车辆毕业论文重型商用车驱动桥设计02614.doc

《车辆毕业论文重型商用车驱动桥设计02614.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《车辆毕业论文重型商用车驱动桥设计02614.doc（54页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、 本科毕业设计（论文） 重型商用车驱动桥设计 系 别 汽车工程系 专业班级 车辆工程 学生姓名 陈威 指导教师 上官文斌 提交日期 2011 年 月 日 华 南 理 工 大 学 广 州 汽 车 学 院毕 业 设 计 （论文） 任 务 书 兹发给 07车辆4 班学生 陈威 毕业设计（论文）任务书，内容如下： 1.毕业设计（论文）题目： 重型商用车驱动桥设计 2.应完成的项目： （1）熟悉驱动桥的主要结构形式 （2）合理设计驱动桥主减速器、差速器、半轴、桥壳的结构 （3）经过计算，合理选择驱动桥各部件的主要参数 （4）利用CATIA软件进行驱动桥各部件的三维建模 3.参考资料以及说明： （1）刘惟

2、信.汽车车桥设计M.清华大学出版社，2004.1 （2）陈家瑞.汽车构造 M. 机械工业出版社.2005. （3）王望予.汽车设计M. 机械工业出版社.2006. （4）刘海红.汽车齿轮M.机械工业出版社，1990.8 （5）濮良贵 纪名刚.机械设计M.高等教育出版社，2001 （6）王宝玺.汽车拖拉机制造工艺学M.机械工业出版社，2000.5 （7）王三民,诸文俊.机械原理与设计M.机械工业出版社.2002 . 4.本毕业设计（论文）任务书于2011年01月15日发出，应于2011年05月30日前完成，然后提交毕业考试委员会进行答辩。 专业教研组（系）负责人 审核 年 月 日 指导教师（导师

3、组负责人） 签发 年 月 日摘 要驱动桥作为汽车四大总成之一，它的性能的好坏直接影响整车性能，而对于载重汽车显得尤为重要。目前，载重汽车追求快速、重载和高效率高效益的同时，采用大功率发动机输出大的转矩时，必须要与之搭配一个高效、可靠的驱动桥。所以，采用传动效率高的单级减速驱动桥已成为未来重载汽车的发展方向。本文参照传统驱动桥的设计方法进行了载重汽车驱动桥的设计。首先确定了主要部件的结构型式和主要设计参数；然后参考类似驱动桥的结构，确定出了总体设计方案；最后对主、从动锥齿轮、差速器圆锥行星齿轮、半轴齿轮、全浮式半轴和整体式桥壳的强度进行了校核，并对支承轴承进行了寿命校核。本文不是采用传统的双曲面

4、锥齿轮作为载重汽车的主减速器而是采用弧齿锥齿轮，希望这能作为一个课题继续研究下去。关键字：载重汽车，驱动桥，单级减速桥，弧齿锥齿轮Abstract Drive axle is one of the automobile four important assemblies. Its performance directly influences the entire automobile performance，especially for a heavy truck. Nowdays, an efficient reliable drive axle must be associated wi

5、th such a heavy truck with a high-power engine in order to meet the requirement “fast, heavy, and effectively”.As to heavy vehicles ,high transmission efficiency of a single-mode gear drive axle has become a future trend.This paper refers to the design method for a traditional driving axle. Firstly，

6、the structure type of the main components and the main design parameters were identified. Then an overall design scheme was determined based on a similar drive axle. Finally, strengths for the driving and driven bevel gear, planetary gear differential cone, axle gears, floating bridge-type axle and

7、the overall shell were checked and so was the life of the supporting bearing. This paper is using a spiral bevel gear as the trucks final drive instead of a traditional two-surface bevel gear, which is a hope that the author will continue.Key words: Heavy truck，drive axle， single-mode final drive，a

8、spiral bevel gear目录摘 要VAbstractVI第一章 绪论11.1驱动桥功用与组成11.2选题意义及主要研究内容11.3 驱动桥的研究现状11.4 驱动桥结构方案分析2第二章 主减速器设计42.1 主减速器的结构形式42.1.1 主减速器的齿轮类型42.1.2 主减速器的减速形式42.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式42.2 主减速器的基本参数选择与设计计算52.2.1 主减速器计算载荷的确定52.2.2 主减速器基本参数的选择62.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算82.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算82.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理122.2.

9、6 主减速器轴承的计算12第三章 差速器设计183.3 对称式圆锥行星齿轮差速器的设计183.3.1 差速器齿轮的基本参数的选择183.3.2 差速器齿轮的几何计算203.3.3 差速器齿轮的强度计算20第四章 驱动半轴的设计234.1 全浮式半轴计算载荷的确定234.2 全浮式半轴的杆部直径的初选244.3 全浮式半轴的强度计算244.4 半轴花键的强度计算24第五章 主动锥齿轮花键以及从动锥齿轮螺栓的校核275.1 主动锥齿轮花键的校核275.2 从动锥齿轮螺栓的校核27第六章 驱动桥壳的设计296.1 铸造整体式桥壳的结构296.2 桥壳的受力分析与强度计算306.2.1 桥壳的静弯曲应

10、力计算316.2.2 在不平路面冲击载荷作用下的桥壳强度计算326.2.3 汽车以最大牵引力行驶时的桥壳强度计算326.2.4 汽车紧急制动时的桥壳强度计算34第七章 驱动桥主要零件的三维实体图37结论44参考文献45附录46致谢47第一章 绪论1.1驱动桥功用与组成汽车驱动桥位于传动系的末端。其基本功用首先是增扭，降速，改变转矩的传递方向，即增大由传动轴或直接从变速器传来的转矩，并将转矩合理的分配给左右驱动车轮；其次，驱动桥还要承受作用于路面或车身之间的垂直力，纵向力和横向力，以及制动力矩和反作用力矩等。驱动桥一般由主减速器，差速器，车轮传动装置和桥壳组成。1.2选题意义及主要研究内容对于重

11、型载货汽车来说，要传递的转矩较乘用车和客车，以及轻型商用车都要大得多，以便能够以较低的成本运输较多的货物，所以选择功率较大的发动机，这就对传动系统有较高的要求，而驱动桥在传动系统中起着举足轻重的作用。随着目前国际上石油价格的上涨，汽车的经济性日益成为人们关心的话题，这不仅仅只对乘用车，对于载货汽车，提高其燃油经济性也是各商用车生产商来提高其产品市场竞争力的一个法宝，因为重型载货汽车所采用的发动机都是大功率，大转矩的，装载质量在十吨以上的载货汽车的发动机，最大功率在140KW以上，最大转矩也在700Nm以上，百公里油耗是一般都在34升左右。为了降低油耗，不仅要在发动机的环节上节油，而且也需要从传

12、动系中减少能量的损失。这就必须在发动机的动力输出之后，在从发动机传动轴驱动桥这一动力输送环节中寻找减少能量在传递的过程中的损失。在这一环节中，发动机是动力的输出者，也是整个机器的心脏，而驱动桥则是将动力转化为能量的最终执行者。因此，在发动机相同的情况下，采用性能优良且与发动机匹配性比较高的驱动桥便成了有效节油的措施之一。所以设计新型的驱动桥成为新的课题。目前国内重型车桥生产企业也主要集中在中信车桥厂、东风襄樊车桥公司、济南桥箱厂、汉德车桥公司、重庆红岩桥厂和安凯车桥厂几家企业。这些企业几乎占到国内重卡车桥90%以上的市场。1.3 驱动桥的研究现状设计驱动桥时应当满足如下基本要求：1） 选择适当

13、的主减速比，以保证汽车在给定的条件下具有最佳的动力性和燃油经济性。2） 外廓尺寸小，保证汽车具有足够的离地间隙，以满足通过性的要求。3） 齿轮及其他传动件工作平稳，噪声小。4） 在各种载荷和转速工况下有较高的传动效率。5） 具有足够的强度和刚度，以承受和传递作用于路面和车架或车身间的各种力和力矩；在此条件下，尽可能降低质量，尤其是簧下质量，减少不平路面的冲击载荷，提高汽车的平顺性。6） 与悬架导向机构运动协调。7） 结构简单，加工工艺性好，制造容易，维修，调整方便。1.4 驱动桥结构方案分析由于要求设计的是13吨级的后驱动桥，要设计这样一个级别的驱动桥，一般选用非断开式结构以与非独立悬架相适应

14、，该种形式的驱动桥的桥壳是一根支撑在左右驱动车轮的刚性空心梁，一般是铸造或钢板冲压而成，主减速器，差速器和半轴等所有传动件都装在其中，此时驱动桥，驱动车轮都属于簧下质量。驱动桥的结构形式有多种，基本形式有三种如下：(1)中央单级减速驱动桥。此是驱动桥结构中最为简单的一种，是驱动桥的基本形式， 在载重汽车中占主导地位。一般在主传动比小于6的情况下，应尽量采用中央单级减速驱动桥。目前的中央单级减速器趋于采用双曲线螺旋伞齿轮，主动小齿轮采用骑马式支承， 有差速锁装置供选用。(2)中央双级驱动桥。在国内目前的市场上，中央双级驱动桥主要有2种类型：一类如伊顿系列产品，事先就在单级减速器中预留好空间，当要

15、求增大牵引力与速比时，可装入圆柱行星齿轮减速机构，将原中央单级改成中央双级驱动桥，这种改制“三化”（即系列化，通用化，标准化）程度高， 桥壳、主减速器等均可通用，锥齿轮直径不变；另一类如洛克威尔系列产品，当要增大牵引力与速比时，需要改制第一级伞齿轮后，再装入第二级圆柱直齿轮或斜齿轮，变成要求的中央双级驱动桥，这时桥壳可通用，主减速器不通用， 锥齿轮有2个规格。由于上述中央双级减速桥均是在中央单级桥的速比超出一定数值或牵引总质量较大时，作为系列产品而派生出来的一种型号，它们很难变型为前驱动桥，使用受到一定限制；因此，综合来说，双级减速桥一般均不作为一种基本型驱动桥来发展，而是作为某一特殊考虑而派

16、生出来的驱动桥存在。(3)中央单级、轮边减速驱动桥。轮边减速驱动桥较为广泛地用于油田、建筑工地、矿山等非公路车与军用车上。当前轮边减速桥可分为2类：一类为圆锥行星齿轮式轮边减速桥；另一类为圆柱行星齿轮式轮边减速驱动桥。1)圆锥行星齿轮式轮边减速桥。由圆锥行星齿轮式传动构成的轮边减速器，轮边减速比为固定值2，它一般均与中央单级桥组成为一系列。在该系列中，中央单级桥仍具有独立性，可单独使用，需要增大桥的输出转矩，使牵引力增大或速比增大时，可不改变中央主减速器而在两轴端加上圆锥行星齿轮式减速器即可变成双级桥。这类桥与中央双级减速桥的区别在于：降低半轴传递的转矩，把增大的转矩直接增加到两轴端的轮边减速

17、器上 ，其“三化”程度较高。但这类桥因轮边减速比为固定值2，因此，中央主减速器的尺寸仍较大，一般用于公路、非公路军用车。2)圆柱行星齿轮式轮边减速桥。单排、齿圈固定式圆柱行星齿轮减速桥，一般减速比在3至4.2之间。由于轮边减速比大，因此，中央主减速器的速比一般均小于3，这样大锥齿轮就可取较小的直径，以保证重型汽车对离地问隙的要求。这类桥比单级减速器的质量大，价格也要贵些，而且轮穀内具有齿轮传动，长时间在公路上行驶会产生大量的热量而引起过热；因此，作为公路车用驱动桥，它不如中央单级减速桥。综上所述，由于设计的驱动桥的传动比为4.444，小于6。况且由于随着我国公路条件的改善和物流业对车辆性能要求

18、的变化，重型汽车驱动桥技术已呈现出向单级化发展的趋势，主要是单级驱动桥还有以下几点优点：1) 单级减速驱动桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺简单，成本较低， 是驱动桥的基本类型，在重型汽车上占有重要地位；2） 重型汽车发动机向低速大转矩发展的趋势，使得驱动桥的传动比向小速比发展；3）随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低。因此，重型汽车不必像过去一样，采用复杂的结构提高通过性；4）与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性提高。单级桥产品的优势为单级桥的发展拓展了广阔的前景。从产品设计的角度

19、看， 重型车产品在主减速比小于6的情况下，应尽量选用单级减速驱动桥。所以此设计采用单级驱动桥再配以铸造整体式桥壳。第二章 主减速器设计2.1 主减速器的结构形式主减速器的结构形式主要是根据其齿轮的类型，主动齿轮和从动齿轮的安置方法以及减速形式的不同而异。2.1.1 主减速器的齿轮类型主减速器的齿轮有弧齿锥齿轮，双曲面齿轮，圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。在此选用弧齿锥齿轮传动，其特点是主、从动齿轮的轴线垂直交于一点。由于轮齿端面重叠的影响，至少有两个以上的轮齿同时啮合，因此可以承受较大的负荷，加之其轮齿不是在齿的全长上同时啮合，而是逐渐有齿的一端连续而平稳的地转向另一端，所以工作平稳，噪声和振动小。

20、而弧齿锥齿轮还存在一些缺点，比如对啮合精度比较敏感，齿轮副的锥顶稍有不吻合就会使工作条件急剧变坏，并加剧齿轮的磨损和使噪声增大；但是当主传动比一定时，主动齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮比相应的弧齿锥齿轮小，从而可以得到更大的离地间隙，有利于实现汽车的总体布置。另外，弧齿锥齿轮与双曲面锥齿轮相比，具有较高的传动效率，可达99%。2.1.2 主减速器的减速形式由于i=4.4446，一般采用单级主减速器，单级减速驱动桥产品的优势：单级减速驱动车桥是驱动桥中结构最简单的一种，制造工艺较简单，成本较低，是驱动桥的基本型，在重型汽车上占有重要地位。目前重型汽车发动机向低速大扭矩发展的趋势使得驱动桥的传动比向小

21、速比发展。随着公路状况的改善，特别是高速公路的迅猛发展，许多重型汽车使用条件对汽车通过性的要求降低，因此，重型汽车产品不必像过去一样，采用复杂的结构提高其的通过性。与带轮边减速器的驱动桥相比，由于产品结构简化，单级减速驱动桥机械传动效率提高，易损件减少，可靠性增加。2.1.3 主减速器主，从动锥齿轮的支承形式作为一个13吨级的驱动桥，传动的转矩较大，所以主动锥齿轮采用骑马式支承。装于轮齿大端一侧轴颈上的轴承，多采用两个可以预紧以增加支承刚度的圆锥滚子轴承，其中位于驱动桥前部的通常称为主动锥齿轮前轴承，其后部紧靠齿轮背面的那个齿轮称为主动锥齿轮后轴承；当采用骑马式支承时，装于齿轮小端一侧轴颈上的

22、轴承一般称为导向轴承。导向轴承都采用圆柱滚子式，并且内外圈可以分离（有时不带内圈），以利于拆装。 2.2 主减速器的基本参数选择与设计计算2.2.1 主减速器计算载荷的确定（1） 按发动机最大转矩和最低挡传动比确定从动锥齿轮的计算转矩ce （2-1）式中 发动机至所计算的主减速器从动锥齿轮之间的传动系的最低挡传动比，在此取9.01，此数据此参考斯太尔1291.260/N65车型；发动机的输出的最大转矩，此数据参考斯太尔1291.260/N65车型在此取830；传动系上传动部分的传动效率，在此取0.9；该汽车的驱动桥数目在此取1；由于猛结合离合器而产生冲击载荷时的超载系数，对于一般的载货汽车，矿

23、用汽车和越野汽车以及液力传动及自动变速器的各类汽车取=1.0，当性能系数0时可取=2.0； （2-2）汽车满载时的总质量在此取20000 ；所以 0.195 =4716 =-0.310 即=1.0由以上各参数可求=29910.2（2）按驱动轮打滑转矩确定从动锥齿轮的计算转矩 （2-3）式中 汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，预设后桥所承载130000N的负荷； 轮胎对地面的附着系数，对于安装一般轮胎的公路用车，取=0.85；对于越野汽车取1.0；对于安装有专门的防滑宽轮胎的高级轿车，计算时可取1.25； 车轮的滚动半径，在此选用轮胎型号为12.00R20，滚动半径为0.527m； ，分

24、别为所计算的主减速器从动锥齿轮到驱动车轮之间的传动效率和传动比，取0.9，由于没有轮边减速器取1.0；所以 =64703.9（3）按汽车日常行驶平均转矩确定从动锥齿轮的计算转矩对于公路车辆来说，使用条件较非公路车辆稳定，其正常持续的转矩根据所谓的平均牵引力的值来确定： （2-4）式中：汽车满载时的总重量，参考斯太尔1291.260/N65车型在此取2000000N；所牵引的挂车满载时总重量，N，但仅用于牵引车的计算；道路滚动阻力系数，对于载货汽车可取0.0150.020；在此取0.018；汽车正常行驶时的平均爬坡能力系数，对于载货汽车可取0.050.09在此取0.07；汽车的性能系数在此取0；

25、，n见式（2-1），（2-3）下的说明。 =10305.8式（2-1）式（2-4）参考汽车车桥设计式（3-10）式（3-12）。2.2.2 主减速器基本参数的选择 主减速器锥齿轮的主要参数有主、从动齿轮的齿数和，从动锥齿轮大端分度圆直径、端面模数、主从动锥齿轮齿面宽和、中点螺旋角、法向压力角等。（1） 主、从动锥齿轮齿数和选择主、从动锥齿轮齿数时应考虑如下因素：1）为了磨合均匀，之间应避免有公约数。2）为了得到理想的齿面重合度和高的轮齿弯曲强度，主、从动齿轮齿数和应不小于40。3）为了啮合平稳，噪声小和具有高的疲劳强度对于商用车一般不小于6。4）主传动比较大时，尽量取得小一些，以便得到满意的离

26、地间隙。5）对于不同的主传动比，和应有适宜的搭配。根据以上要求参考汽车车桥设计中表3-12 表3-13取=9 =40 +=4940（2） 从动锥齿轮大端分度圆直径和端面模数对于单级主减速器，增大尺寸会影响驱动桥壳的离地间隙，减小又会影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。可根据经验公式初选，即 （2-5）直径系数，一般取13.016.0 从动锥齿轮的计算转矩，为Tce和Tcs中的较小者所以 =（13.016.0）=（403.5496.7）初选=450 则=/=450/40=11.25有参考机械设计手册表23.4-3中选取12 则=480根据=来校核=12选取的是否合适，其中=（0

27、.30.4）此处，=（0.30.4）=（9.3112.4），因此满足校核。（3） 主，从动锥齿轮齿面宽和 锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮轮齿小端齿沟变窄引起的切削刀头顶面过窄及刀尖圆角过小，这样不但会减小了齿根圆角半径，加大了集中应力，还降低了刀具的使用寿命。此外，安装时有位置偏差或由于制造、热处理变形等原因使齿轮工作时载荷集中于轮齿小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽也会引起装配空间减小。但齿面过窄，轮齿表面的耐磨性和轮齿的强度会降低。 对于从动锥齿轮齿面宽，推荐不大于节锥的0.3倍，即，而且应满足，对于汽车主减速器圆弧齿轮推荐采用： =0.1

28、55480=74.4 在此取75一般习惯使锥齿轮的小齿轮齿面宽比大齿轮稍大，使其在大齿轮齿面两端都超出一些，通常小齿轮的齿面加大10%较为合适，在此取=80（4）中点螺旋角 螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小，弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，选时应考虑它对齿面重合度，轮齿强度和轴向力大小的影响，越大，则也越大，同时啮合的齿越多，传动越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高，应不小于1.25，在1.52.0时效果最好，但过大，会导致轴向力增大。汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为3540，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取35。（5） 螺旋方向 主、从动锥齿轮

29、的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向，当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。所以主动锥齿轮选择为左旋，从锥顶看为逆时针运动，这样从动锥齿轮为右旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。（6）法向压力 加大压力角可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降，一般对于“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，规定重型载货汽车可选用22.5的压力角。2.2.3 主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算表2-1 主减速器圆弧锥齿

30、轮的几何尺寸计算用表序 号项 目计 算 公 式计 算 结 果1主动齿轮齿数92从动齿轮齿数403端面模数124齿面宽=80 =755工作齿高20.46全齿高=22.6567法向压力角=22.58轴交角=909节圆直径=108=48010节锥角arctan=90-=12.682=77.31811节锥距A=A=245.9712周节t=3.1416 t=37.69913齿顶高=10.214齿根高=12.456 15径向间隙c=c=2.25616齿根角=2.899 17面锥角=15.581=80.21718根锥角=9.783=74.41919齿顶圆直径=127.902=484.47920节锥顶点止齿轮

31、外缘距离=237.761=44.04921理论弧齿厚 =27.38mm=10.32mm22齿侧间隙B=0.3050.4060.4mm23螺旋角=352.2.4 主减速器圆弧锥齿轮的强度计算在完成主减速器齿轮的几何计算后，应验算其强度，进行强度计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠地工作。主减速器齿轮的疲劳寿命主要是与最大持续载荷，即平均计算转矩有关，而与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大。汽车驱动桥的最大输入转矩和最大附着转矩并不是使用中的持续载荷，强度计算时只能用它来验算最大应力，不能用来作为疲劳损坏的依据。汽车驱动桥的齿轮，承受的是交变负荷，其主要损坏形式是疲劳。其表现是齿根疲劳

32、折断和由表面点蚀引起的剥落。在要求使用寿命为20万千米或以上时，其循环次数均以超，过材料的耐久疲劳次数。因此，驱动桥齿轮的许用弯曲应力不超过210.9Nmm，表2-2给出了汽车驱动桥齿轮的许用应力数值。 表2-2 汽车驱动桥齿轮的许用应力 Nmm计算载荷 主减速器齿轮的许用弯曲应力主减速器齿轮的许用接触应力差速器齿轮的许用弯曲应力按式（2-1）、式（2-3）计算出的最大计算转矩Tec，Tcs中的较小者7002800980按式（2-4）计算出的平均计算转矩Tcf210.91750210.9 实践表明，主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷（即平均计算转矩）有关，而与汽车预期寿命期间出现的峰值载

33、荷关系不大。汽车驱动桥的最大输出转矩Tec和最大附着转矩Tcs并不是使用中的持续载荷，强度计算时只能用它来验算最大应力，不能作为疲劳损坏的依据。 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算（1） 单位齿长上的圆周力 在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算，即 Nmm (2-6)式中：P作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩Temax和最大附着力矩 两种载荷工况进行计算，N； 从动齿轮的齿面宽，在此取80mm。按发动机最大转矩计算时： Nmm （2-7）式中：发动机输出的最大转矩，在此取830； 变速器的传动比； 主动齿轮节圆直径，在此取108mm.按上式

34、Nmm 按最大附着力矩计算时： Nmm （2-8）式中：汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，对于后驱动桥还应考虑汽车最大加速时的负荷增加量，在此取130000N； 轮胎与地面的附着系数，在此取0.85： 轮胎的滚动半径，在此取0.527m=1619 Nmm在现代汽车的设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，单位齿长上的圆周力有时提高许用数据的20%25%。经验算以上两数据都在许用范围内。其中上述两种方法计算用的许用单位齿长上的圆周力p都为1865N/mm（2）轮齿的弯曲强度计算 汽车主减速器锥齿轮的齿根弯曲应力为 N/ （29） 式中：该齿轮的计算转矩，Nm;超载系数；在此取1.0尺

35、寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，当时，在此0.829载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，1.001.1；其他方式支承时取1.101.25。支承刚度大时取最小值。质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好，周节及径向跳动精度高时，可取1.0;计算齿轮的齿面宽，mm;计算齿轮的齿数；端面模数，mm;计算弯曲应力的综合系数（或几何系数），它综合考虑了齿形系数。载荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响。计算弯曲应力时本应采用轮齿中点圆周力与中点端面模数，今用大端模数，而在综合系数中进行修正。弯曲计算用综合系数J选取小齿

36、轮的0.225，大齿轮0.195.按上式 173 N/ 210.3 N/ =199.7 N/210.3 N/ 所以主减速器齿轮满足弯曲强度要求。 (3) 轮齿的表面接触强度计算锥齿轮的齿面接触应力为 N/ (2-10)式中：主动齿轮的计算转矩；材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6/mm; ，见式(2-9)下的说明； 尺寸系数，它考虑了齿轮的尺寸对其淬透性的影响，在缺乏经验的情况下，可取1.0； 表面质量系数，决定于齿面最后加工的性质（如铣齿，磨齿等），即表面粗糙度及表面覆盖层的性质（如镀铜，磷化处理等）。一般情况下，对于制造精确的齿轮可取1.0 计算接触应力的综合系数（或称几何系数）。它

37、综合考虑了啮合齿面的相对曲率半径、载荷作用的位置、轮齿间的载荷分配系数、有效尺宽及惯性系数的因素的影响，选取=0.115按上式 =1445 1750 N/主、从动齿轮的齿面接触应力相等，所以均满足要求。以上公式（2-6）（2-10）以及图2-1均参考汽车车桥设计2.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系的其它齿轮相比，具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求：具有较高的疲劳弯曲强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，

38、故齿表面应有高的硬度；轮齿心部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断；钢材的锻造、切削与热处理等加工性能良好，热处理变形小或变形规律易于控制，以提高产品的质量、缩短制造时间、减少生产成本并将低废品率；汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。在此，齿轮所采用的钢为20CrMnTi。用渗碳合金钢制造的齿轮，经过渗碳、淬火、回火后，轮齿表面硬度应达到5864HRC，而心部硬度较低，当端面模数8时为2945HRC。由于新齿轮接触和润滑不良，为了防止在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期的磨损，圆锥齿轮的传动副（或仅仅大齿轮）在热处理及经加工（

39、如磨齿或配对研磨）后均予与厚度0.0050.0100.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡。这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可以显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和擦伤等现象产生。2.2.6 主减速器轴承的计算（1）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。该法向力可分解为沿齿轮切向方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。为计算作用在齿轮的圆周力，首先需要确定计算

40、转矩。汽车在行驶过程中，由于变速器挡位的改变，且发动机也不全处于最大转矩状态，故主减速器齿轮的工作转矩处于经常变化中。实践表明，轴承的主要损坏形式为疲劳损伤，所以应按输入的当量转矩进行计算。作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩可按下式计算： (2-11)式中：发动机最大转矩，在此取830Nm；，变速器在各挡的使用率，可参考表2-3选取；，变速器各挡的传动比；，变速器在各挡时的发动机的利用率，可参考表2-3选取；表2-3及的参考值 车型变速器档位fift轿车公共汽车载货汽车III档 IV档 IV档IV档带高速档IV档IV档带高速档V档Kt80Kt80 fi I档110.82110.50.5II档942.56433.52III档90201627151175IV档7580.765508559