【正文】 2 1 2 . 2 82 0 7 . 8 5 0 . 1 5 3 2w M P a? ???? ? ?56wMPaMPa?? ??12wMPaMPa?? ??34wM PaM Pa?? ?? 當處于一檔時，中間軸上的計算扭矩為： （ 321） =170? 1000? ? =659668Nm 故由 ，可以得出 10tF ；再將所得出的數(shù)據(jù)代入式（ 31）可得 10 M Pa? ? 9 5 3 3 .0 1w MPa? ? 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在 400~850MPa 之間。 1. 齒輪彎曲強度計算 （ 1） 直齒輪彎曲應力 W? (320) 式中， W? 彎曲應力（ MPa）； 10tF 一檔齒輪 10 的圓周力（ N） ， ；其中 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(jié)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。 用移動齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時兩個進入嚙合的齒輪存在角速度茶，換檔瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。 齒輪工作時， 一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導致裂縫擴展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點蝕。 輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重 汽車設(shè)計課程設(shè)計 房車離合器的設(shè) 計 13 10tfW F K Kbty?? ?10 2/tgF T d?K?gT復載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。本次設(shè)計的齒輪的材料選用 40Cr。中間軸齒輪全部采用右旋，因此同時嚙合的兩對齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。 螺旋方向 由于斜齒輪傳遞扭矩時要產(chǎn)生軸向力，故設(shè)計時應要求中間軸上的軸向力平衡。 變位系數(shù) (319) 式中 Z 為要變位的齒輪齒數(shù)。 根據(jù)上述理由，為降低噪聲，變速器中除去一、二檔和倒檔以外的其他各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小的一些數(shù)值，以便獲得低噪聲傳動。 總變位系數(shù)越小，一對齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強度越低。為提高接觸強度，應使總變位系數(shù)盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應力。 變速器齒輪是在承受循環(huán)負荷的條件下工作，有時還承受沖擊負荷。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標，故采用的較多。為保證各對齒輪有相同的中心距，此時應對齒輪進行變位。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點，有避免了其缺點。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。采用變位齒輪，除為了避免齒 汽車設(shè)計課程設(shè)計 房車離合器的設(shè) 計 12 1717Z? ??輪產(chǎn)生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。 故可得出中間軸與倒檔軸的中心距 A′= (317) =50mm 而倒檔軸與第二軸的中心 : (318) =。 而通常情況下，倒檔軸齒輪 13Z 取 21~23，此處取 13Z =23。 一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設(shè)計中倒檔傳動比 gri 取 。 二檔傳動比 （ 314） 因而有?gIIi， 對于斜齒輪， （ 315） 故有： 5387 ??ZZ 聯(lián)立得： 2231 87 ?? ZZ 、 。 聯(lián)立可得： 1Z =1 2Z =34。 這里 ?Z 修正為 51，則根據(jù)式（ 310）反推出 A=。 7 1 汽車設(shè)計課程設(shè)計 房車離合器的設(shè) 計 10 91012 ZZiZZ gI ?? ?ZZ?co s2 )( 21 ZZmA n ??nmAZZ ?c os221 ?? 圖 33 五 檔變速器示意圖 當房車三軸式的變速器~?gIi時，則 范圍內(nèi)選擇可在 17~1510Z ，此處取10Z =16，則可得出 9Z =35。 模數(shù) 壓力角 螺旋角 齒寬系數(shù) 齒頂高系數(shù) 參數(shù)值 3 20176。下面結(jié)合本設(shè)計來說明分配各檔齒數(shù)的方法。 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。；斜齒輪螺旋角 β取 30176。在本設(shè)計中變速器齒輪壓力角 α 取 20176。 小螺旋角 汽車設(shè)計課程設(shè)計 房車離合器的設(shè) 計 9 10912 ZZZZi gI ??mAZ 2??壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。 重型 車 同上 低檔、倒檔齒輪 176。 20176。~45176。176。 15176。 齒形、壓力角 α、螺旋角 β和齒寬 b 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 33 選取。由于制造工藝上的原因，同一變速器中的結(jié)合套模數(shù)都去相同，轎車和輕型貨車取 2~。 一檔直齒輪的模數(shù) m 3 ? mm (38) 通過計算 m=3。 齒輪參數(shù) 齒輪模數(shù) 建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，所選取的模數(shù)大小應符合 JB11160 規(guī)定 的標準值。為檢測方便， A取整。 重載車四檔變速器殼體的軸向尺寸 ~。對轎車， K A =~；對貨車， K A =~；對多檔 主變速器， K A =~11； TI max 變速器處于一檔時的輸出扭矩： TI max=Te max igI η =62803N﹒ m 故可得出初始中心距 A=。 故有，變速器的格擋傳動比如下 ： 表 32 各擋傳動比 中心距 中心距對變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應能保證齒輪的強度。 中間檔的傳動比理論上按公比為： （ 35） 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。荷，面時，驅(qū)動橋承受的載汽車滿載靜止于水平路 ；路面上道路附著系數(shù)，在良好式中， ? ??G ?? 綜上所述，變速器的月 I 擋傳動比為?gIi。故有 m axm axm ax0m ax )sincos( ???? gmfgmr iiT aar Tge ???? （ 31） 則由最大爬坡度要求的變速器 Ι檔傳動比為 0m axm ax?????????Terag iTrgmi?? （ 32） 最大道路阻力系數(shù)。 gIi應根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動車輪與路面的附著條件、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動車輪的滾動半徑等綜合確定。 圖 32 五檔變速器傳動方案簡圖 1一檔主動齒輪 2一檔從動齒輪 3二檔主動齒輪 4二檔從動齒輪 5三檔主動齒輪 6三檔從動齒輪 7四檔主動齒輪 8四檔從動齒輪 9五檔主動齒輪 10五檔從動齒輪 11倒檔主動齒輪 12倒檔中間軸齒輪 13倒檔輸出軸齒輪。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。商用車變速器采用 4～ 5 個檔或多檔。目前，一般乘用車用 4～ 5 個檔位的變速器。 汽車設(shè)計課程設(shè)計 房車離合器的設(shè) 計 6 第 3章 變速器的設(shè)計與計算校核 變速器主要參數(shù)的選擇 本次設(shè)計是在整車參數(shù)已知的情況下，車型已知的情況下進行設(shè)計，整車主要技術(shù)參數(shù)如表 31 所示： 表 31 房車整車主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)動機最大功率 117kw 最大功率時轉(zhuǎn)速 2500r/min 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 600N 變速器中采用圓錐滾子軸承直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負荷等優(yōu)點，但也有需要調(diào)整預緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點。 [14] 汽車變速器軸承的選擇 變速器軸承種類很多，變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。 [14] 從上述可知，變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩形或漸開線花鍵，所以設(shè)計時不僅要考慮裝配上的可能，而且應當可以順利拆裝軸上各零件 。因漸開線花鍵定位性能良好，承載能力大且漸開線花鍵的齒短，小徑相對增大能提高軸的剛度，所以軸與同步器上的軸套常用漸開線花鍵連接。結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的常嚙合齒輪副，齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有 滾針軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上（特殊情況）。從加工方便來看，定心外徑及矩形花鍵齒側(cè)的磨削比漸開線花鍵要容易 [7]。 用滑移齒輪方式，實現(xiàn)換檔的齒輪與軸之間，一般應選用矩形花鍵連接。 變速器軸設(shè)計 變速器軸多數(shù)情況下，軸承安 裝在殼體的軸承孔內(nèi)。設(shè)計要求變速器齒輪齒面的表面粗糙度：應在 aa ～RR μm范圍內(nèi)選用。圖32 中的尺寸 1D 可取為花鍵內(nèi)徑的 ～ 倍。所以綜合考慮安全性，在齒輪裝在軸上以后，齒輪應能保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪輪轂部分的寬度尺寸 C 應該