【導(dǎo)讀】我國汽車行業(yè)在全世界來說應(yīng)該屬于那種旭日東升，蓬勃發(fā)展的一種類型。重點(diǎn)發(fā)展，才開始快速發(fā)展。正是由于這些曲折和波折，使我國汽車業(yè)的設(shè)計(jì)、發(fā)展，我國汽車的大量出口已指日可待。作為汽車技術(shù)一部分的汽車試驗(yàn)領(lǐng)域。也取得了一些顯著成果。由于一直緊跟國外先進(jìn)汽車的試驗(yàn)研究方法，從理論。的限制，尚未普遍應(yīng)用于科研、教學(xué)和生產(chǎn)部門。益高的大型試驗(yàn)部門使用，但造價昂貴。而一些小型科研單位以及高等院校受。資金、場地、人員、環(huán)境等的影響，不可能采用上述那些要求較高的試驗(yàn)臺?？康膮⒖迹乐钩霈F(xiàn)重大的事故。驗(yàn)的準(zhǔn)確性，從而提供更可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為社會服務(wù)。國防和人民的日常生活密切相關(guān)，汽車質(zhì)量引起人們的廣泛重視。出出來，要求開展試驗(yàn)研究工作。力，脫離嚙合后接觸應(yīng)力即消失。是近似于脈動變化的接觸應(yīng)力。如果接觸應(yīng)力超過了輪齒材料的接觸疲勞極限。蝕發(fā)生后，破壞了齒輪的正常工作，引起振動和噪聲。

　　

【正文】 6～ 128mm，取 D6=128 mm b1≈ e 套筒 齒輪與軸承之間采用套筒進(jìn)行軸向定位，套筒的寬度等于齒輪與軸承間的距離，高度應(yīng)滿足軸承安裝尺寸的要求，孔徑應(yīng)與軸徑大小相等。由小齒輪軸的設(shè)計(jì)部分可知， 6409 型深溝球軸承的安裝高度為 5mm，軸 徑為 45mm，小齒輪與軸承之間的距離為 19mm，則小軸套筒靠近軸承處外徑為 55mm，寬 10mm，取靠近小齒輪處套筒外徑為 65mm。由大齒輪軸的設(shè)計(jì)部分可知， 6215 型深溝球軸承的安裝高度為 5mm，軸徑為 75mm，大齒輪與軸承之間的距離為 22mm，則大軸套筒靠近軸承處外徑為 85mm，寬 10mm，取靠近大齒輪處套筒外徑為 95mm。套筒材料為 Q235 鋼，調(diào)質(zhì)處理后硬度為 170HBS，因?yàn)樘淄仓黄鸬捷S向定位作用，受到的軸向力較小，所以采用此種型號的鋼可以滿足要求。 桿式油標(biāo) 桿式油標(biāo)的各部分結(jié)構(gòu)尺寸如表 36 所示，本次設(shè)計(jì)中選擇桿式油標(biāo)的 d值為 M16，其余尺寸查表可得。 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)地進(jìn)行了整個變速機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其中包括大齒輪與小齒輪的設(shè)計(jì)與校核、大齒輪軸與小齒輪軸的設(shè)計(jì)與校核、軸承型號的選擇與校核、聯(lián)軸器型號的選擇、鍵型號的選擇與校核、密封與潤滑方式的選擇、箱體尺寸的計(jì)算和軸承端蓋尺寸的計(jì)算等。 40 （ a） （ b） 圖 36軸承端蓋 表 35 套筒 mm d1d2d 3BL 尺寸代號 B L d1 d2 d3 小軸套筒 10 19 45 55 65 大軸套筒 10 22 75 85 95 41 表 36 桿式油標(biāo) mm d d1 d2 d3 h a b c D D1 M12 4 12 6 28 10 6 4 20 16 M16 4 16 6 35 12 8 5 26 22 M20 6 20 8 42 15 10 6 32 26 42 第 4章 傳動軸的設(shè)計(jì) 由變速器性能閉式試驗(yàn)臺的結(jié)構(gòu)簡圖可以看出，整個系統(tǒng)構(gòu)成一個回路，在與連接被試變速器和陪式變速器平行的另一側(cè)為傳動軸，該傳動軸左側(cè)與齒輪箱大齒輪軸的伸出端相連，同時為了滿足機(jī)構(gòu)的正常工作，該傳動軸上連有一個單向離合器和聯(lián)軸器，具體結(jié)構(gòu)如圖 所示。 圖 41 試驗(yàn)臺總體布置 傳動軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足通用性。由于不同型號的變速器，其輸入軸和輸出軸的長度不同，因此整個機(jī)構(gòu)的整體長度是 跟據(jù)不同型號的變速器的外形尺寸而定的。當(dāng)變速器的輸入軸或輸出軸太短時，還應(yīng)在變速器與變速器之間加一個傳動軸。因此本章主要是完成單向離合器處傳動軸的設(shè)計(jì)與校核和變速器與變速器聯(lián)接軸的設(shè)計(jì)與校核。 單向離合器處軸段的設(shè)計(jì)與校核 由于 單向離合器所在軸 與大齒輪軸的輸出端相連，并且大齒輪軸輸出端的長度足夠，因此我們只需要對單向離合器所在的軸進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核。如圖（ ）所示。 ，確定許用應(yīng)力 由已知條件要知此傳動軸傳遞的功率屬于中小功率，對材料無特殊要求，而且為了滿足經(jīng)濟(jì)性和通用性要求，選擇此 處傳動軸的材料與齒輪軸的材料相 43 同，為 45 號鋼并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。強(qiáng)度極限 B? =637MPa，許用彎曲應(yīng)力 ? ?1b?? =60MPa，毛坯直徑 0d ≤200mm 。 考慮到該段軸是通過聯(lián)軸器與大齒輪的輸出軸相連，而 大齒輪軸輸出端的聯(lián)軸器型號為 ： YL12 聯(lián)軸器 160 10760 107JJ ?? GB 584386 因此， 該軸段 軸徑應(yīng)與聯(lián)軸器 型號相匹配，確定此軸的最小軸徑為 60mm，聯(lián)軸器的定位軸肩高度 。 根據(jù)此段軸的軸徑 d=60mm， 選擇鍵的型號為（ mm）： 鍵 18179。 90 GB109679[圓頭普通平鍵（ A型）、 b=1 h=1 L=90] 鍵的工作長度 l =（ 9018） mm =72mm，將參數(shù)代入式（ ）得 4000 117660 11 72jy? ?? ??MPa= 由于 [ jy? ]=60～ 130 MPa， 所以 jy? ＜ [ jy? ]， 因此鍵的強(qiáng)度足夠，合格。 鍵的材料為鋼。 由于該軸只受轉(zhuǎn)矩，因此只需根據(jù)所受轉(zhuǎn)矩的大小來進(jìn)行校核。 軸承受的轉(zhuǎn)矩 T=1176N178。 m則： 0. 6 11 76MT?? ? ?=178。 m 3 60e MW? ??? ?MPa= 滿足 ? ?eb???163。 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度。 此 試驗(yàn) 臺適用于不同型號的變速器，因此整個機(jī)構(gòu)的長度是根據(jù)所測變速器的長度而確定的，不過我們也可以根據(jù)幾種不同大小是變速器尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)最小變速器的軸向尺寸將軸的長度定為 200cm，然后再制造長度為 20cm、 44 25cm、 30cm、 35cm、 40cm、 45cm、 50cm（聯(lián)軸器處的長度不計(jì)算在內(nèi)）一系列軸以滿足不同情況。 90107 20 0022 14φ652 45176。2 45176。 φ60+ +Eφ60+ +E 圖 42 傳動軸設(shè)計(jì)圖 變速器間軸段的設(shè)計(jì)與校核 被試變速器的輸入軸 與左側(cè)傳感器相連，輸出軸與陪試變速器的輸出軸相連，對于某些變速器由于它的輸出軸太短，因此我們?yōu)榱苏５倪M(jìn)行試驗(yàn)需要在這兩處加上一段長度合理的軸。 ，確定許用應(yīng)力 選擇 45號鋼并調(diào)質(zhì)處理，強(qiáng)度極限 B? =637MPa，許用彎曲應(yīng)力 ? ?1b?? =60MPa，毛坯直徑 0d ≤ 200mm。 變速器在一擋時，輸出的轉(zhuǎn)矩最大，此時輸入的轉(zhuǎn)矩為發(fā)動機(jī)的最大 轉(zhuǎn)矩。本次設(shè)計(jì)是以寶來（ 豪華型）汽車變速器為依據(jù)，由于聯(lián)接軸是與變速器的輸出軸相聯(lián)，采用成對的聯(lián)軸器相聯(lián)，因此確定聯(lián)接軸的軸徑也就是確定變速器輸出軸的軸徑。寶來（ 豪華型）汽車發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩為 210N178。m ，一擋傳動比為 ，則變速器的輸出轉(zhuǎn)矩為 210179。178。m=693N178。m ，又由于儲備系數(shù) K=，則變速器輸出軸的最大轉(zhuǎn)矩為 693179。 N178。m= N178。m 。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算軸徑（最小直徑）為 45 d≥ 3PCn=（ 107～ 118） 3 10T? =（ 107～ 118） 33 10??mm =～ 考慮到軸的最小直徑處要安裝聯(lián)軸器，會有鍵槽存在，故需將估算直徑加大 3%～ 5%，取為 ～ ，由設(shè)計(jì)手冊取標(biāo)準(zhǔn)直徑 d=55mm。 選擇 聯(lián)軸器型號為： YL11 聯(lián)軸器 155 8455 84JJ ?? GB 584386 聯(lián)軸器定位軸肩高度為 。根據(jù)軸徑 d=55mm，軸段長度為 84mm，轉(zhuǎn)矩Tmax= N178。m ，選擇鍵的型號為（ mm）： 鍵 16179。 70 GB109679[平頭普通平（ A 型）、 b=1 h= L=70] 則 4000 16 54jy? ?? ??MPa= 查閱有關(guān)鍵的手冊，選擇鍵的材料為鋼，許用擠壓應(yīng)力 [ jy? ]=60～ 90MPa，由于 jy? ＜ [ jy? ]，因此鍵的強(qiáng)度足夠，合格。 由于該軸也只受轉(zhuǎn)矩，因此只需根據(jù)所受轉(zhuǎn)矩的大小來進(jìn)行校核。轉(zhuǎn)矩T=970 .2N178。m ，則： MT?? =179。9 178。m=5 178。m 3 55e MW? ??? ?MPa= 滿足 ? ?eb???163。 的條件，故設(shè)計(jì)的軸有足夠的強(qiáng)度。 為了達(dá)到通用性的要求，將軸的長度制成 20cm、 25cm、 30cm、 35cm、 40cm、 46 45cm、 50cm（聯(lián)軸器處的長 度不計(jì)算在內(nèi)）一系列軸以滿足不同情況。 2 45176。 2 45176。8 7084 200 870368φ60φ55+ +0.034φ55+ +0.034 圖 43 變速器間軸的設(shè)計(jì)圖 本章小結(jié) 本章主要完成了傳動軸的設(shè)計(jì)與校核，包括與大齒輪軸連接的傳動軸和變速器輸出軸間軸段的設(shè)計(jì)與校核，同時對軸上聯(lián)軸器進(jìn)行了型號的選擇，以及對聯(lián)軸器處的鍵進(jìn)行了選擇和強(qiáng)度校核。 47 第 5章 加載器的設(shè)計(jì) 加載方法的比較與選擇 機(jī)械閉式變速器試驗(yàn)臺采用的加載方式很多，常見的有如下幾種，下面分別一一加以闡述： （ 1）盤式加載法 這種加載法是將封閉回路中相鄰的兩個加載盤相對轉(zhuǎn)一定的角度，直至達(dá)到試驗(yàn)負(fù)荷時，再將兩個加載盤鎖死，即可達(dá)到加載的目的。這種加載機(jī)構(gòu)常與扭力桿和刻度盤合用。 ??6 這種加載方法操作費(fèi)力兼加運(yùn)加載時與靜止加載時的負(fù)荷不同（即轉(zhuǎn)運(yùn)后出現(xiàn)“負(fù)荷重新分配”現(xiàn)象，靜止加載時與轉(zhuǎn)運(yùn)中封閉回路各處的扭矩分配關(guān)系不同）所以影響負(fù)荷的準(zhǔn)確性，但是影響不大，而且體積較小，安裝容易。 ??7 蝸桿傳動的特點(diǎn)與設(shè)計(jì) 蝸桿傳動的特點(diǎn) 蝸桿傳動用來傳遞空間兩交錯軸之間的運(yùn)動與動力。蝸桿傳動由蝸桿與蝸輪組成，一般蝸桿主動、蝸輪從動，作減速運(yùn)動。與齒輪傳動相比，蝸桿傳動具有下列特點(diǎn)： （ 1） 傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊 在一般傳動中， i=10～ 80，在分度機(jī)構(gòu)中（只傳遞運(yùn)動） i 可達(dá) 1000，因而結(jié)構(gòu)緊湊。 （ 2） 傳動平衡、噪聲低 由于蝸桿齒連續(xù)不斷地與蝸輪齒相嚙合，同時，蝸桿蝸輪嚙合時為線接觸，因而傳動平穩(wěn)，噪聲低。 （ 3） 可具自鎖性 48 當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合副材料的當(dāng)量摩擦角，蝸桿傳動具有自鎖性。即只能蝸桿帶動蝸輪，而蝸輪不能帶動蝸 桿。在起重裝置等機(jī)械中經(jīng)常利用此自鎖性。 （ 4） 效率低 因?yàn)槲仐U蝸輪在嚙合處有較大的相對滑動，因而磨損大，發(fā)熱量大，效率低。一般傳動效率為 ～ ，具有自鎖性的蝸桿傳動效率為 ～ ，故蝸桿傳動主要用于中小功率傳動。 （ 5） 成本高 為減少蝸桿傳動嚙合處的摩擦和磨損，控制發(fā)熱和防止膠合，蝸輪常采用青銅材料制造，因此成本增高。 蝸桿傳動的設(shè)計(jì) 根據(jù)已知條件設(shè)計(jì)一閉式蝸桿傳動，蝸輪輸出的轉(zhuǎn)矩 T2=1176N178。m ，由于整個加載過程是通過人手旋轉(zhuǎn)套在蝸桿上的手柄來完成加載，因此蝸輪蝸桿的轉(zhuǎn)速 都不高，取蝸輪轉(zhuǎn)速 n2=1r/min，蝸桿轉(zhuǎn)速 n1=65r/min，得到傳動比 i=65。加載機(jī)構(gòu)載荷平穩(wěn)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，具有自鎖功能。由于蝸桿傳動的相對滑動速度很大，必須進(jìn)行熱平衡計(jì)算，校核蝸桿傳動的工作溫度是否過高，因此估計(jì)加載器的散熱面積 A=。 選擇傳動的類型和材料 考慮到傳遞的功率不大，轉(zhuǎn)速較低，選用 ZA 蝸桿傳動。 （ 1）查有關(guān)蝸桿材料手冊，選擇蝸桿材料為 45 號鋼，調(diào)質(zhì)處理， 220～240HBS，用于不重要傳動，齒面粗糙度 Ra= ； （ 2）查有關(guān)蝸輪材料手冊，選擇蝸輪輪緣材料為錫青銅 ZCuSn10P1，砂模鑄造， [σ H]=180MPa， [σ F]=51MPa（單側(cè)受載）。 按蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) （ 1）確定蝸桿頭數(shù) z1，蝸輪齒數(shù) z2 具有自鎖功能的蝸桿傳動蝸桿頭數(shù) z1=1；根據(jù)傳動比 i =65，得z2=i 179。 z1=65179。1=65 。 49 （ 2）確定載荷系數(shù) KA=，載荷分布系數(shù) Kβ =，取動載荷系數(shù) Kv=（初估 v2＜ 3m/s）。則 K=KA178。 Kβ 178。 Kv=179。179。= （ 51） （ 3）確定模數(shù) m和蝸桿分度圓直徑 d1，蝸輪分度圓直徑 d2 ? ? 2 2212 2 4 8 0 4 8 01 . 0 5 1 1 7 6 0 0 0 6 5 1 8 0Hm d K T z ??? ??? ? ??? ???????/mm3= （ 52） 查有關(guān)蝸桿傳動手冊，取 m2d1=2250mm3， m=5mm， d1=90mm， q= 則 d2=mz2=5179。65mm=325mm （ 4）計(jì)算蝸桿導(dǎo)程角 ? ，滑動速度 vs，蝸輪切向速度 v2 1 1tan 18zq? ?? 1arctan18?? =176。 由于此蝸桿傳動具有自鎖功能， ? 需小于 3176。30′ ，現(xiàn)求得蝸桿導(dǎo)程角? =3176。10′47″ ＜ 3176。30′ ，滿足條件。 11 9 0 6 56 0 1 0 0 0 c o s 6 0 1 0 0 0 c o s 3 . 1 7 9 8s dnv ? ?? ????? ? ?m/s=（ 53） v2= 22 3 2 5 16 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dn? ? ?????m/s=＜ 3m/s （ 54） 因此初選 Kv= 合適