发布时间 : 星期六 文章江苏大学 驱动桥设计说明书 仅作参考更新完毕开始阅读
作用时间长、变化多、有冲击等特点。因此，传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求：
a）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面高的硬度以保证有高的耐
磨性。
b）齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。 c）锻造性能、切削加工性能以及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律
易控制。
d）选择合金材料是，尽量少用含镍、铬呀的材料，而选用含锰、钒、硼、钛、
钼、硅等元素的合金钢。
汽车主减速器锥齿轮与差速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层（一般碳的质量分数为0.8%～1.2%），具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性。因此，这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。由于钢本身有较低的含碳量，使锻造性能和切削加工性能较好。其主要缺点是热处理费用较高，表面硬化层以下的基底较软，在承受很大压力时可能产生塑性变形，如果渗碳层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层的剥落。
为改善新齿轮的磨合，防止其在余兴初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理以及精加工后，作厚度为0.005～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面进行应力喷丸处理，可提高25%的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。 3.4.6主减速器锥齿轮的强度计算 a) 单位齿长圆周力
按发动机最大转矩计算时
P=
式中：
ig—变速器传动比，常取一挡传动比，ig=7.37；
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2kdTemaxkigifηnD1b2×103
D1—主动锥齿轮中点分度圆直径mm；D1=67.06mm
其它符号同前；
将各参数代入式（3-4），有：
P=1385.67 N/mm
按照文献[1],P≤[P]=1429 N/mm，锥齿轮的表面耐磨性满足要求。
b) 齿轮弯曲强度
锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力为：
σw =
2Tk0kskm×103
kvmsbDJw式中：
σw—锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力，MPa； T—齿轮的计算转矩，Nm； k0—过载系数，一般取1；
ks—尺寸系数，当m?1.6mm时，ks= ?ms/25.4?0.25 ,计算得0.784； km—齿面载荷分配系数，悬臂式结构，km=1； kv—质量系数，取1； b—所计算的齿轮齿面宽； D—所讨论齿轮大端分度圆直径； Jw—齿轮的轮齿弯曲应力综合系数，
Jw主动齿轮为0.186，从动齿轮为0.217
对于主动锥齿轮， T=2730.585 Nm；从动锥齿轮，T=14233.993Nm； 将各参数代入式中，有：
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主动锥齿轮，σw =609.9MPa；
从动锥齿轮，σw =544.35MPa；
按照文献[1], 主从动锥齿轮的σw≤[σw]=700MPa，轮齿弯曲强度满足要求。 c) 轮齿接触强度
锥齿轮轮齿的齿面接触应力为：
ζj=cpD12Tzk0kskmkf×103 kvbJj式中：
ζj—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=67.06mm b—主、从动锥齿轮齿面宽较小值；b=56.42mm kf—齿面品质系数，取1.0； cp—综合弹性系数，取232.N1/2/mm； ks—尺寸系数，取1.0；
Jj—齿面接触强度的综合系数，取0.1225； Tz—主动锥齿轮计算转矩；Tz=2730.585N.m k0、km、kv选择同上式 将各参数代入式中，有：
ζj=2730MPa
按照文献[1]，ζj≤[ζj]=2800MPa，轮齿接触强度满足要求。 3.4.7 主减速器锥齿轮轴承的设计计算
a)锥齿轮齿面上的作用力
锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有一法向力。该法向力可分解为
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沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力以及垂直于齿轮轴线的径向力。
齿宽中点处的圆周力F F=
2T (3-7) Dm2式中：
T—作用在从动齿轮上的转矩，T=433.96Nm；
Dm2—从动齿轮齿宽中点处的分度圆直径，由式（3-8）确定，即
Dm2=D2-b2sinγ2 (3-8)
式中：
D2—从动齿轮大端分度圆直径；D2=364mm b2—从动齿轮齿面宽；b2=56.42mm γ2—从动齿轮节锥角；γ2=79.56° 将各参数代入式(3-8)，有：
Dm2=308.514mm
将各参数代入式(3-7)，有：
F=1406.614N
对于弧齿锥齿轮副，作用在主、从动齿轮上的圆周力是相等的。b）锥齿轮的轴向力Faz和径向力Frz（主动锥齿轮） 作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力Faz和径向力分别为
Faz=
Fcos??tan?cos??sin?sin?? (3-9) FFrz=
cos??tan?cos??sin?sin?? (3-10) 11