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第31页 小D2又会影响跨置式主动齿轮的前支承座的安装空间和差速器的安装。
D2壳根据经验公式初选，即
D2=KD23Tc (4-6)
式中，D2——从动齿轮大端分度圆直径(mm)；
KD2——直径系数，一般为13.0~15.3，取之为15；
Tc——从动锥齿轮的计算转矩（N?m）， Tc= min[Tcs,Tce]，Tc=2912.51 N?m。
故计算可得
D2=214.2mm
（4-7） ms由下式计算 ms= D2/z2 可得ms=5.22；同时ms还应满足ms?Km?3Tc，式中Km为模数系数，取0.3~0.4。经计算得，ms?(0.3~0.4)32912.51?4.28~5.71，根据国家标准模数（GB 1357-87）选择模数ms=5，故D2=msz2=5×41=205mm 。 (3) 主、从动锥齿轮出面宽b1和b2
锥齿轮齿面过宽并不能增大齿轮的强度和寿命，反而会导致因锥齿轮齿轮下端齿沟变窄引起的切削刀头顶面宽过窄及刀尖圆角过下。这样，不但减小了齿根圆角半径，加大了应力集中，还降低了刀具的使用寿命。此外，安装时有位置偏差或由于制造、热处理变形等原因，使齿轮工作时载荷集中于齿轮小端，会引起轮齿小端过早损坏和疲劳损伤。另外，齿面过宽也会引起装配空间减小。但是齿面过窄，轮齿表面的耐磨性会降低。
对于从动锥齿轮齿面宽b2，推荐不大于其节锥距A2的0.3倍，即b2≤0.3A2，并且一般推荐b2=0.155D2。对于弧齿锥齿轮，b1一般比b2大10%。
故吃面宽选择为b2=0.155×205=31.775mm (4) 中点螺旋角?
螺旋角沿尺宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，齿轮小端的螺旋角最小。
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第32页 弧齿制齿轮副的中点的螺旋角是相等的。选择?时，应考虑他对齿面重合度?f、轮齿强度和轴向力大小的影响。?越大，则?f也越大，同时啮合的齿数越多，传动就越平稳，噪声就越低，而且轮齿的强度越高。一般?f不小于1.25，在1.5~2.0时效果最好。但是?过大，会导致轴向力增大。
汽车主减速器弧齿锥齿轮螺旋角或双曲面齿轮副的平均螺旋角一般为35°—40°。乘用车选用较大的?值以保证较大的齿面重合度，是运转平稳，噪声低；商用车选用较小的?以防止轴向力过大，通常取35°。 (5) 螺旋方向
从锥齿轮锥顶看，齿形从中心线上半部向左倾斜为左旋，向右倾斜为右旋。主、从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。螺旋方向与锥齿轮的螺旋方向影响其所受轴向力的方向。当变速器挂前进档时，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，防止轮齿因卡死而损伤。
在本设计中选取主动齿轮为右旋，从动齿轮为左旋方向。 (6) 法向压力角?
法向压力角大一些可以增加轮齿强度，减小齿轮不发生根切的最少齿数。但对于小尺寸的齿轮，压力角大易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮端面重合度下降。因此，对于小负荷工作的齿轮，一般采用小的压力角，可使齿轮运转平稳，噪声低。对于弧齿锥齿轮，商用车的?为20°或22.5°，乘用车的?一般选用14.5°或16°。
本设计中选取法向压力角为20°。
4.1.4 主减速器锥齿轮的材料
驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系其它齿轮相比，具有载荷大、作用时间长、变化多、有冲击等特点。因此，传动系中的主减速器齿轮是个薄弱环节。主减速器锥齿轮的材料应满足如下的要求：
a）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面高的硬度以保证有高
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的耐磨性。
b）齿轮芯部应有适当的韧性以适应冲击载荷，避免在冲击载荷下齿根折断。 c）锻造性能、切削加工性能以及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制。
d）选择合金材料是，尽量少用含镍、铬呀的材料，而选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢。
汽车主减速器锥齿轮与差速器锥齿轮目前常用渗碳合金钢制造，主要有20CrMnTi、20MnVB、20MnTiB、22CrNiMo和16SiMn2WMoV。渗碳合金钢的优点是表面可得到含碳量较高的硬化层（一般碳的质量分数为0.8%～1.2%），具有相当高的耐磨性和抗压性，而芯部较软，具有良好的韧性。因此，这类材料的弯曲强度、表面接触强度和承受冲击的能力均较好。由于钢本身有较低的含碳量，使锻造性能和切削加工性能较好。其主要缺点是热处理费用较高，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，如果渗碳层与芯部的含碳量相差过多，便会引起表面硬化层的剥落。
为改善新齿轮的磨合，防止其在运行初期出现早期的磨损、擦伤、胶合或咬死，锥齿轮在热处理以及精加工后，作厚度为0.005～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡处理。对齿面进行应力喷丸处理，可提高25%的齿轮寿命。对于滑动速度高的齿轮，可进行渗硫处理以提高耐磨性。
4.1.5主减速器螺旋锥齿轮的几何尺寸计算
根据圆弧齿螺旋锥齿轮的几何尺寸计算步骤，并根据主减速器齿轮的基本参数选择，已经确定的项目如下：
主动齿轮齿数 z1?7； 从动齿轮齿数 z2?41； 端面模数 ms?5；
齿面宽 b1?b2?27.125mm；
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?法向压力角 ??20
轴交角 ??90?
节圆直径 D1?mSz1?5?7?35mm;D2?msz2?5?41?205mm。 需要确定的项目如下： (1) 齿全高与齿工作高
齿全高h?H2?m 齿工作高hg?H1?m (4-8)
表4-1 圆弧齿螺旋齿轮的H1、H2、Ka
主动齿轮齿数 从动齿轮最小齿数z2min 法向压角力（5） 6 7 8 9 10 11 ?12 34 33 32 31 30 29 26 20° ? 螺旋角? 齿工作高系数H1 齿全高系数 35??40? （1.430） 1.500 1.560 1.61 1.65 1.68 35? 1.695 1.700 （1.588） 1.666 1.733 1.788 1.832 1.865 1.882 1.888 H2 大齿轮齿高系数Ka （0.160） 0.215 0.270 0.325 0.380 0.435 0.49 0.46?0.39?z2z1?2 根据表4-1选齿工作高系数H1?1.560,齿全高系数H2?1.733。 故计算得齿工作高hg?H1ms?1.56?5?7.80mm； 齿全高h?H2ms?1.733?5?8.67mm。 (2) 螺旋锥齿轮节锥角
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?1?arctanz17?arctan?0.169rad?9.69? (4-9) z241?2?90?-?1?80.3?
(3) 螺旋锥齿轮节锥距
A0?D2205??104.00mm (4-10)
2sin?22?sin80.3?(4) 螺旋锥齿轮的周节
t=3.1416ms=3.1416×5=15.71 (4-11) (5) 齿顶高
h'2?Kams?0.27?5?1.35mm h'h'1?hg?2?7.80-1.35=6.45mm
(6) 齿根高
h\\'1?h?h'1;h2?h?h2 h\1?8.67-6.45=2.22mm;
h\2=8.67-1.35=7.32mm (7) 径向间隙
c?h?hg c=8.67-7.80=0.68mm (8) 齿根角
h\\?1A?arctanh21?arctan;?2A 00?2.221?arctan104.00?arctan0.021?1.223?
?7.322?arctan104.00?arctan0.071?4.03?
(9) 面锥角
?01??1??;2?0?2??2? ?01?9.69??4.03??12.71?
(4-12)
(4-13) (4-14) (4-15)
(4-16)