SJ-CD-3-2006-主减速器和差速器齿轮的应力校核规范.doc

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编号

SJ-CD-3－2006

代替

密级

商密3级▲

股份有限公司内部技术规范

主减速器和差速器齿轮的

应力校核规范

2005-12-

股份有限公司?发布

前言

为了总结多年来对后驱动桥总成的设计经验和指导以后的设计工作，特制定本规范。

本规范总结了后驱动桥主从动锥齿轮和行星半轴齿轮的应力校核计算经验，以方便对以后的设计和校核工作进行指导和协助。

本规范由汽车工程研究院底盘

本规范由汽车工程研究院项目处进行管理和解释；

本规范主要起草人员：

本规范的版本记录和版本号变动与修订记录

版本号

制定/修订者

制定/修订日期

批准

日期

主减速器和差速器齿轮的应力校核规范

1适用范围

本标准规定了对主减速器和差速器齿轮进行强度校核计算的流程。

本标准适用于后驱动车主减速器和差速器齿轮的强度校核计算

2计算校核所需参数

表一校核所需参数表

整车计算参数

最高车速(Km/h)

Vmax

后桥满载轴荷(N)

G2

后桥主减速比

I0

后轮距(mm)

B2

最大输出功率(Kw)

Pemax

汽车质心高度(mm)

Hg

最大输出扭矩(Nm)

Temax

轮胎滚动半径(mm)

rr

变速箱各档速比

Ig1、Ig2、Ig3…IgR

主、从动齿轮的尺寸参数：

主动锥齿轮齿数

Z1

从动锥齿轮齿数

Z2

偏置(mm)

E

端面模数

ms

平均压力角(°)

齿面宽(mm)

F

主动锥齿轮节圆直径(mm)

D1

从动锥齿轮节圆直径(mm)

D2

表二常用符号表

名称

代号

名称

代号

超载系数

K0

尺寸系数

Ks

载荷分配系数

Km

质量系数

Kv

表面质量系数

Kf

材料的弹性系数

Cp

几何系数

J

传动系统效率

轮胎对地面的附着系数

单位齿长圆周力(N)

P

材料抗拉强度(MPa)

主动锥齿轮根锥角(°)

主动锥齿轮螺旋角(°)

从动锥齿轮螺旋角(°)

3主、从动锥齿轮的应力计算

3.1计算载荷的确定：

由于汽车行驶时传动系载荷的不稳定性，因此要准确地算出主减速器齿轮的计算载荷是比较困难的。通常是将发动机最大转矩配以传动系最低档传动比时和驱动车轮在良好路面上开始滑转时这两种情况下作用在主减速器从动齿轮上的转矩（、）的较小者，作为载货汽车和越野汽车在强度计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力计算的载荷。

a）按发动机最大输出扭矩确定从动轮上的载荷：

式中：K0——由于“猛接合”离合器而产生冲击载荷时的超载系数，对于一般载货汽车、矿用汽车和越野汽车以及液力传动及自动变速的各类汽车取K0=1；

——传动系统效率。

b)按驱动轮打滑确定从动齿轮上的载荷

式中：——轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用汽车，取=0.85；对于越野汽车，取=1.0；对于安装专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取=1.25；

计算时应取a)、b)两者中较小的一个。

3.2主、从动锥齿轮的弯曲应力

3.2.1单位齿长上的圆周力

若P≤[P]，则满足设计要求。

许用的单位齿长圆周力[P]的取值可参考表三单位齿长圆周力许用值，一般选用[P]=893N/mm。

表三单位齿长圆周力许用值

参数

汽车类别

按发动机最大转矩计算时的[P]N/mm

按驱动轮打滑转矩计算时的[P]N/mm

轮胎与地面的附着系数

一档

二档

直接档

轿车

893

536

321

893

0.85

货车

1429

-

250

1429

注：在现代设计中，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%。

3.2.2齿轮弯曲强度计算

主齿常用材料：20CrMnTi、22CrMnMo、20CrNiMo、20MnVB等。

材料抗拉强度：

许用应力：

主动齿轮的计算载荷：

主动锥齿轮：

式中：K0——由于“猛接合”离合器而产生冲击载荷时的超载系数，一般取K0=1；

Ks——尺寸系数，反映材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸与热处理等有关。当端面模数ms≥1.6mm时,；

Km——载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支撑型式时，Km=1.00～1.10；当一个齿轮用骑马式支撑时，Km=1.10～1.25。支撑刚度大时取小值；

Kv——质量系数，对于汽车驱动齿轮，当轮齿接触良好、周节及径向跳动精度高时，可取Kv=1；

J——计算弯曲应力用的综合系数（或几何系数），它综合考虑了齿形系数载荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响。取值可以查《机械设计手册》对应的综合系数和齿轮齿数的曲线图。

若[]，则满足设计要求

从动锥齿轮：

若[]，则满足设计要求。

3.2.3齿轮接触强度

式中：Cp——材料的弹性系数

Kf——表面质量系