【《货车驱动桥主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算案例》2700字】

货车驱动桥主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算案例1主减速器齿轮参数的选择1.1齿数的选择对于单级的主动减速齿轮传递减速器来说因其齿轮啮合平稳、降低振动噪声和大大提高疲劳强度,对于中型长途货车这种商用重型汽车来说,主动传递齿轮的减速传递传动齿数大于z1一般不少于6，此处从动传递齿轮z1=7，z2=z1i0=45.36，取z2=46，修正传动比i0=6.57；1.2节圆直径的选择节圆的长度一般是根据从动锥齿轮中所承受的计算转矩（请参阅式1.2，式1.3中取两者中较小的一个数值作为计算的依据）按照以下经验公式可以选出:D2=KD23Tj式中：D2——从可转动锥轴到齿轮的最大轴末端处部分的一个有限的角分度圆的齿轮直径（mm）；KDTj——计算转矩，单位为Nm，取Tjθ，得到D2=381.80mm，初选为383.00mm。1.3齿轮端面模数的选择按式mt=D2/z2算出从驱动齿轮的最大端模量，mt=10mm。1.4齿面宽度的选择主减速器螺旋锥齿轮齿面宽度使用经验公式：F=0.155D2=59.365mm，可初取F2=60mm。1.5螺旋锥齿轮螺旋方向一般来说,主动齿轮可作为左转或右转,从动齿轮可作为右转,以使两个齿轮之间的轴向力相互斥离。1.6螺旋角的选择其中螺旋角度应该是足够大以便于使得齿面上的重叠系数mF≥1.25。由于mF越大,其传动也就越加平稳,所以噪声要求也越低。螺旋角通常选取35°。1.7齿轮法向压力角法向压力夹角大一些时候可以提高轮齿的强度,满足在不发生直接剪切情况下降低齿数。对于圆弧齿锥式传动齿轮,从动轴到驱动齿轮的压力偏差一般采用20°或20°30'，此处初选为20°。2主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算2.1主减速器螺旋圆柱形齿轮几何大小尺寸计算和强度计算主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸的计算 表2-3单级别主减速器齿轮几何大小尺寸计算使用表序号项目计算公式计算结果1主动齿轮齿数72从动齿轮齿数463大端模数10.004齿面宽=605齿顶高系数h0.856顶隙系数c∗0.1887螺旋方向小齿轮右旋，大齿轮左旋8工作齿高h17.009法向压力角aa=20°10螺旋角ββ=35°11轴交角∑=90°续表2-3序号项目计算公式计算结果12大端分度圆直径ddd13分锥角δδ2=∑δ1δ214大端锥距R=0.5d2/sin(∑-R=231.65mm15大端齿距P=πP=31.42mm16大轮齿顶高hha217小齿轮顶高hha1=118齿顶间隙c=cc=1.88mm19全齿高h=hgh=18.88mm20齿根高hhhf1hf221齿根角ΘΘΘf1=1.62Θf222顶锥角δδδa1δa223根锥角δδδf1δf224齿顶圆直径ddda1da225冠顶距AAAa1Aa226大齿轮理论弧齿厚SS27大端理论弧齿厚s2=s1s22.2主减速器螺旋圆柱齿轮强度测量校正考核在完成主减速器齿轮的几何计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。螺旋锥齿轮的强度计算：（1）主减速器螺旋锥齿轮的强度计算单位于齿长上的一个圆周体应力,如图2-2所示:（1.13）式中：——N/mm为单位齿长上的一个圆周体应力，N/mm；P——作用在传动齿轮上的一个圆周力,N,按照发动机的最大旋转扭力和最大附着扭力矩两种不同的载荷下所需要的工况来计算;F——从动齿轮齿宽，及=b=60。图2-2主动锥齿轮受力图按发动机最大转矩计算时：p=Temax⋅得到一档在重载货车一档较高速度时的动力计量单位在车轮齿长上的单位圆周驱动力p许=1429N/mm。式（1.14）中经过计算得表示出来的力矩数值通常低于p许，所以能满足要求,虽然在最终达到附着点时力矩下降所产生的扭矩p很大，（2）轮齿弯曲强度的计算汽车用主减速器的螺旋圆柱形齿轮轮牙的计算弯曲应力公式为σw=2⋅1式中：K0————尺寸系数==0.792；——根据载荷的运动分配功率系数,当一个传动齿轮轴承采用一个骑马式的支撑轴承运动模式时,＝1.10～1.25,模数大于等于1.6时取为1.1；——质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，档齿轮接触良好、节及径向跳动精度高时，取1；——端面模数，。=10；——齿面宽度，；——齿轮齿数；T——齿轮所受的转矩，对于从动齿轮：；J——计算弯曲应力作用的综合系数，见图2-3。图2-3弯曲计算用综合系数J由上述如下所示即可以检测到:一个小的齿轮传动系数0.260,一个大的齿轮传动系数0.186;把这些已知的函数代入式(1.15)就可以得:σw1=2⋅103⋅ σw2=2⋅103⋅Tj汽车齿轮驱动桥的主要传动轴是齿轮,承受的任何载荷都可能是交变轴的负荷,其主要的机械损坏表现形式之一就是疲劳。它们的临床表现主要有慢性牙齿表层基质由于疲劳性质的折断以及因牙齿表面缝隙处受到点蚀而断裂导致的慢性牙齿基质剥落。按中最小的计算方法进行计算时,汽车的每个主齿轮减速器及其传动轮对齿轮的最大允许用力承应力大约为700(或者按不计算能够达到超过所用车体材料的传动强度极限的75%)。根据上面两个公式综合计算结果得出的分别数值是378.85(378.85)、11.26(11.26),它们都比实际平均值还要小于700,所以结果校验考核满足要求。（3）轮齿的接触强度计算螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力（MPa）为：σj=C式中：Cp——为采用钢制大型齿轮传动副所需要采用的最大弹性阻力系数,对于钢齿轮副取231.6；K0，Km，Kv——见式（2-19）下的说明，即K0=1，Ks——尺寸系数，它已经充分考虑了传动齿轮的直径大小和齿轮尺寸对其材料淬透性的直接影响,在我们目前缺乏相关实际操作应用经验的特殊条件下,可以考虑采用KfTz——计算应力的综合系数，见图3.2所示，可查的J=0.140图2-4接触强度计算综合系数J按发动机输出的转矩计算可得：σje=C按发动机平均输出的转矩计算可得：σjm=C汽车的齿轮主轴和减速器齿轮传动机对齿轮的校正许用齿