3. 3. 2主减速器锥齿轮的主要参数选择
R主、从动锥齿轮齿数N和z:
选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素;
为了啮合平稳、噪音小和具有高的疲劳强度,大小齿轮的齿数和不少于40 在轿车主减速器中,小齿轮齿数不小于9。
查阅资料,经方案论证,主减速器的传动比为6. 33,初定主动齿轮齿数z产6, 从动齿轮齿数z:=38o
b)主、从动锥齿轮齿形参数计算
按照文献[3]中的设计计算方法进行设计和计算,结果见表3-1 o
从动锥齿轮分度圆直径心:二14引10190二303. 51mm 取d=2=304mm
齿轮端而模数w = 6/2/^2 = 304/38 = 8
弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的。
拖拉机主减速器弧齿锥齿轮螺旋角的平均螺旋角一般为35°〜40°。
拖拉机选用较小的B值以保证较大的一,使运转平稳,噪音低。
取B二35°。
d)法向压力角ci
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,
也可以使齿轮运转平稳,噪音低。
对于拖拉机弧齿锥齿轮,a —般选用20°。
e)螺旋方向
从锥齿轮锥顶看,齿形从中心线上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。
肖变速器挂前进挡时,应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向, 这样可以使主、从动齿轮有分离趋势,防止轮齿卡死而损坏。
3. 4主减速器锥齿轮的材料
驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的,与传动系其它齿轮相比,具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。
因此,传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。
主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求:
a)具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度,齿面高的硕度以保证有高的耐磨性。
b)齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷,避免在冲击载荷下齿根折断。
c)锻造性能、切削加工性能以及热处理性能良好,热处理后变形小或变形规律易控制。
d)选择合金材料是,尽量少用含傑、铮呀的材料,而选用含猛、飢、硼、钛、钮、硅等元素的合金钢。
拖拉机主减速器锥齿轮与差速器锥齿轮LT前常用渗碳合金钢制造,主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo 和16SiMn2WMoV。
渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层(一般碳的质量分数为0.8%〜1.2%),具有相当高的耐磨性和抗压性,而芯部较软,具有良好的韧性。
因此,这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。
山于钢本身有较低的含碳量,使锻造性能和切削加工性能较好。
其主要缺点是热处理费用较高,表面硬化层以下的基底较软,在承受很大压力时可能产生塑性变形,如果渗碳层与芯部的含碳量相差过多,便会引起表面硬化层的剥落。
为改善新齿轮的磨合,防止其在余兴初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死,锥齿轮在热处理以及精加工后,作厚度为0.005〜0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。
对齿面进行应力喷丸处理,可提高25%的齿轮寿命。
对于滑动速度高的齿轮,可进行渗硫处理以提高耐磨性。
3. 5主减速器锥齿轮的强度计算
3. 5.1单位齿长圆周力
按发动机最大转矩计算时
P二很九5代心
nD[b?
(3-4)式中:
直一变速器传动比,常取一挡传动比,i〒7.48 ;
Di—主动锥齿轮中点分度圆直径mm: D]二64mm
其它符号同前;
将各参数代入式(3-4),有:
P二856 N/mm
按照文献[1],PW[P]=1429 N/mm,锥齿轮的表面耐磨性满足要求。
3. 5.2齿轮弯曲强度
锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为:
泌也2
k v m s bDJ w (3-5)
式中:
g—锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力,MPa:
T—齿轮的计算转矩,Nm;
k。
一过载系数,一般取1;
匕一尺寸系数,0.682;
k=—齿面载荷分配系数,悬臂式结构,虬二1.25;
h—质量系数,取1;
b—所计•算的齿轮齿面宽;b二47mm
D—所讨论齿轮大端分度圆直径;D二304mm
人一齿轮的轮齿弯曲应力综合系数,取0. 03;
对于主动锥齿轮,T二1516. 4Nm:从动锥齿轮,T二10190Nm;
将各参数代入式(3-5),有:
主动锥齿轮,ow =478MPa;
从动锥齿轮,ow二466MP&;
按照文献[1],主从动锥齿轮的g W[g]二700MP&,轮齿弯曲强度满足要求。
3. 5. 3轮齿接触强度
锥齿轮轮齿的齿面接触应力为:。
仝fTKKkmkf XU,
■ D, V k、.bJj
(3-6)
式中:
o’一锥齿轮轮齿的齿面接触应力,MPa;
D x一主动锥齿轮大端分度圆直径,mm; Di二64mm
b—主、从动锥齿轮齿面宽较小值;b二47mm
k f—齿面品质系数,取1. 0;
6—综合弹性系数,取232N"/mm;
匕一尺寸系数,取1.0;
人一齿面接触强度的综合系数,取0.01:
T=—主动锥齿轮计算转矩;Tz二1516. 4N. m
k<)、k B> ky选择同式(3-5)
将各参数代入式(3-6),有:
o 尸2722MPa
按照文献[1], o,W[Oj]=2800MPa,轮齿接触强度满足要求。