【文章內(nèi)容簡介】 m）； gi —— 變速器傳動(dòng)比； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比。 查表 ：該車極速 maxau = maxav =190km/h；超速檔就是最高檔；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = pn =6000（ r/min）；輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格 235/70 R16 得到 r = 235*+16*(mm) 此次設(shè)計(jì)選擇五檔作為超速檔，傳動(dòng)比為 . 傳動(dòng)比計(jì)算公式轉(zhuǎn)換為： 3 00 03 ?????? ag ui nri 最低檔傳動(dòng)比計(jì)算 主減速比 最高時(shí)速 輪胎型號(hào) 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 最大扭矩 最大功率 最高轉(zhuǎn)速 車長 排量 整備質(zhì)量 190km/h 35/70R16 4G63S4M 170/3000 90kw 6000r/min 4650mm 1720kg 10 選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)，要綜合實(shí)際車型的基本參數(shù)，如爬坡度、附著系數(shù)、承載能力和車輪半徑等進(jìn)行參考。 設(shè)計(jì)以當(dāng)時(shí)就按照汽車在最大爬坡度時(shí)的工況下進(jìn)行，這個(gè)時(shí)候該車的全部動(dòng)力用來推動(dòng)汽車爬坡。 用公式表示如下： m a xm a x0m a x s inco s ??? GGfr iiT tge ?? （ ） 式中： G —— 汽車滿載重量 (N)； f —— 滾動(dòng)阻力系數(shù) μ =~； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 (N m)； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比； gi —— 變速器傳動(dòng)比； t? —— 傳動(dòng)效率（ ~）； R —— 車輪滾動(dòng)半徑； max? —— 最大爬坡度（一般轎車 要求能爬上 30%的坡，大約 ? ） 由公式（ ）得： teg iTrGGi ? ???0m a xm a xm a x1 )s i nc o s( ?? （ ） 已知： ?f ； ? ?? ； r=； 170max?eT N m； ?i ； g=；?t? ，整備質(zhì)量是 1720kg，滿載質(zhì)量得 1720+65*5+10*5=2095kg； 把以上數(shù)據(jù)代入（ ）式： 7 7 0 ) i 0 9 s0 1 0 9 5(1 ??? ???????? ??gi 一檔是產(chǎn)生最大動(dòng)力輸出，保證驅(qū)動(dòng)輪不會(huì)打滑。用公式表示如下： ?? ntge Fr iiT ?10m a x teng iT rFi ??0max1? （ ） 11 式中： nF —— 驅(qū)動(dòng)輪路面法向反力， gmFn 1? ； ? —— 驅(qū)動(dòng)輪與地面間附著系數(shù)； ? 一般取 ~。 更具所選車型：前軸承載 20951?m kg； ? 取 ，代入公式 34： 7 7 0 0 9 51 ??? ????gi 所以，一檔傳動(dòng)比的選擇范圍是： 1 ?? gi 故一檔傳動(dòng)比為 。 變速器各檔速比的配置 按等比級(jí)數(shù)分配五個(gè)檔傳動(dòng)比，即： qiiiiiiii ???? 54433221 51 ??iiq ）（修正為 342312?????????qiiqiiqii 中心距 三軸式變速器，中心距 A 就是輸出軸與中間軸的位置差： 3 1m a x geA iTKA ?? 式中： A —— 變速器中心距（ mm）； AK —— 中心距系數(shù)； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 1； 1i —— 一檔傳 動(dòng)比為 ； g? —— 變速器傳動(dòng)效率，取 95%。 乘用車 AK =~ ?A （ ~） 3 ??? =（ ） ? =~ 通常乘用車中心距為 60～ 80mm。 12 初取 A=80mm。 變速器的外形尺寸 變速器的橫向尺寸，有具體的齒輪 布置和操作機(jī)構(gòu)確定。 轎車五檔變速器外形軸向尺寸為（ ~） A 27 2~24 080)~()~( ???? AL mm 初選長度為 270mm。 齒輪參數(shù)的選擇 選取齒輪模數(shù)時(shí)一般要遵循如下原則： ① 為了降低噪聲，則應(yīng)選用小模數(shù)，大齒寬； ② 如果減輕質(zhì)量，與前者反之； ③ 從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用同一種 模數(shù)； ④ 模數(shù)的不同有利于提高強(qiáng)度； ⑤ 低擋齒輪選用大一些的模數(shù)，其他檔位選用另一個(gè)相同模數(shù)。 乘用車，更主要的是降低工作噪聲；對(duì)于貨車，主要的減輕重量，故該參數(shù)可選得大些。 乘用車模數(shù)以該車排量作為主要參考，通過 可知，選取模數(shù)為 3?nm ，因?yàn)槌擞密囍饕墙档驮肼?，所以前進(jìn)檔所有檔均采用斜齒輪。 為了優(yōu)化制造工藝上，變速器中的各個(gè)結(jié)合套的模 數(shù)是一樣的，取 2~ 之間。本設(shè)計(jì)取 。 ? 壓力角越小，則重合度更高，傳動(dòng)平順性更好，噪聲更?。环粗?，輪強(qiáng)度更高。 13 國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。，因此通常采用的壓力角是 20176。嚙合套或同步器的壓力角有 20176。、 25176。、 30176。等不同值，一般選用 30176。的壓力角。為了加工方便，所以全部采用標(biāo)準(zhǔn)壓力角 20176。 ? 螺旋角越大，齒輪嚙合的重合度越高，所以工作更加平順、噪聲更低。 螺旋角在 30176。以內(nèi)增大 時(shí)，輪齒強(qiáng)度相應(yīng)增大，如果還持續(xù)加大，接觸強(qiáng)度隨著上升，但彎曲強(qiáng)度會(huì)突降。 螺旋角選用范圍： 乘用車變速器： 兩軸式變速器為 2030 度 中間軸式變速器為 2234 度 貨車變速器： 1826 度 本次設(shè)計(jì)螺旋角初選 30176。 . 要注意選擇斜齒螺旋角，目的是抵消軸上的對(duì)稱軸向力。所以，中間軸上的所有齒輪全部為右旋，其余軸的全部斜齒輪反過來，殼體就可以通過軸承蓋承受它的軸向力。 b 齒寬則是對(duì)變速器的大部分參數(shù)都有影響。 齒輪寬度直接關(guān)系齒輪的 承載能力， b 越大，承載能力越高。實(shí)踐證明，齒寬持續(xù)增大，達(dá)到一定值后，載荷分配會(huì)變得很不均勻，卻降低齒輪承載能力。所以，只要齒輪的強(qiáng)度達(dá)到要求，齒寬要適當(dāng)選擇小的，這樣也可以讓變速器的質(zhì)量減輕，軸向尺寸也相應(yīng)變小。 齒寬一般由齒輪模數(shù) ? ?nmm 來選定： 14 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ ，本次取 ???? nc mkb mm 齒頂高系數(shù)直接關(guān)系著 齒輪的工作情況。齒頂高系數(shù)越小，齒輪重合度越小，而工作噪聲變大；輪齒受的彎矩降低，輪齒的彎曲應(yīng)力同樣相應(yīng)的變小。 由于齒輪加工精度提高，該系數(shù)一般取為 。如果齒輪嚙合的重合度，齒根強(qiáng)度要求提高，可根據(jù)實(shí)際要去大于 1。 本設(shè)計(jì)取為 。 各檔齒輪計(jì)算 中心距、螺旋角、模數(shù)等參數(shù)初步確定后，依據(jù)檔數(shù)，傳動(dòng)比和布置開始對(duì)各檔齒輪進(jìn)行計(jì)算。 圖 31 五檔變速器示意圖 一檔傳動(dòng)比為： 110291 ?? zz zzi 15 確定一檔齒數(shù)，求出中間軸齒輪的傳動(dòng)比，首先要求齒輪和 hz ， hz —— 一檔齒數(shù)和， 直齒 mAzh 2? 斜齒 nh mAz 29cos2 ?? （ ） 對(duì)于乘用車，中間軸上一擋齒數(shù)可在 17~1510 ?z 范圍內(nèi)選取，本設(shè)計(jì)取 1610?z ，初選 ?3011?? ， 3?nm ， 代入公式（ ）得到： 30c o s802 ?????hz 取整得 46， 則 3016469 ???z 。 A 進(jìn)行修正 ?cos2 hnzmA? o s2 463 ??? ??A 取整得 800?A mm， 0A 為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。 常嚙合齒輪傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)確定 291 ?? zz zzi 而常 嚙合齒輪的中心距與一檔相等，即： 221c os2 )( ?zzmA n ?? （ ） 已知各參數(shù)如下 ： 80,16,30,30,3 109 ?????? Azzm n ? ； 代入式（ ）得到： , 21 ?? zz 16 取整： 32,14 21 ?? zz 所以一檔傳動(dòng)比為： ????? zzzzi 二檔齒數(shù)的確定 已知： 80,30,3 ???? Am n ? ?i 由式 81722 zzzzi? ???? zzizz —— 由上公式變形 （ ） ?cos2 )( 87 zzmA n ?? （ ） 21,25 87 ?? zz 所以二檔傳動(dòng)比為： ????? zzzzi 三檔齒數(shù)的確定 已知： ,80,3 3 ??? iAm n 由式子 ???? zzizz —— 由上公式變形 （ ） 665cos2 )( ?zzmA n ?? （ ） 解得： 17 26,20 65 ?? zz 所以三檔傳動(dòng)比為： 20203265123 ????? zzzzi 五檔齒數(shù)的確定 已知： ,80,3 5 ??? iAm n 由式子 ???? zzizz—— 由上公式變形 （ ） ?cos2 )( 43 zzmA n ?? （ ） 解得： 34,12 43 ?? zz 所以五檔傳動(dòng)比為： 3412143243125 ????? zzzzi 倒檔齒數(shù)的確定 通常，倒檔和一檔的傳動(dòng)比相似，在本設(shè)計(jì)中倒檔傳動(dòng)比 gri 取 。而中間軸倒檔齒輪一般略小于一檔主動(dòng)齒輪齒數(shù)，取 1412?Z 。 一般，倒檔軸齒輪 13Z 齒數(shù)為 21~23，這里 13Z =23。 由： ???? zzzzzzi R 可計(jì)算出 2611?Z 中間軸、倒檔軸的距離為： mmzzmA n )1423(321)(21 121339。 ?????? 二軸與倒檔軸之間的距離確定： 18 mmzzmA n 75)2326(321)(21 131139。39。 ??????? 取整 75mm. 表 34 各檔齒輪的參數(shù) 一檔齒輪 二檔齒輪 三檔齒輪 五檔齒輪 常嚙合齒輪 倒檔齒輪 齒輪號(hào) 9 10 7 8 5 6 3 4 1 2 中間軸齒輪 12 倒檔齒輪13 第二軸齒輪 11 齒數(shù) 30 16 25 21 20 26 12 34 14 32 14 23 26 分 度 圓 直徑 2 2 111.6 4 8 6 7 117.78 0 5 42 69 18 齒頂高 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 齒根高 全齒高 19 齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算 齒輪材料的選擇原則 滿足工作條件的要求 不同的工作條件，齒輪傳動(dòng)有不同的要求，所以材料的選擇也有不同的要求。對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，所用材料必須保證很高的強(qiáng)度和耐磨性，并且齒輪表面硬度要求很高，齒芯又比較軟。 選擇材料配對(duì) 如果硬度≤ 350HBS，要求成對(duì)齒輪使用壽命差不多，大齒輪要求比小齒輪硬度略低 30～ 50HBS。大、小輪用不同材料，可以使抗膠合能力得到提升。 加工工藝及熱處理工藝 根據(jù)齒輪的大小有不同的工藝要求，大尺寸通常用鑄鋼、鑄鐵；略小尺寸，用鍛鋼。小尺寸，要求不高，用圓鋼作毛坯。根據(jù)齒面的軟硬程度不同也有不同的工藝，軟齒面，一般用中碳合金鋼，先熱處理，后切齒；硬齒面，用低碳合金鋼，先切齒，后進(jìn)行表面淬火，得到齒面硬，輪芯韌，最后需進(jìn)行磨齒。一般進(jìn)行過滲氮處理，齒面不容易變形，不需要磨齒。 常嚙合齒輪因其傳遞轉(zhuǎn)矩大于其他軸的齒輪，且持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，磨損多，都選擇硬齒面，小的齒輪 20 GrMnTi 滲碳處 理之后再經(jīng)過淬火。大的齒輪，用 40 Gr 調(diào)質(zhì)后表面淬火。一檔，受到的沖擊載荷更大，要求抗彎強(qiáng)度高。一檔所用齒輪與常嚙合齒輪相似；其他檔位小的用 40 Gr 調(diào)