【文章內(nèi)容簡介】 式主要有齒輪根部彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕（剝落）、磨損和擦傷等。根據(jù)這些情況，對于驅(qū)動橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求：①具有較高的疲勞彎曲強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度，以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度；②輪齒心部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)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(zhì)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(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。汽車主減速器用的準(zhǔn)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(shè)計中，齒輪材料采用滲碳合金鋼，鋼號為20CrMnTi。 主減速器齒輪強(qiáng)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(jī)最大轉(zhuǎn)矩和最大附著力矩 兩種載荷工況進(jìn)行計算，N；F——從動齒輪的齒面寬，mm。按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計算時： （）式中：——發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)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(qū)動橋給水平地面的最大負(fù)荷，N；對于后驅(qū)動橋還應(yīng)考慮汽車最大加速時的負(fù)荷增加量； ——輪胎與地面的附著系數(shù)，查表，取； ——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(qiáng)度計算汽車主減速器準(zhǔn)雙曲面齒輪的計算彎曲應(yīng)力為：式中：——該齒輪的計算轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動齒輪上；——超載系數(shù)； ——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸與熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)時，；——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個齒輪均用騎馬式支承型式時，=～；當(dāng)一個齒輪用騎馬式支承時，=～。支承剛度大時取小值；——質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)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(yīng)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(diǎn)的位置、載荷在齒間的分布、有效齒面寬、應(yīng)力集中系數(shù)及慣性系數(shù)等對彎曲應(yīng)力計算的影響。計算彎曲應(yīng)力時本應(yīng)采用輪齒 中點(diǎn)圓周力與中點(diǎn)端面模數(shù)，今用大端數(shù)值，而在綜合系數(shù)中進(jìn)行修正。這里取。查表得此種條件下的許用彎曲應(yīng)力，本設(shè)計，所以滿足強(qiáng)度要求。（3）輪齒的齒面接觸強(qiáng)度計算準(zhǔn)雙曲面齒輪輪齒齒面的接觸應(yīng)力為： （）式中：——主動齒輪最大轉(zhuǎn)矩，；——主動齒輪工作轉(zhuǎn)矩，；——材料的彈性系數(shù)，對于鋼制齒輪副?。弧鲃育X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(yàn)的情況下，可?。弧砻尜|(zhì)量系數(shù)，決定于齒面最后加工的性質(zhì)（如銑齒、磨齒、研齒等），即表面粗糙度及表面覆蓋層的性質(zhì)。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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動齒輪上；主減速器的許用接觸應(yīng)力為，所以滿足強(qiáng)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(shè)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(shè)置加強(qiáng)肋以增加支承穩(wěn)定性，距離c+d應(yīng)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(yīng)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(diǎn)處的圓周力為 ＝ ()式中：——作用在該齒輪上的轉(zhuǎn)矩，作用在主減速器主動錐齒輪上的當(dāng)量轉(zhuǎn)矩；——該齒輪的齒面寬中點(diǎn)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(shè)計所選主動錐齒輪螺旋方向?yàn)樽笮?，旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r針， 為作用在節(jié)錐面上的齒面寬中點(diǎn)A處的法向力，在A點(diǎn)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O(shè)A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(jié)果如軸向力為正，表明力的方向離開錐頂，負(fù)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(fù)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(shè)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(dāng)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(qū)動橋來說，主減速器的從動錐齒輪軸承的計算轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。= =169834h此軸承合格。由于軸承B承受主傳動輪機(jī)構(gòu)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(shè)計 差速器介紹汽車驅(qū)動橋差速器是個差速傳動機(jī)構(gòu)，用來在兩輸出軸間分配轉(zhuǎn)矩，并保證兩輸出軸有可能以不同的角速度轉(zhuǎn)動。最明顯的例子是：汽車在轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外側(cè)車輪在同一時間內(nèi)所滾過的行程往往是有差別的，外側(cè)車輪的行程總要比內(nèi)側(cè)的長。所以，在汽車左、右驅(qū)動輪間裝有差速器，從而保證驅(qū)動橋兩側(cè)車輪在行程不等時具有不同的旋轉(zhuǎn)角速度，滿足汽車行駛運(yùn)動學(xué)要求。汽車差速器的結(jié)構(gòu)形式很多，但應(yīng)用得最廣泛的是對稱式圓錐行星齒輪差速器。本設(shè)計采用此種類型差速器。 差速器的原理2—半軸齒