【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 51 齒輪和軸上的受力簡(jiǎn)圖 齒輪和軸上的受力計(jì)算 根據(jù)受力簡(jiǎn)圖 ，可計(jì)算出變速器的齒輪和軸上的作用力。 變速器 I 軸、 II 軸 、 III 軸 、 IV軸與 V 軸 的最大直徑 d 可根據(jù)中心距按以下公式初選 ? ?A～d ? （ ） I 軸 ： ? ? ? ?210 .4 5 ~ 0 .6 0 0 .4 5 ~ 0 .6 0 1 3 4 .6 2dA? ? ?=～ II 軸 ： ? ? ? ?320 .4 5 ~ 0 .6 0 0 .4 5 ~ 0 .6 0 1 7 8 .5 2dA? ? ?=～ III 軸 ： ? ? ? ?820 .4 5 ~ 0 .6 0 0 .4 5 ~ 0 .6 0 1 7 8 .5 2dA? ? ?=～ IV 軸 ： ? ? ? ?730 .4 5 ~ 0 .6 0 0 .4 5 ~ 0 .6 0 1 4 6 .3 3dA? ? ?=～ V 軸 ： ? ? ? ?1 0 40. 45 ~ 0. 60 0. 45 ~ 0. 60 14 6. 33dA? ? ?=～ 軸徑的選擇還需根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)布置和軸承與花鍵、彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)以及軸的剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行修正。設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)，其剛度大小應(yīng)以能保證齒輪能有正確的嚙合為前提條件。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第 5 章 變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)與選擇 變速器軸的設(shè)計(jì) 變速器在工作時(shí)承受著轉(zhuǎn)矩及來(lái)自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。根據(jù)齒形系數(shù)圖查出各齒輪的齒形系數(shù)，計(jì)算輪齒的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力。mm，齒寬 mKb c? 表 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 齒輪 MPaj? 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一擋和倒擋 1900～ 2020 950～ 1000 常嚙合齒輪和高擋 1300～ 1400 650～ 700 （ 1）計(jì)算齒輪 Z1， Z3和 Z10的接觸應(yīng)力 1T =， 2T =， 5T =， 231?z ， 233?z ， ??20? ?? 20c os/s in2 211 ?? dz = ?? 20c os/s in2 21010 ?? dz= ?? 20c os/s in2 223 ?? db= ???????? ??? 311 11 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa ???????? ??? 313 23 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa ???????? ??? 31010 510 1120c o sc o bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa （ 2）計(jì)算齒輪 Z2， Z11的接觸應(yīng)力 1T =， 5T =， 252?z ， 2511?z ， ??20? ?? 20c os/s in2 222 ?? dz= ?? 20c os/s in2 21111 ?? db = ???????? ??? 1122 12 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 ???????? ??? 11211 511 1120c o sc o bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa （ 3）計(jì)算齒輪 Z4， Z6的接觸應(yīng)力 2T =， 3T =， 404?z ， 216?z ， ??20? ?? 20c os/s in2 244 ?? dz= ?? 20c os/s in2 266 ?? db = ???????? ??? 644 24 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa ???????? ??? 646 36 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa （ 4）計(jì)算齒輪 Z5， Z8的接觸應(yīng)力 2T =， 3T =， 195?z ， 428?z ， ??20? ?? 20c os/s in2 255 ?? dz = ?? 20c os/s in2 266 ?? db= ???????? ??? 855 25 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa ???????? ??? 858 38 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa （ 5）計(jì)算齒輪 Z7， Z9的接觸應(yīng)力 3T =， 4T =， 257?z ， 259?z ， ??20? ?? 20c os/s in2 277 ?? dz = ?? 20c os/s in2 299 ?? db = 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ???????? ??? 977 37 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa ???????? ??? 979 49 1120c o sc o s4 1 bzj bd ET ???? =1900～ 2020MPa 所有齒輪接觸應(yīng)力皆滿足要 求 。 將作用在變速器第一軸上的載荷 2/maxeT 作為計(jì)算載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 j? 見(jiàn)表 。）， ? —齒輪螺旋角（ 176。 11311 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 12352 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 13323 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 14324 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 15325 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 16336 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 17337 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 18338 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 19349 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 1103510 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 1113511 2 yKzm KKTfw ?? ?? 33 ???? ???? ? =320～ 450MPa 所有齒輪彎曲應(yīng)力皆 滿足要求 。 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為 ，變矩器變矩比 3，各軸均取最大載荷 。 對(duì)于大模 數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用 25CrMnMO， 20CrNiMO， 12Cr3A 等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材料晶面粒 [3]。為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采用不同鋼號(hào)材料。但是對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而且齒面硬，齒芯軟。 y? 齒高變動(dòng)系數(shù) [5]。 *nc 頂隙系數(shù)，取 。 Z4與 Z Z5與 Z8大小相差懸殊，進(jìn)行變位，變位系數(shù) 018, 85 ??? nn XX 。 （ 5）齒輪變位，齒輪變位的原因有避免 根切、增強(qiáng)小齒輪強(qiáng)度和配湊中心距。直齒、短軸取較小值，斜齒、長(zhǎng)軸取較大值。一般以中心距 A 或模數(shù)m 的比例系數(shù)來(lái)確定齒寬 B。壓力角 ? 選用 20176。米）， ?? iMM ek ?? （ eM 為變速器輸入軸最大扭矩額， ?i 為 I 擋傳動(dòng)比）。 根據(jù) 以上 條件 配齒計(jì)算得： 保證同軸條件： 3 5 4 6Z Z Z Z? ? ? （ ） 保證不接觸條件： 1 3 2 5Z Z Z Z? ? ? （ ） 各對(duì)齒輪傳動(dòng)比初確定： 1 1i? 、 2 ? 、 3 ? 、 4 1i? 、 5 1i? 、 6 1i? 最小齒輪 4Z 齒數(shù)初確定： 195?Z 所有齒輪齒數(shù)得： 1 23Z? 、 2 25Z ? 、 3 23Z? 、 404?Z 、 195?Z 、 216?Z 、 257?Z 、 428?Z 、 259?Z 、2310?Z 、 2511?Z 傳動(dòng)比修正： 2 ? 、 ?i 齒輪的基本參數(shù) 選定 （ 1）齒輪模數(shù) m 及傳動(dòng)中心距 A，齒輪模數(shù) m 是決定齒輪大小和幾何參數(shù)的重要參數(shù)，直接影響齒輪抗彎疲勞強(qiáng)度。 （ 3）最小齒輪齒數(shù)除了要考慮根切以外，還要考慮結(jié)構(gòu)因素，如安放軸承的可能性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第 4 章 齒輪 的 設(shè)計(jì)及 校核 配齒及齒輪基本參數(shù) 的確定 配齒 在確定布置形式和傳動(dòng)路線后，要考慮配齒的問(wèn)題 ，配齒大致要遵守一下原則： （ 1） 一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比不要太大，一般不大于 3，否則齒輪大小懸殊，結(jié)構(gòu)不 緊湊。 前進(jìn) I 擋路線： 134iii 前進(jìn) Ⅱ 擋路線： 124iii 前進(jìn) I 擋路線： 5634iiii 前進(jìn) Ⅱ 擋路線： 5624iiii Ⅰ 軸、 Ⅱ 軸和 Ⅴ 軸轉(zhuǎn)矩相同，使用同一種 型號(hào)濕式摩擦換擋離合器 ， Ⅲ 軸轉(zhuǎn) 矩不同是用另 一 濕式摩擦換擋離合器。 （ 1）變矩器渦輪允許的最高轉(zhuǎn)速 21mn n i? ?? mi 變矩器最大傳動(dòng)比 2 2 4 0 0 0 .8 1 9 2 0 / m innr? ? ? ? 最后得 min ? 變速器傳動(dòng)比分配 本文設(shè)計(jì)變速器是前二擋后二擋，所以變速器的最大傳動(dòng)比為一檔傳動(dòng)比，最小傳動(dòng)比為而當(dāng)傳動(dòng)比。 2max kTrni v ?? （ ） 式中： maxi 從變矩器到車輪的最大傳動(dòng)比 kr 輪胎滾動(dòng)半徑 2n? 變矩器渦輪允許的最低轉(zhuǎn)速 （ 1）裝載機(jī)滾動(dòng)半 徑 由輪胎型號(hào) 16/7020 知，輪胎橫截面寬為 160mm，扁平率為 70﹪，輪輞為20in。 本文設(shè)計(jì)的是前二擋后二擋的定軸式變速器 ，換擋部件為濕式摩擦換擋離合器。一般在兩軸之間，只能實(shí)現(xiàn)兩檔變速。 裝載機(jī) 的 變速器 通常有 2～ 4 個(gè)前進(jìn)檔和 2～ 4 個(gè)倒檔。輪式裝載機(jī) 一般選用機(jī)械式變速器，它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 第 3章 變速器總體布置設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案確定 在裝載機(jī)的關(guān)鍵部件中，最重要的是傳動(dòng)系統(tǒng)中的變速 器 、變矩器和差速器，一般稱之為 “三大件 ”。其基本參數(shù)如 下 表