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半径增大，减小其接触应力。在允许的范围内适当加大齿面宽也是一种办法。
齿面剥落：发生在渗碳等表面淬硬的齿面上，形成沿齿面宽方向分布的较点蚀更深的凹坑。凹坑壁从齿表面陡直地陷下。造成齿面剥落的主要原因是表面层强度不够。例如渗碳齿轮表面层太薄、心部硬度不够等都会引起齿面剥落。当渗碳齿轮热处理不当使渗碳层中含碳浓度的梯度太陡时，则一部分渗碳层齿面形成的硬皮也将从齿轮心部剥落下来。
（3）齿面胶合
在高压和高速滑摩引起的局部高温的共同作用下，或润滑冷却不良、油膜破坏形成金属齿表面的直接摩擦时，因高温、高压而将金属粘结在一起后又撕下来所造成的表面损坏现象和擦伤现象称为胶合。它多出现在齿顶附近，在与节锥齿线的垂直方向产生撕裂或擦伤痕迹。轮齿的胶合强度是按齿面接触点的临界温度而定，减小胶合现象的方法是改善润滑条件等。
（4）齿面磨损
这是轮齿齿面间相互滑动、研磨或划痕所造成的损坏现象。规定范围内的正常磨损是允许的。研磨磨损是由于齿轮传动中的剥落颗粒、装配中带入的杂物，如未清除的型砂、氧化皮等以及油中不洁物所造成的不正常磨损，应予避免。汽车主减速器及差速器齿轮在新车跑合期及长期使用中按规定里程更换规定的润滑油并进行清洗是防止不正常磨损的有效方法。
汽车驱动桥的齿轮，承受的是交变负荷，其主要损坏形式是疲劳。其表现是齿根疲劳折断和由表面点蚀引起的剥落。在要求使用寿命为20万千米或以上时，其循环次数均以超过材料的耐久疲劳次数。因此，驱动桥齿轮的许用弯曲应力不超过210.9N／mm2.表2-2给出了汽车驱动桥齿轮的许用应力数值。
表2-2 汽车驱动桥齿轮的许用应力 N／mm
主减速器齿轮的计算载荷 许用弯曲应力 按式（2-1）、式（2-3）计算出的最大计700 许用接触应力 2800 许用弯曲应力 980 主减速器齿轮的差速器齿轮的211
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算转矩Tce，Tcs中的较小者 按式（2-4）计算出的平均计算转矩Tcf 210.9 1750 210.9 实践表明，主减速器齿轮的疲劳寿命主要与最大持续载荷（即平均计算转矩）有关，而与汽车预期寿命期间出现的峰值载荷关系不大。汽车驱动桥的最大输出转矩Tec和最大附着转矩Tcs并不是使用中的持续载荷，强度计算时只能用它来验算最大应力，不能作为疲劳损坏的依据。
2） 主减速器圆弧齿螺旋锥齿轮的强度计算
（1） 单位齿长上的圆周力
在汽车主减速器齿轮的表面耐磨性，常常用其在轮齿上的假定单位压力即单位齿长圆周力来估算，即
p?Pb2 N／mm (2-6)
式中：P——作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩Temax和最大附着力矩G2?rr 两种载荷工况进行计算，N；
b2——从动齿轮的齿面宽，在此取50mm.
按发动机最大转矩计算时： p?Temaxig?10d12b23 N／mm （2-7）
式中：Temax——发动机输出的最大转矩，在此取300N?m；
ig——变速器的传动比,在此取7.31； d1——主动齿轮节圆直径，在此取54mm.
按上式p?300?7.31?10542?503?1624 N／mm
按最大附着力矩计算时： p?G2?rr?10d22b23 N／mm （2-8）
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式中：G2——汽车满载时一个驱动桥给水平地面的最大负荷，对于后驱动桥还应考虑汽车最大加速时的负荷增加量，在此取30000N；
?——轮胎与地面的附着系数，在此取0.85：
rr——轮胎的滚动半径，在此取0.483m
30000?0.85?0.483?103152?503按上式p??1564 N／mm
在现代汽车的设计中，由于材质及加工工艺等制造质量的提高，单位齿长上的圆周力有时提高许用数据的20%～25%。经验算以上两数据都在许用范围内。其中上述两种方法计算用的许用单位齿长上的圆周力[p]都为1786.25N/mm2。
（2）轮齿的弯曲强度计算
汽车主减速器锥齿轮的齿根弯曲应力为 ??2?10?T?K0?Ks?KmKv?b?z?m?J23 N/mm2 （2～9）
式中：T——该齿轮的计算转矩，N·m;
K0——超载系数；在此取1.0
Ks——尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，
当ｍ?1.6时，Ks?4m25.4，在此Ks?4925.4＝0.772
Km——载荷分配系数，当两个齿轮均用跨置式支承型式时，Km＝1.00～1.1;
当一个齿轮用跨置式支承型式取1.10～1.25。支承刚度大时取小值。
Kv——质量系数，对于汽车驱动桥齿轮，当齿轮接触良好，周节及径向
跳动精度高时，可取1.0;
b——计算齿轮的齿面宽，mm;
z——计算齿轮的齿数；
m——端面模数，mm;
J——计算弯曲应力的综合系数（或几何系数），它综合考虑了齿形系数。
载荷作用点的位置、载荷在齿间的分布、有效齿面宽、应力集中系数及惯性系数等对弯曲应力计算的影响。计算弯曲应力时本应采用轮齿中点圆周力与中点端面模数，今
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用大端模数，而在综合系数中进行修正。按《汽车设计》图9-62选取小齿轮的J＝0.285，大齿轮J＝0.235.
按上式?2?32?10?11512.5?1?0.772?1.051?55?6?0.9?5.833?9?0.28523＝466.7N/mm2< 700N/mm2
?2?2?10?11512.5?1?0.772?1.051?50?35?9?0.2352=560.1 N/mm2<700N/mm2
所以主减速器齿轮满足弯曲强度要求。
（3）轮齿的表面接触强度计算 锥齿轮的齿面接触应力为
?j?Cpd12TK0KsKmKf?10KvbJ3 N/mm2 (2-10)
式中：T——主动齿轮的计算转矩；
1Cp——材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6N2/mm;
K0，Kv，Km——见式(2-9)下的说明；
Ks——尺寸系数，它考虑了齿轮的尺寸对其淬透性的影响，在缺乏经验的情况下，
可取1.0；
Kf——表面质量系数，决定于齿面最后加工的性质（如铣齿，磨齿等），即表面粗
糙度及表面覆盖层的性质（如镀铜，磷化处理等）。一般情况下，对于制造精确的齿轮可取1.0
。它综合考虑了啮合齿面的相对J——计算接触应力的综合系数（或称几何系数）
曲率半径、载荷作用的位置、轮齿间的载荷分配系数、有效尺宽及惯性系数的因素的影响，按《汽车设计》图9-65选取J=0.12.
按上式?j?232.6542?11512.5?1?0.772?1.05?1?101?50?0.12?6?5.833?0.93=1353.6〈1750 N/mm2
主、从动齿轮的齿面接触应力相等。所以均满足要求。
2.2.5 主减速器齿轮的材料及热处理
驱动桥锥齿轮的工作条件是相当恶劣的，与传动系的其它齿轮相比，具有载荷大，作用时间长，载荷变化多，带冲击等特点。其损坏形式主要有齿轮根部弯曲折断、齿面
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疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。根据这些情况，对于驱动桥齿轮的材料及热处理应有以下要求：
①具有较高的疲劳弯曲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轮齿心部应有适当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于控制，以提高产品的质量、缩短制造时间、减少生产成本并将低废品率；
④选择齿轮材料的合金元素时要适合我国的情况。
汽车主减速器用的螺旋锥齿轮以及差速器用的直齿锥齿轮，目前都是用渗碳合金钢制造。在此，齿轮所采用的钢为20CrMnTi
用渗碳合金钢制造的齿轮，经过渗碳、淬火、回火后，轮齿表面硬度应达到58～64HRC，而心部硬度较低，当端面模数m〉8时为29～45HRC。
由于新齿轮接触和润滑不良，为了防止在运行初期产生胶合、咬死或擦伤，防止早期的磨损，圆锥齿轮的传动副（或仅仅大齿轮）在热处理及经加工（如磨齿或配对研磨）后均予与厚度0.005～0.010～0.020mm的磷化处理或镀铜、镀锡。这种表面不应用于补偿零件的公差尺寸，也不能代替润滑。
对齿面进行喷丸处理有可能提高寿命达25％。对于滑动速度高的齿轮，为了提高其耐磨性，可以进行渗硫处理。渗硫处理时温度低，故不引起齿轮变形。渗硫后摩擦系数可以显著降低，故即使润滑条件较差，也会防止齿轮咬死、胶合和擦伤等现象产生。
2.2.6 主减速器轴承的计算
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：
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