1.5吨轻型货车后桥主减速器设计 - 图文

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因为主、从动齿轮的齿面接触应力是相同的，从动齿轮也符合许用应力。设计符合其强度要求。

4.2主减速器锥齿轮轴承的载荷计算

轴承的计算主要是计算轴承的寿命。通常是先根据主减速器的结构尺寸初步选定轴承的型号，然后验算轴承寿命。影响主减速器轴承使用寿命的主要外因是它的工作载荷及工作条件，因此在验算轴承寿命之前，首先应求出作用在齿轮上的轴向力、径向力，然后再求出轴承反力，以确定轴承载荷。

4.2.1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以法向力。该法向力可分为沿齿轮切线方向的圆周力、沿齿轮轴线方向的轴向力及垂直于齿轮轴线的径向力。

（1）齿宽中点处的圆周力 齿宽中点处的圆周力F为

F?2TDm2 （4.6）

式中：T为作用在从动齿轮上的转矩；Dm2为从动齿轮宽中点处的分度圆直径，由式（4.7）确定，即

Dm2?D2?b2sinγ2 （4.7）

D2-从动齿轮大端分度圆直径，B2从动齿轮齿面齿宽；γ2为从动齿轮节锥

角。

由式F1/F2?cosβ1/cosβ2可知，对于弧齿轮齿副，作用在主、从动齿轮上的圆周力是相等的：对于双曲面齿轮副，他们的圆周力是不等的。

（2） 锥齿轮的轴向力和径向力 如图（4-1）其螺旋方向为左旋，从锥顶看旋转方向为逆时针。FT为作用在节锥面上的齿面宽中点A处的法向力；在A点处的螺旋方向的法平面力，FT分解为两个垂直的力FN和Ff。FN垂直于OA且位于角OOA的平面内，Ff位于以OA为切线的节锥切面内。Ff在此切面内可分解成沿

FT与切线方向的圆周力F和沿节锥方向的力Fs。F和Ff之间的夹角为螺旋角β，

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Ff之间的夹角为法相压力角α。

图4-1 主动锥齿轮齿面受力图

所以有：

F?FTcosαcosβ （4.8）

FN?FTsinα=Ftanα/cosβ （4.9） FS?FTcosαsinβ?Ftanβ （4.10）

于是，作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力Faz和径向力FRz分别为

Faz?FNsinγ?FScosγ （4.11） FRz?FNcosγ?Fssinγ （4.12）

4.2.2锥齿轮轴承的载荷

当锥齿轮齿面上所受的圆周力、轴向力和径向力计算确定后，根据主减速器齿轮轴承的布置尺寸，即可求出轴承所受的载荷。图（4-2）为单级主减速器悬臂式支承的尺寸布置图，各轴承的载荷计算公式见表（4.2）

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图4-2 单级主减速器轴承布置尺寸

轴承上的载荷确定后，很容易根据轴承型号来计算其寿命，或根据寿命要求来选择轴承型号。

表4.2 轴承上的载荷

轴径承向A 力 轴向力 轴径承向B 力 轴向力 F(a+b)2FRZ(a+b)[]+[aaFazDm12 ]2a轴径承向C 力 轴FAZ (Fd2FRcdFacDm22 )+(+)c+dc+d2(c+d) Fac (FC2FRcC)+(c+dc+dFacDm22 )2(c+d)向力 轴径FazDm12) 2a FbFrzb()2+(aa承向D 力 轴向力 0 0 注：Dm1,Dm2为主、从动齿轮轮齿宽中点的分度圆直径

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第五章 主减速器齿轮的材料及热处理

汽车驱动桥主减速器的工作相当繁重，与传动系其他齿轮比较，它具有载荷大、作用时间长、载荷变化多、带冲击等特点。其损坏形式主要有轮齿根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求：

1）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，以及较好的齿面耐磨性，故齿表面应有高的硬度。

2）轮齿芯部应有适应的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下轮齿根部折断。

3）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控制，以提高产品质量、缩短制造时间、减小生产成本并降低废品率；

4）选择齿轮材料的合金元素是要适应我国的情况。例如，为了节约镍、铬等元素，我国发展了以锰、钒、钛、钼、硅为主的合金结构系统。

汽车主减速器用的螺旋锥齿轮与双曲面齿轮以及差速器的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金制造。其钢号主要有：20CrMnTi、22CrMnMo、20CrNiMo、20MnVB和20Mn2TiB等。

渗碳合金钢的优点是表面可得到碳含量较高的硬化层，具有相当高的耐磨性和抗压性，而心部较软，具有良好的韧性，故该材料的抗弯强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。由于其含碳量较低，故锻造性能和可加工性较好。其主要缺点是热处理费用高；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；如果渗透层与心部的碳含量相差较多，便会引起表面硬化层的剥落。

由于新齿轮润滑不良，为了防止齿轮在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期磨损，圆锥齿轮与双曲面齿轮的传动副（或仅仅大齿轮）在热处理及精加工（如磨齿或配对研磨）后均予以厚度为0.0050.0100.020mm的磷化处理或镀钢、镀锡。这种表面镀层不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑油。 对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25%。对于划动速度高的齿轮变形。渗碳后其耐磨性，可以进行渗碳处理。渗碳处理时的温度低，故不会引起齿轮变形。渗碳后摩擦系数可显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和

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