（图纸+论文）HQ1080轻型货车用5.5吨级驱动桥设计（全套完整）

制造工艺技术方面产品的技术含量及质量优劣，很大程度上取决于制造技术水平的高低，为使加工质量更高，制造成本更低，驱动桥及锥齿轮待业，注意跟踪国内外科技发展趋势，广泛采用行之有效的四新成果。

主要有轻量化设计减轻自重节省材料，用冲焊整体桥壳替代铸造插管桥壳以铸代锻，提高铸铁牌号，减小铸件壁厚及几何尺寸误差采用精锻工艺，使加工余量在径向减小到，在轴向减小到。

制动凸轮用精锻取代切削成形。

广泛应用数控设备及加工中心，提高工艺柔性及加工精度，采用不重磨刀片陶瓷刀片枪钻钻涂层及纳米处理技术提高刀具寿命及加工精度，采用立方氮化硼砂轮及金刚滚轮，提高磨具寿命及加工致性。

大量采用少屑无屑加工如螺纹用滚压替代车削铣削和套丝花键用冷轧或冷推替代铣削。

对中碳钢件。

普遍采用高中频感应加热自动喷水淬火，采用静变频电源，大功率次淬火工艺已在半轴转向节等主要零件上推广，取得较好技术经济效果。

自动保护焊摩擦焊激光焊埋弧焊及数控等离子切割技术在驱动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。

因此，驱动桥齿轮的许用弯曲应力不超过.。

表.给出了汽车驱动桥齿轮的许用应力数值。

表.汽车驱动桥齿轮的许用应力计算载荷主减速器齿轮的许用弯曲应力主减速器齿轮的许用接触应力差速器齿轮的许用弯曲应力按式.式.计算出的最大计算转矩，中的较小者按式.计算出的平均计算转矩实践表明，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。

主减速器螺旋锥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.式中单位齿长上的圆周力，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。

按发动机最大转矩计算时.式中发动机输出的最大转矩，在此为变速器的传动比，在此为.主动齿轮节圆直径，在此取.按上式计算.表.许用单位齿长上的圆周力档二档直接档轿车载货汽车公共汽车牵引汽车按最大附着力矩计算时.式中汽车满载时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，在此取轮胎与地面的附着系数，在此取.轮胎的滚动半径，在此取.主减速器冲动齿轮节圆直径，在此取按上式.在现代汽车设计中，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都为轮齿的弯曲强度计算汽车主减速器螺旋锥齿轮轮齿的计算弯曲应力为.式中齿轮计算转矩，对从动齿轮，取，较小的者，即.。

对于主动齿轮还需将上述计算转矩换算到主动齿轮上。

超载系数，.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，档齿轮接触良好节及径向跳动精度高时，取计算齿轮的齿面宽，计算齿轮的齿数端面模数，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，今用大端模数，而在综合系数中进行修正。

按如图.选取小齿轮的.，大齿轮.图.弯曲计算用综合系数按计算主动锥齿轮弯曲应力.从动锥齿轮弯曲应力.综上所述由表.，计算的齿轮满足弯曲强度的要求。

轮齿的接触强度计算螺旋锥齿轮齿面的计算接触应力为.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.主动齿轮节圆直径，同.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.齿面宽，取齿轮副中较小值即从动齿轮齿宽.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.接触强度计算综合系数按上式.主从动齿轮的齿面接触应力相等。

所以均满足要求。

.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面加大较为合适，在此取中点螺旋角螺旋角沿齿宽是变化的，轮齿大端的螺旋角最大，轮齿小端螺旋角最小，弧齿锥齿轮副的中点螺旋角是相等的，选时应考虑它对齿面重合度，轮齿强度和轴向力大小的影响，越大，则也越大，同时啮合的齿越多，传动越平稳，噪声越低，而且轮齿的强度越高，应不小于.，在时效果最好，但过大，会导致轴向力增大。

汽车主减速器弧齿锥齿轮的平均螺旋角为，而商用车选用较小的值以防止轴向力过大，通常取。

螺旋方向主从动锥齿轮的螺旋方向是相反的。

螺旋方向与锥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。

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，般对于“格里森”制主减速器螺旋锥齿轮来说，规定重型载货汽车可选用的压力角。

主减速器圆弧锥齿轮的几何尺度计算计算结果如表.所示。

表.主减速器圆弧锥齿轮的几何尺寸计算用表序号项目计算公式计算结果主动齿轮齿数从动齿轮齿数端面模数齿面宽工作齿高续表序号项目计算公式计算结果全齿高法向压力角轴交角节圆直径节锥角节锥距周节齿顶高齿根高径向间隙齿根角面锥角根锥角齿顶圆直径节锥顶点止齿轮外缘距离理论弧齿厚齿侧间隙.螺旋角.主减速器圆弧锥齿轮的强度计算损坏形式及寿命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。

由文献可知，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。

由文献可知，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。

齿面胶合驱动桥中主减速器差速器设计应满足如下基本要求所选择的主减速比应能保证汽车既有最佳的动力性和燃料经济性。

外型尺寸要小，保证有必要的离地间隙齿轮其它传动件工作平稳，噪音小。

在各种转速和载荷下具有高的传动效率与悬架导向机构与动协调。

在保证足够的强度刚度条件下，应力求质量小，以改善汽车平顺性。

结构简单，加工工艺性好，制造容易，拆装调整方便。

.主减速器结构方案分析主减速器的结构形式主要是根据齿轮类型主动齿轮和从动齿轮的安置方法及减速形式的不同而不同。

主减速器的齿轮类型按齿轮副结构型式分，主减速器的齿轮传动主要有螺旋锥齿轮式传动双曲面齿轮式传动圆柱齿轮式传动又可分为轴线固定式齿轮传动和轴线旋转式齿轮传动即行星齿轮式传动和蜗杆蜗轮式传动等形式。

在发动机横置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用简单的斜齿圆柱齿轮在发动机纵置的汽车驱动桥上，主减速器往往采用圆锥齿轮式传动或准双曲面齿轮式传动。

在现代货车车驱动桥中，主减速器采用得最广泛的是螺旋锥齿轮和双曲面齿轮。

螺旋锥齿轮如图.所示主从动齿轮轴线交于点，交角都采用度。

螺旋锥齿轮的重合度大，啮合过程是由点到线，因此，螺旋锥齿轮能承受大的载荷，而且工作平稳，即使在高速运转时其噪声和振动也是很小的。

双曲面齿轮如图.所示