【正文】 節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 47 第四節(jié) 變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 一 、 齒輪的損壞形式 輪齒折斷 （ 沖擊過(guò)載折斷和疲勞折斷 ） ?原因：大載荷沖擊 、 反復(fù)承載疲勞破壞 齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕） ?原因：齒面相互擠壓使齒面細(xì)小裂縫中的潤(rùn)滑油壓力升高 →裂縫擴(kuò)大 →齒面表層有塊狀剝落形成麻點(diǎn) ?麻點(diǎn)會(huì)破壞齒形，加大誤差，增大動(dòng)載荷 →輪齒折斷 移動(dòng)換擋齒輪端部破壞 ?原因：換擋時(shí)存在角速度差，端部承受沖擊 齒面膠合 第四節(jié) 變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 48 二 、 輪齒強(qiáng)度計(jì)算 （ 由于使用條件 、 材料工藝相似 ， 常用簡(jiǎn)化公式計(jì)算 ） 輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算 第四節(jié) 變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 三、軸的強(qiáng)度和剛度計(jì)算 ?軸的剛度不足影響的因素： 會(huì)產(chǎn)生彎曲變形 ， 破壞齒輪的正確嚙合 ， 影響齒輪的強(qiáng)度 、 耐磨性和工作噪聲 ?軸的剛度大小的選取原則： 以保證齒輪有正確的嚙合為前提 ?步驟： 先初選軸的直徑 ， 然后對(duì)剛度和強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算 49 初選軸的直徑 ?第二軸和中間軸中部 （ 最大 ） 直徑 d≈ ； ?中間軸： d/L= ； ?第二軸： d/L=。 ?其它各擋齒輪的齒數(shù)用同一方法確定 5226 1 2 61 Ztg Ztg Z Z Z?? ???? ?????566()2 c osnm Z ZA???5 1262Z ZiZZ?第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 46 確定倒檔齒輪齒數(shù) （ 與上述相似 ， 但 要檢查運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題 ） 初選倒檔齒輪齒數(shù) ， Z10 = 21~23 。 ?再重新核算傳動(dòng)比 （ 調(diào)整齒數(shù)即可 ） ?算出精確螺旋角 78112 zziZZ ?122()2 c osnm Z ZA???第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 44 確定其它各檔的齒數(shù) ?設(shè)二檔齒輪為直齒 ， m與一檔齒輪相同 ， 則 ?根據(jù)上式可求得 Z Z6 ?齒數(shù)取整 ， 計(jì)算中心距 ， 若有偏差 ， 通過(guò)變位調(diào)整 。 ?考慮到第一軸軸承孔尺寸的限制 ， 齒輪 1的齒數(shù)不能過(guò)多 。 ?為使齒面磨損均勻，各擋齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)。 ?隨著擋位降低 ， ?c應(yīng)該逐漸加大 ， 以獲得高強(qiáng)度 。 ?角度變位既具有高度變位的優(yōu)點(diǎn)，又避免了其缺點(diǎn) 。 ?但不能同時(shí)增加一對(duì)齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 39 高度變位 ?齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)之和等于零。 車型 β 范圍 兩軸式 200～ 250 轎車 中間軸式 220～ 340 貨 車 180～ 260 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 36 b 影響因素 要求 b 變速器的軸向尺寸 窄 變速器的質(zhì)量 窄 輪齒磨損均勻性 窄 斜齒輪工作平穩(wěn)性 寬 減小工作應(yīng)力 寬 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 ?選用范圍（通常根據(jù)模數(shù)來(lái)選定齒寬） 齒輪形式 b 齒寬系數(shù) k c 直 齒 k c m 4 . 5 ~8 . 0 齒輪 斜 齒 k c m n 6 . 0 ~8 . 5 接合齒 （ 2 ~4 ） m 37 ?第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)可取大些，使接觸線長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命； ?對(duì)于模數(shù)相同的各擋齒輪，低擋齒寬系數(shù)取的稍大一些。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 33 ?中間軸上軸向力的平衡 ?為了抵消中間軸上兩對(duì)齒輪產(chǎn)生的軸向力，以減少軸承負(fù)荷，提高軸承壽命， 中間軸上不同擋位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的； ?為使工藝簡(jiǎn)便， 在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的 ,或只取兩種螺旋角； ?中間軸 上全部齒輪一律 取為右旋 ， 第一、第二軸 上的斜齒輪應(yīng) 取為左旋 ； ?一、倒擋設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，中間軸上的軸向力不能抵消（一擋、倒擋使用很少，允許），而此時(shí)第二軸沒(méi)有軸向力作用。 25176。 時(shí)強(qiáng)度最高 ?符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求 ?齒輪 α=20 0 ；嚙合套或同步器接合齒 α=30 0 ?有些乘用車變速器齒輪采用兩種壓力角： 高擋齒輪采用小壓力角以減少噪聲 低擋和倒擋齒輪采用較大壓力角以增加強(qiáng)度 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 32 3. 螺旋角 β ?螺旋角選取的影響因素： 影響因素 要求 β 傳動(dòng)平穩(wěn)性 大 工作噪聲 大 輪齒強(qiáng)度 大 （ β 3 0 176。 等 ?貨車要增大齒輪承載能力，因此應(yīng)選用大壓力角 ?直齒輪 28176。 、 16176。 ?壓力角影響的因素： α 影響因素 要求 α 齒輪嚙合重合度 小 傳動(dòng)平穩(wěn)性 小 工作噪聲 小 輪齒抗彎強(qiáng)度 大 輪齒表面接觸強(qiáng)度 大 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 31 ?選取 α 的一般原則： ?轎車要加大重合度以降低噪聲，因此應(yīng)選用小壓力角 ?常選取 176。 ?從換擋方面考慮，選取 較小的模數(shù) 可使齒數(shù)增多，有利于換擋。 換擋機(jī)構(gòu)型式： 同步器多時(shí)，取上限 齒輪形式 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 28 五、 齒輪參數(shù) 1. 模數(shù) ?齒輪模數(shù)選取的影響因素： m 影響因素 要 求 m ( m n ) 備 注 制造工藝 全部相同 設(shè)計(jì)強(qiáng)度 各檔不同 減少噪聲 減少 m ( m n ) 同時(shí)增加 b 減少質(zhì)量 增加 m ( m n ) 同時(shí)減少 b 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 ?齒輪模數(shù)選取的一般原則 ?對(duì)于轎車，減少噪聲有較大意義，因此應(yīng)選用小模數(shù)； ?對(duì)于貨車，減少質(zhì)量有較大意義，因此應(yīng)選用大模數(shù)； ?低檔齒輪用大模數(shù)，而高檔選用小模數(shù)； ?應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T1357— 1987）的規(guī)定。 中心距的范圍（ 為了檢測(cè)方便，中心距 A最好取為整數(shù)） 乘用車： 60~80mm 商用車： 80~170mm；總質(zhì)量小，則中心距也小。 乘用車變速器中心距的確定 可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量和 A的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初選 。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 26 三、中心距 A 中間軸式變速器中心距的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初選中心距： KA為中心距系數(shù) （ 乘用車 ~；商用車 ~；多擋變速器 =~） ； Temax（ N 中心距的影響因素： 變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量； 輪齒的接觸應(yīng)力，齒輪壽命； 布置軸承的方便性，殼體的強(qiáng)度； 一擋小齒輪齒數(shù)（不能過(guò)少）； 變速器長(zhǎng)度，影響軸的剛度和齒輪的嚙合狀態(tài)。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 24 二、傳動(dòng)比范圍 指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)比的比值。 但擋數(shù)增多，將 使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輪廓尺寸和質(zhì)量加大 ，換擋頻率增高將 增加換擋難度 。 第二節(jié) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 變速器軸承 22 變速器對(duì)軸承的要求： ?結(jié)構(gòu)緊湊 、 尺寸小 ， 否則布置困難； ?載荷變化大 ， 工作時(shí)間長(zhǎng) ， 要能承受高負(fù)荷 ， 而且容量足夠