輕型貨車驅(qū)動橋設(shè)計

1、第1章 序言 1.1 設(shè)計驅(qū)動橋的目的及思路驅(qū)動橋處于動力傳動系的末端，其基本功能是增大由傳動軸或變速器傳來的轉(zhuǎn)矩,并將動力合理地分配給左、右驅(qū)動輪，另外還承受作用于路面和車架或車身之間的垂直力力和橫向力。1.2 驅(qū)動橋的參數(shù)及設(shè)計要求主要參數(shù)：總質(zhì)量：6500 kg ； 裝載質(zhì)量：3500 kg ； 軸距：4000mm 后輪距：1700 mm 雙后胎，輪胎規(guī)格：9.00-20 ； 前軸荷（滿載時）：1500 kg ； 壓縮比：6.75 后軸荷（滿載時）：5000 kg ； 最高車速（滿載時）：90 km/h ；工作容積：5.562 L ； 發(fā)動機：CA6120型汽油機 ； 最大功率：pema

2、x=99 kW/3000r/min ； 最大轉(zhuǎn)距：Temax=372N m/1200-1400r/min ； 主傳動比：i0=i01i02=6.25；各檔速比： ig1= 7.64; ig2=4.834 ; ig3=2.856; ig4=1.895; ig5=1.337; ig6=1; igR=7.107;驅(qū)動橋設(shè)計應當滿足如下基本要求：a)所選擇的主減速比應能保證汽車具有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性;b)外形尺寸要小，保證有必要的離地間隙;c)齒輪及其它傳動件工作平穩(wěn)，噪聲小;d)在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率;e)在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質(zhì)量小，尤其是簧下質(zhì)量應盡量小，以改善汽

3、車平順性; f)與懸架導向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)，對于轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋，還應與轉(zhuǎn)向機構(gòu)運動協(xié)調(diào)。2 驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式與布置在選擇驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式時，應從所設(shè)計汽車的類型的使用，生產(chǎn)條件出發(fā)，并和所設(shè)計汽車的其它部件尤其是與懸掛的結(jié)構(gòu)型式與特性相適應，以共同保證整個汽車的預期使用性能的實現(xiàn)。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)型式按工作特性分，可以歸并為兩大類，即非斷開式驅(qū)動橋和斷開式驅(qū)動橋。當驅(qū)動車輪采用非獨立懸架時，應該選用非斷開式驅(qū)動橋；當驅(qū)動車輪采用獨立懸架時，則應該選用斷開式驅(qū)動橋。因此，前者又稱為非獨立懸架驅(qū)動橋；后者稱為獨立懸架驅(qū)動橋。獨立懸架驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)叫復雜，但可以大大提高汽車在不平路面上的行駛平順性。2.1 非斷開式

4、驅(qū)動橋普通非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，在多數(shù)的越野汽車和部分轎車上也采用這種結(jié)構(gòu)。他們的具體結(jié)構(gòu)、特別是橋殼結(jié)構(gòu)雖然各不相同，但是有一個共同特點，即橋殼是一根支承在左右驅(qū)動車輪上的剛性空心梁，齒輪及半軸等傳動部件安裝在其中。這時整個驅(qū)動橋、驅(qū)動車輪及部分傳動軸均屬于簧下質(zhì)量，汽車簧下質(zhì)量較大，這是它的一個缺點。在少數(shù)具有高速發(fā)動機的大型公共汽車、多橋驅(qū)動汽車和超重型載貨汽車上，有時采用蝸輪式主減速器，它不僅具有在質(zhì)量小、尺寸緊湊的情況下可以得到大的傳動比以及工作平滑無聲的優(yōu)點，而且對汽車的總體布置很方便。2.2 斷開式驅(qū)動橋 斷開式

5、驅(qū)動橋區(qū)別于非斷開式驅(qū)動橋的明顯特點在于前者沒有一個連接左右驅(qū)動車輪的剛性整體外殼或梁。斷開式驅(qū)動橋的橋殼是分段的，并且彼此之間可以做相對運動，所以這種橋稱為斷開式的。另外，它又總是與獨立懸掛相匹配，故又稱為獨立懸掛驅(qū)動橋。這種橋的中段，主減速器及差速器等是懸置在車架橫粱或車廂底板上，或與脊梁式車架相聯(lián)。主減速器、差速器與傳動軸及一部分驅(qū)動車輪傳動裝置的質(zhì)量均為簧上質(zhì)量。兩側(cè)的驅(qū)動車輪由于采用獨立懸掛則可以彼此致立地相對于車架或車廂作上下擺動，相應地就要求驅(qū)動車輪的傳動裝置及其外殼或套管作相應擺動。汽車懸掛總成的類型及其彈性元件與減振裝置的工作特性是決定汽車行駛平順性的主要因素，而汽車簧下部分

6、質(zhì)量的大小，對其平順性也有顯著的影響。斷開式驅(qū)動橋的簧下質(zhì)量較小，又與獨立懸掛相配合，致使驅(qū)動車輪與地面的接觸情況及對各種地形的適應性比較好，由此可大大地減小汽車在不平路面上行駛時的振動和車廂傾斜，提高汽車的行駛平順性和平均行駛速度，減小車輪和車橋上的動載荷及零件的損壞，提高其可靠性及使用壽命。但是，由于斷開式驅(qū)動橋及與其相配的獨立懸掛的結(jié)構(gòu)復雜，故這種結(jié)構(gòu)主要見于對行駛平順性要求較高的一部分轎車及一些越野汽車上，且后者多屬于輕型以下的越野汽車或多橋驅(qū)動的重型越野汽車。2.3 多橋驅(qū)動的布置為了提高裝載量和通過性，有些重型汽車及全部中型以上的越野汽車都是采用多橋驅(qū)動，常采用的有4×4

7、、6×6、8×8等驅(qū)動型式。在多橋驅(qū)動的情況下，動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋的方式有兩種。相應這兩種動力傳遞方式，多橋驅(qū)動汽車各驅(qū)動橋的布置型式分為非貫通式與貫通式。前者為了把動力經(jīng)分動器傳給各驅(qū)動橋，需分別由分動器經(jīng)各驅(qū)動橋自己專用的傳動軸傳遞動力，這樣不僅使傳動軸的數(shù)量增多，且造成各驅(qū)動橋的零件特別是橋殼、半軸等主要零件不能通用。而對8×8汽車來說，這種非貫通式驅(qū)動橋就更不適宜，也難于布置了。為了解決上述問題，現(xiàn)代多橋驅(qū)動汽車都是采用貫通式驅(qū)動橋的布置型式。由于非斷開式驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，查閱資料，根據(jù)設(shè)計參數(shù)等需求，要設(shè)計這樣一個級別的驅(qū)動橋，選

8、用非斷開式結(jié)構(gòu)以與非獨立懸架相適應，該種形式的驅(qū)動橋的橋殼是一根支撐在左右驅(qū)動車輪的剛性空心梁，一般是鑄造或鋼板沖壓而成，主減速器，差速器和半軸等所有傳動件都裝在其中，此時驅(qū)動橋，驅(qū)動車輪都屬于簧下質(zhì)量。非斷開式驅(qū)動橋，由于結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉、工作可靠，廣泛用在各種載貨汽車、客車和公共汽車上，再結(jié)合一些設(shè)計需求并查閱文獻1選擇此種型式的驅(qū)動橋。2.4 二級主減速器的確定與直齒輪傳動比較，斜齒輪傳動具有下列主要的優(yōu)點：（1）嚙合性能好。在斜齒輪傳動中，其輪齒的接觸線為與齒輪軸線傾斜的直線，輪齒開始嚙合和脫離嚙合都是逐漸的，因而傳動平穩(wěn)、噪聲小，同時這種嚙合方式也減小了制造誤差對傳動的影響。 （2

9、）重合度大。這樣就降低了每對輪齒的載荷，從而相對的提高了齒輪的承載能力，延長了齒輪的使用壽命，并使傳動平穩(wěn)。 （3）斜齒標準齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)較直齒輪著少，因此，采用斜齒輪傳動可以得到更為緊湊的機構(gòu)。（4）嚙合性能好。在斜齒輪傳動中，其輪齒的接觸線為與齒輪軸線傾斜的直線，輪齒開始嚙合和脫離嚙合都是逐漸的，因而傳動平穩(wěn)、噪聲小，同時這種嚙合方式也減小了制造誤差對傳動的影響。 （5）重合度大。這樣就降低了每對輪齒的載荷，從而相對的提高了齒輪的承載能力，延長了齒輪的使用壽命，并使傳動平穩(wěn)。 （6）斜齒標準齒輪不產(chǎn)生根切的最少齒數(shù)較直齒輪著少，因此，采用斜齒輪傳動可以得到更為緊湊的機構(gòu)。由經(jīng)驗論

10、證最終二級齒輪選擇斜齒圓柱齒輪。3 主減速器設(shè)計主減速器是汽車傳動系中減小轉(zhuǎn)速、增大扭矩的主要部件，它是依靠齒數(shù)少的錐齒輪帶動齒數(shù)多的錐齒輪。對發(fā)動機縱置的汽車，其主減速器還利用錐齒輪傳動以改變動力方向。由于汽車在各種道路上行使時，其驅(qū)動輪上要求必須具有一定的驅(qū)動力矩和轉(zhuǎn)速，在動力向左右驅(qū)動輪分流的差速器之前設(shè)置一個主減速器后，便可使主減速器前面的傳動部件如變速器、萬向傳動裝置等所傳遞的扭矩減小，從而可使其尺寸及質(zhì)量減小、操縱省力。驅(qū)動橋中主減速器設(shè)計應滿足如下基本要求：（1）所選擇的主減速比應能保證汽車既有最佳的動力性和燃料經(jīng)濟性;（2）外型尺寸要小，保證有必要的離地間隙；齒輪其它傳動件工作

11、平穩(wěn)，噪音小;（3）在各種轉(zhuǎn)速和載荷下具有高的傳動效率；與懸架導向機構(gòu)與動協(xié)調(diào);（4）在保證足夠的強度、剛度條件下，應力求質(zhì)量小，以改善汽車平順性;（5）結(jié)構(gòu)簡單，加工工藝性好，制造容易，拆裝、調(diào)整方便。3.1 主減速器結(jié)構(gòu)型式主減速器的結(jié)構(gòu)型式主要是根據(jù)齒輪類型、主動齒輪和從動齒輪的安置方法以及減速型式的不同而異。按齒輪副結(jié)構(gòu)型式分，主減速器的齒輪傳動主要有螺旋錐齒輪式傳動、雙曲面齒輪式傳動、圓柱齒輪式傳動（又可分為軸線固定式齒輪傳動和軸線旋轉(zhuǎn)式齒輪傳動即行星齒輪式傳動）和蝸桿蝸輪式傳動等形式。在發(fā)動機橫置的汽車驅(qū)動橋上，主減速器往往采用簡單的斜齒圓柱齒輪；在發(fā)動機縱置的汽車驅(qū)動橋上，主減速

12、器往往采用圓錐齒輪式傳動或準雙曲面齒輪式傳動。為了減少驅(qū)動橋的外輪廓尺寸，主減速器中基本不用直齒圓錐齒輪而采用螺旋錐齒輪。因為螺旋錐齒輪不發(fā)生根切（齒輪加工中產(chǎn)生輪齒根部切薄現(xiàn)象，致使齒輪強度大大降低）的最小齒數(shù)比直齒輪的最小齒數(shù)少，使得螺旋錐齒輪在同樣的傳動比下主減速器結(jié)構(gòu)較緊湊。此外，螺旋錐齒輪還具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小等優(yōu)點，汽車上獲得廣泛應用。在此選用螺旋錐齒輪傳動，其特點是主、從動齒輪的軸線垂直交于一點。由于輪齒端面重疊的影響，至少有兩個以上的輪齒同時嚙合，因此可以承受較大的負荷，加之其輪齒不是在齒的全長上同時嚙合，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。

13、而螺旋齒錐齒輪還存在一些缺點，比如對嚙合精度比較敏感，齒輪副的錐頂稍有不吻合就會使工作條件急劇變壞，并加劇齒輪的磨損和使噪聲增大；但是當主傳動比一定時，主動齒輪尺寸相同時，雙曲面齒輪比相應的弧齒錐齒輪小，從而可以得到更大的離地間隙，有利于實現(xiàn)汽車的總體布置。另外，螺旋齒錐齒輪與雙曲面錐齒輪相比，具有較高的傳動效率，可達99%。并且一級傳動比在2左右時選擇螺旋齒錐齒輪比較合適. 螺旋錐齒輪傳動如圖3.1。查閱文獻1-2選擇螺旋錐齒輪。圖3.1 螺旋錐齒輪傳動 為了滿足不同的使用要求，主減速器的減速型式也是不同的。按參加減速傳動的齒輪副數(shù)目分，有單級式主減速器和雙級式主減速器、雙速主減速器、雙級減

14、速配以輪邊減速器等。雙級式主減速器應用于大傳動比的中、重型汽車上，若其第二級減速器齒輪有兩副，并分置于兩側(cè)車輪附近，實際上成為獨立部件，則稱輪邊減速器。單級式主減速器應用于轎車和一般輕、中型載貨汽車。驅(qū)動橋的結(jié)構(gòu)形式有多種，基本形式有三種如下：（1）中央單級減速驅(qū)動橋。此是驅(qū)動橋結(jié)構(gòu)中最為簡單的一種，是驅(qū)動橋的基本形式， 在載重汽車中占主導地位。一般在主傳動比小于6的情況下，應盡量采用中央單級減速驅(qū)動橋。目前的中央單級減速器趨于采用雙曲線螺旋傘齒輪，主動小齒輪采用騎馬式支承， 有差速鎖裝置供選用。（2）中央雙級驅(qū)動橋。在國內(nèi)目前的市場上，中央雙級驅(qū)動橋主要有2種類型：一類如伊頓系列產(chǎn)品，事先就

15、在單級減速器中預留好空間，當要求增大牽引力與速比時，可裝入圓柱行星齒輪減速機構(gòu)，將原中央單級改成中央雙級驅(qū)動橋，這種改制“三化”（即系列化，通用化，標準化）程度高， 橋殼、主減速器等均可通用，錐齒輪直徑不變；另一類如洛克威爾系列產(chǎn)品，當要增大牽引力與速比時，需要改制第一級傘齒輪后，再裝入第二級圓柱直齒輪或斜齒輪，變成要求的中央雙級驅(qū)動橋，這時橋殼可通用，主減速器不通用， 錐齒輪有2個規(guī)格。（3）中央單級、輪邊減速驅(qū)動橋。輪邊減速驅(qū)動橋較為廣泛地用于油田、建筑工地、礦山等非公路車與軍用車上。當前輪邊減速橋可分為2類：一類為圓錐行星齒輪式輪邊減速橋；另一類為圓柱行星齒輪式輪邊減速驅(qū)動橋。經(jīng)方案論證

16、，并查閱文獻1-2本設(shè)計主減速器采用雙級主減速器。根據(jù)汽車總體布置的要求可采用縱向水平布置的錐齒輪-圓柱齒輪式雙級主減速器。這種布置使從動圓柱齒輪軸的中心線與其他齒輪軸的中心線位于同一水平面內(nèi)。3.2 主減速器主、從動錐齒輪的支承方案 主減速器中心必須保證主從動齒輪具有良好的嚙合狀況，才能使它們很好地工作。齒輪的正確嚙合，除了與齒輪的加工質(zhì)量裝配調(diào)整及軸承主減速器殼體的剛度有關(guān)以外，還與齒輪的支承剛度密切相關(guān)。3.2.1 主動錐齒輪的支承 主動錐齒輪的支承形式可分為懸臂式支承和跨置式支承兩種。查閱資料、文獻，經(jīng)方案論證，采用懸臂式支承結(jié)構(gòu)（如圖3.2示）。懸臂式支承形式的結(jié)構(gòu)特點是,在錐齒輪的

17、大端一側(cè)有較長的軸,并在其上安裝一對圓錐滾子軸承。為了減小懸臂長度a和增加兩支承間的距離b,以改善支承剛度,應使兩軸承圓錐滾子的大端朝外,使作用在齒輪上離開錐頂?shù)妮S向力由靠近齒輪的軸承支承,而反向軸向力則由另一軸承承受。為了盡可能地增加支承剛度, 支承距離b應大于2.5倍的懸臂長度a,且應比齒輪節(jié)圓直徑的70%還大,另外靠近齒輪的軸徑應不小于尺寸a。 懸臂式支承結(jié)構(gòu)簡單, 支承剛度較差,用于傳遞轉(zhuǎn)矩較小的主減速器上。 圖3.2 主動錐齒輪懸臂式支承形式3.2.2 從動錐齒輪的支承從動錐齒輪采用圓錐滾子軸承支承（如圖3.3示）。為了增加支承剛度，兩軸承的圓錐滾子大端應向內(nèi)，以減小尺寸c+d。為了

18、使從動錐齒輪背面的差速器殼體處有足夠的位置設(shè)置加強肋以增強支承穩(wěn)定性，c+d應不小于從動錐齒輪大端分度圓直徑的70%。為了使載荷能均勻分配在兩軸承上，應是c等于或大于d。圖3.3 從動錐齒輪支承形式3.3 主減速器螺旋錐齒輪的參數(shù)選擇與設(shè)計計算主減速比i0、驅(qū)動橋的離地間隙和計算載荷，是主減速器設(shè)計的原始數(shù)據(jù)，應在汽車總體設(shè)計時就確定。離地間隙為mm ;滿足中型載貨汽車驅(qū)動橋離地間隙的要求。13.3.1 主減速比i的確定及主減速器計算載荷的確定根據(jù)主要參數(shù)主減速比i為6.25。1.按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和最低擋傳動比確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩je (3.1) 式中 : 發(fā)動機至所計算的主減速器從動錐齒

19、輪之間的傳動系的最低擋傳動比，在此取7.64； i0發(fā)動機至所計算的主減速器從動錐齒輪之間的傳動比；此處取2.1；發(fā)動機的輸出的最大轉(zhuǎn)矩，此數(shù)據(jù)在此取372；傳動系上傳動部分的傳動效率，在此取0.9；該汽車的驅(qū)動橋數(shù)目在此取1；由于猛結(jié)合離合器而產(chǎn)生沖擊載荷時的超載系數(shù)，對于一般的載貨汽車，礦用汽車和越野汽車以及液力傳動及自動變速器的各類汽車取=1.0;見式（3.1）=5371.53 2.按驅(qū)動輪打滑轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩 (3.2) 式中: 汽車滿載時一個驅(qū)動橋給水平地面的最大負荷，預設(shè)后橋所承載68600N的負荷; 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=0.85； 車

20、輪的滾動半徑，在此選用輪胎型號為9.00-20，滾動半徑為0.509m； ，分別為所計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，由于沒有輪邊減速器取1.0，取1.0.見式（3.2） =29679.79 選擇（3.1）和(3.2)中較小者作為載貨汽車在強度計算中用以驗算主減速器從動齒輪最大的應力的計算載荷.即為5371.53.3.按汽車日常行駛平均轉(zhuǎn)矩確定從動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)矩對于公路車輛來說，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：(3.3) 0.195 =51>16 0 即=1.0見式（3.3）求=4571.69則主減主動齒輪分別為:=26

21、92.5 平均轉(zhuǎn)矩為:=2291.573.3.2 主減速器螺旋錐齒輪基本參數(shù)的選擇1.主、從動錐齒輪齒數(shù)z1和z2選擇主、從動錐齒輪齒數(shù)時應考慮如下因素；（1）為了磨合均勻，之間應避免有公約數(shù)。（2）為了得到理想的齒面重合度和高的輪齒彎曲強度，主、從動齒輪齒數(shù)和應不小于40。（3）為了嚙合平穩(wěn)，噪聲小和具有高的疲勞強度對于商用車一般不小于6。（4）主傳動比較大時，盡量取得小一些，以便得到滿意的離地間隙。（5）對于不同的主傳動比，和應有適宜的搭配。查閱資料及文獻1-3，經(jīng)方案論證，主減速器的傳動比為2.1，初定主動齒輪齒數(shù)z1=16，從動齒輪齒數(shù)z2=33。2.主、從動錐齒輪齒形參數(shù)計算根據(jù)文獻

22、2對于載貨汽車來說，可按主減速器主動錐齒輪的計算轉(zhuǎn)距選擇該齒輪的大端端面模數(shù)。齒輪端面模數(shù): m=（0.598-0.692）=9.63; 根據(jù)模數(shù)系列取為10。3.主、從動錐齒輪齒面寬和2 錐齒輪齒面過寬并不能增大齒輪的強度和壽命，反而會導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，加大了集中應力，還降低了刀具的使用壽命。此外，安裝時有位置偏差或由于制造、熱處理變形等原因使齒輪工作時載荷集中于輪齒小端，會引起輪齒小端過早損壞和疲勞損傷。另外，齒面過寬也會引起裝配空間減小。但齒面過窄，輪齒表面的耐磨性和輪齒的強度會降低。對于從動錐齒輪齒面寬，推薦

23、不大于節(jié)錐的0.3倍，即，而且應滿足，對于汽車主減速器螺旋錐齒輪推薦采用： =0.155330=51.15 ; 在此取51mm;b1取56mm。4.主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算1-2,5-8 表3.1主減速器圓弧錐齒輪的幾何尺寸計算用表序 號項 目計 算 公 式(有的)計 算 結(jié) 果1主動齒輪齒數(shù)162從動齒輪齒數(shù)333端面模數(shù)104齒面寬5齒工作高176全齒高h=18.887法向壓力角=22°8軸交角=90°9節(jié)圓直徑=160mm=330mm10節(jié)錐角arctan=90°-=25°52=64°811節(jié)錐距A=A=18312周節(jié)t=3.14

24、16 t=31.41613齒頂高ha=hg-h2;h2=5.5m11.5 5.514齒根高hf=1.888m-ha7.38 13.3815徑向間隙c=h-hgc=1.8816齒根角=2°19=4°1117面錐角=30°3=66°2618根錐角=23°34=59°3519齒頂圓直徑=181=33520節(jié)錐頂點止齒輪外緣距離=160=7521理論弧齒厚 =18.82mm=12.6mm22齒側(cè)間隙B=0.3050.4060.32mm23螺旋角=35° 5.中點螺旋角 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，

25、弧齒錐齒輪副的中點螺旋角是相等的，選時應考慮它對齒面重合度，輪齒強度和軸向力大小的影響，越大，則也越大，同時嚙合的齒越多，傳動越平穩(wěn)，噪聲越低，而且輪齒的強度越高，應不小于1.25，在1.52.0時效果最好，但過大，會導致軸向力增大。汽車主減速器弧齒錐齒輪的平均螺旋角為35°40°，而商用車選用較小的值以防止軸向力過大，通常取35°。6.法向壓力角法向壓力角大一些可以增加輪齒強度，減少齒輪不發(fā)生根切的最少齒數(shù)，也可以使齒輪運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低。對于貨車弧齒錐齒輪，一般選用20°。7.螺旋方向從錐齒輪錐頂看，齒形從中心線上半部向左傾斜為左旋，向右傾斜為右旋。主

26、、從動錐齒輪的螺旋方向是相反的。螺旋方向與錐齒輪的旋轉(zhuǎn)方向影響其所受軸向力的方向。當變速器掛前進擋時，應使主動齒輪的軸向力離開錐頂方向，這樣可以使主、從動齒輪有分離趨勢，防止輪齒卡死而損壞。3.4 主減速器螺旋錐齒輪的材料選擇1 驅(qū)動橋錐齒輪的工作條件是相當惡劣的，與傳動系其它齒輪相比，具有載荷大、作用時間長、變化多、有沖擊等特點。因此，傳動系中的主減速器齒輪是個薄弱環(huán)節(jié)。主減速器錐齒輪的材料應滿足如下的要求：具有高的彎曲疲勞強度和表面接觸疲勞強度，齒面高的硬度以保證有高的耐磨性;齒輪芯部應有適當?shù)捻g性以適應沖擊載荷，避免在沖擊載荷下齒根折斷;鍛造性能、切削加工性能以及熱處理性能良好，熱處理后

27、變形小或變形規(guī)律易控制;選擇合金材料是，盡量少用含鎳、鉻的材料，而選用含錳、釩、硼、鈦、鉬、硅等元素的合金鋼;汽車主減速器錐齒輪與差速器錐齒輪目前常用滲碳合金鋼制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。在此，齒輪所采用的鋼為20CrMnTi.汽車主減速器用的螺旋錐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。滲碳合金鋼的優(yōu)點是表面可得到含碳量較高的硬化層（一般碳的質(zhì)量分數(shù)為0.8%1.2%），具有相當高的耐磨性和抗壓性，而芯部較軟，具有良好的韌性。因此，這類材料的彎曲強度、表面接觸強度和承受沖擊的能力均較好。3.5 主減速器

28、螺旋錐齒輪的強度計算在完成主減速器齒輪的幾何計算之后，應對其強度進行計算，以保證其有足夠的強度和壽命以及安全可靠性地工作。汽車驅(qū)動橋的齒輪，承受的是交變負荷，其主要損壞形式是疲勞。其表現(xiàn)是齒根疲勞折斷和由表面點蝕引起的剝落。在要求使用壽命為20萬千米或以上時，其循環(huán)次數(shù)均以超過材料的耐久疲勞次數(shù)。因此，驅(qū)動橋齒輪的許用彎曲應力不超過210.9Nmm。見表3.2 汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應力。 表 3.2汽車驅(qū)動橋齒輪的許用應力 Nmm主減速器齒輪的許用彎曲應主減速器齒輪的許用接觸應力差速器齒輪的許用彎曲應力700210.928001750980210.93.5.1 單位齒長圓周力按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩計

29、算時P= Nmm （3.4） 式中： ig變速器傳動比，常取一擋傳動比，ig=7.64；d1主動齒輪分度圓直徑,為160。將各參數(shù)代入式（3.4）中，有：P=1100 N/mmPP=1429 N/mm，錐齒輪的表面耐磨性滿足要求。3.5.2 齒輪彎曲強度錐齒輪輪齒的齒根彎曲應力為：= N/ （3.5） 式中：從動錐齒輪輪齒的齒根彎曲應力，N/；T齒輪的計算轉(zhuǎn)矩，Nm；k0過載系數(shù)，一般取1；ks尺寸系數(shù)，0.792；km齒面載荷分配系數(shù)，懸臂式結(jié)構(gòu)，km=1.1；kv質(zhì)量系數(shù)，取1；F所計算的齒輪齒面寬； Z所討論齒輪齒數(shù)；Jw齒輪的輪齒彎曲應力綜合系數(shù)，取主動0.245,從動0.24 1；

30、m模數(shù)。對于主動錐齒輪： T=2692.5 Nm；Tm=2291.57 Nm; 對于從動錐齒輪: T=5371.53 Nm； Tm=4571.65 Nm；將各參數(shù)代入式（3.5），有：主動錐齒輪， =213.71MPa；m=197.21MPa；從動錐齒輪， =231.71MPa；m=181.90 MPa；根據(jù)設(shè)計要求主從動錐齒輪的=700MPa，mm=210.9 Mpa;所以輪齒彎曲強度滿足要求。3.5.3 輪齒接觸強度錐齒輪輪齒的齒面接觸應力為： (3.6) 式中：j錐齒輪輪齒的齒面接觸應力，MPa； D1錐齒輪大端分度圓直徑，mm；主動:160mm; 從動:330mm;b主、從動錐齒輪齒面寬；kf齒面品質(zhì)系數(shù)，取1.1；cp綜合彈性系數(shù)，取232.6N1/2/mm；ks尺寸系數(shù)，取1.0；Jj齒面接觸強度的綜合系數(shù)，主動取0.245；從動取0.24;Tz主動錐齒輪計