【導(dǎo)讀】預(yù)計(jì)，并且再次刷新全球紀(jì)錄，目前為止，已連續(xù)五年蟬聯(lián)全球第一。自動(dòng)變速、自動(dòng)/手動(dòng)變速時(shí)代。FR在軸荷分配上，可以達(dá)到50:50的最佳比例，因此它具有較好的操控性、穩(wěn)定性、動(dòng)力性和制動(dòng)性等優(yōu)點(diǎn)。這也是高性能汽車設(shè)計(jì)至今依然喜歡采用FR的主要原因。有體積小、原理簡(jiǎn)單、工作可靠和操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，故在大多數(shù)汽車中得到應(yīng)用。中的AutoCAD、Pro/E、SolidWorks、UG和CAE中的ANSYS軟件，對(duì)所建立的三維模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)與。有限元分析，繼而優(yōu)化，將優(yōu)化后的模型再進(jìn)行模擬仿真得到優(yōu)化后結(jié)果。三軸式五速變速箱包括五個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋，并通過鎖環(huán)式同步器來實(shí)現(xiàn)換擋。作；旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，利用倒擋實(shí)現(xiàn)汽車倒向行駛；不熄火的情況下，

　　

【正文】 上面根據(jù)初選的 A及 m計(jì)算出的 ?Z 可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（ 37）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過來計(jì) 算中心距 A，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。 這里 ?Z 修正為 45，則根據(jù)式（ 37）反推出 A=。 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù) 由式（ 36）求出常嚙合齒輪的傳動(dòng)比 （ 38） 由已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)可確定 ○ 1 而常嚙合齒輪的 中心距與一擋齒輪的中心距相等 （ 39） 由此可得： (310) 而根據(jù)已求得的數(shù)據(jù)可計(jì)算出： 1247ZZ?? 。 ○ 2 27 72218ZZi ZZ??78 ZZ ?nmAZ ?cos2??2 ?1311 2113 12 1ZZZi Z Z Z? ? ?1 2 1 31= ( )2 nA m Z Z??1 1 1 31 ()2 nA m Z Z?? ??○ 1 與 ○ 2 聯(lián)立可得： 1Z =1 2Z =30。 則根據(jù)式（ 36）可計(jì)算出一擋實(shí)際傳動(dòng)比為： i1= 。 確定其他擋位的齒數(shù) 二擋傳動(dòng)比 （ 311） 而 ，故有： ○ 3 對(duì)于斜齒輪， （ 312） 故有： 7847ZZ?? ○ 4 ○ 3 聯(lián)立 ○ 4 得： 7828 19ZZ??、 。 按同樣的方法可分別計(jì)算出：三擋齒輪 5626 21ZZ??、 ；四擋齒輪 3421 26ZZ??、 。 確定倒擋齒輪的齒數(shù) 一般情況下，倒擋傳動(dòng)比與一擋傳動(dòng)比較為接近，在本設(shè)計(jì)中倒擋傳動(dòng)比 gi 取 。中間軸上倒擋傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)比一擋主動(dòng)齒輪 10略小，取 1312?Z 。 而通常情況下，倒擋軸齒輪 13Z 取 21～ 23，此處取 13Z =23。 由 （ 313） 可計(jì)算出 11 26Z ? 。 故可得出中間軸與倒擋軸的中心距 (314) =45mm 而倒擋軸與第二軸的中心 : (315) =。 28 各擋齒輪相關(guān) 參數(shù)如下表 32所示 ： 表 32 齒輪 相關(guān)參數(shù) 名稱0102030405060708090第一季度 第三季度東部西部北部 符號(hào) 齒數(shù) z 模數(shù) m 分度圓直徑 d（ mm） 基圓直徑db 壓力角α 螺旋角β 齒寬 b（ mm） 1 軸常嚙合齒輪 Z1 17 20176。 30176。 20 中間軸 5 擋齒輪 Z2 30 75 18 4 擋從動(dòng)齒輪 Z3 21 20 4 擋主動(dòng)齒輪 Z4 26 65 18 3 擋從動(dòng)齒輪 Z5 26 65 22 3 擋主動(dòng)齒輪 Z6 21 22 2 擋從動(dòng)齒輪 Z7 28 70 20 2 擋主動(dòng)齒輪 Z8 19 22 1 擋從動(dòng)齒輪 Z9 30 3 90 0176。 20 1 擋主動(dòng)齒 輪 Z10 15 45 22 倒擋從動(dòng)齒輪 Z11 26 65 30176。 20 倒擋主動(dòng)齒輪 Z12 12 30 22 倒擋軸齒輪 Z13 23 22 29 第四 章 變速箱齒輪的強(qiáng)度計(jì)算和材料選擇 齒輪的損壞形式 變速箱 齒輪的損壞形式主要 有 ：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（ 點(diǎn)蝕 ） 、 移動(dòng) 換擋 齒輪端部破壞以及齒面膠合。 輪齒 折斷 分 一下兩種情況：輪齒 受到 足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒 在重復(fù)載荷作用下，齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者 在變速箱 中出現(xiàn)的極少，而后者出現(xiàn)的較多。 輪齒 工作時(shí)，一對(duì)齒輪相互嚙合，齒面相互擠壓，這時(shí)存在于吃面細(xì)小裂縫中的潤(rùn)滑油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展，然后 齒面 表層出現(xiàn)塊狀剝落而形成小麻點(diǎn)，稱之為齒面點(diǎn)蝕。它 使 齒形誤差加大，產(chǎn)生動(dòng)載荷，并可能導(dǎo)致輪齒折斷。 用 移動(dòng)齒輪的方法完成換擋的 低擋 和倒擋齒輪，由于換擋時(shí)兩個(gè)進(jìn)入嚙合的齒輪存在角速度差，換擋瞬間在輪齒端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。 輪齒強(qiáng)度計(jì)算 與其他 機(jī)械設(shè)備用變速箱比較， 不同用途汽車的 變速箱 齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車 變速箱 齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級(jí)、支撐方式也基本一致。如汽車 變速箱 齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于 7 級(jí)。因此，比用于 計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些的計(jì)算公式來計(jì)算汽車齒輪，同樣 可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。本設(shè)計(jì) 在 這里所選擇的齒輪材料為 40Cr， 采用計(jì)算汽車變速箱齒輪強(qiáng)度用的簡(jiǎn)化公式。 輪齒彎曲 強(qiáng)度計(jì)算 1） 直齒輪 彎曲應(yīng)力 W? （ 41） 式中： W? 為 彎曲應(yīng)力（ MPa） ； 10tF 為 一擋齒輪 10的 圓周力（ N） ， 10F =2Tg/d； 其中 Tg為計(jì)算載荷 （ N mm） ， d 為 節(jié) 圓 直徑 ； K? 為 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似 取 ； fK 為 摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪 取 ， 從動(dòng)齒輪取 ； b 為齒寬 （ mm），取 18； t 為 端面 齒距（ mm） ,t=π m； 10tfW F K Kbty?? ? 30 9 2m ax10 1geZ ZTT ZZ? ? ?10 2 gTF d?1w FKbtyK??? ?87 82 gttTFF d??8 6 7 9 8 . 8 1 . 5 2 1 2 . 2 82 0 7 . 8 5 0 . 1 5 3 2w M P a? ???? ? ?y 為齒形系數(shù) 。 如圖 41所示，當(dāng)處于一 擋 時(shí)，中間軸上的計(jì)算扭矩為： （ 42） =122?1000?30/15?30/17 =430588Nm 故由 可以得出 10tF ；再將所得出的數(shù)據(jù)代入式（ 51）可得 9 M Pa? ? 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到 變速箱 第一軸上的最大扭矩 maxeT 時(shí)，一 擋 直齒輪的彎曲應(yīng)力在 400～ 850MPa 之間。 2)斜齒輪彎曲應(yīng)力 （ 43） y 式中 K? 為重合度影響系數(shù)，取 ；其他參數(shù)均與式（ 41）注釋相同 ， ? ? ， 圖 41齒形 系數(shù)圖 選擇齒形系數(shù) y時(shí)，按當(dāng)量模數(shù) 3/ cosnzz ?? 在圖（ 41）中查得。 二 擋 齒輪圓周力： （ 44） 根據(jù)斜齒輪參數(shù)計(jì)算公式可得出： 87ttFF? = 齒輪 8的當(dāng)量齒數(shù) 3/ cosnzz ?? =，由 圖 （ 51）得： 8 ? 。 故 同理可得： 7 M P a? ? 。 31 56wMPaMPa?? ??12wMPaMPa?? ??34wM PaM Pa?? ??j?zbFEb? ??????????j?1 2/gF T d?sinsinzzbbrr????? ?? ? 22s in / c o ss in c o szzbbrr? ? ?? ? ???依據(jù)計(jì)算二 擋 齒輪的方法可以得出其他 擋 位齒輪的彎曲應(yīng)力，其計(jì)算結(jié)果如下： 三 擋 ： 四 擋 ： 五 擋 ： 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時(shí)，對(duì)常嚙合齒輪和高 擋 齒輪，許用應(yīng)力在180～ 350MPa范圍內(nèi)，因此，上述計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求。 齒輪接觸應(yīng)力 （ 45） 式中， 齒輪的接觸應(yīng)力（ MPa）； F 齒面上的法向力（ N）， 1 /(cos cos )FF ??? ； 1F 圓周力在（ N）， ； ? 節(jié)點(diǎn)處的壓力角（176。）； ? 齒輪螺旋角（176。）； E齒輪材料的彈性模量（ MPa），查資料可取 3190 10E M Pa?? ； b齒輪接觸的實(shí)際寬度， 20mm； zb??、 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（ mm）。 直齒輪： （ 46） （ 47） 斜齒輪： （ 48） （ 49） 其中， zbrr、 分別為主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。 將作用在 變速箱 第一軸上的載荷 maxeT 作為計(jì)算載荷時(shí)， 變速箱 齒輪的許用接觸應(yīng)力j? 見下表： 32 12345jjjjjjRM PaM PaM PaM PaM PaM Pa???????????? 表 41 變速箱 齒輪的許用接 觸應(yīng)力 齒輪 j?/MPa 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一 擋 和倒 擋 1900～ 2021 950～ 1000 常嚙合齒輪和高 擋 1300～ 1400 650～ 700 通過計(jì)算可以得出各 擋 齒輪的接觸應(yīng)力分別如下： 一 擋 ： 二 擋 ： 三 擋 ： 四 擋 ： 五 擋 ： 倒 擋 ： 對(duì)照上表可知，所設(shè)計(jì) 變速箱 齒輪的接觸應(yīng)力基本符合要求。 33 第五