【文章內容簡介】 30176。的壓力角。所以此次設計中的齒輪鎖采用的壓力角為 20176。，同步器的壓力角為 30176。 螺旋角 β斜齒輪在變速器中得到廣泛應用。選取斜齒輪的螺旋角，應該注意他對齒輪工作噪聲、齒輪的強度和軸向力有影響。在齒輪選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。實驗還證明：隨著螺旋角的增大，齒的強度也隨著提高。不過當螺旋角大于 30176。時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度繼續(xù)上升。因此從高低檔齒輪的抗彎強度出發(fā)，并不希望有過大的螺旋角，以 15176。~25176。為宜；而從提高高檔齒輪的接觸強度和增加重合度著眼，應當選用較大的螺旋角。兩軸式變速器為 20176。~25176。 齒寬 b通常根據(jù)齒輪模數(shù) m（m n）的大小來確定齒寬 b：直齒輪 b=K cm，K c為齒寬系數(shù)，為 ~斜齒輪 b=K cmn，K c取 ~采用嚙合套或同步器換擋時，其接合齒輪的工作寬度初選是可取 2~4mm 各檔齒數(shù)的分配與計算 此次所設計的兩軸四檔變速箱草圖如下圖所示，在分配齒數(shù)的時候，應該注意的是各檔齒輪的齒數(shù)應該盡可能的不是整數(shù)，以便齒輪均勻磨損。 一檔齒輪齒數(shù)的確定此次所設計的兩軸四檔變速器，已知負載電機的額定功率 400—450kw,轉速1500rmin,最大轉矩 2865Nm,安全系數(shù)大于 2，載荷平穩(wěn)可靠。確定 1 檔齒輪齒數(shù)：（1） 一檔傳動比 i1= （31）為了求 Z1和 Z2的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 Zh，公式如下：直齒 Z h= 斜齒 Z h= （32）(2)選取中間軸一檔的齒數(shù)一檔傳動比 ，由于四檔為斜齒，從動齒輪齒數(shù) Z=12Z = Zi=128=96 所以齒數(shù)和為 Zh= A= =300mm8 20cosmZh所以一檔齒輪齒數(shù)和 Zh= =100 所以Z 1= 取整為 56，Z 2=45 重新計算傳動比6302xi=4556= 二擋齒輪齒數(shù)的確定 i2= （33）根據(jù)選的中心距 A=300，模數(shù)為 m=5。初選螺旋角 β=20176。帶入上式（32）中，Zh==108Zh=108先取二擋的傳動比 i2=，則帶入式（33）中得到， 3=108, Z3=72，則Z4=10872=36然后對中心距 A 進行修正 由于齒輪齒數(shù)取整后會使中心距發(fā)生變化，固需要重新計算中心距：A=Zhmn2cosβA=300故中心距 A,A=300mm。 三檔齒輪齒數(shù)的確定 i = （34）3先取三檔的傳動比為 i3=，則帶入式（34）中得到， 5=108 Z5=，取整 Z5=86 則 Z6=10886=22。由于齒數(shù)的取整，傳動比發(fā)生了變化，修正后的傳動比為 i3=2286= 四檔齒輪齒數(shù)的確定 i2= （35）該擋為最高檔，傳動比在 18 左右，初選四檔的傳動比為 i4=，則帶入式（35）中得到， 7=108 Z7=96，則 Z8=10896=12 螺旋角不變。 各擋齒輪參數(shù)表一擋的齒寬系數(shù)應取得稍微大些，因此去 Kc=8，所以一檔的齒寬b=kcm=86=48mm。其余各擋的齒寬系數(shù)取 kc=6，b=k cmn=65cosβ=，取 b=32mm各擋齒輪的參數(shù)如下表所示：表 31 各擋齒輪的參數(shù)擋數(shù)主動齒輪齒數(shù)從動齒輪齒數(shù)中間齒輪齒數(shù)齒寬B（MM）模數(shù) M（MM）螺旋角Β（176。）傳動比I一擋 56 45 48 6 0 二擋 72 36 32 5 20 三擋 86 22 32 5 20 四擋 96 12 32 5 20 4變速器的設計與計算 齒輪的損壞形式變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞點蝕、移動換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。齒輪折斷發(fā)生在以下幾種情況：齒輪收到足夠大的沖擊載荷作用，造成齒輪彎曲折斷；齒輪在重復載荷作用下，齒根產生疲勞裂紋，裂紋擴展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者在變速器中極其少見，而后者出現(xiàn)的多些。齒輪工作時，一對齒輪相互嚙合，齒面相互擠壓，這時存在于齒面細小裂紋中的潤滑油壓升高，并導致裂紋擴展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀剝落而形成小麻點，稱之為齒面點蝕。它使齒形誤差加大，產生動載荷，并可能導致齒輪折斷。用移動齒輪的方法完成的換擋的低檔和倒檔出論，由于換擋時兩個進入嚙合的齒輪的存在角速度差，換擋瞬間在齒輪端部產生沖擊載荷，并造成損壞。負荷大、齒面相對滑動速度又高的齒輪，在接觸壓力大且接觸處產生高溫作用下的情況使齒面間的潤滑油膜遭到破壞，導致齒面直接接觸，在局部高溫、高壓作用下齒面互相熔焊粘連，齒面沿滑動方向形成撕傷痕跡，稱之為齒面膠合。變速器齒輪的這種破壞出現(xiàn)的較少。 齒輪的強度計算 （1）直齒輪彎曲應力 σ W σ W= （41）式中，σ W為彎曲應力（MPa） ；F 1為圓周力（N） ，F(xiàn) 1=2Tgd；T g為計算載荷（） ；d 為節(jié)圓直徑（mm） ；K σ 為集中應力系數(shù)，可取近似值 K σ =；K f為摩擦力影響系數(shù)，主、從動輪在嚙合點上的摩擦力方向不同，對彎曲應力的影響也不同：主動齒輪 Kf= 從動齒輪 Kf=；b 為齒寬（mm） ；t 為端面齒距（mm）t=πm，m 為模數(shù)；y 為齒形系數(shù)，如圖（41）所示。應為齒輪的節(jié)圓直徑為 d=mz，式中 z 為齒數(shù)，所以將上述有關參數(shù)帶入（41）后得到當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉矩時，一檔得許用彎曲應力在98250MPa，承受雙向交變載荷作用的倒檔齒輪的許用應力應取下限。圖 41 齒形系數(shù)圖（假定載荷作用在齒頂 α=20176。，f 0=10） σ W = σ W = （42）已知電動機的最大轉矩為 Temax=2865N. m=，輸入軸上的齒輪其 Tg=Temax，輸出軸上的齒輪其 Tg=iTemax計算一檔主動齒輪：齒數(shù) z1=56，根據(jù)上圖，取得 y= 齒寬系數(shù) Kc=8，帶入式（42） ，一擋的許用彎曲應力為 98~250Mpa。σ w= =。??故滿足許用彎曲應力要求。計算一檔從動齒輪：齒數(shù) z2=45，根據(jù)上圖，取得 y= 齒寬系數(shù) Kc=8，帶入式（42） ，一擋的許用彎曲應力為 98~250Mpa。σ w= = ??x滿足許用彎曲應力要求。（2）斜齒輪彎曲應力 σ wσ W = （43）式中，式中，σ W為彎曲應力（MPa） ；F 1為圓周力（N） ，F(xiàn) 1=2Tgd；T g為計算載荷（） ；d 為節(jié)圓直徑（mm）d=（m nz）cosβ，m n為法向模數(shù)（mm） ；K σ 為集中應力系數(shù)，可取近似值 Kσ =； b 為齒寬（mm） ；t 為法向齒距（mm）t=πm n；y 為齒形系數(shù)，可按當量齒數(shù) Zn=Zcos3β 在上圖中查得；K ε 為重合度影響系數(shù)，K ε =。將上述有關參數(shù)帶入（43）后得到σ W = （44）當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉矩時，對乘用車常嚙合和高檔齒輪，許用應力在 180~350MPa 的范圍,對貨車在 100250MPa.在計算常嚙合齒輪時由于沒有采用變位，所以主、從動齒輪的彎曲應力大小只差在y 上，而 y 隨著當量齒數(shù)的增大而減小，所以計算時只要計算該對齒輪中彎曲應力大的，即齒數(shù)小的那個齒輪即可。計算二擋常嚙合齒輪齒輪的彎曲應力已知 Z 3=72，K c=6，β=20，Zn=90，從表中查的 y=σ w= = 。??滿足許用彎曲應力要求。計算三檔常嚙合齒輪的彎曲應力已知 Z 5=86，K c=6，β=20176。，Zn=104 從表中查的 y=帶入式（44） σ w= =??滿足許用彎曲應力要求。計算四檔常嚙合齒輪的彎曲應力已知 Z 8=96，K c=6，β=20176。，Zn=116 從表中查的 y=帶入式（44） σ w= =??滿足許用彎曲應力要求。 σ j σ j= (45)式中，σ j為齒輪的接觸應力（MPa） ；F 為齒面法向力（N） ；α 為節(jié)點處壓力角（176。）；E 為齒輪材料的彈性模量（MPa） ；b 為齒輪接觸的實際寬度；ρ Z、ρ b為主、從動輪節(jié)點處的曲率半徑（mm） ，直齒輪 ρ Z = rzsinα 、ρ b = rbsinα，斜齒輪 ρ Z = （r zsinα）cos 2β、ρ b = （r bsinα）cos 2β；r z、r b為主、從動輪節(jié)圓半徑（mm） 。將作用在變速器第一軸上的載荷 Temax2 作為計算載荷時，變速器的許用接觸應力見下表所示：表 41 變速器齒輪的接觸應力σ jMPa齒輪滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪一檔和倒檔 1900~2022 950~1000常嚙合齒輪和高檔 1300~1400 650~700F=F1=2Tgd輸出軸上的齒輪其 T g= Temax2正常嚙合齒輪的節(jié)圓直徑 d 等于分度圓直徑所以 d=mz，齒輪所選用的材料為20GrMnTi，表面滲碳處理，彈性模量 E=210000(Mpa)將各參數(shù)帶入式（45）后計算得出： 一擋齒輪的接觸應力為： 二擋齒輪的接觸應力為： 三擋齒輪的接觸應力為： 四擋齒輪的接觸應力為：參照上表，計算所得出的數(shù)據(jù)滿足齒輪的許用接觸應力。綜合齒輪的彎曲應力和接觸應力，此次設計的齒輪均基本滿足強度要求。變速器齒輪多數(shù)采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度和心部的高韌性相結合，能大大提高齒輪的耐磨性和抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。在選用剛才及熱處理時，可對加工性及成本予以考慮。國內汽車常用的變速器齒輪材料有20GrMnTi、20GrMn 2TiB、15MnCr20MnCr25 MnCr28 MnCr5。滲碳齒輪的表面硬度為 58~63HRC，心部硬度為 33~48HRC。本次設計中齒輪的材料選用 20GrMnTi，一般設計中軸與齒輪的材料選取應相同，所以此次設計