【導(dǎo)讀】本設(shè)計的題目是為中型載貨汽車東風(fēng)EQ5050設(shè)計變速器。該變速器為五檔變速器，其中包括五。個前進(jìn)檔和一個倒檔。采用先進(jìn)的整體式中間軸結(jié)構(gòu)，三叉軸遠(yuǎn)距離操縱換檔機構(gòu)，使用鎖銷式同步。該變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，傳動效率高，有較大的速比范圍，具有很好的經(jīng)濟性和動力性。各參數(shù)的選擇與計算，軸的直徑的選擇，最后還有精確的配齒；最后是對本次設(shè)計的感想和對指導(dǎo)教師的致謝。

　　

【正文】 20 α，ρ b=rbsinα，斜齒輪：ρ z=(rzsinα )/cos2β ,ρ b=(rbsinα )/ cos2β 。rz、 rb為主、從動齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力（σ j/MPa） 齒輪 滲碳齒輪 氰化齒輪 一擋和倒擋 1900～ 20xx 950～ 1000 常嚙合齒輪和高擋 1300～ 1400 650～ 700 ⅰ .校核一擋齒輪 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩為 250Nm,即 則 NF u 2 0 92 1 52 8 0 0 0 02 ???? 法向力 NFF u 6 3 o s/ 2 0 9c o sc o s/ ???? ?? 實際接觸寬度 b=30mm 曲率半徑mmmmbz in275 in2215 ????? ??????? ? ? aj ????? 常嚙合檔為 ,五檔為 由上表可知，變速器所有齒輪的接觸強度均滿足要求。 軸和軸承的校核 變速器軸的校核 計算公式 ： 表 4支承力計算 軸 支點 水平面內(nèi)支反力 垂直面內(nèi)支反力 二軸 C lmPC xx?1 l rQmRC xxxx ??2 D lnPD xx?1 l rQnRD xxxx ??2 中間軸 E 39。1 l ePbPE xxc ?? ? ?39。39。39。12 cxxxxxc rQrQeRbRlE ???? F 39。1 l aPCPF cxx ?? ? ?aRCRrQrQlF cxxxxcc ???? 39。39。12 一軸 B ? ? ? ?? ?ghPkgCgBc ???? 11 1 ? ? ? ?? ?ccc rQgkCghRgB ????? 22 1 畢業(yè)論文 21 A ? ?hPkCgA c?? 11 1 ? ?ccc rQhRkCgA ??? 22 1 若計算結(jié)果為正數(shù)，表示實際力的方向與圖示方向相同，若結(jié)果為負(fù)數(shù)，表示實際力的方向與圖示方向相反。 變速器在工作時，由于齒輪上有圓周力、徑向力和軸向力的作用，軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩。變速器的軸要有足夠的剛度和強度。因為剛度不足的軸會產(chǎn)生彎曲變形，破壞了齒輪的 正確嚙合，對齒輪的強度、耐磨性和工作噪聲均有不利的影響。所以設(shè)計變速器的軸時，其剛度的大小應(yīng)以保證齒輪能實現(xiàn)正確的嚙合為前提條件。 對齒輪工作影響最大的是軸在垂直平面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪的中心距發(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。 初步確定軸的尺寸以后，可對軸進(jìn)行強度和剛度的驗算。欲求中間軸式變速器第一軸的支點的反作用力，必須先求第二軸的支反力。擋位不同，不僅圓周力、徑向力和軸向力不同，而且力到支點的距離也有變化，所以應(yīng)對每個擋位都進(jìn)行 驗算。驗算時把軸看作鉸接支承的梁。作用在第一軸上的轉(zhuǎn)矩應(yīng)取 Temax。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角計算時僅計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，因距離支承點近，負(fù)荷又小，通常撓度不大。故可不必計算。 變速器軸的撓度 f 和轉(zhuǎn)角θ可按以下公式計算： EIL3 baFf221c ? EIL3 baFf222s ? ? ?EIL3 ababF1 ??? 式中： F1—— 齒輪齒寬中間平面上的圓周力， F2—— 齒輪齒寬中間平面上的徑向力 , a、 b—— 齒輪上作用力距支座的距離， mm L—— 支座間距離， mm E—— 彈性模量，對于鋼， E= 105N/mm2 d—— 軸的直徑，花鍵處取平均直徑，㎜ I—— 慣性矩， I=π d4/64,mm4 軸的總撓度 f不大于 ,軸在水平面和垂直面內(nèi)的撓度的允許值為： fc=～ ,fs=～,f? 。 相嚙合齒輪的轉(zhuǎn)角不應(yīng)大于 。 齒輪參數(shù)： L=300mm a=253 mm b=30mm ?? ? ??0? d=80mm 1Z =20 Z2=43 m=4mm 2150?d mm F1= NdT 2 0 92 1 5/5 6 0 0 0 02/2 0 ??? 畢業(yè)論文 22 NtgFF ?? ? I..二軸一擋齒輪處剛度校核： fc= fs= ?? II . 中間軸一擋齒輪處剛度校核： fc= fs= ?? 由上述計算可以得 出軸的剛度滿足要求。 I. 第二軸強度校核 由于該軸無彎矩，齒輪作用點與滾針軸承力作用點在一條直線上，而實際情況并非如此，但彎矩也極小可以忽略不計，只須計算剪應(yīng)力 ? at MPwT 3m a x ?????? 由第二強度理論 awE 22 ???? ??? ? 取安全系數(shù) n=2 ? ? aE MP400??? ? II. 中間軸強度校核 圓周力 NF ? 徑向力 NtgFF r ?? ? 垂直面內(nèi)的最大彎矩 af MPM 1 1 5 7 ??? 水平面內(nèi) ac MPM 8 60 5 2 0 9 ??? 由彎矩引起的應(yīng)力aMPWM 5 8 1 8 3 ?????? 扭矩引起的剪應(yīng)力at MPWT 3 ????? 由第二強度理論 awE 2222 ?????? ?? ? 因為 ? ? aE MP400??? ? ，所以軸的強度滿足要求。 軸承的校核 本變速器第 II 軸支撐軸承為深溝球軸承 16010,第 II 軸在第 I 軸常嚙合齒輪上的支撐軸承是角接觸軸承 7011C,中間軸軸承為 30207 圓錐滾子軸承。 第 II 軸與齒輪間的滾針軸承，未掛擋時滾針與內(nèi)外滾道間有相對轉(zhuǎn)速差，但是滾針僅承受使齒輪滑動的摩擦力矩和慣性力矩，載荷極小。掛擋后，滾針、軸及齒輪一同轉(zhuǎn)動而無轉(zhuǎn)速差，滾針僅僅承受徑向載荷。由于經(jīng)常換檔，每檔連續(xù)工作時間不長，故極少有表面點蝕損壞，多由于間隙不當(dāng)或者畢業(yè)論文 23 潤滑不良而卡住或燒壞。 鍵的校核 花鍵的主要實效形 式是工作表面被壓潰（靜聯(lián)接）或者工作面過度磨損（動聯(lián)接）。在變速器二軸上的花鍵都是靜聯(lián)接，主要是校核擠壓應(yīng)力。 2kzhLd2M?? 其中? —— 齒側(cè)面工作擠壓應(yīng)力， N/mm2 M—— 傳遞扭矩（按照發(fā)動機最大扭矩計算）， Nmm； L—— 鍵的工作長度 mm； h—— 鍵的工作高度 mm； d2—— 鍵的平均直徑 mm； k—— 不均勻系數(shù)； z—— 花鍵齒數(shù) 因為本變速器中的兩個同步器 a、 b 結(jié)構(gòu)尺寸完全相同，由于 a 所受轉(zhuǎn)矩較大，因而只要對同步器a 與 II 軸聯(lián)結(jié)的花鍵進(jìn)行校核。 對于同步器 a， 30*14*1*30* 268288*2?? =其中許用應(yīng)力為 80～ 120Mpa，同步器 a、 b 的擠壓應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，故其都含合格。 畢業(yè)論文 24 第 6 章 工藝性與經(jīng)濟性 分析 工藝性與經(jīng)濟性特點 本變速箱為五檔變速器，有五個前進(jìn)檔，一個倒檔。在工藝上采取了以下幾個特點： 1. 變速箱殼體為對分式，操縱機構(gòu)布置在殼體側(cè)面，使變速箱高度降低，使其剛度增大，重心降低，便于車輛變型。變速箱結(jié)構(gòu)緊湊，空間尺寸小。 2. 各檔齒輪的模數(shù)和螺旋角盡量相同，減少刀具的數(shù)量，便于加工。 3. 同步器 a、 b 尺寸參數(shù)相同，這樣既減少了加工設(shè)備，又可以廣泛的通用，減少零件數(shù)量。 4. 變速箱中間軸支撐在兩個圓錐滾子軸承上，其直徑小，容量大，對中性好，承載能力高，軸承壽命長。 5. 采用遠(yuǎn)距離操縱機構(gòu)，該機構(gòu)固定在車架邊梁上，連 接件少且間隙小，受汽車振動影響小，有足夠的剛性和明顯的換檔手感。 6. 殼體加工時，應(yīng)前后箱體配合加工（有兩個定位銷），以保證中間軸兩個軸承孔以及一二軸軸承孔的通軸度，同時也保證換檔操縱機構(gòu)殼體上用于裝配三根撥叉軸的孔的精度。加工各軸承孔時，應(yīng)以第二軸與第一軸軸承孔為基準(zhǔn)，加工中間軸與倒檔軸的軸承孔，這樣能保證主要的輸入輸出中心線的精確定位要求和變速箱軸裝配要求。 7. 中間軸做成齒輪軸形式，雖然提高了強度，省去了安裝工序，但加工不是很經(jīng)濟 。 典型零件的加工工藝 汽車變速器中的典型零件有斜齒圓柱齒輪，撥叉，花 鍵，箱體以及軸類零件。 以斜齒圓柱齒輪為例論述一下具體的加工工藝。汽車齒輪加工主要有成型法和展成法。其中，展成法應(yīng)用較多。它又分為滾齒，插齒，剃齒，磨齒，研齒等。滾齒與插齒相比： 1. 周節(jié)累計誤差和公法線長度變動誤差小，但是齒形精度和齒面粗糙度不如插齒 —— 這可以通過后續(xù)精加工來補償。 2. 生產(chǎn)率比插齒約高 到 2 倍。因此，汽車齒輪的粗加工一般都采用滾齒。 剃齒主要應(yīng)用于把齒輪剃成鼓齒形，這樣可以克服齒輪由于裝配誤差和載荷作用的影響，齒面接觸可能偏向一邊，造成磨損不均勻，最后失效。 畢業(yè)論文 25 參考文獻(xiàn) 1. 王望予主編 ，汽車設(shè)計（第四版），北京：機械工業(yè)出版社， 2. 余志生主編，汽車?yán)碚摚ǖ谖灏妫?，北京：機械工業(yè)出版社， 3. 劉惟信主編，汽車設(shè)計，北京：清華大學(xué)出版社， 4. 陳家瑞主編，汽車構(gòu)造（下冊），北京：人民交通出版社， 20xx 5. 安繼儒 .中外常用金屬材料手冊 [M].陜西科學(xué)技術(shù)出版社 .20xx 6. 張小虞，葉平 . 汽車工程手冊 (設(shè)計篇 ) [M].人民交通出版社 20xx 7. 譚慶昌 趙洪志 曾平主編，機械設(shè)計，吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 8. 唐增寶 常建娥主編，機械設(shè)計設(shè)計課程設(shè)計，華中科 技大學(xué)出版社， 9. 劉巧伶主編，理論力學(xué)，吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 10. 陳塑寰 聶毓琴 孟廣偉編著，材料力學(xué)，吉林：吉林科學(xué)技術(shù)出版社， 11. 甘永立 陳曉華主編，機械精度設(shè)計基礎(chǔ)，吉林：吉林人民出版社， 12. 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