【文章內容簡介】 勻。 圖33變速器傳動示意圖 the sketch map of CVT一檔傳動比 i1=(z23z12)/(z2z18) (33)如果z12z18齒數(shù)確定了，則z23與z2的傳動比可求出。為了求z12z18的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh 直齒:Zh=2A/m斜齒:Zh=2Acosβ/mn=2╳89╳cos200/3=,取整得56。 計算后Zh取整，然后進行大小齒輪齒數(shù)的分配。中間軸上的一檔小齒輪的齒數(shù)盡可能取小些，以便使z12/z18的傳動 比大些，在i1已定的情況下，z23/z2的傳動比可分配小些，使第一軸常嚙合齒輪的齒數(shù)多些，以便在其內腔設置第二軸的前軸承并保證輪軸有足夠的厚度?？紤]到殼體上的第一軸軸孔尺寸的限制和裝配的可能性，該齒輪齒數(shù)又不宜取多。所以初取Z12=38,Z18=18中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸徑尺寸的限制，即受剛度的限制。在選定時，對軸的尺寸及齒輪齒數(shù)都要統(tǒng)一考慮。轎車中間軸式變速器一檔傳動比i1=～，中間軸上一檔齒輪數(shù)可在15～17間取，貨車在2～17間取。因為計算齒數(shù)和zh后，經過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應根據(jù)zh和齒輪變位系數(shù)新計算中心距，在以修正后的中心距作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。A=m(z12+z18)/(2╳cosβ) =╳(38+18)/( 2╳cos200)=取A=90mm求出傳動比z23/z2=i1z18/z12，而常嚙合傳動齒輪中心距和一檔齒輪的中心距相等，即A=mn(z2+z23)/2cosβ (34)所以，z2+z23=,取整后為：z2=17，z23=37。 修正i1=(z23z12)/(z2z18)=(37╳38)/(17╳18)=i％=||/=％5％所以合格。修正β，由A= mn(z2+z23)/2cosβ，推出β2，23=同理得：β12，18=1）確定二擋齒輪齒數(shù)若二檔齒輪是直齒輪，模數(shù)與一檔齒輪相同時，則得：i2=z23z11/z2z20 (35)A=m(z11+z20)/2 (36)解兩方程式求出z11,z20。用取整后z11,z20的計算中心距，若與中心距A有偏差，通過齒輪變位來調整。二檔齒輪是斜齒輪，螺旋角β20與常嚙合齒輪的不同時，由式(35)得Z11/z20=i2z2/z23=╳17/37=由A=mn(z11+z20)/2cosβ20，所以z11+z20=2╳90╳cos200/3=取整后：z11=34 z20=23 修正i2= z23z11/ z2z20=37╳34/(17╳23)=i2％=||/=％5％（合格）修正β20β20=аrccos[mn(z11+z20)/(2A)]=此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關系式tan/tanβ20= z23/(z2+z23) (1+ z11/z20) (37)tan/tanβ20= tan z23/(z2+z23) (1+ z11/z20)=||=。兩者相差不大，可以近似認為軸向力是平衡的。2）確定三擋齒輪齒數(shù)Z7/z21=i3╳z2/z23 =╳17/37 = 由A=mn(z7+z21)/2cosβ7（β7取20度）得z7+z21=取整，z7=28，z21=28修正i3= z23z7/z21z2 =37╳28/28╳17 =i3％=||/=％5％(合格)同理修正β7合格β7=аrccos[mn(z7+z22)/(2A)]=此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關系式tan/tanβ21= z23/(z2+z23) (1+ z7/z21) tan/tanβ21= tan z23/(z2+z23) (1+ z7/z21)=||=。兩者相差不大，可以近似認為軸向力是平衡的。3）確定四擋齒輪齒數(shù)Z6/z22=i4╳z2/z23 =╳17/37 = 由A=mn(z6+z22)/2cosβ6（β6取20度）得z6+z22=取整得：z6=22 z22=34修正i4= z23z6/z22z2 =37╳22/34╳17 =i4％=||/=％5％(合格)同理修正β6合格此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關系式tan/tanβ22= z23/(z2+z23) (1+ z6/z22) tan/tanβ22= tan z23/(z2+z23) (1+ z6/z22)=||=。兩者相差不大，可以近似認為軸向力是平衡的。倒檔齒輪選用的模數(shù)往往與一檔相同。圖33所是倒檔齒輪z19的齒數(shù)，一般在2123之間，初選z19后，此處取22，可計算出中間軸與倒檔軸的中心距A’A、=m(z18+z19)/2A、=3╳（18+22）/2=60mm最后計算倒檔軸與第二軸的中心距。齒頂高：ha=mf*=3*1=3齒根高：hf=m(f*+c*)=3*（1+）=所以，修正后的各擋傳比為：i1=，i2=，i3=，i4=,i5=各擋齒輪齒數(shù)：z2=17,z23=37，z12=38,z18=18,z11=34,z20=23,z7=28,z21=28,z6=22,z22=34，z19=22由齒輪的失效形式可知，設計齒輪傳動時，應是齒面具有較高的抗磨損、抗點蝕、抗膠合及抗塑性變形的能力。因此，對齒輪材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。剛才的韌性較好，耐沖擊，還可通過熱處理或化學處理來改善其力學性能及提高齒面的硬度，故最適合用來制造齒輪。①鍛鋼除尺寸過大或者是結構形狀復雜只宜鑄造者外，一般都用鍛鋼制造齒輪，%～%的碳鋼或合金鋼。制造齒輪的鍛鋼可分為：經熱處理后切齒的齒輪所用的鍛鋼 度與強度、速度及精度都要求不高的齒輪，應采用軟齒面（硬度≤350HBS）以便切齒，并使刀具不致迅速磨損變鈍。因此，應將齒輪毛坯經過?；ㄕ穑┗蛘{質處理后切齒。切制后即為成品。其精度一般為8級，精切時可達7級。這類齒輪制造簡便、經濟、生產率高。需進行精加工的齒輪所用的鍛鋼 高速、重載及精密機器（如精密機床、航空發(fā)動機）所用的主要傳動齒輪，除要求材料性能外，輪齒具有高強度及齒面的高硬度（如58～65HRC）外，還應進行磨齒等精加工。合金鋼材根據(jù)所含金屬的成分及性能，可分別是材料的韌性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的性能等獲得提高，也可通過熱處理或化學熱處理改善材料的力學性能及提高齒面的硬度。所以對于及時高速、重載，又要求尺寸小、質量輕的航空齒輪，就都用性能優(yōu)良的合金鋼來制造。②鑄鋼鑄鋼的耐磨性及強度均較好，但應經過退火及?；幚?，必要時也可進行調質處理。鑄鋼常用于尺寸較大的齒輪?；诣T鐵性質較脆，抗沖擊及耐磨性均較差，但抗膠合及抗點蝕的能力較好?；诣T鐵齒輪常用于工作平穩(wěn)，速度較低，功率不大的場合。對于高速、輕載及精度不高的齒輪傳動，為了降低噪聲，常用非金屬材料（日夾布塑膠、尼龍等）作小齒輪，大齒輪仍用鋼或鑄鐵制造。為使大齒輪具有足夠的抗磨損及抗點蝕的能力，齒面的硬度應為250～350 HBS。齒輪材料的種類很多，在選擇時應考慮的因素也很多，下述幾點可供選擇材料時參考：⑴齒輪材料必須滿足工作條件的要求。例如，用于飛行器上的齒輪，要滿足質量輕、傳動功率達和可靠性高的要求，因此必須選擇力學性能高的合金鋼；礦山機械鐘的齒輪傳動，一般功率很大、工作速度較低、周圍環(huán)境中粉塵行量極高，因此往往選擇鑄鋼或鑄鐵等材料；家用及辦公用的機械的功率很小，但要求傳動平穩(wěn)、低噪聲或無噪聲、以及能再少潤滑貨物潤滑狀態(tài)下正常工作，因此常選用工程塑料作為齒輪材料?？傊?，工作條件的要求是選擇齒輪材料時首先應考慮的因素。⑵應考慮齒輪尺寸的大小、毛坯成型方法及熱處理和制造工藝。大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵作為齒輪材料。中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常選用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。尺寸較小而要求不高時，可選用圓鋼作毛坯。齒輪表面硬化的方法有：滲碳、氮化和表面淬火。采用滲碳工藝時，應選用低碳鋼或低碳合金鋼作齒輪材料；氮化鋼和調質鋼能采用氮化工藝；采用表面淬火時，對材料沒有特別的要求。⑶正火碳鋼，不論毛坯的制作方法如何，只能用于制作載荷平穩(wěn)或輕度從幾下工作的齒輪，不能承受大的沖擊載荷；調制碳鋼可用于制作在中等沖擊載荷下工作的齒輪。⑷合金鋼常用于制作高速、重載并在沖擊載荷下工作的齒輪。⑸飛行器中的齒輪傳動，要求齒輪尺寸盡可能小，應采用表面硬化處理的高強度合金鋼。金屬制的軟齒面，配對兩輪齒面的硬度差應保持為30～50HBS或更多。當小齒輪與大齒輪的齒面具有較大的硬度差（如小齒輪齒面為淬火并磨制，大齒輪齒面為常化或調質），從而提高了大齒輪齒面的疲勞極限。因此，當配對的兩齒輪齒面具有較大的硬度差時，大齒輪的解除疲勞許用盈利可提高約20%，但應注意硬度高的齒面，粗糙度值也要相應地減小。變速器齒輪多數(shù)采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度和芯部的高韌性相結合，能大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞的能力。在選用鋼材及熱處理時，對切削加工性能及成本也應考慮。值得指出的是，對齒輪進行強力噴丸處理之后，齒輪彎曲疲勞壽命和解除疲勞壽命都能提高。齒輪在熱處理之后進行磨齒，能消除齒輪熱處理的變形；磨齒齒輪精度高于熱處理前剃齒和擠齒齒輪精度，使得傳動平穩(wěn)、效率提高；在同樣符合的條件下，磨齒的彎曲疲勞壽命比剃齒的要高。用下列公式計算接觸強度應力 （38）式中： ——輪齒接觸應力（MPa）；F ——齒面上的法向力（N），；F1 ——圓周力（N），； ——計算載荷（Nmm）； ——節(jié)圓直徑（mm）； ——節(jié)點處壓力角； ——齒輪螺旋角；E ——齒輪材料的彈性模量（MPa）； ——齒輪接觸的實際寬度（mm）；——主從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（mm），直齒輪，斜齒輪；——主從動齒輪節(jié)圓半徑（mm）。 對外嚙合齒輪（變位和非變位齒輪）: 節(jié)圓半徑=中心距*齒數(shù)/齒數(shù)和 斜齒齒輪輪齒彎曲強度計算 （39）式中： ——圓周力（N），； ——計算載荷（Nmm）； ——節(jié)圓直徑（mm）； ——法向模數(shù)（mm）。為斜齒輪螺旋角； ——應力集中系數(shù)，； ——齒面寬（mm）； ——法向齒距，； ——齒形系數(shù)，可按當量齒數(shù)在齒形系數(shù)圖中查得；——重合度影響系數(shù)，將上述有關參數(shù)代入（39），整理得到： （310） 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉矩時，倒檔直齒輪許用彎曲應力在400～850MPa，貨車可取下限，承受雙向交變載荷作用的倒檔齒輪的許用應力應取下限。斜齒輪對貨車為100～200MPa。變速器第一軸齒輪(齒輪2)端面內分度圓切向力=（2╳160/3）/51╳103 = N法面內基圓周切向力=（cos200cos250）= Nρz=╳sin200/cos225= ρb= ╳sin200/cos225= 接觸強度: =[（╳2╳104）/20 ╳(1/+1/)]1/2= MPa 彎曲強度：=（╳）/（22╳╳3╳╳2）= MPa選用鋼正火加表面淬火處理。其余齒輪按同樣方法時行計算，由于本設計書的重點不在此，后面的齒輪便不再詳細計算出。變速器在工作是承受力扭矩、彎矩，因此應具備足夠的強度和剛度。軸的鋼的不足，在負荷作用下，軸會產生過大的變形，影響齒輪的正常嚙合，產生過大的噪聲，并會降低齒輪的使用壽命。這一點很重要，與其它零件的設計不同。設計變速器軸時主要考慮以下幾個問題：軸的結構形狀，軸直徑、長度、軸的強的和剛度，軸上花鍵型式和尺寸。軸的結構主要依據(jù)變速器結構布置的要求，并考慮加工工藝，裝配工藝而最后確定。：第一軸及中間軸：=～ （311）第二軸： =～ （312）第二軸及中間軸最大軸徑： （313）所以最大軸徑為：d= ╳90=45mm所以中間軸長度初選：45/（～）=250～取:280mm第二軸長度初選：45/（～）=214～250mm?。?50mm第一軸最細處： （314）第一軸長度初選：第一軸花鍵部分直徑 ： （315） mmd=24mmmm?。?50mm、花鍵、軸承有一定聯(lián)系，要根據(jù)具體情況，按其標準進行修正，以下是軸的計算尺寸：第二軸：dmin=C(P1/n1