【正文】 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速 器的低擋與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低擋到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓 柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。 換擋結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。此外因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大，因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車(chē)變速器上使用。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。本設(shè)計(jì)也采用 5 個(gè)擋位。 m)； i0主減速比； 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 max 2e gI TrTi Gr ? ??2max 0rgIeTGri Ti???max1mingngiq i?? η汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。根據(jù)上式可的出： q=。 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 6+1 手動(dòng)擋變速器，其殼體的軸向尺寸是?=， 變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。 同步器和嚙合套的接合大都采用漸開(kāi)線齒形。 表 31 汽車(chē)變速器齒輪的齒形、壓力角與螺 旋角 項(xiàng)目 車(chē)型 齒形 壓力角 α 螺旋角 β 轎車(chē) 高齒并修形的齒形 176。 25176。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 α 取 20176。為此，中間軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸和第二軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力 經(jīng)軸承蓋由殼體承受。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬： 直齒 b=(~)m， mm 斜齒 b=(~)m， mm 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 上面根據(jù)初選的 A 及 m 計(jì)算出的 ?Z 可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（ 38）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過(guò)來(lái)計(jì)算中心距重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 101212 ZZiZZ gI ?? ?ZZ?cos2 )( 21 ZZmA n ??nmAZZ ?c os221 ??10912 ZZZZig ??? ?ZZnmAZ ?cos2????giA，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。 則根據(jù)式（ 37）可計(jì)算出一擋實(shí)際傳動(dòng)比為： 1 ? 。 確定倒擋齒輪的齒數(shù) 一般情況下，倒擋傳動(dòng)比與一擋傳動(dòng)比較為接近，在本設(shè)計(jì)中倒擋傳動(dòng)比 gri取 。 故可得出中間軸與倒擋軸的中心距 (318) =58mm 而倒擋軸與第二軸的中心 : (319) =。高度變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點(diǎn)，有避免了其缺點(diǎn)。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)，故采用的較多。為提高接觸強(qiáng)度，應(yīng)使總變位系數(shù)盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開(kāi)線離基圓較遠(yuǎn)，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。 根據(jù)上述理由，為降低噪聲，變速器中除去一、二擋和倒擋以外的其他各擋齒輪的總變位系數(shù)要選用較小的一些數(shù)值，以便獲得低噪聲傳動(dòng)。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。 與其他機(jī)械設(shè)備使用的變速 器比較，不同用途汽車(chē)的變速器齒輪使用條件仍是相似的。在這里所選擇的齒輪材料為 40Cr。 斜齒輪彎曲應(yīng)力 （ 319） 式中 K? 為重合度影響系數(shù)，取 ；其他參數(shù)均與式（ 319）注釋相同，?? ， 選擇齒形系數(shù) y時(shí)，按當(dāng)量模數(shù) 3/ cosnzz ?? 在圖（ 319）中查得。 （ 2）齒輪接觸應(yīng)力 （ 321） 式中， 齒輪的接觸應(yīng)力 (MPa)； F齒面上的法向力 (N)， 1 /(c os cos )FF ??? ； 1F 圓周力在 (N)， ； ? 節(jié)點(diǎn)處的壓力角； ? 齒輪螺旋角； E齒輪材料的彈性模量 MPa，查資料可取 3190 10E M Pa?? ； b齒輪接觸的實(shí)際寬度， 20mm； zb??、 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑 mm； 直齒輪： （ 322） 三檔 σ w7= σ w8= 四檔 σ w5= σ w6= 五檔 σ w3= σ w4= 六擋 σ w14= σ w15= 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 ? ?? ? 22s in / c o ss in c o szzbbrr? ? ?? ? ??? （ 323） 斜齒輪： （ 324） （ 325） 其中， zbrr、 分別為主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。第一軸長(zhǎng)度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動(dòng)盤(pán)轂的 內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。 （ 2）軸的尺寸 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 變速器軸的確定和尺寸，主要依據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝要求而定。因此，軸的直徑 d與軸的長(zhǎng)度 L的關(guān)系可按下式選取： 第一軸和中間軸： d/L=~ ； 第二軸： d/L=~ 。由于第二軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對(duì)象。 mm； TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； P軸傳遞的功率， kw； 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 31159550000 650050 . 25T MPa? ???? 10PTGI? ??4 44200 100 10 1032? ?? ? ????m a xm a xm a x22 ta nc os2 ta netereaTiFdTiFdTiFd?????? d計(jì)算截面處軸的直徑， mm； [T? ]許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa。 mm； G 軸的材料的剪切彈性模量， MPa,對(duì)于鋼材， G = 410? MPa； PI 軸截 面的極慣性矩， 4mm ， 32/4dI p ?? ； 將已知數(shù)據(jù)代入上式可得： 。； maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，為 202200N 軸的剛度校核 第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 cf 和在水平面內(nèi)的撓度 sf 可分別按下式計(jì)算： （ 337） （ 338） 式中 , 1F 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N） ,這里等于 tF ； 2F 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N），這里等于 rF ； E彈性模量（ MPa）， 10E ??（ MPa）， E = 10? MPa； I慣性矩（ 4mm ）， 4 / 64Id?? ， d為軸的直徑（ mm ）； a、 b為齒輪坐上的作用力距支座 A、 B的距離（ mm ）； L支座之間的距離（ mm ）。而球軸承中主要為點(diǎn)接觸，適宜用于承受較輕的或中等的載荷。在軸承在承受徑向載荷的同 時(shí)，還有不大的軸向載荷時(shí)，可選用深溝球軸承或接觸 角不大的角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，可選用接觸角較大角接觸球軸承或圓錐滾子軸承，或者選用向心軸承和推力軸承組合在一起的結(jié)構(gòu)，分別承擔(dān)徑向載荷和軸向載荷。重及特重系列的軸承，只用于低速重載的場(chǎng)合。 推力軸承的極限轉(zhuǎn)速均很低。 便于拆裝也是選擇軸。 若工作轉(zhuǎn)速略超過(guò)樣本中規(guī)定的極限轉(zhuǎn)速，可以用提高軸承的公差等級(jí)，或者 適當(dāng)?shù)募哟筝S承的徑向游隙，選用循球潤(rùn)滑或油霧潤(rùn)滑，加強(qiáng)對(duì)循環(huán)油的冷卻等措施來(lái)改善軸承的高速性能。 保持架的材料與結(jié)構(gòu)對(duì)軸承的轉(zhuǎn)速影響極大。 從工作轉(zhuǎn)速對(duì)軸承的要求看，可以確定以下幾點(diǎn)： 球軸承與滾子軸承比較，有較高的極限轉(zhuǎn)速，故在高速時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用球軸承。 根據(jù)載荷的方向選擇軸承類(lèi)型時(shí)，對(duì)于純軸向載荷，一般選用推力滾子軸承。 (四 )軸承的選擇與校核 (1)軸承類(lèi)型的選擇 選用軸承選擇時(shí)，首 先是軸承的類(lèi)型，我國(guó)常用的標(biāo)準(zhǔn)軸承共分九種類(lèi)型，下面是正確選擇軸承類(lèi)型時(shí)應(yīng)考慮的幾大因數(shù)： (2)軸承的載荷 軸承所受載荷的大小，方向和性質(zhì)是選擇軸承的主要依據(jù)。 代入上式可得： ， ， 。 （ 2） 第二軸的校核計(jì)算 軸的強(qiáng)度校核 計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF 可按下式求出： （ 331） （ 332） 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 traFNFN???16021 6 0 7 5atAdFFF ? ? ?? ? ? （ 333） 式中 i 至計(jì)算齒輪的傳動(dòng)比，此處為三擋傳動(dòng)比 ； d 計(jì)算齒輪的節(jié)圓直徑， mm，為 90mm； ? 節(jié)點(diǎn)處的壓力角，為 16176。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角 ? 來(lái)表示。 （ 1）第一軸的強(qiáng)度與剛度校核 因?yàn)榈谝惠S在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，所受的彎矩很小，可以