買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 前 言 變速器用于轉變發動機曲軸的轉矩及轉速，以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同條件下對驅動車輪牽引力及車速的不同要求的需要。變速器在汽車中起著重要的作用，它能使汽車以非常低且穩定的車速行駛，而這種低的車速只靠內燃機的最低穩定轉速是難以達到的。 隨著汽車工業的不斷壯大，以及汽車行業持續快速的發展 ，如何設計出 更 經濟實惠，工作可靠，性能優良，且 符合 中國國情的汽車已經是當前汽車設計者的緊迫問題 ，也是我們作 為 汽車工程本科畢業生， 必須 肩負 的 重任 。在面臨著前所未有的機遇的同時，我們要努力為我們的汽 車工業做出應有的貢獻。 經過四年的 刻苦 學習，我掌握了四十多門基礎知識和專業知識 ， 閱讀 了大量的專業書籍，為 從事汽車行業的 工作打下了堅實的基礎。在大學畢業，即將走向工作崗位之際， 按國家教委的要求，進行了這次設計 。畢業設計是 對我們在大學期間所學 知識 的一次 檢閱，充分體現了一個設計者的知識掌握程度和創新思想。畢業設計總體質量的好壞也直接體現了畢業生的獨立創造設計能力。由于畢業設計具有特殊的重要意義，在 兩 個 多 月的畢業設計時間里 我們到單位實習，并 閱讀了 大量的 汽車資料，虛心向老師請教， 且在老師的指導下，將老師傳授的設計 方法運 用到自己的設計中 ，使本次畢業設計得以順利完成。 本人的設計題目、要求及任務是： 輕型貨車變速器設計（ 4 1）檔 設計參數： 發動機 : 60 N m ； 車速： 00 Km/h ； 額定轉速： n=2800 車輪滾動半徑： m ； 汽車總質量： 2200 爬坡度： 30 ；主減速比： 驅動輪上法向反作用力： 300 設計 要求 : 采用中間軸式、全同步器換檔。本次設計要求：對各檔齒輪的接觸強度、彎曲應力及軸的強度、剛度以及軸 承的載荷進行校核計算。 設計工作量 : 1、集資料、進行方案論證、結構分析，確定合理的結構方案。 2、選擇正確的參數，對變速器的強度及剛度進行校核計算。 3、繪制變速器總裝 圖 1 張（ 0 號圖）、 殼體圖 1 張（ 0 號圖）、 操縱機構總裝圖 1 張（ 0號圖）、齒輪零件圖 折合 （ 0 號圖），其中用計算機繪圖折和 繪圖 折和 圖量為 以上 0 號圖。 4、 設 計中的計算要求編程，上機計算，打印程序、結果。 5、英譯中大于 5000 字符（折合中文約大于 3000 字）。 6、設計說明書應包括：目錄、中、英文 摘要、設計說明、方案論證、計算過程、結論、畢業設計完成情況的自我評價及其它說明。要求大于 字。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 設計過程中，本人按時、按質、按量完成了各階段的工作，最終順利完成了設計任務，設計出一臺適用于輕型貨車的四檔變速器。 最后，由于本人的設計經驗和知識水平有限，在設計中出現的問題敬請各位老師和同學的指正。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 第一章 變速器的功用和要求 現代汽車采用的活塞式內燃發動機轉矩變化范圍較小，不能適應汽車在各種條件下阻力變化的要求，因此在汽車傳動系中，采用了可以改變轉速比和傳動轉矩比的裝置，即變速器。變速器不但可以擴大發動機傳到驅動 車輪上的轉矩和轉速的變化范圍，以適應汽車在各種條件下行駛的需要， 而且能在保持發動機轉動方向不變的情況下，實現倒車， 還能利用空擋暫時地切斷發動機與傳動系統的動力傳遞，使發動機處于 怠速運轉狀態。 變速器的功用： （ 1） 改變 傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時使發動機在有利的工況下工作； （ 2） 在發動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛； （ 3） 利用空擋，中斷動力傳遞，以使發動機能夠起動、怠速，并便于變速器換檔或進行動力輸出。 因此變速器通常還設有倒檔，在不 改變發動機旋轉方向的情況下汽車能倒退行駛；設有空擋，在滑行或停車時發動機和傳動系能保持分離。變速器還應能進行動力輸出。 為保證變速器具有良好的工作性能，設計變速器必須滿足以下的使用條件和基本要求： （ 1） 應該合理 地 選擇變速器的檔數和傳動比，使汽車具有良好的動力性和經濟性； （ 2） 工作可靠，在使用過程中不應該有自動跳檔、脫檔和換檔沖擊現象發生； 此外，還不允許出現誤掛倒檔的現象； （ 3） 操縱 輕便 ，以減輕駕駛員的勞動強度； （ 4） 傳動效力高、噪音小 。 為了減少齒輪的嚙合損失，應設有直接檔 。 此 外 合 理 地齒輪 形 式以及結構參數，提高其制造和安裝精度 ，都是提高效率和減小 噪聲的有效措施。 （ 5） 結構 緊湊 ，盡量做到質量輕、體積小、制造成本底。 （ 6） 制造容易、成本低廉、維修方便、使用壽命長； （ 7） 貫徹零件標準化 、部件通用化及總成系列化等設計要求，遵守有關標準規定； （ 8） 需要時應設置動力輸出裝置。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 第二章 變速器的方案論證 第一節 變速器類型選擇及傳動方案設計 變速器的種類很多， 按其傳動比的改變方式可以分為有級、無級和綜合 式的 。 有級變速器 根據前進 檔 檔數的不同，可以分為三、四、五檔和多檔變速器 ；而按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線（行星齒輪）式和綜合式的。 其中，固定式變速器應用較廣泛，又可分為兩軸式， 三 軸式和多軸式變速器。 現代汽車大多都采用三軸式變速 器。 對發動機前置前輪驅動的轎車，如變速器傳動比小，則常采用兩軸式變速器。 以下是兩軸式和三軸式變速器的傳動方案。要采用哪一種方案，除了汽車總布置的要求外，主要考慮以下四個方面： 一、結構工藝性 兩軸式變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，當發動機縱置時，主減速 器 可用螺旋圓錐齒輪或雙曲面齒輪，而發動機橫置時用圓柱齒輪，因而簡化了制造工藝。 二、變速器的徑向尺寸 兩軸式變速器的前進檔均為一對齒輪副，而三軸式變速器則有兩對齒輪副。因此，對于相同的傳動比要求，三軸式變速器的徑向尺寸可以比兩軸式變速器小得多。 三、變 速器齒輪的壽命 兩軸式變速器的低檔齒輪副大小相差懸殊，小齒輪工作循環次數比大齒輪要高得多，因此，小齒輪工作壽命比大齒輪要短。三軸式變速器的各前進檔均為常嚙合齒輪傳動，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，因此壽命比較接近。在直接檔時，齒輪只是空轉，不影響齒輪壽命。 四、變速器的傳動效率 兩軸式變速器，雖然可以有等于 1 的傳動比，但是仍要有一對齒輪傳動，因而有功率損失。而三軸式變速器，可以將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接檔，因而傳動效率高，磨損小，噪聲也 較小。 轎車，尤其是微型汽車，采用兩軸式變速器比較多， 這樣可將 變速器和主傳動器組成一個整體，使傳動系的結構緊湊，汽車得到較大的有效空間，便于汽車的總體布置。因此，近年來在歐洲的轎車中采用得比較多。 而中、重型載貨汽車則多采用三軸式變速器。 這次設計的變速器是輕型貨車使用，所以采用三軸式變速器。 第二節 變速器傳動機構的分析 根據 第一節 所述，采用中間軸式變速器，在各檔數相同的條件下，各變速器的差別主要在常嚙合齒輪對數，換檔方案和倒檔傳動方案。 一、換檔結構形式的選擇 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 目前，汽車上 的機械式變速器的換檔結構形式有直齒滑動齒輪 、 嚙合套和同步器換檔三種。 （一）滑動齒輪換檔 通常 是采用滑動直齒輪換檔，但也有采用滑動斜齒輪換檔的。滑動直齒輪換檔的優點是結構簡單、緊湊、容易制造。缺點是換檔時齒端面承受很大的沖擊會導致齒輪過早損壞，并且直齒輪工作噪聲大，所以這種換檔方式一般僅用在一檔和倒檔上。 （二）嚙合套換檔 用嚙合套換檔，可以將結構為某傳動比的一對齒輪 ， 制造成常嚙合 的 斜齒輪。用嚙合套換檔，因同時承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數多，而 輪 齒 又不參與換檔 ，因此 它們都不會過早損壞，但是不能消除換檔沖擊，所以仍要 求駕駛員有熟練的操作技術。此外，因增設了嚙合套和常嚙合齒輪， 使 變速器的軸向尺寸和旋轉部 分的總慣 量 增大。因此，這種換檔方法目前只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上使用。這是因為重型貨車檔位間的公比較小，要求換檔手感強，而且在這種車型上又不宜使用同步器（壽命 太短，維修不便）。 （三）同步器換檔 現在大多數汽車的變速 器都采用同步器換檔。使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換檔， 與操作技術熟練程度無關，從而提高了汽車的加速性、經濟性和行駛安全性 。同上述兩種換檔方法相比，雖然它有結構復雜、制造精度要求高、軸向尺寸大、同步環使用壽命短等缺點，但仍然得到廣泛應用。近年來，由于同步器廣泛使用，壽命問題已得到基本解決。 上述三種換檔方案，可同時用在同一變速器中的不同檔位上， 一般倒檔和一檔采用結構較簡單的滑動直齒輪或嚙合套的形式，對于常 用的高檔位則采用同步器或嚙合套 . 本次設計 方案 一 、二 檔 和三、四檔 采用同步器換檔， 倒檔使用 倒檔軸上滑動 直齒輪換檔。 二、倒檔的形式及布置方案 倒檔使用率不高，常采用直齒滑動齒輪方案換入倒檔。為實現傳動有些利用在前進檔的傳動路線中，加入一個中間傳動齒輪的方案，也有利用兩個聯體齒輪的方案。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 圖 見的倒檔結構方案有以下幾種： 方案 1.（如圖 所示） 在前進檔的傳動路線中，加入一個傳動，使結構簡單，但齒輪處于正負交替對稱變化的彎曲應力狀態下工作。此方案廣泛用于轎車和輕型貨車的四檔全同步器式變速器中。 方案 2.（如圖 所示） 此方案的優點是可以利用中間軸上一檔齒輪，因而縮短了中間軸的長度，但換檔時兩對齒輪必須同時嚙合，致使換檔困難。某些輕型貨車四檔變速器采用此方案。 方案 3.（如圖 所示） 此方案能獲得較大的倒檔傳動比，突出的缺點是換檔程序不合理。 方案 4.（如圖 所示） 此方案針對前者的缺點作了修改，因而 經常在貨車變速器中使用。 方案 5.（如圖 所示） 此方案中，將中間軸上一檔和倒檔齒輪做成一體其齒 體 、寬加大，因而縮短了一些長度。 方案 6.（如圖 所示） 此方案中，采用了全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔方便。 方案 7.（如圖 所示） 為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有些貨車采用此方案，其缺點是一檔和倒檔得各用一根變速器撥叉軸，使變速器上蓋中的操縱機構復雜一些，一般 3、 4、 5、 6、7 五種方案用于五檔變速器 。 綜合考慮，本次設計采用 輸出 軸上直齒滑動換入 倒檔換檔方式。其優點是：結構簡買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 單 ，直齒輪加工要求不太高，無軸向力，成本低。但換檔時容易發生沖擊，產生噪聲大壽命短。 第三節 變速器操縱機構方案分析 一、變速器操縱機構的功用 變速器操縱機構的功用是保證各檔齒輪、嚙合套或同步器移動規定的距離，以獲得要求的檔位，而且又不允許同時掛 入 兩個檔位。 二、設計變速器操縱機構時，應該滿足的 基本要求 （一） 要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖 ; （二） 要使換檔動作輕便、省力，以減輕駕駛員的疲勞強度 ; （三） 應使駕駛員得到必要的手感。 三、換檔位置 設 計操縱機構首先要確定換檔位置。換檔位置的確定主要從換檔方 便考慮 。 為此應該注意以下三點： （一） 按換檔次序來排列 ； （二） 將常用檔放在中間位置，其它檔放在兩邊； （三） 為了避免誤掛倒檔，往往將倒檔安排在最靠邊的位置，有時于 1 檔組成一排。 第四節 變速器 傳動方案的設計 各齒輪副的相對安排位置，對于整個變速器的結構布置有很大的影響。各檔 位置的安排，應考慮以下四個方面的要求： 一、 整車總布置 根據整車的總布置，對變速器輸入軸與輸出軸的相對位置和變速器的輪廓形狀以及換檔機構提出要求。比如說是該車是采用發動機前置前驅動還是發動機前置后驅動等等，這些問題都牽連著變速器的設計 方案。 二、 駕駛員的使用習慣 人們習慣于按檔的高低順序，由左到右或由右到左排列來換檔，如下圖 b 和 c。值得注意的是倒檔，雖然它是平常換檔序列之外的一個特殊檔位，然而卻是決定序列組合方案的重要環節。例如在四檔變速器中采用的基本序列組合方案有三種，見圖 中 b和 掛檔時，需先換位再掛倒檔。倒檔與序列結合與不結合兩者比較，前者在結構上可省去一個撥叉和一根變速滑桿，后者如布置適當，則可使變速器的軸向長度縮短。 按習慣，倒檔最好與序列不結合。否則，從安全考慮，將倒檔與一檔放在一起較好。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 圖 據以上的要求， 本次設計的檔位布置方案如 圖 圖 、 提高平均傳動效率 為提高平均傳動效率，在三軸式變速器中，普遍采用具有直接檔的傳動方案，并盡可能地將使用時間最多的檔位實際成直接檔。 四、 改善齒輪受載狀況 各檔齒輪在變速器中的位置安排，應考慮齒輪的受載狀況。承受載荷大的低檔齒輪，一般安置在離軸承較近的地方，以減小軸的變形，使齒輪的重疊系數不致下降過多。變速器齒輪主要是因接觸應力過高 而造成表面點蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠處較好。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉角較小，故齒輪的偏載也小。 本次設計傳動方案如圖 示 傳動路線： 檔： 一軸 12 中間軸 87 二軸 5、 7齒輪間的同步器 輸出 檔： 一軸 12 中間軸 65 5、 7齒輪間的同步器 二軸 輸出 檔： 一軸 12 中間軸 43 1、 3齒輪間同步器 二軸 輸出 檔： 一軸 1 1、 3齒輪間同步器 二軸 輸出 一軸 12 中間軸 10119 二軸 輸出 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 圖 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 第三章 變速器設計計算 第一節 變速器主要參數的選擇 一、 軸的直徑 第一軸花鍵部分直徑 d(選 d=K 3 式中： K 經驗系數 ， K K 發動機最大轉矩（ Nm） ； d=取 d 32 二、 傳動比的選擇 汽車在最大爬坡路面上行使時，最大驅動力應能 克服輪胎與路面間滾動阻力及上坡阻力。由于汽車上坡行使時，車速不高 ，故可以忽略空氣阻力，這時： m a xm a x （ 式中： 最大驅動力； 即 i 0i /0 滾動阻力； 即 fF=f m g 最大上坡阻力。 即 m g 以上參數 代入 （ 3： 1i0m a a xm a x )s s( 以上是 根據最大爬坡度確定一檔傳動比 ， 式中： 發動機最大扭矩 ，60 N m； 1i 變速器一檔傳動比； 0i 主傳動器傳動比，0i= m 汽車總質量 ， m 2200 f 道路滾動阻力系數 取 傳動系機械效率，取 g 重力加速度；取 g = 0R 驅動輪滾動半徑，取 m； 汽車最大爬坡度為 30，即 1i = 取 1i = 由 3221 /買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 式中， q 為常數，也就是各檔之間的公比，一般認為 q 不宜大于 由 中等比性質；得： 11 n m 檔位數，取 m =2,3,4, n 檔數， n=4 ； 2i =i=i =接檔 ) 21 2 3 合 1i =2i = 3i= 4i = 三、中心矩 A 對于中間軸式變速器，是將 中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距 A 初選中心矩 根據經驗公式計算 A = 3 1m a x ( 中心 距 系數： 1i 變速器一檔傳動比； g 變速器傳動效率：取g 96； 發動機的最大輸出轉矩，單位為（ A=(160 、齒輪參數選擇 （一 ） 模數的選擇 影響齒輪模數 選取 的 因素很多，如齒輪強度、質量、 噪聲、工藝要求等。選取齒輪模數時一般遵循的原則是：合理減少模數， 增加齒寬 會使噪聲降低；為了減輕變速器的質量 ，應增加模數，同時減小齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應選用同一種模數，而從 齒輪 強度方面考慮，各檔齒輪應該有不同的模數。 對貨車，減輕 質量比減小噪聲更重要，故齒輪應選用大些的模數。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 初選模數時，可參考同類型汽車的齒輪模數確定；也可以根據經驗公式確定，即： 30/ 高檔齒輪 K=1 m = 31m a x 10/7.0 ge = 一檔齒輪 式中： m 為直齒輪模數； 發動機最大扭矩；60 N m 1i 變速器一檔傳動比； g 變速器傳動效率：取g 96； 該設計選用同一模數進行，故斜齒輪法向模數 取；直齒輪模數取 m =3 （二）壓力角的選擇 壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強度和 表面接觸強度。對于轎車，為提高重合度以降低噪聲，應采用 ,15，16， 小些的壓力角；對貨車，為提高齒輪的承載能力，應選用 25等大些的壓力。 實際上，因國家規定的標準壓力角為 20，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為 20 。 （三）螺旋角 選取斜齒輪的螺旋角，應注意到它對齒輪工作噪聲，輪齒的強度和軸向力有影響。在齒輪選取大的螺旋角時， 齒輪嚙合 重合度增加，工作平穩，噪聲 降 低。隨著增大，齒的強度也相應提高，不過，當螺旋角大于 30時，抗彎強度急劇下降 ，會使軸向力及軸承載荷過大 。 貨車變速器斜齒螺旋角 的選擇范圍： 18 26 。初選 1,2=25 ，208,76543 ， （四）齒寬 b 齒寬的選擇，應注意到齒寬對變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩行、齒 強度和齒輪工作時受力的均勻程度。 通常根據模數 m （選擇齒寬： 直齒： b =cK m, 齒： b =cK nm， 小齒輪的齒寬在計算上認為加寬約 5 10，所以有 1、 直齒 b =( 3=24(9b=2010b=2211b =20、 斜齒 b =( 3=25.5( 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 因為本設計中間軸上預定用寶塔齒輪，所以取 : 1b =222b =203b =224b =20b=186b=207b=188b=20五）各檔齒數 Z 齒數確定原則：各檔齒輪齒數比應盡可能不是整數 , 且 各檔齒數無公約數 。 1、 一檔齒輪齒數 斜齒 A nm選取8,7 20 ， 89 3 =取6 由87 h 進行大小齒輪齒數分配，為使87 /取 7Z=38,8Z=18； A =7Z+8Z)/(2) (= 38 18)/(2 )= A 90 2Z / 1Z 1Z (=18/38= 由 A = 1Z + 2Z )/(2) (1Z + 2Z 2 90 3= 1Z =17， 2Z =37（圓整）； 修正 1i 1i = 2Z 7Z /( 1Z 8Z ) (=37 38/（ 17 28） =i %=| =90輪 9和齒 輪 10的齒頂圓之間的間隙 x =90(38+17)/1 3 = 所以 齒輪能正常嚙合且不發生運動干涉。 修正后 各檔的傳動比為： =六） 齒輪精度的選擇 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 根據推薦，提高高檔位齒輪的性能，取 級， 級 。 （ 七 ） 螺旋方向 由于斜齒輪傳遞扭矩時要產生軸向力，故設計時應要求中間軸上的軸向力平衡。 關于螺旋角的方向，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過軸承蓋作用在變速器殼體上，而不必經過軸承的彈性檔圈傳遞。中間軸齒輪全部采用右旋，因此同時嚙合的兩對齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。 （ 八 ） 齒輪變位系數的 選擇及 計算 采用變位系數，除了避免齒輪產生干涉、根切和配湊中心距以外，還因為變速器不同檔位的齒輪在彎曲強度、接觸強度、使用平穩性、耐磨性及抗膠合能力等方面有不同的要求，采用齒輪變 位就能分別予以兼故。齒輪變位是提高齒輪壽命的有效方法。 對實際中心距等于已知中心距時，采用高度變位，反之采用角度變位。 由于角度變位可獲得良好的齒合性能及傳動質量 ,故較多被采用 . 變 速 器齒輪是斷續工作的 ,各檔使用條件不同 ,齒輪經常承受循環負荷 ,有時還承受沖擊負荷。 使用表明 ,變速器齒輪大多是因為齒面剝落和疲勞斷裂而損壞的 ,因此 ,變位系數只要 應按提高接觸強度、彎曲強度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數 。對于常用的 高檔齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落，應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。為提高接觸強度 ,應 使所選用的變位系數盡可能取大些 ,這樣兩齒輪的齒廓漸開線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應力。對于 低擋齒輪，由于齒輪的齒根強度較低，加之傳遞的載荷較大，有時會出現小齒輪的彎曲強度，應根據危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數，此時小齒輪的變位系數大于零。 為提高耐磨性及抗膠合能力，應使所選用的變位系數能降低兩齒合齒輪的相對滑動系數，并使兩齒輪齒根外的滑動系數趨于平齊。 利用變位系數 封閉圖 分配變位系數是目前較好的一種方法，它比較全面地綜合了各種限制條件和各種傳動質量指標。 使用該圖分配變位系數可不必校核是否干涉，根切，齒頂變尖以及重合系數過低等情況。 變位系數的計算： 已知實際中心距 A ， ， Z 標準中心距 A=1+(2* 端面壓力角 t: t=n/端 面 齒 合角 t : t =t+2*(t /( 1 (t =t t) A =A*t /t t =*t /A ) 代 入 1式并整理得： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ X=(t t )*(*t 根據以上各式計算得： X(1,2) = X(3,4) = X(5,6) = X(7,8) =(9,11) =0 X(10,11) =0 表 i 2 4 6 I 8 10 0 0 表 2 為計算所得齒數： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 表 Z 2Z 35Z 17 37 24 32 32 24 38 18 38 17 22 b 22 20 22 20 18 20 18 20 20 22 20 0 3 3 3 20 20 20 20 3 3 0 d 14 51 66 20 57 72 8.5 y 1） 直齒圓柱齒輪： (2) 斜齒圓柱齒輪： 分度圓直徑： d=Z m 端面模數（*ah+ 分度圓直徑： d=Z 根高 c* m 齒頂高： ha= t 頂圓直徑： da=d+2 齒全高： h=(2 C*) 高 h=ha+ 齒頂圓直徑 da=d+2 頂高系數 根高系數 c*=九）材料選擇 現代汽車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買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 性相結合，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。本次設計的 齒輪的材料選用 40 五、齒輪的強度校核 1、 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 齒輪在嚙合過程中，齒輪表面承受有集中載荷的作用。可以把齒輪看作是懸臂梁，輪齒根部彎曲應力很大，過渡圓角處又有應力集中，故輪齒 根部很容易發生斷裂 。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，導致輪齒 斷裂 。另一種是受到多次重復載荷的作用，齒根受拉面的最大應力區出現疲 勞裂縫，裂縫逐漸擴展到一定深度以后，齒輪突然 折斷 。 為避免齒輪輪齒折斷，需降低輪齒的彎曲應力，提高齒輪 的彎曲強度。采用下列措施，可提高輪齒的彎曲強度： 增大輪齒根部齒厚 ； 加大輪齒根部過渡圓角半徑 ； 采用長齒齒輪傳動；提高重合度；使同時嚙合的輪齒對數增多；使齒面及齒根部過渡圓角處盡量光滑；提高材料的許用應力，如采用優質鋼材等。 （ 2） 齒面點蝕 齒面點蝕 是閉式齒輪傳動經常出現的一種損壞形式。因閉式齒輪在潤滑油中工作，齒面長期受到脈動的接觸應力作用，會逐漸產生大量與齒面成尖角的小裂縫。而裂縫中油壓增高 ，使裂縫繼續擴展，最后導致齒面表層一塊塊剝落，齒面出現大量的扇形小麻點，這就是齒面點蝕現象。 提高接觸強度的措施：一方面是合理選擇齒輪參數，使接觸應力降低；另一方面是提高齒面硬度，如采用許用應力大的鋼材等。 （ 3） 齒面膠合 高速重載齒輪傳動、軸線不平行的螺旋齒輪傳動及雙曲面齒輪傳動，由于齒面相對滑動速度大，接觸應力大，使齒面間潤滑油膜破壞，兩齒面之間金屬材料直接接觸，局部 溫度過高，互相熔焊粘連 ， 齒面沿滑動方向形成撕傷痕跡 ，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 壓添加劑的潤滑油，提高油膜強度，使油膜不破壞，就可以不產生局部溫升；另一方面可提高齒面硬度，或嚙合齒輪采用不同材料等。 2、 圓柱齒輪強度的簡化計算方法 （ 1）接觸強度計算 用下列公式計算接觸應力 )11(c 1 N/ (式中： 法面內基圓周切向力， 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 端面內分度圓切向力，tF= M 計算轉矩， N d 節圓直徑； 節圓壓力角； 螺旋角； E 輪齒材料的彈性模量； b 齒輪接觸的實際寬度； 1 、 2 主、被動齒輪節圓處齒廓曲率半徑； 1 = 21 2 =22 1r 、 2r 主、被動齒輪節圓半徑； 計算轉矩 M =21 常嚙合齒輪： 13001400 檔及倒檔齒輪： 19002000 里 （ 2） 彎曲強度計算 直齒輪用下式計算彎曲應力： = （ (斜齒輪用下列公式計算： = (式中： 圓周力，tF=N； K 應力集中系數， 直 齒輪取 齒輪取 摩擦力影響系數，主動齒輪取 動齒輪取 b 齒面寬 端面周節， m ； 法面周節， y 齒形系數； K 重合度影響系數，K= 許用應力為 400齒輪） ， 倒檔齒承受雙向交變載荷作用，取下限 ； 100車斜齒輪）。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ (齒輪的接觸強度和彎曲強度的計算程序及結果見附錄 ) 第二節 變速器軸的設計計算 一、 軸的功用及設計要求 變速器軸在工作時 承受轉矩，彎矩 ，因此應具備足夠的強度和剛度。軸的剛度不足，在負荷作用下，軸會產生過大的變形，影響齒輪的正常嚙合，產生過大的噪聲，并會降低齒輪的使用壽命。 設計變速器軸時主要考慮以下幾個問題： 軸的結構形狀、軸的直徑、長度、軸的強度和剛度、軸上花鍵型式和尺寸 等。 軸的結構主要依據變速器結構布置的要求，并考慮加工工藝、裝配工藝而最后確定。 二、 軸尺寸初選 在變速器結構方案確定以后，變數器軸的長度可以初步確定。軸的長度對軸的剛度影響很大。為滿足剛 度要求，軸的長度須和直徑保持一定的協調關系。軸的直徑 d 與支承跨度長度 l 之間關系可按下式選取： 第一軸及中間軸：二軸： 軸直徑與軸傳遞轉矩有關，因而與變速器中心距有一定關系，可按以下公式 初選 軸直徑： 中間軸式變速器的第二軸和中間軸 最大軸徑 ： d =（ A （ 第一軸花鍵部分直徑 d (d 為 按下式 初選 ： d =（ 3A 變速器中心距， 發動機最大轉矩， Nm。 軸的尺寸還與 齒輪、花鍵、軸承有一定聯系，要根據具體情況，按其標準進行修正。 以下是軸的計算尺寸 ： 第二軸： 3/11m (1 （ ( T=0 6P 1/=ig因發動機最大扭矩不大，故 C 取較小值， 由機械設計（第 八 版）表 15取 C 100 P 1/10 6 d (T ig/0 6)1/3 （ 齒輪 1處： 00 （ 0 5 0 6） 1/3 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 齒輪 3處： 00 （ 0 5 0 6） 1/3 齒輪 5處： 00 （ 0 52. 902 0 6） 1/3 齒輪 7處： 00 （ 0 5 0 6） 1/3 齒輪 9處： 00 （ 0 5 0 6） 1/3 中間軸： 齒輪 2、 4處： 00 （ 0 5 0 6） 1/3 當軸截面上開著鍵槽時，應增大軸徑以考慮對軸的強度減弱，同步器花鍵增加5。 修正后，軸徑如下： 齒輪 9處： d=（ 1+5） 齒輪 2、 4處： d=（ 1+5） 與 檔同步器軸徑： 32 與 檔同步器軸徑： 40 其它尺寸查看標準構件來定。 三、 軸的結構形狀 軸的結構形狀應保證齒輪、同步器及軸承等的安裝、固定。 并與工藝要求有密切關系。 除前置發動機前輪驅動、后置發動機后輪驅動的汽車變速器采用兩個軸外 ，絕大多數汽車變速器都是三軸式。 在三軸式變速器中，第一軸通常和齒輪做成一體，前端支承在發動機飛輪內腔的軸承上。其軸徑根據前軸承內徑確定。第一軸花鍵尺寸與離合器從動盤轂內花鍵統一考慮。第一軸的長度根據離合器總成軸向尺寸確定。確定第一軸后軸徑時， 希望軸承外徑比第一軸上常嚙合齒圈外徑大，以便于裝拆第一軸。 第二軸前軸頸通過軸承安裝在第一軸常嚙合齒圈的內腔里，它受齒輪徑向尺寸的限制，前軸頸上安裝長或短圓柱滾子軸承或滾針軸承或散滾針。第二軸安裝同步器齒轂的花鍵采用漸開線花鍵，漸開線花鍵固定連接的精度 要求比矩形花鍵低，定位性能好，承載能力大，花鍵齒短，其小徑相應增大，可提高軸的剛度。選用漸開線花鍵時以大徑定心更合適。第二軸各檔齒輪與軸之間有相對旋轉運動，因此，無論裝滾針軸承，襯套（滑動軸承）還是鋼件對鋼件直接接觸，軸的表面粗糙度均要求很高，不應低于 面硬度不應低于 3。 在一般情況下軸上應開螺旋油槽，以保證充分潤滑 。在低檔的滑動掛檔齒輪處，軸上花鍵采用矩形花鍵，因為掛檔時，齒輪須軸向滑動，要求定心好，滑動靈活。所以除要求定心的外徑磨削外，一 般鍵齒側面也需要磨削，而矩形花鍵鍵側面磨削比漸開線花鍵容易。 第二軸制成階梯式，便于齒輪安裝，從受力和合理使用材料看，這也是需要的。各截面尺寸要避免相當懸殊，軸上供磨削用的砂輪越 程槽產生應力集中，易造成軸折斷。輕型汽車變速器各檔齒輪常用彈性擋 圈軸向定位，彈性 擋圈定位簡單，但拆裝不方便，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 優秀論文設計，答辯無憂，值得下載！ 并且與旋轉件端面油相對摩擦，同時彈性擋 圈亦不能傳遞很大的軸向力，這是很不利的，因此只在輕型汽車變速器中采用。 變速器中間軸有旋轉式和固定式兩種。 固定式中間軸是根光軸 ， 僅起支承作用，其剛度由安裝在軸上的 寶塔齒輪結構保證 。軸和寶塔齒輪之間用 滾針軸承或長、短圓柱滾子軸承 。軸常輕壓于殼體中。固定式中間軸用鎖片或雙頭螺柱固定。輕型汽車變速器中心距較小， 殼體上無足夠位置設置滾動軸承和軸承蓋，因而多采用固定式中間軸。 旋轉式中間軸支承在前后兩個滾動軸承上，一般軸向力常由后軸承承受。由于中間軸上一檔齒輪尺寸較小，常與軸做成一體，成為中間齒輪軸，而高檔齒輪則通過鍵或過盈配合與中間軸結合，以便齒輪損壞后更換。 本次設計輕型貨車變速器，由于輕型汽車變速器中心距較小，殼體上無足夠位置設置滾動軸承和 軸承蓋，因而 采用固定 式中間軸 。 四、 軸的受力分析 計算軸的強度、剛度及選擇軸承都要首先分析軸的受力和各支承反力。這些力取決于齒輪輪齒上的作用力。 不同檔位時，軸所受的力及支承反力是不同的，