差速器齿轮的强度计算

1 / 1 序号 项目 计算公式 计算结果

1 行星齿轮齿数 1z≥10，应尽量取最小值 1z=10

2 半轴齿轮齿数 2z=14～25，且需满足式（3-4） 2z=18

3 模数 m m=5.5mm

4 齿面宽 b=(0.25～0.30)A0;b≤10m 16mm

5 工作齿高 mhg6.1 gh=8.8mm

6 全齿高 051.0788.1mh 9.885

7 压力角  22.5°

8 轴交角 =90° 90°

9 节圆直径 11mzd； 22mzd

d2=99

10 节锥角

211arctanzz，1290 1=29.055°，260.945°

11 节锥距

22110sin2sin2ddA 0A=56.625mm

12 周节 t=3.1416m t=17.2788mm

13 齿顶高 21agahhh;mzzha212237.043.0 1ah=5.807mm

2ah=2.993mm

14 齿根高 1fh=1.788m-1ah;=1.788m-2ah 1fh=3.972mm;

=6.786mm

15 径向间隙 c=h-gh=0.188m+0.051 c=1.085mm

16 齿根角 1=01arctanAhf;022arctanAhf 1=4.012°;

2=6.834°

17 面锥角 211o；122o 1o=33.067°

2o=67.779°

1 / 1 18 根锥角 111R；222R 1R=25.043°

2R=54.111°

19 外圆直径 11101cos2ahdd；22202cos2ahdd mm

mm

20 节圆顶点至齿轮外缘距离 1201sina12hd

2102sin22had mm

mm

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，它不像主减速器齿轮

那样经常处于啮合状态，只有当汽车转弯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校核。轮齿弯曲强度w为

w=JmbzKKKTK

vms2203102 MPa

(3.6)

式中：T——差速器一个行星齿轮传给一个半轴齿轮的转矩,在此T为1006

N·m；

n——差速器的行星齿轮数；

2z——半轴齿轮齿数；

0K、vK、sK、mK——见式（2.9）下的说明；

J——计算汽车差速器齿轮弯曲应力用的综合系数，由图3-2可得J

=0.225

根据式(3.6)得:

w=321010061.00.641.01113.38204.164.160.289=971 MPa〈980 MPa

所以，差速器齿轮满足弯曲强度要求[15]。

图3.2 弯曲计算用综合系数

主减速齿轮几何参数的计算和强度计算

1主减速齿轮参数

1.1主减速齿轮参数的计算

主减速齿轮参数的计算方法是将下列齿轮参数输入GLEASON计算程序中求得

2 3 4 5

2主减速齿轮的强度计算

2.1计算部位

计算齿根弯曲应力和齿面接触应力

2.2负荷条件 6 减速器输出扭矩: 3000kgf.m

最大GCW： 24000 kgf（轮胎10.00-20）

2.3主减速齿轮的强度计算

2.3.1齿轮强度系数的计算

⑴强度系数Q的定义

强度系数Q是用于计算齿根弯曲应力的系数，齿根弯曲应力是强度系数与作用于齿轮上扭矩的乘积。用公式表示如下：

对主动轮； PPPQT 式中：σP：主动轮齿根弯曲应力（kgf/ mm2）

Tp：主动轮输入扭矩（kgf/ mm2）

QP：主动齿轮强度系数

对从动轮： gDFPGQiT 式中：σG：从动轮齿根弯曲应力（kgf/ mm2）

IDF：主减速比

Qg：从动齿轮强度系数

⑵耐久性系数Z的定义

耐久性系数Z是用于计算齿轮齿面接触应力的系数，齿面接触应力是耐久性系数与作用于齿轮上的扭矩的乘积。用公式表示如下：

TZP 式中： P：齿面接触应力（kgf/ mm2）

T：Tp或（Tp* iDF）（kgf/m）

Z：主动齿轮或从动齿轮的耐久系数

⑶齿轮强度系数的求法

齿轮强度系数（强度系数Q，耐久性系数Z）是将1.1项的齿轮参数输入Gleason计算程序中而求得

⑷齿轮强度系数的计算结果

齿轮强度系数的计算结果如下所示

2.3.2 最大输出扭矩时的齿根弯曲应力和齿面接触应力的计算

⑴最大输出扭矩时主动轮上的输入扭矩

最大输出扭矩时的主动轮输入扭矩由下式求得:

DFDFPiTTmax 式中：Tmax：最大输出扭矩为3000kgf.m

差速器设计说明设计

V

摘 要

汽车驱动桥是汽车的主要部件之一，其基本的功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，再将转矩分配给左右驱动车轮，并使左右驱动车轮具有汽车行驶运动所要求的差速功能。汽车差速器位于驱动桥内部，为满足汽车转弯时内外侧车轮或两驱动桥直接以不同角度旋转，并传递扭矩的需求，在传递扭矩时应能够根据行驶的环境自动分配扭矩，提高了汽车通过性。其质量，性能的好坏直接影响整车的安全性，经济性、舒适性、可靠性。

随着汽车技术的成熟，轻型车的不断普及，人们根据差速器使用目的的不同，设计出多种类型差速器。与国外相比，我国的车用差速器开发设计不论在技术上，还是在成本控制上都存在不小的差距，尤其是目前兴起的三维软件设计方面，缺乏独立开发与创新能力，这样就造成设计手段落后，新产品上市周期慢，材料品质和工艺加工水平也存在很多弱点。

本文认真地分析了国内外驱动桥中差速器设计的现状及发展趋势，在论述汽车驱动桥的基本原理和运行机理的基础上，提炼出了在差速器设计中应掌握的满足汽车行驶的平顺性和通过性、降噪技术的应用及零件的标准化、部件的通用化、产品的系列化等关键技术；阐述了汽车差速器的基本原理并进行了系统分析；根据经济、适用、舒适、安全可靠的设计原则和分析比较，确定了轻型车差速器总成及半轴的结构型式；轻型车差速器的结构设计强度计算运用了理论分析成果；最后运用CATIA软件对汽车差速器进行建模设计，提升了设计水平，缩短了开发周期，提高了产品质量，设计完全合理，达到了预期的目标。

关键词 ： 驱动桥； 差速器； 半轴； 结构设计；

V Abstract

Automobile driving axle is one of the main components of cars, its basic function is

increased by the transmission shaft or directly by coming from torque, again will torque