东风5.5 T级后驱动桥总成设计

福州大学至诚学院本科毕业设计（论文）

齿轮传动主、从动齿轮的中点螺旋角或名义螺旋角是相等的。汽车主减速器锥齿轮的螺旋角多在?m?35??40?范围内。轿车应选用较大值，以保证有较大的

mF ，以使运转平稳、噪音低。载货汽车选用较小值以防止轴向力过大。通常，

螺旋锥齿轮用35°的居多。在一般机械制造用的标准制中（Z1?12），中点螺旋角推荐用35°。

“格里森”制推荐用下式来近似地预选主动齿轮螺旋角的名义值：

?1??25??5?z2E?90?z1d2（2-6）

其中：（1）?1?——主动齿轮的名义（中点）螺旋角的预选值； （2）z1,z2——主、从齿轮齿数,Z1?9,Z2?43;

（3）d2——从动齿轮的节圆直径，d2?197.8(mm)； （4）E——双曲面齿轮的偏移距，E?0(mm)。 则：?1'?25??5?Z2E430?90??25??5??90??35.67? Z1d29197.8对于“格里森”制圆弧齿螺旋锥齿轮，预选?1?后尚需用刀号来加以校正。首先要求出近似刀号：

（2-7）

式中：?1,?2——主、从动齿轮齿根角，以“分”表示。取值见后面分析。

???98.920250?255.174255则： JD?12sin?1'?sin30.944769??9.103944

202011111按近似刀号选取与其最接近的标准刀号（计有,1,2,3,?,20），

2222220近似刀号及JD??1??2sin?1'有：标准刀号=10，按标准刀号反算螺旋角?：

??arcsin(20?标准刀号20?10）?arcsin(）?34.389860?

?1??298.920250?255.174255???1'?34.389860??30.944769??3.44507??5? 5、锥齿轮副螺旋方向的选择

螺旋锥齿轮的螺旋方向指的是轮齿节锥齿线的曲线弯曲方向，分为“左旋”与“右旋”两种。如右图所示，判断左、右旋向时应该从齿轮锥顶对着其齿面看去，如果轮齿从小端至大端的走向为顺时针方向，则称为右旋齿，反时针则称为左旋齿。主、从动齿轮的螺旋方向是不同的。

螺旋锥齿轮传动时所产生的轴向力，其方向取决于齿轮的螺旋方向和旋转方向。判断齿轮的旋转方向是顺时针还是逆时针时，要向齿轮的背面看去。而判断

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轴向力的方向时，则可以用左、右手法则判断，左旋齿轮的轴向力的方向用左手法则判断右旋齿轮的轴向力的方向用右手法则判断。判断时伸直拇指的指向为轴向力的方向，而其他手指握起来后的指向就是齿轮的旋转方向。当变速器挂前进挡时，应使主动齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主、从动齿轮有分离趋势，防止轮齿卡死而损坏。

本设计中，主动锥齿轮螺旋方向采用左旋，从动锥齿轮采用右旋。

6、法向压力角?

加大压力角可以提高轮齿的强度减少齿轮不产生根切的最小齿数。但对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。所以对轻负荷齿

图2-2 轮一般采用小压力角，使齿轮运转平稳，噪音低。对“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，载货汽车可选用22?30'或者20?的压力角。

综上，取法向压力角??22?30'

7、主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的相关几何尺寸

表2-2(主减速器相关几何尺寸) 序号 1 2 3 4 5 6 7 项目 主动齿轮数 从动齿轮数 端面模数 齿面宽 齿工作高 齿全高 法向压力角 8

计算公式 z1 z2 结果 9 43 4.6 31 7.59 8.43 22?30' m F?0.155d2;F?10m hg?H1m;H1?1.650（H1齿工作高系数）h?H2m;H2?1.832(H2齿全高系数) ? 福州大学至诚学院本科毕业设计（论文）

8 9 10 11 12 13 轴交角 节圆直径 ? d1?mz1;d2?mz2 90° 41；197.8 节锥角 ?1?arctan(z1z2);?2?arctan(z2z1)?90???111.82°； 78.18° 94.45 14.45 5.38； 2.21 2.64； 6.08 0.82 ''2节锥距 周节 齿顶高 A0?d1(2?sin?1)?d2(2?sin?2) t?3.1416m h?hg?h;h?Kam;Ka?0.481 '1'2'214 15 16 齿根高 径向间隙 齿根角 h?h?h;h?h?h ''1'1''2'2c?h?hg ?1?acrtan(hA0);?2?acrtan(hA0) ''11.6°； 3.68° 16.06°； 79.22° 10.78°； 73.94° 50.78； 185.402924 90； 16.02 17 面锥角 ?01??1??2;?02??2??1 18 根锥角 ?R1??1??1;?R2??2??2 '1'219 外圆直径 节锥顶点至d01?d1?2hcos?1;d02?d2?2hcos?2 20 齿轮外缘距离 '?01?d12?2h1'sin?1;?02?d22?2h2sin?2 s1?t?s2;s2?SKm 21 理论弧齿厚 （见表3-81，取sK?0.860） 10.27； 3.87 0.2 36° 22 23 齿侧间隙 螺旋角 9

B ? 东风5.5 T级后驱动桥总成设计

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螺旋方向 驱动齿轮 旋转方向 主动齿轮为左旋，从动齿轮为右旋 小齿轮 向齿轮背面看去，主动齿轮顺时针，从动齿轮逆时针 2.4 主减速器锥齿轮强度计算

在完成主减速器齿轮的几何计算之后，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。

2.4.1 齿轮的损坏形式和寿命

齿轮的损坏形式主要有弯曲疲劳折断、过载折断、齿面点蚀及剥落、齿面胶合、齿面磨损等。齿轮的使用寿命除与设计的正确与否有直接关系外，在实际生产中也往往会由于材料、加工精度、热处理、装配调整以及使用条件的不当而发生损坏。但正确的设计应是减少或避免上述损坏的一项重要措施。强度验算则是进行正确设计的一个方面。

2.4.2 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算

1、轮齿的弯曲强度计算

汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为：

?W?2TjK0KsKmKVFzmJ2?103 （2-8）

其中：（1）?W——锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力(MPa)； （2）Tj——该齿轮的计算转矩(N·m)，对于从动齿轮，

Tj?min[Tje,Tj?]?3390(N?m)；

对于主动齿轮Tj，要按式（Tjz?动效率，取?T?90%；则：

Tj3390Tjz???2866.6

i0?T1.314?90%

Tji01?T）换算；?T为主、从动锥齿轮间的传

(3)K0——过载系数，同上取K0?1；

(4)Ks——尺寸系数，它反映了材料性质的不均匀性，与齿轮尺寸及热处理等因素有关：

当m?1.6mm时：

Ks?4m10 25.4