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轿车 手动 变速器 设计 说明书 仿单 cad

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湘潭大学兴湘学院 毕业论文（设计）任务书 论文（设计）题目： 车用 4 档手动变速器设计 学号 ： 2010963105 姓名： 陈星博文 专业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 刘金刚 系主任： 刘伯希 一、主要内容及基本要求 （ 1）熟悉 4 档手动变速器工作原理及结构； （ 2）根据手动变速器工作原理，确定各档变速比分布，运动结构简图； （ 3）完成工程图纸设计 二、重点研究的问题 发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。根据上述情况，下面为轻型货车变速器设计的具体研究内容是 轿车整车总体动力性指标的确定、轿车变速器结构方案的选择、轿车变速器主要参数的确定、轿车变速器齿轮计算、强度校核、轿车变速器操纵机构选择 。 三、进度安排 序号 各阶段完成的内容 完成时间 1 文献资料查阅（确定整体方案） 1 2 完成主要计算工作 3 3 完成工程图纸设计 5 4 写设计说明书答辩 11 5 6 7 8 四、应收集的资料及主要参考文献 汽车构造，机械设计手册，网络变速器结构资料，桑塔纳、速腾、捷达等 车辆使用。 湘潭大学兴湘学院 毕业设计说明书 题 目： 车用 4 档手动变速器设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 号： 2010963105 姓 名： 陈星博文 指导教师： 刘金刚 完成日期： 2014 年 5 月 兴湘学院 毕业设计（论文）开 题 报 告 题 目 车用 4 档手动变速器设计 指 导 教 师 刘金刚 院（系、部） 兴湘学院 班 级 机械设计制造及其自动化 4 班 学 号 2010963105 姓 名 陈星博文 二 0 一四年五月 1 一、选题的目的、意义和研究现状 一、选题的目的 通过对轿车变速器的研究和设计，学习并掌握汽车的基本构造及轿车变速器的特殊结构和发挥的作用。 根据现在社会和能源的需要，设计出能够即环保和耗能源比较少的轿车，其中设计变速器就是一个手段。 二、选题的意义 近年来，随着世界各国家对能源的日益重视，石油已经成为重要的竞争资源之一，在这种大环境下，我国也十分重视石油的开采问题，尤其是这些年在石油行业上已经由过去的粗放型向集约型开始转变，石油的勘探，开采，提纯都得到相当程度地重视。筛管正是保证整个石油开采纯度的关键部位 ，这就直接要求生产筛管的机械要有相当的加工精度和保证产品的质量，现在我国筛管缠绕机的加工精度还停留在一个比较低的水平，机床还完全是全机械传动的情况，生产出的筛管精度并不能达到要求，这在生产石油筛管方面体现得还并不明显，在其他各类需要精密过滤的行业我们的产品就不能达到要求，所以提高缠绕机的加工精度，和对缠绕机的再次优化显得尤为的重要！ 三、研究的现状 汽车自动变速器早在 1940 年已经应用在美国通用的奥兹莫比尔汽车上，这是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。时距 60 多年的今天，汽车自动变速器已经发生了重大的变 化。这种变化主要体现在以下几个方面。 （一） 汽车自动变速器早在 1940 年已经应用在美国通用的奥兹莫比尔汽车上，这是一台串联式行星齿轮结构的液控变速器。时距 60 多年的今天，汽车自动变速器已经发生了重大的变化。这种变化主要体现在以下几个方面。 （二） 是采用多电磁阀方式控制换档，明显改善换档质量。以前的自动变速器的执行器只有一两个电磁阀，现在许多自动变速器已有多个电磁阀。尤其是换档电磁阀数量的增加使得换档电磁阀完全取替了节气门油压和速度油压对 D 档位升降档的控制。 （三） 是通过改造油泵、优化液压控制系统提高 变速器传动效率。自动变速器在结构上主要由液力变矩器、油泵和机械齿轮传动机构组成。由于液力变矩器通过液力使泵轮、涡轮和导轮工作，油泵运转会消耗能量，加之换档执行元件的摩擦又会消耗能量，使得自动变速器的传动效率低于手动变速器，因此耗油也会高于手动变速器。采用现代控制理论的电控技术，自动变速器的机械效率已经大大提高。通过降低油泵的轴向和径向泄漏来提高油泵效率，同时对整个油泵系统设计进行改进，可以进一步提高油泵高转速时的传动效率。 2 二、研究方案及预期结果 研究内容 发动 机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。根据上述情况，下面为轻型货车变速器设计的具体研究内容是 轿车整车总体动力性指标的确定、轿车变速器结构方案的选择、轿车变速器主要参数的确定、轿车变速器齿轮计算、强度校核、轿车变速器操纵机构选择 研究方案 一： 变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。 它的主要 作用： 1 在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 2 实现倒车行驶 汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 3 实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。 二：变速器的结构： 简单式变速器的基本结构：由壳体、传动部分和操纵部分组成。 三： 组成式变速器结构特点 简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少， i 变化范围小 (牵引力 、速度范围小 )，只宜在档数不多的某些车工采用。若增加 i 的范围，则使变速器尺寸加大，轴跨度增加，为了既增加档数又不使轴跨度过大，可采用组成式变速器。所谓组成式变速器，通常由两个简单式变速器组合而成，其中档数较多的称为主变速器，较少的称为副变速器。 预期结果 1. 一份 说明书 2 一张装配图和 五 张零件图 3 一份外文说明书 3 三、研究进度 第 1周：文献资料查阅 第 3周：完成主要计算工作 第 5：完成工程图纸设计 第 11：写设计说明书答辩 四、主要参考文献 1 刘惟信 M清华大学出版社 ,2001 2 王望予 M 版 机械工业出版社 ,2000 3 成大先机械设计手册 M北京 :化学工业出版社， 2004 4 余志生 M 版 机械工业出版社 ,2000 5 王宝玺，贾庆祥 3 版） M械工业出版社， 2008. 6 刘选变速器锁销式同步器的设计计算 J机械工程与自动化， 2006， 10 7 张 毅 . 离合器及机械变速器 . 北京：化学工业出版 社， 2005. 8 石允国 . 汽车变速器的现状与前景 J 2007,4 9 韦志林 . 汽车变速器轴承寿命的校核计算 J. 广西工学院学报 ,2000,6 10 林绍义 . 一种汽车变速器设计 J. 机电技术 ,2004,1 11 丁华 J. 机械研究与应用 ,2001,12 12 罗春香 . 汽车变速器设计中速比分配问题的研究 J. 西南民族大学学 报 ,2004,6 13 刘法顺 J2008,4 14 程乃士 机械工业出版社。 2006 15 a 006(16 2008. 1 摘 要 从汽车诞生时起，汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器 。 设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴、轴承的设计校核，同步器、操纵机构及箱体的设计。在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的 特点，参考多篇文献资料，以及国内外变速器设计图册，从经济性和实用性方面着手进行分析 ,设计出一种两轴式变速器。 关键词： 变速器；齿轮；轴；箱体；设计 2 a in A as of s in a To is up in of of as of of of of on of a of at a of is 1 目录 摘要 第 1 章 绪论 2 述 2 究目的意义 2 第 2 章 变速器齿轮的设计与计算 4 速器主要参数的选择 4 变速器格挡传动比的确定 5 第 3 章 齿轮校核 11 速器齿轮的变位 11 轮强度校核 14 第 4 章 轴的设计及校核 25 的结构尺寸计算 25 的强度计算 26 第 5 章 轴承校核 38 5. 1 轴承的选择及校核 38 章小结 38 第 6 章 变速箱体的设计 40 6. 1 变速器箱体的选择 40 结论 42 参考文献 43 致谢 44 2 第 1章 绪 论 述 汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小 ,而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，因此要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。 变速器是传动系的主要部件 ,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。 手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、经济性好 、 环保性强 、 物美价廉 ,因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代 世界经济的发展和需要。 随着科技的高速发展，节能与环境保护、应用新型材料、高性能及低成本都可将作为汽车新型变速器的研究方向。 究目的与意义 在汽车变速箱 100 多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（ 自动变速器（ 手自一体变速器（ 无级变速器（ 双离合变速器（ 种型式。 它们各有优缺点： 济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高； 是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高； 备 前两者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些； 构简单、效率高、功率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大的载荷； 合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术。 在我国，据调查 2007 年手动变速器的市场比重为 74%，占据较大的市场份额。从2002到 2007年间自动档变速器市场占有率从 9%增长到 26%， 司预计到 2012 年自动档变速器将占据 33%的份额，而乘用车市场自动档所占的比例可 能达到44%。从 2002间，女性用户从 长到 而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。 世界最大的手动变速器制造商德国 2012年北美市场出售的汽车中将只有 6%是手动挡，欧洲与美国的情况不同，有机构预测，到 2013 年欧洲有 52%的汽车还是手动挡，配备自动手动的变速器 将只有 10%,配备无级变速器的将占 2%,配备双 3 离合变速器的将占 16%，欧洲人崇尚节能 环保，喜欢开小型车，更青睐手动变速器的经济燃油性。而在日本变速器市场， 保证汽车有必要的动力性和经济性 ;设置不同档位 ,满足用来调整与切断发动机动力向驱动轮的传输并使汽车能倒退行驶 ;工作可靠 ,汽车行驶过程中 ,变速器不得有跳档、乱档 ,以及换档冲击等现象出现 ;工作效率高 ,噪声小 ;结构简单、方案合理 ;在满载及冲击载荷条件下 ,使用寿命长。 本次设计的具体内容是结合设计要求，在保证汽车有必要的动力性和经济性的 前提下，利用所选定的发动机参数，完成变速器结构布置和设计。需要解决的主要问题包括：使变速器能有效的防止脱档，跳档，乱挡并方便挂档；减小噪音并尽量能达到轻量化、高承载、低噪声、换档操纵性好和经济实用性；使变速器具有良好的动力性与经济性，换挡迅速、省力、方便；变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。 4 第 2 章 变速器的设计与计算 本次毕业设计是在 以下 主要参数的情况下进行设计，整车主要技术参数如表 1所示： 表 术参数 发动机最大功率 66动桥满载 动机最大转矩 10N m 最大功率时转速 7500 r/大转矩时转速 4600r/高车速 55km/h 总质量 近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用 4 5个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用 5 个档。商用车变速器采用 4 5个档或多档。载质量在 质量在 档变速器多用于总质量大些的 货车和越野汽车上。 档数选择的要求： 1、相邻档位之间的传动比比值在 2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。 因此，本次设计的轿车变速器为 4档变速器。 变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为 的变速器最高档是超速档，传动比为 响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低 稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在 间，总质量轻些的商用车在 它商用车则更大。 本设计最高档传动比为 5 1、初级传动比 根据维修手册查得触及传动比为 初i =链变 （ 式中： 汽车行驶速度（ km/h）； n 发动机转速（ r/ r 车轮滚动半径（ m）； 变i 变速器传动比； 链i 发动机链轮传动比。 初i 变速器触及传动比 已知：最高车速 55 km/h；最高档为超速档，得到 r =m)；发动机转速 n = 7500（ r/由公式（ 到主减速器传动比计算公式： 2、关于链传动比与变速器传动比的分配 根据设计的要求与通过找寻资料，查得关于 变链 与 分配，若要使得车能更好的行驶，节能环保，使得变速器能以最佳的状态进行运作，得 链变 配 为 i 、链 。此分配更能有效的使得变速器以最佳的状态下运转，达到要求。 3、变速器各档速比的配置 一档传动比 变按等比级数分配其它各档传动比，即： 600m 500 6 i i i i 初选中心距可根据经验公式计算： 3 1m a x 初 （ 式中： A 变速器中心距（ 中心距系数，乘用车 因从链 轮传到变速器时，转矩扩大三倍，故发动机最大输出转距为 30（ N m）； 1i 变速器一档传动比为 i 初级传动比为 g 变速器传动效率，取 96%。 A （ 3 =车变速器的中心距在 4758取 A=49 变速器的横向外形尺寸，可以根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数、换档机构形式以及齿轮形式。 乘用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列公式选用： 19614749) AL 选长度为 160 1、模数 选取齿轮模数时一般要遵守的原则是：为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数；从强度方面考虑，各档齿 轮应有不同的模数。对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些；对于货车，减小质量比减小噪声更重要，因此模数应选 7 得大些。 表 车变速器齿轮的法向模数 轿车模数的选取以发动机排量作为依据，由表 由于此变速器要求环保与节能，且排量不是很大，发动能力水平要求一般，所以各档均采用直齿轮。 2、压力角 压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。 对于轿车，为了降低噪声，应选用 15、 16、 小些的压力角。对货车，为 提高齿轮强度，应选用 25等大些的压力角 15。 国家规定的标准压力角为 20，所以普遍采用的压力角为 20。啮合套或同步器的压力角有 20、 25、 30等，普遍采用 30压力角。 本变速器为了加工方便，故全部选用标准压力角 20。 3、螺旋角 齿轮的螺旋角对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。 试验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高，但当螺旋角大于 30时，其抗弯 强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角；而从提高高档齿轮的接触强度着眼，应当选用较大的螺旋角。 本设计初无斜齿轮，故无螺旋角。 4、齿宽 b 齿宽对变速器的轴向尺寸、质量、齿轮工作平稳性、齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。 考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减小质量，应该选用较小的齿宽。另一方面，齿宽减小使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给予车 型 乘用车的发动机排量 V/L 货车的最大总质量t 数 8 补偿，但这时轴承承受的轴向力 增大，使其寿命降低。齿宽较小又会使齿轮的工作应力增加。选用较大的齿宽，工作中会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀造成偏载，导致承载能力降低，并在齿宽方向磨损不均匀。 通常根据齿轮模数 大小来选定齿宽： 直齿 ， 为 16928 nc 齿宽为 5 5、齿顶高系数 齿 顶高系数对重合度、轮齿强度、工作噪声、轮齿相对滑动速度、轮齿根切和齿顶厚度等有影响。若齿顶高系数小，则齿轮重合度小，工作噪声大；但因轮齿受到的弯矩减小，轮齿的弯曲应力也减少。因此，从前因齿轮加工精度不高，并认为轮齿上受到的载荷集中齿顶上，所以曾采用过齿顶高系数为 在齿轮加工精度提高以后，包括我国在内，规定齿顶高系数取为 了增加齿轮啮合的重合度，降低噪声和提高齿根强度，有些变速器采用齿顶高系数大与 细高齿。 本设计取为 动比的计算 在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的档数、传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数。应该注意的是，各档齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。根据图 1、一档齿数及传动比的确定 一档传动比为： 492492229。轿车 1z 可在 12 17之间选取，取 14，则 352 z 。则一档传动比 为： 9 12 3456789- 图 档变速器传动方案简图 2、对中心距 A 进行修正 2 492 492 A 整得 490 A 0A 为标准中心矩。 3、二档齿数及传动比的确定 342 （ 2 )( 430 n 10 （ 已知： 0A =492i =2，；将数据代入（ （ 式，齿数取整得： 193 z ， 304 z ，所以二档传动比为： 4、计算三档齿轮齿数及传动比 563 （ 2 )( 650 n （ 已知： 0A =493i =2，；将数据代入（ （ 式，齿数取整得： 235 z ， 266 z ，所以三档传动比为： 5、计算四档齿轮齿数及传动比 784 （ 2 )( 870 n （ 已知： 0A =494i =2，；将数据代入（ （ 式，齿数取整得： 257 z ， 248 z ，所以四档传动比为： 本设计变速器各档齿轮均为直齿，且并无倒档。故各档经计算及修正，传动比如下： i i i i 11 第 3 章 齿轮校核 速器齿轮的变位 采用变位 齿轮的原因：配凑中心距；提高齿轮的强度和使用寿命；降低齿轮的啮合噪声 17。 为了降低噪声，对于变速器中除去一、二档以外的其它各档齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值。一般情况下，随着档位的降低，总变位系数应该逐档增大。一、二档和倒档齿轮，应该选用较大的值。 一档齿轮的变位 49 92 2)1435(2 nH 面啮合角 t： n t=20 tt /（ =0 一挡齿轮参数： 分度圆直径 1n1 m =2 12=24n2 m =3 35=70顶高 =2=2根高 *1 = ) = *2 = ) =全高 1h=顶圆直径 11 =2622 =72根圆 直径 111 2 ff = 222 2 ff = 档齿轮的变位 12 49 92 2)1930(2 nH 面啮合角 t： n t=20 tt /（ =0 二档 齿轮参数： 分度圆直径 3n3 m =2 19=n4 m =2 30=60顶高 =2=2根高 *3 =2（ 1+= *4 =2（ 1+=全高 3h=顶圆直 33 =4044 =62根圆直径 333 2 ff = ff = 档齿轮的变位 49 92 2)1623(2 nH 面啮合角 t： n t=20 三档齿轮参数： 分度圆直径 5n5 m =3 23=46n6 m =2 26=5213 齿顶高 =2=2根高 *5 =2（ 1+= *6 =2（ 1+=全高 5h=顶圆直 55 =48 =54根圆直径 555 2 ff = ff = 档齿轮的变位 49 92 2)2425(2 nH 面啮合角 t： n t=20 四档齿轮参数： 分度圆直径 7n7 m =2 25=50n8 m =2 24=48顶高 =2 =2根高 *7 =2（ 1+= *8 =2（ 1+=全高 7h=顶圆直径 77 =52 =48根圆直径 777 2 ff = ff =合角 ,t ： t =t= ,t= 14 表 各档齿数 分度圆直径 齿顶高 齿根圆 吃定圆直径 齿根圆直径 1z =14 24 .5 6 3.5 z =35 70 .5 2 9.5 z=19 38 .5 0 7.5 z =30 60 .5 2 9.5 z=23 46 .5 8 5.5 z=26 52 .5 4 1.5 z=25 50 .5 2 9.5 z=24 48 .5 0 7.5 度圆齿距： P= m=2=圆齿距： s 轮材料的选择原则 （ 1）满足工作条件的要求。不同的工作条件，对齿轮传动有不同的 要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。但是对于一般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。 （ 2）合理选择材料配对。如对硬度 350软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在 30 50提高抗胶合性能，大、小轮应采用不同钢号材料。 （ 3）考虑加工工艺及热处理工艺。大尺寸的齿轮一般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁；中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。软齿面齿轮常用中 碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可；硬齿面齿轮（硬度 350采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢（或中碳合金钢）切齿后表面淬火，以获得齿面、齿芯 15 韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮 18。 由于一对齿轮一直参与传动，磨损较大，齿轮所受冲击载荷作用也大，抗弯强度要求比较高。应选用硬齿面齿轮组合，所有齿轮均选用 20碳后表面淬火处理，硬度为 58 62 齿轮弯曲强度校核（斜齿轮） 1(式中： 1F 圆周力（ N）， d TF ； 计算载荷（ N d 节圆直径（ n ， 法向模数（ K 应力集中系数，K=b 齿面宽（ t 法向齿距， ； y 齿形系数 摩擦力影响系数，主动齿轮 1.1动齿轮 9.06 图 形系数图 将上述有关参数据代入 公式（ ，整理得到 2 (发动机最大扭矩为 10 ，最高转速 7500r/轮传动效率为 99，离合器传动效率 99，轴承传动效率为 96，则输入轴和输出轴的扭矩可通过计算得： 输入轴： 5 1 a 承离 输出轴： 承 承 承 承 （ 1）一档齿轮校核 主动齿轮： 已知： K； 2 5 ； 1.1 ，查齿形系数图 ： y=上数据代入 (，得： M P KT 1 从动齿轮： 17 已知： 311 T N K； 2 ； 9.0 ，查齿形系数图 ： y=以上数据代入 (，得： M P KT 2 50180 （ 2）二档齿轮校核 主动齿轮： 已知： ； K； 2； 1.1 ，查齿形系数图 ： y=以上数据代入 (，得： M P KT 3 从动齿轮： 已知： 312 T N K； 29.0 ，查齿形系数图 ： y=以上数据代入 (，得： M P KT 4 50180 (3)三档齿轮校核 主动齿轮： 已知： ； K； 2； 1.1 ，查齿形系数图 ： y=以上数据代入 (，得： M P KT 5 从动齿轮： 已知： 313 TN K； 29.0 ，查齿形系数图 ： y=以上数据代入 (，得： 18 M P KT 6 50180 （ 4）四档齿轮校核 主动齿轮： 已知： ； K； 2 1.1 ，查齿形系数图 ： y=上数据代入 (，得： M P KT 7 从动齿轮： 已知： K； 29.0 ，查齿形系数图 ： y=上数据代入 (，得： M P KT 8 50180 )11( （ 式中： j 轮齿接触应力（ F 齿面上的法向力（ N），c ； 1F 圆周力（ N）， d TF ； 计算载荷（ N d 为节圆直径（ 节点处压力角， 为齿轮螺旋角； 19 E 齿轮材料的弹性模量 （ b 齿轮接触的实际宽度（ z ， b 主从动齿轮节点处的曲率半径（ 直齿轮 r ， r ； 主从动齿轮节圆半径（ 表 速器齿轮许用接触应力 齿轮 j /碳齿轮 液体碳氮共渗齿轮 一档 190050啮合齿轮和高档齿轮 130050作用在变速器第一轴上的载荷2速 器齿轮的许用接触应力 j见表 1、一档齿轮接触应力校核 已知： 20 ； E 1n1 m = 2n2 m = nw F o s 由于作用在两齿轮上的力为作用力与反作用力，故只计算一个齿轮的接触应力即可，将作用在变速器第一轴上的载荷以上数据代入（ 得： (15 21 ，j 20001900j 、 二档齿轮接触应力校核 20 已知： 312 T N20 ； E 3n3 m =2 19=38n4 m =2 30=60 nw o s F N M P a，j (15 43 20001900j 、 三档齿轮接触应力校核 已知： 20 ； E 1n5 m =2 23=46n6 m =2 26=52 nc 220c o s o 1 M P a，j (15 65 、 20001900j 、 四档齿轮接触应力校核 21 已知： 20 ； E 1n3 m =2 25=50n2 m =2 24=48 nc o 1 M P a，j (15 87 20001900j 以，经校核齿轮的接触应力都满足条件，所以，选用的符合设计内容。 re 式中： 齿根弯曲疲劳极限应力 寿 命系数 相对齿根圆角敏感系数 尺寸系数 表面系数 最小安全系数 查机械设计手册可得： =9201； =1； 1； 代入式中可得： 22 l i ml i r e lr e l = M P 1( 节点区域系数； 弹性系数； Z 重合度系数； 1F 齿轮上圆周力； b 齿轮宽度； 1 齿轮直径； u 传动比； k 使用系数； 查机械设计手册得： Z =k = k 知： b =15mm u = 12 14=28d 1 11 M P (11 ）（ M 500 轮弯曲疲劳强度校核 1 式中： 齿形修正系数 23 Y 重合度系数 查机械设计手册 得： Y= 将以上数据代入公式中，得： M P 215 =24 25 第 4 章 轴的设计与校核 变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩。要求变速器的轴应有足够的刚度和 强度。因为刚度不足会产生弯曲变形，结果破坏了齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性等均有不利影响。 在已知两轴式变速器中心距 A 时，轴的最大直径 d 和支承距离 L 的比值可在以下范围内选取：对输入轴， =输出轴， 输入轴花键部分直径 d （ 按下式初选取： 3 式中 ： K 经验系数， K = 发动机最大转矩（ 。 输入轴花键部分直径： 31 d =选输入、输出轴支承之间的长度 L =49。 选择轴的最小直径为 12。 根据轴的制造工艺性要求 20，将轴的各部分尺寸初步设计如图 图 入轴各部分尺寸 26 图 出轴各部分尺寸 对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。初步确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度和强度验算。 图 速器轴的挠度和转角 轴的挠度和转角如图 轴在垂直面 内挠度为 在水平面内挠度为 转角为，可分别用下式计算： 221 （ 222 （ 27 1 （ 式中： 1F 齿轮齿宽中间平面上的径向力（ N）； 2F 齿轮齿宽中间平面上的圆周力（ N）； E 弹性模量（ E =05 I 惯性矩（ 对于实心轴， 644 ； d 轴的直径（ 花键处按平均直径计算； a 、 b 齿轮上的作用力距支座 A 、 B 的距离（ L 支座间的距离（ 。 轴的全挠度为 sc 轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为 轮所在平面的转角不应超过 1、变速器输入轴和输出轴的刚度校核 （ 1）轴上受力分析 一档工作时： 980123 21c o o 111111