【文章內(nèi)容簡介】 初步確定。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有擋數(shù)、換擋機構(gòu)形式以及齒輪形式。2擋履帶式手動變速器殼體的軸向尺寸（）A。故本次設(shè)計采用2+1手動擋變速器， = mm。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。 齒輪參數(shù)對于第一軸常嚙合齒輪的法向模數(shù)可用公式，即得；一擋直齒輪的模數(shù)可用公式，即得。同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。由于制造工藝上的原因，同一變速器中的結(jié)合套模數(shù)都去相同。本設(shè)計取1。對于變速器常嚙合齒輪的壓力角、螺旋角和齒形等要進行合適的選取。壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。本設(shè)計取國家規(guī)定的標準壓力角，變速器齒輪壓力角取20176。，嚙合套或同步器取30176。；斜齒輪螺旋角取30176。應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時應(yīng)力求使中間軸上是軸向力相互抵消。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。齒輪寬度b的大小直接影響著齒輪的承載能力，b加大，齒的承載能力增高。但試驗表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬：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，使接觸線長度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 變速器齒輪的設(shè)計 各擋傳動比及其齒輪齒數(shù)的確定在初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器擋數(shù)、傳動比和結(jié)構(gòu)方案來分配各擋齒輪的齒數(shù)。下面結(jié)合本設(shè)計（圖3）來說明分配各擋齒數(shù)的方法。齒數(shù)確定原則：各擋齒輪齒數(shù)比應(yīng)盡可能不是整數(shù)，且各擋齒數(shù)無公約數(shù)。（1）直齒=2，選?。?0176。，=281cos20176。/3=，取=51由進行大小齒輪齒數(shù)分配，為使的傳動比更大些，取=35，=16；（2）=(+)/(2cos)=3(35＋16)/(2 cos20176。)=，?。?1mm；（3）/＝/=16/35=；（4）由=(+)/(2cos)+＝281cos20176。/3=53，取=19，=34（圓整）；（5）修正=/()=3435/（1916）=%=||/=%5% (合格)；（6）修正由＝(+)/（2cos）得＝arccos［(+)/（2A）］= 176。同理＝arccos［(+)/（2A）］= 176。按同樣的方法可分別計算出：二擋齒輪齒數(shù)：；三擋齒輪齒數(shù)：；四擋齒輪齒數(shù)：；五擋齒輪齒數(shù)：。 齒輪變位系數(shù)的選擇齒輪的變位是齒輪設(shè)計中一個非常重要的環(huán)節(jié)。采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達到和大齒輪強度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點是不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點，有避免了其缺點。有幾對齒輪安裝在輸入軸和輸出軸上組合并構(gòu)成的變速器，會因保證各擋傳動比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。為保證各對齒輪有相同的中心距，此時應(yīng)對齒輪進行變位。當齒數(shù)和多的齒輪副采用標準齒輪傳動或高度變位時，則對齒數(shù)和少些的齒輪副應(yīng)采用正角度變位。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標，故采用的較多。對斜齒輪傳動，還可通過選擇合適的螺旋角來達到中心距相同的要求。變速器齒輪是在承受循環(huán)負荷的條件下工作，有時還承受沖擊負荷。對于高擋齒輪，其主要損壞形勢是齒面疲勞剝落，因此應(yīng)按保證最大接觸強度和抗膠合劑耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。為提高接觸強度，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線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。對于低擋齒輪，由于小齒輪的齒根強度較低，加之傳遞載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲斷裂的現(xiàn)象。總變位系數(shù)越小，一對齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強度越低。但是由于輪齒的剛度較小，易于吸收沖擊振動，故噪聲要小些。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。其中，一擋主動齒輪10和五擋從動齒輪3的齒數(shù)，因此一擋齒輪需要變位。變位系數(shù)公式為（式中Z為要變位的齒輪齒數(shù)）：（5） 3 變速器齒輪的強度校核與材料選取 齒輪損壞原因及形式齒輪的損壞形式分三種：輪齒折斷、齒面疲勞剝落和移動換擋齒輪端部破壞。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)的很少，后者出現(xiàn)的多。齒輪工作時，一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點蝕。他使齒形誤差加大，產(chǎn)生動載荷，導(dǎo)致輪齒折斷。用移動齒輪的方法完成換擋的抵擋和倒擋齒輪，由于換擋時兩個進入嚙合的齒輪存在角速度差，換擋瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。 齒輪強度校核計算與材料選取與其他機械設(shè)備使用的變速器比較，不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級、支撐方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級。因此，比用于計算通用齒輪強度公式更為簡化一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣、可以獲得較為準確的結(jié)果。在這里所選擇的齒輪材料為40Cr。1. 齒輪彎曲強度校核（1） 直齒輪彎曲應(yīng)力（6） 式中：直齒輪圓周力，有，T：計算載荷；d：節(jié)圓直徑；：應(yīng)力集中系數(shù)，；：摩擦力影響系數(shù)，；：齒寬；：端面齒距；：齒形系數(shù)。當處于一擋時，中間軸上的計算扭矩為：（7） 聯(lián)合公式（6）和（7）即可得：。當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩時，一擋直齒輪的彎曲應(yīng)力在400850MPa之間。（2） 斜齒輪彎曲應(yīng)力（8） 式中：重合度影響系數(shù)，；其他參數(shù)如公式（6）。根據(jù)公式（8）可得：二擋：，三擋：，四擋：，五擋：，當計算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時，對常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180350MPa范圍內(nèi)，因此，上述計算結(jié)果均符合彎曲強度要求。2. 齒輪接觸應(yīng)力校核（9） 式中：齒輪的接觸應(yīng)力；：齒面上的法向力，；：齒輪材料的彈性模量，查資料可取190103MPa；：齒輪接觸的實際寬度，20mm；：主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑。根據(jù)公式（9）可得：一擋：二擋：三擋：四擋：五擋：倒擋：將作用在變速器第一軸上的載荷 作為計算載荷時，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力在13002000MPa范圍內(nèi)，因此，上述計算結(jié)果均符合要求。4 變速器同步器的設(shè)計1. 同步器的結(jié)構(gòu)在前面已經(jīng)說明，本設(shè)計所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：圖8 鎖環(huán)式同步器