020，轉動一個齒的變動公差為011mm，接觸斑點的位置應在齒面中部，其大小沿齒長和齒高方向均不少于50 。圖28星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算工藝分析如下： 43 .3專

58、用夾具的結構專用夾具的結構(1)嚴格控制軸向移動極限偏差，是為了保證齒輪副合理的齒側伺隙。為此，在最終磨削E和F面時必須從嚴控制安裝距的制造誤差；(2)為使齒輪轉動一周的軸向移動量020，必須控制F面軸線與節(jié)錐軸線的同軸度。為此，在機加工中不能出現(xiàn)幾何偏心，以免增大齒圈徑向跳動偏差；(3)齒輪轉動一齒軸向移動量的大小，主要反映齒形和壓力角的制造誤差當機加工中E和F面的形位公差得不到保證時，同樣會造成該項超差。經(jīng)驗表明，一齒徑向綜臺誤差約等于徑向綜合誤差減去齒圈徑向跳動偏差。從而說明保證F面軸線與節(jié)錐線的同軸度非常重要；( 4 )齒面接觸面積的多少，反映齒向誤差的大小。不言而喻，在機加工中E和F

59、面之間形位公差的大小，同樣對其有著直接的影響。 星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算如正常有下列工藝：圖33 磨端面、外圓圖32 車端面圖31 鏜孔 綜上所述，精鍛齒輪后續(xù)機加工工藝的關鍵，在于必須以齒輪節(jié)圓為夾持定位基準，從嚴控制F面線同節(jié)錐軸線在加工過程中的同軸度。 星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算4.3.44.3.4結論結論（1）精鍛齒輪的精度，主要取決于模具精度和熱變形的影響；后續(xù)機加工工藝及其裝備的科學合理，同樣十分關

60、鍵。（2）精鍛模具中的齒形設計與制造。應考慮在既定生產(chǎn)條件下，諸多影響因素中最關鍵因素對它的修正。（3）后續(xù)機加工中主要工序所使用的專用夾具，必須設計成以齒輪節(jié)圓為主定位基準。（4）熱精鍛齒輪因受影響因素繁多且不易控制，目前只能生產(chǎn)8級以下精度的齒輪，更改精度的齒輪應采用冷或溫精鍛技術。可以參照：直齒錐齒輪精密熱鍛件 技術條件JB/T4201-1999星瑞齒輪星瑞齒輪第四章第四章 普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算普通錐齒輪差速器行星半軸齒輪側隙的測量及計算4.4錐齒輪測量技術發(fā)展錐齒輪測量技術發(fā)展 不同的用途對錐齒輪性能質量的要求也不同，歸納起來包括：有良好的接觸區(qū)，能可靠的傳遞動