差速器垫片的强度校核方法

《差速器垫片的强度校核方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第2期汽齿科技2008年差速器垫片的强度校核方法顾健华差速器垫片在差速器作用时跟着差速器行星齿和半轴齿一起转动，起到降低摩擦的作用。目前常用的差速器垫片有两种结构：(1)整体式的尼龙垫圈；(2)分体式的金属垫片。由于分体式金属垫片承受齿轮的压力相互之间没有影响，并且冲压工艺在目前非常流行，所以目前在轿车里面主要使用分体式的差速器垫圈。本文主要通过实际例子讨论分体式差速器垫片的强度校核方法。1选用校核模型在差速器工作时，垫片承受轴向的正压力，并且和行星齿及半轴齿有一定的速度差。这样的工作条件和滑动轴承类似，

2、因此我们借用滑动轴承的校核方法：(1)验算平均压力p≤[p]，以保证强度要求。(2)验算摩擦发热pv≤[pv]，fpv是摩擦力，限制pv即间接限制摩擦发热。(3)验算滑动速度v≤[v]，p，pv的验算都是平均值。受载时轴线弯曲及载荷变化等的因素，局部的p或pv可能不足，故应校核滑动速度v。在本实例中，根据垫圈材料，查的垫圈材料的最大许用压力：[p]＝40MPa;最大许用滑移速度：[V]＝25m/s;最大许用摩擦热：[pv]＝2.8MPa·m/s。2输入校核使用条件(1)差速器行星齿和半轴齿如图1。(a)半

3、轴齿(b)行星齿图1第2期顾健华：差速器垫片的强度校核方法·15·(2)齿轮参数见表1。表1齿轮参数行星齿半轴齿齿数Z1115模数Mn（mm）4.9144.914压力角α（°）2424节锥角（°）36.25453.746分度圆直径pcd（mm）73.71齿轮付数量n22(3)垫片结构如图2。半轴齿垫片行星齿垫片图2图3(4)S车转弯示意如图3，具体参数见表2。表2打滑扭矩T（Nm）3623发动机最大扭矩转速S（r/min）2000最小转弯半径R（mm）5550轮距W（mm）2754一档总速比i112.71

4、轮胎半径r（mm）391.43计算过程(1)计算半轴齿和行星齿的轴向力TFas=*sin*tanα=17661.91ND/2TFaB=*sin*tanα=12952.07ND/2(2)计算垫圈有效接触面积·16·汽齿科技2008年半轴齿垫圈是一个圆环，面积计算如下：⎡22⎤22⎛55⎞⎛41.25⎞2As=π(R−r)=π*⎢⎜⎟−⎜⎟⎥=1039.43mm⎢⎣⎝2⎠⎝2⎠⎥⎦行星齿垫圈是一个球曲，面积计算过程如下：2222球曲高h=R−L−R−l=3.53mm⎛92.46⎞2AB=2πRh=2π*⎜⎟*

5、3.53=1025.87mm⎝2⎠(3)计算垫圈正压力Ps=Fas/As=16.99MPaPB=FaB/AB=12.63MPa(4)计算垫圈平均线速度一档车速：V1=n*2πR轮胎/i1=5.26m/s一档轮胎转速：n轮胎=n/i1=157.36r/min一档最小半径转弯左轮胎转速：n左=n轮胎*RL/R=118.32r/min一档最小半径转弯右轮胎转速：n右=n轮胎*RR/R=196.40r/min一档最小半径转弯半轴齿最转速：nS=（n右−n左）/2=39.04r/min一档最小半径转弯行星齿转速：n

6、B=Δn*ZS/ZB=53.24r/min半轴齿垫片平均线速度：VS=2πnS/rS(平均)=0.197m/s行星齿垫片平均线速度：V=2πn/r=0.165m/sBBB(平均)(5)计算垫圈平均摩擦发热半轴齿垫片平均摩擦发热：PVS=Ps*VS=1.67MPa·m/s行星齿垫片平均摩擦发热：PVB=PB*VB=1.04MPa·m/s(6)校核安全系数表3许用滑实际滑移许用摩擦实际摩许用压力实际压力安全安全安全移速度速度[V]热[pv]擦热[pv][p]MPa[p]MPa系数系数系数[V]m/sm/sMP

7、a.m/sMPa.m/s行星齿4016.992.35250.19712.72.81.671.67垫片半轴齿4012.633.17250.16515.12.81.042.68垫片4结论从计算得到的安全系数来看，安全系数都超过1，显然该垫片的材料以及形状是满足整车最大扭矩最小转弯半径下的强度要求的。但是在校核的过程中，我们没有考虑垫片的实际厚度，以及垫片的润滑和散热，这些都需要通过实际的试验来改善，典型的做法如在垫圈上冲一系列孔、表面进行磷化或氮化处理等等，以加强润滑和散热。