【正文】 系數(shù)，由于一般瀝青或混凝土路面滾動阻力系數(shù)f=~，故取 f=；最大爬坡度 maxtan ???， 故坡角 max? ? ，所以 max? 為 ； r ——驅動車輪滾動半徑， ； maxTe ——發(fā)動機最大轉矩， 102N 由公式（ ）得： 1 ? ； 根據驅動車輪與路面的附著條件 m ax 1 02TrTe i i Gr ? ?? ，求得 變速器一擋傳動比為[1]： 21 max 0rTGri Te i? ?? （ ） 式中： 2G ——汽車滿載靜止于水平路面時，驅動橋給地面的載荷，對于發(fā)動機前置后輪驅動的乘用車，滿載時后軸占 50%~55%，故取 2G =55%mg； ? ——道路的附著系數(shù)，計算時取 ? =~，故選 ? 為 ； r ， maxTe ， 0i ， T? ——見式（ ）下說明。 7 由于汽車傳動系各擋的傳動比大體上是按等比級數(shù)分配的，且 5i =1， q 為各擋公比，則 2 3 44 3 2 1,i q i q i q i q? ? ? ?，故 4 1 4 3 21 . 3 5 , 1 . 3 5 , 1 . 8 2 , 2 . 4 6q i i i i? ? ? ? ?。m； 1i ——變速器一擋傳動比， ； g? ——變速器傳動效率，取 96%。 變速器軸向尺寸的確定 變速器的軸向尺寸與擋位數(shù)、齒輪型式、換擋機構的結構型式等都有直接關系，設計初可根據中心距 A 的尺寸參照下式初選。 本章小結 本章主要通過分析整車和發(fā)動機、底盤參數(shù)，對新型后驅動變速器的總體方案進行確定。通過確定變速器的基本參數(shù)，便于其他零部件的設計選用，為下一步的設計計算奠定基礎。對于乘用車為了減少噪聲應合理減小模數(shù)，乘用車和總質量在~ 的貨車為 ~，取 m=。 ? 選取斜齒輪的螺旋角，應該注意它對齒輪工作噪聲、輪齒的強度和軸向力有影響。轎車變速器齒輪應采用較大螺旋角以提高運轉平穩(wěn)性，降低噪聲。 b 齒寬的選擇既要考慮變速器的質量小，軸向尺寸緊湊，又要保證輪齒的強度及工作平穩(wěn)性的要求，通常是根據齒輪模數(shù)來確定齒寬 b。變速器中一般倒擋采用直齒圓柱齒輪 cK =~；常嚙合及其他擋位用斜齒圓柱齒輪cK =~。一般齒輪的齒頂高系數(shù) 0 ? ，為一般汽車變速器齒輪所采用。 （ 1）確定一擋齒輪的齒數(shù) 由于一擋采用斜齒輪傳動，所以齒數(shù)和 2 cosh nAZ m ?? =50，修正后得 ?? 。 湊配中心距 9 1 039。9 1 0c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 72 tm ZZA??? ? ?，得 39。 根據齒數(shù)比 910 Zu Z??查得： 1 0 90. 22 , 0. 22xx? ? ?故 。一擋齒輪參數(shù)如表 。 702 coshnZmA mm???。 核算 291 1 10ZZi ZZ? =，與前 1 ? 相差較小，故由（ ）式得：齒輪 2 精確的螺旋角 2 ? ? 。 () 702 c os nZ Z mA m m A??? ? ?； 斜齒端面模數(shù) c os nt mm mm???； 嚙合角 39。 ?? ，角度變位。常嚙合齒輪參數(shù)如表 。 再把 7 8 8ZZ?、 及 代入式（ ），檢查近似滿足軸向力平衡關系。8() 7 0 . 1 0 52 c o s nZ Z mA m m A??? ? ?； 斜齒端面模數(shù)8 2 .7 0co snt mm mm???； 嚙合角 39。c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 5 72 tm ZZA??? ? ?，故 39。 根據齒數(shù)比 78 Zu Z?? ，查得 870 . 0 0 2 , 0 . 1 2 0 . 1 1 8x x x? ? ? ? ?故。 表 二擋齒輪基本參數(shù) 序號 計算項目 計算公式 1 理論中心距 780 7 0 .22 tZZA m m m??? 2 中心距變動系數(shù) 0 0 .0 8nnAAm? ?? ? ? 3 齒頂降低系數(shù) 0. 08 2nn ?? ? ?? ? ? 4 分度圓直徑 8 Z m mm?? 7 Z m mm?? 5 齒頂高 01( ) n nh f m m m??? ? ? ? 02( ) 2a n nh f m m m??? ? ? ? 6 齒根高 01( ) f c m m m?? ? ? ? 02( ) f c m m m?? ? ? ? 7 齒頂圓直徑 2 6 1 .8 9aad d h m m? ? ? 2 8 7 .7aad d h mm? ? ? 8 齒根圓直徑 2 4 9 .1 7 5ffd d h m m? ? ? 2 7 4 .9 8 5ffd d h m m? ? ? 9 當量齒數(shù) 83 26cosn ZZ ??? 73 39cosn ZZ ??? 10 齒寬 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? 同理：三擋齒輪 56 62 7 2 5 2 2ZZ ?? ? ?， ，近似滿足軸向力平衡關系 。6() 7 0 . 1 0 52 c o s nZ Z mA m m A??? ? ?； 斜齒端面模數(shù)6 2 .7 0co snt mm mm???； 嚙合角 39。c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 5 72 tm ZZA??? ? ?，故 39。 根據齒數(shù)比 56 Zu Z?? ，查得 650 . 0 0 2 , 0 . 0 6 0 . 0 5 8x x x? ? ? ? ?故。 表 三擋齒輪基本參數(shù) 序號 計算項目 計算公式 1 理論中心距 560 7 0 .22 tZZA m m m??? 2 中心距變動系數(shù) 0 0 .0 8nnAAm? ?? ? ? 3 齒頂降低系數(shù) 0. 08 2nn ?? ? ?? ? ? 4 分度圓直徑 6 Z m mm?? 5 Z m mm?? 5 齒頂高 01( ) n nh f m m m??? ? ? ? 02( ) 2. 15a n nh f m m m??? ? ? ? 6 齒根高 01( ) f c m m m?? ? ? ? 02( ) f c m m m?? ? ? ? 7 齒頂圓直徑 2 7 2 .3 9aad d h m m? ? ? 2 7 7 .2aad d h mm? ? ? 8 齒根圓直徑 2 5 9 .6 7 5ffd d h m m? ? ? 2 6 4 .4 8 5ffd d h m m? ? ? 9 當量齒數(shù) 63 31cosn ZZ ??? 53 34cosn ZZ ??? 10 齒寬 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? 同理：四擋齒輪 34 42 2 2 8 2 5 .8ZZ ?? ? ?， ，近似滿足軸向力平衡關系 。4() 6 9 . 4 22 c o s nZ Z mA m m A??? ? ?； 斜齒端面模數(shù)4 2 .7 8co snt mm mm???； 嚙合角 39。c o s ( ) c o s 0 . 9 4 0 82 tm ZZA??? ? ?，故 39。 根據齒數(shù)比 43 Zu Z?? ，查得 430 . 0 1 8 , 0 . 1 2 , 0 . 1 3 8x x x? ? ? ? ? ?故。 13 表 四擋齒輪基本參數(shù) 序號 計算項目 計算公 式 1 理論中心距 340 6 9 .52 tZZA m m m??? 2 中心距變動系數(shù) 0 nAAm? ??? 3 齒頂降低系數(shù) 0. 21 8nn ?? ? ?? ? ? ? 4 分度圓直徑 4 Z m mm?? 3 Z m mm?? 5 齒頂高 01( ) n nh f m m m??? ? ? ? 02( ) 2 .7a n nh f m m m??? ? ? ? 6 齒根高 01( ) f c m m m?? ? ? ? 02( ) f c m m m?? ? ? ? 7 齒頂圓直徑 2 8 4 .5 3aad d h m m? ? ? 2 6 6 .5 6aad d h m m? ? ? 8 齒根圓直徑 2 7 0 .3 1 5ffd d h m m? ? ? 2 5 2 .3 4 5ffd d h m m? ? ? 9 當量齒數(shù) 43 38cosn ZZ ??? 33 30cosn ZZ ??? 10 齒寬 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? 6 2 .5 1 5cb K m m m? ? ? ? （ 5）確定倒擋齒輪齒數(shù) 倒擋齒輪選用的模數(shù)往往與一擋相近。A 。1 2 1 2 1 312 1 , ( ) 5 52Z A m Z Z m m? ? ? ?則 。假設當齒輪 11 和 12嚙合時，中心距 39。1 1 1 21 ( ) 6 8 . 7 52A m Z Z A? ? ? ?，且 39。 A mm?? 。 根據中心距 39。? ： 39。c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 72m ZZA??? ? ?，故 39。 根據齒數(shù)比 1312 Zu Z??，查得 12 130 , , x x? ? ? ? ?故。倒擋齒輪參數(shù)如表 。 輪齒折斷發(fā)生在下述幾種情況下：輪齒受到足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒在重復載荷作用下，齒根產生疲勞裂紋，裂紋擴展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。變速器抵擋小齒輪由于載荷大而齒數(shù)少，齒根較弱，其主要破壞形式就是這種彎曲疲勞斷裂。點蝕使齒形誤差加大而產生動載荷，甚至可能引起輪齒折斷。 （ 1） 直齒輪彎曲應力 ?? 32 gfcT K Km ZK y??? ?? （ ） 15 式中： gT ——計算載荷（ N 倒擋主動輪 12，查 手冊 得 y=，代入（ ）得 45 0. 33 80 0M pa M pa?? ??； 倒擋傳動齒 輪 13，查 手冊 得 y=，代入（ ）得 34 9. 56 40 0M pa M pa?? ??； 倒擋從動輪 11，查 手冊 得 y=，代入（ ）得 21 0. 19 80 0M pa M pa?? ??； 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉矩 maxTe 時，倒擋直齒輪許用彎曲應力在 400~800Mpa，承受雙向交變載荷作用的倒擋齒輪的許用應力應取下限。 （ 2） 斜齒輪彎曲應力 ?? 32 c o sgncTKZm yK K????? ?? （ ） 式中： gT ——計算載荷（ N 一擋齒輪 10，查圖得 y=， 代入 （ ） 得 ?? =； 一擋齒輪 9，查圖得 y=，代入（ ）得 ?? =； 二擋齒輪 8，查圖得 y=，代入（ ）得 ?? =； 二擋齒輪 7，查圖得 y=，代入 （ ） 得 ?? =； 三擋齒輪 6，查圖得 y=，代 入 （ ） 得 ?? =； 三擋齒輪 5，查圖得 y=，代入 （ ） 得 ?? =； 16 四擋齒輪 4，查圖得 y=，代入 （ ） 得 ?? =； 四擋齒輪 3，查圖得 y=，代入 （ ） 得 ?? =； 常嚙合齒輪 1，查圖得 y=， 代入 （ ） 得 ?? =； 常嚙合齒輪 2，查圖得 y=，代入 （ ） 得 ?? =； 當計算載荷 gT 取作用到變速器第一軸上的最大轉矩 maxTe 時，對乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應力在 180~350Mpa 范圍，所有斜齒輪滿足 ?? [ ?? ]，故彎曲強度 足夠。mm）； d——節(jié)圓直徑（ mm）； ? ——節(jié)點處壓力角 （ ） ； ? ——齒輪螺旋角 （ ） ； E——齒輪材料的彈性模量，合金鋼取 E= 10 Mpa? ； b——齒輪接觸的實際寬度（ mm）； z? 、 b? —— 主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（ mm ）， 直 齒 輪sin , sinz z b brr? ? ? ???，斜齒輪 22s i ns i n ,c os c osbzzb rr ????????； zr 、 b 為主、從動齒輪的節(jié)圓半徑（ mm）。故所有齒輪滿足 j? [ j? ]，接觸強度足夠。 國內汽車變速器齒輪材料主要采用 20CrMnTi,滲碳齒輪在淬火、回火后表面硬度為 58~63HRC，心部硬度為 33~48HRC。回火的作用在于提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組 織轉變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定； 消除內應力，以 改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸；調整鋼鐵的力學性能以滿足使用要求 [8]。剛度不足會產生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產生過大的噪聲，降低齒輪的硬度、耐磨性及壽命。變速器軸的最大直徑 d 與支