轎車變速器設計指導畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 減輕變速器的質量，同時又能保證齒輪工作平穩的要求。齒輪寬度b的大小直接影響著齒輪的承載能力，b加大，齒的承載能力增高。但試驗表明，在齒寬增大到一定數值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。根據《汽車設計》，直齒：b=，~ 斜齒：b=，~第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應力降低，以提高傳動的平穩性和齒輪壽命。 各檔齒輪參數的確定在初選了中心距、齒輪的模數和螺旋角后，可根據預先確定的變速器檔數、傳動比和結構方案來分配各檔齒輪的齒數。下面結合本設計來說明分配各檔齒數的方法。1. 確定一檔齒輪的齒數一檔采用直齒輪傳動，所以不能與其他檔位傳動的斜齒輪傳動計算方法混淆。一檔傳動比 （2—4）為了確定和的齒數，先求其齒數和：= （2—5）其中A=66mm，m=：故有= 取53 當轎車三軸式變速器時，可在15~17范圍內選擇，此處選擇=15，則=38。上面根據初選的A及m計算出的可能不是整數，將其調整為整數后，從式（25）看出中心距有了變化，這時應從及齒輪變位系數反過來計算中心距A，再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據。根據式（25）反推出A=2. 確定常嚙合齒輪副的齒數由式（24）求出常嚙合齒輪的傳動比 （2—6） = ①而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等則 A= （2—7）由此可得： （2—8）根據已知數據可得： = ② 取46 ①與②聯立可求得=20 ，=26。根據公式（27）可算出此時一檔的傳動比=傳動比校核有：其變化范圍小于5%，故合格3. 其他檔位的齒數二檔傳動比 （2—9）而,故有： ③對于斜齒輪， （2—10）故有： ④③④聯立求得 ，同理，可計算出三檔到五檔得齒輪齒數，如下表所示檔數一檔二檔三檔四檔五檔齒數（從動輪齒數/主動輪齒數）38/1527/1923/2320/2618/284. 倒檔齒輪齒數的確定由已知條件，倒檔傳動比已經確定，為iR= ，中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數比一檔主動齒輪10略小，取，而通常情況下，倒檔軸齒輪取21~23，此處取由 （2—11）可計算出=，取30因本設計倒檔齒輪也是斜齒輪，故可得出中間軸與倒檔軸的中心距： （2—12）而倒檔軸與第二軸的中心： （2—13）5. 變位系數變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數的和為零。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達到和大齒輪強度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點是不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數之和不等于零。角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質量指標，故采用得較多。變位系數的選擇原則 ：1）對于高檔齒輪，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。2）對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強度，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。 3）總變位系數越小，齒輪齒根抗彎強度越低。但易于吸收沖擊振動，噪聲要小一些。為了降低噪聲，對于變速器中除去一、二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數要選用較小一些的數值。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數應該逐檔增大。一、二檔和倒檔齒輪，應該選用較大的值。 變速器齒輪的強度計算 齒輪的損壞原因及形式齒輪的損壞形式分三種：輪齒折斷、齒面疲勞剝落和移動換檔齒輪端部破壞。輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復載荷作用下齒根產生疲勞裂紋，裂紋擴展深度逐漸加大，然后出現彎曲折斷。前者在變速器中出現的很少，后者出現的多。齒輪工作時，一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導致裂縫擴展，然后齒面表層出現塊狀脫落形成齒面點蝕。他使齒形誤差加大，產生動載荷，導致輪齒折斷。用移動齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時兩個進入嚙合的齒輪存在角速度茶，換檔瞬間在齒輪端部產生沖擊載荷，并造成損壞 齒輪的強度計算與校核與其他機械設備使用的變速器比較，不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級、支撐方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級。因此，比用于計算通用齒輪強度公式更為簡化一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣、可以獲得較為準確的結果。在這里所選擇的齒輪材料為40Cr。1. 齒輪彎曲強度校核1） 直齒輪彎曲應力： （2—14）式中，彎曲應力（MPa）；一檔齒輪10的圓周力（N），；計算載荷（Nmm），取=；d—節圓半徑（mm）；為應力集中系數，取=摩擦力影響系數，其中主動齒輪=；從動齒輪=；t—端面齒距（mm），t=πm；b—齒寬（mm）；y—齒形系數；當處于一檔時，中間軸上的扭矩為：==121100038/15=416885Nmm 故，由可以得出；再將所得的數據代入式（2—14）中可得== 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩時，一檔直齒輪的彎曲應力在400~850MPa之間。2） 斜齒輪彎曲應力