【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于貨車(chē)上的手動(dòng)變速器。機(jī)的最大功率、最大扭矩、排量等重要的參數(shù)。再結(jié)合某些貨車(chē)的基本參數(shù)，選擇適。計(jì)算和位置的確定，選擇設(shè)計(jì)滿(mǎn)足其承載能力的同步器。同，在不同的軸上選擇合適的軸承。利用軟件Pro/e和CAD完成變速器總成圖、第一。軸、第二軸、中間軸、各個(gè)擋齒輪及同步器的設(shè)計(jì)。

　　

【正文】 3??????????? ＝ MPa≤ 250MPa ②齒輪接觸應(yīng)力校核： 一擋齒輪 9j? 、 10j? ： 1F dTg2? ＝ 2184 2035106502 3????? ＝ F ＝ ??coscos 1F ＝ ? ＝ E ＝ 24 / mmN? ； b ＝ 32 z? ?sinzr? ＝ mmmz 3 1 4 in2 ??????主 b? ?? ?sinbr mmmz in2 ??????從 9j? ＝ 10j? ＝ ???????? ?bzbFE ?? ＝ ?????? ??? 3 5 13 1 132 3 3 6 8 0 74 1 4 ＝ MPa 二擋齒輪 7j? 、 8j? ： 1F dTg2? ＝ 22159 5 5 02 3?????? ＝ F ＝ ??coscos 1F ＝ ? ＝ E ＝ 24 / mmN? ； b ＝ 32 z? ??2cossinzr? ＝ mmzm n 4 3 os2 s in3 ?? ???? ?主 b? ?? ??2cossinbr mmzm n 9 3 os2 s in3 ?? ???? ?從 27 7j? ＝ 8j? ＝ ???????? ?bzbFE ?? ＝ ?????? ??? 9 6 14 2 132 1 8 9 1 5 2 44 1 4 ＝ 三擋齒輪 5j? 、 6j? ： 1F dTg2? ＝ 22959 4 5 02 3?????? ＝ F ＝ ??coscos 1F ＝ ? ＝ E ＝ 24 / mmN? ； b ＝ 32 z? ??2cossinzr? ＝ mmzm n 65 34 o s2 s in3 ?? ???? ?主 b? ?? ??2cossinbr mmzm n 65 34 o s2 s in3 ?? ???? ?從 7j? ＝ 8j? ＝ ???????? ?bzbFE ?? ＝ ?????? ??? 6 5 16 5 132 6 3 4 54 1 4 ＝ 五擋齒輪 3j? 、 4j? ： 1F dTg2? ＝ 2375 3?????? ＝ F ＝ ??coscos 1F ＝ ? ＝ E ＝ 24 / mmN? ； b ＝ 32 z? ??2cossinzr? ＝ mmzm n 7 3 os2 s in3 ?? ???? ?主 28 b? ?? ??2cossinbr mmzm n 5 3 os2 s in3 ?? ???? ?從 3j? ＝ 4j? ＝ ???????? ?bzbFE ?? ＝ ?????? ??? 5 0 17 4 132 1 5 4 14 1 4 ＝ 常嚙合齒輪 1j? 、 2j? ： 1F dTg2? ＝ 2205 3?? ??? ＝ F ＝ ??coscos 1F ＝ ? ＝ E ＝ 24 / mmN? ； b ＝ 32 z? ??2cossinzr? ＝ mmzm n 01 34 o s2 s in3 ?? ???? ?主 b? ?? ??2cossinbr mmzm n 0 3 os2 s in3 ?? ???? ?從 3j? ＝ 4j? ＝ ???????? ?bzbFE ?? ＝ ?????? ??? 0 2 10 1 132 9 9 1 44 1 4 ＝ 符合要求。 本章小結(jié) 本章首先簡(jiǎn)要 介紹了齒輪材料的選擇原則， 并通過(guò)設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出齒輪的齒數(shù)，以及齒輪的各項(xiàng)基本參數(shù)。然后對(duì)齒輪的強(qiáng)度進(jìn)行校核，對(duì)齒輪的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度進(jìn)行校核，使齒輪滿(mǎn)足工作強(qiáng)度要求。 29 第 4章 變速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算 變速器軸設(shè)計(jì) 變速器軸在工作時(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。因?yàn)閯偠炔蛔爿S會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，結(jié)果破壞了齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度、耐磨性和工作噪聲等均有不利影響。因此，在設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)，其剛度大小應(yīng)以 保證齒輪能有正確的嚙合為前提條件。設(shè)計(jì)階段可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和已知條件先初選軸的直徑，然后根據(jù)公式進(jìn)行有關(guān)剛度和 30 強(qiáng)度方面的驗(yàn)算。 初選 軸的直徑 在已知中間軸式變速器中心距 A 時(shí)，第二軸和中間軸中部直徑 Ad ? ，軸的最大直徑 d 和 支承間距離 L 的比值；對(duì)中間軸， Ld/ =～ ；對(duì)第二軸， Ld/ =～。 第一軸花鍵部分直徑 )(mmd 可按下式初選： max3 eTKd ? 式 中 : K ―經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， ~?K ； maxeT ― 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ， Nm； 中間軸的最大直徑 max中d ? ? 66（ mm）， 支承之間的 長(zhǎng)度 中L = ~ 66 =～ 取 385（ mm） ； 第二軸的最大直徑 max2d ? ，為滿(mǎn)足校核要求，取 78（ mm）， 支承之間的 長(zhǎng)度 2L = ~ 78 =～ 取 376（ mm） ； 第一軸花鍵部分直徑 1d = ~~ 3m a x3 ??eTK 取 42（ mm）。 軸的結(jié)構(gòu)形狀 第一軸通常和齒輪做成一體，前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。第一軸長(zhǎng)度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動(dòng)盤(pán)轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。 中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。本設(shè)計(jì)采用的是旋轉(zhuǎn)軸式傳動(dòng)方案。由于一擋和倒擋齒輪 較小，通常和中間軸做成一體，而高擋齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便齒輪磨損后更換。 軸的強(qiáng)度和剛度的計(jì)算 計(jì)算各軸上齒輪的圓周力與徑向力與軸向力 31 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為 650Nm。 一 軸 常嚙合齒輪： NdTF gt 1160910205 311 ??? ???? NFF tr 47 3289 36 60 9c o st a n 2111 ???? ?? ? NFF ta 1 6 0 9t a n 2111 ???? ?? 中間 軸常嚙合齒輪： NdTF gt 11 6091035589 022 322 ???????? NFF tr 47 3289 36 60 9c o st a n 2122 ???? ?? ? NFF ta 9 3 8 5 05 0 1 6 0 9t a n 2122 ???? ?? 二軸五擋齒輪： NdTF g 16203565022333t ????????? NFF tr o st a n4333 ??????? NFF ta 2 6 05 9 7 5 6 0 5 7 5t a n 4333 ???? ?? 中間軸五擋齒輪： NdTF g 3565022344t ???????? NFF tr 2 1 4 7 3 6 7 5 6 0 5 7 5c o s t a n4344 ??????? NFF ta 2 6 05 9 7 5 6 0 5 7 5t a n 4344 ???? ?? 二軸三擋齒輪： NdTF g 7910295 29203565022355t ????????? 32 NFF tr 7 1 4 7 7 9c o st a n6555 ??????? NFF ta 2 9 13 5 4 7 7 9t a n 6555 ???? ?? 中間軸三擋齒輪： NdTF g 77910295 94 3565 022366t ???????? NFF tr 71 19 3 47 79c os t a n6566 ??????? NFF ta 2 9 13 5 4 7 7 9t a n 6566 ???? ?? 二軸二擋齒輪： NdTF g 610385 38203565022377t ????????? NFF tr o st a n8777 ??????? NFF ta 2 2 0 7 5 6t a n 8777 ???? ?? 中間軸二擋齒輪： NdTF g 75610215 95 3565 022388t ???????? NFF tr 8695 36 75 6c o st a n8788 ??????? NFF ta 0 0 2 2 0 7 5 6t a n 8788 ???? ?? 二軸一擋齒輪： NdTF g 710594 1859203565022399t ???????? NFF tr 3 8 1 5 0 13 6 1 5 9 7t a n99 ???? ? 中間軸一擋齒輪： 33 NdTF g 20356502231001t ??????? NFF tr 1 5 0 1 5 9 7t a n1010 ???? ? 倒擋軸齒輪： NdTF g 3553183520356502231331t ????????? NFF tr 3 8 1 5 0 13 6 1 5 9 7t a n1313 ???? ? 中間軸倒擋齒輪： NdTF g 20356502231221t ??????? NFF tr 1 5 0 1 5 9 7t a n1212 ???? ? 軸的剛度驗(yàn)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 [2]。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 。 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。欲求中間軸式變速器第一軸的支點(diǎn)反作用力，必須先求第二軸 的支點(diǎn)反力。擋位不同，不僅齒輪上的圓周力、徑向力和軸向力不同，而且力到支點(diǎn)的距離也有變化，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)擋位都進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)，將軸看作鉸接支承的梁。作用在第一軸上的轉(zhuǎn)矩應(yīng)取 maxeT 。 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。 變速器齒輪在軸上的位置如圖 所示時(shí) ， 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 δ，可分別用下式計(jì)算 ： EILbaFfc 3221? （ ） EILbaFfs 3222? （ ） 34 ? ?EILababF 31 ??? （ ） 式中 ： 1F － 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）； 2 F － 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 。 圖 變速器軸的轉(zhuǎn)角和撓度 a 、 b 為齒輪上的作用力距支座 A 、 B 的距離（ mm）； L 為支座間的距離（ 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) 。 第一軸的剛度 驗(yàn)算 1rF ＝ 4732N， 1a ＝ ， 1b = ?1L 1a ＝ 209mm， 1L = ? ?r a dr a dELdabbaFE I LabbaF rr0 0 7 4 1 5 0 92 0 7 3 2643)(643)(554141111111111111＜?