随着国内汽车产业的发展,很多企业都在积极开展汽车零部件的自主研发工作,零部件的强度刚度以及疲劳耐久性是各汽车生产厂商在进行自主研发工作时必须考虑的重要问题。作为汽车传动系的重要组成部分,驱动桥起着降速增扭、改变扭矩传递方向、实现差速及承受路面与车架之间各种载荷的重要作用,关乎车辆的动力性、操纵稳定性以及乘坐安全等。故对其疲劳耐久性的研究具有重要意义。在载货车驱动桥总成中主减速器准双曲面齿轮工作载荷大,工作时间长,导致其往往是驱动桥总成疲劳耐久性的薄弱环节。基于此背景,本文展开了对准双曲面齿轮疲劳寿命的研究,利用有限元的方法预测其齿根弯曲疲劳寿命,并详细分析齿轮安装误差对齿根弯曲应力和疲劳寿命的影响。首先,根据准双曲面齿轮副啮合原理和加工方法,基于传统的机床加工过程,在CATIA软件中利用虚拟加工的原理建立准双曲面齿轮副三维模型。其次,选择国内外两种驱动桥齿轮疲劳试验标准(QC/T533-1999和FPT MTD014),按照两种标准的试验载荷分别进行了准双曲面齿轮副有限元应力分析。在有限元分析过程中,设置多个分析步以解决准双曲面齿轮应力计算不易收敛的问题。分析结果显示齿轮副接触印迹及齿根应力随啮合时间的变化均符合准双曲面齿轮的啮合规律,侧面证明了齿轮三维模型及有限元分析方法的正确性。基于有限元应力分析结果先后采用单轴疲劳寿命分析方法和基于FEMFAT软件的临界平面法多轴疲劳寿命分析方法预测准双曲面齿轮齿根弯曲疲劳寿命。单轴疲劳分析时仅考虑第一、第三主应力的影响,而多轴疲劳分析时将齿根节点在整个啮合过程中的应力张量作为疲劳载荷进而计算特定平面上的疲劳损伤参量并最终获得疲劳寿命预测结果。结果显示:多轴疲劳寿命预测结果比单轴疲劳预测结果小,且两结果之间的差距与齿轮齿根部位应力状态的多轴程度直接相关。然后对比分析了准双曲面齿轮小齿轮轴向安装误差(H向)、大齿轮轴向安装误差(G向)、偏移距误差(V向)和轴交角误差(?向)对齿根弯曲应力、单轴疲劳寿命预测结果及多轴疲劳寿命预测结果的影响。结果表明:安装误差对齿根弯曲应力及单轴疲劳寿命预测结果的影响趋势接近,而其对齿轮(尤其是小齿轮)多轴疲劳寿命预测结果的影响则与齿根弯曲应力或单轴疲劳寿命预测结果有一定的差异;H向误差、G向误差及?向误差都会导致齿轮弯曲应力及疲劳寿命发生较大变化,其中负G向误差对小齿轮造成的多轴疲劳寿命预测结果大幅减小需要引起注意;G向、V向误差则会导致齿根拉应力峰值点或者最小疲劳寿命点的位置沿齿宽方向移动,其中V向误差影响更为显著。最后,利用汽车电控动力传动系试验台分别对驱动桥实施了在QC/T533-1999和FPT MTD014标准下的疲劳台架试验,将试验结果与单、多轴疲劳寿命预测结果相对比,结果表明:单轴疲劳寿命预测结果偏大,而多轴疲劳寿命预测结果与试验结果吻合度较好。验证了本文准双曲面齿轮弯曲疲劳寿命预测方法的可信性,可以在齿轮设计阶段提供参考以缩短设计周期。