轎車五檔手動變速器設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 —變速器處于一檔時(shí)的輸出扭矩：TI max=Te max igI η =﹒m故可得出初始中心距A=。齒輪模數(shù)選取的一般原則：1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；2）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；4）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。 對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對于貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。所選模數(shù)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù)mn （35）其中=170Nm，可得出mn=。一檔直齒輪的模數(shù)mmm （36）通過計(jì)算m=3。同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。、壓力角α、螺旋角β和齒寬b汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角[7]按表31選取。表31 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角齒形壓力角α螺旋角β轎車高齒并修形的齒形176。、15176。、16176。、176。25176。~45176。一般貨車GB/T13562001規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形20176。20176。~30176。重型車GB/T13562001規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 低檔、176。、25176。小螺旋角壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時(shí)可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角α取20176。,嚙合套或同步器取30176。應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時(shí)應(yīng)力求使中間軸上是軸向力相互抵消。為此，中間軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸和第二軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。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(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)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(qiáng)度條件[8]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。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬：直齒 b=(~)m，mm斜齒 b=(~)m，mm第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。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(shù)的和為零。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標(biāo)，故采用得較多。變位系數(shù)的選擇原則 ：1）對于高檔齒輪，應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。2）對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。 3）總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強(qiáng)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(shù)要選用較小一些的數(shù)值。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐檔增大。一、二檔和倒檔齒輪，應(yīng)該選用較大的值。 已知一檔傳動比 （37）為了確定Z9和Z10的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和： （38）其中 A =、m =3；故有。選擇齒輪的齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意最好不使相配齒輪的齒數(shù)和為偶數(shù)，以減少因大、小齒輪的齒數(shù)間有公約數(shù)的機(jī)會，否則會引起齒面的不均勻磨損。則取=51。當(dāng)轎車三軸式的變速器時(shí)，則，此處取=16，則可得出=35。上面根據(jù)初選的A及m計(jì)算出的可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（38）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從及齒輪變位系數(shù)反過來計(jì)算中心距A，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。這里修正為51，則根據(jù)式（38）反推出A=。由式（37）求出常嚙合齒輪的傳動比 （39）由已知數(shù)據(jù)可得： 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等，且斜齒輪中心距 （310）由此可得： （311）根據(jù)已知數(shù)據(jù)可計(jì)算出：。聯(lián)立方程式可得：=1=34。則根據(jù)式（37）可計(jì)算出一檔實(shí)際傳動比為： 。 二檔傳動比 （312）而故有：，對于斜齒輪： （313）故有： 聯(lián)立方程式得：。按同樣的方法可分別計(jì)算出：三檔齒輪 ；五檔齒輪 。一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近。中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數(shù)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=23。由 （314）可計(jì)算出。因本設(shè)計(jì)倒檔齒輪也是斜齒輪，故可得出中間軸與倒檔軸的中心距 而倒檔軸與第二軸的中心距第四章 變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料選擇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。與其他機(jī)械設(shè)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(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡化一些的計(jì)算公式來計(jì)算汽車齒輪，同樣、可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。在這里所選擇的齒輪材料為40Cr。（1） 直齒輪彎曲應(yīng)力 （41）式中——彎曲應(yīng)力（MPa）；——一檔齒輪10的圓周力（N）， ；其中為計(jì)算載荷（Nmm），d為節(jié)圓直徑。——應(yīng)力集中系數(shù)，；——摩擦力影響系數(shù)，；b ——齒寬（mm），取20t ——端面齒距（mm）；y ——齒形系數(shù)當(dāng)處于一檔時(shí)，中間軸上的計(jì)算扭矩為： （42）可求得 =659668Nm故由可以得出；再將所得出的數(shù)據(jù)代入式（41）可得當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩時(shí)，一檔直齒輪的彎曲應(yīng)力[10]在400~850MPa之間。（1） 斜齒輪彎曲應(yīng)力