（答辩稿）CA1050汽车驱动桥主减速器设计（CAD图纸+DOC论文）

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汽车驱动桥主减速器设计摘要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。.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和最大附着转矩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。主减速器双曲面齿轮的强度计算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.式中作用在齿轮上的圆周力，按发动机最大转矩和最大附着力矩两种载荷工况进行计算从动齿轮的齿面宽，在此取按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩，在此取变速器的传动比在此取.主动齿轮节圆直径，在此取.按式.得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。经验算以上数据在许用范围内。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.式中该齿轮的计算转矩，•,•超载系数在此取.尺寸系数，反映材料的不均匀性，与齿轮尺寸和热处理有关，当时在此.载荷分配系数，当两个齿轮均用骑马式支承型式时，式式支承时取。支承刚度大时取最小值质量系数，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.计算齿轮的齿面宽.计算齿轮的齿数端面模.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。参照图.取.图.计算用弯曲综合系数按•计算疲劳弯曲应力按•计算疲劳弯曲应力所以主减速器齿轮满足弯曲强度要求。轮齿的表面接触强度计算锥齿轮的齿面接触应力为.式中主动齿轮的计算转矩材料的弹性系数，对于钢制齿轮副取.见式.下的说明尺寸系数，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.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。般情况下，对于制造精确的齿轮可取.计算接触应力的综合系数或称几何系数。它综合考虑了啮合齿面的相对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，按图.选取.。图.接触计算用综合系数按计算按计算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.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.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.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.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，而心部硬度较低，当端面模数时为。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.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。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。.主减速器轴承的选择计算转矩的确定锥齿轮在工作过程中，相互啮合的齿面上作用有法向力。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