【正文】 型車產(chǎn)品在主減速比小于 6 的情況下 ， 應(yīng)盡量選用單級減速驅(qū)動橋。圖 11Meritor 單后驅(qū)動橋 為中國重汽引進(jìn)的美國 ROCKWELL公司 13 噸 級單級減速橋 的外形圖。 主減速器的齒輪類型 主減速器的齒輪有弧齒錐齒輪，雙曲面齒輪，圓柱齒輪和 蝸 輪蝸桿等形式 。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個(gè)以上的輪齒同時(shí)嚙合，因此可以承受較大的負(fù)荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時(shí)嚙合，而是逐漸有齒的一端連續(xù)而平穩(wěn)的地轉(zhuǎn)向另一端，所以工作平穩(wěn)，噪聲和振動小。另外，弧齒 錐齒輪與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動效率，可達(dá) 99%。 主減速器主，從動錐齒輪的支承形式 作為一個(gè) 噸級的驅(qū)動橋，傳 動的轉(zhuǎn)矩較大，所以主動錐齒輪采用騎馬式支承。導(dǎo)向軸承都采用圓柱滾子式，并且內(nèi)外圈可以分離（有時(shí)不帶內(nèi)圈），以利于拆裝。 ?—— 輪胎對地面的附著系數(shù)，對于安裝一般輪胎的公路用車，取? =；對于越野汽車取 ；對于安裝有專門的防滑寬輪胎的高級轎車，計(jì)算時(shí)可取 。2m —— 汽車最大加速度時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)取 m? ， mi —— 分別為所計(jì)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 ， m? 取 ， 由于沒有輪邊減速器 mi取 所以 12 mmr irmGTcs ?? ?? /‘ 22 = ? ??? = mN? 3. 按汽車日常 行駛 平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計(jì)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： mN ???? ni rfT mm rtcf ? （ 24） 式中： aG —— 汽車滿載時(shí)的總重量， 參考 斯太爾 280000N； TG —— 所牽引的掛車滿載時(shí)總重量， N，但僅用于牽引車的計(jì)算； Rf —— 道路滾動阻力系數(shù)，對于載貨汽車可取 ~；在此取 Hf —— 汽車正常 行駛 時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)，對于載貨汽車可取~ 在此取 pf —— 汽車的性能系數(shù)在此取 0； LB? ， LBi ， n—— 見式（ 21），（ 23）下的說明。 主減速器基本參數(shù)的選擇 主減速器 錐齒輪的主要參數(shù)有主、從動齒輪的齒數(shù) 1z 和 2z ，從動錐齒輪大端分度圓直徑 2D 、端面模數(shù) tm 、主從動錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 、中點(diǎn)螺旋 13 角 ? 、法向壓力角 ? 等。 2）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。 4）主傳動比 0i 較大時(shí)， 1z 盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。 根據(jù)以上要求參考《汽車車橋設(shè)計(jì)》 [1]中表 312 表 313 取 1z =9 2z =40 1z + 2z =49〉 40 1. 從動錐齒輪大端分度圓直徑 2D 和端面模數(shù) tm 對于單級主減速器，增大尺寸 2D 會影響驅(qū)動橋殼的離地間隙，減小 2D又會影響跨置式主動齒輪的前支承座的安裝空間和差速器的安裝。 3. 主，從動錐齒輪齒面寬 1b 和 2b 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。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。 對于從動錐齒輪齒面寬 2b ，推薦不大于節(jié)錐 2A 的 倍，即 22 Ab ? ，而且 2b 應(yīng)滿足 tmb 102? ，對于汽車主減速器圓弧齒輪推薦采用： 22 Db ? =? 440= 在此取 70mm 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 1b =78mm E 對于總質(zhì)量較大的商用車， ，）~（ 2DE ? ， E=（ 44~） 在此取 50 15 ? 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(diǎn)螺旋角是相等的，選 ? 時(shí)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(shí)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(shí)效果最好，但 ? 過大，會導(dǎo)致軸向力增大。 ～ 40176。 5. 螺旋方向 主、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。所以主動錐齒輪選擇為左旋，從錐頂看為逆時(shí)針運(yùn)動，這樣從動錐齒輪為右旋，從錐頂看為順時(shí)針，驅(qū)動汽車前進(jìn)。的壓力角。的正弦 sin擬 39。角余弦 cos擬 39。m1： 31 擴(kuò)大系數(shù)的修正量 腒 ： 32 大輪擴(kuò)大系數(shù)修正量的換算值 腒 H： 33 校正后大輪偏置角的正弦值 sin澹 ? 34 an澹 ? 17 35 校正后小輪節(jié)錐角正切 tan洌 ? 36 小輪節(jié)錐角 ?1： 37 ?1角的余弦 cos?1： 38 第二次校正后的螺旋角差值的正弦 sin擬 ： 39 擬 值 擬 ： 40 擬 余弦 cos擬 ： 41 第二次校正后小輪螺旋角的正切值 tan鈓 1： 42 小輪中點(diǎn)螺旋角 鈓 1： 43 鈓 1余弦 cos鈓 1： 44 大輪中點(diǎn)螺旋角 鈓 2： 45 鈓 2余弦 cos鈓 2： 46 鈓 2正切 tan鈓 2： 47 大輪節(jié)錐角余切 cot?2： 48 大輪節(jié)錐角 ?2： 49 ?2正弦 sin?2： 50 ?2余弦 cos?2： 51 B1c： 52 B2c： 53 兩背錐之和 B12： 54 大輪錐距在螺旋線中點(diǎn)切線方向投影 T2： 55 小輪錐距在螺旋線中點(diǎn)切線方向投影 T1： 56 極限齒形角正切負(fù)值 tana0： 57 極限齒形角負(fù)值 a0： 58 腶 0的余弦 cos腶 0： 59 B59： 60 B60： 61 B61： 28, 62 B62： 63 B63： 64 B64： 65 齒線中點(diǎn)曲率半徑 r39。0與 rb比值 V： 67 A67： 68 A68： 69 A69： 70 rm2圓心至軸線交叉點(diǎn)距離 Am2： 71 大輪節(jié)錐頂點(diǎn)至小輪軸線的距離 A02，正數(shù)表示節(jié)錐頂點(diǎn)越過了小齒輪的軸線，負(fù)值表示節(jié)錐頂點(diǎn)在大輪與軸線之間： 18 72 大輪節(jié)錐上中點(diǎn)錐距 Rm2： 73 大輪節(jié)錐上外錐距 (節(jié)錐距 )R2： 74 大輪節(jié)錐上齒寬之半 ： 75 大輪在平均錐距上工作齒高 h39。e2： 98 大輪頂錐角 (面錐角 )鋋 2： 99 鋋 2角正弦 sin鋋 2： 100 鋋 2角余弦 cos鋋 2： 101 大輪根錐角 鋐 2： 102 鋐 2角正弦 sin鋐 2： 103 鋐 2角余弦 cos鋐 2： 104 鋐 2角余切 cot鋐 2： 105 大輪大端齒頂圓直徑 dae2： 106 大端節(jié)圓中心至軸線交叉點(diǎn)距離 Akm2： 107 大輪輪冠至軸線交叉點(diǎn)距離 Ake2： 108 大端頂圓齒頂與節(jié)圓處齒高之差 膆 am： 109 大端節(jié)圓處與根圓處齒高之差 膆 mf： 19 110 大輪面錐頂點(diǎn)到小輪軸線的距離 Aoa2(參考 71）： 111 大輪根錐頂點(diǎn)到小輪軸線的距離 Aof2(參考 71）： 112 A112： 113 修正后小輪軸線在大輪回轉(zhuǎn)平面內(nèi)的偏置角正弦 sin澹 ? 114 偏置角余弦 cos澹 ? 115 偏置角正切 tan澹 ? 116 小輪頂錐角正弦 sin鋋 1： 117 小輪頂錐角 (面錐角 )鋋 1： 118 頂錐角余弦 cos鋋 1： 119 頂錐角正切 tan鋋 1： 120 A120： 121 小輪頂錐頂點(diǎn)到軸線交叉點(diǎn)的距離 Aoa1(參考 71）： 122 A122： 123 A123： 124 A124： 125 A125： 126 A126： 127 A127： 128 A128： 129 A129： 130 A130： 131 小輪輪冠到軸線交叉點(diǎn)的距離 Ake1： 132 ： 133 小輪前輪冠到軸線交叉點(diǎn)的距離 Aki1： 134 ： 135 小輪大端齒頂圓直徑 dae1： 136 ： 137 在大輪回轉(zhuǎn)平面內(nèi)偏置角正弦 sin澹 ? 138 偏置角澹 ? 139 偏置角余弦 cos澹 ? 140 ： 141 小輪根錐頂點(diǎn)到軸線交叉點(diǎn)的距離 Aof1(參考 71）： 142 ： 143 小輪根錐角 鋐 1： 144 cos鋐 1： 145 tan鋐 1： 146 允許的最小側(cè)隙 jnmin： 147 允許的最大側(cè)隙 jnmax： 20 148 ： 149 ： 150 大輪內(nèi)錐距 Ri： 主減速器圓弧錐齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 在 完成主減速器齒輪的幾何計(jì)算之后，應(yīng)對其強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)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。 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(diǎn)蝕及剝落、齒面膠合、齒面磨損等。折斷多數(shù)從齒根開始，因?yàn)辇X根處齒輪的彎曲應(yīng)力最大。如果最高應(yīng)力點(diǎn)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。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(gè)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。此外，由于裝配的齒側(cè)間隙調(diào)節(jié)不當(dāng)、安 21 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(shí)，往往會使一端（經(jīng)常是大端）沿斜向產(chǎn)生齒端折斷。 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。 （ 2）齒面的點(diǎn)蝕及剝落 齒面的疲勞點(diǎn)蝕及剝落是齒輪的主要破壞形式之一，約占損壞報(bào)廢齒輪的 70%以上。 ① 點(diǎn)蝕：是輪齒表面多次高壓接觸而引起的表面疲勞的結(jié)果。一般首先產(chǎn)生在幾 個(gè)齒上。在最后階段輪齒迅速損壞或折斷。在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)加大齒面寬也是一種辦法。凹坑壁從齒表面陡直地陷下。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。 （ 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、 22 油膜破壞形成金屬齒表面的直接摩擦?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。輪齒的膠合強(qiáng)度是按齒面接觸點(diǎn)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。規(guī)定范圍內(nèi)的正常磨損是允許的。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。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點(diǎn)蝕引起的剝落。因此，驅(qū)動橋齒輪的許用彎曲應(yīng)力不超過 ／ mm2 .表 22給出了汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應(yīng)力數(shù)值。汽車驅(qū) 23 動橋的最大輸出轉(zhuǎn)矩 Tec 和最大附著轉(zhuǎn)矩 Tcs 并不是使用中的持續(xù)載荷，強(qiáng)度計(jì)算時(shí)只能用它來驗(yàn)算最大應(yīng)力，不能作為疲勞損壞的依據(jù)。其中上述兩種方法計(jì)算用 24 的許用單位齒長上的圓周力 [p]都為 （ 2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器錐齒輪的齒根彎曲應(yīng)力為 JDbmK KKKTsvms??? ?????? 03102? N/ 2mm （ 2～ 9） 式中： T —— 該齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N 0K —— 超載系數(shù)；在此取 sK —— 尺寸系數(shù)，反映材料的不均勻性，與齒輪尺寸和熱處理有關(guān)， 當(dāng)ｍ ? 時(shí)， 4 ?，在此 4?sK＝ mK —— 載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用跨置式支承型式時(shí)， mK ＝～ 式式支承時(shí)取 ～ 。 vK —— 質(zhì)量系數(shù)，對于汽車驅(qū)動橋齒輪，當(dāng)齒輪接觸良好，周節(jié)及徑向 跳動精度高時(shí)，可取 。 z —— 計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m —— 端面模數(shù)， mm。 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(jì)算的影響。 按圖 21 選取小齒輪的 J ＝，大齒輪 J ＝ . 按 上 式 大 齒 輪 ： 5 9 1 4 . 8 5 6 5102 31 ???? ??????? ＝ 700MPa 所以主減速器齒輪滿足彎曲強(qiáng)度要求。 0K ， vK ， mK —— 見式 (29)下的說明； sK —— 尺寸系數(shù)，它考慮了齒輪的尺寸對其淬透性的影響，在缺乏經(jīng)驗(yàn)的情況下，可取 ；