【正文】 ()=21/30=⑵+=2cos/ ()=2136cos20176。/3 = 51取=33, =18(圓整)；⑶修正＝/（） ()＝3033/（2118）＝％＝||/100%＝%5% (合格)；⑷＝arccos［(+)/（2A）］=176。 ()確定三檔齒輪齒數(shù)（＝20176。）⑴/＝/ ()＝21/30＝⑵由＝(+)/2cos ()?。?0176。,得＋＝2cos/=2136cos20176。/3=51取＝28，＝23（圓整）；⑶修正=/（） ()=3028/（2123）=i3%=||/100%=%5%(合格)⑷修正＝arccos［(+)/（2A）］ ()=176。確定倒檔傳動(dòng)比倒檔齒輪的模數(shù)往往與一檔相近，為保證中間軸倒檔齒輪不發(fā)生根切，初定倒檔傳動(dòng)比=，初選Z9＝40，倒檔齒輪一般在21～23之間選擇。初選＝21。 根據(jù)中間軸和輸出軸的中心距A=136mm那么 90= m(Z9+ Z10) / 2 + 2m + ()代入數(shù)字圓整后可求得Z9 =43故ir=Z2Z9/(Z10Z1)帶入求出Z10=13修正倒擋傳動(dòng)比：ir=Z2Z9/(Z1Z10)= 3043/（2113）=為了保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉， 。(1)中間軸與倒檔軸之間的中心距A′A′= (+)/2 ()=4（13+21）/2=68mm⑵第二軸與倒檔軸之間的中心矩A′′′′=（+)/2 ()=4 (43+21)/2=128mm′+′′=198=136mm齒輪9和齒輪10的齒頂圓之間的間隙 =1364(42+13)/2 =24 所以齒輪能正常嚙合且不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。修正后各檔的傳動(dòng)比為：i1 =, i2 =,i3 =,i4 =, ir =（五）齒寬b齒寬的選擇，應(yīng)注意到齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)行、齒強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度。通常根據(jù)模數(shù)（）來(lái)選擇齒寬：直齒：=,為齒寬系數(shù)，～斜齒：=，～； 小齒輪的齒寬在計(jì)算上認(rèn)為加寬約5～10，所以有直齒 =(～)4=18～32(mm) 倒檔各齒寬：=22mm, =26mm, =30mm斜齒 =(～)5=35～(mm) 因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中間軸上預(yù)定用寶塔齒輪，所以取: 各斜齒輪寬度：=40mm, =36mm, =40mm, =36mm=36mm, =40mm, =36mm, =40mm（六）齒輪精度的選擇根據(jù)推薦，提高高檔位齒輪的性能，取Z1～Z4為6級(jí)，Z5～Z11為7級(jí)。（七）螺旋方向由于斜齒輪傳遞扭矩時(shí)要產(chǎn)生軸向力，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求中間軸上的軸向力平衡。關(guān)于螺旋角的方向，第一、二軸齒輪采用左旋，這樣可使第一、二軸所受的軸向力直接經(jīng)過(guò)軸承蓋作用在變速器殼體上，而不必經(jīng)過(guò)軸承的彈性檔圈傳遞。中間軸齒輪全部采用右旋，因此同時(shí)嚙合的兩對(duì)齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。（八）各檔齒輪數(shù)據(jù)參數(shù)表 Z2130232833183912431321b4036403636403640222630β22．627176。22．627176。22．627176。22．627176。0176。455554176。176。176。176。25176。55555555444555d172528418060921624274直齒圓柱齒輪： 斜齒圓柱齒輪：分度圓直徑：d=Zm 端面模數(shù)=cosβ齒頂高h(yuǎn)a=m（+） 分度圓直徑：d=Zmt齒根高h(yuǎn)f=(ha*＋c*Xt)m 齒頂高：ha=ha*mt+Xtmt齒頂圓直徑：da=d+2ha 齒全高：h=(2ha*+C*)mt齒高h(yuǎn)=ha+hf 齒頂圓直徑da=d+2ha齒頂高系數(shù)ha*=齒根高系數(shù)c*=（九）材料選擇現(xiàn)代汽車(chē)變速器的齒輪材料大部分采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度與心部的高韌性相結(jié)合，能大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。本次設(shè)計(jì)的齒輪的材料選用40Cr。五、齒輪強(qiáng)度校核 滿足工作條件的要求 不同的工作條件，對(duì)齒輪傳動(dòng)有不同的要求，故對(duì)齒輪材料亦有不同的要求。變速器齒輪滲碳層深度推薦采用下列值：～?！??！?。[9]表面硬度HRC58～63；心部硬度HRC33～48。[10] 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為=，轉(zhuǎn)速2500r/min，齒輪傳動(dòng)效率96%Ι軸 ==81096%96%=中間軸 ==34/11=Ⅱ軸 一擋 =21/18=二擋 =21/24=三擋 =17/33=四擋 =19/33=倒擋 =21/13= 輪齒強(qiáng)度計(jì)算 1）輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 （1）直齒輪彎曲應(yīng)力 （38）式中：—彎曲應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算載荷（）；—應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=；齒形系數(shù)如圖22，可以查得： 圖22齒形系數(shù)圖—摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同；主動(dòng)齒輪=，從動(dòng)齒輪=；—齒寬（mm）；—模數(shù)；—齒形系數(shù)，如圖22。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400～850MPa，貨車(chē)可取下限，承受雙向交變載荷作用的倒擋齒輪的許用應(yīng)力應(yīng)取下限。計(jì)算倒擋齒輪11,12,13的彎曲應(yīng)力：=400～850MPa=400～850MPa=400～850MPa（2）斜齒輪彎曲應(yīng)力 （39）式中：—計(jì)算載荷（）；—法向模數(shù)（mm）；—齒數(shù)；—斜齒輪螺旋角（176。）；—應(yīng)力集中系數(shù)，=；—齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖22中查得；—齒寬系數(shù)=；—重合度影響系數(shù)，=。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車(chē)常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍，對(duì)貨車(chē)為100～250MPa。計(jì)算一擋齒輪9，10的彎曲應(yīng)力：=100～250MPa=100～250MPa其它各擋齒輪彎曲應(yīng)力按同樣方法計(jì)算，列表如表23：表23 齒輪彎曲應(yīng)力 檔位 彎曲應(yīng)力MPa常:100～250MPa:100～250MPa一:100～250MPa:100～250MPa二:100～250MPa:100～250MPa三:100～250MPa:100～250MPa倒:400～850MPa:400～850MPa:400～850MPa 2）輪齒接觸應(yīng)力σ （310）式中：—輪齒的接觸應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算載荷（N .m）；—節(jié)圓直徑(mm)；—節(jié)點(diǎn)處壓力角（176。）；—齒輪螺旋角（176。）；—齒輪材料的彈性模量（MPa）；—齒輪接觸的實(shí)際寬度(mm)；、—主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑(mm)，直齒輪、斜齒輪；、—主、從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑(mm)。彈性模量=104 Nmm2齒寬=48mm。=變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力如下表： 計(jì)算一擋齒輪7，8的接觸應(yīng)力=，=， =1900～2000MPa=1900～2000MPa其他檔位齒輪接觸應(yīng)力按同樣方法計(jì)算，列表如表24：表24 各檔位齒輪接觸應(yīng)力檔位 接觸應(yīng)力MPa常:1300～1400MPa:1300～1400MPa一:1900～2000MPa:1900～2000MPa二:1300～1400MPa:1237MPa1300～1400MPa三: 1300～1400MPa：1300～1400MPa四:1300～1400MPa:1300～1400MPa倒::1900～2000MPa:1900～2000MPa:1900～2000MPa 計(jì)算各擋齒輪的受力 （1） 一擋齒輪9，10的受力N （2）同理二擋齒輪5，6的受力 （3） 三擋齒輪3，4的受力（4） 常嚙合齒輪1，2的受力 （5） 倒擋齒輪11，12的受力Fr9 （三）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與校核分析一、軸的功用及設(shè)計(jì)要求變速器軸在工作時(shí)承受轉(zhuǎn)矩，彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。軸的剛度不足，在負(fù)荷作用下，軸會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形，影響齒輪的正常嚙合，產(chǎn)生過(guò)大的噪聲，并會(huì)降低齒輪的使用壽命。設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)主要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：軸的結(jié)構(gòu)形狀、軸的直徑、長(zhǎng)度、軸的強(qiáng)度和剛度、軸上花鍵型式和尺寸等。軸的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)變速器結(jié)構(gòu)布置的要求，并考慮加工工藝、裝配工藝而最后確定。二、軸尺寸初選在變速器結(jié)構(gòu)方案確定以后，變數(shù)器軸的長(zhǎng)度可以初步確定。軸的長(zhǎng)度對(duì)軸的剛度影響很大。為滿足剛度要求，軸的長(zhǎng)度須和直徑保持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。軸的直徑與支承跨度長(zhǎng)度之間關(guān)系可按下式選?。? 第一軸及中間軸：=~ 第二軸： =~ 軸直徑與軸傳遞轉(zhuǎn)矩有關(guān)，因而與變速器中心距有一定關(guān)系，可按以下公式初選軸直徑：中間軸式變速器的第二軸和中間軸最大軸徑： =（~）（mm）第一軸花鍵部分直徑([]為mm)可按下式初選： =（~）式中：——變速器中心距，mm； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N?m。軸的尺寸還與齒輪、花鍵、軸承有一定聯(lián)系，要根據(jù)具體情況，按其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正。以下是軸的計(jì)算尺寸：第二軸： （C是由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)） () T=106P1/n1T=Temaxi 因發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩不大，故C取較小值，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表153選取C＝100 P1/n1=T/106∴dmin=C(Temaxi/106)1/3 （mm）齒輪1處： dmin=100（10）1/3＝(mm)；齒輪3處：dmin=100（10）1/3＝(mm)。齒輪5處：dmin=100（10）1/3＝(mm)。齒輪7處：dmin=100（10）1/3＝(mm)。齒輪9處： dmin=100（10）1/3＝(mm)。中間軸：齒輪4處：dmin=100（10）1/3＝(mm)。 當(dāng)軸截面上開(kāi)著鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮對(duì)軸的強(qiáng)度減弱，同步器花鍵增加5％,修正后，軸徑如下：齒輪9處： d=（1+5％）＝（mm） 齒輪4處：d=（1+5％）＝（mm）Ⅲ與Ⅳ檔同步器軸徑：d小徑＝56mmⅠ與Ⅱ檔同步器軸徑: d小徑＝48mm 其它尺寸查看標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件來(lái)定。 軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、同步器及軸承等的安裝、固定。并與工藝要求有密切關(guān)系。 除前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)、后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)變速器采用兩個(gè)軸外，絕大多數(shù)汽車(chē)變速器都是三軸式。 在三軸式變速器中，第一軸通常和齒輪做成一體，前端支承在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪內(nèi)腔的軸承上。其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。第一軸花鍵尺寸與離合器從動(dòng)盤(pán)轂內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。第一軸的長(zhǎng)度根據(jù)離合器總成軸向尺寸確定。確定第一軸后軸徑時(shí)，希望軸承外徑比第一軸上常嚙合齒圈外徑大，以便于裝拆第一軸。 第二軸前軸頸通過(guò)軸承安裝在第一