【《变速器参数的确定计算案例》3500字】

变速器参数的确定计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u181变速器参数的确定计算案例 1276301.1变速器构造设计 1165701.2变速器档位数及各档传动比的确定 1109121.2.1档位数的选择 1289271.2.2各档传动比设计 268801.3轴中心距选取 4191221.4轴向尺寸 414221.5各齿轮参数的计算 5158611.5.1模数 5168921.5.2齿轮齿形、压力角和螺旋角的确定 5137321.5.3齿宽的选取 613131.5.4选择齿顶高系数 6231021.5.5齿轮修正 618821.6齿轮齿数的确定 6217881.6.1Ⅰ档齿轮齿数的确定 674971.6.2Ⅱ档齿轮齿数的确定 8241531.6.3Ⅲ档齿轮齿数的确定 1011681.6.4Ⅳ档齿轮齿数的确定 11294741.6.5Ⅴ档齿轮齿数的确定 12275131.6.6倒档齿轮齿数的确定 131.1变速器构造设计变速箱作为车辆的核心部件，其输出特性的好坏直接影响着车辆的运行质量。液压机械无极变速器具有可持续调整变速器、方便操作、稳定动力传递以及高效率的优点。在研究定轴齿轮副和行星齿轮副时，对无级变速多级液压机械进行理论模型的设计。将力矩和收敛分为液压机械的无级传动，建立等比传动和连续传动。确定每个部分的变速模式和变速逻辑，并绘制液压机械无级变速器的动态传输路径。针对最优设计方案，建立了液压机械式无级变速器各部分输出速度的理论模型。根据液压机械变速箱总传动比，完成液压机械变速箱的参数设计，无级变速段的设计，各段的组成部分以及液压系统的组成部分。1.2变速器档位数及各档传动比的确定1.2.1档位数的选择随着近期燃油价格不断上升，为了使汽车动力性能更强悍，使燃料体现出高成本性能。汽车在逐步增加变速器的齿轮，汽车的平均速度也不断地上升[16]。现如今市场上多数汽车变速箱安装的基本上都是4-5个挡。还有少部分汽车则安装更多的挡。本次论文研究的是两轴式机械变速箱的传递机制，通过综合考虑决定采用前进5个档位，后退1档位[11]。由于选用的是两轴式变速器即省去了中间轴，由输入输出轴、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构、同步器等几部分组成。其中同步器选用的是锁环式同步器。图3-1变速器的传动简图1.2.2各档传动比设计通过多种考虑和分析来决定各齿轮的变速比一般应该考虑车辆主要性能每个变速数。例如，车轮在行驶过程中最大限度的平整性影响，驱动车轮与路面之间的附着力。正常启动时车辆的最低平稳速度，车轮周围主要减速与变速影响的滚动半径也应该考虑在内[18]。攀登过程中因为车速比较较低，空气阻力可以忽略不计。根据下式求最大驱动力：式(3-1)根据市场上车辆的最大爬坡度为30°，即，则：式(3-2)以桑塔纳轿车为例得出以下参数：m—车重，；—最大转矩，；—发动机主减速比，；f—附着路面的系数，；g—重力加速度，；—滚动半径，；—传动效率，。将数据带入式（3-2），得：Ⅰ档中齿轮的传动比：式(3-3)通过下式得到驱动轮与路面的附着条件：式(3-4)其中：—水平路面上驱动轴的负荷；—道路附着系数，以正常速度行驶在沥青路面上取值范围φ=0.50−0.60，故取。将数据带入式（3-3）中得：解得，取。超速档的传动比一般取0.6-0.9，变速器中五档的传动比。通过以下计算公式求其各档传动比：式(3-5)计算得：，故：1.3轴中心距选取中心距是重要参数。在双轴变速器中指代的是轴间距。理论上，中心距对变速器的整体尺寸和质量以及接触强度有着较大的影响。在设计和校核齿轮的同时，要确认齿轮所需的接触强度能否满足变速齿轮最低中心距离。通过下列公式确定中心距：式(3-6)式中：—变速器在一档时输出扭矩。—中心距系数，轿车KA=8.9−9.3货车KA=8.6−9.6中心距计算得。1.4轴向尺寸齿轮的数量和类型以及传动装置的结构类型均与变速器的轴向尺寸有很大关联。设计前期可根据中心距A的尺寸通过下述公式进行选择。本次设计中选用的是五个前进挡一个倒挡的变速器故轴向尺寸为：1.5各齿轮参数的计算1.5.1模数齿轮系数对齿轮的设计特别重要，齿轮的弯曲疲劳强度严重影响齿轮在最大负荷下的静态强度，对齿轮模数有着严重影响。传输噪声可以作为规定模数的一个重要的参考因素。可以通过减小齿宽以及中心距，增加模数来减小传输重量。对于轿车乘客需要的是良好的驾驶体验；而载货汽车主要还是对汽车各方面性能进行着重考虑。汽车变速器齿轮模数取值：表3-1汽车变速器齿轮的法向模数车型轿车的发动机排量V/L载重车总质量ma数值1.0＜V≤1.61.6＜V≤2.56.0＜ma≤ma模数mn2.25～2.752.75～1.001.50～4.504.50～6.00本次设计的车辆我们选用市场上的普通桑塔纳轿车，则发动机排量为1.7L，综上所述取。1.5.2齿轮齿形、压力角和螺旋角的确定根据下表3-2选出对应参数。表3-2汽车变速器齿轮齿形、压力角和螺旋角车型齿形压力角螺旋角轿车高齿并修形的齿形，，，～一般货车GB1356-78规定的标准齿形～重型车GB1356-78规定的标准齿形低档、倒档齿轮，小螺旋角正常情况下，重合度与压力角成反比。压力角小，传达稳定性好，噪音可以最小[2]。但压力角超过范围内指定值时，要以实际情况为主。由于压力角越小产生的噪音将减少，所以选用较小的压力角[5]。在本论文研究中，每一个变数的值都由以上的表决定:轿车的齿轮压力角取值为为，同步器的取值为[12]。轿车的螺旋角β取值为：两轴式变速器：20°~30°三轴式变速器：22°~34°货车变速器：18°~34°本次论文设计的的是两轴式变速器，则取β=30°。1.5.3齿宽的选取要在变频器的小，质量轴向紧凑以及齿轮强度及性能符合要求的前提下选取齿宽。通过齿轮模数确定齿宽：式(3-7)式中，是齿宽系数，直齿轮的齿宽系数取值范围是kc=4.4~7.0；斜齿轮齿宽系数取值范围是kc=7.0~8.6。在本次设计中直齿轮和斜齿轮取值为；，上文中直齿轮模数取值为1.b直=21mm，1.5.4选择齿顶高系数齿轮的强度、齿顶厚度等各参数严重影响着齿顶高系数，还对齿轮的相对滑动速度以及工作时的噪音有较大的影响[3]。通常取齿顶高系数为1.00。1.5.5齿轮修正为了能够促进齿轮有更好的传动性能需要对齿轮进行修正。其主要方法有以下3种：1、在加工的过程中调整刀具和毛坯位置[1]；2、修改刀具原始齿廓参数；3、调整局部渐开线。1.6齿轮齿数的确定由于在本次论文设计中，斜齿轮用于前进档设计，所以斜齿轮的法向模数为3mm,而直齿轮用于倒档设计，所以其法向模数取值为1.5mm。1.6.1Ⅰ档齿轮齿数的确定取中心距：取：A=71mm,齿顶高系数ℎa∗=1,齿顶间隙系数齿轮9、10发生角度变位：实际螺旋角β：，变动系数：端面啮合角：，端面压力角：，齿顶降低系数：变位系数之和查机械设计手册变位系数线图得：，齿顶降低系数：齿轮9、10的参数计算：分度圆直径：齿根高：齿全高：齿顶高：齿顶圆直径：基圆直径：齿根圆直径：当量齿数：图3—2Ⅰ档齿轮啮合图1.6.2Ⅱ档齿轮齿数的确定图3-3齿轮7三维图中心距：通过与Ⅰ档齿轮角度变位相同的方法计算Ⅱ档的变位参数，如下表：表3-3齿轮7、8的变位参数参数数值取整后中心距A/mm70确定实际螺旋角β/°30端面压力角/°17.192端面啮合角/°17.165中心距变动系数-0.003变位系数之和-0.0034齿数比u2.15齿轮7的变位系数0.4齿轮8的变位系数-0.4034齿顶降低系数-0.0004按齿轮9、10的参数计算方法计算齿轮7、8的参数，如下表：表3-4齿轮7、8的参数参数齿轮7齿轮8分度圆直径d/mm45.0396.99齿顶高/mm4.201.79齿根高/mm2.554.96齿全高/mm6.756.75齿顶圆直径/mm51.43100.57齿根圆直径/mm39.9387.07基圆直径/mm41.0292.66当量齿数20.0142.111.6.3Ⅲ档齿轮齿数的确定中心距：表3-5齿轮5、6的变位参数参数数值取整后中心距A/mm70确定实际螺旋角β/°30端面压力角/°17.192端面啮合角/°17.165中心距变动系数-0.003变位系数之和-0.0034齿数比u2.15齿轮5的变位系数0.4齿轮6的变位系数-0.4034齿顶降低系数-0.0004齿轮5、6的各个参数结果如下表：表3-6齿轮5、6的参数参数齿轮5齿轮6分度圆直径d/mm55.4386.60齿顶高/mm4.201.79齿根高/mm2.554.96齿全高/mm6.756.75齿顶圆直径/mm61.8390.18齿根圆直径/mm50.3376.68基圆直径/mm52.9582.73当量齿数24.6338.491.6.4Ⅳ档齿轮齿数的确定中心距：表3-7齿轮3、4参数确定参数数值取整后中心距A/mm70确定实际螺旋角β/°30端面压力角/°17.192端面啮合角/°17.165中心距变动系数-0.003变位系数之和-0.0034齿数比u2.15齿轮3的变位系数0.4齿轮4的变位系数-0.4034齿顶降低系数-0.0004变速器中齿轮3、4的参数：表3-8齿轮3、4的参数参数齿轮3齿轮4分度圆直径d/mm69.2872.75齿顶高/mm4.201.79齿根高/mm2.554.96齿全高/mm6.756.75齿顶圆直径/mm77.6876.33齿根圆直径/mm64.1862.83基圆直径/mm66.1869.50当量齿数30.7932.331.6.5Ⅴ档齿轮齿数的确定中心距：表3-9齿轮1、2计算后各参数确定参数数值取整后中心距A/mm70确定实际螺旋角β/°30端面压力角/°17.192端面啮合角/°17.165中心距变动系数-0.003变位系数之和-0.0034齿数比u2.15齿轮1的变位系数0.4齿轮2的变位系数-0.4034齿顶降低系数-0.0004变速器中齿轮1、2的参数：表3-10齿轮1、2的参数计算结果参数齿轮1齿轮2分度圆直径d/mm79.6762.35齿顶高/mm4.201.79齿根高/mm2.554.96齿全高/mm6.756.75齿顶圆直径/mm88.0765.93齿根圆直径/mm74.5752.43基圆直径/mm76.1159.56当量齿数35.4127.711.6.6倒档齿轮齿数的确定在本论文的设计中直齿轮用于设计倒档。模数是。倒档齿轮Z13的