【《汽车变速器的齿轮设计及校核计算案例》1400字】

汽车变速器的齿轮设计及校核计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u23445汽车变速器的齿轮设计及校核计算案例 1152541.1齿轮材料的选择 1191.2转矩计算 1133281.3齿轮的校核 2181601.3.1齿轮的弯曲应力校核 2102971.3.2齿轮的接触应力校核 61.1齿轮材料的选择20CrMnTi、20Mn2TiB、20MnVB、20MnCr5这些低碳合金钢材料都是目前市场上变速器齿轮使用的材料。变速器齿轮的加工过程中，为了提高齿轮表面硬度和材料颗粒的精炼，需要经过渗碳和淬火。表4-1齿轮渗碳层深度模数渗碳层深度/mm0.8-1.20.9-1.31.0-1.6淬火回火处理改变了渗碳轮齿的硬度，分别为58~63HRC，33~48HRC。小模数（）齿轮用于轻型载货汽车和汽车的齿轮箱。经过表面氰化处理之后的40Cr或35Cr钢属于锻造性能好强度高的中碳素铬钢，这种钢在热处理之后不易变形。但由于这种钢含碳量较高以及氰化层的厚度较大。所以对接触强度和承载能力影响极大。1.2转矩计算根据官网给出的桑塔纳汽车参数，则发动机最大转矩取值为155N.m[17]。齿轮、离合器、轴承的传动效率分别是99%、98%、96%。输入轴转矩：齿轮9：齿轮10：输出轴转矩：齿轮7：齿轮8：输出轴转矩：齿轮5：齿轮6：输出轴转矩：齿轮3：齿轮4：输出轴转矩：齿轮1：齿轮2：输出轴转矩：采用倒档时转矩：输出轴转矩：1.3齿轮的校核目前，市场上依然是用低碳合金钢作为汽车变速器齿轮的主要材质。齿轮在通过渗碳淬火热处理之前还要对其进行刮削或磨削。通过如此精加工之后的齿轮精度可以达到7级[14]。1.3.1齿轮的弯曲应力校核1．直齿轮弯曲应力公式为：式(4-1)式中：—弯曲应力(MPa)；F1—圆周力(N)，F—计算载荷(N.m)；—节圆直径(mm),d=mz,—齿数；—应力集中系数，可取值为；—摩擦力影响擦力，主动齿轮，从动齿轮；—齿宽(mm)；d=km,k—齿宽系数直齿轮取6；—端面齿距(mm)，；—模数；—齿形系数。将数据带入式(4-1)，得：式(4-2)计算载荷，取输入轴上的最大转矩，则倒档直齿轮的许用弯曲应力范围。2．斜齿轮弯曲应力公式为：式(4-3)式中：—圆周力()，；—计算载荷(N·m)；—节圆直径(mm)，，—法向模数(mm)，—斜齿轮螺旋角()；—应力集中系数，一般取；—齿面宽(mm)；b=KC.mn,—法向齿距(mm)，；—齿形系数，可按当量齿数在图中进行查询；—重合度影响系数，。数据代入式(4-3)，得：式(4-4)计算载荷，用输入轴上的最大转矩，则齿轮的许用应力应保持在之间。图4-1齿形系数图Ⅰ挡斜齿轮9、的弯曲应力：,,，，，，，，。Ⅱ挡斜齿轮7、8的弯曲应力：,,，，，，，，。Ⅲ挡斜齿轮5、6的弯曲应力：,,，，，，，，。Ⅳ挡斜齿轮3、4的弯曲应力：,,，，，，，，。Ⅴ挡斜齿轮1、2的弯曲应力：,,，，，，，，。倒挡直齿轮11、12、13的弯曲应力：,，,，，，，，，，。1.3.2齿轮的接触应力校核式(4-5)式中：—轮齿的接触应力（MPa）—齿面上的法向力（N），；—端面内分度圆切向力，；—计算载荷(N·m)；—节圆直径(mm),d=2r,r—半圆直径；—节点处压力角()；—齿轮螺旋角()；—齿轮材料弹性模量(MPa)，=20.6×104N·mm-2；—齿轮接触实际宽度(mm)；，——主动及被动齿轮节圆处齿廓曲率半径(mm)，直齿轮，斜齿轮，将参数带入式(4-5)得：斜齿轮式(4-6)直齿轮式(4-7)计算载荷为输入轴上的载荷，此时齿轮的许用接触应力见下表。表4-3齿轮的许用接触应力/MPa渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一档和倒档1900~2000950~1000常啮合齿轮和高档1300~1400650~700Ⅰ挡斜齿轮9、10的接触应力：，，，，，，，，。Ⅱ挡斜齿轮7、8的接触应力：，，，，，，，，。Ⅲ挡斜齿轮5、6的接触应力：，，，，，，，，。