【正文】 圖34 齒形系數圖 當處于一檔時，中間軸上的計算扭矩為： （321） = =659668Nm 故由 ，可以得出；再將所得出的數據代入式（31）可得 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩時，一檔直齒輪的彎曲應力在400~850MPa之間。二檔齒輪圓周力： （323）根據斜齒輪參數計算公式可得出：=齒輪8的當量齒數=，可查表（34）得：。依據計算二檔齒輪的方法可以得出其他檔位齒輪的彎曲應力，其計算結果如下：三檔： 四檔：五檔： 當計算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時，對常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應力在180~350MPa范圍內，因此，上述計算結果均符合彎曲強度要求。）；齒輪螺旋角（176。將作用在變速器第一軸上的載荷作為計算載荷時，變速器齒輪的許用接觸應力見下表：表35 變速器齒輪的許用接觸應力齒輪/MPa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一檔和倒檔1900~2000950~1000常嚙合齒輪和高檔1300~1400650~700 通過計算可以得出各檔齒輪的接觸應力分別如下：一檔： 二檔： 三檔： 四檔： 五檔： 倒檔： 對照上表可知，所設計變速器齒輪的接觸應力基本符合要求。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實現(xiàn)。第一軸如圖41所示：圖35 變速器第一軸 中間軸分為旋轉軸式和固定軸式。由于一檔和倒檔齒輪較小，通常和中間軸做成一體，而高檔齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便齒輪磨損后更換。在草圖設計時，由齒輪、換檔部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長度。m為保證設計的合理性，軸的強度與剛度應有一定的協(xié)調關系。由變速器結構布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強度是足夠的，僅對其危險斷面進行驗算即可。由于第二軸結構比較復雜，故作為重點的校核對象。1. 第一軸的強度與剛度校核因為第一軸在運轉的過程中，所受的彎矩很小，可以忽略，可以認為其只受扭矩。mm； 軸的抗扭截面系數，； P軸傳遞的功率，kw； d計算截面處軸的直徑，mm； []許用扭轉切應力，MPa。軸的扭轉變形用每米長的扭轉角來表示。mm； G 軸的材料的剪切彈性模量，MPa,對于鋼材，G =； 軸截面的極慣性矩，； 將已知數據代入上式可得： 。2. 第二軸的校核計算1）軸的強度校核計算用的齒輪嚙合的圓周力、徑向力及軸向力可按下式求出： （335） （336） （337） 式中 至計算齒輪的傳動比，； d 計算齒輪的節(jié)圓直徑，mm，為105mm； 節(jié)點處的壓力角，為16176。； 發(fā)動機最大轉矩，為170000N代入上式可得： ， ， 。該軸所受扭矩為：。2）軸的剛度校核第二軸在垂直面內的撓度和在水平面內的撓度可分別按下式計算： （341） （342）式中, 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）,這里等于； 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N），這里等于； E彈性模量（MPa），（MPa），E =MPa； I慣性矩（），d為軸的直徑（）； a、b為齒輪坐上的作用力距支座A、B的距離（）； L支座之間的距離（）。 第4章 變速器同步器和操作機構的設計1. 同步器的結構在前面已經說明，本設計所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器，其結構如下圖所示：圖38 鎖環(huán)式同步器9變速器齒輪 2滾針軸承 8結合齒圈 7鎖環(huán)（同步環(huán)） 5彈簧 6定位銷 10花鍵轂 11結合套 如圖（38），此類同步器的工作原理是：換檔時，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動定位銷和鎖環(huán)移動，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖39b），使嚙合套的移動受阻，同步器在鎖止狀態(tài)，換檔的第一階段結束。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸靠近，在角速度相等的瞬間，同步過程結束，完成換檔過程的第二階段工作。圖39鎖環(huán)同步器工作原理2．同步環(huán)主要參數的確定 (1)同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對摩擦因數的影響很大，摩擦因數隨齒頂的磨損而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。圖310a中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖53b則適用于重型汽車。圖310 同步器螺紋槽形式(2)錐面半錐角 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。一般=6176。=6176。時就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。(3)摩擦錐面平均半徑R R設計得越大，則摩擦力矩越大。原則上是在可能的條件下，盡可能將R取大些。（4)錐面工作長度b縮短錐面工作長度，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。（6）同步環(huán)徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度要受機構布置上的限制，包括變速器中心距及相關零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步環(huán)的徑向厚度必須保證同步環(huán)有足夠的強度。貨車同步環(huán)可用壓鑄加工。有的變速器用高強度，高耐磨性的鋼配合的摩擦副，即在鋼質或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鉬（～），使其摩擦因數在鋼與銅合金摩擦副范圍內，而耐磨性和強度有顯著提高。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的2～3倍。影響鎖止角選取的因素，主要有摩擦因數、擦錐面的平均半徑R、鎖止面平均半徑和錐面半錐角?！?6176。本次設計鎖止角取。除去同步器的結構尺寸，轉動慣量對同步時間有影響以外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦追面上的軸向力，均對同步時間有影響。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。設計變速器操縱機構時，應滿足以下要求：1. 換檔時只允許掛一個檔。即使達到完全齒寬嚙合，也可能由于汽車震動等原因，齒輪產生軸向移動而減少了齒輪的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合。，變速器齒輪間將發(fā)生極大沖擊，導致零件損壞。為此，應設置倒檔鎖