汽车差速器的设计

S1?t?S221

理论弧齿厚

S1?5.16 mm

S2?4.26 mm

S2?22

齿侧间隙

t??ha1?ha2?tan???m 2B?0.245~0.330

B?0.250 mm

Sx1?S1?23

弦齿厚

S1326d1S22?B2B 2Sx1?5.08 mm Sx1?4.20 mm

32Sx2?S2?6d2?Scos?1hx1?ha1?14d124

弦齿高

hx1?3.1327 mm hx2?1.73 mm

Scos?2 hx2?ha2?24d2

齿轮零件图如下图所示：

2图 2-1 行星齿轮

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图 2-2 半轴齿轮

2.3.2 差速器齿轮的材料选用

差速器齿轮和主减速器齿轮一样，都是用渗碳合金钢制造，目前用于制造差速器锥齿轮的材料多为20CrMnTi、20CrMoTi、22CrMnMo和20CrMo等。由于差速器齿轮轮齿要求的精度较低，所以精锻差速器齿轮的工艺已被广泛用到加工中[16]。

2.3.3 差速器齿轮的强度计算

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，这是由于行星齿轮在差速器的工作中经常只起等臂推力杆的作用，仅在左、右驱动车轮有转速差时行星齿轮和半轴齿轮之间才有相对滚动的缘故。

汽车差速器齿轮的弯曲应力计算公式为

2?103TK0KSKm MPa （2-9） ?w?KvFz2m2JT——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩，式中：其计算公式T?T0?0.6，n在此T?315.381 N·m（n——差速器的行星齿轮数）； m——端面模数，m?3；

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K0——动载系数，对于一般载货汽车，取K0?1；

Ks——尺寸系数，反应材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，当m?1.6时，Ks?4

m3，在此Ks?4?0.59； 25.425.4Km——载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，Km?1.00~1.1；

其他方式支承时取1.10~1.25。支承刚度大时取最小值；

Kv——质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好，周节及径向跳动精度高时，可取1.0；

F——计算齿轮的齿面宽；

J——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由下图查得J?0.231

图 2-3 弯曲计算用综合系数

2?103?315.381?1?0.59?1.1?877.47 MPa?980 MPa 根据上式?w?21?10.2?20?3?0.231所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求。

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3 差速器行星齿轮轴的设计计算

3.1 行星齿轮轴的分类及选用

差速器行星齿轮轴的作用是将转矩传给行星齿轮，实现转矩分配，从而使车轮实现差速运转。

行星齿轮轴的种类有很多，而差速器齿轮轴的种类也很多，最常见的是一字轴和十字轴，在小型汽车上由于其转矩不大，所以要用一字轴，而载货的大质量的汽车传递的转矩较大，为了轴的使用寿命以及提高轴的承载能力，常用十字轴，由四个轴轴颈来分配转矩。为保证行星齿轮和行星齿轮轴之间有良好的润滑，故在其轴颈上铣有平面供润滑用，可以有效的提高轴的使用寿命[17]。此次设计选用的是行星齿轮十字轴。其结构如下图所示:

L1d1

图 3-1 十字轴的结构方案图

3.2 行星齿轮轴的尺寸设计

由行星齿轮的支承长度为L?1.1?17?19 mm，根据安装时候的方便选择轴颈的长度L1为20 mm；而行星齿轮安装孔的孔径??17 mm，所以轴颈的直径?1预选为17 mm。

3.3 行星齿轮轴材料的选择

轴的选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。

轴的常用材料主要有碳素钢和合金钢。碳素钢价廉，对应力集中敏感性比合金钢

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