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1、精选优质文档-倾情为你奉上本科学生毕业设计HLJ-ZQ5整体驱动桥设计 系部名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆07-6 学生姓名： 张明 指导教师： 职 称： 副教授 专心-专注-专业The Graduation Design for Bachelors DegreeThe Design for Driving Axle of HaFei carCandidate：Zhang MingSpecialty：Construction MachineryClass：B07-6Supervisor：Associate Prof.Cui HongyaoHeilongjiang Institut
2、e of Technology 摘 要本次设计的题目是哈飞民意汽车驱动桥设计。驱动桥一般由主减速器、差速器、半轴及桥壳四部分组成，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，并使左、右驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；此外，还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。本设计首先论述了驱动桥的总体结构，在分析驱动桥各部分结构型式、发展过程及其以往形式的优缺点的基础上，确定了总体设计方案：采用整体式驱动桥，主减速器的减速型式采用单级减速器，主减速器齿轮采用螺旋锥齿轮，差速器采用普通对称式圆锥行星齿轮差速器，半轴采用半浮式型式，桥壳采用钢板冲压
3、焊接式整体式桥壳。关键词： 驱动桥；主减速器；设计；计算；CADABSTRACTThe object of the design is the design for driving axle of mini-car of SongHuajiang driving axle is consisted of final drive, differential mechanism, half shaft and axle housing. The basic function of driving axle is to increase the torque transmitted by drive
4、 shaft or directly transmitted by gearbox, then distributes it to left and right wheel, and make these two wheels have the differential function which is required in automobile driving kinematics; besides, the driving axle must also stand the lead hangs down strength, the and the transverse force ac
5、ted on the road surface, the frame or the compartment lead. The configuration of the driving axle is introduced in the thesis at first. On the basis of the analysis of the structure ,the developing process and advantages and disadvantages of the former type of driving axle, the design adopted the In
6、tegral driving axle, single reduction gear for main decelerators deceleration form, for main decelerators gear, half floating for axle and stamp-welded steel sheet of integral axle housing for axle housing. In the design, we accomplished the design for single reduction gear, differential mechanism,
7、half floating axle, the checking of axle housing and CAD drawing and so on. Keywords: Driving Axle; Final Drive ; Design; Calculation; CAD目 录第1章 绪 论1.1 驱动桥的结构和种类1.1.1 汽车车桥的种类根据悬架结构的不同，车桥分为整体式和断开式两种。当采用非独立悬架时，车桥中部是刚性的实心或空心梁，这种车桥即为整体式车桥；断开式车桥为活动关节式结构，与独立悬架配用。根据车桥上车轮的作用，车桥又可分为转向桥、驱动桥、转向驱动桥和支持桥四种类型。其中，转
8、向桥和支持桥都属于从动桥，一般货车多以前桥为转向桥，而后桥或中后两桥为驱动桥。1.1.2 驱动桥的种类驱动桥作为汽车的重要的组成部分，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右驱动车轮，并使左、石驱动车轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。在一般的汽车结构中、驱动桥包括主减速器、差速器、驱动车轮的传动装置及桥壳等部件如图1.1所示。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101半轴2圆锥滚子轴承3支承螺栓4主减速器从动锥齿轮5油封6主减速器主动锥齿轮7弹簧座8垫圈9轮毂10调整螺母图1.1 驱动桥对
9、于各种不同类型和用途的汽车，正确地确定上述机件的结构型式并成功地将它们组合成一个整体驱动桥，乃是设计者必须先解决的问题。驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬挂型式密切相关。当驱动车轮采用非独立悬挂时，例如在绝大多数的载货汽车和部分小轿车上，都是采用非断开式驱动桥；当驱动车轮采用独立悬挂时，则配以断开式驱动桥。非独立悬架，整体式驱动桥。这种类型的车一般的设计多采用单级减速器，它可以保证足够大的离地间隙同时也可以增大主传动比。1.1.3 驱动桥结构组成1主减速器 主减速器的结构形式，主要是根据其齿轮类型、主动齿轮和从动齿轮的安装（1）主减速器齿轮的类型，在现代汽车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥
10、齿轮和双曲面齿轮。螺旋锥齿轮如图1.2（a）所示主、从动齿轮轴线交于一点，交角都采用90度。螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。双曲面齿轮如图1.2（b）所示主、从动齿轮轴线不相交而呈空间交叉。和螺旋锥齿轮相比，双曲面齿轮的优点有：尺寸相同时，双曲面齿轮有更大的传动比。传动比一定时，如果主动齿轮尺寸相同，双曲面齿轮比螺旋锥齿轮有较大轴径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。图1.2 螺旋锥齿轮与双曲面齿轮当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮的直径较小，有较大的离地间隙。工作过程中，
11、双曲面齿轮副既存在沿齿高方向的侧向滑动，又有沿齿长方向的纵向滑动，这可以改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。双曲面齿轮传动有如下缺点：长方向的纵向滑动使摩擦损失增加，降低了传动效率。齿面间有大的压力和摩擦功，使齿轮抗啮合能力降低。双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。双曲面齿轮必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油1。（2）主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择：悬臂式 悬臂式支承结构如图1.3所示，其特点是在锥齿轮大端一侧采用较长的轴径，其上安装两个圆锥滚子轴承。为了减小悬臂长度a和增加两端的距离b，以改善支承刚度，应使两轴承圆锥滚子向外。悬臂式支承结构
12、简单，支承刚度较差，多用于传递转钜较小的轿车、轻型货车的单级主减速器及许多双级主减速器中。图1.3 锥齿轮悬臂式支承骑马式 骑马式支承结构如图1.4所示，其特点是在锥齿轮的两端均有轴承支承，这样可大大增加支承刚度，又使轴承负荷减小，齿轮啮合条件改善，在需要传递较大转矩情况下，最好采用骑马式支承。图1.4 主动锥齿轮骑马式支承（3）从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择，从动锥齿轮的两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使它们的圆锥滚子大端朝内，而小端朝外。为了防止从动锥齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承应用两端的调整螺母调整。主减速器从动锥齿轮采用无辐式结构并用细牙螺钉以精度较高的紧配固定在
13、差速器壳的凸缘上2。（4）主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整，支承主减速器的圆锥滚子轴承需预紧以消除安装的原始间隙、磨合期间该间隙的增大及增强支承刚度。分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的1/2。预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过某一理想值时，轴承寿命会急剧下降。主减速器轴承的预紧值可取为以发动机最大转矩时换算所得轴向力的30。主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用套筒与垫片，从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。（5）主减速器的减速形式的选择，主减速器的减速形式分为单级减速（如图1.5）、双级减速、单级贯通、双级贯通、主减速及轮边
14、减速等。按主减速比的变化可分为单速主减速器和双速主减速器两种3。减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，但它主要取决于由动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比io的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置形式等。通常单极减速器用于主减速比io7.6的各种中小型汽车上。2.差速器 根据汽车行驶运动学的要求和实际的车轮、道路以及它们之间的相互联系表明：汽车在行驶过程中左右车轮在同一时间内所滚过的行程往往是有差别的4。例如，拐弯时外侧车轮行驶总要比内侧长。即使汽车作直线行驶，也会由于左右车轮在同一时间内所滚过的路面垂向波形的不同，或由于左右车轮轮胎气压、轮胎负荷、胎面磨损程度的不同以及制造误
15、差等因素引起左右车轮外径不同或滚动半径不相等而要求（a） 单级主减速器 （b） 双级主减速器图1.5 主减速器车轮行程不等。在左右车轮行程不等的情况下，如果采用一根整体的驱动车轮轴将动力传给左右车轮，则会由于左右车轮的转速虽然相等而行程却又不同的这一运动学上的矛盾，引起某一驱动车轮产生滑转或滑移。这不仅会是轮胎过早磨、无益地消耗功率和燃料及使驱动车轮轴超载等，还会因为不能按所要求的瞬时中心转向而使操纵性变坏。此外，由于车轮与路面间尤其在转弯时有大的滑转或滑移，易使汽车在转向时失去抗侧滑能力而使稳定性变坏。为了消除由于左右车轮在运动学上的不协调而产生的这些弊病，汽车左右驱动轮间都有差速器，后者保
16、证了汽车驱动桥两侧车轮在行程不等时具有以下不同速度旋转的特性，从而满足了汽车行驶运动学的要求。差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。后者
17、又分为强制锁止式和自然锁止式两类。自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。3.半轴驱动车轮的传动装置置位于汽车传动系的末端，其功用是将转矩由差速器半轴齿轮传给驱动车轮。在断开式驱动桥和转向驱动桥中，驱动车轮的传动装置包括半轴和万向接传动装置且多采用等速万向节。在一般非断开式驱动桥上，驱动车轮的传动装置就是半轴，这时半轴将差速器半铀齿轮与轮毂连接起来。在装有轮边减速器的驱动桥上，半轴将半轴齿轮与轮边减速器的主动齿轮连接起来。半浮式半轴具有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点。主要用于质量较小，使用条件好，承载负荷也不大的轿车和轻型载货汽车。3/4浮式半轴，因其侧向
18、力引起弯矩使轴承有歪斜的趋势，这将急剧降低轴承的寿命，故未得到推广。全浮式半轴广泛应用于各类重型汽车上。4.桥壳驱动桥桥壳是汽车上的主要零件之一，非断开式驱动桥的桥壳起着支承汽车荷重的作用，并将载荷传给车轮。作用在驱动车轮上的牵引力、制动力、侧向力和垂向力也是经过桥壳传到悬挂及车架或车厢上。因此桥完既是承载件又是传力件，同时它又是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置（如半轴）的外壳。在汽车行驶过程中，桥壳承受繁重的载荷，设计时必须考虑在动载荷下桥壳有足够的强度和刚度。为了减小汽车的簧下质量以利于降低动载荷、提高汽车的行驶平顺性，在保证强度和刚度的前提下应力求减小桥壳的质量。桥壳还应结构简单、制造
19、方便以利于降低成本。其结构还应保证主减速器的拆装、调整、维修和保养方便。在选择桥壳的结构型式时，还应考虑汽车的类型、使用要求、制造条件、材料供应等。结构形式分类：可分式、整体式、组合式。按制造工艺不同分类：铸造式强度、刚度较大，但质量大，加工面多，制造工艺复杂，用于中重型货车。钢板焊接冲压式质量小，材料利用率高，制造成本低，适于大量生产，轿车和中小型货车，部分重型货车。1.2设计内容（1） 完成驱动桥的主减速器、差速器、半轴、驱动桥桥壳的结构形式选择；（2） 完成主减速器的基本参数选择与设计计算；（3） 完成差速器的设计与计算；（4） 完成半轴的设计与计算；（5） 完成驱动桥桥壳的受力分析及强
20、度计算；（6） 绘制装配图及零件图。第2章 设计方案的确定2.1 设计主要参数本次设计的任务是哈飞民意车驱动桥的设计。技术参数：发动机最大功率 Pemax kW/np （r/min） 35.5/5000发动机最大转矩 Temax Nm/nr （r/min） 74/3500整车整备质量 kg 870汽车总质量 kg 1460最大车速 km/h 120最小离地间隙 mm 180轮胎（轮辋直径） 英寸 122.2主减速器结构方案的确定 （1）主减速器齿轮的类型的选择本次设计选用：螺旋锥齿轮因为它能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。所以采用螺旋锥齿轮。（2）主减速器主
21、动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择本次设计选用：悬臂式支撑（圆锥滚子轴承），由于结构简单拆装、维修方便一般用于主传动比较小的主减速器上，为了减小悬臂长度和增加两支撑之间的距离以便为了改善支撑刚度，应使两轴承圆锥滚子大端朝外，使作用在齿轮上离开锥顶的轴向力由靠近齿轮的轴承承受，而反向轴向力则由另一轴承承受。（3）从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择本次设计选用：从动锥齿轮：跨置式支撑（圆锥滚子轴承），从动锥齿轮的两端支承多采用圆锥滚子轴承，安装时应使它们的圆锥滚子大端朝内，而小端朝外。为了防止从动锥齿轮在轴向载荷作用下的偏移，圆锥滚子轴承应用两端的调整螺母调整。主减速器从动锥齿轮采用无辐式结构并
22、用细牙螺钉以精度较高的紧配固定在差速器壳的凸缘上5。（4）主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整支承主减速器的圆锥滚子轴承需预紧以消除安装的原始间隙、磨合期间该间隙的增大及增强支承刚度。分析可知，当轴向力于弹簧变形呈线性关系时，预紧使轴向位移减小至原来的1/2。预紧力虽然可以增大支承刚度，改善齿轮的啮合和轴承工作条件，但当预紧力超过某一理想值时，轴承寿命会急剧下降。主减速器轴承的预紧值可取为以发动机最大转矩时换算所得轴向力的30。主动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母（利用轴承座实现），从动锥齿轮轴承预紧度的调整采用调整螺母。（5）主减速器的减速形式 主减速器的减速形式分为单级减速、双级减速、单级贯
23、通、双级贯通、主减速及轮边减速等。减速形式的选择与汽车的类型及使用条件有关，有时也与制造厂的产品系列及制造条件有关，但它主要取决于由动力性、经济性等整车性能所要求的主减速比的大小及驱动桥下的离地间隙、驱动桥的数目及布置形式等。本次设计采用单级减速，主要从主传动比总质量较小的汽车都采用单级主减速器。2.3差速器结构方案的确定差速器的结构型式选择，应从所设计汽车的类型及其使用条件出发，以满足该型汽车在给定的使用条件下的使用性能要求。差速器的结构型式有多种，大多数汽车都属于公路运输车辆，对于在公路上和市区行驶的汽车来说，由于路面较好，各驱动车轮与路面的附着系数变化很小，因此几乎都采用了结构简单、工作
24、平稳、制造方便、用于公路汽车也很可靠的普通对称式圆锥行星齿轮差速器，作为安装在左、右驱动车轮间的所谓轮间差速器使用；对于经常行驶在泥泞、松软土路或无路地区的越野汽车来说，为了防止因某一侧驱动车轮滑转而陷车，则可采用防滑差速器。后者又分为强制锁止式和自然锁止式两类。自锁式差速器又有多种结构式的高摩擦式和自由轮式的以及变传动比式的。但对于本设计的车型来说只选用普通的对称式圆锥行星齿轮差速器即可。本次设计选用：普通锥齿轮式差速器，因为它结构简单，工作平稳可靠，适用于本次设计的汽车驱动桥。2.4 半轴型式的确定半轴根据其车轮端的支方承方式不同，可分为半浮式、3/4浮式和全浮式三种形式。由于半浮式半轴具
25、有结构简单、质量小、尺寸紧凑、造价低廉等优点，故被质量较小、使用条件较好、承载负荷也不大的轿车和微型客、货车所采用6，所以本次设计选择半浮式半轴。2.5 桥壳型式的确定整体式桥壳的特点是将整个桥壳制成一个整体，桥壳犹如一个整体的空心梁，其强度及刚度都比较好。且桥壳与主减速器壳分作两体，主减速器齿轮及差速器均装在独立的主减速壳里，构成单独的总成，调整好后再由桥壳中部前面装入桥壳内，并与桥壳用螺栓固定在一起。使主减速器和差速器的拆装、调整、维修、保养等都十分方便等优点。按制造工艺不同，整体式桥壳可分为铸造式、钢板冲压焊接式和扩张成型三种。钢板冲压焊接式和扩张成型式桥壳质量小，材料利用率高，制造成本
26、低，适用大量生产，广泛应用于乘用车和总质量较小的商用车。本次设计驱动桥壳就选用钢板冲压焊接式整体式桥壳。2.6 本章小结本章首先给出主要的设计参数，确定主减速器的类型，主要从主减速器齿轮的类型、主减速器主动锥齿轮的支承形式及安装方式的选择、从动锥齿轮的支承方式和安装方式的选择、主减速器的轴承预紧及齿轮啮合调整及主减速器的减速形式上得以确定，从而逐步确定驱动桥各个总成的基本结构，分析了驱动桥各总成结构组成及其作用。 第3章 主减速器设计3.1 主减速比的确定主减速比对主减速器的结构形式、轮廓尺寸、质量大小以及当变速器处于最高档位时汽车的动力性和燃料经济性都有直接影响。为了得到足够的功率而使最高车
27、速稍有下降，一般选得比最小值大10%25%，即按下式选择。即=0.377=5.125 （3.1）式中：nn发动机最高转速5000r/n ； 汽车最高 行驶车速120km/h ； r汽车滚动半径0.263m ； igh变速器最高档传动比 0.806。3.2 主减速器齿轮计算载荷的确定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打滑时这两种情况下作用于主减速器从动齿轮上的转矩（）的较小者，作为载货汽车计算中用以验算主减速器从动齿轮最大应力的计算载荷。即 /n=964 （） （3.2） =1935（） （3.3）式中：由发动机到所计算的为加速器从动齿轮之间的传动系最低档传动比；16时，取
28、=0。3.3 主减速器齿轮参数的选择（1）齿数的选择 对于普通单级主减速器，为了磨合均匀，z1z2之间应该避公数为了得到理想的重合度和高的齿轮弯曲强度，主，从动齿轮和不应小于40。为了啮合平稳、噪声小和具有高的疲劳强度，对于乘用车，Z1一般不少于9；对于商用车，Z1一般不少于6。主传动比i0较大时，Z1尽量取得少些，以便得到满意的离地间隙。对于不同的主传动比，Z1和Z2应具有适宜的搭配。（2）节圆直径地选择 根据从动锥齿轮的计算转矩（见式3.2，式3.3并取两者中较小的一个为计算依据）按经验公式选出： =128.4151.5mm （3.6）式中：直径系数，取=1315.3；计算转矩，取，较小的
29、。计算得，=128.4151.5mm，初取=143.5mm。 （3）齿轮端面模数的选择 选定后，可按式算出从动齿轮大端模数，并用下式校核= 3.5 （4）齿面宽的选择 汽车主减速器螺旋锥齿轮面宽度推荐为：F=0.155=22.mm，可初取F=24.2mm。（5）螺旋锥齿轮螺旋方向 一般情况下主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋，以使二齿轮的轴向力有互相斥离的趋势。（6）螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小。弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，选时应考虑它对齿面重合度，轮齿强度和轴向力大小的影响，越大，则也越大，同时啮合的齿越多，传动越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高，应不小
30、于1.25，在1.52.0时效果最好，但过大，会导致轴向力增大。汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为3540，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取35。3.4 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算与强度计算3.4.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算 表3.1 主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算用表序号项 目计 算 公 式计 算 结 果1主动齿轮齿数82今动齿轮齿数413模数3.5mm4齿面宽=22.24mm5工作齿高5.64mm6全齿高=6.3mm7法向压力角=22 续表序号项 目计 算 公 式计 算 结 果8轴交角9节圆直径=28mm=143.5mm10节锥角arctan=90-=11.
31、04=78.9611节锥距A=A=73.2mm12周节t=3.1416 t=10.99mm13齿顶高=4.46mm=1.1375mm14齿根高=1.835mm=5.162mm15径向间隙c=c=0.65816齿根角=1.436=4.03417面锥角；=14.46=82.3818根锥角=9.24=75.5319齿顶圆直径=36.764=143.9420节锥顶点止齿轮外缘距离=70.86=12.8821理论弧齿厚=8.06mm=10.32mm22齿侧间隙B=0.3050.4060.356mm23螺旋角=353.4.2 主减速器螺旋锥齿轮的强度计算在完成主减速器齿轮的几何尺寸计算之后，应对其强度进行
32、计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。 螺旋锥齿轮的强度计算：（1）主减速器螺旋锥齿轮的强度计算单位齿长上的圆周力 （3.7）式中：单位齿长上的圆周力，N/mm； P作用在齿轮上的圆周力，N，按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算；从动齿轮的齿面宽，在此取23mm。 按发动机最大转矩计算时： =805N/mm （3.8）式中：发动机输出的最大转矩，在此取74； 变速器的传动比，3.505； 主动齿轮节圆直径，在此取28mm。按最大附着力矩计算时：=1103 （3.9）式中：汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负
33、荷，对于后驱动桥还应考虑汽车最大加速时的负荷增加量，在此取7791N； 轮胎与地面的附着系数，在此取0.85； 轮胎的滚动半径，在此取0.263m。在现代汽车的设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，单位齿长上的圆周力有时提高许用资料的20%25%。经验算以上两数据都在许用范围内。其中上述两种方法计算用的许用单位齿长上的圆周力P都为1865N/mm，故满足条件。 轮齿的弯曲强度计算。汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为 =412 MPa （3.10）式中：锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力，MPa；齿轮的计算转矩，对从动齿轮，取中的较小值，为964（Nm）；k0过载系数，一般取1；ks尺寸系数
34、，(ms/25.4)0.25=0.609；km齿面载荷分配系数，悬臂式结构，km=1.00；kv质量系数，取1；ms从动齿轮端面模数取3.5；b所计算的齿轮齿面宽；b=22.4mm；D所讨论齿轮大端分度圆直径；D=143.5mm；Jw齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，取0.253。对于主动锥齿轮， T=209Nm；从动锥齿轮，T=964Nm；将各参数代入式（2-7），有： 主动锥齿轮， =395MPa；从动锥齿轮， =412Mpa。按照文献1, 主从动锥齿轮的=700MPa，轮齿弯曲强度满足要求。 小齿轮齿数Z1大齿轮齿数Z2图3.1 弯曲计算用综合系数J（2）轮齿的接触强度计算 螺旋锥齿轮齿面的计
35、算接触应力（MPa）为： j= =1669Mpa （3.11）式中： j锥齿轮轮齿的齿面接触应力，MPa； D1主动锥齿轮大端分度圆直径，mm；D1=28mmb主、从动锥齿轮齿面宽较小值；b=22.4mmkf齿面品质系数，取1.0；cp综合弹性系数，取232N1/2/mm； ks尺寸系数，取1.0；Jj齿面接触强度的综合系数，取0.28；Tz主动锥齿轮计算转矩；Tz=209（N.m）；k0、km、kv选择同式（3.9）。按照文献1，jj=2800MPa，轮齿接触强度满足要求。大齿轮齿数Z2小齿轮齿数Z1图3.2 接触强度计算综合系数J3.5 主减速器齿轮的材料及热处理汽车驱动桥主减速器的工作相
36、当繁重，与传动系其他齿轮比较，它具有载荷大、工作时间长、载荷变化多、带冲击等特点。其损坏形式主要有齿根弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。据此对驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求：（1）具有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度；（2）轮齿芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断；（3）钢材的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律性易控制，以提高产品质量、减少制造成本并降低废品率；（4）选择齿轮材料的合金元素时要适应我国的情况。例如:为了节约镍、铬等我国发展了以锰、钒、硼、钛、钼、硅为主的合金结构钢系统7。汽
37、车主减速器和差速器圆锥齿轮与双曲面齿轮目前均用渗碳合金钢制造。常用的钢号，及8，在本设计中采用了。用渗碳合金钢制造齿轮，经渗碳、淬火、回火后，齿轮表面硬度可高达HRC5864，而芯部硬度较低，当m8时为HRC3245。对于渗碳深度有如下的规定：当端面模数m5时，为0.91.3mm。由于新齿轮润滑不良，为了防止齿轮在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期磨损，圆锥齿轮与双曲面齿轮副热处理及精加工后均予以厚度为0.0050.0100.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡。这种表面镀层不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨
38、性进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不会引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和擦伤等现象产生。3.6 主减速器轴承的计算设计时，通常是先根据主减速器的结构尺寸初步确定轴承的型号，然后验算轴承寿命。影响轴承寿命的主要外因是它的工作载荷及工作条件，因此在验算轴承寿命之前，应先求出作用在齿轮上的轴向力、径向力、圆周力，然后再求出轴承反力，以确定轴承载荷。(1) 作用在主减速器主动齿轮上的力齿面宽中点的圆周力P为 （3.12）式中：T作用在该齿轮上的转矩。主动齿轮的当量转矩=55（N.m）； 该齿轮齿面宽中点的分度圆直径。注：汽车在行驶过程中，由于变速器档
39、位的改变，且发动机也不尽处于最大转矩状态，因此主减速器齿轮的工作转矩处于经常变化中。实践表明，轴承的主要损坏形式是疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式求得： （3.13）式中：变速器，档使用率为1，3，5，16，75； 变速器的传动比为3.505，2.043，1.383，1.00，0.806； 变速器处于，档时的发动机转矩利用率50，60，70，70，60。对于螺旋锥齿轮 =121.91（mm） （3.14） =23.78（mm） （3.15）式中：d1m主动齿轮齿面宽中点的分度圆直径；d2m从动齿轮齿面宽中点的分度圆直径； 从动齿轮齿面宽； 从动齿轮的节锥角78.96；计算得：=902N螺旋锥齿轮的轴向力与径向力主动齿轮的螺旋方向为左；旋转方向为顺时针： =-543（N） （3.16） =514（N） （3.17） 从动齿轮的螺旋方向为右：=514 （3.18） =-543 （3.19） 式中：齿廓表面的法向压力角20； 主、从动齿轮的节锥角11.04，78.96。（2）主减速器轴承载荷的计算 轴承的轴向载荷，就是上述的