主減數(shù)器齒輪載荷計(jì)算

1、主減數(shù)器齒輪載荷計(jì)算第一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、主減速器齒輪計(jì)算載荷的確定 由于汽車行駛時(shí)傳動(dòng)系載荷的不穩(wěn)定性，因此要準(zhǔn)確地算出主減速器齒輪的計(jì)算載荷是比較困難的。通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪在良好路面上開始滑轉(zhuǎn)時(shí)這兩種情況下作用在主減速器從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)矩較小者，作為驗(yàn)算被齒最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。即第二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月由(1-12)和(1-13)求得的計(jì)算載荷為最大轉(zhuǎn)矩，而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞的依據(jù)。對(duì)于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂平均比牽引力的值來確定，即主減速器從動(dòng)齒輪的

2、平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tjm第三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二、主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇1.主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器，根據(jù)主減速比i0選擇主減速器主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1和z2 。為了使磨合均勻，z1、z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不小于40，對(duì)于轎車應(yīng)不小于50。當(dāng)i0較大時(shí)，則盡量使z1取得小，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。 對(duì)于普通的雙級(jí)主減速器來說，由于第一級(jí)的減速比i01比第二級(jí)的i02小些,這時(shí)，第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)z1可選得較大，約在9-15范圍內(nèi)。第二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的齒輪

3、和可選在6810范圍內(nèi)。 對(duì)于雙曲面齒輪單級(jí)貫通式主減速器來說，通常其主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)為8。Tip:齒面重疊系數(shù):齒輪傳動(dòng)過程中，同時(shí)嚙合齒輪的齒數(shù)第五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.從動(dòng)錐齒輪節(jié)圓直徑及端面模數(shù)的選擇主減速器螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪從動(dòng)齒輪的節(jié)圓直徑，可根據(jù)該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，按經(jīng)驗(yàn)公式選出：第七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月研究表明，主減速器齒輪主要與最大持續(xù)載荷有關(guān)，而與汽車壽命期間出現(xiàn)的峰值載荷關(guān)系不大第八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪齒寬F的選擇 通常推薦圓錐齒輪與雙曲

4、面齒輪傳動(dòng)從動(dòng)齒輪的齒寬為其節(jié)錐距A0的0.3倍，即F=0.3A0，但不應(yīng)超過端面模數(shù)m的10倍，即F10m。對(duì)于汽車工業(yè)，主減速器圓弧錐齒輪推薦采用： 齒面寬過大和過小，都會(huì)降低齒輪的強(qiáng)度和壽命。齒面寬大于上述規(guī)定，不但不能提高齒輪的強(qiáng)度和耐久性，還會(huì)給制造帶來困難。另外齒面寬過大也會(huì)引起裝配空間的減小 習(xí)慣是螺旋錐齒輪的小齒輪齒寬比大齒輪加大10%。雙曲面齒輪的幾何特性，小齒輪比大齒輪齒面寬要大。而汽車差速器行星齒輪的齒面寬比半軸的要小。第九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.雙曲面小齒輪偏移及偏移方向的選擇 在雙曲面齒輪傳動(dòng)中，小齒輪中心線對(duì)大齒輪中心線的偏移距E的大小及偏移方向

5、是該傳動(dòng)的重要參數(shù)第十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 選擇E值時(shí)應(yīng)考慮的問題：E值過大，將導(dǎo)致齒面縱向滑動(dòng)增大，從爾引起齒面的早期磨損或擦傷；E值過小則不能充分發(fā)揮雙曲面齒輪的特點(diǎn)。對(duì)于轎車、輕型載貨汽車的主減速器來說，E值不應(yīng)超過從動(dòng)齒輪節(jié)錐距的40%；對(duì)中型及以上的載貨汽車等重負(fù)荷傳動(dòng)，不應(yīng)超過20%。傳動(dòng)比愈大則偏移距E也應(yīng)愈大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，偏移距E可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的200%-30%。但當(dāng)偏移距E大于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑的20%時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。 如圖所示，由從動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主齒輪處于右側(cè)，這時(shí)如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方，則為上偏移，反之

6、下偏移。第十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.5 螺旋角的選擇 螺旋角的定義見圖 螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的螺旋角是齒線上任一點(diǎn)C處的切線T與該點(diǎn)和節(jié)錐頂點(diǎn)O的連線OL之間的夾角。 齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角，稱為齒輪的中點(diǎn)螺旋角，也就是名義螺旋角。 螺旋錐齒輪的主、從齒輪的名義螺旋角是相等的，對(duì)于雙曲面齒輪，由于有了偏移距，所以它們是不相等的，而且主動(dòng)齒輪的大。第十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 選擇齒輪的螺旋角時(shí)，應(yīng)考慮它對(duì)齒面重疊系數(shù)mF、輪齒強(qiáng)度和軸向力的大小的影響。螺旋角應(yīng)足夠大以使mF不小于1.25。因mF愈大，傳動(dòng)就愈平穩(wěn)，噪音就愈低。螺旋角過大會(huì)引起軸向力亦過大

7、，因此應(yīng)有一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶?，以使齒輪的軸向力不太大而又得到盡可能大的重疊效果。 汽車主減速錐齒輪的螺旋角（對(duì)雙曲面齒輪則是大、小齒輪中點(diǎn)螺旋角的平均值）多在35-40范圍內(nèi)。在一般機(jī)械制造標(biāo)準(zhǔn)中推薦35。F/m是齒面寬與模數(shù)之比第十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.6 螺旋方向的選擇 螺旋方向指的是輪齒節(jié)錐齒線的曲線彎曲方向，分為左旋和右旋。 判斷方向時(shí)是從齒面錐頂對(duì)著其齒面看去，輪齒從小端到大端的走向?yàn)轫槙r(shí)針則為右旋，反之為左旋。主從動(dòng)齒輪的方向是不同的。 齒輪傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力其方向取決于齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向。判斷齒輪旋轉(zhuǎn)方向?yàn)橄螨X輪背面看去。判斷軸向力方向用左右手法則。伸直

8、拇指的指向?yàn)檩S向力方向，其他手指握起來后的指向就是齒輪旋轉(zhuǎn)方向。第十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.7 法向壓力角的選擇 加大壓力角可以提高輪齒的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)。但對(duì)尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，使齒輪的重疊系數(shù)下降。 對(duì)格里森制主減速器螺旋錐齒輪來說，轎車選用1430或16的法向壓力角，載貨汽車選用20的壓力角；重型載貨汽車可選用22 30的壓力角。對(duì)雙曲面齒輪來說，雖然大齒輪輪齒兩側(cè)齒形的壓力角是相等的，但小齒輪輪齒兩側(cè)的壓力角不相等，因此，其壓力角按平均壓力角考慮。在格里森制雙曲面齒輪傳動(dòng)中，轎車選用19平均壓力角；載貨汽車選用223

9、0的平均壓力角。當(dāng)小齒輪齒Z18時(shí)，其平均壓力角則選用2115。第十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主減速器從動(dòng)齒輪計(jì)算載荷: T2je= (Temax*il*K0*T)/n=（250*5.441*3.273*1*0.95）/14229.5(Nm) T2j =( m2*G2*Rr)/(LB*iLB) =（1*15533*0.8*0.364）/（0.95*1）4761.27(Nm) T2jm= Rr* ( Ga+ Gt)* (fR+fH+fp)/(LB*iLB*n) = 0.364*（26607+0）*（0.02+0.09+0）/（0.95*1*1）1121.42(Nm)上式中各參數(shù)值

10、為：T2je按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比計(jì)算的從動(dòng)齒輪載荷；T2j按最大附著力計(jì)算的從動(dòng)齒輪載荷；T2jm按汽車日常行駛計(jì)算的從動(dòng)齒輪平均計(jì)算載荷；P201示例：發(fā)動(dòng)機(jī)HFC4DA1-2C最大功率（轉(zhuǎn)速）kW（r/min）85/3600最大扭矩（轉(zhuǎn)速）N.m（r/min）250/1800-2800后軸荷kg1585總質(zhì)量kg2715變速箱速比I1=5.441 i6=0.794輪胎滾動(dòng)半徑R =0.364m后橋主減速比I0=3.27316第十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，取值為250 ； il由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳

11、動(dòng)比，即 5.441*3.27317.81； T由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)效率，取T =0.95； K0由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速的各類汽車，取K0=1；當(dāng)性能系數(shù) 0時(shí)，可取K0=2，或由實(shí)驗(yàn)決定；此車取值為1.0 n該汽車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目，此車取值為1； G2汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大載荷，取值為1585*9.815533； m2 汽車加速時(shí)的后橋質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，此橋?yàn)?，其計(jì)算過程如下： m2=1+ (Temax*il*T* hg)/( Rr*L* G2)=1+（250*5.441*3.2

12、73*0.95*0.364）/（0.364*3.43*1585*9.8）1 上式中各參數(shù)值為：Rr 輪胎滾動(dòng)半徑，此車為0.364m。hg汽車滿載時(shí)的質(zhì)心高度，此車為m。L 此車軸距，為m。第十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 輪胎和地面的附著系數(shù)，此車取值為0.8。 Rr輪胎滾動(dòng)半徑，取值為0.364m。 LB、iLB分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)車輪之間的傳動(dòng)效率和傳動(dòng)比，取值為0.95、1.0。 Ga汽車滿載總重量，取值為2715*9.826607(N)； Gt所牽引的掛車的滿總重量，取值為0； fR道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)對(duì)于轎車可取 =0.0100.015；對(duì)于載貨

13、汽車可取0.0150.020；對(duì)于越野汽車可取0.0200.035。故取值為0.020； fH汽車正常行駛時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，通常對(duì)轎車取0.08；對(duì)載貨汽車和城市公共汽車取0.050.09；對(duì)長(zhǎng)途公共汽車取0.060.10；對(duì)越野汽車取0.090.30。故取值為0.09； fp汽車或汽車列車的性能系數(shù)。取值為0；其算法如下：因?yàn)?16，故取 =0 通過比較T2je、T2j的大小， T2je比較小，所以用它來計(jì)算從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力。第十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、主減速器主動(dòng)齒輪計(jì)算載荷: T1je= T2je /(I0*)= 4229.5/（36/11*0.97）1332.

14、31(Nm) T1j= T2j/(I0*)=4761.27/（36/11*0.97）1499.83 (Nm) T1jm= T2jm /(I0*)=1121.42/（36/11*0.97）353.25(Nm)上式中各參數(shù)值為：T1je按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低擋傳動(dòng)比計(jì)算的主動(dòng)齒輪載荷；T1j按最大附著力計(jì)算的主動(dòng)齒輪載荷；T1jm按汽車日常行駛計(jì)算的主動(dòng)齒輪平均計(jì)算載荷；I0主減速器傳動(dòng)比，取值為36/11；主減速器主被動(dòng)齒輪的傳動(dòng)效率，雙曲面齒輪取0.960.98，此處取值為0.97；第十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月謝謝！第二十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主減速

15、器圓弧齒及延伸外擺線齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算2014年9月19日第二十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算第二十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月第二十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主減速器圓弧齒雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算雙重收縮齒的有點(diǎn)在于能提高小齒輪粗切工序的效率。標(biāo)準(zhǔn)收縮齒在齒根方向的收縮好，但可能使齒厚收縮過多，結(jié)果造成 小齒輪粗切刀的刀頂距太小。這種情況可使用傾根錐母線收縮齒的方法或仔細(xì)選用刀盤半徑加以改善，即當(dāng)雙重收縮齒會(huì)使齒高方向收縮過多，而標(biāo)準(zhǔn)收

16、縮齒會(huì)使齒厚收縮過多時(shí)，可采用傾根錐母線收縮齒作為兩者之間的這種。第二十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月延伸外擺線齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的幾何尺寸計(jì)算延伸外擺線錐齒輪，按其節(jié)錐齒線的平均曲率半徑和平均螺旋角的不同分 為普通型螺旋錐齒輪和特性螺旋錐齒輪。 第二十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主減速器圓弧齒及延伸外擺線齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算在完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)驗(yàn)算其強(qiáng)度，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，應(yīng)首先了解齒輪的損壞形式。1.齒輪的損壞形式（1）輪齒折斷主要分為疲勞折斷及由于彎曲強(qiáng)度不足而引起的

17、過載折斷。折斷多由齒根開始，因?yàn)辇X根處輪齒的彎曲應(yīng)力最大。1疲勞折斷：在長(zhǎng)時(shí)間較大的交變載荷作用下，輪齒根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。2過載折斷：由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起齒輪的一次性突然折斷。第二十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強(qiáng)度，并選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。齒根圓角應(yīng)盡可能加大，根部及齒面要光潔。（2）齒面的點(diǎn)蝕及剝落齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是滲碳齒輪的主要破壞形式，約占損壞報(bào)廢齒輪的 70%以上。它主要是由

18、于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。1點(diǎn)蝕：系輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞結(jié)果2齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點(diǎn)蝕更深的凹坑。（3）齒面膠合 在高壓和告訴滑磨引起的局部高溫的共同作用下，或潤(rùn)滑冷卻不良、油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱為膠合。（4）齒面磨損 系輪齒齒面間相互滑動(dòng)、研磨 或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。第二十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2.主減速器圓弧齒及延伸外擺線齒螺旋錐齒輪和雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算(1)”格里森”制圓弧齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算1單位齒長(zhǎng)上

19、的圓周力 在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用在其輪齒上的假定單位壓力即單位齒長(zhǎng)上的圓周力來估算，即N/mm式中；P作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 和最大附著力矩 ，兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算，N； F從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm第二十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)：N/mm式中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； 變速器傳動(dòng)比； 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑。第三十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月式中： 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷；對(duì)后驅(qū)動(dòng)橋還 應(yīng)考慮汽車最大加速時(shí)的負(fù)荷增大量； 輪胎與地面的附著系數(shù)； 輪胎的滾動(dòng)半徑； 主減速器從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑。按最大附著

20、力計(jì)算時(shí)：第三十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)上的圓 周力有時(shí)高出表中數(shù)據(jù)的20%30%。第三十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力為式中： 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 超載系數(shù) 尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關(guān)。 當(dāng)端面模數(shù) 時(shí)， 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支撐形式時(shí)， =1-1.1；當(dāng) 一個(gè)齒輪用騎馬式支撐時(shí)， =1.1-1.25。支撐剛度大時(shí)取小值； 質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸

21、良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取第三十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月F計(jì)算齒輪的齒面寬；Z計(jì)算齒輪的齒數(shù)；M端面模數(shù)；J計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。載荷作用點(diǎn)的位置、 載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對(duì)彎曲應(yīng)力計(jì)算的影響。第三十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算式中， 主動(dòng)齒輪最大轉(zhuǎn)矩； 主動(dòng)齒輪工作轉(zhuǎn)矩； 材料的彈性系數(shù)； 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑； 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對(duì)其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取1；第三十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 表面質(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)。一

22、般情況下 對(duì)于制造精確的齒輪可取1； F齒面寬，取齒輪副中的較小值（一般為從動(dòng)齒輪齒面寬）； J計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)。4強(qiáng)度計(jì)算后齒輪尺寸的調(diào)整 如前所述，強(qiáng)度計(jì)算所得的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力應(yīng)不超過它們的許用應(yīng)力，否則應(yīng)加大齒輪尺寸，使其計(jì)算應(yīng)力在許用應(yīng)力的范圍內(nèi)。加大后的齒輪尺寸，可近似地按以下兩式求得。第三十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月按彎曲強(qiáng)度:按接觸強(qiáng)度：式中： 加大尺寸的齒輪的節(jié)圓直徑； 原試選的齒輪的節(jié)圓直徑； 原試選的齒輪的計(jì)算彎曲應(yīng)力； 許用彎曲應(yīng)力； 原試選的齒輪的計(jì)算接觸應(yīng)力； 許用接觸應(yīng)力。第三十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月(2)”奧利康”制延

23、伸外擺線齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 “奧利康”制延伸外擺線等高齒錐齒輪與“格里森”制圓弧線漸宿齒錐齒輪相比，雖然它們的齒制不同且各具特點(diǎn)，但在齒輪尺寸（節(jié)圓直徑、模數(shù)、齒面寬）及壓力角等相同的情況下，這兩種齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度也都是分別相近的。因此，有的資料中曾推薦過按通常圓弧齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算方法來進(jìn)行延伸外擺線等高齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算。但這種齒輪也有其專屬的強(qiáng)度計(jì)算方法，分別介紹如下。（1）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1輪齒齒面寬中點(diǎn)處圓周力的確定 圓周力的計(jì)算公式為第三十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月式中， 主動(dòng)齒輪計(jì)算轉(zhuǎn)矩； 主動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓半徑。其表達(dá)式為：其中

24、： 為中點(diǎn)錐距， 為主動(dòng)齒輪節(jié)錐角?；蚱渲校?、 、F分別為節(jié)圓直徑、節(jié)錐角與齒面寬。第三十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2輪齒齒面寬中點(diǎn)的極限彎曲載荷的確定 輪齒齒面寬中點(diǎn)處的極限彎曲載荷是指使輪齒根部工作應(yīng)力達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度極限而發(fā)生彎曲折斷時(shí)的輪齒齒面寬中點(diǎn)的極限圓周力或許用圓周力。 在求極限彎曲載荷時(shí)，是將延伸外擺線齒錐齒輪比作一個(gè)輪齒齒面寬中點(diǎn)處的當(dāng)量直齒圓柱齒輪，且假定圓周力由單齒傳遞。又將此一輪齒比作一個(gè)等強(qiáng)度體，它具有拋物線的外形并與輪齒齒廓相切。按材料力學(xué)等強(qiáng)度體的計(jì)算公式可知： ，如果考慮在圓周速度下動(dòng)載荷的影響，則公式應(yīng)乘以速度系數(shù) ，故輪齒齒面寬中點(diǎn)的極限

25、彎曲載荷為第四十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月式中：F該錐齒輪的實(shí)際齒面寬； 輪齒根部危險(xiǎn)截面齒厚； l齒的彎曲有效齒高； 材料的抗拉強(qiáng)度極限； 速度系數(shù)， ； v主動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)處分度圓上的圓周速度，其計(jì)算式為； 主動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓半徑； 主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速。第四十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月齒輪材料的抗拉強(qiáng)度極限3安全系數(shù)的確定第四十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 由于計(jì)算極限彎曲載荷的公式是在假設(shè)只有一對(duì)齒輪嚙合的條件下求出的，實(shí)際上延伸外擺線齒錐齒輪同時(shí)有幾對(duì)齒嚙合，因此，輪齒實(shí)際能承受的極限彎曲載荷大于按前述公式計(jì)算所得的。另外，對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪

26、來說，最大載荷不是持續(xù)載荷，所以安全系數(shù)殼取得較低。第四十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月（2）輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算及工作壽命計(jì)算錐齒輪的當(dāng)量圓柱齒輪齒面之間的接觸可看成是兩個(gè)假想圓柱體之間的接觸， 其接觸應(yīng)力為式中：v泊松比，對(duì)剛制齒輪去0.3； 圓周力 F齒寬，應(yīng)取齒輪副中較小的一個(gè)齒寬； 法向壓力角； 兩個(gè)假想圓柱體的半徑； 主從動(dòng)齒輪的彈性模量。第四十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月主動(dòng)齒輪的工作壽命為：式中： 為主動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)速。 對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器齒輪，由于僅在部分時(shí)間承受最大載荷，因此其工作壽命通?？扇?。第四十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月齒輪

27、強(qiáng)度計(jì)算實(shí)例第四十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月P201第四十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月式中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：250 ； 由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器主動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比，取值為5.441； 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑：69.97mm。1.按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)（1檔）：一.單位齒長(zhǎng)上的圓周力“格里森”制圓弧齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算第四十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月式中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩：250 ； 由發(fā)動(dòng)機(jī)至所計(jì)算的主減速器主動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最高檔傳動(dòng)比，取值為1； 主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑：69.97mm。2.按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)（直接檔）

28、：一.單位齒長(zhǎng)上的圓周力第四十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3.按最大附著力矩計(jì)算時(shí)：一.單位齒長(zhǎng)上的圓周力式中： 汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷：15859.8=15533N； 輪胎與地面的附著系數(shù)：0.85； 輪胎的滾動(dòng)半徑：0.364m； 主減速器從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑：229mm。第五十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4.許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力在現(xiàn)代汽車設(shè)計(jì)中，由于材質(zhì)及加工工藝等制造質(zhì)量的提高，單位齒長(zhǎng)上的圓 周力有時(shí)高出表中數(shù)據(jù)的20%30%。第五十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：第五十二張，PPT

29、共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：Tj主動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算：Tje =1332.20(Nm)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)時(shí)作用在主減的轉(zhuǎn)矩：Tj =1499.83(Nm)主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tjm =353.25(Nm)Tj值取Tje、Tj較小者，取值為1332.20 (Nm)。按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Tj取值為353.25 (Nm)。第五十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：K0由于“猛接合”離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時(shí)的超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野車以及液力傳動(dòng)及自動(dòng)變速的

30、各類汽車，取K0=1。第五十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Ks尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸、熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù) 時(shí)，Ks ；當(dāng)端面模數(shù) . 時(shí)，Ks0.5mm。此橋主減模數(shù)為6.361；二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：第五十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Km載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承形式時(shí)， .=1.001.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)， .=1.101.25。支撐剛度大時(shí)取小值；取值為1.10；此橋主動(dòng)齒輪采用懸臂式支承型式，故取值為1.25；二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：第五十六張，PPT共九

31、十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月Kv質(zhì)量系數(shù)，Kv取=1；二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：F計(jì)算齒輪的齒面寬，F(xiàn)=41.05；Z計(jì)算齒輪的齒數(shù)，Z=11；m齒輪端面模數(shù)，m=6.361；第五十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：J計(jì)算主動(dòng)齒輪彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，它綜合考慮了齒形系數(shù)。主動(dòng)齒輪取值為：0.322；從動(dòng)齒輪取值為：0.27第五十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：按驅(qū)動(dòng)橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩的較小者驗(yàn)算齒根彎曲靜強(qiáng)度：第五十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作

32、于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算1.主動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：第六十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算2.被動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：Tj被動(dòng)齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩：按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算：Tje =4229.14(Nm)驅(qū)動(dòng)車輪滑轉(zhuǎn)時(shí)作用在主減的轉(zhuǎn)矩：Tj =4761.27(Nm)主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tjm =1121.42(Nm)Tj值取Tje、Tj較小者，取值為4229.14 (Nm)。按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩，Tj取值為1121.42 (Nm)。第六十一張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算2.被動(dòng)齒輪的彎

33、曲強(qiáng)度計(jì)算：按驅(qū)動(dòng)橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩的較小者驗(yàn)算齒根彎曲靜強(qiáng)度：第六十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算2.被動(dòng)齒輪的彎曲強(qiáng)度計(jì)算：按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：第六十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月二.輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算第六十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三.輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算圓錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為：Cp材料彈性系數(shù)，取232.6N/mm按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算：Tje =1332.20(Nm)主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩：Tjm =353.25(Nm)表面質(zhì)量系數(shù)：Kf =1第六十五張，PPT共九

34、十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三.輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算圓錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力為：J計(jì)算主動(dòng)齒輪接觸應(yīng)力用的綜合系數(shù)。此處取值為0.21；第六十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三.輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算按驅(qū)動(dòng)橋的最大輸入轉(zhuǎn)矩和最大附著轉(zhuǎn)矩的較小者驗(yàn)算齒根彎曲靜強(qiáng)度：第六十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月三.輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算按平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩驗(yàn)算齒根彎曲疲勞強(qiáng)度：許用第六十八張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四.強(qiáng)度計(jì)算后齒輪齒數(shù)的調(diào)整如前所述，強(qiáng)度計(jì)算所得的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力應(yīng)不超過它們的許用應(yīng)力。否則應(yīng)加大齒輪尺寸，使其計(jì)算應(yīng)力在許用應(yīng)力的范圍內(nèi)。

35、加大后的齒輪尺寸，可近似地按以下兩式求得：第六十九張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月四.強(qiáng)度計(jì)算后齒輪齒數(shù)的調(diào)整按接觸強(qiáng)度：按彎曲強(qiáng)度：第七十張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月 “奧利康”制延伸外擺線等高齒錐齒輪與“格里森”制圓弧線漸宿齒錐齒輪相比，雖然它們的齒制不同且各具特點(diǎn)，但在齒輪尺寸（節(jié)圓直徑、模數(shù)、齒面寬）及壓力角等相同的情況下，這兩種齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度也都是分別相近的。因此，有資料中推薦按通常圓弧齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算方法來進(jìn)行延伸外擺線等高齒錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算。“奧利康”制延伸外擺線齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算但這種齒輪也有其專屬的強(qiáng)度計(jì)算方法。第七十一張，PP

36、T共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月五、主減速器渦輪傳動(dòng)計(jì)算1.渦輪的傳動(dòng)效率式中：摩擦角，tan=； 摩擦系數(shù)，可取=0.02。蝸桿螺旋線升角：蝸桿齒距：蝸桿分度圓直徑：蝸桿齒數(shù)蝸桿特性系數(shù)，q值約為510范圍內(nèi)。第七十二張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月如果反向傳動(dòng)，則效率為：式中：=90-五、主減速器渦輪傳動(dòng)計(jì)算第七十三張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度。2.齒輪芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷。3.鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能較好，熱處理變形小或變性規(guī)律易控

37、制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短制造時(shí)間、減小生產(chǎn)成本并降低廢品率。4.選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等元素，我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、欽、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。六、主減速器齒輪的材料及熱處理對(duì)于驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理有以下要求第七十四張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力七、主減速器軸承的計(jì)算總的軸向力：第七十五張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力七、主減速器軸承的計(jì)算齒面寬中點(diǎn)的圓周力對(duì)于圓錐齒輪齒面寬中點(diǎn)分度圓直徑總的軸向力：對(duì)于雙曲面齒輪第七十六張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力七、主減速器軸承的計(jì)算齒面寬中點(diǎn)的圓周力對(duì)于圓錐齒輪齒面寬中點(diǎn)分度圓直徑總的軸向力：對(duì)于雙曲面齒輪第七十七張，PPT共九十頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月1.作用在主減速器主動(dòng)齒輪上的力七、主減速器軸承的計(jì)算d1m主動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑;d2m從動(dòng)齒輪齒面寬中點(diǎn)的分度圓直徑;2從動(dòng)齒輪節(jié)錐角；R2從動(dòng)齒輪根錐角；1，2雙曲面主、從動(dòng)齒輪