【正文】 傳動軸夾角，有利于整車布置。但主傳動器殼上必須有支承齒輪小端一側(cè)的軸承座，使殼體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高。齒輪小端一側(cè)的軸承都采用圓柱滾子軸承，僅承受徑向力，是易損壞的一個軸承。大部分工程車輛都采用這種形式。(二)從動齒輪的支承從動錐齒輪的支承，其支承剛度與軸承的形式、支承間的距離及軸承之間的分布比例有關(guān)。為了增加支承剛度，兩端軸承的圓錐滾子大端向內(nèi)，以盡量減小 c+d 的尺寸。為了使從動錐齒輪背面的差速器殼處有足夠空間設(shè)置加強(qiáng)筋，提高齒輪強(qiáng)度，并且使兩個軸承之間的載荷盡可能均勻分布，尺寸 c 應(yīng)接近于 d，且距離 c+d 應(yīng)不小于從動齒輪大端分度圓直徑的 70%。在具有大的主傳動比和大的從動錐齒輪的主減速器中，有齒面上的軸向力形成的力矩使從動錐齒輪產(chǎn)生較大的偏移變形，這種變形時危險的。為了減小此變形，可在從動錐齒輪的背面靠近主動齒輪的地方設(shè)計一個輔助支承銷。當(dāng)從動錐齒輪受載變形超過允許值 左右時，支承銷開始起作用，阻擋從動齒輪繼續(xù)變形。3．2 主傳動器的基本參數(shù)選擇與計算3．2．1 主傳動器計算載荷的確定（1）按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最低檔傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 Tce （3niTKfedce /01max???mN?1）式中 ——發(fā)動機(jī)至所計算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此fi取 ；——發(fā)動機(jī)的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，在此取 400 ；maxeT mN?——傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取 ；?——驅(qū)動橋數(shù)目在此取 2；n——取 =，當(dāng)性能系數(shù) 0 時可取 =；dKopfoK （3???????? ????????? 0. 2）——滿載時的總質(zhì)量在此取 9290 ；amgK所以 =16 401? =0 即 =?pfoK由以上各參數(shù)可求 Tce= =??mN?（2） 按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 csT （3irGkics/???3）式中 ——滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，預(yù)設(shè)后橋所承載 202200N 的負(fù)i荷。 ——輪胎對地面的附著系數(shù)，輪式工程車輛 ～,履帶式工程車輛?=～，在此取 ； ——車輪的滾動半徑，滾動半徑為 ；r i —— 分別為所計算的主減速器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率和傳動比，取 ，由于沒有輪邊減速器 取 ?LBi 所以 = =???mN?（3）按日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 cfT對于公路車輛來說，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)的轉(zhuǎn)矩根據(jù)所謂的平均牽引力的值來確定： （3??mN )( ??????PHRLBrTacf ffniG?4）式中： ——滿載時的總重量，在此取 1000000N；a——所牽引的掛車滿載時總重量，N，但僅用于牽引車的計算；TG——道路滾動阻力系數(shù)，在此取 ——正常行駛時的平均爬坡能力系數(shù)，在此取 ——在此取 0；pf——主傳動器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動效率，在此取 ?——主傳動器從動錐齒輪到驅(qū)動車輪之間的傳動比，在此取 ；in——計算驅(qū)動橋數(shù)，在此取 2。所以 ?? )(PHRLBrTacf ffniG?????? = =?mN?式（21）～式（24）參考《汽車車橋設(shè)計》式（310）～式（312） 。按上述第一種、第二種方法確定的計算轉(zhuǎn)矩 Tce 、T cs，不是汽車日常行駛的平均轉(zhuǎn)矩，僅為錐齒輪的最大轉(zhuǎn)矩，因而不能用來進(jìn)行疲勞壽命的計算，而只能用作計算錐齒輪的最大應(yīng)力。然而這兩種載荷確定方法仍很重要，按這兩種方法計算的最大應(yīng)力可以與同類汽車進(jìn)行比較，也可以作為選擇錐齒輪主要參數(shù)的依據(jù)。對于一個具體車輛的主傳動器錐齒輪，可以取這兩種方法計算結(jié)果的較小值作為算轉(zhuǎn)矩。按第三種方法（日常行駛平均轉(zhuǎn)矩）確定的計算載荷，可以用來進(jìn)行錐齒輪的壽命計算。3．2．2 主傳動器錐齒輪主要參數(shù)的選擇 主傳動器錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù) 和 ，從動錐齒輪大端分度圓1z2直徑 、端面模數(shù) 、主從動錐齒輪齒面寬 和 、中點螺旋角 、法向壓力角 等。2Dtm1b2??、從動錐齒輪齒數(shù) 和1z2選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應(yīng)考慮如下因素：1）為了磨合均勻， ， 之間應(yīng)避免有公約數(shù)。1z22）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強(qiáng)度，主、從動齒輪齒數(shù)和應(yīng)不小于40。3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強(qiáng)度對于商用車 一般不小于 6。1z4）主傳動比 較大時， 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。0i1z5）對于不同的主傳動比， 和 應(yīng)有適宜的搭配。2根據(jù)以上要求參考《輪式裝載機(jī)設(shè)計》中表 6—1，取 =7, =40， + =47〉40z21z2 和端面模數(shù) 的選擇2Dtm對于單級主減速器，從動錐齒輪的尺寸大小除影響驅(qū)動橋殼的離地間隙外，還影響跨置式主動齒輪前支撐架的位置和差速器的安裝等。一般從動錐齒輪的分度圓直徑可以根據(jù)從動錐齒輪上的最大扭矩進(jìn)行初步選定。可根據(jù)經(jīng)驗公式初選，即2D （332cTK?5）式中， ——從動錐齒輪大端分度圓直徑，mm2——直徑系數(shù)，一般取 ～ ——從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩， ，為 Tce 和 Tcs 中的較小者Tc mN?所以 =（ ～） =（～）初選 =425 則 = / =425/40=有參考《機(jī)械設(shè)計手冊》 [2]表 中 選取 11 所以 =440t 2D根據(jù) = 來校核 =11 選取的是否合適，其中 =（～）t3cmTKs mK此處， =（～） =（～） ，因此滿足校核。t ，從動錐齒輪齒面寬 和1b 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強(qiáng)度和壽命，反而會導(dǎo)致因錐齒輪輪齒小端齒溝變窄引起的切削刀頭頂面過窄及刀尖圓角過小，這樣不但會減小了齒根圓角半徑，加大了集中應(yīng)力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強(qiáng)度會降低。 對于從動錐齒輪齒面寬 ，推薦不大于節(jié)錐 的 倍，即 ，而且 ?2b足 ，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用：tmb102? = 440= 在此取 ??mm一般習(xí)慣使錐齒輪的小齒輪齒面寬比大齒輪稍大，使其在大齒輪齒面兩端都超出一些，通常小齒輪的齒面加大 10%較為合適，在此取 =751b ? 螺旋角沿齒寬是變化的，輪齒大端的螺旋角最大，輪齒小端螺旋角最小，弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的，選 時應(yīng)考慮它對齒面重合度 ，輪齒強(qiáng)度和軸向力大小的??影響， 越大，則 也越大，同時嚙合的齒越多，傳動越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強(qiáng)??度越高， 應(yīng)不小于 ，在 ～ 時效果最好，但 過大，會導(dǎo)致軸向力增大。?輪式裝載機(jī)上螺旋錐齒輪的平均螺旋角為 35176?！?0176。以采用 35176。較為普遍。5. 螺旋方向 從錐齒輪頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受的軸向力的方向，當(dāng)變速器掛前進(jìn)擋時，應(yīng)使主動錐齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可使主、從動齒輪有分離的趨勢，防止輪齒因卡死而損壞。所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時針運動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。6. 法向壓力角圓弧錐齒輪的壓力角是以法向截面的壓力角來標(biāo)志的。加大壓力角可以提高齒輪的強(qiáng)度，減少齒輪不產(chǎn)生根切的最小齒數(shù)，但對于尺寸小的齒輪，大壓力角易使齒頂變尖及刀尖寬度過小，并使齒輪的端面重疊系數(shù)下降，所以在輕載荷工作的齒輪中一般采用小壓力角，可使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低，螺旋齒輪標(biāo)準(zhǔn)壓力角 20176。，在輪式裝載機(jī)上，為了提高輪齒的彎曲強(qiáng)度，一般采用 176。的壓力角。3．2．3 螺旋錐齒輪的幾何尺寸的計算表（1）主傳動器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計算表序號 項目 計算公式 計算結(jié)果1 主動齒輪齒數(shù) 1z72 從動齒輪齒數(shù) 2 403 端面模數(shù) m11㎜4 齒面寬 b=75㎜ =70㎜1b25 工作齒高 hag*2?㎜?gh6 全齒高 ??c?=㎜7 法向壓力角 ?=176。?8 軸交角 ?=90176。?9節(jié)圓直徑 =dmz77㎜?1d=440㎜210節(jié)錐角arctan?1?21z=90176。21=176。1?=176。211節(jié)錐距 A = 1sin?d=02iA =㎜012 周節(jié) t= mt=㎜13 齒頂高 ha*?=㎜ah14 齒根高 =f??c?= ㎜f15 徑向間隙 c= *c=㎜16 齒根角 0arctnAhff??f?= 176。17面錐角21f??2fa =176。1a?=176。218根錐角=1f?1f??=2f2f =176。1f?=176。2f19齒頂圓直徑11cos?aahd??=22=㎜1ad=㎜220節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離121sin?akhdA??22=㎜1kA=㎜2k21理論弧齒厚 21st??mSk==22 齒側(cè)間隙 B=～ 23 螺旋角 ?=35176。?3．2．4 主傳動器螺旋錐齒輪的強(qiáng)度計算在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計算，以保證其有足夠的強(qiáng)度和壽命以及安全可靠性地工作。在進(jìn)行強(qiáng)度計算之前應(yīng)首先了解齒輪的破壞形式及其影響因素。1）齒輪的損壞形式及壽命齒輪的損壞形式常見的有輪齒折斷、齒面點蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。它們的主要特點及影響因素分述如下： （1）輪齒折斷 主要分為疲勞折斷及由于彎曲強(qiáng)度不足而引起的過載折斷。折斷多數(shù)從齒根開始，因為齒根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。 ①疲勞折斷：在長時間較大的交變載荷作用下，齒輪根部經(jīng)受交變的彎曲應(yīng)力。如果最高應(yīng)力點的應(yīng)力超過材料的耐久極限，則首先在齒根處產(chǎn)生初始的裂紋。隨著載荷循環(huán)次數(shù)的增加，裂紋不斷擴(kuò)大，最后導(dǎo)致輪齒部分地或整個地斷掉。在開始出現(xiàn)裂紋處和突然斷掉前存在裂紋處，在載荷作用下由于裂紋斷面間的相互摩擦，形成了一個光亮的端面區(qū)域，這是疲勞折斷的特征，其余斷面由于是突然形成的故為粗糙的新斷面。 ②過載折斷：由于設(shè)計不當(dāng)或齒輪的材料及熱處理不符合要求，或由于偶然性的峰值載荷的沖擊，使載荷超過了齒輪彎曲強(qiáng)度所允許的范圍，而引起輪齒的一次性突然折斷。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)、安裝剛度不足、安裝位置不對等原因，使輪齒表面接觸區(qū)位置偏向一端，輪齒受到局部集中載荷時，往往會使一端（經(jīng)常是大端）沿斜向產(chǎn)生齒端折斷。各種形式的過載折斷的斷面均為粗糙的新斷面。 為了防止輪齒折斷，應(yīng)使其具有足夠的彎曲強(qiáng)度，并選擇適當(dāng)?shù)哪?shù)、壓力角、齒高及切向修正量、良好的齒輪材料及保證熱處理質(zhì)量等。齒根圓角盡可能加大，根部及齒面要光潔。 （2）齒面的點蝕及剝落 齒面的疲勞點蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報廢齒輪的 70%以上。它主要由于表面接觸強(qiáng)度不足而引起的。①點蝕：是輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。由于接觸區(qū)產(chǎn)生很大的表面接觸應(yīng)力，常常在節(jié)點附近，特別在小齒輪節(jié)圓以下的齒根區(qū)域內(nèi)開始，形成極小的齒面裂紋進(jìn)而發(fā)展成淺凹坑，形成這種凹坑或麻點的現(xiàn)象就稱為點蝕。一般首先產(chǎn)生在幾個齒上。在齒輪繼續(xù)工作時，則擴(kuò)大凹坑的尺寸及數(shù)目，甚至?xí)饾u使齒面成塊剝落，引起噪音和較大的動載荷。在最后階段輪齒迅速損壞或折斷。減小齒面壓力和提高潤滑效果是提高抗點蝕的有效方法，為此可增大節(jié)圓直徑及增大螺旋角，使齒面的曲率半徑增大，減小其接觸應(yīng)力。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。②齒面剝落：發(fā)生在滲碳等表面淬硬的齒面上，形成沿齒面寬方向分布的較點蝕更深的凹坑。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。造成齒面剝落的主要原因是表面層強(qiáng)度不夠。例如滲碳齒輪表面層太薄、心部硬度不夠等都會引起齒面剝落。當(dāng)滲碳齒輪熱處理不當(dāng)使?jié)B碳層中含碳濃度的梯度太陡時，則一部分滲碳層齒面形成的硬皮也將從齒輪心部剝落下來。（3）齒面膠合在高壓和高速滑摩引起的局部高溫的共同作用下，或潤滑冷卻不良、油膜破壞形成金屬表面的直接摩擦?xí)r，因高溫、高壓而將金屬粘結(jié)在一起后又撕下來所造成的表面損壞現(xiàn)象和擦傷現(xiàn)象稱為膠合。它多出現(xiàn)在齒頂附近，在與節(jié)錐齒線的垂直方向產(chǎn)生撕裂或擦傷痕跡。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點的臨界溫度而定，減小膠合現(xiàn)象的方法是改善潤滑條件等。（4）齒面磨損這是輪齒齒面間相互滑動、研磨或劃痕所造成的損壞現(xiàn)象。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。研磨磨損是由于齒輪傳動中的剝落顆粒、裝配中帶入的雜物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不潔物所造成的不正常磨損，應(yīng)予避免。汽車主減速器及差速器齒輪在新車跑合期及長期使用中按規(guī)定里程更換規(guī)定的潤滑油并進(jìn)行清洗是防止不正常磨損的有效方法。驅(qū)動橋的齒輪，承受的是交變負(fù)荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點蝕引起的剝落。在要求使用壽命為 20 萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的