【導讀】的工況下滿足需求，而且他的合理與否決定了發(fā)動機的動力能否高效發(fā)揮。本次針對前置后驅(qū)形式設計一臺五檔手動變速器，并且采用三軸式。輸出平順、傳動效率高、磨損消耗小、使用壽命長。同時在設計時還會盡量考慮工藝的優(yōu)化和經(jīng)濟性。變速器的換擋通過鎖環(huán)式同步器。實現(xiàn)，同時合理設計了一套與之相匹配的操作機構。在整個過程中，通過基本參數(shù)計算出變速器的各。種數(shù)據(jù)，并且嚴格校核，保證能夠滿足設計和使用要求。

　　

【正文】 i n33923333123??????????????????bznbbnzzzmdrzmdr???????????????????? 將已知數(shù)據(jù)代入公式得到： 4 71 1 0 6 0 34 1 )11(4 1 55 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 4 71 1 0 6 0 34 1 )11(4 1 56 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 5j? ， 6j? 小于 13001400 MPa , 所以 合格。 5）四檔齒輪 29 已知條件： 7,3,30,20 ???? Km?? ?? ， 34,12 43 ?? zz ??gT N m， ??gT N m ??? c o s2c o sc o s2 zm Td TF n gg ?? 8 1 0 820co s123 3 72 33 ??? ??? ?F N 810820co s343 34 ??? ??? ?F N s 37co s ???? ??nc mKb mm 111130c o s220s i n123c o s2s i nc o s2s i nc o ss i n30c o s220s i n343c o s2s i nc o s2s i nc o ss i n33823333223??????????????????bznbbnzzzmdrzmdr???????????????????? 將已知數(shù)據(jù)代入公式 得到： 3 61 4 1 0 84 1 )11(4 1 53 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 3 61 4 1 0 84 1 )11(4 1 54 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 3j? ， 4j? 都小于 1300—— 1400 MPa ，所以合格。 直 齒倒檔齒輪接觸應力校核 已知條件： 24,7,20,3 11 ???? zKm c?? ??gT N m 將已知數(shù)據(jù)代入公式 得到： 2120620c os133 os2c os2 312 1212 ??? ????? ??? mz Tmz TF gg N 30 2 1 2 0 620c o s233 13c o s2c o s2 3131313 ??? ????????? mzTmzTF gg N 2 1 2 0 620c o s243 13 8 82c o s2c o s2 391111 ??? ????????? mzTmzTF gg N 213x7 ??? mKb c mm 1 7 7 7 9 7..01 0 6 11112 1 0 6 4 6 1111 i n224320s i n2s i n2 i n223320s i n2s i n2 i n216320s i n2s i n2913131291312????????????????????????????????????bzbzbzzmzdmzdmzd???????????????? )11( 512 ??? ?????bzj bFE ??? MPa )11( 513 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 7 7 91 7 1 2 0 64 1 )11(24 1 511 ??? ?????bzj bFE ??? MPa 12j? ， 13j? , 11j? ,均小于 19002020 MPa，所以滿足設計要求。 軸的結構和尺寸設計 軸是用來傳遞扭距的關鍵部件，它也關系著整個變速器的使用壽命 ，變速器運轉(zhuǎn)時，變速器的軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩。所以軸要具有很高的剛度和強度以滿足要求。如果剛度不足，軸會由于彎曲作用而變形， 直接影響齒輪能否正確嚙合。 軸的工藝要求 輸出軸軸頸一般作為軸承滾道，必須有足夠的硬度，滿足 HRC58～ 63 范圍內(nèi)。 31 如果軸選用高頻或滲碳鋼，螺紋部分不要淬硬，防止過脆產(chǎn)生裂紋。 如果軸有階梯形式，盡量使工藝簡單，階梯少。 綜合考慮軸選用材料為 20 CrMnTi。 初選軸的直徑 變速器的中心距明確，輸出與中間兩軸中部直徑為 *A， 最大直徑：輸出軸， ??ld 中間軸， 。 ??ld 。 輸入軸花鍵部分直徑 d： 3 maxeTKd ? （ ） 式中： K —— 經(jīng)驗系數(shù)； maxeT —— 發(fā)動機轉(zhuǎn)距（ N mm）。 1）第二軸和中間軸中部直徑 Ad )~(? =(~) 48~3680?? mm 選取 d=40mm l 的取值： 2）中間軸長度初選： ??ld mmdl 250~~ ?? mml 240? 3)第二軸長度初選： ??ld mmdl 2 2 0~ 9 ~ ?? mml 210? 4)第一軸長度初選： K= mmTKd e )(1 7 0)( 33 m a x ???????? mmd 25? ??ld mm 32 mmdl 5 6~ 3 ~ ?? mml 150? 5）軸最小直徑的確定 對實心軸，其強度條件為： ][ 1095 50 33?? ???? d nPWTT （ ） 式中： T —— 軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 N mm， T =102N m； TW —— 軸的抗扭截面模量 (mm3)； P —— 軸傳遞的功率（ kw）， P =60kw； n —— 軸的轉(zhuǎn)速 )min(r ， n =3000 )min(r ； ][? —— 許用扭轉(zhuǎn)剪應力（ MPa ）： 表 36 軸常用集中材料的 ][? 及 A值 軸的材料 Q235A， 20 Q237， 35 （ 1C,18Ni9Ti） 45 40Cr,35SiMn,38SiMnMo, 3Cr12,20CrMnTi ][? /MPa 1525 2035 2545 3555 A值 149126 135112 126103 11297 由式 得到軸直徑的計算公式： 333 3][ 109550 nPAnPd ??? ? （ ） 中 間軸 為合 金鋼 CrMnTi20 ， 通 過表 查得 A 為 100 ； P 為 90kw ；m in/2 6 2 532146 0 0 0 rn ??? 。 代入式（ ）得 mmd ? 取為 35mm。 軸的強度校核 軸的受力如圖 33 所示： 33 圖 變速器受力圖 軸的剛度驗算 軸的尺寸已經(jīng)初步確定，軸剛度和強度便可以開始驗算。為了得到輸入軸的支點反力，需要先求輸出軸的支點反力。檔位的不同，受力情況完全不同，故必須進行所有檔位的驗算。驗算時，軸可以作為鉸接支承的梁。輸入軸上受到的轉(zhuǎn)矩取 emxT 。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計算，按《材料力學》的相關公式計算。只需對齒輪不同位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角計算。軸的受力如圖 33 所。 軸在垂直面內(nèi) cf ，水平面內(nèi) sf ，轉(zhuǎn)角為δ， EILbaFfc 3 221? （ ） EILbaFfs 3 222? （ ） ? ?EIL ababF 31 ??? （ ） 式中： 1F —— 徑向力（ N）； 2F —— 圓周力（ N）； E —— 彈性模量（ MPa ）， E = 105 MPa ； I —— 慣性矩（ mm4），對于實心軸， 644dI ?? ； d —— 直徑（ mm），花鍵處取平均值； 34 a 、 b 為齒輪到支點處 A 、 B 的長度（ mm）； L —— 支座間的距離（ mm）。 軸的全撓度為 ??? sc fff mm。 軸的撓度 為 ??cf =～ ， ??sf =～ 。轉(zhuǎn)角小于 。 圖 變速器的撓度和轉(zhuǎn)角 1） 變速器在一檔工作時二軸和中間軸的剛度 第一軸軸上受力分析 30c os101702c os22 311 11 ?? ??????? ?zmTdTF ngt ?N o s 20t a o st a n11 ???? ???? ntr FF N a a n11 ???? ??ta FF N 中間軸軸上受力分析 0 1 0323 143230c o s101 7 02c o s22 32222 ?? ?????????zmTdTFngt ?N o st a n 122 ??? rntr FFF ?? N 0 4 7t a n 122 ??? ata FFF ? N 6 0 2 414x3 30c o s1432101 7 022 3333 ????????dTFtN 35 o s 20t a n16024c o st a n33 ???? ???? ntr FF N a n16024t a n33 ???? ??ta FF N 第二軸軸上受力分析 4 0 2 1303 1630143230c o s101 7 02c o s22 34444 ?? ??????????zmTdTFngt ?N 8 9 2c o st a n 344 ??? rntr FFF ?? N 0 9 5t an 344 ??? ata FFF ? N 二軸軸剛度校核： 將各已知參數(shù)代入公式 得到： LdE baFE ILbaFf rrc 4224224 3 643 ? ??? ?rF N, 185?a mm, 25?b mm, 210?L mm, 40?d mm ][0 0 8 7 8 1 64251 8 8 2 5 45 22 ????????? ???? cc ff 各已知參數(shù)代入公式（ ），（ ）得到： 0 1 8 0 1 64251 8 51 4 0 2 13 643 45 224224224 ?????? ??????? LdE baFE I LbaFf tts ? ][0 1 8 0 ??? sf mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 0 0 3 0 3 1 64)251 8 5(251 8 8 2 53 )( 454 ??????? ??????? E I L ababF r? rad 所以變速器第二軸在一檔工作時滿足剛度要求。 中間軸一檔處軸剛度校核： 各已知參數(shù)代入公式（ ）得到： LdE baFE ILbaFf rrc 4223223 3 643 ? ??? 36 ?rF N, 215?a mm, 25?b mm, 240?L mm, 40?d mm ][0 1 0 4 64252 1 8 2 5 45 22 ????????? ???? cc ff 各已知參數(shù)代入公式（ ），（ ）得到： 0 2 1 4 64252 1 51 4 0 2 13 643 45 224224224 ?????? ??????? LdE baFE I LbaFf tts ?mm mmf s ][0 1 0 ??? mmfff sc 2222 ?????? r a dE I L ababF r 0 0 0 0 3 6 4 64)252 1 5(252 1 56 8 2 53 )( 454 ??????? ???????? 所以變速器中間軸在一檔工作時滿足剛度要求。 中間軸常嚙合齒處軸剛度校核： 各已知參數(shù)代入公式（ ）得到： LdE baFE ILbaFf rrc 4222222 3 643 ? ??? ?rF N, 25?a mm, 215?b mm, 240?L mm, 40?d mm ][0 0 4 8 4 642 1 9 4 6 45 22 ????????? ???? cc ff mm 各已知參數(shù)代入公式（ ），（ ）得到： 0 1 0 6 4 642 1 5257 0 1 03 643 45 224222222 ?????? ??????? LdE baFE I LbaFf tts ?mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 1 5 8 64)25215( 9 4 63 )( 452 ??????? ?