汽车驱动桥主减速器设计及有限元分析摘要.主动轮中点处的螺旋角，主从动轮齿数分别为双曲面齿轮偏移距从动轮节圆直径由式.得.从动齿轮中点螺旋角可按下式初选式中双曲面齿轮传动偏移角的近似值双曲面从动齿轮齿面宽为..从动齿轮和主动齿轮中点处的螺旋角。平均螺旋角。螺旋方向的选择。主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。如图.所示，螺旋方向与双曲面齿轮的旋转方向影响其所受的轴向力的方向，当变速器挂前进挡时，应使主动锥齿轮的轴向力离开锥顶方向，这样可使主从动齿轮有分离的趋势，防止轮齿因卡死而损坏。所以主动锥齿轮选择为左旋，从锥顶看为逆时针运动，这样从动锥齿轮为右旋，从锥顶看为顺时针，驱动汽车前进。图.双曲面齿轮的螺旋方向及轴向推力法向压力角加大压力角可以提高齿轮的强度，减少齿轮不产生根切的最小齿数，但对于尺寸小的齿轮，大压力角易使齿顶变尖及刀尖宽度过小，并使齿轮的端面重叠系数下降，对于双曲面齿轮，由于其主动齿轮轮齿两侧的法向压力角不等，因此应按平均压力角考虑，载货汽车选用或的平均压力角，在此选用的平均压力角。双曲面齿轮的几何尺寸计算大齿轮齿顶角与齿根角图.标准收缩齿和双重收缩齿标准收缩齿和双重收缩齿图.各有其优缺点，采用哪种收缩齿应按具体情况而定。双重收缩齿的优点在于能提高小齿轮粗切工序的效率。双重收缩齿的轮齿参数，其大小齿轮根锥角的选定是考虑到用把使用上最大的刀顶距的粗切刀，切出沿齿面宽方向正确的齿厚收缩来。当大齿轮直径大于刀盘半径时采用这种方法是最好的，不是这种情况而要采用双重收缩齿，齿高的急剧收缩将使小端的齿轮又短又粗。标准收缩齿在齿高方向的收缩好，但可能使齿厚收缩过多，结果造成小齿轮粗切刀的刀顶距太小。这种情况可用倾锥根母线收缩齿的方法或仔细选用刀盘半径加以改善，即当双重收缩齿会使齿高方向收缩过多，而标准收缩齿会使齿厚收缩过多时，可采用倾锥根母线收缩齿作为两者之间的这种。大齿轮齿顶角和齿根角为了得到良好的收缩齿,应按下述计算选择应采用双重收缩齿还是倾锥根母线收缩齿。用标准收缩齿公式来计齿顶高齿根高主减速器双曲面齿轮的几何尺寸参数如表.表.主减速器双曲面齿轮的几何尺寸参数表序号项目符号数值主动齿轮齿数从动齿轮齿数端面模数.主动齿轮齿面宽.从动齿轮齿面宽.主动齿轮节圆直径.从动齿轮节圆直径主动齿轮节锥角.从动齿轮节锥角.节锥距偏移距主动齿轮中点螺旋角.从动齿轮中点螺旋角.平均螺旋角.刀盘名义半径.主动齿轮齿顶角.主动齿轮齿根角.主动齿轮齿顶高.从动齿轮齿顶高.主动齿轮齿根高.从动齿轮齿根高.螺旋角径向间隙.从动齿轮的齿工作高.主动齿轮的面锥角.从动齿轮的面锥角.主动齿轮的根锥角.从动齿轮的根锥角.最小齿侧间隙允许值.双曲面齿轮的强度计算在完成主减速器齿轮的几何计算之后，应对其强度进行计算，以保证其有足够的强度和寿命以及安全可靠性地工作。在进行强度计算之前应首先了解齿轮的破坏形式及其影响因素。．齿轮的损坏形式及寿命齿轮的损坏形式常见的有轮齿折断齿面点蚀及剥落齿面胶合齿面磨损等。它们的主要特点及影响因素分述如下轮齿折断主要分为疲劳折断及由于弯曲强度不足而引起的过载折断。折断多数从齿根开始，因为齿根处齿轮的弯曲应力最大。疲劳折断在长时间较大的交变载荷作用下，齿轮根部经受交变的弯曲应力。如果最高应力点的应力超过材料的耐久极限，则首先在齿根处产生初始的裂纹。随着载荷循环次数的增加，裂纹不断扩大，最后导致轮齿部分地或整个地断掉。在开始出现裂纹处和突然断掉前存在裂纹处，在载荷作用下由于裂纹断面间的相互摩擦，形成了个光亮的端面区域，这是疲劳折断的特征，其余断面由于是突然形成的故为粗糙的新断面。过载折断由于设计不当或齿轮的材料及热处理不符合要求，或由于偶然性的峰值载荷的冲击，使载荷超过了齿轮弯曲强度所允许的范围，而引起轮齿的次性突然折断。此外，由于装配的齿侧间隙调节不当安装刚度不足安装位置不对等原因，使轮齿表面接触区位置偏向端，轮齿受到局部集中载荷时，往往会使端经常是大端沿斜向产生齿端折断。各种形式的过载折断的断面均为粗糙的新断面。为了防止轮齿折断，应使其具有足够的弯曲强度，并选择适当的模数压力角齿高及切向修正量良好的齿轮材料及保证热处理质量等。齿根圆角尽可能加大，根部及齿面要光洁。齿面的点蚀及剥落齿面的疲劳点蚀及剥落是齿轮的主要破坏形式之，约占损坏报废齿轮的以上。它主要由于表面接触强度不足而引起的。点蚀是轮齿表面多次高压接触而引起的表面疲劳的结果。由于接触区产生很大的表面接触应力，常常在节点附近，特别在小齿轮节圆以下的齿根区域内开始，形成极小的齿面裂纹进而发展成浅凹坑，形成这种凹坑或麻点的现象就称为点蚀。般首先产生在几个齿上。在齿轮继续工作时，则扩大凹坑的尺寸及数目，甚至会逐渐使齿面成块剥落，引起噪音和较大的动载荷。在最后阶段轮齿迅速损坏或折断。减小齿面压力和提高润滑效果是提高抗点蚀的有效方法，为此可增大节圆直径及增大螺旋角，使齿面的曲率半径增大，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，则部分渗碳层齿面形成的硬皮也将从齿轮心部剥落下来。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。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