TY1250型载货汽车差速器设计（毕业设计说明书）(9)

差速器行星齿轮球面半径确定后 ，可以根据下式预选节锥距A0。

A0=(0.98～0.99)Rb=66mm （3-4） 3.1.1.3 行星齿轮与半轴齿轮齿数Z1、Z2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10。半轴齿轮的齿数采用14～25。大多数汽车的半轴齿轮与行星齿轮的齿数比

z1/z2在1.5～2.0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式差速器中，左右两半轴齿轮的齿数z2L，z2R之和必须能被行星齿轮的数目所整除，以便行星齿轮能均匀地分布于半轴齿轮的轴线周围，否则，差速器将无法安装，即应满足的安装条件为：

z2L?z2R?I （3-5） n式中：z2L，z2R——左右半轴齿轮的齿数，对于对称式圆锥齿轮差速器来说， z2L=z2R。 n——行星齿轮数目，n=4。 I——任意整数。

在此取z1=12，z2=20 满足以上要求。

3.1.1.4 行星齿轮和半轴齿轮节锥角?1，?2模数m的确定

首先初步求出行星齿轮与半轴齿轮的节锥角?1，?2

z12 ?1?arcta1n=arctan=26.56°=27 °

z224z24 ?2?arcta2n=arctan=63.43°=63°

z11217

并且满足?1+?2=90°。

再按下式初步求出圆锥齿轮的大端端面模数m m=

2A02A02?66sin?1=sin?2=sin27?=4.99 z1z212查阅文献《机械零件设计手册》，取m=5。从而可以算出行星齿轮与半轴齿轮的大端分度圆直径，即d1?mz1?5?12=60mm ，d2?mz2?5?24?120mm。 3.1.1.5 压力角α

目前，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，还可以由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。由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。 3.1.1.6 行星齿轮轴直径d及支承长度

行星齿轮轴直径d（mm）为

T0?103 d? (3-6)

1.1??c?nrd式中：T0——差速器传递的转矩，N·m；在此T0=19464N·m。 n——行星齿轮的数目；在此为4。

rd——行星齿轮支承面中点至锥顶的距离，约为半轴齿轮齿宽中点处平均直径

d

'2的一半，即rd=d2''2，而d

'2≈0.8d2=0.8×120=96，则

rd=d22=96/2=48mm。

??c?——支承面的许用挤压应力，在此取98 MPa。 代入各个参数可得，d≈30mm。

行星齿轮在轴上的支承长度 L=1.1d=33mm。

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3.1.2 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，它不像主减速器那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯时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的计算。齿轮弯曲应力?w（MPa）为

2Tckskm?103

kvmb2d2Jn ?w?(3-7)

式中：Tc——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，其计算式 Tc?T0?0.60.6?19464m。 ??2920n·

n4 n——差速器的行星齿轮数，n=4。

ks——尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理等因数有关，当ｍ ?1.6时，Ks?4m5，在此Ks?4＝0.66。 25.425.4 km——齿面载荷分配系数，跨置式结构：km＝1.00～1.1；悬臂式结构： km=1.00～1.25，在此取km=1.1。

kv——质量系数，当轮齿接触良好，齿距及径向跳动精度高时，kv=1.0。 m——齿轮模数，m=5。

b2、d2——分别为半轴齿轮齿宽及其大端分度圆直径，[b2=（0.25～0.30） ×A0=19.8，取20mm，d2=120mm]。

J——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，参考《驱动桥》P131， 图3-8，即下图，可以取J=0.224。

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图3-8 弯曲计算用综合系数

代入以上各个参数，可以得

2?2920?0.66?1.1?103 ?w??394.33MPa<980MPa

1.0?5?20?120?0.224?4所以差速器齿轮满足弯曲强度要求。

3.1.3 汽车差速器直齿锥齿轮的几何尺寸计算用表

根据以上计算过程将直齿锥齿轮的各个参数整理计算如表3-1

表3-1

序号 1 项目 行星齿轮齿数 半轴齿轮齿数 模数 齿面宽 工作齿高 全齿高 压力角 轴交角 计算公式 z1≥10，应尽量取最小值 计算结果 z1=12 2 3 4 5 6 7 8 z2=14～25，且满足m z2L?z2R?I nz2=24 m=5mm b=(0.25～0.30)A0;b≤10m hg?1.6m 20mm hg=8mm h?9mm h?1.788m?0.051 ? ?=90°22.5° ?=90°20

9 节圆直径 d1?mz1 d2?mz2 d1?60mm d2?120mm ?1?arctan10 节锥角 z1 z2 ?1=27° ?2?90???1 11 12 节锥距 周节 A0?d1d2? 2sin?12sin?2t=3.1416m ?2=63° A0=66mm t=15.708mm 13 齿顶高 ????0.37?m ha1?hg?ha2;ha2??0.43?2??z2????????z1???? ha1=5.39mm ha2=2.61mm 14 齿根高 hf1=1.788m-ha1 hf1=3.55mm hf2=1.788m-ha2 c=h-hg=0.188m+0.051 hf2=6.33mm c=0.991mm 15 径向间隙 16 齿根角 hf1A0 hf2?2?arctanA0 ?1=arctan ?1=3.08° ?2=5.48° ?o1=32.48°?o1??1??2 17 面锥角 ?o2??2??1 ?o2=66.08° ?R1=23.92°?R1??1??1 18 根锥角 ?R2??2??2 d01?d1?2ha1cos?1 ?R2=57.52° d01=69.6mm d02=122.4mm 19 外圆直径 d02?d2?2ha2cos?2

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