【導讀】有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設有空檔，可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)。動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。汽車的使用條件頗為復雜，變化很大。如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以及適應使用的。當汽車在平坦的道路上，以高速行駛時，可掛入變速器的高速檔；而在不平的。路上或爬較大的坡道時，則應掛入變速器的低速檔。駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動機燃料消耗量減小。取及設計計算對汽車的整車設計極其重要。從40年代初，美國成功研制出兩檔的液力-機械變速器以來，自動變速器。年時，美國通用汽車公司的自動變速器裝車率已經(jīng)達到了94%。術(shù)和電子計算機技術(shù)的發(fā)展，自動變速器技術(shù)已經(jīng)達到了相當高的水平。比，總共只有5個值，所以說它是有級變速器。雖然自動變速器以及無級變速器已非常的普遍，無級變速器又稱為連續(xù)變速式無級變速器。

　　

【正文】 現(xiàn)象。 高速重載齒輪傳動、軸線不平行的螺旋 齒輪傳動及雙曲面齒輪傳動，由于齒面相對滑動速度大，接觸壓力大，使齒面間滑動油模破壞，兩齒面間金屬材料直接接觸，局部溫度過高，互相熔焊粘聯(lián)，齒面沿滑動方向形成撕傷痕跡，這種損壞形式叫膠合。在汽車變速器齒輪中，膠合損壞情況不多。 輪齒的強度計算 汽車的變速器齒輪使用條件是相似的。此外，汽車變速器齒輪用的材料、熱處理方法、加工方法、精度級別、支撐方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼 33 制造，采用剃齒或磨齒精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7 級。因此，比用于通用齒輪強度公式更為簡化 一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣可以獲得較為準確的結(jié)果。 1. 輪齒彎曲應力 (1)直齒輪彎曲應力公式為 ： btyKKF fw ?? 1? () 式中 ： w? ——彎曲應力 (MPa)； 1F ——圓周力 (N)， dTF g21 ? ； gT ——計算載荷 ( mmN? )； d ——節(jié)圓直徑 (mm)； ?K ——應力集中系數(shù)，可近似取 ?K =； fK ——摩擦力影響系數(shù)，主、從動齒輪在嚙合點上的摩擦力方向 對彎曲應力 的影響也不同，主動齒輪 fK =，從動齒輪 fK =； b ——齒寬 (mm)； t ——端面齒距 (mm)， mt ?? ； m——模數(shù)； y ——齒形系數(shù)， 如圖 所示。 因為齒輪節(jié)圓直徑 mzd? ，式中 z 為齒數(shù)，所以將上述有關(guān)參數(shù)代入式后得 ： yzKm KKT c fgw 32?? ?? () 當計算載荷 gT 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 時， 一、倒檔直齒輪許用彎曲應力在 400～ 850MPa 范圍，貨 車 可取下限，承受雙向交變載荷作用的倒檔齒輪的許用應力取下限。 (2)斜齒彎曲應力公式為 ： 34 ??? btyKKFw 1? () 式中： 1F ——圓周力 (N )， dTF g21 ? ； gT ——計算載荷 ( mmN? )； d ——節(jié)圓直徑 (mm)， ? ? ?coszmd n? ， nm ——法向模數(shù) (mm)， z ——齒數(shù)， ? ——斜齒輪螺旋角 (? )； ?K ——應力集中系數(shù)， ??K ； b ——齒面寬 (mm)； t ——法向齒距 (mm)， nmt ?? ； y ——齒形系數(shù)，可按當量齒數(shù) ?3coszzn ? 在圖 中查得； ?K ——重合度影響系數(shù)， ??K 。 將上述有關(guān)參數(shù)代入公式后，可得到斜齒輪的彎曲應力公式為 ： ??? ?? KyKzm KTCngw 3c os2? () 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 時，對乘用車常嚙合 齒輪和高擋齒輪，許用應力在 180～ 350MPa 范圍，對貨車為 100～ 250MPa 范圍。 35 圖 齒形系數(shù)圖 2. 輪齒接觸應力 ???????? ?? bzj bFE ??? () 式中： j? ——輪齒的接觸應力（ MPa）； F ——齒面上的法向力（ N）， )cos(cos 1 ?? FF ? ； 1F ——端面內(nèi)分度圓切 向力， dTF g21? ； gT ——計算載荷 ( mmN? )； d ——節(jié)圓直徑 (mm)； ? ——節(jié)點處壓力角 (? )； ? ——齒 輪螺旋角 (? )； E ——齒輪材料彈性模量 (MPa)， E =105 2mmN ?? ； 36 b ——齒輪接觸實際寬度 (mm)； z? ， b? ——主動及被動齒輪節(jié)圓處齒廓曲率半徑 (mm)， 其中 ：斜齒輪 ——??? 2cossinzz r?，??? 2cossinbb r?； 直齒輪 —— ?? sinzz r? ， ?? sinbb r? 。 zr 、 br ——主動及被動齒輪節(jié)圓半徑 (mm)。 其中：斜齒輪 —— ? ? ?coszmd n? ，直齒輪 —— mzd? 所以：斜齒輪 —— 2sin nnzz mz ?? ?， 2sin nnbb mz ?? ?； 直齒輪 —— 2sin mz zz ?? ?， 2sin mzbb ?? ?。 nm ——斜齒輪 法向模數(shù) m ——直齒輪 模數(shù) nzz ——斜齒輪當量齒數(shù) z ——直齒輪齒數(shù) 將所有參數(shù)帶入式 ()得： 斜齒輪 ?????? ??bzj dbTE ????? 11c o sc o s41 () 直齒輪 ???????? ??bzj dbTE ???? 11co () 將作用在變速器第一軸上的載荷 2maxeT 作為計算載荷時，變速器齒輪的許用接觸應力見表 。 表 變速器齒輪的許用接觸應力 齒輪 j?/MPa 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一 檔 和倒 檔 1900～ 20xx 950～ 1000 37 常嚙合齒輪和高 檔 1300～ 1400 650～ 700 計算各軸的轉(zhuǎn)矩 發(fā)動機最大扭矩為 192Nm， 齒輪傳動效率 99%，離合器傳動效率 99%，軸承傳動效率 96%。 Ⅰ軸： 1T = 承離 ??maxeT =1929 9%96%= mN? 中間軸： 2T = 121 ?iT 齒承 ?? =96%99%31/19= mN? Ⅱ 軸： 一檔 1413231 ?? iTT 齒承 ?? =32/17= mN? 二檔 87232 ?? iTT 齒承 ?? =31/20= mN? 三檔 65233 ?? iTT 齒承 ?? =30/27= mN? 四檔 43234 ?? iTT 齒承 ?? =26/31= mN? 倒檔 109111232 ??? iiTT ）（ 齒承倒 ?? 33 ????? = mN? 倒檔軸： 111224 ?? iTT 齒承 ?? =23/16= mN? 各檔齒輪的強度計算 1．計算一檔斜齒輪 9， 10 的彎曲應力 9z =32， 10z =17， 9y =， 10y =， 31T = mN? ， 2T = mN? ， 109?? =30176。 ，nm =， cK = ??? ?? KKymz KTw 939109319 c os2 ?? = 33 3 o 0 62 ?????? ????? =180～ 350MPa ??? ?? KKymz KTw 10310109210 c os2 ?? 38 = 33 6 o 8 22 ?????? ????? =180～ 350MPa 2． 計算二檔斜齒輪 7， 8 的彎曲應力 7z =31， 8z =20， 7y =， 8y =， 32T = mN? ， 2T = mN? ， 87?? =26176。 ，nm =， cK = ??? ?? KKymz KTw 73787327 c os2 ?? = 33 o ?????? ????? =180～ 350MPa ??? ?? KKymz KTw 8388728 c o s2 ?? = 33 5 176。26c o 8 22 ?????? ???? =180～ 350MPa 3． 計算三檔斜齒輪 5， 6 的彎曲應力 5z =30， 6z =27， 5y =， 6y =， 33T = mN? ， 2T = mN? ， 65?? =25176。 ，nm =， cK = ??? ?? KKymz KTw 53565335 c o s2 ?? = 33 3 176。25c o 9 82 ?????? ???? =180～ 350MPa ??? ?? KKymz KTw 6366526 c o s2 ?? = 33 5 176。25c o 8 22 ?????? ???? =180～ 350MPa 4． 計算四檔斜齒輪 3， 4 的彎曲應力 39 3z =26， 4z =31， 3y =， 4y =， 34T = mN? ， 2T = mN? ， 43?? =25176。 ，nm =， cK = ??? ?? KKymz KTw 33343343 c o s2 ?? = 33 2 176。25c o 2 52 ?????? ???? =180～ 350MPa ??? ?? KKymz KTw 4344324 c o s2 ?? = 33 5 176。25c o 8 22 ?????? ???? =180～ 350MPa 5． 常嚙合齒輪 1， 2 的彎曲應力 1z =19， 2z =31， 1y =， 2y =， 1T =192 mN? ， 2T = mN? ， 21?? =30176。 ，nm =， cK = ??? ?? KKymz KTw 1312111 c o s2 ?? = 33 176。30c o s1922 ?????? ???? =180～ 350MPa ??? ?? KKymz KTw 2322122 c o s2 ?? = 33 3 176。30c o 8 22 ?????? ???? =180～ 350MPa 6．計算倒檔直齒輪 11， 12， 13 的彎曲應力 11z =31， 12z =16， 13z =23， 11y =， 12y =， 13y =， m =3mm， cK =，倒T = mN? ， 2T = mN? ， 4T = mN? 40 11113112 yKzm KKTcfw ?? ?倒? 33 ????? ???? ? =400～ 850MPa 12123212 2 yKzm KKTcfw ?? ?? = 33 ????? ???? = 400～ 850MPa 13133413 2 yKzm KKTcfw ?? ?? = 33 ????? ???? =400～ 850MPa 7． 計算一檔斜齒輪 9， 10 的接觸應力 9z =32， 10z =17， 31T = mN? ， 2T = mN? ， 109?? =30， cK =， nm = mm 10910,10,1099,9??????zzzadzzzad o s/) i n2/(c o s/)s i n( 2299 ???? ??? bb r 30c o s/) i n2/(c o s/)s i n( 221010 ??? ??? zz r = ???????? ??? 9101099 319 11co sco s4 1 bzj db ET ????? = 35 10 103c o o 0 64 1 　??????? ???? ?? =1900～ 20xxMPa ???????? ??? 91010910 210 11c o sc o s4 1 bzj db ET ????? 41 = 35 10 103c o o 8 24 1 　??????? ???? ?? =1900～ 20xxMPa 8． 計算二檔斜齒輪 7， 8 的接觸應力 7z =31， 8z =20， 32T = mN? ， 2T = mN? ， 87?? =26， cK =， nm = 878,8,877,7??????zzzadzzzad 26c o s/)22s in2/(c o s/)s in( 2277 ??? ??? bb r = 26c o s/)22s in2/(c o s/)s in( 2288 ??? ??? zz r = ???????? ??? 78877 327 11co sco s4 1 bzj db ET ????? = 35 10 162c o s22c o 　??????? ???? ?? =1300～ 1400MPa ???????? ??? 78878 28 11co sco s4 1 bzj db ET ????? = 35 10 126c o s22c o 　??????? ???? ?? =