3.2.7法向压力角 ....................................................................................................... 17
四、锥齿轮主要参数计算 ......................................................... 18
4.1车轮滚动半径 ............................................................................................................. 18 4.2主减速比及主、从动锥齿轮齿数 ............................................................................. 18 4.3主、从动锥齿轮大端分度圆直径 ............................................................................. 18 4.4齿轮端面模数 ............................................................................................................. 18 4.5主、从动锥齿轮齿面宽的确定 ................................................................................. 19 4.6双曲面小齿轮偏移距 ................................................................................................. 19 4.7螺旋方向 ..................................................................................................................... 19 4.8法向压力角 ................................................................................................................. 19 五、锥齿轮强度计算 .............................................................. 19
5.1单位齿长圆周力 ......................................................................................................... 19 5.2轮齿弯曲强度 ............................................................................................................. 20 5.3轮齿接触强度 ............................................................................................................. 21 六、锥齿轮轴承载荷计算 ......................................................... 22
6.1锥齿轮齿面上的作用力 ............................................................................................. 22 6.2锥齿轮的轴向力和径向力 ......................................................................................... 23
6.2.1主动锥齿轮轴向力和径向力 ........................................................................... 23 6.2.2从动锥齿轮轴向力和径向力 ........................................................................... 24 6.3锥齿轮轴承的载荷 ..................................................................................................... 24 七、轴承型号的选用 .............................................................. 26
7.1轴的设计与校核 ......................................................................................................... 26
7.1.1主动锥齿轮轴的设计与校核 ........................................................................... 26
八、锥齿轮的材料 ................................................................ 26 九、课程设计总结 ................................................................ 28 参考文献 ......................................................................... 29
商用货车主减速器设计
绪论
主减速器是汽车驱动桥中的重要部件。驱动桥主要包括主减速器总成、差速器、驱动桥壳等。主减速器的功用是将输入的转矩增大并相应降低转速，以及当发动机纵向布置时还具有改变旋转方向的作用。为满足不同的使用要求，主减速器的结构形式也是不同的。按参加减速传动的齿轮副数目分，有单级式主减速器和双级式主减速器，在双级式主减速器中，若第二级减速器齿轮有两对，并分置于两侧车轮附近，实际上成为独立部件，则称为轮边减速器。按主减速器传动比挡数分，有单速式减速器和双速式减速器，前者的传动比是固定的，后者有两个传动比供驾驶员选择，以适应不同行驶条件的需要。按齿轮副结构形式分，减速器有圆柱齿轮式、圆锥齿轮式和准双曲面齿轮式等。
主减速器的作用
汽车正常行驶时，发动机的转速通常在2000至3000r/min左右，如果将这么高的转速只靠变速箱来降低下来，那么变速箱内齿轮副的传动比则需很大，而齿轮副的传动比越大，两齿轮的半径比也就越大。换句话说，也就是变速箱的尺寸也会越大。另外，转速下降，而扭矩必然增加，也就加大了变速箱与变速箱后一级传动机构的传动负荷。所以，在动力向左右驱动轮分流的差速器之前设置一个主减速器，可使主减速器前面的传动部件如变速箱、分动器、万向传动装置等传递的扭矩减小，也可使变速箱的尺寸质量减小，并且使操纵省力。
所以说主减速器是驱动桥中重要的传力部件，其基本功用是降低传动轴输入的转速，同时增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩。达到减速增扭动作用。还具有改变转矩旋转方向的作用。经过减速以后，再将转矩分配给左、右车轮，并使左右车轮能够正常行驶。
一、主减速器结构方案分析
主减速器可根据齿轮类型、减速器形式以及主、从动齿轮的支撑形式不同分类。
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1.1主减速器的齿轮类型
主减速器的齿轮弧齿锥齿轮、双曲面齿轮、圆柱齿轮和蜗轮蜗杆等形式。
1.1.1 弧齿锥齿轮传动（螺旋锥齿轮传动）
弧齿锥齿轮传动(图1.1a)的主、从动齿轮轴线垂直相交于一点，齿轮并不同时在全长上啮合，而是逐渐从一端连续平稳地转向另一端。另外，由于轮齿端面重叠的影响，至少有两对以上的轮齿同时啮合，所以它工作平稳、能承受较大的负荷、制造也简单。但是在工作中噪声大，对啮合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便会使工作条件急剧变坏，并伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将支承轴承预紧，提高支承刚度，增大壳体刚度。
a)螺旋锥齿轮传动 b)双曲面齿轮传动 c)圆柱齿轮传动 d)蜗杆传动
图1.1 主减速器齿轮传动形式
1.1.2双曲面齿轮传动
双曲面齿轮传动(图1.1b)的主、从动齿轮的轴线相互垂直而不相交，主动齿轮轴线相对从动齿轮轴线在空间偏移一距离E，此距离称为偏移距。由于偏移距正的存在，使主动齿轮螺旋角?1大于从动齿轮螺旋角?2 (图1.2)。根据啮合面上法向力相等，可求出主、从动齿轮圆周力之比
图1.2双曲面齿轮副受力情况
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F1?cos?1 F2cos?2式中，F1、F2分别为主、从动齿轮的圆周力；?、?分别为主、从动齿轮的螺旋角。
12螺旋角是指在锥齿轮节锥表面展开图上的齿线任意一点A的切线TT与该点和节锥顶点连线之间的夹角。在齿面宽中点处的螺旋角称为中点螺旋角(图2)。通常不特殊说明，则螺旋角系指中点螺旋角。
双曲面齿轮传动比i0s为
i0s?FrFr2121?rcos?rcos?2121
式中，i0s为双曲面齿轮传动比；r1、r2分别为主、从动齿轮平均分度圆半径。 令K?cos?2/cos?1，则i0s?Ki0L。由于?1??2，所以系数K>1，一般为1．25～1．50。
弧齿锥齿轮传动比i01为
i这说明：
?01rr21
1)当双曲面齿轮与弧齿锥齿轮尺寸相同时，双曲面齿轮传动有更大的传动比。 2)当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比相应的弧齿锥齿轮有较大的直径，较高的轮齿强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度。
3)当传动比一定，主动齿轮尺寸相同时，双曲面从动齿轮直径比相应的弧齿锥齿轮为小，因而有较大的离地间隙。
另外，双曲面齿轮传动比弧齿锥齿轮传动还具有如下优点：
1)在工作过程中，双曲面齿轮副不仅存在沿齿高方向的侧向滑动，而且还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，使其具有更高的运转平稳性。
2)由于存在偏移距，双曲面齿轮副使其主动齿轮的?1大于从动齿轮的?2，这样同时啮合的齿数较多，重合度较大，不仅提高了传动平稳性，而且使齿轮的弯曲强度提高约30％。
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3)双曲面齿轮传动的主动齿轮直径及螺旋角都较大，所以相啮合轮齿的当量曲率半径较相应的螺旋锥齿轮为大，其结果使齿面的接触强度提高。
4)双曲绵主动齿轮的变大，则不产生根切的最小齿数可减少，故可选用较少的齿数，有利于增加传动比。
5)双曲面齿轮传动的主动齿轮较大，加工时所需刀盘刀顶距较大，因而切削刃寿命较长。
6)双曲面主动齿轮轴布置在从动齿轮中心上方，便于实现多轴驱动桥的贯通，增大传动轴的离地高度。布置在从动齿轮中心下方可降低万向传动轴的高度，有利于降低轿车车身高度，并可减小车身地板中部凸起通道的高度。
但是，双曲面齿轮传动也存在如下缺点：
1)沿齿长的纵向滑动会使摩擦损失增加，降低传动效率。双曲面齿轮副传动效率约为96％，螺旋锥齿轮副的传动效率约为99％。
2)齿面间大的压力和摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死，即抗胶合能力较低。
3)双曲面主动齿轮具有较大的轴向力，使其轴承负荷增大。
4)双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和防刮伤添加剂的特种润滑油，螺旋锥齿轮传动用普通润滑油即可。
由于双曲面齿轮具有一系列的优点，因而它比螺旋锥齿轮应用更广泛。 一般情况下，当要求传动比大于4.5而轮廓尺寸又有限时，采用双曲面齿轮传动更合理。这是因为如果保持主动齿轮轴径不变，则双曲面从动齿轮直径比螺旋锥齿轮小。当传动比小于2时，双曲面主动齿轮相对弧齿锥齿轮主动齿轮显得过大，占据了过多空间，这时可选用弧齿锥齿轮传动，因为后者具有较大的差速器可利用空间。对于中等传动比，两种齿轮传动均可采用。
1.1.3圆柱齿轮传动
圆柱齿轮传动(图1.1c)一般采用斜齿轮，广泛应用于发动机横置且前置前驱动的乘用
车驱动桥(图3)和双级主减速器驱动桥（图1.4）及轮边减速器。
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