【文章內容簡介】 3 理論車速的分段 速度區(qū)段 前進低檔 Fl 前進高檔 Fh 倒檔 R 理論車速 v (km/h) 2 5 12 6 依據下式可以求得相應傳動比： 77 /b e di N r v? （ 34） 表 34 各速度區(qū)段對應的傳動比范圍 速度區(qū)段 前進低檔 Fl 前進高檔 Fh 倒檔 R 總傳動比 bti 167。 變速箱各區(qū)段傳動比的確定 參照原變速箱方案，變速箱傳動比不宜過大， 個別升速檔的傳動比不宜小于 且單對小于 ，單對減速檔傳動比不大于 2，且要保證較小的傳動公比，進行各檔傳動比分配。由于主變速區(qū) 的 Ⅰ Ⅳ檔傳動比為副變速區(qū)的前進高、低檔和倒檔的公比，所以 變速箱各區(qū)段傳動比的分配思路為：先初步確定常嚙合齒輪的傳動比；之后確定前進低檔的傳動比范圍，初選該檔副變 14 速區(qū)的傳動比，然后確定主變速區(qū) Ⅰ Ⅳ檔的 傳動比范圍，且要保證有較小的傳動公比（約為 ）；最后以主變速區(qū) Ⅰ Ⅳ檔的最大和最小傳動比為公比，結合前進高檔和倒檔總傳動比范圍來確定副變速區(qū)前進高檔和倒檔的傳動比。整個傳動比分配過程中，前后相關，需要反復細 致地調整，以確定合理的傳動比。以上思路可簡化為下式： nbt biiii?? (35) i 代表變速箱各級傳動， i=1， 2… 一、 前級減速常嚙合齒輪 Z2/Z1 的確定 由于變速箱整體結構的限制，及對后級傳動比不宜過大的要求，該級傳動比不宜太小，初步定位：傳動比 Z2/Z1=。各速度區(qū)段對應的中后級傳動比范圍為： 表 35 變速器中后級總傳動比范圍 速度區(qū)段 前進低檔 Fl 前進高檔 Fh 倒檔 R 中后級總傳動比 bmi 二、 前進低檔齒輪 Z4/Z3 的確定 初步將 Z4/Z3 定為 ，那么對應的 Ⅰ Ⅳ檔傳動比范圍為： 表 36 主變速區(qū)傳動比范圍 根據下式求得 Ⅰ Ⅳ檔 傳動公比： 1 max min/nq i i?? （ n 代表檔位總數(shù)） （ 36） 將表 36 數(shù)據代入上式有： ? 那么根據下式可求得對應各檔傳動比： min rbji i q? （ j 代表檔位 j =Ⅳ ， Ⅲ， Ⅱ ， Ⅰ； r =0， 1， 2， 3） （ 37） 對應各檔傳動比如下表： 表 37 主變速區(qū)各檔傳動比 Ⅳ（ 4） =Z6/Z5 Ⅲ =Z8/Z7 Ⅱ =Z10/Z9 Ⅰ（ 1） =Z12/Z11 三、 前進高檔齒輪 Z14(9)/Z13 的確定 maxi mini 15 將表 35 的數(shù)據代入下式求得傳動比為： 1 max 1/bgi i i? （ 38） 1 / ?? 2 min 4/bgi i i? （ 39） 2 / ?? 取其平均值如下： 12( ) / 2 ( 0 .8 2 0 .8 1 ) / 2 0 .8 1 5b g b g b gi i i? ? ? ? ? 四、 倒檔齒輪 Z16/Z15 的確定 計算方法同前進高檔，求得傳動比為： ? 由于倒檔是通過 Z1 Z16 和 Z16’、 Z17 將動力傳遞到空心軸 T2，而它們的傳動比受中心距的約束，在這先不作確定。 167。 中心距和模數(shù)的確定 由于中心距和模數(shù)的初步確定都與變速箱輸出的計算轉矩有關，所以補充有關變速箱輸出 計算轉矩 T3的求解。 根據文獻 [6]中有關汽車驅動的地面附著條件并結合驅動力與轉矩的換算關系進行計算。 地面附著條件為： m ax 0zFx F m g???? (310) 將 0m =7500kg， g=，取 ? = 代入上式有： maxFx =62475N 地面驅動力與轉矩的換算關系： 3 m ax //d t TT Fx r i ?? (311) 查取 參考文獻 [8]表 11： T? =90% ? 92%=%且結合前面相關數(shù)據計算： 3 624 57 / 5 / ? ? ? N 16 167。 中心距 A 的確定 變速箱中心距即齒輪箱殼體孔中心距，是齒輪傳動裝置的一個重要尺寸參數(shù)，由齒輪強度、軸承尺寸和 壽命等條件所決定。在滿足上述條件的基礎上，應盡量減少中心距，以縮小變速箱體積和減輕質量。變速箱輸出齒輪副的中心距可按下式估算： 333A K T? （ K 一般取 14~16） （ 312） 如第一級中心距 2A 與第二級中心距 3A 不相等，一般有： ? , 相應第的一級齒輪副的輸出轉矩 2T 為： ? 。 由于是改進設計，中心距 A 已由原變速箱尺寸決定，即輸出軸 T3 到二級中間軸 T2 間的中心距 A3=，軸 T2 到一級中間軸 T1 間的中心距A2=135mm，軸 T1 到軸 T3 間的中心距 A2’ =。 167。 模數(shù) m 的確定 在滿足齒輪彎曲強度的條件下，應盡量減少齒輪模數(shù)，以提高齒輪的重合度，從而提高齒輪的接觸強度，減小振動和噪 聲，并減少齒輪的重量和金屬消耗。一般以經驗公式估算： 3 3( )mT? — (313) 將 T3= N 代入上式有： 3( 0 .4 0 .6 ) 1 2 2 4 .8 4 .3 6 .4m ? ? ?— — ，在 GB1357《漸開線圓柱齒輪模數(shù)》標準中查取 m=5。 167。 變速箱各傳動齒輪齒數(shù)的確定 167。 傳動齒輪齒數(shù)的初步確定 一、齒數(shù)與傳動比間的關系 中心距 A 和齒數(shù)和 hZ 間有以下關系 : 2/hZ A m? (314) 主、從齒輪的齒數(shù)與對應的傳動比有以下關系 : 2/ 1i Z Z? (315) 綜合以上兩個公式有齒數(shù)和傳動比的關系如下： 17 1 /(1 )21hhZ Z iZ Z Z???? （ 316） 二、中心距 A 與齒數(shù) Z 模數(shù) m 間的關系 A 和 m 對應的齒數(shù)和 hZ 為： 表 38 由中心距和模數(shù)確定的齒數(shù)和 hz m=4, A= m=5, A= m=4, A=135 m=5, A=135 m=5, A= m=4, A= 63 54 61 2. 不同的 A 和 m 對應的傳動比為： 表 39 不同齒數(shù)組合對應的傳動比 m=5, A=135 主動 z1齒數(shù) 19 20 22 25 29 31 35 hz =54 從動 z2 35 34 32 29 25 23 19 傳動比 i m=4, A=135 z2 齒數(shù) hz = i m=5, A= z2 齒數(shù) 44 43 41 38 34 32 28 hz =63 i m=5, A= z2 42 41 39 36 32 30 hz =61 i 18 167。 齒數(shù)及傳動比的最終 確定 將初步確定下來的傳動比和由中心距、模數(shù)確定下來的傳動比進行比較，且盡量避免成對齒輪齒數(shù)有公約數(shù)、齒輪變位，最終確定的傳動比及相應齒數(shù)如下表： 表 310 各齒輪副對應的傳動比 齒輪 z1 z2 z3 z4 z5 z6 z7 z8 z9 z10 齒數(shù) z 19 35 22 45 35 28 31 32 25 37 傳動比 i=z2/z1 齒輪 z11 z12 z13 z14 z15 z16 z1639。 Z17 齒數(shù) z 22 41 29 25 29 32 25 38 傳動比 i=z2/z1 167。 8+4 檔變速箱各檔的速比和速度 綜合上述內容， 8+4 檔變速箱各檔速比如下表： 表 311 8+4 檔變速器各個檔位的傳動比 主Ⅰ檔 速比 主Ⅱ檔 速比 主Ⅲ檔 速比 主Ⅳ檔 速比 副高檔 副低檔 副倒檔 根據公式 34，帶入上表數(shù)據 可求得相應車速： bi 19 表 312 8+4 檔變速器各個檔位對應的車速 v （ km/h) 主Ⅰ檔速度 主Ⅱ檔速度 主Ⅲ檔速度 主Ⅳ檔速度 副高檔 副低檔 副倒檔 分析上表，前進檔高、低檔速度區(qū)段沒有交叉，最低車速接近設計要求，但最大車速比設計要求的 15km/h 稍低些?？傮w來說，各個齒輪副的傳動比分配較為合理，滿足設計要求。 167。 本章小結 變速箱傳動比分配的思路如下： (1)根據理論車速求解前進檔和倒檔對應的總傳動比范圍。 (2)根據傳動系總傳動比與變速箱傳動比的關系，求出變速箱的傳動比范圍。 (3)結合經驗及傳動方案，確定變速箱各傳動齒輪副的傳動比：先將理論車速分段并求解相應傳動比范圍；再確定常嚙合齒輪的傳動比；之后確定前進低檔的傳動比范圍，初選該檔副變速區(qū)的傳動比，然后確定主變速區(qū) Ⅰ Ⅳ檔的 傳動比范圍，且要保證有較小的傳動公比（約為 ）；最后以主變速區(qū) Ⅰ Ⅳ檔的最大和最小傳動比為公比，結合前進高檔和倒檔總傳動比范圍來確定 副變速區(qū)前進高檔和倒檔的傳動比。 20 第四章 齒輪的設計計算 167。 概述 齒輪設計要考慮：在齒輪運轉性能方面：噪聲低、振動小、傳動效率高；承載能力方面：具有所要求的強度和工作壽命；在工藝性方面：能采取容易得到的刀具加工，齒輪參數(shù)與刀具的相協(xié)調；在經濟性方面：保證使用性能和耐久性的條件下，加工和使用的成本要低。 總之，齒輪設計是齒輪使用性、工藝性和經濟性等方面矛盾的協(xié)調統(tǒng)一，片面強調單一方面都不能設計出滿意的齒輪。 167。 齒輪主參數(shù)的選擇 167。 齒輪副中心距 齒輪副中心距（嚙合中心距）的 大小直接關系到齒輪箱結構的尺寸、質量、受力元件的強度和壽命。在確定了齒輪副的模數(shù)、齒數(shù)等基本參數(shù)后，再根據結構條件和強度、性能條件進行精確計算。在計算出各組齒輪副的中心距后，取工作時間利用率最高、受載最大的齒輪副中心距為變速箱中心距。 167。 齒形角 齒形角大，齒輪的接觸強度和彎曲強度都可以提高，但重合度會降低，噪聲和徑向力會增加，因此應根據不同的工作條件不同的齒形角。一般齒輪常采用 20176。齒形角。 167。 齒寬系數(shù) 齒寬系數(shù)為齒寬與模數(shù)之比。齒寬系數(shù)的選擇與齒面硬度、齒向精度、和支承剛度有關，它 直接影響到輪齒的承載能力。對于變速箱齒寬系數(shù)為~7，支承剛度差者取下限值。 167。 齒輪基本參數(shù) 結合第三章內容，并依據參考文獻 [4]中相關齒輪基本參數(shù)的計算公式，求得變速箱各齒輪的基本參數(shù)如下： 2