【導(dǎo)讀】業(yè)的發(fā)展，它的設(shè)計(jì)也是汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。構(gòu)更加緊湊、合理，承載能力大，滿足匹配微車發(fā)動(dòng)機(jī)之所需。件結(jié)構(gòu)方案的分析確定，同步器、操縱機(jī)構(gòu)及箱體的設(shè)計(jì)選用。相關(guān)知識(shí)，計(jì)算出相關(guān)的變速器參數(shù)并論證設(shè)計(jì)的合理性。AutoCAD軟件完成變速器裝配圖和零件圖的繪制。性能，增加后驅(qū)動(dòng)微型車市場(chǎng)，滿足不同層次的需求。

　　

【正文】 min mm? （ 2）中間軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第一段：軸承段 。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 1 25d mm? ， 則查表選用圓錐滾子軸承 30205， 2 5 5 2 1 6 .2 5 1 5d D T B? ? ? ? ? ? ?。 根據(jù)軸徑 ， 選用卡環(huán)對(duì)軸承進(jìn)行軸向固定 ， 查手冊(cè)選用擋圈 GB/T 52， 取1 16l mm? 。 第 二 段 ： 齒 輪 段 。 通 過(guò) 滾 針 軸 承 接 一 擋 齒 輪 ， 取21 2 28d d h mm? ? ? ， 2 25l mm? 。 選 用 向心 滾 針 和保 持 架 組 件K 28 35 20?? 。 第三段：花鍵軸段 ， 接同步器 。 根據(jù) 2 28d mm? ， 選用矩形花鍵學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 6 3 0 3 4 6N d D B? ? ? ? ? ? ?， 則取 333 0 , 2 6d m m l m m??。 第四段：齒輪段 ， 通過(guò)滾針軸承接二擋從動(dòng)輪 。 根據(jù)第二段軸的結(jié)構(gòu)選用向心滾針和保持架組件 K 35 40 20?? ， 取 4 35d mm? ，4 23l mm? 。 第五段：過(guò)渡軸段 ， 取 554 2 , 2 .5d m m l m m??。 第六段：齒輪段 ， 三擋從動(dòng)輪和四擋從動(dòng)輪與軸鑄成一體 。65 2 3 0 .1d d h mm? ? ? ， 取 6 30d mm? ， 根據(jù)輸入軸取 6 79l mm? 。 第七段：軸承段 。 根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)取 7 25d mm? ， 查表選用圓錐滾子軸承 30205， 2 5 5 2 1 6 .2 5 1 5d D T B? ? ? ? ? ? ?。 根據(jù)軸徑 ， 選用卡環(huán)對(duì)軸承進(jìn)行軸向固定 。 查手冊(cè)選用擋圈 GB/T 52， 取7 16l mm? 。 第八段：過(guò)度軸段 。 87 2 2 1 .5d d h m m? ? ? ， 取 882 2 , 4 3d m m l m m??。 第九段：齒輪段 ， 常嚙合主動(dòng)輪通過(guò)花鍵與軸相連 ， 選用矩形花鍵 6 1 8 2 2 5N d D B? ? ? ? ? ? ?， 則取 991 8 , 1 8d m m l m m??。 第十段：螺紋段 ， 擰上螺母進(jìn)行固定及軸向定位 。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選普通螺紋 M186g（公稱直徑 18， 螺距 的細(xì)牙右旋外螺紋 ， 中徑和大徑的公差帶均為 6g， 中等旋合長(zhǎng)度） ， 取 1 1 1 11 8 , 1 8d m m l m m??。 查表選用螺紋規(guī)格 D=M18， 性能等級(jí)為 8 級(jí) ， 不經(jīng)表面處理 ， A級(jí)的 I 型六角螺母 ， 標(biāo)記為螺母 GB/T 6170 M18。 3. 輸出軸的設(shè)計(jì) 第一段：齒輪軸段 ， 常嚙合從動(dòng)輪與軸做為一體 ， 取114 2 , 6 9d m m l m m??。 第二段：軸承支承段 。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取 2 30d mm? 。 查表選用深溝球軸承 6306， 3 0 7 2 1 9d D B? ? ? ? ?。 選用套筒 D=40mm， 并安裝車速表驅(qū)動(dòng)齒輪 ， 取 2l? 72mm。 第三段：花鍵軸段 ， 與萬(wàn)向節(jié)連接 。 選用矩形花鍵6 2 1 2 5 5N d D B? ? ? ? ? ? ?， 取 3321 ,d mm l??35mm。 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 圖 輸出軸圖 軸的校核 變速器在工作時(shí) ， 由于齒輪上有圓周力、徑向力和軸向力作用 ，變速器的軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩 ， 要求變速器的軸應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度 [9]。 為了驗(yàn)證結(jié)構(gòu)方案的合理性及變速器的可靠性需對(duì)軸進(jìn)行校核 。 應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)擋位下的軸的剛度和強(qiáng)度都進(jìn)行驗(yàn)算 ， 因?yàn)閾跷徊煌粌H齒輪的圓周力、徑向力和軸向力不同 ， 而且著力點(diǎn)也有變化 [10]。 驗(yàn)算時(shí)可將軸看作是鉸接支承的梁 ， 第一軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 。 tF 、徑向力 rF 及軸向力 aF max2et TiF d? m ax2 tancoser TiF d ??? （ 311） max2 tanea TiF d ?? 式中： i—— 齒輪的傳動(dòng)比； d—— 齒輪的節(jié)圓直徑 ， mm； ? —— 節(jié)圓處壓力角； ? —— 螺旋角； 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 。 一擋 1 1 03. 32 , 47 .6 , 26 .7 7i d m m ?? ? ?代入（ 311）式得： 41 10tFN?? 31 10rFN?? 31 10aFN?? 二擋 , , 22i d m m ?? ? ?代入（ 311）式得： 32 10tFN?? 32 10rFN?? 32 10aFN?? 三擋 , , 22i d m m ?? ? ?代入（ 311）式得： 33 10tFN?? 33 10rFN?? 33 10aFN?? 四擋 , , d m m ?? ? ?代入（ 311）式得： 34 10tFN?? 34 10rFN?? 34 10aFN?? 倒擋 122 .7 3 5 2 .5 , 0i d m m ?? ? ?倒 ， 代入（ 311）式得： 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 27 10tFN??倒 10rFN??倒 0aFN?倒 五擋 10PT n?? （ 312） 式中： P—— 輸出軸功率 ， kw ； n—— 輸出軸轉(zhuǎn)速 ， r/min； T—— 輸出軸轉(zhuǎn)矩 ， Nmm。 輸出 軸 功 率 3321 6 0 0 . 9 8 5 6 . 4 7P P k w?? ? ? ?軸 承 ；125 6 0 0 0 / m innnri?? ， 代入（ 312 ） 式 得 10T ?? Nmm 。25 1, 8 8 , 2 4 .4i d m m ?? ? ?代入（ 311）式得： 35 10tFN?? 5 ? 5 ? （ 1）軸的強(qiáng)度計(jì)算 應(yīng)該校核在彎矩和轉(zhuǎn) 矩聯(lián)合作用下的變速器軸的強(qiáng)度 。 作用在齒輪上的徑向力 rF 和軸向力 aF 使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形并產(chǎn)生垂向撓度cf ；而圓周力 tF 使軸在水平面內(nèi)彎曲變形并產(chǎn)生水平撓度 sf ， 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 ()MPa? 為： 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 332 []wMMWd???? ? ? （ 313） 2 2 2c s jM M M T? ? ? （ 314） 式中： jT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 ， Nmm； d—— 軸在計(jì)算斷面處的直徑 ， 花鍵處取內(nèi)徑 ， mm； wW —— 彎曲截面系數(shù) ， 3mm ； cM —— 在計(jì)算斷面處軸的垂向彎矩 ， Nmm； sM —— 在斷面處軸的水平彎矩 ， Nmm； []? —— 許用應(yīng)力 ， 在抵擋工作時(shí)取 [ ] 400Mpa? ? 。 一 擋 受 力 圖 如 圖 。 計(jì) 算 得 ： AB=, BC=,CD=； 3 0 . 1 2 5 1 4 1 . 6 2 52C B C D adF F F? ? ? ? ? SBM F BC? ? ? Nm； CBM F BC? ? ? Nm； 69 . 5 5 1 0 9 1 . 6 8j PT n? ? ? Nm； d=26mm， 代入（ 313）（ 314）得： 2 3 0 . 3 1 [ ]M P a????， 故滿足強(qiáng)度要求 。 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 水平面垂直面圖 一 擋受力圖 （ 2）軸的剛度計(jì)算 對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角 [11]。 前者使齒輪中心距發(fā)生變化 ， 破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜 ， 致使沿齒長(zhǎng)方向的壓力分布不均勻 。 若軸在垂直面內(nèi)撓度為 cf ， 在水平面內(nèi)撓度為 sf 和轉(zhuǎn)角為 ? ， 可以分別用下式計(jì)算： 221222133()3csFa bfEILF a bfEILFab b aEIL????? （ 315） （ 3） 輸出軸的校核 由于輸出軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中所受的彎矩很小 ， 可以忽略 ， 可認(rèn)為其只受扭矩 [12]。 軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 639 .5 5 1 00 .2TTPW d n? ??? （ 316） 式中： ? —— 軸的扭切應(yīng)力 ， MPa； T—— 轉(zhuǎn)矩 ， Nmm； TW —— 抗扭截面系數(shù) ， 3mm ， 對(duì)圓截面軸 3 dWd???； P—— 傳遞的功率 ， kw； n—— 軸的轉(zhuǎn)速 ， r/min； d—— 軸的直徑 ， mm。 其中 ， 5 P i kw???， 1 42d d mm?? ， n=6000r/min 代入（ 316）式得： ? ? 查表可知： 45 號(hào)鋼許用扭切應(yīng)力 [ ] 30 ~ 40MPa? ? ， 故 []??? 符合強(qiáng)度要求 。 軸承的選用及校核 變速器軸承型式的選擇 變速器軸承多選用滾動(dòng)軸承 ， 即向心球軸承 ， 向心短圓柱滾子軸承 ， 滾針軸承以及圓錐滾子軸承 。 通常是根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)選定 ， 再驗(yàn)算其壽命 。 輸入軸及中間軸的兩個(gè)軸承采用圓錐滾子軸承 ， 輸出軸的軸承采用深溝球軸承 ， 它不僅承受徑向負(fù)荷 ， 而且承受向外的軸向負(fù)荷 。 齒輪內(nèi)孔與軸的配合采用滾針軸承 。 軸承的校核 32305 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： 61 .5 , 68 .8r o rC KN C KN??； 2, ??； 圓錐滾子軸承受力如圖 。 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 圖 軸承受力圖 根據(jù)力矩平衡得出： 2 5 51 7 1 . 7 5 2 1 5 . 7 52r a rdF F F? ? ? ? ? （ 317） 1 5 2r r rF F F?? 解（ 317）式得出： 1 ? ； 2 ? ； 軸承內(nèi)部軸向力： 11 34 .992rs FFNY??； 22 2 3 9 .1 42rs FFNY??； 因?yàn)?2 5 11 1 6 5 .9 7s a sF F N F? ? ?， 所以軸承 1 為壓緊端： 1 2 5 1 1 6 5 .9 7a s aF F F N? ? ?； 22 F N?? ； 因?yàn)?e=， 故 11 arF eF ??， 所以 , 2XY??； 22 arF eF ??， 所以 221, 0XY??； 當(dāng)量動(dòng)載荷： raP XF YF?? （ 318） 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 代入得： 1 ? ； 2 ? 。 軸承壽命用小時(shí)表示比較方便： 610 ()60 th pfCL n f P ?? （ 319）