【正文】 4Z ） =4217/（ 1947） = i %=||/100%=%5%(合格 ) 修正 4,3? 4,3? ＝ arccos［ nm ( 3Z + 4Z )/（ 2A）］ =176。 從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿(mǎn)足下列關(guān)系式： tg 2,1? /tg 4,3? = 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 3Z / 4Z ) tg 2,1? /tg 4,3? = 2Z /( 1Z + 2Z )(1+ 3Z / 4Z )= ||= 兩者相差不大，近似滿(mǎn)足軸向力的平衡條件。 6 確定倒檔傳動(dòng)比 倒檔齒輪的模數(shù)往往與一檔相近，為保證中間軸倒檔齒輪不發(fā)生根切，初選 14Z ＝ 20 18，倒檔齒輪一般在 21～ 33 之間選擇。 初選 15Z ＝ 22。 根據(jù)中間軸和輸出軸的中心距 A=136mm 那 136= m( 13Z + 14Z ) / 2 /cosβ+ 2 ?ah m + 代入數(shù)字圓整后可求得 13Z =42 修正倒擋傳動(dòng)比： gri = 2Z 13Z /( 1Z 14Z )= 4242/（ 1917） = 為了保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉， 齒輪 13 和齒輪 14 的齒頂圓之間應(yīng)保持 以上的間隙，因?yàn)? 中間軸與倒檔軸之間的中心距 A′ A′=m ( 14Z + 15Z )/2/ cosβ =4（ 18+22） /2/ cosβ = 第二軸與倒檔軸之間的中心矩 A′′ A ′′=m ( 13Z + 15Z )/2 =4 (42+22)/2/ cosβ = 取 A ′′= A ′+A ′′=221A =134mm 齒輪 9 和齒輪 10 的齒頂圓之間的間隙 x=1364(42+18)/14 = 所以齒輪能正常嚙合且不發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。 修正后各檔的傳動(dòng)比為： 1i =, 2i =, 3i =, 4i =, 5i =1， 6i =， gri = 7 齒輪精度的選擇 根據(jù)推薦，提高高檔位齒輪的性能，取 1Z ～ 8Z 為 6 級(jí)， 9Z ～ 15Z 為 7 級(jí)。 8 螺旋方向 由于斜齒輪傳遞扭矩時(shí)要產(chǎn)生軸向力，故設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)要求中間軸上的軸向力平衡。關(guān)于螺旋角的方向，第一、二軸齒輪采用左旋，這樣可使第一、二軸所受的軸向力直接經(jīng)過(guò)軸承蓋作用在變速器殼體上，而不必 經(jīng)過(guò)軸承的彈性檔圈傳遞。中間軸齒輪全部采用右旋，因此同時(shí)嚙合的兩對(duì)齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。 9 材料選擇 現(xiàn)代汽車(chē)變速器的齒輪材料大部分采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度與心部的高韌性相結(jié)合，能大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。本次設(shè)計(jì)的齒輪的材料選用 40Cr。 齒輪的強(qiáng)度校核 21 齒輪的損壞形式 變速器齒輪的損壞有以下幾種形式： 1 輪齒折斷 齒輪在嚙合過(guò)程中，齒輪表面承受有集中載荷的作用?？梢园妖X輪看作是懸臂梁，輪齒根部彎曲應(yīng)力很大，過(guò)渡圓角處又有應(yīng)力集中 ，故輪齒根部很容易發(fā)生斷裂。輪齒折斷有兩種情況，一種是輪齒受到足夠大的突然載荷的沖擊作用，導(dǎo)致輪齒斷裂。另一種是受到多次重復(fù)載荷的作用，齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫，裂縫逐漸擴(kuò)展到一定深度以后，齒輪突然折斷。 為避免齒輪輪齒折斷，需降低輪齒的彎曲應(yīng)力，提高齒輪的彎曲強(qiáng)度。采用下列措施，可提高輪齒的彎曲強(qiáng)度：增大輪齒根部齒厚；加大輪齒根部過(guò)渡圓角半徑；采用長(zhǎng)齒齒輪傳動(dòng)；提高重合度；使同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)增多；使齒面及齒根部過(guò)渡圓角處盡量光滑；提高材料的許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。 2 齒面點(diǎn)蝕 齒面點(diǎn)蝕是 閉式齒輪傳動(dòng)經(jīng)常出現(xiàn)的一種損壞形式。因閉式齒輪在潤(rùn)滑油中工作，齒面長(zhǎng)期受到脈動(dòng)的接觸應(yīng)力作用，會(huì)逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。而裂縫中油壓增高，使裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，最后導(dǎo)致齒面表層一塊塊剝落，齒面出現(xiàn)大量的扇形小麻點(diǎn)，這就是齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象。 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。 3 齒面膠合 高速重載齒輪傳動(dòng)、軸線(xiàn)不平行的螺旋齒輪傳動(dòng)及雙曲面齒輪傳動(dòng)，由于齒面相對(duì)滑動(dòng)速度大，接觸應(yīng)力大，使齒面間潤(rùn)滑油膜破壞，兩齒面之間金屬材料直接接觸， 局部溫度過(guò)高，互相熔焊粘連，齒面沿滑動(dòng)方向形成撕傷痕跡，這種損壞形式叫膠合。 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(rùn)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。 圓柱齒輪強(qiáng)度的簡(jiǎn)化計(jì)算方法 1 齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 ?? ?? =ybPKKF t ft ? (37) 式中， ?? 為彎曲應(yīng)力（ N/mm2 ） tF 為圓周力 （ N） tF = dTe2 eT 為計(jì)算載荷 d 為節(jié)圓直徑 ?K 為應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 K? = 22 fK 為摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪 Kf =， 從動(dòng)齒輪 Kf = b 為尺寬 （ mm） t 為端面齒距 （ mm）， t= y 為齒形系數(shù)，可由《汽車(chē)設(shè)計(jì)》中圖 查得 當(dāng)計(jì)算載荷 eT 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 時(shí)，一、倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在 400~850 N/mm2 。 ?w ?? =??yKbPKFtnt (38) 式中， tF 為圓周力 （ N） tF = dTe2 eT 為計(jì)算載荷 d 為節(jié)圓直徑 ?K 為應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ?K = fK 為摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪 fK =， 從動(dòng)齒輪 fK = b 為尺寬 （ mm） t 為法面齒距 （ mm）， t= y 為齒形系數(shù) ?K 為應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ?K = ?K 為重合度影響系數(shù)， ?K =2 當(dāng)計(jì)算載荷 eT 取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 時(shí)，各擋斜齒輪許用彎曲應(yīng)力在 100~250 N/mm2 。而本設(shè)計(jì)所選材料 20CrMnTi許用彎曲應(yīng)力可達(dá)到 450 N/mm2 。 2 齒輪接觸 應(yīng)力計(jì)算 齒輪的接觸應(yīng)力按下式計(jì)算： )11(21 ??? ?? bEFbnj (39) 23 式中： bnF ——法面內(nèi)基圓周切向力， bnF = ??coscos tF ； tF ——端面內(nèi)分度圓切向力， tF = dT2 ； T ——計(jì)算轉(zhuǎn)矩， N?mm； d ——節(jié)圓直徑； ? ——節(jié)圓壓力角； ? ——螺旋角； E ——輪齒材料的彈性模量； b ——齒輪接觸的實(shí)際寬度； 1? 、 2? ——主、被動(dòng)齒輪節(jié)圓處齒廓曲率半徑； 1? = ??21cossinr ， 2? = ??22cossinr ； 1r 、 2r ——主、被動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑； 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 T =21 maxeT 時(shí)的許用應(yīng)力為； 這里 maxeT 是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。 將作 用在變速器第一軸上的載荷 maxeT /2 作為計(jì)算載荷時(shí)，一擋和倒擋齒輪的許用接觸應(yīng)力為 1900~2022 N/mm2 ，常嚙合齒輪和高擋齒輪的許用接觸應(yīng)力為 1300~1400 N/mm2 下面對(duì)本設(shè)計(jì)中的各對(duì)齒輪副進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算及校核 3 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 已知發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為 ,齒輪傳動(dòng)的效率為 99%，離合器傳動(dòng)效率為 99%，軸承傳動(dòng)效率為 96%。 I 軸 1T = 承離 ??maxeT = 中間軸 2T = 2,11 iT 齒承 ?? = II 軸 一檔 31T = 12,112 iT 齒承 ?? = 二檔 32T = 10,92 iT 齒承 ?? = 三檔 33T = 8,72 iT 齒承 ?? = 四檔 34T = 6,52 iT 齒承 ?? = 24 五檔 35T = 齒承 ??1T = 六檔 34T = 4,32 iT 齒承 ?? = 倒檔 倒T = 14,1322 iT ）（ 齒承 ?? = 4 一擋齒輪的強(qiáng)度校核 a. 彎曲強(qiáng)度校核 已知 11d =， 12d =， 31T =， 2T =， tF = dTe2 ?K =， ?K =2， 12y =， 11y =， cK = b= cK m 代入公式： ?? =??yKbPKFtnt 11? =450MPa， 12? =450MPa 故齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度強(qiáng)度要求 b. 接觸強(qiáng)度校核 已知 11d =， 12d = ， eT =， 1F = dTe2 ， E= 410? MPa F = ??coscos 1F ， cK =， b= cK m， z? = ??2cossinzr ， b? = ??2cossinbr 代入公式： )11(bzj bEF ??? ?? =1900N/mm2 故齒輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度要求 5 二擋齒輪的強(qiáng) 度校核 a. 彎曲強(qiáng)度校核 已知 9d =， 10d =， 32T =， 2T = 25 tF = dTe2 ?K =， ?K =2， 9y =， 10y =， cK = b= cK m 代入公式： ?? =??yKbPKFtnt 9? =450MPa， 10? =450MPa 故此齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度強(qiáng)度要求 b. 接觸強(qiáng)度校核 已知 9d =， 10d =， eT =， 1F = dTe2 ， E= 410? MPa F = ??coscos 1F ， cK =， b= cK m， z? = ??2cossinzr ， b? = ??2cossinbr 代入公式： )11(bzj bEF ??? ?? = 1400N/mm2 故此齒輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度要求 6 三擋齒輪的強(qiáng)度校核 a. 彎曲強(qiáng)度校核 已知 7d = ， 8d = ， 33T =， 2T = tF = dTe2 ?K =， ?K =2， 7y =， 8y =， cK = b= cK m 26 代入公式： ?? =??yKbPKFtnt 7? =450MPa， 8? =450MPa 故此齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度強(qiáng)度要求 b. 接觸強(qiáng)度校核 已知 7d = ， 8d = ， eT =， 1F = dTe2 ， E= 410? MPa F = ??coscos 1F ， cK =， b= cK m， z? = ??2cossinzr ， b? = ??2cossinbr 代入公式： )11(bzj bEF ??? ?? = 1400N/mm2 故此齒輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度要求 7 四擋齒輪的強(qiáng)度校核 a. 彎曲強(qiáng)度校核 已知 5d = ， 6d = ， 34T =， 2T = tF = dTe2 ?K =， ?K =2， 5y =， 6y =， cK = b= cK m 代入公式： ?? =??yKbPKFtnt 9? =450MPa， 10? =450MPa 故此齒輪滿(mǎn)足強(qiáng)度強(qiáng)度要求 27 b. 接觸強(qiáng)度校核 已知 5d = ， 6d = ， eT =， 1F = dTe2 ， E= 410? MPa F = ??coscos 1F ， cK=， b=cKm， z? = ??2cossinzr ， b? = ??2cossinbr 代入公式： )11(bzj bEF ??? ?? = 1400N/mm2 故此齒輪滿(mǎn)足接觸強(qiáng)度要求 8 六擋齒輪的強(qiáng)度校核 a. 彎曲強(qiáng)度校核 已知 3d = ， 4d = ， 36T =， 2T = tF = dTe2 ?K =， ?K =2， 3y =， 4y =， cK = b= cK m 代入公式： ?? =??yKbPKFtnt 3? =450MPa， 4? =450MPa 故此齒輪滿(mǎn) 足強(qiáng)度強(qiáng)度要求 b. 接觸強(qiáng)度校核 已知3d= ，4d= ， eT =， 1F = dTe2 ， E= 410? MPa F = ??cosc