? ? ? ?對(duì)于其他汽車來(lái)說(shuō)，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速稍有下降，i0一般選擇比上式求得的大10％~25％，即按下式選擇： 式中iFh——分動(dòng)器或加力器的高檔傳動(dòng)比 iLB一一輪邊減速器的傳動(dòng)比。 根據(jù)所選定的主減速比i0值，就可基本上確定主減速器的減速型式（單級(jí)、雙級(jí)等以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。 2．主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩(Tje、Tjh)的較小者，作為載貨汽車和越野汽車在強(qiáng)度計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。即 式中Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)量大轉(zhuǎn)矩； iTL——由發(fā)動(dòng)機(jī)到所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪之間的傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比； ——上述傳動(dòng)部分的效率，取 =0.9； K0——超載系數(shù)，對(duì)于一般載貨汽車、礦用汽車和越野汽車以及液力傳動(dòng)的各類汽車取K0=1； n——該車的驅(qū)動(dòng)橋數(shù)目； G2——汽車滿載時(shí)一個(gè)驅(qū)動(dòng)橋給水平地面的最大負(fù)荷，N；對(duì)后橋來(lái)說(shuō)還應(yīng)考慮到汽車加速時(shí)的負(fù)荷增大量； ——輪胎對(duì)路面的附著系數(shù)，對(duì)于安裝一般輪胎的公路用汽車，取 =0.85；對(duì)越野汽車取 =1.0；對(duì)于安裝專門的肪滑寬輪胎的高級(jí)轎車取 =1.25； rr—一車輪的滾動(dòng)半徑，m 一一分別為由所計(jì)算的主減速器從動(dòng)齒輪到驅(qū)動(dòng)輪之間的傳動(dòng)效率和減速比(例如輪邊減速器等)。 上面求得的計(jì)算載荷，是最大轉(zhuǎn)矩而不是正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩，不能用它作為疲勞損壞的依據(jù)。對(duì)于公路車輛來(lái)說(shuō)，使用條件較非公路車輛穩(wěn)定，其正常持續(xù)轉(zhuǎn)矩是根據(jù)所謂平均比牽引力的值來(lái)確定的，即主減速器從動(dòng)齒輪的平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tjm (N?m)為 式中Ga——汽車滿載總重，N； GT——所牽引的掛車滿載總重，N，但僅用于牽引車； fR——道路滾動(dòng)阻力系數(shù)，計(jì)算時(shí)轎車取fR＝0.010~0.015；載貨汽車取0.015~0.020；越野汽車取0.020~0.035； fH——汽車正常使用時(shí)的平均爬坡能力系數(shù)。通常，轎車取0.08；載貨汽車和城市公共汽車取0.05~0.09；長(zhǎng)途公共汽車取0.06~0.10，越野汽車取0.09~0.30。 汽車或汽車列車的性能系數(shù)： fP——汽車或汽車列車的性能系數(shù)： 式中fP計(jì)算為負(fù)時(shí)，取0值。 當(dāng)計(jì)算主減速器主動(dòng)齒輪時(shí)，應(yīng)將式（9-10）~（9-12）各式分別除以該齒輪的減速比及傳動(dòng)效率。 3．主減速器齒輪基本參數(shù)的選擇 （1）齒數(shù)的選擇 對(duì)于單級(jí)主減速器，當(dāng)i0較大時(shí)，則應(yīng)盡量使主動(dòng)齒輪的齒數(shù)取值小些，以得到滿意的驅(qū)動(dòng)橋離地間隙。當(dāng)i0≥6時(shí)，z1的最小值可取為5，但為了嚙合平穩(wěn)及提高疲勞強(qiáng)度，z1最好大于5。當(dāng)i0較小(如i0=3.5~5)時(shí)，引可取為7~12，但這時(shí)常常會(huì)因主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)太多、尺寸太大而不能保證所要求的橋下離地間隙。為了磨合均勻，主、從動(dòng)齒輪的齒數(shù)z1，z2之間應(yīng)避免有公約數(shù)；為了得到理想的齒面重疊系數(shù)，其齒數(shù)之和對(duì)于載貨汽車應(yīng)不少于40，對(duì)于轎車應(yīng)不少于50。對(duì)于普通的雙級(jí)主減速器來(lái)說(shuō)，由于第一級(jí)的減速比i01比第二級(jí)的i02小些(通常i02／i01=1.4~2.0)，這時(shí)第一級(jí)主動(dòng)錐齒輪的齒數(shù)可選得較大，約在9~15范圍內(nèi)。第二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)的齒數(shù)和可選在58~78的范圍內(nèi)。對(duì)于雙曲面齒輪單級(jí)貫通式主減速器來(lái)說(shuō)，通常主動(dòng)齒輪的最小齒數(shù)為8。 （2）節(jié)圓直徑的選擇 可根據(jù)從動(dòng)錐齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩中取較小值按經(jīng)驗(yàn)公式選出： 式中 d2——從動(dòng)錐齒輪的節(jié)圓直徑，mm； Kd2——直徑系數(shù)，取K=13~16； Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N?m。 （3）齒輪端面模數(shù)的選擇 d2選定后，可按式m=d2/z2算出從動(dòng)錐齒輪大端端面模數(shù)，并用下式校核： 式中Tj——計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N?m； Km——模數(shù)系數(shù)，取Km=0.3~0.4。 （4）齒面寬的選擇 汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的從動(dòng)齒輪齒面寬F(mm)推薦為： F=0.155d 2 式中d2——從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm。 （5）雙曲面齒輪的偏移距E 轎車、輕型客車和輕型載貨汽車主減速器的E值，不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距A0的40%(接近于從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑d 2的20%)；而載貨汽車、越野汽車和公共汽車等重負(fù)荷傳動(dòng)，E則不應(yīng)超過(guò)從動(dòng)齒輪節(jié)錐距A0的20%（或取E值為d：的10%~12%，且一般不超過(guò)12%）。傳動(dòng)比愈大則正也應(yīng)愈大，大傳動(dòng)比的雙曲面齒輪傳動(dòng)，偏移距E可達(dá)從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑d2的20％～30％。但當(dāng)E大干d2的20％時(shí)，應(yīng)檢查是否存在根切。 （6）雙曲面齒輪的偏移方向 它是這樣規(guī)定的，由從 動(dòng)齒輪的錐頂向其齒面看去并使主動(dòng)齒輪處于右側(cè)，這時(shí)如果主動(dòng)齒輪在從動(dòng)齒輪中心線上方時(shí)，則為上偏移，在下方時(shí)則為下偏移。雙曲面齒輪的偏移方向與其輪齒的螺旋方向間有一定的關(guān)系：下偏移時(shí)主動(dòng)齒輪的螺旋方向?yàn)樽笮瑥膭?dòng)齒輪為右旋；上偏移時(shí)主動(dòng)齒輪為右旋，從動(dòng)齒輪為左旋。 （7）螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的螺旋方向 分為“左旋”與“右旋”兩種。對(duì)著齒面看去，如果輪齒的彎曲方向從其小端至大端 為順時(shí)針走向時(shí)，則稱為右旋齒，反時(shí)針時(shí)則稱為左旋齒。主、從動(dòng)齒輪的螺旋方向是不同的。 螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪在傳動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的軸向力，其方向決定于齒輪的螺旋方向和旋轉(zhuǎn)方向。判斷齒輪的旋轉(zhuǎn)方向是順時(shí)針還是逆時(shí)針時(shí)，要向齒輪的背面看去。而判斷軸向力的方向時(shí)，可以用手勢(shì)法則，左旋齒輪的軸向力的方向用左手法則判斷；右旋齒輪的軸向力的方向用右手法則判斷。判斷時(shí)伸直拇指的指向?yàn)檩S向力的方向，而其他手指握起來(lái)后的旋向就是齒輪旋轉(zhuǎn)的方向。 （8）螺旋角的選擇 螺旋角是在節(jié)錐表面的展開(kāi)圖上定義的。節(jié)錐齒線(節(jié)錐表而與齒廓表面的交線)上任一點(diǎn)的螺旋角，是該點(diǎn)處的切線和節(jié)錐頂點(diǎn)與該點(diǎn)的連線之間的夾角。螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的螺旋角沿節(jié)錐齒線是變化的，齒面寬中點(diǎn)處的螺旋角稱為齒輪的中點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角。 螺旋錐齒輪傳動(dòng)主、從動(dòng)齒輪的中點(diǎn)螺旋角或名義螺旋角是相等的。 （9）齒輪法向壓力角的選擇 格里森制規(guī)定轎車主減速器螺旋錐齒輪選用14°30′，或16°的法向壓力角；載貨汽車和重型汽車則應(yīng)分別選用20°、22°30′的法向壓力角。對(duì)于雙曲面齒輪，由于其主動(dòng)齒輪輪齒兩側(cè)的法向壓力角不等，因此應(yīng)按平均壓力角考慮，載貨汽車選用22°30′的平均壓力角，轎車選用19°的平均壓力角。當(dāng)zl≥8時(shí)，其平均壓力角均選用21°15′。 3.2.3 主減速器圓弧齒螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 1）單位齒長(zhǎng)上的圓周力 式中p——單位齒長(zhǎng)上的圓角力，N／mm； P——作用在齒輪上的圓周力，N，按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Teamx和最大附著力矩兩種載荷工況進(jìn)行計(jì)算； F—一從動(dòng)齒輪的齒面寬，mm。 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)： 式中Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N?m； ig——變速器傳動(dòng)比，常取1檔及直接檔進(jìn)行計(jì)算； d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm。 對(duì)于多橋驅(qū)動(dòng)汽車應(yīng)考慮驅(qū)動(dòng)橋數(shù)及分動(dòng)器傳動(dòng)比。 按最大附著力矩計(jì)算時(shí)： 式中G2一—驅(qū)動(dòng)橋?qū)λ降孛娴呢?fù)荷，N； ——輪胎與地面的附著系數(shù)； rr——輪胎的滾動(dòng)半徑，m； d2——主減速器從動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm。 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力如下表。 許用單位齒長(zhǎng)上的圓周力 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算 按最大附著力矩計(jì)算 附著系數(shù) 1檔 2檔 直接檔 轎車 893 536 321 893 0.85 貨車 1429 250 1429 0.85 公共汽車 982 214 0.85 牽引汽車 536 250 0.65 2）輪齒的彎曲強(qiáng)度計(jì)算 汽車主減速器螺旋錐齒輪與雙曲面齒輪輪齒的計(jì)算彎曲應(yīng)力 (N／mm2)為 式中Tj——齒輪的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N?m，對(duì)于主動(dòng)齒輪還需將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上； K0—一超載系數(shù)； Ks——尺寸系數(shù)，反映材料性質(zhì)的不均勻性，與齒輪尺寸及熱處理等有關(guān)。當(dāng)端面模數(shù)m≥1.6mm時(shí)，Ks= ； Km——載荷分配系數(shù)，當(dāng)兩個(gè)齒輪均用騎馬式支承型式時(shí)，Km＝1.00~1.10；當(dāng)一個(gè)齒輪用騎馬式支承時(shí)，Km＝1.10~1.25。支承剛度大時(shí)取小值； Kv——質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于汽車驅(qū)動(dòng)橋齒輪，當(dāng)輪齒接觸良好、周節(jié)及徑向跳動(dòng)精度高時(shí)，可取Kv＝1； F一—計(jì)算齒輪的齒面寬，mm； Z——計(jì)算齒輪的齒數(shù)； m——端面模數(shù)，mm； J—一計(jì)算彎曲應(yīng)力用的綜合系數(shù)，見(jiàn)圖9—61～圖9—64。 汽車主減速器齒輪的損壞形式主要是疲勞損壞，而疲勞壽命主要與日常行駛轉(zhuǎn)矩即平均計(jì)算轉(zhuǎn)矩有關(guān)，Tj或升Tjh只能用來(lái)檢驗(yàn)最大應(yīng)力，不能作為疲勞壽命的計(jì)算依據(jù)。 3)輪齒的接觸強(qiáng)度計(jì)算 圓錐齒輪與雙曲面齒輪齒面的計(jì)算接觸應(yīng)力 (MPa)為 式中T1、T1max——分別為主動(dòng)齒輪的工作轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩，N?m； Cp——材料的彈性系數(shù)，對(duì)于鋼制齒輪副取232.6N1/2／mm； d1——主動(dòng)齒輪節(jié)圓直徑，mm； Kf——表面質(zhì)量系數(shù)，對(duì)于制造精確的齒輪可取Kf=1； F——齒面寬，mm，取齒輪副中的較小值(一般為從動(dòng)齒輪齒面寬)； J一一計(jì)算接觸應(yīng)力的綜合系數(shù)，可由圖9—65一圖9—68查取。 主、從動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力是相同的。當(dāng)按日常行駛轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為1750MPa；當(dāng)按計(jì)算轉(zhuǎn)矩計(jì)算時(shí)，許用接觸應(yīng)力為2800MPa。計(jì)算時(shí)應(yīng)將上述計(jì)算轉(zhuǎn)矩?fù)Q算到主動(dòng)齒輪上。 3.2.4 主減速器齒輪的材料及熱處理 汽車驅(qū)動(dòng)橋主減速器的工作相當(dāng)繁重，與傳動(dòng)系其他齒輪比較，它具有載荷大、作用時(shí)間長(zhǎng)、載荷變化多、帶沖擊等特點(diǎn)。其損壞形式主要有齒板彎曲折斷、齒面疲勞點(diǎn)蝕(剝落)、磨損和擦傷等。據(jù)此對(duì)驅(qū)動(dòng)橋齒輪的材料及熱處理應(yīng)有以下要求： （1）具有高的彎曲疲勞強(qiáng)度和表面接觸疲勞強(qiáng)度以及較好的齒面耐磨性，故齒表面應(yīng)有高的硬度； （2）輪齒芯部應(yīng)有適當(dāng)?shù)捻g性以適應(yīng)沖擊載荷，避免在沖擊載荷下輪齒根部折斷； （3）鋼材的鍛造、切削與熱處理等加工性能良好，熱處理變形小或變形規(guī)律性易控制，以提高產(chǎn)品質(zhì)量、減少制造成本并降低廢品率； （4）選擇齒輪材料的合金元素時(shí)要適應(yīng)我國(guó)的情況。例如，為了節(jié)約鎳、鉻等我國(guó)發(fā)展了以錳、釩、硼、鈦、鉬、硅為主的合金結(jié)構(gòu)鋼系統(tǒng)。 汽車主減速器和差速器圓錐齒輪與雙曲面齒輪目前均用滲碳合金鋼制造。常用的鋼號(hào)有20CrMnTi，22CrMnMo，20CrNiMo，20MnVB和20Mn2TiB。 用滲碳合金鋼制造齒輪，經(jīng)滲碳、淬火、回火后，輪齒表面硬度可高達(dá)HRC58～64，而芯部硬度較低，當(dāng)端面模數(shù)m>8時(shí)為HRC29~45，當(dāng)m<8時(shí)為HRC32~45。 對(duì)于滲碳層深度有如下的規(guī)定：當(dāng)端面模數(shù)m≤5時(shí)，為0.9~1.3mm；m>5～8時(shí)，為1.0~1.4mm；m>8時(shí)，為1.2~1.6mm。?

? ? ? ?由于新齒輪潤(rùn)滑不良，為了防止齒輪在運(yùn)行初期產(chǎn)生膠合、咬死或擦傷，防止早期磨損，圓錐齒輪與雙曲面齒輪副(或僅大齒輪)在熱處理及精加工(如磨齒或配對(duì)研磨)后均予以厚度0.005~0.010~0.020mm的磷化處理或鍍銅、鍍錫。這種表面鍍層不應(yīng)用于補(bǔ)償零件的公差尺寸，也不能代替潤(rùn)滑。 對(duì)齒面進(jìn)行噴丸處理有可能提高壽命達(dá)25%。對(duì)于滑動(dòng)速度高的齒輪，為了提高其耐磨性可進(jìn)行滲硫處理。滲硫處理時(shí)的溫度低，故不會(huì)引起齒輪變形。滲硫后摩擦系數(shù)可顯著降低，故即使?jié)櫥瑮l件較差，也會(huì)防止齒輪咬死、膠合和擦傷等現(xiàn)象產(chǎn)生。 3.2.5 主減速器的潤(rùn)滑 主減速器及差速器的齒輪、軸承以及其他摩擦表面均需潤(rùn)滑，其中尤其應(yīng)注意主減速器主動(dòng)錐齒輪的前軸承的潤(rùn)滑，因?yàn)槠錆?rùn)堵不能靠潤(rùn)滑油的飛濺來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，通常是在從動(dòng)齒輪的前端近主動(dòng)齒輪處的主減速殼的內(nèi)壁上設(shè)一專門的集油槽，將飛濺到殼體內(nèi)壁上的部分潤(rùn)滑油收集起來(lái)再經(jīng)過(guò)進(jìn)油孔引至前軸承圓錐滾子的小端處，由于圓錐滾子在旋轉(zhuǎn)時(shí)的泵油作用，使?jié)櫥陀蓤A錐浪子的小端通向大端，并經(jīng)前軸承前端的回油孔流回驅(qū)動(dòng)橋殼中間的油盆中，使?jié)櫥偷玫窖h(huán)。這樣不但可使軸承得到良好的潤(rùn)滑、散熱和清洗，而且可以保護(hù)前端的油封不被損壞。為了保證有足夠的潤(rùn)滑油能流進(jìn)差速器，有的采用專門的導(dǎo)油匙。 為了防止因溫度升高而使主減速器殼和橋殼內(nèi)部壓力增高所引起的謂油，應(yīng)在主減速器殼上或橋殼上裝置通氣塞，后者應(yīng)避開(kāi)油濺所及之處。加油孔應(yīng)設(shè)置在加油方便之處，抽孔位置也決定了油面位置低處，但也應(yīng)考慮到汽車在通過(guò)障礙時(shí)放油塞不易被撞掉.