兩軸變速器設(shè)計(jì)72中心距

1、資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流目錄第一章數(shù)據(jù)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù) 21.2齒輪參數(shù) 51.3各檔齒輪齒數(shù)的分配 6第二章齒輪校核2.1齒輪材料的選擇原則 142.2計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 152.3輪齒強(qiáng)度計(jì)算 15第三章軸及軸上支承的校核3.1軸的工藝要求 173.2軸的強(qiáng)度計(jì)算 17只供學(xué)習(xí)與交流第一章數(shù)據(jù)計(jì)算1.1設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù)：（方案一）學(xué)號(hào)：17最高車速：U amax =169+17=186Km/h發(fā)動(dòng)機(jī)功率：Pemax=75+17=92KW轉(zhuǎn)矩：Temax=170-17X 1=153Nm總質(zhì)量：na=1710+17X 2=1744Kg轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：nT=3200r/mi

2、n車輪：185/60R14Sr R=14X 2.54 X 10/2+0.6 X 185=298.88mm1.1.1變速器各擋傳動(dòng)比的確定初選傳動(dòng)比：設(shè)五擋為直接擋，則ig5=0.8 （取值范圍在0.70.8）nprU amax= 0.377 i g max i0式中：Uamax 最高車速n p 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速r車輪半徑igmax 變速器最大傳動(dòng)比i0主減速器傳動(dòng)比np/ nT =1.42.0 即 入=（1.42.0）X 3200=44806400r/minPTemax=9549X泌（式中=1.1 1.3,取=1.2）np資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流乘用車最高車速高，

3、np值躲在4000r/min以上（汽車設(shè)計(jì)P29）取 np=6000r/mi nn r主減速器傳動(dòng)比 i=0.377X =0.377X 6000X 0.29/0.8X 186=4.408i g maxi0最大傳動(dòng)比ig1的選擇：滿足最大爬坡度。根據(jù)汽車行駛方程式Temaxi g i0 TrGfCD A 2 ua 21.15Gidu m dt(1.1 )汽車以一擋在無風(fēng)、干砂路面行駛，公式簡(jiǎn)化為Gsin(1.2 )Temaxi g i 0 TGfcosr即,ig1Gr fcos sinTtqi0 T式中：G作用在汽車上的重力,G mg , m 汽車質(zhì)量，g 重力加速度，G mg =1744X 9

4、.8=17091N;Te max 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Te max = 153N m ；io 主減速器傳動(dòng)比，io =4.408;t 傳動(dòng)系效率，t=86% （取值在85%90%）;r 車輪半徑，r =0.29m；f 滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車取f =0.01;爬坡度，取=16.7i 0 1744X 9.8 X 0.29 X (0.001 X 0.958+0.287)/153 X 4.408 X 86%i 0 2.534滿足附著條件 只供學(xué)習(xí)與交流Temaxi g1i0 TFz2 r在瀝青混凝土干路面，忻0.70.8,取忻0.75即 igi 0.29X 1744X 9.8X 0.958X 0.75/1

5、53X 4.408X 86%=6.14由得 2.53 igi 6.14 ;又因?yàn)槌擞密噄gi=3.04.5;所以，取ig1 =3.6其他各擋傳動(dòng)比的確定：按等比級(jí)數(shù)原則，一般汽車各擋傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系:i g1ig2ig3ig4: qIg2i g3ig4ig5式中：q 常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為:由 i g1=q4 X i g5得出：q=1.456所以其他各擋傳動(dòng)比為：一檔二檔三擋四檔五檔3.62.4691.6961.1650.81.1.2 中心距A(1.3)初選中心距時(shí)，可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式KAlTemaxh式中：A 變速器中心距（mm）;Ka 中心距系數(shù)，（乘用車：

6、Ka=8.99.3）Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Tmax =1532 m）；i1 變速器一擋傳動(dòng)比，ig1 =3.6 ;g 變速器傳動(dòng)效率，取96% ;只供學(xué)習(xí)與交流資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流則，A（&99.3 馮153 &匯 96%=71.9775.20（ mm） 初選中心距A=72mm。1. 2齒輪參數(shù)1、模數(shù)齒輪的模數(shù)定為3.0mm。2、壓力角國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20,所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為203、螺旋角貨車變速器螺旋角：1826初選一擋斜齒輪齒輪螺旋角為23 4、齒寬b直齒b kcm , kc為齒寬系數(shù)，取為4.58.0,取7.0;斜齒 b kcm

7、n, kc取為 6.0 8.5，取 7.0。采用嚙合套或同步器換擋時(shí)，其接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為24mm，取 4mm。5、齒頂高系數(shù)在齒輪加工精度提高以后，包括我國(guó)在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。以下齒輪變位系數(shù)均查下表得出:昵 ST一4-1. 3各擋齒輪齒數(shù)的分配LI JJ_4T1L 工111 -t4i1本 圖1.3.1變速器傳動(dòng)示意圖只供學(xué)習(xí)與交流資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流1、確定一擋齒輪的齒數(shù)一擋傳動(dòng)比為ig1 玉（1.4）g乙為了求乙，Z2的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh，斜齒 Zh 2AC0d（ 1.5）mn=3=44.18 取整為 45乙+Z?=Zi乙=10

8、 Z 2=45-10=352、對(duì)中心距A進(jìn)行修正因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和Zh后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的Zh和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距 A，再以修正后的中心距 A作為各擋齒輪齒 數(shù)分配的依據(jù)。A 0 mnZh =73.33mm 取整為 A=74mm。A 0 2cost=tan n /cos 10t =21.57t, =cos t =0.921At =22.96對(duì)一擋齒輪進(jìn)行角度變位:端面嚙合角嚙合角tancos變位系數(shù)根據(jù)下圖查出:he 0.71U 絲 373.36z111計(jì)算精確值：A=mnZh2cos 1010.5120.710.510.2024.30一擋齒輪參數(shù)：只供學(xué)習(xí)與交

9、流資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流分度圓直徑dimnz1 /cos=3X 10/cos24.60 =32.00mmd2m z2/cos=3 x 37/cos24.60 =112.00mm齒頂高h(yuǎn)a1hanyn mn =3.34mmha2h anyn mn=2.25mm齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑式中：yn(AA。)/mn= (74-73.33) /3=0.22ynhfiyn =0.72-0.22=0.50c 1 mn =2.22mmf2hanc2 mn =3.12mmda1d12ha1 =38.60mmda2d22ha2 =116.26mmd f 1d12hf1 =27.56

10、mmd f 2d22hf2 =105.76mmhan只供學(xué)習(xí)與交流3、確定其他各擋的齒數(shù)(1)二擋齒輪為斜齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同，初選7 8=21Zh2Acos葉(1.9)Z32Acos 8J- =44.81取整為45(1.8)由式(1.8)、(1.9 )得 Z3=12.972,取整為 Z7=13, Z4=45-13=32Z4則，i2=32/13=2.4622 Z3對(duì)二擋齒輪進(jìn)行角度變位：資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流da4d42ha4 =109.06mm只供學(xué)習(xí)與交流理論中心距端面壓力角八mi Z3Z4A - =72.302mm2 costan t =tan n /c

11、ost =21.30端面嚙合角cosAocos tA22.90變位系數(shù)之和2.49U 包Z334142.4293=0.464 =0.25求8的精確值:mn Z3乙2 cos8=22.62二擋齒輪參數(shù):分度圓直徑d3Z37mn =42.16mm cosd4=103.78mmcos 7 8齒頂高h(yuǎn)a3hanyn mn =3.24mmha4hanyn mn =2.61mm式中:yn（A A。）/m n=0.23ynyn =0.38齒根高h(yuǎn)f 3hanCn3 mn =2.37mmhf4hanCn4 mn =3.00mm齒頂圓直徑da3d32ha3=48.64mm資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只

12、供學(xué)習(xí)與交流由( 1.12)、( 1.13)得 Z7 =20.32,只供學(xué)習(xí)與交流齒根圓直徑df3d3 2hf3=37.42mmdf4d42hf4=97.78mm(2)三擋齒輪為斜齒輪，初選6=23Z6Z5(1.10)Z6=1.696Z5Zh 2AC0S =44.18 取整為 45 mn(3.11)由式(3.10)、(3.11 )得 Z5=16.69，取整 Z5=17，Z6=28i3 三=28/17=1.6273 Z5對(duì)三擋齒輪進(jìn)行角度變?yōu)椋豪碚撝行木郃匹?5乙=73.32mm2 cos取整A=74端面壓力角tan t =tan n /cos =0.395t =21.57端面嚙合角cos tc

13、os t=cos21.57 =0.92A t 78. 2122. 97變位系數(shù)之和0.72Z6Z530181.6675=0.416=0.72-0.4 仁 0.31叫 Z5Z6=24.30求6的精確值：A2 cos三擋齒輪參數(shù)：分度圓直徑齒頂高h(yuǎn)a5ha6式中：ynd5Z5gcos=54.40mmd6Z6gcos=89.60mmh an5yn mn=2.76mmh an6yn mn=2.46mm(AA 0)/m n=0.23yn齒根高h(yuǎn)f5hf 6齒頂圓直徑齒根圓直徑nyn =0.49han Cn5=2.52mmhan cn6 mn =2.82mmda5 d5 2ha5=59.92mm da6

14、d6 2ha6=94.52mm df5 d5 2hf5=49.36mm df6 d6 2hf6=83.96mm(3)四擋齒輪為斜齒輪，初選螺旋角4=24ZsZ7(1.12)Zs=1.165Z72Acos葉(1.13)Zh=44取整乙=21，Z8 =44-21=23對(duì)四擋齒輪進(jìn)行角度變位:理論中心距2 cos=72.25mm 取整 A=73mm端面壓力角ta nt =tan n /cos=0.39t =21.72端面嚙合角cosAo cos A77. 17cos 21. 72 =0.9197823. 20變位系數(shù)之和0.74Z7Z8251. 136227=0.388=0.74-0.38=0.36

15、求螺旋角4的精確值:Z82 cos=25.33四擋齒輪參數(shù):分度圓直徑d7Z7g=69.68mmcosd8Z8g=76.33mm cos齒頂高h(yuǎn)a7hanyn mn=2.76mmha8hanyn mn =2.70mm式中:yn（AA。）/m n=0.25ynn yn =0.49齒根高h(yuǎn)f7hanCn 7 g =2.61mm資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流hanCn8 mn =2.67mm齒頂圓直徑da7 d72ha7=75.03mmda82ha8=81.55mm齒根圓直徑df7d72hf7=64.47mmdf 8d 82hf 8 =70.99mm(4)五擋齒輪為斜齒輪，初選

16、螺旋角=229=0.2410=0.32-0.24=0.08只供學(xué)習(xí)與交流ZioZ9i5（1.12）乙 o=O.8Z92AcosZh（ 1.13）葉Zh=45由（ 1.12）、（ 1.13）得 Z9=25，Z8 =45-25=20對(duì)四擋齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距A生=72.80mm取整A=73mm2 cos端面壓力角tan t =tan n /cos =0.39端面嚙合角變位系數(shù)之和,Aocos tcos tA77. 65cos 21.43 =0.92=781t22n0.32Z1021U100. 78Z927t =21.43資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流只供學(xué)習(xí)與交流求螺

17、旋角 4的精確值：A巴7=0.923=22.612 cos四擋齒輪參數(shù)：分度圓直徑d9Z9 =81.08mmcosd10Zlm =64.86mmcos齒頂高h(yuǎn)a9han3丫.0=2.97口口haiohan 4 Yn g =2.47mm式中：yn （A A 0）/m n=0.07齒根高齒頂圓直徑齒根圓直徑hf 9hancA。hanCnda9d9d 10d 10df 9d9df 10d10ynn yn =0.252ha9 =87.022ha10 =69.802hf9 =75.022hf 10 =57.8497 g =2.0310 mn =3.51mm4、確定倒擋齒輪齒數(shù)倒擋齒輪選用的模數(shù)與一擋相同

18、，倒擋齒輪Z13的齒數(shù)一般在2123之間,初選Z12后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距 A，。初選乙3=23, Z12=13，則:,1Am Z12 Z1321=313232=54mm為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉， 齒輪12和11的齒頂圓之間應(yīng)保 只供學(xué)習(xí)與交流持有0.5mm以上的間隙，則齒輪11的齒頂圓直徑De11應(yīng)為De122De110.5 空2De112 A De12=2X77 3X (14+2) 1=105mmDe11m105 Q= 2取乙1 =303=30計(jì)算倒擋軸和第二軸的中心距 AA” m Z13 Z112=422 33=2=110mm計(jì)算倒擋傳動(dòng)比Z13 Z11i倒Z12

19、 Z13=2330=1423=2.35Z1323U1.6412=0.2413 =-0.24Z1214Z1133U1.4311 =0.24Z1323第二章齒輪校核2.1齒輪材料的選擇原則1、滿足工作條件的要求不同的工作條件，對(duì)齒輪傳動(dòng)有不同的要求，故對(duì)齒輪材料亦有不同的要求。 但是對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而且齒面硬， 齒芯軟。2、合理選擇材料配對(duì)如對(duì)硬度w 350HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng) 略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在 3050HBS左右。為提高抗膠合性能，大、 小輪應(yīng)采用不同鋼號(hào)材料。3、考慮加工工藝及熱處理工藝變速器齒輪滲碳層深度

20、推薦采用下列值：m法3.5時(shí)滲碳層深度0.81.2m法3.5時(shí)滲碳層深度0.91.3m法5時(shí)滲碳層深度1.01.3表面硬度HRC5863;心部硬度 HRC3348對(duì)于氰化齒輪，氰化層深度不應(yīng)小于 0.2;表面硬度HRC485312。對(duì)于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用25CrMnMo, 20CrNiM o，12Cr3A 等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材 料晶面粒13。2.2計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為171N.m，齒輪傳動(dòng)效率99%，離合器傳動(dòng)效率99%，軸 承傳動(dòng)效率96%。I軸T1 = Temax 離承=153X 99%X 96%=145.411

21、NmU 軸 一擋 T T1 承齒 i1=145.411 X.96 X.99 X5/10=483.695 Nm2.3輪齒強(qiáng)度計(jì)算2.3.1輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算1、倒檔直齒輪彎曲應(yīng)力w圖2.1齒形系數(shù)圖(1)一擋斜齒圓柱齒輪：mn 3mm, 23btyK應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取1.5 重合度影響系數(shù)，取 2.0 齒寬（mm），取19 端面齒距（mm ）， m 齒形系數(shù)，取0.141當(dāng)計(jì)算載荷取到作用到變速器第一軸時(shí)的最大扭矩Temax時(shí)，許用應(yīng)力在 180350MPa,所以彎曲強(qiáng)度滿足要求。1輪齒接觸應(yīng)力jFE 11、j0嘰匚二）式中：j 為輪齒的接觸應(yīng)力,N/mm ；F 為齒面上的法向力，N ;為節(jié)點(diǎn)

22、處壓力角，；E 為齒輪材料的彈性模量，N/mrfi ；b為齒輪接觸的實(shí)際寬度，mm ；z、 b 為主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑， mm(1) I擋直齒輪接觸應(yīng)力0.41810082.2 2.1 105V 21(5181960MPa其中 z Esin 、 b %sin將作用在變速器第一軸上的載荷 Temax /2作為計(jì)算載荷時(shí)，對(duì)于滲碳齒 輪，一擋和倒擋的許用接觸應(yīng)力為 19002000MPa,所以強(qiáng)度滿足要求。第三章軸及軸上支承的校核3.1軸的工藝要求倒擋軸為壓入殼體孔中并固定不動(dòng)的光軸。變速器第二軸視結(jié)構(gòu)不同，可采用滲碳、高頻、氰化等熱處理方法。對(duì)于只有滑動(dòng)齒輪工作的第二軸可以采用氰 化處理

23、，但對(duì)于有常嚙合齒輪工作的第二軸應(yīng)采用滲碳或高頻處理14。第二軸上的軸頸常用做滾針的滾道，要求有相當(dāng)高的硬度和表面光潔度，硬度應(yīng)在 HRC5863,表面光潔度不低于 815。對(duì)于做為軸向推力支承或齒輪壓緊端面的軸的端面，光潔度不應(yīng)低于7，并規(guī)定其端面擺差。一根軸上的同心直徑應(yīng)可控制其不同心度16。對(duì)于采用高頻或滲碳鋼的軸，螺紋部分不應(yīng)淬硬，以免產(chǎn)生裂紋。對(duì)于階梯軸來說，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量保證工藝簡(jiǎn)單，階梯應(yīng)盡可能少17。3.2軸的強(qiáng)度計(jì)算3.2.1初選軸的直徑1、初選軸的直徑變速器軸的長(zhǎng)度可以初步確定。軸的長(zhǎng)度對(duì)軸的剛度影響很大，滿足剛 度要求，軸的長(zhǎng)度須和直徑保持一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。第一軸花鍵部分直徑

24、d的初選：d K3Temax 4.0 3 142 20.8mm。第二軸，d/L 0.18 0.21取第一軸的最細(xì)處軸徑為d=25mm.3.2.2軸的強(qiáng)度驗(yàn)算1、軸的剛度驗(yàn)算根據(jù)傳動(dòng)方案的布置，倒擋齒輪處于軸徑最小處，且倒擋時(shí)軸所承受的載荷 最大，所以選擇倒擋進(jìn)行軸的強(qiáng)度驗(yàn)算。(1) 一擋軸處軸的剛度驗(yàn)算資料收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除只供學(xué)習(xí)與交流軸在垂直面內(nèi)的撓度為：F1a2b2c3EIL軸在水平面內(nèi)的撓度為:F1a2b23EIL轉(zhuǎn)角為:F1ab(b a)3EILmm；需要圖紙聯(lián)系 QQ1537693694式中：fc 為軸在垂直面內(nèi)的撓度，fs 為軸在水平面內(nèi)的撓度，mm ；Fi 為齒輪齒寬中間平面上的圓周力，N ；F2 為齒輪齒寬中間平面上的徑向力，N ；d 為軸的直徑，mm ；E 為彈性模量，MPa；I 為慣性矩，mn4；a、b-為齒輪上作用力距支座 A、B的距離，mm； L-為支座間距離，mm。a 9mm,b 167.25mm可求出fc 0.0037 fc0.05 0.10mmfs 0.0091 fs0.10 - 0.15mm3111 19.5 282(282 19.5)亦0.00034495.26