【文章內(nèi)容簡介】 式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對于驅動橋齒輪的材料及熱處理應有以下要求：①具有較高的疲勞彎曲強度和表面接觸疲勞強度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應有高的硬度；②輪齒心部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷；③鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律易于控制，以提高產(chǎn)品的質量、縮短制造時間、減少生產(chǎn)成本并將低廢品率；④選擇齒輪材料的合金元素時要適合我國的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等元素我國發(fā)展了以錳、釩、鈦、鉬、硅為主的合金結構鋼系統(tǒng)。汽車主減速器用的準雙曲面齒輪以及差速器用的直齒錐齒輪，目前都是用滲碳合金鋼制造。其鋼號主要有：20CrMnTi、22CrNiMo、20CrNiMo、20MnVB和20Mn2TiB等[1]。 本設計中，齒輪材料采用滲碳合金鋼，鋼號為20CrMnTi。 主減速器齒輪強度計算（1）單位齒長上的圓周力在汽車工業(yè)中，主減速器齒輪的表面耐磨性，常常用其在輪齒上的假定單位壓力即單位齒長圓周力來估算，即： （）式中：P——作用在齒輪上的圓周力，按發(fā)動機最大轉矩和最大附著力矩 兩種載荷工況進行計算，N；F——從動齒輪的齒面寬，mm。按發(fā)動機最大轉矩計算時： （）式中：——發(fā)動機最大轉矩，； ——變速器傳動比； ——主減速器主動齒輪節(jié)圓直徑。按最大附著力矩計算時： （）式中：——汽車滿載時一個驅動橋給水平地面的最大負荷，N；對于后驅動橋還應考慮汽車最大加速時的負荷增加量； ——輪胎與地面的附著系數(shù)，查表，??； ——輪胎的滾動半徑，查表，取——主減速器從動齒輪節(jié)圓直徑。查表可得，許用單位齒長上的圓周力： （）以上兩式，所以滿足要求。（2）輪齒的彎曲強度計算汽車主減速器準雙曲面齒輪的計算彎曲應力為：式中：——該齒輪的計算轉矩，；對于從動齒輪，按(見式（）和式（）兩者中較小者)和（見式（））計算，對于主動齒輪還需將上述計算轉矩換算到主動齒輪上；——超載系數(shù)； ——尺寸系數(shù)，反映材料性質的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關。當端面模數(shù)時，；——載荷分配系數(shù)，當兩個齒輪均用騎馬式支承型式時，=～；當一個齒輪用騎馬式支承時，=～。支承剛度大時取小值；——質量系數(shù)，對于汽車驅動橋齒輪，當輪齒接觸良好，周節(jié)及徑向跳動精度高時，可取=1；——計算齒輪的齒面寬，mm；——計算齒輪的齒數(shù)；——端面模數(shù)，mm；——計算彎曲應力用的綜合系數(shù)（或幾何系數(shù)），它綜合考慮了齒形系數(shù)、載荷作用點的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對彎曲應力計算的影響。計算彎曲應力時本應采用輪齒 中點圓周力與中點端面模數(shù)，今用大端數(shù)值，而在綜合系數(shù)中進行修正。這里取。查表得此種條件下的許用彎曲應力，本設計，所以滿足強度要求。（3）輪齒的齒面接觸強度計算準雙曲面齒輪輪齒齒面的接觸應力為： （）式中：——主動齒輪最大轉矩，；——主動齒輪工作轉矩，；——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副??；——主動齒輪節(jié)圓直徑，；——尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪尺寸對其淬透性的影響，在缺管經(jīng)驗的情況下，可??；——表面質量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質（如銑齒、磨齒、研齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質。一般情況下，對于制造精確的齒輪可取——齒面寬，mm；齒輪副中的較小值（一般為從動齒輪齒面寬）；——計算接觸應力的綜合系數(shù)（或稱幾何系數(shù)）。它綜合地考慮了嚙合齒面的相對曲率半徑、載荷作用位置、輪齒間的載荷分配、有效齒寬及慣性系數(shù)等因素的影響。查表取。常常將上式（）簡化為： （）式中：——主動齒輪計算轉矩，；按(見式（）和式（）兩者中較小者)和（見式（））計算，對于主動齒輪還需將上述計算轉矩換算到主動齒輪上；主減速器的許用接觸應力為，所以滿足強度要求。 主減速器齒輪支承形式的選擇主動錐齒輪的支承形式主要有兩種：懸臂式和跨置式。（左）和跨置式（右）本設計所選擇主動錐齒輪的支承形式為懸臂式。 從動齒輪支承形式從動齒輪采取跨置式支承方式，選擇圓錐滾子軸承。兩個軸承的圓錐滾子大端向內(nèi)，以增加支承剛度，并且減小尺寸。為了使主減速器從動錐齒輪所對的差速器殼體有足夠的位置設置加強肋以增加支承穩(wěn)定性，距離c+d應不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的%70。并且為了使兩軸承能均勻承受載荷，應取c值等于或大于d值。 主減速器齒輪軸承的載荷計算錐齒輪在工作過程中，相互嚙合的齒面上作用有一法向力。該法向力可以分解為沿齒輪切線方向的圓周力、沿齒輪軸線方向的軸向力及垂直于齒輪軸線的徑向力。 錐齒輪齒面上的作用力齒寬中點處的圓周力為 ＝ ()式中：——作用在該齒輪上的轉矩，作用在主減速器主動錐齒輪上的當量轉矩；——該齒輪的齒面寬中點處的分度圓直徑，由公式確定。 錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力本設計所選主動錐齒輪螺旋方向為左旋，旋轉方向為逆時針， 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點A處的法向力，在A點處的螺旋方向的法平面內(nèi)，分解成兩個相互垂直的力和，垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，位于以OA為切線的節(jié)錐切平面內(nèi)。在此平面內(nèi)又可分為沿切線方向的圓周力F和沿節(jié)圓母線方向的力。與之間的夾角為螺旋角，與之間的夾角為法向壓力角，這樣有： () () ()所以，作用在主動錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為： () ()代入數(shù)值，計算得：作用在從動錐齒輪齒面上的軸向力和徑向力分別為： () ()代入數(shù)值，計算得： 說明：計算結果如軸向力為正，表明力的方向離開錐頂，負值表示指向錐頂；徑向力是正值，表明力使該齒輪離開相嚙合齒輪，負值表明力使該齒輪靠近相嚙合齒輪。 主減速器齒輪軸承的選擇本設計主減速器的軸承布置圖如下： 主減速器的軸承布置上圖中各參數(shù)尺寸：a=66mm，b=45mm，c=80mm，d=140mm，=342mm。軸承A、B的徑向載荷分別為 = () ()代入數(shù)值，解得：軸承A的徑向力= =軸承A的軸向力為0。軸承B的徑向力= =軸承B的軸向力為0。選用B軸承為圓錐滾子軸承，型號30208，所承受的當量動載荷，取X=1，則P=1= ()式中： ——溫度系數(shù)。 ——載荷系數(shù)。對于無輪邊減速器的驅動橋來說，主減速器的從動錐齒輪軸承的計算轉速為 () 式中：——輪胎的滾動半徑，m； ——汽車的平均行駛速度，km/h；對于載貨汽車和公共汽車可取30～35 km/h，在此取35 km/h。則主動齒輪的計算轉速。= =169834h此軸承合格。由于軸承B承受主傳動輪機構上最大的力，并且考慮到主傳動輪是加工成齒輪軸，為了便于安裝，因此選擇軸承A也為圓錐滾子軸承，型號30206。軸承C和D選用圓錐滾子軸承，型號30211，同理，經(jīng)過校核，符合使用要求。3 差速器設計 差速器介紹汽車驅動橋差速器是個差速傳動機構，用來在兩輸出軸間分配轉矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉動。最明顯的例子是：汽車在轉彎時，內(nèi)、外側車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的，外側車輪的行程總要比內(nèi)側的長。所以，在汽車左、右驅動輪間裝有差速器，從而保證驅動橋兩側車輪在行程不等時具有不同的旋轉角速度，滿足汽車行駛運動學要求。汽車差速器的結構形式很多，但應用得最廣泛的是對稱式圓錐行星齒輪差速器。本設計采用此種類型差速器。 差速器的原理2—半軸齒