3.3 主减速器锥齿轮强度计算及校核
在选好主减速器锥齿轮的主要参数后，可以根据所选择的齿形计算锥齿轮的几何尺寸，而后根据所确定的计算载荷进行强度验算，以保证锥齿轮有足够的强度和寿命。齿轮轮齿损坏形式主要有：弯曲疲劳折断，过载折断，齿面点蚀及剥落，齿面胶合，齿面磨损等。 由计算得主动轮螺旋角?1?53.0796?，而预选的?1'?53.09?， 两者差值0.0104??5?,符合要求。
??平均螺旋角??0.5(?1??2)?0.5?(53.0796（王望予编）?27.7436)?40?，查《汽车设计》
可知，重合度mF?1.8，较好。 （1）单位齿长圆周力
主动轮大端分度圆直径：
Z1d2cos?28?207.63?cos27.7436?d1???66.142mm ?Z2cos?137?cos53.0796主减速器锥齿轮的表面耐磨性常用齿轮上的单位齿长圆周力来估算。 按发动机最大转矩和变速器1档速比计算：
Temaxi1?1032?176?4.452?103p1???740Nmm?[P]?982Nmm（参考《汽车设计》王
Fd1266.142?32望予版，152页表格5-1：单位齿长圆周力许用值）
按发动机最大转矩和变速器直接档速比计算：
Temaxi4?1032?176?1?103p1???166Nmm?[P]?214Nmm
Fd1266.142?32故满足要求。 （2）轮齿弯曲强度
锥齿轮轮齿的齿根弯曲应力公式
?w?2Tck0kskm?103
kvmsbDJwTc:为计算的齿轮的计算转矩
k0：过载系数。 ks：尺寸系数
km：齿面载荷分配系数
kv：质量系数
9
ms：端面模数
b：为计算的齿轮的齿面宽度 D：为所讨论齿轮的大端分度圆直径
Jw：为计算的齿轮的轮齿弯曲应力综合系数（参考《驱动桥》刘维信版）
①主动锥齿轮强度校核
1)以发动机最大扭矩和传动系最低当速比所确定的主动锥齿轮的转矩Tze为计算扭矩来校核：
?w?2Tck0kskm2?735?1?0.685?1.1?103??103?394MPa?[?w]?700MPa
kvmsbDJw1?32?8?5.6?0.32)以汽车日常行驶平均转矩所确定的主动锥齿轮转矩Tzf为计算扭矩来校核：
2?188?1?0.685?1.1?103?101MPa?[?w]?210.9MPa 21?32?8?5.6?0.35②从动锥齿轮强度校核
?wcf?1)以发动机最大扭矩和传动系最低当速比所确定的从动锥齿轮的转矩Tce为计算扭矩来校核
?wcF2?103?3262?1?0.685?1.1??441MPa?[?w]?700MPa 21?32?37?5.6?0.32)以汽车日常行驶平均转矩所确定的从动锥齿轮转矩TcF为计算扭矩来校核
?wcF2?103?3262?1?0.685?1.1??112MPa?[?w]?210.9MPa 21?32?8?5.6?0.3 （3）轮齿接触强度
锥齿轮轮齿的齿面接触应力公式：
?J?CpD12Tzk0kSkmKf?103kvbJJ
cP:综合弹性系数，刚对刚齿轮cP取232.6N12mm D1：主动锥齿轮大端分度圆直径
b：取b1、b2中较小的值
TZ:为所计算齿轮的计算转矩
k0:过载系数
10
ks：尺寸系数
km：齿面载荷分配系数
kf：取1.0
kv：质量系数
JJ：齿面接触强度综合系数（参考《驱动桥》刘维信版）
由于接触应力主从动齿轮相等，所以以下只计算主动轮的 1)按主动轮计算载荷计算
232.62?735?1?1?1.1?1?103?j??1637.7?[?j]?2800MPa
66.1421?32?0.2332)按日常行驶转矩计算
232.62?188?1?1?1.1?1?103?j??828.3?[?j]?1750MPa
66.1421?32?0.2333.4 主减速器锥齿轮轴承的载荷计算 （1）锥齿轮齿面上的作用力
根据《汽车设计》（王望予编）中介绍，主动轮的当量转矩为：
[fg1(ig1?ffT13ff)?fg2(ig2?T2)3?fg3(ig3?T3)3?fg4(ig4?T4)3100100100100
100T1d?Temax3
[1?(4.452?503607060)?3?(2.398?)3?21?(1.141?)3?75?(1?)3100100100100?136.7nm
100?1763主从动锥齿轮的中点分度圆直径如下：
d2m?d2?Fsin?R2?207.63?32sin66.9??178.2mm
11
d1m?d2m?Z1cos?2?58.83mm
Z2cos?12T1d2?136.7??4.6kn d1m58.83主动轮受力为P1?从动轮受力P2?P1cos?2?6.8kn
cos?1则由此可计算出主从动轮上的轴向力和颈向力， 主动轮的轴向力为：
A1?P1(tg?1sin?1?sin?1cos?1)
cos?14.6(tg22.5?sin16.8194??sin53.0796?cos16.8194???4.4kn ?cos53.0796主动轮的径向力为：
P(tg?1cos?1?sin?1sin?1)?4.6(tg22.5cos16.8194?sin53.0796sin16.8194?4.6kn R1?1cos53.0796?cos?1????从动轮轴向力为：A2?P2(tg?2sin?2?sin?2cos?2)?3.9kn
cos?2从动轮径向力为：R2?P2(tg?2cos?2?sin?2sin?2)?2.4kn
cos?2 （2）轴承受力计算
Fa1?A1,FR1?R1,Ft1?P1Fa2?A2,FR2?R2,Ft2?P2
①主动轴支反力计算 H平面：有转矩平衡可知：
4.6?18?RH2?64?0 所以 RH2??1.29kn 4.6?82?RH1?64?0 所以 RH1?5.89kn V平面：由转矩平衡可知：
4.6?82?258.1?Rv1?64?0 所以 Rv1?1.86kn 4.6?18?Rv2?64?258.1?0 所以 Rv2?2.74kn 合成：
R1?RH1?Rv1?5.892?1.862?6.18kn
2212
R2?RH2?Rv2?1.292?2.742?3kn
22②从动轴支反力计算 H平面：有转矩平衡可知
6.8?63?RH2?136?0 所以 RH2?3.15kn 6.8?73?RH1?136?0 所以 RH1?3.65kn V平面：由转矩平衡可知
2.4?73?694?Rv1?136?0 所以 Rv1?6.39kn 694?Rv2?136?2.4?63?0 所以 Rv2??3.99kn 合成：
R1?RH1?Rv1?3.652?6.392?7.36kn R2?RH2?Rv2?3.152?3.992?5.08kn
2222③主动轴轴承的轴向力计算
查《机械设计》（濮良贵编）可知2Y?1.6,s?R/2Y,e?0.37,fp?1.2。 所以轴向派生力：
S1?R16.18??1.93kn 2Y3.2R23??0.94kn 2Y3.2S2??S2?Fa1?0.94?4.4?5.34?S1
?轴承1被压紧
?A1?S2?Fa1?0.94?4.4?5.34,A2?S1?1.93
?A15.34A1.93??0.86?e,2??0.64?e R16.18R23轴承动载荷为
P1?fp(XR1?YA1)?1.2?(6.18?1.6?5.34)?17.63P2?fp(XR2?YA2)?1.2?(3?1.6?1.93)?7.3
④从动轴轴承的轴向力计算
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