【正文】 （ 7） 齒輪輪齒尺寸 。 輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復(fù)載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。 用移動(dòng)齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時(shí)兩個(gè)進(jìn)入嚙合的齒輪存在角速度茶，換檔瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。因此，比用于 計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算汽車(chē)齒輪，同樣、可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。 變速器 輸入軸常嚙合 齒輪 斜齒輪 彎曲應(yīng)力： 21 3312 c o s 2 c o sggwn c n cT k T kFkb ty k m Zk k y m Z k k y???? ? ???? ??? ? ? 　 　 　 　 　 　 　 　 ?。?34） 直齒輪 彎曲應(yīng)力： 1 32f g fwcF k k T k kb ty m Zk y??? ??? 　 　 　 　 　 　 　 　 （ 35） 式中： w? — 為彎曲應(yīng)力 ， N/ 2mm ； 1F — 為圓周力， N ； gT — 為計(jì)算載荷， N 接觸應(yīng)力： 13 2s in 1 1 8 22 c o snz mZ ?? ???．， 23 2s in 2 1 7 82 c o snb mZ ?? ??? ． 1 22c o s c o s c o s c o s c o sggnTTFF d m Z? ? ? ? ?? ? ? 110 4 1 8j zbFEb? ??????????． （ 36） 式中： j? — 為 輪 齒 的 接 觸 應(yīng) 力 , N/ 2mm ； F — 為齒面上的法向力， N ； ? — 為節(jié)點(diǎn)處壓力角， ； E — 為齒輪材料的彈性模量， N/ 2mm ； B — 為齒輪接觸的實(shí)際寬度， mm ； zb??、 — 為主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑， mm 。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： 19 j?? N/ 2mm ? 1300 N/ 2mm 符合條件。 （ 3） 三擋齒輪 。 彎曲應(yīng)力： 由式（ 34）可得： w?? N/ 2mm ? 350 N/ 2mm 符合條件。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： j?? N/ 2mm ? 1900 N/ 2mm 符合條件[9]。 （ 2） 二擋齒輪 。 彎曲應(yīng)力： 由式（ 34）可得： w?? N/ 2mm ? 180 N/ 2mm 符合條件。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： j?? N/ 2mm ? 1300 N/ 2mm 符合條件。 （ 6） 中間軸 常嚙合齒輪 。通常用的是碳鋼，其中最常用的是 45 鋼。轉(zhuǎn)動(dòng)零件的各表面都經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，零件幾何形狀都是對(duì)稱(chēng)的，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)軸產(chǎn)生的不平衡力矩較小，產(chǎn)生的彎矩可忽略不計(jì)。 (2)輸出軸的初選與校核 從動(dòng)軸的最小直徑同前可得： mind ≥ 3 6][ nPT?? =27mm （ 42） 式中， P —— 功率（ 100KW）； n —— 轉(zhuǎn)速（ 6000r/min）； ??T? —— 許用扭應(yīng)力（ 25～ 45MP 取 40MP）； 同樣在這里取 mind =30mm 符合要求 [10]。 軸與半聯(lián)軸器用單鍵聯(lián)接，其擠壓應(yīng)力為： ? ＝ kldT 3102 ? ≤ ??? （ 43） 式中 , ? — 鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力 (Pa)； K— 鍵與聯(lián)軸器的接觸高度，對(duì)平鍵可取鍵高的一半 ,k=H/2； T — 額定轉(zhuǎn)距 (Nm)； d — 軸的直徑 (m)； T — 鍵的工作長(zhǎng)度 (m),對(duì)于圓頭普通平鍵可取為鍵全長(zhǎng)與鍵寬之差； [? ]— 鍵聯(lián)接許用擠壓應(yīng)力 (MPa)； 在第一段軸上選用 圓頭普通平鍵，根據(jù) d =25mm，查得鍵的截面尺寸為：寬度 b =8mm，高度 h =7mm。其擠壓應(yīng)力為： ? = kldT 3102 ? ＜ ??? =110MPa 所以所選鍵符合強(qiáng)度要求。轎車(chē)五檔變速器殼體軸向尺寸為 (～ )A。 第一軸花鍵部分直徑 d 的初選： 33 m a x 4 2 1 8 4 2 7 8 8 8ed k T ? ? ?= ． ．mm。 mm； W — 為 抗彎截面系數(shù) ， 3mm ； d — 為 軸的直徑 ， mm。 式中： cf — 為軸在垂直面內(nèi)的撓度， mm； sf — 為軸在水平面內(nèi)的撓度， mm； 1F — 為齒輪齒寬中間平面上的圓周力， N； 2F — 為齒輪齒寬中間平面上的徑向力， N； d — 為軸的直徑， mm； E — 為彈性模量， MPa； I — 為慣性矩， 4mm ； a 、 b 為齒輪上作用力距支座 A、 B的距離， mm； L 為支座間距離， mm。mm 由式（ 44）可得： 332 2 0 0 .2 5MMWd? ?? ? ? N/mm ? 400 N/mm 強(qiáng)度合格 [11]。 許用應(yīng)力： 同理 由式（ 44）可得： 332 1 4 7 .6 4MMWd? ?? ? ? N/ 2mm ? 400 N/ 2mm 強(qiáng)度合格。 許用應(yīng)力： 同理 由式（ 44）可得： 332 3 7 0 .1 5MMWd? ?? ? ? N/ 2mm ? 400 N/ 2mm 強(qiáng)度合格。 許用應(yīng)力： 同理 由式（ 44）可得： 332 3 0 6 .5 1MMWd? ?? ? ? N/ 2。 剛度條件 T=184 310 0. 72 9 13 12 20?? N 剛度條件： T=184 310 1. 83 4 66 02 40?? N 剛度條件： T=184 310 2. 90 8 52 34 40?? Nmm ， 6 4 5 6 1 2 .6 1s H AM R a?? N 剛度條件： 35184 10 10T ? ? ? ? ?N花 鍵 部 分 直 徑 可 按 下 式 初 選 ： （ ） 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。變速器軸的長(zhǎng)度可以初步確定。 變速器 軸的初選與計(jì)算 軸的尺寸初 選 變速器軸在工作時(shí)承受扭矩、彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。鍵的工作長(zhǎng)度l= bL? ==。對(duì)于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的平鍵來(lái)說(shuō)，壓潰是主要的失效形式。 軸的最小直徑可按公式： d ≈ ()3 maxeT = （ 41） 式中， maxeT — 最大轉(zhuǎn)矩 184 N/m； d — 軸徑 mm； ??T? — 許用扭應(yīng)力（ 25～ 45MP）； 故本設(shè)計(jì)中取 mind =25 符合強(qiáng)度要求。 綜上，從動(dòng)軸同樣選用 45 鋼，查手冊(cè)得 ??T? =25～ 45MPa。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： j?? N/ 2mm ? 1300 N/ 2mm 符合條件。 彎曲應(yīng)力： 由式（ 35）可得： w?? N/ 2mm ? 400 N/ 2mm 符合條件。 （ 4） 五擋齒輪 。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： j?? N/ 2mm ? 1300 N/ 2mm 符合條件。 彎曲應(yīng)力： 20 由式（ 34）可得： w?? N/ 2mm ? 350 N/ 2mm 符合條件。 （ 5） 倒擋齒輪 。 接觸應(yīng)力： 由式（ 36）可得： j?? N/ 2mm ? 1300 N/ 2mm 符合條件。 彎曲應(yīng)力： 由式（ 34）可得： w?? N/ 2mm ? 350 N/ 2mm 符合條件。 輸 出 軸 齒輪 （ 1） 一擋齒輪 。 K? — 為應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪 k? =，斜齒輪 k? =； 18 K? — 為重合度系數(shù)， k? =2； cK — 為齒寬系數(shù)， ck=8 ； fK— 為 摩擦力影響系數(shù) ， 主動(dòng)齒輪 fK ? ，從動(dòng)齒輪 fK ?； Y — 為齒形系數(shù)，查表 y=； B — 為齒寬， mm； T — 為端面齒距， mm； ? — 為齒輪螺旋角， ； nm — 為 法 面 模 數(shù) ,mm。 (1).斜齒輪彎曲應(yīng)力 1w zFKbtyK?? ? （ 31） 式中，為 Kε 重合度影響系數(shù)，取 ；注釋相同， Kσ =[7]。此外，汽車(chē)變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級(jí)、支撐方式也基本一致。 齒輪工作時(shí)，一對(duì)相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細(xì)小裂縫中的潤(rùn)滑油油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展，然后齒面表層出現(xiàn) 塊狀脫落形成齒面點(diǎn)蝕。 齒根高： 00fnh f c m f c??（ ） ， =1 ， = ， 斜 齒 輪 為 。 [6] （ 6） 齒輪分度圓直徑 。 921 1 0 1 01 1 02 c o s 5 3 0 1 5 3 1 5 5 3 1 5 3 8g h h hnZZ Ai Z Z Z Z ZZ Z m ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?9， ． ， 取 ， ， Z 10 10c o s 0 . 8 6 6 3 0 . 0 1nm Z Z??? ??9（ ）＝ ， 實(shí) 際2A 常嚙合齒輪副的齒數(shù) 。 直齒輪 b=(～ ) Tm ，斜齒輪 b =(～ ) nm 。 （ 3） 齒輪螺旋角 為減少工作噪聲和提高強(qiáng)度，汽車(chē)變速器齒輪多用斜齒輪，只有倒檔齒輪。 經(jīng)驗(yàn)公式： 33 m a x1 3 .4 5 1 3 .4 5 1 8 4 7 6 .5 0eAM? ? ? ? ?mm。 m ax 500 377 pgrnu ii? ．， 該公式為計(jì)算最小傳動(dòng)比公式 min 0 729i??． （ 3）其余各擋傳動(dòng)比比值 。 （ 1）最大傳動(dòng)比 maxi 。直齒圓柱齒輪用于低檔和倒檔 。圖 22f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔更為輕便。但換檔時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換檔困難。為實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)，有些方案利用在 10 中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線(xiàn)中 ，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案。伸長(zhǎng)后的第二軸有時(shí)裝在三個(gè)支承上，其最后一個(gè)支承位于加長(zhǎng)的附加殼體上。圖 21b， c， d 所示方案的各前進(jìn)檔，均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；圖 21d 9 所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速器。因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩 對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用