对称式圆锥行星齿轮差速器的设计

1、对称式圆锥行星齿轮差速器的设计山于在差速器壳上装着主减速器从动齿轮，所以在确定主减速器从动齿轮尺 寸时，应考虑差速器的安装。差速器的轮廓尺寸也受到主减速器从动齿轮轴承支 承座及主动齿轮导向轴承座的限制。1.1.1差速器齿轮的基本参数的选择(1) 行星齿轮数LI的选择载货汽车采用4个行星齿轮。(2) 行星齿轮球面半径的确定圆锥行星齿轮差速器的结构尺寸，通常取决于行星齿轮的背面的球面半径 /?«,它就是行星齿轮的安装尺寸，实际上代表了差速器圆锥齿轮的节锥距，因此 在一定程度上也表征了差速器的强度。球面半径心可按如下的经验公式确定：Rb = KnyjT mm(3.3)式中：Kb行星齿轮球面

2、半径系数，可取2. 522.99,对于有4个行星 齿轮的载货汽车取小值；T计算转矩，取Tee和Tcs的较小值，N m.根据上式©二2. 7x/300x4.3x5.20x0.9x0.9 =47. 62mm 所以预选其节锥距 Au 二 48mm(3) 行星齿轮与半轴齿轮的选择为了获得较大的模数从而使齿轮有较高的强度，应使行星齿轮的齿数尽量少。 但一般不少于10o半轴齿轮的齿数采用1425,大多数汽车的半轴齿轮与行星 齿轮的齿数比zi/z：在1. 52. 0的范围内。差速器的各个行星齿轮与两个半轴齿轮是同时啮合的，因此，在确定这两种 齿轮齿数时，应考虑它们之间的装配关系，在任何圆锥行星齿轮

3、式差速器中，左 右两半轴齿轮的齿数乞厶，Er之和必须能被行星齿轮的数訂所整除，以便行星 齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周圉，否则，差速器将无法安装，即应满足 的安装条件为：Sl + Sr（3.4）式中：/.，Gr左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来 说，Srn行星齿轮数目；I任意整数。在此可二11, ?2二20满足以上要求。（4）差速器圆锥齿轮模数及半轴齿轮节圆直径的初步确定首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角儿，/2/j = arctan = arctan =28 81°二90。 /->=61. 19。Q20再按下式初步求岀圆锥齿轮的大端端面模数mnF2Ao .

4、sin/i =Zi2Aosin* 二Z22x47.511sin 28.81° =4. 16mm得 Ji = /t?zi =4.16x11=45. 77mm（5）压力角ad2 = mz2 =4. 16X20=83. 21mmLI前，汽车差速器的齿轮大都采用22. 5°的压力角，齿高系数为0. 8。最小齿数可减少到10,并且在小齿轮（行星齿轮）齿顶不变尖的条件下，还可以山 切向修正加大半轴齿轮的齿厚，从而使行星齿轮与半轴齿轮趋于等强度。山于这 种齿形的最小齿数比压力角为20。的少，故可以用较大的模数以提高轮齿的强度。在此选22. 5"的压力角。（6）行星齿轮安装孔的直

5、径及其深度L行星齿轮的安装孔的直径与行星齿轮轴的名义尺寸相同，而行星齿轮的安 装孔的深度就是行星齿轮在其轴上的支承长度，通常取：厶=110axnlToxlO5(3.5)To差速器传递的转矩，m；在此取5433N m“一一行星齿轮的数目；在此为4I行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，mm, "0.5d，为半轴齿轮齿面宽中点处的直径，而仏*0.8厶; 厶丁訂支承面的许用挤压应力，在此取69 MPa根据上式= 0.8x83.21=66. 57mm /=0. 5X66. 57=33. 28mm23 19mm 取 0=2OmmI 5433x10"VI.1x69x4x33.28厶= 1.1

6、 x20=22mm1.1.2差速器齿轮的几何计算差速器齿轮参数计算见表3.1o表3.1汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表序 号项目计算公式计算结果1行星齿轮齿数Z1>1O,应尽量取最小值Z!=102半轴齿轮齿数22=1425,且需满足式(3-4)乙=203模数mm =4.164齿而宽b=(0.25-0.30)Ao：b<10m13.38mm5工作齿高h* = 1.6m1“ =6.666全齿高/? = 1.788+0.0517.497压力角a22.5°8轴交角E=90°9节圆直径d = mzA: di = mz26/1=45力 d2 = 83.2110节锥角/I

7、 = arc tan, yi = 90° 一Z2/i=28.81°/2=61911节锥距ddiAo =2sin/i2 sin /2Ao =47.5mm12周肖/=3.1416】Z = 13.11mm13齿顶高ha = hf： ha2 ； Ila2 =04J °釦m/ioi=4.41mmhui =2.25mm(4Ly丿14齿根高hr1=1.788m -ha hfi =1.788zm - hat/?/i=3.O3mm;hfi =4.89mm15径向间隙c =0.188 m +0.051c =O.83mm16齿根角cf Kf x, hflJi =mctan oi = a

8、rc tan AoAo51=3.65。; 52=5.88。17面锥角1 = /1 +J2： />2 = /2 +Jl沟=34.69°=64.84°18根锥角= /I-Jl ;=评 1=25.16° 律 2 =55.31°序号项目计算公式计算结果19外圆直径dv = d + 2/iuicos/i:f/o2 = cll + 2/M2COS/2doi = 53.50 mm= 85.38 mm20节圆顶点至齿轮 外缘距离/oi =与 _ h、sin/id厂./02 =fi2 sin /22/oi = 42.39 mm/02 = 24.83 mm21理论弧齿

9、厚$i = r $2 $2 = f _ (/| - /?2 )tan a - nn51 =&46 mm52 =7.39 mm22齿侧间隙BB =0.250mm23弦齿厚QS： B厂2S/i =8.49mmSx2 =6.61mm24弦齿高h-fJ+s'coh% =5.93mm力，4d,/?z2 =2.92mm1.1.3 差速器齿轮的强度计算差速器齿轮的尺寸受结构限制，而且承受的载荷较大，它不像主减速器齿轮 那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯或左右轮行驶不同的路程时，或一侧车 轮打滑而滑转时，差速器齿轮才能有啮合传动的相对运动。因此对于差速器齿轮 主要应进行弯曲强度校核。轮齿弯曲强度6为2xTKoKKh 56 =: MPaKvbzinrJ(3.6)式中：T差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，在此7'为1006N m；H差速器的行星齿轮数；Z2半轴齿轮齿数；Ko、K、K,、K».见式(2.9)下的说明；J计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由图3