【導(dǎo)讀】必不可少的交通工具已走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。在發(fā)達(dá)國(guó)家里，汽車(chē)已形成了一種文化，即所。業(yè)的發(fā)展水平直接代表著一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的實(shí)力。汽車(chē)工業(yè)在一個(gè)國(guó)家。車(chē)至少應(yīng)翻一番。因此設(shè)計(jì)一種適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)的變速器具有十分重要的。到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。誕生時(shí)起，汽車(chē)變速器在汽車(chē)傳動(dòng)系中扮演者至關(guān)重要的角色。現(xiàn)在的汽車(chē)上廣泛采。力和車(chē)速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為了解決這一矛盾，在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。給車(chē)輪的動(dòng)力，以便發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)，怠速。近年來(lái)，隨著車(chē)輛。因?yàn)橛辛俗詣?dòng)變速器，改變車(chē)速變得輕松自如，角度變化而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)而。如今，幾乎所有的現(xiàn)代汽車(chē)廠(chǎng)家都生產(chǎn)配備自動(dòng)變速器的汽車(chē)，原因之一是自動(dòng)變速器可以幫助發(fā)動(dòng)機(jī)降低對(duì)環(huán)境的污染。自動(dòng)變速器可實(shí)現(xiàn)最佳轉(zhuǎn)。雖然自動(dòng)變速器不斷地演變進(jìn)步，但始終有缺點(diǎn)，即車(chē)速的反應(yīng)。電子控制式自動(dòng)變速器是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　

【正文】 =～ 初選輸入、輸出軸支承之間的長(zhǎng)度 L =255mm。 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑為 33 3][ 109550 NPd ??? （ ） 式中 d—— 軸的最小直徑（ mm）； ][? —— 軸的許用剪應(yīng)力（ MPa）； P—— 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（ kw）； n—— 發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（ r/min）。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）式，得： 1095 50][ 1095 50 33 333 3 ?????? nPd ? mm 所以，選擇軸的最小直徑為 25mm。 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 軸的剛度的計(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(zhǎng)方向的壓力分布不均勻。初步確定軸的尺寸以后，可對(duì)軸進(jìn)行 剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學(xué)》的有關(guān)公式計(jì)算。計(jì)算時(shí)，僅計(jì)算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點(diǎn)近，負(fù)荷又小，通常撓度不大，故可以不必計(jì)算。 如圖 所示： 37 圖 變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角 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 ? ，可分別用下式計(jì)算 EILbaFfc 3221? （ ） EILbaFfs 3222? （ ） ? ?EILababF 31 ??? （ ） 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）， E =105 MPa； I —— 慣性矩（ mm4），對(duì)于實(shí)心軸， 644dI ?? ； 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 A、 B 的距離（ mm）； L —— 支座間的距離（ mm）。 軸的全撓度為 ??? sc fff mm。 軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為 ??cf =～ ， ??sf =～ 。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò) 。 計(jì)算變速器上個(gè)齒輪的圓周力 tF 、切向力 rF 、軸向力 aF 38 輸入軸： NdTFt 83982 111 ?? NFF tr 4292c ostan 111 ?? ? ? NdTFt 52732 212 ?? NFF tr 2117c ostan 222 ?? ? ? NdTFt 39762 313 ?? NFF tr 1584c ostan 333 ?? ? ? NdTFt 35482 414 ?? NFF tr 1456c ostan 444 ?? ? ? NdTFt 6312 55 ?? NFF tr ostan 555 ?? ? ? 變速器輸入軸的剛度計(jì)算 （ 1）一檔工作時(shí)的 計(jì)算 已知： a=43mm； b=171mm； L=214mm； d=28mm，則有 LdE baFE ILbaFf rrc 4221221 3 643 ? ??? ~][ 64171434292 45 22 ???????? ???? cfmm 39 ~][ 641714383983 64 45 224221 ???????? ?????? sts fLdE baFf ? mm 2 1 5 2222 ?????? sc fff mm r adr adE IL ababF r 64)43214(2144342923 )( 3451 ???????? ???????? ?? （ 2）二檔工作時(shí)的計(jì)算 已知： a=99mm； b=； L=214mm； d=46mm，則有 643 45 224222222 ????? ??????? LdE baFE IL baFf rrc ? ~][0 0 ??? cf mm ~][ 45 22222 ???????? ????? sts fE IL baFf mm 2 2 0 2222 ?????? sc fff mm （ 3）三檔工作時(shí)的計(jì)算 已知 a=77； b=； L=214mm； d=42mm，則有 LdE baFE ILbaFf rrc 4223223 3 643 ? ??? = ~][ 34522 ????????? ??? ?cfmm ~][ 64 45 224223 ???????? ?????? sts fLdE baFf ? mm 22322 ??????? ?sc fff mm 64)( )( 5453 ???????? ???????? ?E IL ababF r? 由于四、五檔距離支撐處只有 20mm左右，而且受力相對(duì)于其它各檔的受力比較小，所以其撓度和轉(zhuǎn)角相對(duì)于一、二、檔可以忽略。 變速器輸出軸的剛度計(jì)算 （ 1）一檔工作時(shí)的計(jì)算 已知： a=61mm； b=162mm； L=223mm； d=40mm，則有 LdE baFE ILbaFf rrc 4221221 3 643 ? ??? 40 ~][ 64162613788 45 22 ???????? ???? cfmm ~][ 641626174203 64 45 224221 ???????? ?????? sts fLdE baFf ? mm 4 4 2 2222 ?????? sc fff mm r adr adE IL ababF r 64)61162(1626137883 )( 4451 ???????? ???????? ?? （ 2）二檔工作時(shí)的計(jì)算 已知： a=106mm； b=117mm； L=223mm； d=34mm，則有 6411710619993 643 45 224222222 ????? ??????? LdE baFE IL baFf rrc ? ~][0 3 ??? cf mm ? ? mmfLdE baFE IL baFf srts ~ 6411710649773 643 45 224222222 ???????? ??????? ? 8 3 8 2222 ?????? sc fff mm r adr adE IL ababF r 64)106117(10611719993 )( 5452 ???????? ???????? ?? （ 3）三檔工作時(shí)的計(jì)算 已知 a=69； b=154mm； L=223mm； d=34mm，則有 LdE baFE ILbaFf rrc 4223223 3 643 ? ??? = ~][ 641546918934522 ???????? ???cfmm ~][ 641546937093 64 45 224223 ???????? ?????? sts fLdE baFf ? mm 5 4 2 2222 ?????? sc fff mm r adr adE IL ababF r 64)69154(1546918933 )( 4453 ???????? ???????? ?? 由于四、五檔距離支撐處只有 20mm左右，而且受力相對(duì)于其它各檔的受力比較小，所以其撓度和轉(zhuǎn)角相對(duì)于一、二、檔可以忽略。 41 軸的強(qiáng)度的計(jì)算 輸入軸強(qiáng)度校核 1tF =, 1rF =， 1aF = 1tF tg 1? = 176。 = （ 1）求 H面內(nèi)支反力 yA 、 yB 和彎矩 1cM 輸入軸受力如圖 （ a）所示，則 YA + yB = 1tF yA 1l = yB 2l 由以上兩式可得 yA =， yB =， 1cM =mm。 （ a）輸入軸水平方向受力圖 （ b）輸入軸垂直方向受力圖 圖 輸入軸受力圖 （ 2）求 V面內(nèi)支反力 zA 、 zB 和彎矩 1sM 輸入軸受力如圖 （ b）所示，則 zA + zB = 1rF zA （ 1l +2l ） － 1rF 2l － 211 dFa ? = 0 由以上兩式可得 zA =， zB =， 1sM =mm 彎矩圖如圖 所示。 21212 11 gSC TMMM ??? = 222 28 ?? =mm 42 2? = 31132dM? = ??? =＜ [? ] 1cM = Nmm 1sM =mm （ a）輸入軸水平彎矩圖 （ b）輸入軸垂直彎矩圖 圖 輸入軸彎矩圖 輸出軸強(qiáng)度校核 2tF =， 2rF =， 2aF = 2tF tg 2? = 176。 = （ 1） 求 H 面內(nèi)支反力 yC 、 yD 和彎矩 2cM 輸出軸受力如圖 （ a）所示，則 yC + yD = 2tF yC 3l = yD 4l 由以上兩式可得 yC =， yD =， 2cM =mm （ 2）求 V面內(nèi)支反力 zC 、 zD 和彎矩 2sM 輸出軸受力如圖 （ b）所示，則 zC + zD = 2rF zC （ 3l +4l ） = 2rF 4l － 2aF 22d = 0 由以上兩式可得 zC =， zD =， 2sM =mm 222 22 22 gSC TMMM ??? = 222 )( 79 46 ???? =mm 43 1? = 32232dM? = 345 ??? =＜ [? ] （ a）輸 出 軸水平方向受力圖 （ b）輸 出 軸垂直方向受力圖 圖 輸入軸受力圖 彎矩圖如圖 所示。 2cM =mm 2sM =mm （ a）輸出軸水平彎矩圖 （ b）輸出軸垂直彎矩圖 圖 輸出軸彎矩圖 軸承選擇與壽命計(jì)算 軸承的使用壽命可按汽車(chē)以平均速度 amv 行駛至大修前的總行駛里程 S 來(lái)計(jì)算，對(duì)于汽車(chē)軸承壽命的要求是轎車(chē) 30 萬(wàn)公里，貨車(chē)和大客車(chē) 25 萬(wàn)公里。 amvSL? （ ） 其中， m a x ??? aam vv ， 26 1030 4 ????L h。 44 初選軸承型號(hào)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 30205 型號(hào)軸承 37?orC KN， ?rC KN；30206 型號(hào)軸承 50?orC KN， ?rC KN 變速器一檔工作時(shí) 42921 ?rF N， 37711 ?aF N 軸承的徑向載荷 AF =3212N； 1079?BF N 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得， Y=。 1 ???? YFs AN 922 ???? YFs B N 3 74 2 7 33 7 7 0 0 3 211 ?????? sNFs a N 所以軸承內(nèi)部軸向力 ?aF N 7 7 4 0 8787112 ????? aa FsF N 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 p 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 ?e eFF Aa ??? ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 1, 0xy??； eFF Ba ??? 9477 42 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 , 2xy??。 當(dāng)量動(dòng)載荷 )( arp yFxFfP ?? 式中 rF —— 支反力。 )( arp yFxFfP ?? ?pf 45 表 變速器各檔的相對(duì)工作時(shí)間或使用率 182)(6010 26 ?? ?PCnLh h 查表 可得到該檔的使用率，所以 6 4 5182 00 ??? h 所以軸承壽命滿(mǎn)足要求。 變速器四檔工作時(shí) 35482 ?? dTFt N 14 55c ostan ?? ?? ntr FF N 1846tan ?? ?ta FF N 軸承的徑向載荷： AF =182； 1272?BF N 軸承內(nèi)部軸向力： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： Y=2 39721 ?? YFs A N 5722 ?? YFs B N 車(chē)型 檔 位 數(shù) 最高檔 傳動(dòng)比 gif /% 變速器檔位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 轎 車(chē) 普通 級(jí) 以下 3 1 1 30 69 4 1 3 20 4 1 1 8 23 68 中 級(jí) 以 上 3 1 1 22 77 4 1 2 87 4 1 3 20 5 1 2 4 75 5 1 2 15 25 46 ?? aFs N 所以 3971?aF N 2 4 312 ??? aa FsF N 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 p ， 查機(jī)械設(shè)計(jì)