【正文】 （ 44） 根據(jù)斜齒輪參數(shù)計算公式可得出： 87ttFF? = 齒輪 8 的當量齒數(shù) 3/ cosnzz ?? =，可查表（ 41）得： 8 ? 。 K? —— 應力集中系數(shù)，可近似取 ； fK —— 摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取 ，從動齒輪取 ； b —— 齒寬（ mm），取 20 t —— 端面齒距（ mm）； y —— 齒形系數(shù) 當處于一檔時，中 間軸上的計算扭矩為： 9 2max10 1gez zTT zz? ? ? （ 42） 可求得 gT =659668Nm 故由 dTF g /210 ? 可以得出 10tF ；再將所得出的數(shù)據(jù)代入式（ 41）可得 10 MPa? ? 9 M Pa? ? 當 計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩 maxeT 時，一檔直齒輪的彎曲應力 [10]在 400~850MPa 之間。 齒輪彎曲強度計算 （ 1） 直齒輪彎曲應力 W? btyKKF ftw ?? 10? （ 41） 式中 W? —— 彎曲應力（ MPa）； 10tF —— 一檔齒輪 10 的圓周力（ N） ， ；其中 gT 為計算載荷（ N因此，比用于計算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果。此外，汽車變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級、支撐方式也基本一致。 7 2 .52 c o snm z zA m m???? 第四章 變速器齒輪的強度計算與材料選擇 齒輪的損壞原因 齒輪的損壞形式分三種：輪齒折斷、齒面疲勞剝落和移動換檔齒輪端部破壞。 5 22 c o snm z zA m m???? 而倒檔軸與第二軸的中心距 1 1 1 3()39。 由1212131311 zzzzzzigr ??? （ 314） 可計算出 2711?Z 。中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數(shù)比一檔主動齒輪 10 略小，取 1312?Z 。 按同樣的方法可分別計算出：三檔齒輪 2726 65 ?? ZZ 、 ；五檔齒輪 3716 43 ?? ZZ 、 。 則根據(jù)式（ 37）可計算出一檔實際傳動比為： 。 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù) 由式（ 37）求出常嚙合齒輪的傳動比 91012 zzizz gI?? （ 39） 由已知數(shù)據(jù)可得： 12 ?zz 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等，且斜齒輪中心距 ?cos2 )( 21 zzmA n ?? （ 310） 由此可得：nmAzz ?cos221 ?? （ 311） 根據(jù)已知數(shù)據(jù)可計算出： 5321 ??ZZ 。 上面根據(jù)初選的 A 及 m 計算出的 ?Z 可能不是整數(shù)，將其調整為整數(shù)后，從式（ 38）看出中心距有了變化，這時應從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過來計算中心距 A，再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據(jù)。則取 ?Z =51 。 各檔傳動比及其齒輪齒數(shù)的確定 確定一檔齒輪的齒數(shù) 已知一檔傳動比91012 zzzzigI ?? （ 37） 為了確定 Z9和 Z10 的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 ?Z ： mAz 2?? （ 38） ?gIi其中 A =、 m =3；故有 ??Z 。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應該逐檔增大。但易于吸收沖擊振動，噪聲要小一些。 2） 對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強度，應根據(jù)危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。 角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質量指標，故采用得較多。高度變位齒輪副的缺點是不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬： 直齒 b=(~)m， mm 斜齒 b=(~)m， mm 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。但試驗表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承 載能力降低。為此，中間軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸和第二軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。 ,嚙合套或同步器取 30176。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。、25176。 ~30176。 一般貨車 GB/T13562020 規(guī)定的標準齒形 20176。 25176。、 16176。 表 31 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 齒形 壓力角 α 螺旋角 β 轎車 高齒并修形的齒形 176。變速器中齒輪上的花鍵和結合套模數(shù)取 或 2。 一檔直齒輪的模數(shù) m 3 ? mm （ 36） 通過計算 m=3。 所選模數(shù)值應符合國家標準的規(guī)定。 齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù)選取的一般原則： 1）為了減少噪聲應合理減小模數(shù)，同時增加齒寬； 2）為使質量小些，應該增加模數(shù)，同時減少齒寬； 3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應該選用一種模數(shù)； 4）從強度方面考慮，各擋齒輪應有不同的模數(shù)。三軸式變速器的中心距 A，可根據(jù)對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經(jīng)驗公式進行初選。 故有： ?gIIi 、 ?gIIIi 、 ?gIVi （修正為 1）。 中間檔的傳動比理論上按公比為： 1minmax??nggiiq （ 33） 的等比數(shù)列，實際上與理論上略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機參數(shù)的合理匹配。 根據(jù)公式（ 32）可得： igI =。 根據(jù)驅動車輪與路面的附著條件 ??2max GriT r TgIe ? 求得的變速器 I 檔傳動比為： TergI iT rGi ??0max2? （ 32） 式中 G2—— 汽車滿載靜止于水平路面時驅動橋給路面的載荷； φ —— 路面的附著系數(shù)，計算時取 φ=~。 汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。本設計也采用 5 個檔位。其傳動路線： 1 檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 10→ 9→ 11 間同步器→二軸→輸出 2 檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 8→ 7→ 7 間同步器→二軸→輸出 3 檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 6→ 5→ 7 間同步器→二軸→輸出 4 檔：為直接檔，即一軸→ 1→ 3 間同步器→二軸→輸出 5 檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 4→ 3→ 3 間同步器→二軸→輸出 倒檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 12→ 13→ 11→ 11 間同步器→二軸→輸出 圖 25 五檔變速器結構簡圖 第三章 變速器主要參數(shù)的選擇與齒輪設計 變速器主要參數(shù)的選擇 主減速比： 最高時速： 190km/h 最大扭矩： 170Nm/4500rpm 最高轉速： 6000r/min 0100km/h 加速時間： 12s 發(fā)動機功率： 120 馬力 檔位數(shù)和傳動比 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。中間軸前、后軸承采用圓錐滾子軸承。 在本設計中，第一軸常嚙合齒輪及第二軸上齒輪由于內腔尺寸較小，所以采用滾針軸承。其結構及工作原理將在第六章重點講解。 在本設計中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實 現(xiàn)同步的。其缺點是結構復雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質同步環(huán)的使用壽命較短。 換檔結構型式 現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器換檔。 直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍復雜，工作時有軸向力。 齒輪型式 齒輪形式有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。 變速器主要零件的結構方案分析 變速器的設計方案必需滿足使用性能、制造條件、維護方便及三化等要求。其缺點是一、倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機構復雜一些。 圖 24f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。 圖 24d 所示方案針對前者的缺點做了修改， 因而經(jīng)常在貨車變速器中使用。 某些輕型貨車四檔變速器采用此方案。 圖 24b 所示方案的優(yōu)點是換倒擋時利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長度。 在前進檔的傳動路線中，加入一個傳動，使結構簡單，但齒輪處于正負交替對稱變化的彎曲應力狀態(tài)下工作。圖 23c 所示方案的高檔從動齒輪處于懸臂狀態(tài)，同時一檔和倒檔齒輪布置在變速器殼體的中間 跨距里，而中間檔的同步器布置在中間軸上是這個方案的特點。 變速器用圖 23c 所示的多支承結構方案，能提高軸的剛度。圖23b、 c、 d 所示方案的各前進檔，均用常嚙合齒輪傳動；圖 23d 所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒 輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，形成一個只有四個前進檔的變速器 . 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。在檔數(shù)相同的條件下，各種三軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù)，換檔方式和倒檔傳動方案上有差別。使用直接檔，變速器 的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動機轉矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時變速器的傳動效率高，可達 90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少因為直接