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运动型多功能车（SUV）汽车后桥设计及三维建模(6)

2013-09-28 01:11 半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受轴向力的方向。当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离趋势，导致轮齿卡死而损坏。

左旋齿轮使用左手法则判断轴向力方向，拇指指向轴向力方向，其余四指握起方向就是齿轮旋转方向；右旋齿轮使用右手法则判断轴向力方向，拇指指向轴向力方向，其余四指握起方向就是齿轮旋转方向。

因此，当发动机旋转方向为逆时针时，采用主动锥齿轮左旋，使轴向力离开锥顶方向。

7）法向压力角α

法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减少齿轮不发生根切的最少齿数。但对于小尺寸的齿轮，压力角大易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮端面重合度下降。因此，对于轻负荷工作的齿轮一般采用小压力角，可使齿轮运转平稳，噪声低。对于弧齿锥齿轮，轿车：α一般选用14°30′或16°；货车：α为20°；重型货车：α为22°30′。对于双曲面齿轮，大齿轮轮齿两侧压力角是相同的，但小齿轮轮齿两侧的压力角是不等的，选取平均压力角时，轿车为19°或20°，货车为20°或22°30′。

结合本例，由于是SUV轿车，因此从动锥齿轮取α=19°，主动锥齿轮选取平均压力角α=20°。

2.3.4 主减速器主动锥齿轮几何尺寸的计算

步骤详见参考文献[1]。

表2-4   当z₁<21、z₂/z₁>2时双曲面大齿轮顶高系数表

表2-5 双曲面齿轮传动的齿侧间隙B

为提高计算效率，编写VB成程序进行计算!（程序代码详见光盘）

结合本例，可以计算出如下结果：

小齿轮节锥角(度)： 20.8650266822217

大齿轮节锥角(度)： 68.7296049761429

小齿轮中点螺旋角(度)： 42.7626669216693

大齿轮中点螺旋角(度)： 30.2002039246829

大齿轮节锥定点到小齿轮轴线的距离(mm)： .5285959

大齿轮节锥距(mm)： 93.89633

大齿轮齿顶角(分)： 39.457578176692 （双重收缩齿）

大齿轮齿根角(分)： 192.645822862673 （双重收缩齿）

大齿轮齿顶高(mm)： 1.17892384756845

大齿轮齿根高(mm)： 6.7091181673089

径向间隙(mm)：0.9535749

大齿轮齿全高(mm)： 7.88804201487735

大齿轮齿工作高(mm)： 6.93446706620405

大齿轮的面锥角(度)： 69.3872312790877

大齿轮的根锥角(度)： 65.518841261765

大齿轮外圆直径(mm)： 175.855355873444

大齿轮外缘至小齿轮轴线的距离(mm)： 32.4355352494945

大齿轮面锥顶点至小齿轮轴线的距离(mm)： .636749207844274

大齿轮根锥顶点至小齿轮轴线的距离(mm)：-1.06471851719094

小齿轮的面锥角(度)： 23.9607589134499

小齿轮面锥顶点之大齿轮轴线的距离(mm)： 3.59045011672397

小齿轮外缘至大齿轮轴线的距离(mm)： 84.9720197752827

小齿轮轮齿前缘至大齿轮轴线的距离(mm)： 58.1775371802936

小齿轮的外圆直径(mm)： 78.7157907503169

小齿轮根锥顶点至大齿轮轴线的距离(mm)：-.845742541368624

小齿轮的根锥角(度)： 20.1593210754445

2.3.5 “格里森”制主减速器锥齿轮强度计算

在选好主减速器锥齿轮主要参数后，可根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，而后根据所确定的计算载荷进行强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。

轮齿损坏形式主要有弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。下面所介绍的强度验算是近似的，在实际设计中还要依据台架和道路试验及实际使用情况等来。

1） 单位齿长圆周力

主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用轮齿上的单位齿长圆周力来估算

                                                        (2-18)

式中，p——轮齿上单位齿长圆周力；

F——作用在轮齿上的圆周力；

——从动齿轮齿面宽。

按发动机最大转矩计算时

                                                 (2-19)

式中，——变速器传动比；

D₁——主动锥齿轮中点分度圆直径(mm)；其它符号同前。

按驱动轮打滑转矩计算时

                                              (2-20)

式中符号同前。

许用的单位齿长圆周力[p]见表2-6。在现代汽车设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，[p]有时高出表中数值的20％～25％。

表2-6  单位齿长圆周力许用值[p]

按发动机最大转矩计算时，

p=2×285×4×10³/（63×27）=1340 N/mm <[p]，满足设计要求。

按最大附着力矩计算时，

p=2×9726.5×0.36865×10³×1/(175×27)=1517.7 N/mm<[p]

2）轮