【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 nt嚙合角 ，得 ；39。 910cos()?????39。20???8即為高度變位。一檔齒輪參數(shù)如表 31。表 31 一檔齒輪基本參數(shù)序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 端面壓力角 ,?????2 分度圓直徑 341?tmzd 62tmzd3 齒頂高 58.)(0?tafh?07.)(0?tafh?4 齒根高 1??tfc 2852??tfc5 齒頂圓直徑 6 齒根圓直徑 ?ffh9ffh7 當(dāng)量齒數(shù) 17cos3?zn ??zn8 齒寬 （2）對(duì)中心距進(jìn)行修正因?yàn)橛?jì)算齒輪和 后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取hZ定的 重新計(jì)算中心距 A 作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。hZ。702cosnmA??（3）確定其他各檔的齒數(shù) 根據(jù) inmnz?cos2??mnz?ta（4）求出 。39164?再把 代入式（） ，檢查近似滿足軸向力平衡關(guān)系。78Z?、 及湊配中心距 ；7839。()???斜齒端面模數(shù) ；?9嚙合角 ，故 ，正角度變39。 7839。cos()?????39。20.???位。根據(jù)齒數(shù)比 ，查得 。.,.? ?故二檔齒輪參數(shù)如表 32。表 32 二檔齒輪基本參數(shù)序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 端面壓力角 ????t?2 分度圓直徑 483tmzd 7984tmzd3 齒頂高 .)(10?tafh?24.)(20?tafh?4 齒根高 63???tfc 6053??tfc5 齒頂圓直徑 6 齒根圓直徑 ffh42ffh7 當(dāng)量齒數(shù) ??zn ??zn8 齒寬 5mkb 5mkb同理：三檔齒輪 ，近似滿足軸向力平衡關(guān)系。195?z36??? 湊配中心距 ；39。 6()7052cosnZAA??斜齒端面模數(shù) ；?嚙合角 ，故 ，正角度變39。 539。cos()?????39。20.???位。根據(jù)齒數(shù)比 ，查得 。.,..8xx? ?故10三檔齒輪參數(shù)如表 33。表 33 三檔齒輪基本參數(shù)序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 端面壓力角 ????t?2 分度圓直徑 2495tmzd 595tmzd3 齒頂高 .)(10?tafh?)(20?tafh?4 齒根高 3???tfc 764??tfc5 齒頂圓直徑 6 齒根圓直徑 9ffh1382ffh7 當(dāng)量齒數(shù) ??zn ??zn8 齒寬 57mkb 5mkb同理：四檔齒輪， 近似滿足軸向力平衡關(guān)系。27z308? 湊配中心距 ；3439。()97cosnZAA????斜齒端面模數(shù) ；嚙合角 ，故 。39。 339。cos()?????39。20??查得 。,.56,1xx?故11四檔齒輪參數(shù)如表 34。表 34 四檔齒輪基本參數(shù)序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 端面壓力角 ???17.?t?2 分度圓直徑 587tmzd 3 齒頂高 7.)(10?tafh? )(??tafh?4 齒根高 63???tfc 40?tfc5 齒頂圓直徑 .8aad6 齒根圓直徑 50ffh271ffh7 當(dāng)量齒數(shù) ??zn .36cos1??zn8 齒寬 7mkb 5mkb同理：五檔齒輪， 近似滿足軸向力平衡關(guān)系。269?z310?? 湊配中心距 ；3439。()9cosnZAA???斜齒端面模數(shù) ；嚙合角 ，故39。 339。cos()?????39。20??12五檔齒輪參數(shù)如表 35 表 35 五檔齒輪基本參數(shù)序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 端面壓力角 ????t?2 分度圓直徑 1749tmzd .610tmzd3 齒頂高 .2)(0?tafh? 52)(?tafh?4 齒根高 1???tfc ??tfc5 齒頂圓直徑 .79aad7aad6 齒根圓直徑 7 當(dāng)量齒數(shù) 3cos1??zn 14cos31??zn8 齒寬 .7mkb（5）確定倒檔齒輪齒數(shù)倒檔齒輪選用的模數(shù)往往與一檔相近。倒檔齒輪 的齒數(shù)，一般在13Z21~23 之間，初選 ，計(jì)算出輸入軸與倒檔軸的中心距 。132Z? 39。A設(shè) 。39。1213,()5Am??則為保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪 11 和 12 的齒頂圓之13間應(yīng)保持有 以上的間隙，故取 ，滿足輸入軸與中間軸的距134Z?離。假設(shè)當(dāng)齒輪 11 和 12 嚙合時(shí)，中心距 ，39。 12()???且 。故倒檔軸與中間軸的中心距39。??，圓整后得 。13()???總 70?總根據(jù)中心距 求嚙合角 ：39。 39。?，故 ，高度變位。39。 12339。cos()?39。2??根據(jù)齒數(shù)比 ，查得 。?1213,????故。倒檔齒輪參數(shù)如表 。表 36 倒檔齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 分度圓 直徑 ??2 齒頂高 0()62ahf??02()ahf??3 齒根高 ????4 齒頂圓 直徑 aad? 6aad?5 齒根圓 直徑 6 基圓直 徑 ????7 齒寬 6251K??6251K??序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式1 分度圓 直徑 185dZm?2 齒頂高 143 齒根高 0()??4 齒頂圓 直徑 9aad5 齒根圓 直徑 ??6 基圓直 徑 ?7 齒寬 6251K? 輪齒強(qiáng)度的計(jì)算變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕） 、移動(dòng)換檔齒輪端部破壞以及齒面膠合。輪齒折斷發(fā)生在下述幾種情況下：輪齒受到足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒在重復(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。前者在變速器中出現(xiàn)的極少，而后者出現(xiàn)的多些 [3]。變速器抵檔小齒輪由于載荷大而齒數(shù)少，齒根較弱，其主要破壞形式就是這種彎曲疲勞斷裂。齒面點(diǎn)蝕是常用的高檔齒輪齒面接觸疲勞的破壞形式。點(diǎn)蝕使齒形誤差加大而產(chǎn)生動(dòng)載荷，甚至可能引起輪齒折斷。通常是靠近節(jié)圓根部齒面點(diǎn)蝕較靠近節(jié)圓頂部齒面處的點(diǎn)蝕嚴(yán)重；主動(dòng)小齒輪較被動(dòng)大齒輪嚴(yán)重。（1）直齒輪彎曲應(yīng)力 ?? （332gfcTKmZy???1）式中： ——計(jì)算載荷（Nmm） ；gT——應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 =；K? K?——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f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 =；f fK15——齒寬系數(shù)；cKy——齒形系數(shù)。倒檔主動(dòng)輪 12，查手冊(cè)得 y=，代入（31）得；????倒檔傳動(dòng)齒輪 13，查手冊(cè)得 y=，代入（31）得；倒檔從動(dòng)輪 11，查手冊(cè)得 y=，代入（31）得；????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)，倒檔直齒maxTe輪許用彎曲應(yīng)力在 400~800Mpa，承受雙向交變載荷作用的倒檔齒輪的許用應(yīng)力應(yīng)取下限。故 [ ]，彎曲強(qiáng)度足夠。??（2）斜齒輪彎曲應(yīng)力 ?? （332cosgnTKZmy??????2）式中： ——計(jì)算載荷（Nmm） ；gT——斜齒輪螺旋角 ；??（ ）——應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 =；K? K?Z——齒數(shù)；——法向模數(shù)（mm） ；nmy——齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得；——齒寬系數(shù)；cK——重合度影響系數(shù)， =。? K?一檔齒輪 10，查圖得 y=，代入（32）得 =；??一檔齒輪 9，查圖得 y=，代入（32）得 =；二檔齒輪 8，查圖得 y=，代入（32）得 =；16二檔齒輪 7，查圖得 y=，代入（32）得 =；??三檔齒輪 6，查圖得 y=，代入（32）得 =；三檔齒輪 5，查圖得 y=，代入（32）得 =；四檔齒輪 4，查圖得 y=，代入（32）得 =；?四檔齒輪 3，查圖得 y=，代入（32）得 =；?常嚙合齒輪 1，查圖得 y=，代入（32）得 =；常嚙合齒輪 2，查圖得 y=，代入（32）得 =；?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gT maxTe車常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在 180~350Mpa 范圍，所有斜齒輪滿足 [ ]，故彎曲強(qiáng)度??足夠。 （33）()j zbFE????式中： ——輪齒的接觸應(yīng)力（Mpa） ；j?F——齒面上的法向力（ N） ， ；1cos??——圓周力（N） ， ；1 12gTFd?——計(jì)算載荷（Nmm） ；gTd——節(jié)圓直徑（mm） ；——節(jié)點(diǎn)處壓力角 ；??（ ）——齒輪螺旋角 ；?（ ）E——齒輪材料的彈性模量，合金鋼取 E= ；?b——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z?17，斜齒輪 ； 、 為主、sin,sizbrr???22sinsin,cocobzrr????zrb從動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑（mm） 。將上述有關(guān)參數(shù)代入式（） ，并將作用在變速器第一軸上的載荷/2 作為計(jì)算載荷時(shí)，得出：maxTe一檔接觸應(yīng)力 ；???二檔接觸應(yīng)力 ；23j三檔接觸應(yīng)力 ；四檔接觸應(yīng)力 ；410jpa???常嚙合接觸應(yīng)力 ；.3j pa倒檔接觸應(yīng)力 （齒輪 12 主動(dòng)，13 從動(dòng)） ；9689jM （齒輪 13 主動(dòng)，11 從動(dòng)） ；??對(duì)于滲碳齒輪變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力[ ]，一檔和倒檔[ ]j?j?=1900~2022Mpa，常嚙合齒輪和高檔[ ]=1300~1400Mpa。故所有齒輪滿j足 [ ]，接觸強(qiáng)度足夠。j?j 變速器齒輪的材料及熱處理變速器齒輪多數(shù)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。國(guó)內(nèi)汽車變速器齒輪材料主要采用 20CrMnTi,滲碳齒輪在淬火、回火后表面硬度為 58~63HRC，心部硬度為 33~48HRC。淬火的目的是大幅度提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。回火的作用在于提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定；消除內(nèi)應(yīng)力，以改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸；調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求 [8]。 軸的設(shè)計(jì)及校核變速器軸在工作過程中承受著18轉(zhuǎn)矩和來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，降低齒輪的硬度、耐磨性及壽命。 初選軸的直徑軸的徑向及軸向尺寸對(duì)其剛度影響很大，且軸長(zhǎng)與軸徑應(yīng)協(xié)調(diào)。變速器軸的最大直徑 d 與支承間的距離 l 可按下列關(guān)系式初選：對(duì)第一軸及中間軸 ~.8dl?對(duì)第二軸 （34）~.2l?中間軸式變速器的第二軸與中間軸的最大直徑 d 可根據(jù)中心距A（mm）按下式初選：，取 ；(~.6)dA? .,??中第一軸花鍵部分直徑可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 （Nmm）按下式初axTe選：；3max(4~.6)取 ，為滿足發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩要求，?。代入（）式：2第一軸取 ，則 ；.6ll?中間軸取 ，則 ；?241l第二軸取 ，則 。.l0lm?初選的軸徑還需要根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)布置和軸承與花鍵、彈性檔圈等標(biāo)準(zhǔn)以及軸的剛度與強(qiáng)度等結(jié)果進(jìn)行修正。 軸的設(shè)計(jì)初選軸的材料為 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理。調(diào)質(zhì)是淬火后在 400~720℃進(jìn)行高溫回火，用來使鋼獲得高的韌性和足夠的強(qiáng)度。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是要盡量保證軸便于加工，軸上零件易于裝拆；軸和軸19上零件要有準(zhǔn)確的工作位置；各零件要牢固而可靠地相對(duì)固定；以及改善受力情況，減少應(yīng)力集中和提高疲勞強(qiáng)度。圖 31 輸入軸圖第一段：接離合器從動(dòng)軸軸承。根據(jù)第一軸花鍵部分直徑及軸承標(biāo)準(zhǔn)，取 。查手冊(cè)選用深溝球軸承 6203， ，取17dm? 17402dDB???。5l第二段：為花鍵軸段，接離合器從動(dòng)盤。第一軸的花鍵尺寸與離合器從動(dòng)盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮，目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，鍵齒之間為動(dòng)配合?；ㄦI連接比平鍵連接具有承載能力高，對(duì)軸削弱程度小，定心好和導(dǎo)向性能好等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)第一軸花鍵直徑 d=18mm，查《汽車設(shè)計(jì)》得花鍵內(nèi)徑d=18mm，花鍵外徑 D=23mm，花鍵齒數(shù) n=10，鍵齒寬 b=4mm，有效齒長(zhǎng) l=20mm，即取 。29lm?第三段：過渡軸，取 。33,8dlm?20第四段：軸承支承段。這一段軸根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)取 ，查《機(jī)425dm?械設(shè)計(jì)手冊(cè)》選用圓錐滾子軸承32305， 。根據(jù)軸徑，???行軸向固定，查手冊(cè)選用檔圈 GB/T 62（孔徑 ，06材料為 65Mn，熱處理硬度 44~51HRC，經(jīng)表面氧化處理的 A 型孔用彈性檔圈） ，取 。47lm第五段：齒輪段，一檔、倒檔、二檔主動(dòng)輪與軸做為一體。取。根據(jù)齒寬等因素，取 。526d?573lm?第六段：過渡軸，取 。6642,d第七段：通過滾針軸承接變速器三檔主動(dòng)輪。取 ，根據(jù)標(biāo)735dm?準(zhǔn)選用向心滾針和保持架組件：K JB/T 79181997，取 。35402?72l