汽车主减速器锥齿轮设计计算.doc

4.2.1主动弧齿锥齿轮组合强度计算对弧齿锥齿轮进行静力分析计算4，具体计算过程如下：已知几何参数： 法向压力角：=20 中点螺旋角：=35 齿数：=20 =48 齿数比：u=2.4 大端模数：=8.9167齿顶高：=10.453 =4.705 名称代号计算公式说明主动齿轮大端分度圆直径分锥角锥距R齿宽b中点模数中点法向模数正交（=90）锥齿轮齿根弯曲应力计算公式 名称符号计算说明作用于大端分度圆上的切向力已知转矩：Nm N公式5.11-2已知转矩：Nm N已知转矩：Nm N使用系数=1查表5.9-1动载系数=1P5-119说明齿向载荷分布系数查图5.11-1尺寸系数查图5.11-3齿宽大端端面模数几何系数 查图5.11-4计算的齿根弯曲应力转矩：Nm 时 MpaMpaP5-124中式5.11-3转矩：Nm 时 MpaMpa转矩：Nm 时 MpaMpa齿轮的弯曲许用应力5其中：1.寿命系数（弯曲疲劳寿命系数查图10-18 .15 ）2. 轮齿的疲劳极限，图纸上给的齿轮表面硬度为HRC5864弯曲疲劳极限值用代入,查图10-20（d）得，=1050Mpa3. 疲劳强度安全系数一般取1.251.5,因此取所以，参考机械设计 第八版高等教育出版社，P205比较计算结果：取计算值大者比较输入Nm：计算弯曲应力778.8Mpa许用弯曲应力928.8Mpa弯曲强度满足设计要求输入7500Nm：计算弯曲应力389.4Mpa许用弯曲应力928.8Mpa弯曲强度满足设计要求输入6000Nm：计算弯曲应力311.5Mpa许用弯曲应力928.8Mpa弯曲强度满足设计要求齿面接触应力计算公式： 弹性系数一对钢制齿轮：见P5-125说明主动轮运转中最大切向力转矩：Nm 时N一般取转矩：Nm 时 转矩：Nm 时 使用系数见表5.9-1锥齿轮动载系数见P5-119说明齿向载荷分布系数查表5.11-1有效齿宽主动轮大端分度圆直径尺寸系数见P5-125说明表面状况系数见P5-125几何系数查图5.11-12计算齿面接触应力转矩：Nm 时转矩：Nm 时转矩：Nm 时齿轮的许用接触应力5其中：1.寿命系数（弯曲疲劳寿命系数查图10-18 ）2. 轮齿的疲劳极限，接触疲劳极限值用代入, 图纸上给的齿轮表面硬度为HRC5864查图10-21（e）得，=1650Mpa3. 疲劳强度安全系数 对接触疲劳强度计算，一般去所以，参考机械设计 第八版高等教育出版社，P205比较计算结果取接触应力较大者比较输入Nm：计算接触应力2494.75Mpa许用接触应力1897.5Mpa接触强度不满足设计要求输入7500Nm：计算接触应力1764.05Mpa许用接触应力1897.5Mpa接触强度满足设计要求输入6000Nm：计算接触应力1577.82Mpa许用接触应力1897.5Mpa接触强度满足设计要求主动弧齿锥齿轮组合在不同输入扭矩下的数据对比 计算结果输入扭矩/Nm齿根弯曲应力（Mpa）齿面接触应力（Mpa）主动弧齿从动弧齿= 753.3118= 778.8301= 2494.74627500= 376.6559= 389.4151= 1764.05196000= 301.3248= 311.5322= 1577.81624.2.2直齿锥齿轮组合强度计算对直齿锥齿轮进行静力分析计算4，具体计算过程如下：已知几何参数：法向压力角： 齿数： 大端模数：说明：因为行星齿轮在差速器的工作中经常起等臂推力杆的作用，只有左、右启动车轮有转速差速时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对滚动。差速器齿轮主要进行弯曲强度计算，而对于疲劳寿命则不予考虑。名称代号计算说明大端分度圆直径分锥角外锥距齿宽中点分度圆直径输入转矩Nm=7500Nm=6000Nm传动比超载系数对于一般载货汽车、矿用汽车取汽车差速器齿轮的弯曲应力为：计算转矩输入转矩为Nm时： 此处的n为驱动桥的数目，n=1，为传动部分的效率取0.9输入转矩为7500Nm时：输入转矩为6000Nm时：差速器一个行星齿轮给予一个半轴齿轮的转矩输入转矩为Nm，Nmn是差速器行星齿轮数目，n=4输入转矩为7500Nm，Nm输入转矩为6000Nm，Nm尺寸系数与齿轮尺寸及热处理等有关端面模数时用此公式载荷分布系数质量系数对于汽车驱动桥齿轮，当轮齿接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取计算齿轮的齿面宽计算弯曲应力用的综合系数 由齿轮手册查得汽车差速器齿轮的弯曲应力输入转矩为Nm，MpaMpa输入转矩为7500Nm，MpaMpa输入转矩为6000Nm，MpaMpa齿轮的弯曲许用应力1.寿命系数（弯曲疲劳寿命系数查图10-18 .15）2. 轮齿的疲劳极限，弯曲疲劳极限值用代入，图纸上给的齿轮表面硬度为HRC5864查图10-20（d）得，=1050Mpa3. 疲劳强度安全系数 一般取1.251.5 因此取所以，参考机械设计 第八版高等教育出版社，P205比较计算结果取计算的弯曲应力最大值比较输入转矩为1.5104Nm，计算弯曲应力1081.28Mpa许用弯曲应力928.85Mpa弯曲强度不合格输入转矩为7500Nm，计算弯曲应力540.64Mpa 许用弯曲应力928.85Mpa弯曲强度合格输入转矩为6000Nm，计算弯曲应力423.51Mpa 许用弯曲应力928