【正文】 數(shù) ，那么分度圓直徑： ；齒頂??13=15 ??13=15≈38????圓直徑： ；齒根圓直徑： 。齒輪 10 示意圖：齒輪 9 的齒數(shù) ，那么分度圓直徑： ；齒頂圓??9=38 ??9=38=95????直徑： ；齒根圓直徑： 。齒頂高系數(shù)：，頂 ????10=(23?2?2)≈48????隙系數(shù)：。齒頂高系數(shù)：，頂隙系數(shù)：。頂隙 。齒根圓直徑： ????17=116????， ????12=(17?2?2)=33????。（1）齒輪 112一擋主動齒輪 12 的齒數(shù) ，從動齒輪 11 的齒數(shù) ，齒輪變形??12=17 ??11=43系數(shù) ；那么分度圓直徑：??1=+。所以，單個齒輪沒有節(jié)圓直徑一說，只有兩齒輪嚙合，才會形成節(jié)點和節(jié)圓。節(jié)點：齒輪副中，兩齒輪基圓的公切線與兩齒輪中心連線的交點。1 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪傳動幾何尺寸計算公式及本設(shè)計已知參數(shù)名稱 代號 小齒輪 大齒輪模數(shù) ????(??) 壓力角 ?? 20176。對照表 41，本設(shè)計決定采用滲碳齒輪齒輪滿足設(shè)計要求。????≈??； ；mmzrz ???????。對照表 41，本設(shè)計決定采用滲碳齒輪滿足設(shè)計要求。????≈7121??； ；mmzrz ???????。對照表 41，本設(shè)計決定采用液體碳氮共滲齒輪滿足設(shè)計要求。????≈3800??。（2）五擋常嚙合齒輪接觸應(yīng)力：??= ??1cos??cos??= 2??????cos??cos??= 2????cos??cos????????4??1??2= ????????????2cos??cos????????4??1= 211000??.????2335cos20176。????≈4300??已知，一擋齒寬 ， 而??1=20??2=31，； ????=????sin????????2??=??????1sin??2??????2?? ≈????；那么，mzmrnb ????????????=??????(1????+1????)= 4300??105??????20 （ ????+ ????）≈1000??????。??= 211000??.????23cos20176。齒輪螺旋角 ；所以 。） ； E 為?齒輪材料的彈性模量（MPa） ， ； b 為齒輪接觸的實際寬度??=105??????（mm） ； 分別為主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（mm）:zb、直齒輪： （） （）斜齒輪： ???2cos/)in(zr? （） 2s/)i(br （） 其中， 分別為主從動齒輪節(jié)圓半徑（mm） 。式中， 為輪齒接觸應(yīng)力（MPa） ；F 為齒面上的法向力????=??????(1????+1????) ????（N） ， ， 為圓周力， , 為計算載荷（） ，1/cosF?????1 ??1=2????/?? ????d 為節(jié)圓直徑（mm） ； 為節(jié)點處的壓力角（176。??4=?那么，一檔齒輪及倒檔齒輪變形，齒輪變形系數(shù) ；二擋及三檔齒??1=+輪不變形，四擋齒輪變形，五擋齒輪變形，變形系數(shù)為。此時齒輪σ ??339。3119≈應(yīng)力不在 180～350MPa 之間，不滿足要求。彎曲 σ ??339。四擋主動齒輪 ,那么，????=??????????=211??.?? ??1=23，齒輪不變形時，對應(yīng)的 ,??1??= 23??????325176。=??????變形系數(shù) 。第五擋齒輪變形，當(dāng) 時，??3=，彎曲應(yīng)力在 180～350MPa 之間，可以滿足要求。=2?? ??cos????????????3????????????= 2284400??????25176?！?7 ??3=17形時，對應(yīng)的 ，??5=sinzbr???。3419≈曲應(yīng)力在 180～350MPa 之間，滿足要求。彎 σ ??339。??6=25??6??= 25??????325176。2819≈力在 180～350MPa 之間，可以滿足要求。彎曲應(yīng) σ ??239。????=????????????2??1=211?????3123≈?????=284400??.????二擋主動齒輪 ,那么， ，對應(yīng)的 ,??8=21??2??= 21??????325176。校核：常嚙合齒輪計算載荷 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 ，???? ??????????已知 ，齒寬 。????=??/??????3?? ????=整理有關(guān)參數(shù)后，可得： ()σ w39。 ??1 ??1=2????/??????d 為節(jié)圓直徑（mm）, ,法向模數(shù) ，z 為齒數(shù)，斜齒輪螺??=(??????)/cos?? ????=旋角 ； 為應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ； b 為齒寬（mm） ；t 為法向??=25176。 σ w39。參考《汽車設(shè)計》中，斜齒輪彎曲應(yīng)力 的計算公式： 。??1=+倒檔軸上的倒檔直齒齒輪與一檔齒輪基本相同，且不承受交變載荷，同樣適用。=??????求。所以，??1=????=??1 ???? ??????????=2????????????????3???????? =2284390??.????2017≈1258??????彎曲應(yīng)力在 400～850MPa 之間，不可以滿足要求。????=????????????2??1=211?????3123≈?????因為本變速器的齒輪取第一軸一檔齒輪的齒寬為 20mm，即 ,模數(shù)??1=20????初步選定為 ，而齒形系數(shù) y 與齒數(shù) Z 的關(guān)系如下圖表示： z(齒形系數(shù)圖 yz)圓周力 ， ，主動齒輪摩擦力影響??1=2??????=2=??????=系數(shù) ，一擋主動齒輪齒寬 b=20mm=，端面齒距????=。??=????因為齒輪節(jié)圓直徑 ，z 為齒數(shù)，所以??=????()????=??1 ???? ??????????=2????????????????3???????? 當(dāng)計算載荷 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 時，一檔、倒檔直???? ??????????齒輪許用彎曲應(yīng)力在 400～850MPa。 齒輪彎曲強度計算1 直齒輪彎曲應(yīng)力 的計算σ w參考《汽車設(shè)計》中，直齒輪彎曲應(yīng)力 的計算公式： 。齒輪是依靠本身的結(jié)構(gòu)尺寸和材料強度來承受外載荷的，這就要求材料具有較高強度韌性和耐磨性；由于齒輪形狀復(fù)雜，齒輪精度要求高，還要求材料工藝性好。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于 7 級。 齒輪強度計算與校核 變速器齒輪所用的材料不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。齒面膠合是指相嚙合點兩齒面，在高壓下直接接觸發(fā)生粘著，同時隨著兩齒面的切向相對滑動，使金屬從齒面上撕落而形成的一種比較嚴(yán)重的粘著磨損現(xiàn)象。這個現(xiàn)象會使齒形誤差加大，產(chǎn)生動載荷，很可能會導(dǎo)致輪齒折斷。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。??12=17=????????4 變速器齒輪的強度計算與材料的選擇 齒輪的損壞原因及形式變速器齒輪損壞的形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（也稱“點蝕” ） 、移動換檔齒輪端部破壞以及齒面膠合。時， 。齒輪的變位系數(shù)：。除了圓錐齒輪有時采用切向變位 外，???? ????圓柱齒輪一般只采用徑向變位。顯然齒輪的變位系數(shù) x 是徑向變位系數(shù)，加工標(biāo)準(zhǔn)齒輪時，齒條形刀具中線與齒輪分度圓相切。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。此時應(yīng)對齒輪進行正變位，以消除根切現(xiàn)象。對于高檔齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落，因此應(yīng)按保證最大接觸強度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。對斜齒輪傳動，還可通過選擇合適的螺旋角來達(dá)到中心距相同的要求。當(dāng)齒數(shù)和多的齒輪副采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動或高度變位時，則對齒數(shù)和小的齒輪副應(yīng)該采用正角度變位。由幾對齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會保證各檔傳動比的需要，使各相互嚙合的齒輪副的齒數(shù)和不同。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達(dá)到和大齒輪強度想接近的程度。變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。=12????(??10+??7)=(23+38)=???? 齒輪變位系數(shù)的選擇齒輪的變位系數(shù)是齒輪設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。=12????(??10+??13)=(23+15)=????而倒檔軸與第二軸的中心的距離：??39。??10=23此時，可以計算倒擋傳動比：??????=??2??1??10??13??9??10=??2??1??9??13=3123??915=顯然， ,圓整后?。?。??13=15而通常情況下，倒檔軸齒輪 10 的齒數(shù)，一般在 21～23 之間。在本設(shè)計中倒檔傳動比初步選定為 。????5=??2??1??3??4=31231935≈5 各擋實際傳動比一檔實際傳動比 ，二檔實際傳動比 ，三檔實際傳動比????1= ????2=，四檔實際傳動比 ，五擋實際傳動比 。??3??4≈ ??=????(??7+??8)2cos?? ??3+??4≈54求解聯(lián)立方程組 ，并且圓整答案，得 。????3=??2??1??5??6=31232925=3 四擋齒數(shù)及其傳動比的確定四擋傳動路線如上圖所示，四檔實際傳動比 , ????4=4 五擋齒數(shù)及其傳動比的確定五擋傳動路線如上圖所示，五檔傳動比 所以????5=??2??1??3??4=。??=????(??5+??6)2cos?? ??5+??6≈54求解聯(lián)立方程組 ，并且圓整答案，得 。????2=??2??1??7??8=31233321=2 三擋齒數(shù)及其傳動比的確定三擋傳動路線如上圖所示，三檔傳動比 ,所以????3=??2??1??5??6=。??7??8≈ ??=????(??7+??8)2cos?? ??7+??8≈54求解聯(lián)立方程組 ，并且圓整答案，得 。????1=??2??1??11??12=31234317= 確定其他檔位的齒數(shù) 1 二擋齒數(shù)及其傳動比的確定二擋傳動路線如上圖所示，二檔傳動比 ,所以????2=??2??1??7??8=。 ≈。但是本設(shè)計初步求出的齒數(shù)和 恰好是正????數(shù)，不用圓整，因此中心距 A 沒有變化，A=75mm。????1=??2??1??11??12 ??1 ??12 ????????=2??????=2=60小轎車中間軸式變速器一擋齒輪齒數(shù)可在 15～17 之間選取，本設(shè)計初步選取 ，那么一擋大齒輪齒數(shù) 。一檔傳動比: 。 5 齒頂高系數(shù)在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。本變速器的齒輪取第一軸一檔齒輪的齒寬為 20mm,第五擋齒輪的齒寬為 17mm，其余齒輪的齒寬都取 19mm。n那么， ；??直 齒 =（ ～ ） =～ ???? 。4 齒寬 b在選擇齒寬時，應(yīng)該注意齒寬對變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強度和齒輪工作時受力均勻程度均有影響?！?4176。設(shè)計時，應(yīng)力求使中間軸上同時工作的兩對齒輪產(chǎn)生軸向力平衡，以減少軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。3 螺旋角 的選定β斜齒輪在變速器中得到廣泛應(yīng)用。2 壓力腳 的選定α國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。同時，由于工藝的原因，乘用車的模數(shù)取用范圍為 ～。應(yīng)當(dāng)指出，選取齒輪模數(shù)時一般要遵守的原則是：在變速器中心距相同的條件下選取較小的模數(shù)，就可以增加齒輪的齒數(shù)，同時增加齒輪寬可使齒輪嚙合的重合度增加，并減少齒輪噪聲。所以，初步選定中心距 A=75mm。參考《汽車設(shè)計》 （王望予主編） ，乘用車變速器中心距在60～80mm 范圍內(nèi)變化，其中發(fā)動機前置后輪驅(qū)動（FR）乘用車中心距變化范圍多在 70～80mm。本設(shè)計衡量后，初步選取中間值， 。目前乘用車 1 擋的傳動比范圍在 ～ 之間， ≥????1≥初步選取 。因為變速器與奔馳 C180K 原裝變速器有所不同， ，所以，初步取 a=。+sin16176。? 16176。????5= （）??????????=????????????????????0式中： ——最高車速,?????????? ??????????=223????? ——發(fā)動機最大功率轉(zhuǎn)速???? ——車輪半徑, =?? r ——變速器最高擋傳動比?????????? ——主減速器傳動比 ??0??0=????????????????????????????=(3000~4500)223 ≈～ 本設(shè)計初步選定 ??0=2 變速器最大傳動