【正文】 漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。 提高接觸強(qiáng)度的措 施：一方面是合理選擇齒輪參數(shù)，使接觸應(yīng)力降低；另一方面是提高齒面硬度，如采用許用應(yīng)力大的鋼材等。 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(qiáng)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。 最后結(jié)果 : 一檔齒輪的接觸強(qiáng)度分別是（按傳動順序）： （滿足要求） （ 2）彎曲強(qiáng)度計(jì)算 直齒輪用下式計(jì)算彎曲應(yīng)力： 16 ?? =ybPKKF t ft ? （ N/mm2） () 斜齒輪用下列公式計(jì)算： ?? =??yKbPKFtnt （ N/mm2） () 式中： tF —— 圓周力， tF = dMemax2 ， N； ?K —— 應(yīng)力集中系數(shù)，主動齒輪取 ，被動齒輪取 ； fK —— 摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取 ，被動齒輪取 ； tP—— 端面周節(jié)， tP =? m ； tnP — — 法面周節(jié)， tnP =? nm ； y—— 齒形系數(shù)； ?K —— 重合度影響系數(shù)， ?K =2。 最后結(jié)果 : 一檔齒輪的彎曲強(qiáng)度分別是（按傳動順序）： （滿足要求） 第二節(jié) 變速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 一、 軸的功用及設(shè)計(jì)要求 變速器軸在工作時 承受轉(zhuǎn)矩，彎矩 ，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。 設(shè)計(jì)變速器軸時主要考慮以下幾個問題： 軸的結(jié)構(gòu)形狀、軸的直徑、長度、軸的強(qiáng)度和剛度、軸上花鍵型式和尺寸 等。 二、 軸尺寸初選 在變速器結(jié)構(gòu)方案確定以后，變數(shù)器軸的長度可以初步確定。為滿足剛度要求，軸的長度須和直徑保持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。 軸的尺寸還與齒輪、花鍵、軸承有一定聯(lián)系，要根據(jù)具體情況，按其標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修正。 齒輪 5處： dmin=100 （ 10 52. 902 10 6） 1/3＝ (mm)。 齒輪 9處： dmin=100 （ 10 54. 865 10 6） 1/3＝ (mm)。 當(dāng)軸截面上開著鍵槽時，應(yīng)增大軸徑以考慮對軸的強(qiáng)度減弱，同步器花鍵增加5％。 三、 軸的結(jié)構(gòu)形狀 軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、同步器及軸承等的安裝、固定。 本次設(shè)計(jì)輕型貨車變速器，由于輕型汽車變速器中心距較小，殼體上無足夠位置設(shè) 18 置滾動軸承和軸承蓋，因而 采用固定式中間軸 。這些力取決于齒輪輪齒上的作用力。 中間軸是根光軸 ， 僅起支承作用，其剛度由安裝在軸上的寶塔齒輪結(jié)構(gòu)保證 ，無需進(jìn)行強(qiáng)度分析 。 （ 一 ） 齒輪的受力分析 ： 圓周力： Ft＝ 2M/d () 徑向力： Fr=Fttanαn/cosβ () 軸向力： Fa=Fttanβ () 其中： M—— 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 αn—— 法向壓力角 β— — 分度圓壓力角 （ 二 ） 方向 Ft：主動輪與旋轉(zhuǎn)方向相反，從動輪與旋轉(zhuǎn)方向相同。 不 同 檔 位 時 ， 軸 所 承 受 力 及 支 承 反 力 是 不 同 的 ， 須 分 別 計(jì) 算 。軸承支承反力作用點(diǎn)，對于向心軸承取寬度方向中點(diǎn)：對 于向心推力軸承取滾動體負(fù)荷響亮與軸中心線匯交點(diǎn)；對于圓錐滾子軸承取滾動體寬中心點(diǎn)滾動中心線的匯交點(diǎn)，其尺寸可查有關(guān)軸承的標(biāo)準(zhǔn)手冊。 19 五、 軸的強(qiáng)度計(jì)算 及校核 由變速器結(jié)構(gòu)布置并考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強(qiáng)度是足夠的，僅對其危險斷面進(jìn)行驗(yàn)算。 求出不同檔位時的各支承反力，可以計(jì)算軸的各截面的彎曲力矩 ?M ＝ p x () 式中： x —— 支承中心至計(jì)算斷面距離。 彎曲應(yīng)力： ?? ＝??WM () 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： n? ＝nnWM () 合成應(yīng)力： ? ＝ 22 n??? ? () 式中： ?W —— 軸截面抗彎截面系數(shù)； nW —— 軸截面抗扭截面系數(shù)。 當(dāng)以發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算軸的強(qiáng)度時，其安全系數(shù) (按金屬材料的屈服極限計(jì)算 )在 5~10范圍內(nèi)選取。 安全系數(shù)： s=σs/σ 取 s=5 中間軸： 20CrMnTi σs=850Mpa 第二軸： 20CrMnTi σs=850Mpa 所以中間軸和 第二軸 [σ]=170 Mpa 二軸應(yīng)力的計(jì)算 設(shè) xm ＝ b ， xn ＝ a 得： 水平彎矩： sM ＝ l baPx ?? () 垂直彎矩： cM ＝ l brQaR xxx ???? )( () 合成彎矩： hM ＝ 22 cs MM ? () 扭矩： nM ＝ xe iM? () 彎曲應(yīng)力： w? ＝whWM () 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力： n? ＝nnWM () 合成應(yīng)力： ? ＝ nw 22 4 ?? ?? () 注： xP ＝ d iT gxe ??? m ax2 ? xR ＝? ?? c os2 m a x? ??? d tgT ne xQ ＝ d tgiT gxe ?? ???? m a x2 其 彎矩和扭矩圖 如下 ： 21 如圖 中間軸的應(yīng)力計(jì)算： 由受力分析圖，設(shè)（ a=a2， cx=a1， ex=lcx， b=la2） 得： 水平彎矩： Ms=[(Px a1－ Pc a2) ex]/l （ ） 垂直彎矩： Mc=[(Rc a2＋ Rx a1－ Qx rx+Qc rc) ex]/l （ ） 合成彎矩： Mh=(Ms2＋ Mc2)1/2 （ ） 彎矩應(yīng)力：σ w=Mh/Ww （ ） 扭矩： Mn= Temax ic （ ） 扭轉(zhuǎn)應(yīng)力：τ n=Mn/Wn （ ） 合成應(yīng)力：σ =(σ w2+4τ n2)1/2 （ ） 其 彎矩和扭矩圖 如下 ： 22 如圖 六、 軸的剛度計(jì)算 和校核 變速器軸的剛度用軸的撓度和轉(zhuǎn)角來評價，軸的剛度比其強(qiáng)度更重要。軸有轉(zhuǎn)角使大、小齒輪相互歪斜，結(jié)果沿齒長方向的壓力分布不正確。 應(yīng)分別計(jì)算軸在水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)的撓度，然后用下列公式計(jì)算總撓度。按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算時，第二軸齒 輪處軸截面的總撓度 總f 不得大于 ～ 。齒輪所在的平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過 弧度；兩軸的分離不得超過 。變速器剛度試驗(yàn)表明，中心距的變化及齒輪的傾斜，不僅取決于軸的變形，而且取決于支承和殼體的變形。常嚙合齒輪副處軸 的撓度不必計(jì)算，因?yàn)榫嚯x之承點(diǎn)較近，負(fù)荷較小，撓度值不大。普遍采用的是 矩形花鍵和漸開線花鍵 。這是由于漸開線花鍵較矩形花鍵有許多優(yōu)點(diǎn)，如齒數(shù)多、齒端，齒根部厚，承載能力強(qiáng)，易自動定心，安裝精度高。漸開線花鍵便于采用冷搓、冷打、冷擠等無切屑加工工藝方法，生產(chǎn)效率高，精度高，并且節(jié)約材料。 一般漸開線花鍵，隨無切屑加工工藝的采用而選用小模數(shù)和大壓力角（ 30176。 ）。 花鍵傳遞轉(zhuǎn)矩時，齒側(cè)面受擠壓作用，齒根部受剪切及彎曲作用。 jy? ＝22KZRLdM （ MPa） () 式中： jy? —— 齒側(cè)面所受的擠壓應(yīng)力， MPa ； M —— 傳遞轉(zhuǎn) 矩（按發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩計(jì)算）， N?mm； L —— 鍵的工作長度， mm； 2d —— 鍵的平均工作直徑（工作齒高中部處直徑）， mm； K —— 轉(zhuǎn)矩在花鍵上分配不均勻系數(shù)，一般取 K ； Z —— 花鍵齒數(shù)。 花鍵配合選擇 第一軸上與離合器從動盤轂相配之花鍵， 采用矩形花鍵者，外徑定心 ，外徑表面磨削。 第二軸上裝同步器齒轂的花鍵，配合較緊，裝配時常用木榔頭輕壓，為 保證裝配精度，多采用大外徑定心 ，軸上花鍵大徑磨削，齒轂一般采用 中碳鋼或中碳合金鋼 ，內(nèi)孔不必?zé)崽幚恚蚨鴥?nèi)花鍵大徑精度能夠保證。當(dāng)采用滑動齒輪掛檔時，花鍵配合應(yīng)保證滑動自如。 由于本次設(shè)計(jì)中間軸齒輪采 24 用寶塔齒輪，中間軸是光軸，故不設(shè)花鍵。 此軸承承受徑向載荷和第一軸上的軸向載荷，為便于第一軸的拆裝，通常后軸承的外圈直徑選擇得比第一軸齒輪的齒頂圓的直徑大。變速器第二軸上常嚙合齒輪與第二軸之間采用滾針軸承。 結(jié)束語 經(jīng)過一周的變速器課程設(shè)計(jì)，我有很多收獲，明白了任何一個產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，都是需要一個過程，同時也懂得了要想把設(shè)計(jì)做好，自己的知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，得參考不同的學(xué)術(shù)資料，跟同學(xué)討論，請教老師，來 解答自己所遇到的問題和疑惑。在設(shè)計(jì)的工程中，我明白了合作的重要性，一個人的力量是有限的，集中大家的力量才能在最短的時間里解決設(shè)計(jì)中所遇到的問題，這樣不僅解決了自己的疑惑也體會到了團(tuán)隊(duì)合作的好處。通過這次設(shè)計(jì)讓我對設(shè)計(jì)有了進(jìn)一步的認(rèn)識，不僅要 有清晰地設(shè)計(jì)流程，同時也要考慮經(jīng)濟(jì)性，性能等因素制約。設(shè)計(jì)也讓人變得更加細(xì)心，嚴(yán)謹(jǐn)，也讓我對未來的工作更加有