本科毕业设计说明书
图3-1 弯曲计算用综合系数J
按Tje计算： 主动锥齿轮弯曲应力?w1=347.466 N／mm2<700 N／mm2
从动锥齿轮弯曲应力?w2=530.092 N／mm2<700 N／mm2
按Tjm计算：主动锥齿轮弯曲应力?w1=62.809N／mm2<210.9 N／mm2
从动锥齿轮弯曲应力?w2=95.821N／mm2<210.9N／mm2
综上所述，计算的齿轮满足弯曲强度的要求。 3）轮齿的接触强度计算
螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力?j（N／mm2）为： B
Cpd12?Tjz?K0?Ks?Km?Kf?103Kv?F?J ?j? （3-10）
式中：Tjz——主动齿轮计算转矩分别为Tje1=881.559N·m，Tjm1=159.354N·m；
Cp——材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取232.6N/mm； d1——主动齿轮节圆直径，49mm；
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12本科毕业设计说明书 K0，Kv，Km同3.10； Ks——尺寸系数，Ks=1；
Kf——表面质量系数，对于制造精确的齿轮可取1； F——齿面宽，取齿轮副中较小值即从动齿轮齿宽50mm； J—— 计算应力的综合系数，J =0.13，见图3-2所示。
大齿轮齿数z2
小齿轮齿数
z1
图3-2 接触强度计算综合系数J
按Tje计算，?j=2684.327<2800 N／mm2 按Tjm计算，?j=1226.310<1750 N／mm2 由表3-2轮齿齿面接触强度满足校核。 3.2.4主减速器的轴承计算
1）、作用在主减速器主动齿轮上的力
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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本科毕业设计说明书 T1d?Temax3[fg1(ig1*ffT13ff)?fg2(ig2*T2)3?fg3(ig3*T3)3?fg4(ig4*T4)3?......10010010010010033333[0.5?(6.32?0.5)?2?(3.8?0.6)?5?(2.4*0.7)?15*(1.54*0.7)?77.5*(1*0.6)?1763100?146N?m（3-11）
主从动锥齿轮的中点分度园直径如下：
d2m?d2?Fsin?R2?280?55sin81.469??225.6mm d1m?d2m*Z1cos?Z2cos??225.6?6?33.84mm （3-12） 40主动轮受力为
P1?2T1d2?146??8.63kn （3-13） d1m33.84从动轮受力
P2?P1cos?2?6.8kncos?1
2）、主减速器轴承载荷的计算 主动轮的轴向力为：
????P8.63(tg20sin8.531?sin35cos8.531)1(tg?1sin?1?sin?1cos?1)A1???5.4kncos?1cos35?（3-14）
径向力：
R1?P1(tg?1cos?1?sin?1sin?1)cos?1
8.63(tg20?cos8.531??sin35?sin8.531?)??4.69kncos35? （3-15）
从动轮轴向力：
A2??P2(tg?2sin?2?sin?2cos?2)cos?2cos35??4.69kn8.63(tg20?sin81.469??sin35?cos81.469?)
径向力：
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本科毕业设计说明书 R2??P2(tg?2cos?2?sin?2sin?2)cos?2cos35?8.63(tg20?cos81.469??sin35?sin81.469?)?5.4kn
A其中对于单列圆锥滚子轴承，当R〈e 时，X=1；Y=0
A当R〉e时，X=0.4；Y值及判断参数e参考轴承手册或产品样本
A15.4此设计中R1=4.69=1.51〉e=0.37时，X=0.4；Y=1.6 所以Q1=XR1?YA1=0.4?4.69+1.6?5.4=10.52KN
此时对于30205型轴承，由文献《机械课程设计手册》可查的它的额定动载荷Cr=32.2KN，则
106ftCr?1061.0?32.23.33轴承的寿命Lh?()?()=18524h （3-16）
60nfpQ60?204.091.2?10.52式中： ft--温度系数，取值1.0
fp--载荷系数，对于车辆，可取
fp=1.2-1.8，此设计取1.5
?--寿命指数，滚子轴承取10/3
n—轴承的计算转速：n? rr--轮胎的滚动半径
vam--汽车的平均行驶速度，km/h；对于轿车取为50-55km/h；对于载
货汽车和公共汽车可取为30-35km/h
同理轴承选用N204E型，它的当量载荷Q2=RA=4776 N，额定动载
Cr=25.8KN，此时此轴承的寿命Lh=18524 h
2.66vam=2.66 30/0.391=204.09 r/min rr 由参考文献[5]可知轴承的额定寿命
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本科毕业设计说明书 Lh?
Svam （3-17）
式中：S—汽车的大修里程，km .小排量乘用车及客、货车的大修里程一般15
万km以上，大修寿命较低；排量较大的乘用车，总质量较大的货车、客车大修里程一般在30万km以上，大修寿命较长；总质量大的货车在使用质量良好的柴油机时，大修寿命可达到（50-80）万km。根据车型此设计选用30万km 所以Lh=10000 h。同理轴承选用N204E型符合要求。
从上可知设计的齿轮符合要求。
3.3 主减速器齿轮材料及热处理
汽车主减速器锥齿轮的工作条件相当繁重，其损坏形式主要有轮齿根部弯曲折断、齿面疲劳点蚀（剥落）、磨损和擦伤等。因此对齿轮材料及热处理应满足如下要求：
1）具有高的弯曲疲劳强度和表面接触疲劳强度，齿面具有高的硬度以保证有高的耐磨性；
2）轮齿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； 3）锻造性能、切削加工性能及热处理性能良好，热处理后变形小或变形规律易控制；
4）选择齿轮材料的合金元素要适应我国的情况。尽量少用我国矿藏量少的元素的合金钢（如镍、铬等），而选用含锰、钒、硼、钛、钼、硅等元素的合金钢；
3.4 主减速器的润滑
主加速器及差速器的齿轮、轴承以及其他摩擦表面均需润滑，其中尤其应注意主减速器主动锥齿轮的前轴承的润滑，因为其润滑不能靠润滑油的飞溅来实现。为此，通常是在从动齿轮的前端靠近主动齿轮处的主减速壳的内壁上设一专门的集油槽，将飞溅到壳体内壁上的部分润滑油收集起来再经过近油孔引至前轴承圆锥滚子的小端处，由于圆锥滚子在旋转时的泵油作用，使润滑油由圆锥滚子的下端通向大端，并经前轴承前端的回油孔流回驱动桥壳中间的油盆中，使润滑油得到循环。这样不但可使轴承得到良好的润滑、散热和清洗，而且可以保护前端的油封不被损坏。为了保证有足够的润滑油流进差速器，有的采用专门的倒油匙。
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