k0、km、kv选择同上式；
将各参数代入上式(3.6)，主动锥齿轮:σj=847.9 MPa； σj m=782.22 MPa；
从动锥齿轮:σj=612.11 MPa；σj m=564.70 MPa；
根据设计要求主从动锥齿轮的σj≤[σj]=2800MPa，σj m≤[σjm] =1750 Mpa; 所以齿轮接触强度满足要求。
3.6 轴承的设计及寿命计算
3.6.1 锥齿轮齿面上的作用力[1]
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Td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：
?fT2?fT3?fTR??1??fT1????fi1ig1?fi2ig2?fi3ig3???fiRigR Td?Temax???????????100??100??100????100??100?3333????? (3.7) ????13式中：Temax——发动机最大转矩，在此取372N·m； fi1，fi2…fiR——变速器在各挡的使用率； ig1，ig2…igR——变速器各挡的传动比；
fT1，fT2…fTR——变速器在各挡时的发动机的利用率。
由公式(3.7)经计算Td为495Ｎ·ｍ； 对于圆锥齿轮的齿面中点的分度圆直径
d2m?d2?bsin?2 d1m?d2mz1 z2经计算d1m＝137.74mm ; d2m=284mm; 1.齿宽中点处的圆周力
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齿宽中点处的圆周力为
F＝
2T N (3.8)dm 式中：T——作用在该齿轮上的转矩，作用在主减速器主动锥齿轮上的当量转矩;
dm——该齿轮的齿面宽中点处的分度圆直径.按上式主减速器主动锥齿轮齿宽中
点处的圆周力 F=
2?495=7.2KN；
137.742.锥齿轮的轴向力和径向力
图3.4 主动锥齿轮齿面的受力图
如图3.4，主动锥齿轮螺旋方向为左旋，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内，FT分解成两个相互垂直的力FN和Ff，FN垂直于OA且位于∠OO′A所在的平面，Ff位于以OA为切线的节锥切平面内。Ff在此平面内又可分为沿切线方向的圆周力F和沿节圆母线方向的力Fs。F与Ff之间的夹角为螺旋角?，FT与Ff之间的夹角为法向压力角?，这样就有：
sco?s （3.9） F?FTco???Fta?n/co?s （3.10） FN?FTsin
ssin??Ftan? （3.11） FS?FTco?
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于是，作用在主动锥齿轮齿面上的轴向力A和径向力R分别为 Faz?FNsin??FSco?s?F?ta?（3.12） nsin??sin?co?s? co?sF?ta? nco?s?sin?sin?? （3.13）co?s FRz?FNco?s?FSsin??7.2?103?tan22?sin64.13??sin35?cos64.13???680N 有式（3.12）可计算Faz?cos35?7.2?103?tan22?cos64.13??sin35?sin64.13??=5940N 有式（3.13）可计算FRz?cos35?2.主减速器轴承载荷的计算
轴承的轴向载荷就是上述的齿轮的轴向力。但如果采用圆锥滚子轴承作支承时，还应考虑径向力所应起的派生轴向力的影响。而轴承的径向载荷则是上述齿轮的径向力，圆周力及轴向力这三者所引起的轴承径向支承反力的向量和。当主减速器的齿轮尺寸，支承形式和轴承位置已确定，则可计算出轴承的径向载荷。 轴承A，B的径向载荷分别为
RA=
1a1a
?F?b?2??FRZ?b?0.5FaZ?dm?2 （3.14） ?F?c?2??FRZ?c?0.5FaZ?dm?2 ( 3.15)
RB?对于圆锥齿轮传动来说,作用在主从动齿轮上的圆周力是相等的.对于轴交角为90度的圆锥齿轮传动副来说,一个齿轮的轴向力等于另一个齿轮的径向力. 根据上式已知FaZ=680N，FRZ=5940N，a=90mm ，b=8mm，c=98mm 所以轴承A的径向力RA=
190?7200?8?2??680?8?0.5?5940?137.74?2
= 4535N
190 轴承B的径向力RB=
?7200?98?2??680?98?0.5?5940?137.74?2
=9458N
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3.6.2 轴承的寿命计算
对于轴承A，采用圆锥滚子轴承7316E，此轴承的额定动载荷Cr为262.35KN，所
承受的当量动载荷Q=X·RA=1×4535=4535N；
??ftCr?6?L???10 (3.16) ?fpQ???式中:ft——为温度系数，在此取1.0;
fp——为载荷系数，在此取1.2;
?1?262、35?10所以L=??1.2?4535?3?116?=4.025×10 ?10??103此外对于无轮边减速器的驱动桥来说，主减速器的从动锥齿轮轴承的计算转速n2为 n2?式中：rr——轮胎的滚动半径，m；
2.66vam r/min (3.17) rr
vam——汽车的平均行驶速度，km/h;对于载货汽车和公共汽车可取30～35 km/h，在此取32.5 km/h； 所以有上式可得n2=
2.66?32.5=169.84 r/min；
0.509而主动锥齿轮的计算转速n1=169.84×2.1=356.66 r/min； 所以轴承能工作的额定轴承寿命：
Lh?L h (3.18) 60n式中: n——轴承的计算转速，r/min；
4.025?1011由上式可得轴承A的使用寿命Lh?=1.88?107h；Lh〉7200h故轴承符合使用
60?356.66要求。
对于轴承B，采用圆锥滚子轴承7620E，此轴承的额定动载荷Cr为567.43KN，所
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承受的当量动载荷Q=X·RA=1×9458=9458N。
??ftCr?6 L???fpQ???10 (3.19)
??式中:ft——为温度系数，在此取1.0;
fp——为载荷系数，在此取1.2；
?1?567.43?10所以L=??1.2?9458?3?116?=4.545×10 ?10??103此外对于无轮边减速器的驱动桥来说，主减速器的从动锥齿轮轴承的计算转速n2为 169.84 r/min；
而主动锥齿轮的计算转速n1=169.84×2.1=356.66 r/min； 所以轴承能工作的额定轴承寿命：
Lh?L h (3.20) 60n式中: n——轴承的计算转速，r/min；
4.545?1011由上式可得轴承B的使用寿命Lh?=2?107h；Lh〉7200h故轴承符合使用要
60?356.66求。
对于从动齿轮的轴承C，D的径向力计算公式从动锥齿轮的径向载荷，如下公式
Rc?RD?1[0.5(Ad2m?A'd')?Re?R'f]2?[Pe?P'f]2g(3.21)
1[0.5(Ad2m?A'd')-Rc?R'k]2?[Pc?P'k]2 (3.22) g式中: g=170mm; e=94mm; f=65mm; c=76mm; k=105mm;
Tj=494.76?2.1=1039N;
o??13.83;??20o;
p'=2?Tj/d'=1.187?104； 此为圆柱齿轮的圆周力； A'=p'tan?=2920N; 为圆柱齿轮的轴向力；
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