【正文】 齒廓曲率半徑； 1? = ??21cossinr ， 2? = ??22cossinr ； 1r 、 2r ——主、被動齒輪節(jié)圓半徑； 計算轉(zhuǎn)矩 T =21 maxeT 時的許用應力為； 這里 maxeT 是發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩。 ?w ?? =??yKbPKFtnt (38) 式中， tF 為圓周力 （ N） tF = dTe2 eT 為計算載荷 d 為節(jié)圓直徑 ?K 為應力集中系數(shù)，可近似取 ?K = fK 為摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪 fK =， 從動齒輪 fK = b 為尺寬 （ mm） t 為法面齒距 （ mm）， t= y 為齒形系數(shù) ?K 為應力集中系數(shù)，可近似取 ?K = ?K 為重合度影響系數(shù)， ?K =2 當計算載荷 eT 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 時，各擋斜齒輪許用彎曲應力在 100~250 N/mm2 。 防止膠合的措施有：一方面采用較大或加有耐壓添加劑的潤滑油，提高油膜強度，使油膜不破壞，就可以不產(chǎn)生局部溫升；另一方面可提高齒面硬度，或嚙合齒輪采用不同材料等。 提高接觸強度的措施：一方面是合理選擇齒輪參數(shù)，使接觸應力降低；另一方面是提高齒面硬度，如采用許用應力大的鋼材等。因閉式齒輪在潤滑油中工作，齒面長期受到脈動的接觸應力作用，會逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。采用下列措施，可提高輪齒的彎曲強度：增大輪齒根部齒厚；加大輪齒根部過渡圓角半徑；采用長齒齒輪傳動；提高重合度；使同時嚙合的輪齒對數(shù)增多；使齒面及齒根部過渡圓角處盡量光滑；提高材料的許用應力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。另一種是受到多次重復載荷的作用，齒根受拉面的最大應力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫，裂縫逐漸擴展到一定深度以后，齒輪突然折斷?？梢园妖X輪看作是懸臂梁，輪齒根部彎曲應力很大，過渡圓角處又有應力集中 ，故輪齒根部很容易發(fā)生斷裂。本次設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。 8 螺旋方向 由于斜齒輪傳遞扭矩時要產(chǎn)生軸向力，故設計時應要求中間軸上的軸向力平衡。 根據(jù)中間軸和輸出軸的中心距 A=136mm 那 136= m( 13Z + 14Z ) / 2 /cosβ+ 2 ?ah m + 代入數(shù)字圓整后可求得 13Z =42 修正倒擋傳動比： gri = 2Z 13Z /( 1Z 14Z )= 4242/（ 1917） = 為了保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運動干涉， 齒輪 13 和齒輪 14 的齒頂圓之間應保持 以上的間隙，因為 中間軸與倒檔軸之間的中心距 A′ A′=m ( 14Z + 15Z )/2/ cosβ =4（ 18+22） /2/ cosβ = 第二軸與倒檔軸之間的中心矩 A′′ A ′′=m ( 13Z + 15Z )/2 =4 (42+22)/2/ cosβ = 取 A ′′= A ′+A ′′=221A =134mm 齒輪 9 和齒輪 10 的齒頂圓之間的間隙 x=1364(42+18)/14 = 所以齒輪能正常嚙合且不發(fā)生運動干涉。 6 確定倒檔傳動比 倒檔齒輪的模數(shù)往往與一檔相近，為保證中間軸倒檔齒輪不發(fā)生根切，初選 14Z ＝ 20 18，倒檔齒輪一般在 21～ 33 之間選擇。/4= 取 3Z ＝ 17， 4Z ＝ 47（圓整）； 修正 3i 6i = 2Z 3Z /（ 1Z 4Z ） =4217/（ 1947） = i %=||/100%=%5%(合格 ) 修正 4,3? 4,3? ＝ arccos［ nm ( 3Z + 4Z )/（ 2A）］ =176。） 3Z / 4Z ＝ 6i 1Z / 2Z ＝ 19/42 ＝ 由 A ＝ nm ( 3Z + 4Z )/2cos 4,3? 取 4,3? ＝ 20176。 從抵消或 減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關(guān)系式： tg 2,1? /tg 6,5? = 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 5Z / 6Z ) tg 2,1? /tg 6,5? = 19 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 5Z / 6Z )= ||= 兩者相差不大，近似滿足軸向力的平衡條件。,得 3Z ＋ 4Z ＝ 2A cos 6,5? / nm =2136cos20176。 4 確定四檔齒輪齒數(shù)（ 6,5? ＝ 20176。/4= 取 7Z ＝ 33， 8Z ＝ 31（圓整）； 修正 3i 3i = 2Z 7Z /（ 1Z 8Z ） =4233/（ 1931） = i %=||/100%=%5%(合格 ) 修正 8,7? 18 8,7? ＝ arccos［ nm ( 7Z + 8Z )/（ 2A）］ =176。） 7Z / 8Z ＝ 3i 1Z / 2Z ＝ 19/42 ＝ 由 A ＝ nm ( 7Z + 8Z )/2cos 8,7? 取 8,7? ＝ 20176。 從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關(guān)系式： tg 2,1? /tg 10,9? = 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 9Z / 10Z ) tg 2,1? /tg 10,9? = 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 9Z / 10Z )= | |= 兩者相差不大，近似認為軸向力平衡。） 9Z / 10Z = 2i 1Z / 2Z =19/42= 9Z + 10Z =2A cos 10,9? / nm =2136cos20176。 同理 12,11? 2＝ arccos［ nm ( 11Z + 12Z )/（ 2A）］ = 176。)= 取 A ＝ 136mm； 2Z / 1Z ＝ 1i 12Z / 11Z =18/46=； A = nm ( 1Z + 2Z )/(2cos 2,1? ) 1Z + 2Z ＝ 2136cos25176。 hZ =2cos20176。 通常根據(jù)模數(shù) m （ nm ）來選擇齒寬： 直齒： b = cK m , cK 為齒寬系數(shù)， 取 ～ 斜齒： b = cK nm ， cK 取為 ～ ； 小齒輪的齒寬在計算上認為加寬約 5～ 10，所以有 直齒 b =(～ )4=18～ 32(mm) 9b =30mm, 10b =32mm, 11b =30mm 斜齒 b =(～ )4=24～ 32(mm) 因為本設計中間軸上預定用寶塔齒輪，所以取 : 1b =30mm, 2b =30mm, 3b =30mm, 4b =30mm 5b =20mm, 6b =30mm, 7b =20mm, 8b =30mm 各檔齒數(shù) Z 齒數(shù)確定原則：各檔齒輪齒數(shù)比應盡可能不是整數(shù) , 且各檔齒數(shù)無公約數(shù)。4,3? = 6,5? = 8,7? = 10,9? = 12,11? =20176?！?26176。時，抗彎強度急劇下降，會使軸向力及軸承載荷過大。在齒輪選取大的螺旋角時，齒輪嚙合重合度增加，工作平穩(wěn)，噪聲降低。所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為 20176。等大些的壓力。等小些的壓力角；對貨車，為提高齒輪的承載能力，應選用 176。 16176。對于轎車，為提高重合度以降低噪聲，應采用 176。 初選模數(shù)時，可參考同類型汽車的齒輪模數(shù)確定；也可以根據(jù)經(jīng)驗公式確定，即： m=4 式中： nm 為斜齒輪法向模數(shù)； m 為直齒輪模數(shù)； maxeT ——發(fā)動機最大扭矩； maxeT =550 N選取齒輪模數(shù)時一般遵循的 原則是：合理減少模數(shù)，增加齒寬會使噪聲降低；為了減輕變速器的質(zhì)量，應增加模數(shù)，同時減小齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應選用同一種模數(shù)，而從齒輪強度方面考慮，各檔齒輪應該有不同的模數(shù)。 14 由中等比性質(zhì) ， 得： 5i =(直接檔 ) q=∴ 1i =, 2i =, 3i =, 4i =, 5i =, 6i =。即 maxiF =m g sin max? 把以上參數(shù)代入（ 33）得： ?1i ? ?? ?? ????0m a x0m a xm a x )s i nc os( iT Rfgme （ 34） 以上是根據(jù)最大爬坡度確定一檔傳動比，式中： maxeT ——發(fā)動機最大扭矩， maxeT =550 N 傳動比的選擇 汽車在最大爬坡路面上行使時，最大驅(qū)動力應能克服輪胎與路面間滾動阻力及上坡阻力。 中間軸的設計 由《汽車設計》中有關(guān)中間軸中部直徑 d=(~)A,得 d=~,取 d= 于中間軸 d/l=~ 則經(jīng)計算得 l=389~438mm 初選 l=414mm。軸的直徑 d 與支承跨度長度 l 之間關(guān)系可按下式選取： 第一軸及中間軸： Ld =~ 第二軸： Ld =~ 軸直徑與軸 傳遞轉(zhuǎn)矩有關(guān)，因而與變速器中心距有一定關(guān)系，可按以下公式初選軸直徑： 中間軸式變速器的第二軸和中間軸最大軸徑： d =（ ~） A （ mm） （ 31） 第一軸的設計 第一軸花鍵部分直徑 d ([d ]為 mm)可按下式初選： d =（ ~） 3 maxeM （ 32） 式中： A ——變速器中心距， mm； maxeM ——發(fā) 動機最大轉(zhuǎn)矩， N?m。軸的長度對軸的剛度影響很大。 軸的結(jié)構(gòu)主要依據(jù)變速器結(jié)構(gòu)布置的要求，并考慮加工工藝、裝配工藝而最后確定。軸的剛度不足，在負荷作用下，軸會產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪 的正常嚙合，產(chǎn)生過大的噪聲，并會降低齒輪的使用壽命。 本次設計中，采用手動換擋直接操縱變速器。 遠距離操縱，受布局限制，有些車輛變速器距駕駛員座椅較遠，此時換擋手力需要通過轉(zhuǎn)化機構(gòu)才能完成換擋的功能，這種手動換擋變速器稱為遠距離操縱變速器。而駕駛員手力只通過變速器外部一根杠桿直接完成換擋功能的手動 12 變速器，又稱為直接換擋變速器。 直接操縱是最簡單的操縱方案，在各類汽車上得到廣泛應用。 按動作原理，變速器操縱機構(gòu)有機械式、液壓式、氣動式、電控式，以及它們之間的組合，其中最常用的是機械式。 變速器的操縱機構(gòu) 變速器的操縱機構(gòu)由變速桿、撥叉軸、撥叉、自鎖與互鎖裝置、倒擋安全裝置等組合與變速器蓋上。因為矩形花鍵定心精度易從工藝上得到保證，定心精度高。各截面尺寸不應相差懸殊，軸上供磨削用的砂輪越程槽處的應力集中會引起軸的斷裂。第一軸的花鍵尺寸與離合器從動盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮，本次設計采用矩形花鍵。軸的結(jié)構(gòu)形狀除應保證其強度與剛 度外，還應考慮齒輪、同步器及軸承等的安裝，固定它與加工工藝也有密切關(guān)系。 二軸齒輪通過滾針軸承空套在二軸上，倒擋齒輪由于利用率低，且轉(zhuǎn)速也不高，可直接套在倒擋軸上。 一軸和二軸由于轉(zhuǎn)速較高，承受載荷中等，且多為徑向載荷，只有很小的軸向載荷，但要求支撐剛度高，故從以上方面考慮，選用深溝球軸承，二軸前端通過滾針軸承支撐在一軸后段內(nèi)腔中。 鎖銷式同步器 此種形式的同步器優(yōu)點是零件數(shù)量少，摩擦錐 面平均半徑大，轉(zhuǎn)矩容量得到提高，多用于中、重型汽車的變速器中。目前這種形式的同步器達到了廣泛的應用。 鎖環(huán)式同步器 這種同步器的鎖止面在同步錐環(huán)和嚙合套的倒錐面上，省去了同步錐環(huán)的接合齒。齒面磨損大，易失效。 滑塊式同步器 其 本質(zhì)上是鎖環(huán)式同步器，它工作可靠，零件耐用，但因結(jié)構(gòu)布置上的限制轉(zhuǎn)矩容量不大。