【正文】 5）得： 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， 25 52 16 .2 5 15d 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 檔 圈 GB/T 52，取 1 16l mm? 。 第二段：齒輪段。通過滾針軸承接一 檔 齒輪，取 21 2 2 8d d h mm? ? ? ，2 25l mm? 。選用向心滾針和保持架組件 K28 35 20?? 。 22 第三段：花鍵軸段，接同步器。根據(jù) 2 28d mm? ，選用矩形花鍵6 30 34 6N d D B? ? ? ? ? ? ?，則取 3330 , 26d mm l mm??。 第四段：齒輪段，通過滾針軸承接二 檔 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 K35 40 20?? ，取 4 35d mm? ， 4 23l mm? 。 第五段：過渡軸段，取 5542 , 2. 5d mm l mm??。 第六段：齒輪段，三 檔 從動(dòng)輪和四 檔 從動(dòng)輪與軸鑄成一體。65 2 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， 25 52 16 .2 5 15d 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 檔 圈 GB/T 52，取 7 16l mm? 。 第八段：過度軸段。 87 2 d h mm? ? ? ，取 8822 , 43d mm l mm??。 第九段：齒輪段，常嚙合主動(dòng)輪通過花鍵與軸相連，選用矩形花鍵6 18 22 5N d D B? ? ? ? ? ? ?，則取 9918 , 18d mm l mm??。 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，中等旋合長度），取 1 1 1 118 , 18d mm l mm??。 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。 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。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) 檔 位下的軸的剛度和強(qiáng)度都進(jìn)行驗(yàn) 算，因?yàn)?檔 位不同不僅齒輪的圓周力、徑向力和軸向力不同，而且著力點(diǎn)也有變化。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 。 檔 齒輪嚙合的圓周力 tF 、 徑向力 rF 及軸向力 aF 23 max2 et TiF d? max2 tancoser TiF d ??? (36) 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； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 一 檔 1 , , d m m ?? ? ?代入（ 36）式得： 41 2 10tFN?? 31 5. 80 10r ?? 31 7. 18 10aFN?? 二 檔 282 .4 6 , 5 6 .7 , 2 2i d m m ?? ? ?代入（ 36）式得： 32 8. 85 10tFN?? 32 3. 47 10r ?? 32 3. 58 10aFN?? 三 檔 361 .8 2 , 6 7 .5 , 2 2i d m m ?? ? ?代入（ 36）式得： 33 5. 50 10tFN?? 33 2. 16 10r ?? 33 2. 22 10aFN?? 四 檔 5 , 77. 84 , 25. 8i d m m ?? ? ?代入（ 36）式得： 34 3. 54 10tFN?? 34 1. 93 10r ?? 34 1. 71 10aFN?? 24 倒 檔 122. 73 52 .5 , 0i d m m ?? ? ?倒 ，代入（ 36）式得： 41. 06 10tFN??倒 33. 86 10r ??倒 0aFN?倒 五 檔 10PTn?? （ 37） 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 60 0. 98 56 .4 7P P k w?? ? ? ?軸 承 ； 12 5 6 0 0 0 / m innnri??，代入（ 37）式得 10T ?? Nmm。 25 1 , 88 , 24 .4i d m m ?? ? ?代入（ 37）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： 332 []wMMWd???? ? ? （ 38） 2 2 2c s jM M M T? ? ? （ 38）式中： jT —— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩， Nmm； 25 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 檔 工作時(shí)取 [ ] 400Mpa? ? 。 一 檔 受力圖如圖 33 。 計(jì) 算 得 ： AB=, BC=,CD=； 水平面 t SB SDF F F?? 5 141 .625SB SDFF? ? ? 8SDFN? 垂直面 r CB CDF F F?? 3CBFN? 3 0 . 1 2 5 1 4 1 . 6 2 5 2C B C D a dF F F? ? ? ? ? ? 3 5 2 .7 4S SBM F B C? ? ? Nm； C BM F B C? ? ? Nm； 69 . 5 5 1 0 9 1 . 6 8j PT n? ? ? Nm； d=26mm，代入（ 37）（ 38）得： 23 0. 31 [ ]MPa????，故滿足強(qiáng)度要求。 26 水平面垂直面圖 33 一 檔 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。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()3csF a bfEILF a bfEILF ab b aEIL????? （ 39） 27 式中： 1F —— 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）； 2F —— 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N）； E—— 彈性模量（ MPa）， 10E MPa?? ； I—— 慣性矩（ 4mm ），對(duì)于實(shí)心軸， 432dI ?? ； d—— 軸的直徑（ mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算； a、 b—— 齒輪上的作用力距支座 B、 D 的距離（ mm）； L—— 支座間的距離（ mm）。 計(jì)算得：一 檔 齒輪 a=， b=； 311 10rF F N? ? ?, 421 10tF F N? ? ?； 4 444 .4 8 1 032dI m m?? ? ?； 由公式（ 39）得： mm? ， mm? ， ?? ， 軸的全撓度為 22 0 .0 3 2 0 .2csf f f m m m m? ? ? ?。 由于軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為 [ ] ~ mm? ，[ ] ~ mm? ，齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過 。滿足[]ccff? ， []ssff? ， []??? ，故滿足剛度要求。 同理計(jì)算出：二 檔 斜齒輪軸應(yīng)力 24 4. 32 [ ]MPa????，故強(qiáng)度足夠。 撓度 7 [ ]ccf mm f??， 3 [ ]ssf mm f??， 轉(zhuǎn)角 0. 00 01 4 [ ]rad??，故剛度足夠。 三 檔 齒輪軸應(yīng)力 12 3. 80 [ ]MPa????，故強(qiáng)度足夠。 撓度 2 [ ]ccf mm f??， 7 [ ]ssf mm f??， 轉(zhuǎn)角 0. 00 01 1 [ ]rad????，故剛度足夠。 四 檔 齒輪軸應(yīng)力 63 .1 9 [ ]MPa????，故強(qiáng)度足夠。 撓度 58 [ ]ccf mm f??， 1 [ ]ssf mm f??， 28 轉(zhuǎn)角 0. 00 01 8 [ ]rad????，故剛度足夠。 倒檔齒輪軸應(yīng)力 24 7. 42 [ ]MPa??，故強(qiáng)度足夠。 撓度 7 [ ]ccf mm f??， 5 [ ]ssf mm f??， 轉(zhuǎn)角 0. 00 03 6 [ ]rad??，故剛度 足夠。 由于輸出軸在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中所受的彎矩很小，可以忽略，可認(rèn)為其只受扭矩。軸的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 639 .5 5 1 00 .2TTPW d n? ??? （ 310） 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（ 310）式得： ? ? 查表可知： 45 號(hào)鋼許用扭切應(yīng)力 [ ] 30 ~ 40 M Pa? ? ，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 29 用滾針軸承。 軸承的校核 32305 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知： , orC K N C K N??； 2, ??； 圓錐滾子軸承受力如圖 。 圖 35 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? ? ? ? ? 1 5 2r r rF F F?? （ 311） 解（ 311）式得出： 1 ? ； 2 ? ； 軸承內(nèi)部軸向力： 11 3 4 .9 92rs FFNY??；