【正文】 ................................ 8 第二節(jié) 齒輪的強(qiáng)度校核 .......................................................................................................14 一、齒輪的損壞形式 ......................................................................................................14 二、 齒輪強(qiáng)度校核 .........................................................................................................15 參考文獻(xiàn) .....................................................................................................................................25 第一章 變速器的功用和要求 現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。此外，為保證汽車倒車及使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系能夠分離，變速器應(yīng)具有倒檔和空檔。 有級變速器 根據(jù)前進(jìn) 檔 數(shù) 目 的不同，可以分為三、四、五檔和多檔變速器 ；而按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線（行星齒輪）式和綜合式的。三軸式變速器的各前進(jìn)檔均為常嚙合齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，因此壽命比較接近?；瑒?dòng)直齒輪換檔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換檔，而與操作技術(shù)熟練程度無關(guān)，從而提高了汽車的加速性、經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。 圖 ）所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一擋的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處，然后再布置倒擋。為此應(yīng)該注意以下三點(diǎn)： （一） 按換檔次序來排列 ； （二） 將常用檔放在中間位置，其它檔放在兩邊； （三） 為了避免誤掛倒檔，往往將倒檔安排在最靠邊的位置，有時(shí)于 1 檔組成一排。 三、中心矩 A 對 于中 間軸 式 變 速器， 是將 中 間軸 與第二 軸之間 的距離 稱為變 速器中心距 A 初 選 中心矩 A 時(shí) ，可根據(jù) 經(jīng)驗(yàn) 公式 計(jì) 算 A=Ka( Temaxi 1η g)1/3 （ ） （ 《汽車 設(shè)計(jì) 》第 4 版 P90） Ka—— 中心矩系 數(shù) ： Ka=~,取 ； 1i —— 變 速器一檔 傳動(dòng) 比； g? —— 變 速器 傳動(dòng) 效率：取 η g＝ 97％； Memax —— 發(fā)動(dòng) 機(jī)的最大 輸 出 轉(zhuǎn) 矩， 單 位 為 （ Nm）； ∴A ＝ *（ 173**） 1/3＝ 初選 A=78mm 四、齒輪參數(shù)選擇 （一）模數(shù)的選擇 9 影響齒輪模數(shù)的選取因素很多，如齒輪強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。176。 時(shí) ，抗 彎強(qiáng) 度急 劇 下降。 ， （ ） Zh=2 78cos2 4176。 5)tgβ Z2/(Z1+Z2)(1+Z 5/Z6)= ||= 兩 者相差不大，近似 認(rèn)為軸 向力平衡。 —— （ 《汽車 設(shè)計(jì) 》第 4 版 P96） 根據(jù)中間軸和輸出軸的中心距 A=78mm 那么 78= mn(Z 7+Z8)/2+2*ha 12 代入數(shù)字整圓后可求得 Z7= 為 了保 證 倒檔 齒輪 的 嚙 合和不 產(chǎn) 生 運(yùn)動(dòng) 干涉， 齒輪 7 和 齒輪 8 的 齒頂圓之間應(yīng) 保持 以上的 間 隙。合理的選擇是既要滿足齒輪使用性能方面的要求，又滿足變位的限制條件。由也可按無側(cè)隙嚙合方程式求得 X=0 3） 根據(jù)齒數(shù)比 u= Zk+1/ Zk， 故應(yīng)按線圖左側(cè)的斜線分配 X，自該點(diǎn)做水平線與斜線交于 C 點(diǎn)， C點(diǎn)橫坐標(biāo)即為 X1； X2=XX1 () 查封閉圖可得： 表 Zi Z1 Z2 Z 3 Z4 Z5 Z6 Z7 XI Z8 Z9 Z10 Z11 （ 《 漸開線齒輪變位系數(shù)的選擇 》 P28） （九） 計(jì)算所得齒輪參數(shù) ： 表 1Z 2Z 3Z 4Z 5Z 6Z 7Z 8Z 9Z 10Z 11Z Z 17 34 23 29 29 23 32 18 34 18 22 b 20 18 20 18 18 20 20 22 18 20 20 β 176。 176。采用下列措施，可提高輪齒的彎曲強(qiáng)度：增大輪齒根部厚度；加大輪齒根部過渡圓角半徑；采用長齒齒輪傳動(dòng)；提高重合度；使同時(shí)嚙合的輪齒對數(shù)增多；使齒面及齒根部過渡圓角處盡量光滑；提高材料的許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。 最后結(jié)果 : 一檔齒輪的接觸強(qiáng)度分別是（按傳動(dòng)順序）： （滿足要求） （ 2）彎曲強(qiáng)度計(jì)算 直齒輪用下式計(jì)算彎曲應(yīng)力： 16 ?? =ybPKKF t ft ? （ N/mm2） () 斜齒輪用下列公式計(jì)算： ?? =??yKbPKFtnt （ N/mm2） () 式中： tF —— 圓周力， tF = dMemax2 ， N； ?K —— 應(yīng)力集中系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，被動(dòng)齒輪取 ； fK —— 摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，被動(dòng)齒輪取 ； tP—— 端面周節(jié)， tP =? m ； tnP — — 法面周節(jié)， tnP =? nm ； y—— 齒形系數(shù)； ?K —— 重合度影響系數(shù)， ?K =2。為滿足剛度要求，軸的長度須和直徑保持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。 當(dāng)軸截面上開著鍵槽時(shí)，應(yīng)增大軸徑以考慮對軸的強(qiáng)度減弱，同步器花鍵增加5％。 中間軸是根光軸 ， 僅起支承作用，其剛度由安裝在軸上的寶塔齒輪結(jié)構(gòu)保證 ，無需進(jìn)行強(qiáng)度分析 。 19 五、 軸的強(qiáng)度計(jì)算 及校核 由變速器結(jié)構(gòu)布置并考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強(qiáng)度是足夠的，僅對其危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算。 安全系數(shù)： s=σs/σ 取 s=5 中間軸： 20CrMnTi σs=850Mpa 第二軸： 20CrMnTi σs=850Mpa 所以中間軸和 第二軸 [σ]=170 Mpa 二軸應(yīng)力的計(jì)算 設(shè) xm ＝ b ， xn ＝ a 得： 水平彎矩： sM ＝ l baPx ?? () 垂直彎矩： cM ＝ l brQaR xxx ???? )( () 合成彎矩： hM ＝ 22 cs MM ? () 扭矩： nM ＝ xe iM? () 彎曲應(yīng)力： w? ＝whWM () 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： n? ＝nnWM () 合成應(yīng)力： ? ＝ nw 22 4 ?? ?? () 注： xP ＝ d iT gxe ??? m ax2 ? xR ＝? ?? c os2 m a x? ??? d tgT ne xQ ＝ d tgiT gxe ?? ???? m a x2 其 彎矩和扭矩圖 如下 ： 21 如圖 中間軸的應(yīng)力計(jì)算： 由受力分析圖，設(shè)（ a=a2， cx=a1， ex=lcx， b=la2） 得： 水平彎矩： Ms=[(Px a1－ Pc a2) ex]/l （ ） 垂直彎矩： Mc=[(Rc a2＋ Rx a1－ Qx rx+Qc rc) ex]/l （ ） 合成彎矩： Mh=(Ms2＋ Mc2)1/2 （ ） 彎矩應(yīng)力：σ w=Mh/Ww （ ） 扭矩： Mn= Temax ic （ ） 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：τ n=Mn/Wn （ ） 合成應(yīng)力：σ =(σ w2+4τ n2)1/2 （ ） 其 彎矩和扭矩圖 如下 ： 22 如圖 六、 軸的剛度計(jì)算 和校核 變速器軸的剛度用軸的撓度和轉(zhuǎn)角來評價(jià)，軸的剛度比其強(qiáng)度更重要。齒輪所在的平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過 弧度；兩軸的分離不得超過 。這是由于漸開線花鍵較矩形花鍵有許多優(yōu)點(diǎn)，如齒數(shù)多、齒端，齒根部厚，承載能力強(qiáng)，易自動(dòng)定心，安裝精度高。 花鍵傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，齒側(cè)面受擠壓作用，齒根部受剪切及彎曲作用。當(dāng)采用滑動(dòng)齒輪掛檔時(shí)，花鍵配合應(yīng)保證滑動(dòng)自如。 結(jié)束語 經(jīng)過一周的變速器課程設(shè)計(jì)，我有很多收獲，明白了任何一個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都是需要一個(gè)過程，同時(shí)也懂得了要想把設(shè)計(jì)做好，自己的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，得參考不同的學(xué)術(shù)資料，跟同學(xué)討論，請教老師，來 解答自己所遇到的問題和