機(jī)械式變速箱設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))

1、機(jī)械變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)姓 名:學(xué) 號(hào)：系部名稱：汽車工程系班 級(jí)：指導(dǎo)老師：職 稱： 教授設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù)：(方案二)學(xué)號(hào)：23最高車速：U amax =110-23=87Km/h發(fā)動(dòng)機(jī)功率：Pemax =66-23/2=54.5轉(zhuǎn)矩：Temax =210-23 X 3/2=175.5Nm總質(zhì)量：ma=4100-23 X 2=4054Kg轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：nT=2100r/mi n車輪：R16(選 205/55R16)r R=16X 2.54 X 10/2+0.55 X 205=315.95mm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i g5=1nprU amax= 0.377 :-ig mi

2、ni 0式中：Uamax 最咼車速n p 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速r車輪半徑igmin變速器最小傳動(dòng)比io主減速器傳動(dòng)比np/ nT =1.4 2.0即 np= (1.4 2.0 ) X 2100=294CH4200r/minTemax =9549X上咤 (轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)=1.11.3 )np所以，n p=9549X (1.1 1.3) 57 =3118.3 3685.3r/minp171r/m由 上 述 兩 兩 式 取np=3400i0=O.377 Xnpri g min Uamax=0.377 X3400 315.95 1087=4.65雙曲面主減速器，當(dāng)i0 < 6時(shí)，取 =90%輕型商用

3、車ig!在5.08.0圍，g=96% T= X t=90%< 96%=86.4%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 TrCD A 221.15UaGidu m一 dt(1.1)汽車以一擋在無風(fēng)、瀝青混凝土干路面行駛，公式簡(jiǎn)化為Temaxi g i 0 TGfcosrGsin(1.2)即,ig1Gr fcos sine maxi 0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 =4055X 9.8=39739N;Te max 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Temax = 192NRi° 主減速器傳動(dòng)比，i°

4、; =4.402t 傳動(dòng)系效率，t =86.4%;r 車輪半徑，r=0.316m；f 滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車取 f =0.02 ;爬坡度，取=16.7ig14054 0.316 (0.02 cos16.7sin 16.7 )廠 l 十175.5 4.65 86.4%滿足附著條件Temaxi g1i0 Tr在瀝青混凝土干路面，© =0.70.8，取© =0.7405460%0706=7.7!5175.5 4.65 86.4%由得 5.45 < igi < 7.715 ;又因?yàn)檩p型商用車igi=5.08.0 ；所以，取igi=5.7 。其他各擋傳動(dòng)比的確定：按等比級(jí)

5、數(shù)原則，一般汽車各擋傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系：igii g2ig3ig4: 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:43igi q ， i g2 q ， ig32q，ig4 qq n i igi =4 5.7 =i.545所以其他各擋傳動(dòng)比為：igi =5.7， ig2 = q3=3.68，ig3=q2 =2.387，ig4=q=i.545， ig5=i為了減少高檔較大的沖擊力，高檔的傳動(dòng)比應(yīng)該比較接近,i.i.2 中心距A初選中心距時(shí)，可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式A . Te maxi gi(i.3)式中：A 變速器中心距（mr）Ka 中心距系數(shù)，商用車：

6、Ka=8.69.6 ;Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nr）；igi 變速器一擋傳動(dòng)比，igi=5.7 ；變速器傳動(dòng)效率，取96% ;Temax 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，Temax=192Nm。則，A3Te maxi 1= (8.69.6)3.175.5 5.7 96%=84.348594.1564初選中心距 A=90m1. 2齒輪參數(shù)1、模數(shù)對(duì)貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，故齒輪應(yīng)該選用大些的模數(shù)；從工藝 方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)。嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開線。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。其取值圍是：乘用車和總質(zhì)量ma在1.814.0t的貨車為2.03.5mm總質(zhì)

7、量ma大于14.0t的貨車為3.55.0mm 選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利于換擋表1.2.1汽車變速器齒輪法向模數(shù)車型乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量V/L貨車的最大總質(zhì)量 ma/t1.0 > VW 1.61.6 v VW 2.56.0 v ma w 14.0ma > 14.0模數(shù)mn /mm2.25 2.752.75 3.003.50 4.504.50 6.00表1.2.2汽車變速器常用齒輪模數(shù)一系列1.001.251.52.002.503.004.005.006.00二系列1.752.252.75(3.25)3.50(3.75)4.505.50一根據(jù)表及，齒輪的模數(shù)定為4.0mm2、壓

8、力角理論上對(duì)于乘用車，為加大重合度降低噪聲應(yīng)取用 14.5 °、15°、16°、 16.5。等小些的壓力角；對(duì)商用車，為提高齒輪承載能力應(yīng)選用 22.5?；?5° 等大些的壓力角。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 20°。3、螺旋角實(shí)驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高。在齒輪選用大些的螺 旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩 時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。 設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)力求使中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì) 齒輪產(chǎn)生的軸向力平衡，以減小軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。因此，中間軸

9、上不同 擋位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的。為使工藝簡(jiǎn)便，在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的，或者僅取為兩種螺旋角。貨車變速器螺旋角：18°26°初選一擋斜齒輪齒輪螺旋角為24°，其余擋斜齒輪螺旋角24 °。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 kcmn， kc取為6.08.5。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4mm5、齒頂高系數(shù)在齒輪加工精度提高以后，包括我國(guó)在，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。1. 3各擋齒輪齒數(shù)的分配LT11-一軸常嚙合齒輪2-中間軸常嚙合齒輪 3-二軸五

10、擋齒輪4-中間軸五擋變速器5-二軸四擋齒輪6-中間軸四擋齒輪7-二周三擋齒輪8-中間軸三擋齒輪9-二軸二擋齒輪10-中間軸二擋齒輪11-二軸一擋齒輪12-中間軸一擋齒輪13-二軸倒擋齒輪14-中間軸倒擋齒輪15-倒擋中間齒輪圖變速器傳動(dòng)示意圖如圖所示為變速器的傳動(dòng)示意圖。在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角 以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各擋齒輪的齒數(shù)。應(yīng)該注 意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。1、確定一擋齒輪的齒數(shù)中間軸一擋齒輪齒數(shù)，貨車可在12-17之間選用，最小為12-14，取乙0=13,一擋齒輪為斜齒輪。一擋傳動(dòng)比為ig1Z2Z9乙Z10(1.4

11、)為了求Z9，Z10的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh，2Acos 9 10mn(1.5)=2 90r4 =42.286 取 Zh=42即 Z9=Zh-乙 0=42-3=29斜齒Zh2、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 =4 (13 29) =91.94 為 A=92m 2cos 2cos24對(duì)一擋齒輪進(jìn)行角度變位:端面嚙合角tant=ta n n /cos 9-10=.398t =21.43嚙合角cosAt = cos t =0.932 At =2

12、1.52變位系數(shù)之和z9 z10 inv t inv t2 tan n=0.62查變位系數(shù)線圖得：uZ9z102.3810°.429 n100.2計(jì)算精確值9-10 : AmZh2cos9 1024.079-10計(jì)算一擋齒輪9、10參數(shù):分度圓直徑d9mnz9 / cos9-10 =4X 29/cos24.07d 10mnz10 / cos 9-10 =4X 13/cos24.07：127.004mm=56.95mm齒頂高h(yuǎn)a9han9 yn mn=3.26mmha10han10 yn mn =2.38mm齒根高式中：yn(AA0)/m n =0.015ynyn =0.605hf 9

13、hanc 9 mn=3.32mmhf10hanc 10 mn =4.2mm齒全高h(yuǎn) ha9hf9 =6.58mm齒頂圓直徑da9d92ha9 =133.52mmda10d 102ha10 =61.71mm齒根圓直徑d f 9d92hf9 =127.004 2 3.36=120.4mmd f 10d102hf 10 =56.95-2 X 3.8=48.55mmZv9Z9 /cos 9-10 =38.16當(dāng)里齒數(shù)Zv10Z10/cos3 9-10=17.113、確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)（1-2=24）由式（1.3 ）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比Z2 . Z10ig1 -乙g Z9(1.6)=5.7

14、29 沁常嚙合傳動(dòng)齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等，即mn Z1 Z22 cos 1 2(1.7)乙=42.29Z22Acos 1 2mn2 92cos204由式（1.6 ）、（ 1.7）得 Z1=11.87，Z2=30.42 取整為乙=12，Z?=31，則:ig1Z2Z9Z1Z10=29 3112 13=5.76 ig1=5.7對(duì)常嚙合齒輪進(jìn)行角度變位:理論中心距Aomn Z11231=91.5mm2 cos2cos20端面壓力角tant =ta n n /cos 1 2=0.387t =21.17端面嚙合角cos、cos t=91蘭COS21.17A92t 21.96變位系數(shù)之和乙 z2

15、 inv t inv t2ta n n12 31 inv21.96 inv21.172ta n20=0.64查變位系數(shù)線圖得：uZ2Z12.5810.4520.640.45 0.1923.56計(jì)算精確值1 2: A= mnZh2cos 1 2常嚙合齒輪數(shù):分度圓直徑d1ZEn-=51.35mmcos 2齒頂高h(yuǎn)a1hanha10h and2式中：yn(AA。)Z2mn =132.65mmcos 2yn mn =( 1+0.45+0.515) x 4=3.74mmy n mn = (1+0.19+0.515 ) x 4=2.7mm/mn= (92-91.5 ) /4=0.125ynnyn =0.

16、515齒根高h(yuǎn)f1han cn 1 mn= (1+0.25-0.45 ) x 4=3.2mm齒全高h(yuǎn)f2han cn2 mn= (1+0.25+0.19 ) x 4=4.24mmh ha1 hf1 =6.94齒根圓直徑da2 d2 2ha2 =138.05mmdfi di 2hf!=44.95mm df2 d2 2hf2 =124.17mm當(dāng)量齒數(shù)3Zvi z,cos 2=14.693zv2 z2 / cos 2=37.944、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=24ig2Z2Z7(1.8)Z8ig2 jZ1=3.68Z213 =1.6529(1.9)mn

17、 Z7 Z82cos 7 8Z7 Z82Acos 7 8 = 2 92cos20mn4由式(1.8 )、( 1.9 )得 Z7 =25.29，Z8 =17.93 取整為 Z?=25, Zs=18則，i2 z = 3?5=3.59ig2=3.68Z1Z81218g對(duì)二擋齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距A。 mn Z7=91.5mm2 cos 7 8端面壓力角tant =tan n /cos 7 8t =21.17端面嚙合角cosAo cos At=915cos21.179221.96變位系數(shù)之和Z7z8 inv inv tn2ta n n=0.64查變位系數(shù)線圖得:u1.38n08=0.407=0.

18、24Z8計(jì)算精確值7 8 : Amn Z7Z88=20.8 °2cos7 87二擋齒輪參數(shù)：z?mn分度圓直徑d7=106.97mmcos 78d8z$mn-=77.02mmcos 78齒頂咼ha7har17y n mn=2.9mmha8h an8yn mn =3.54mm式中：yn(AA0)/m n =0.515ynnyr,=0.125齒根高h(yuǎn)f7hanCn7 mn=4.04mmhf 2hanCn8 mn =3.4mm齒全高h(yuǎn) 1h a7hf7 =6.94mm齒頂圓直徑da7d72ha7=112.77mmda8d82ha8=84.1mm齒根圓直徑df7d72hf7=98.89mmd

19、 f 8d82hf8=70.22mmZv7-37 8 =30.60當(dāng)里齒數(shù)Z7 / cosZv8z8 / cos37 8=22.03(2)三擋齒輪為斜齒輪，初選5 6=24°（1mn Z5 Z62 cos 5 6（3.11）Z5. ZiI3Z6Z2A由式（3.10 ）、（3.11 ）得 Z5 =27.35 , Z6=29.9取整 Z5=27, Z6=29Z2Z5I g3乙Z631 27=2.412 29-I g3 =2.387對(duì)三擋齒輪進(jìn)行角度變?yōu)?理論中心距mn Z5 Ao -=91.94mm2 cos5 6端面壓力角tant =ta nn /cos 5 6 =0.393t =21

20、.72 °端面嚙合角cos t cos t =91.94 cos21.72A92t, 21.80變位系數(shù)之和Z5 Z6 invinv tn2ta n n=0.015查變位系數(shù)線圖得：u 互 1.07Z66 =0.055=0.48-0.3=-0.035計(jì)算精確值 5 6: amn Z5 Z65 6 24.072cos 5 6三擋齒輪5、6參數(shù)：分度圓直徑d5 ZE =88.71mmcos 5 6d6Z6mn =95.28mmC0S 5 6齒頂高h(yuǎn)a5h an5yn mn =3.165mmha6h an6yn mn =2.91mm式中：yn（AA 0)/m n =0.02ynnyn=-0

21、.005齒根高h(yuǎn)f 5hanCn5 mn =3.6mmhf 6hanCn6 mn =3.855mm齒全高h(yuǎn)ha5 hif5 =6.51mm齒頂圓直徑da5d52ha5 =95.04mmda6d62ha6 =87.57mm齒根圓直徑d f 5d52hf5 =81.51mmd f 6d62hf6 =101.1mm當(dāng)量齒數(shù)Zv5Z5 /cos 5 6 =35.53Zv6z6 / cos3 5 6=38.16（3）四擋齒輪為斜齒輪，Z3Z1i g 4（1.12）Z4Z2mn Z3 乙2 cos 3 4(1.13)tan 1 2tan 34Z2Z1Z2Z3(1.14 )Z4由( 1.12 )、(1.13

22、 )、(1.14)得 Z3 =21.53，Z4 =36.1220取整Z3 =21,Z4 =37則:I g431 2112 37=1.47對(duì)四擋齒輪進(jìn)行角度變位:理論中心距Aomn Z3 Z4 =92.58mm2 cos 3 4端面壓力角tant =tan n /cos 3 4 =0.387t =21.17 °端面嚙合角cosAocosA20.21變位系數(shù)之和=-0.18查變位系數(shù)線圖得:1.76Z3Z3Z4inv t inv t2ta n n3=0.2 4=-0.22-0.16=-0.02精確值3 4=18.98四擋齒輪3、4參數(shù):Z'mn =66.62mmCOS 3 4分度

23、圓直徑d3d4Z4mn =177.38mmCOS 3 4齒頂咼ha3h an3y n mn =3.56mmha4han4yn mn=2.9mm式中：yn(AAo)/m n =-0.193ynny-n =0.013齒根高h(yuǎn)f 3hanCn3 mn=3.15mmhf 4h anCn4 mn=3.81mm齒全高h(yuǎn)ha3hf3 =6.71mm齒頂圓直徑da3d32ha3=73.74mmda4d42ha4=123.18mm齒根圓直徑d f 3d32hf3 =60.32mmd f 4d42hf4 =109.76mmZv3Z3/cos3 4=24.83當(dāng)里齒數(shù)Zv4Z4 /cos3 4 =43.765、確定

24、倒擋齒輪齒數(shù)倒擋齒輪選用的模數(shù)與一擋相同，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Zi3=23, Zi2=13,貝U:1A m Z12 Z1321=丄 413 232=72mm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)保持有0.5mm以上的間隙，則齒輪11的齒頂圓直徑Dei3應(yīng)為De12Deli0.5 空Deii 2 A De121=2X 92-4X (13+2) - 1=123mmDe11 123 24=28.75為了保證齒輪10和11的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，取 乙1=28計(jì)算倒擋軸和第二軸的

25、中心距 Am z13Z112423 282=102mm計(jì)算倒擋傳動(dòng)比Z2Z1Z13Z11Z12Z13=31 23 2813 13 23=5.57U12 131.77 查表得 120.2，13Z120.2U13 11直 1.52,查表得 130.23,110.23Z13分度圓直徑dn Znm=28X 4=112mmd12 z12m 13X 4=52 mm齒頂高h(yuǎn)a11ham 4mmha12*ham = 4 mmha13*ham =4 mm齒根高h(yuǎn)fnhac m=5 mmhf12hac m=5 mmhf 13hac m=5 mm齒全高h(yuǎn) ha11hfn=9 mm齒頂圓直徑da11dn2han=12

26、0da12d 122ha12 =60mmda13d 132ha13 =100mm齒根圓直徑d f 11dn2hfn =102mmd f 12d f122hf12 =42 mmd f 13d f132hf13 =82 mm1. 4本章小結(jié)本章首先根據(jù)所學(xué)汽車?yán)碚摰闹R(shí)計(jì)算出主減速器的傳動(dòng)比，然后計(jì)算出變速器的各擋傳動(dòng)比；接著確定齒輪的參數(shù)，如齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒 寬、齒頂高系數(shù)；介紹了齒輪變位系數(shù)的選擇原則， 并根據(jù)各擋傳動(dòng)比計(jì)算各擋 齒輪的齒數(shù)，根據(jù)齒數(shù)重新計(jì)算各擋傳動(dòng)比，同時(shí)對(duì)各擋齒輪進(jìn)行變位。第2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)

27、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推薦采用下列值：m法3.5時(shí)滲碳層深度0.87 1.2m法3.5時(shí)滲碳層深度0.97 1.3m法5時(shí)滲碳層深度1.01.3表面硬度HRC563;心部硬度 HRC348對(duì)于氰化齒輪，氰化層深度不應(yīng)小于 0.2 ;表面硬度HRC4531

28、2。對(duì)于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用25CrMnM 20CrNiMb, 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)取大扭矩為傳動(dòng)效率96%192Nm齒輪傳動(dòng)效率99%離合器傳動(dòng)效率98%軸承I軸T=Te max 離承=175.5 X9 8%X 96%=65.11N m中間軸T2=T1 承齒i2 1=165.11 X 96%x 99%X31/12=405.38N mw圖2.1齒形系數(shù)圖II 軸一擋 T31 T2 承齒i9 10 =405.38 X 0.96 X 0.99 X29/13=859.45N. m二

29、擋 T32T2 承齒i7 8=405.38 X 0.96 X 0.99 X25/18=535.10N m三擋 T33 T2 承齒 i5 6 =405.38 X 0.96 X 0.99 X23/22=358.70N m四擋 T34 T2 承齒i3 4=405.38 X 0.96 X 0.99 X17/18=218.69N mT倒 T(承齒)2i11 12 =405.38 X (0.96 0.99)2 X 32/13=859.46N. m2. 3輪齒強(qiáng)度計(jì)算輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算1、倒檔直齒輪彎曲應(yīng)力(2.1)2TgK Kfm3zKcy式中：w 彎曲應(yīng)力（MP）;Tg 計(jì)算載荷（Nmr）K 應(yīng)力集中系數(shù)

30、，可近似取 K =1.65 ；Kf 摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同,b 齒寬（mrh；m 模數(shù)；y 齒形系數(shù)，如圖2.1 o當(dāng)計(jì)算載荷Tg取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩Temax時(shí)，一、倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400850MP,貨車可取下限，承受雙向交變載荷作用的倒擋 齒輪的許用應(yīng)力應(yīng)取下限。計(jì)算倒擋齒輪11, 12, 13的彎曲應(yīng)力W11 ,w12 ,W13zn =31, z12 =11, zi3=21, yn=0.161 , y12=0.141 , yi3 =0.11 , T倒 =859.46NmT2=409.37Nm2T倒K Kfw112 859.46 1.65

31、 0.9 “33 104 28 7.0 0.161=402.52MPa<40850MPa2T2K Kfw12m3zKcy122 405.38 1.65 1.133 1043 13 7.0 0.141.=570.69MPa<40850MPa2(T2Z13/Z12)K Kf2 (405.38 23/13) 1.65 0.9 “310w1343 23 7.0 0.11=598.52MPa<400850MPa2、斜齒輪彎曲應(yīng)力(2.2)2Tg cos KwzgyKcK式中：Tg 計(jì)算載荷（Nmmmn 法向模數(shù)（mr）z 齒數(shù)；斜齒輪螺旋角（°）;K 應(yīng)力集中系數(shù)，K =1.

32、50 ;y 齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)zn z cos 405.38 cos24.071.50 _3= 3 1013 40.152 6.0 2.0 =233.02MP<100 250MP(2)計(jì)算二擋齒輪7, 8的彎曲應(yīng)力z7=25，z8 =18，zv7 30.60 ，zv8 22.03 y7 =0.155，y8 =0.163，T32 =535.10，在圖中查得;Kc 齒寬系數(shù) 心=7.0K 重合度影響系數(shù)，K =2.0當(dāng)計(jì)算載荷Tg取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩Temax時(shí)，對(duì)乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在 180350MP圍，對(duì)貨車為100250MP。（1）計(jì)算一擋齒輪9，10

33、的彎曲應(yīng)力w9w10Z9=29， Zg=13,zv940.26 ， y9 =0.17 ，y10 =0.152， T31 =859.45N mT2 =405.38Nm9 10 =24.07 °， Kc=6.02T31 COS 9 10 Kw93ZgmnygKcK2 859.45 cos24.0729 43 0.17 6.0 穿 103=198.01MP<100 250MP2T2 cos 9 10Kw10Z1°m；y1oKcKT2 =405.38Nm,7 8=20.8Kc=7.02T32 cos 7 8Kw73Z7mn y?KcK2 535.10 S8。1.5025 40

34、.155 7.0 2.0=137.65MP<100 250MP2T2 cos 7 8 Kw83Z8mn y&KcK2 亦評(píng) cos 曾 COS24"偵 103。8。"0 10318 40.163 7.0 2.0=137.73MPa<100 250MP(3)計(jì)算三擋齒輪5,6的彎曲應(yīng)力Z5 =27 , Z6 =29 ,Zv535.53 ,乙638.46, y =0.165 , y =0.16 ,T33=358.70Nm T2=405.38Nm5 6 =24.07 ° , Kc=8 m=32T33 c0S 5 6 Kw53Z5“l(fā)n 丫5心2負(fù)號(hào)e

35、g.。T2=405.38Nm3 4=18.89 ° , Kc=8, m=3偵1029 43 0.16 .0 2.0 =176.42MPa<100 250MP (4)計(jì)算四擋齒輪3, 4的彎曲應(yīng)力 z3=21, z4=37, zv3 24.83 , Zv4 43.76 ,y3=0.15 , y4 =0.152 , T34 =218.69Nm,27 30.165 8.0 2.0=162.59MP<100 250MP2T2 cos 5 6Kw63ZemnyeKcK2T34COS 34Kw33Z3min ysKcK2 218.69 COS18.891.50 “33 1021 30

36、.15 8.0 2.0=145.27MPa<100 250MP2T2 cos 3 4Kw43Z4mny4KcK2 405.38 COS18.98。1.50 “3 = 3 1027 30.152 8.0 2.0= 151.45MPa<100 250MP(5)計(jì)算常嚙合齒輪1, 2的彎曲應(yīng)力z1 =12, z2 =31, zv1 14.69 , Z/2 37.94 , y1 =0.165 , y2 =0.16 ,T1=165.11Nm,T2=405.38Nm1 2=20.8 ° , KC=6.0w12T| cos 1 2 K3zmny1KcK2 165.11 COS20.81

37、.50 “33 1012 43 0.165 6.0 2.0=96.98MPa<100 250MPw22T2 cos 1 2 K3Z2mny2KcK=2 405.38 COS20.8。1.5031 43 0.16 6.0 2.0103=95.05MPa<10 0 250MP輪齒接觸應(yīng)力c j0.418Jb-TgE- bd cos cos(4.3)式中：j輪齒的接觸應(yīng)力(MP);Tg 計(jì)算載荷(Nmr) d 節(jié)圓直徑(mm);節(jié)點(diǎn)處壓力角（°）,齒輪螺旋角（°）;E 齒輪材料的彈性模量（MP）;b 齒輪接觸的實(shí)際寬度（mm）；b 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm）

38、，直齒輪z rzsinb rbS in，斜齒輪 zrzS incos2、 bms incos2rz、rb 主、從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm）。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)，變速器齒輪的許 用接觸應(yīng)力j見表4.1。彈性模量 E =20.6 X 104 N - mm，齒寬 b Kcm Kcmn=7X 4=28mm表4.1變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力齒輪"MPa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一擋和倒擋190020009501000常嚙合齒輪和高擋13001400650700（1）計(jì)算一擋齒輪9，10的接觸應(yīng)力z9=29， z10=13,，T31 =859.45N m T2

39、=405.38N m910 =24.07 °， Kc=6.0d102a/(u 1) =2X 92/ (2.23+1) =56.95mmd9ud10 =2.23 X 56.95=127.05 mmj9z10b9如sin魚sin20.418 bd9/cos224.07 =11.67mm2/cos224.07 =25.29mm2T31Ecos cos23.811 1z10b91030.4182 859-45 206 1 0511、24 127.05cos20cos24.0711.6725.29=1719.36MPa<19002000MP2T2E2 405.38 2.06 1050.4

40、18 24 56.95cos20 cos24.0711.67128.29103j100.418. ubd10 cos cos23.81z10 b9=1763.7MP<19002000MP20.8(2) 計(jì)算二擋齒輪7, 8的接觸應(yīng)力T32 =535.10Nm T2 =405.38Nm7 8d82A/(u 1) =2X 92/ (1.38+1 )=77.02mmd7ud8=1.38 X 77.02=106.98mmz8dsi n /cos2 23.56 =15.07mm2b7dsin /cos2 23.56 =20.93mm22T32Ej7 0.418bd? cos cos23.56z8b

41、7=1291MPa<19002000MP110320.932T2E0.418I 2 405.38 2.06 10528 77.02cos20 cos20.8115.0720193103_ 2 1 1j8 0.418 bd8 cos cos20.8 z8 b7=1352MP<13001400MP(3)計(jì)算三擋齒輪5, 6的接觸應(yīng)力T33=358.7N.m T2=405.38N.m z527,Z629 ,5 624.07d6 2a/(u 1) =2X 92/(1.07+1 ) =95.29mmds ud6=88.71mmj5z6b5d6 . sin 2 d57 . sin20.4182

42、/cos 24.07 =19.54mm/cos224.07 =18.198mm2T33Ebd 5 cos cos24.071 1z6b51030.4182 405.38 2°6 10511*24 88.71cos20 cos24.071 9.541 8.198=1224.1MPa<13001400MPj60.4182&Ebd6 cos cos24.071 1z6b50.4182 405.38 2.06 1051124 95.29cos20 cos24.07 19.54 18.198103=1225.6MP<13001400MP(4)計(jì)算四擋齒輪3, 4的接觸應(yīng)力T

43、34 =218.69Nm T2=405.38N m,3 4 18.98d3 2a/(u 1) =2X 92/ (1.76+1 ) =66.62mmd4ud3=1.76 X 72.66.62 =117.38mmz4b3d24 sin /cos 18.89 =22.45mm2魚 si n /cos218.89 =12.74mm22T34E1j30.4©'bd3 cos cos18.98z4b30.4182 21869 2°6 10511103V24 66.62cos20 cos18.9822.45 12.74=1362.36MPa<13001400MP0.4182

44、T2Ebd4 cos cos18.891z41b30.4182 405.38 2.06 10524 117.38cos20 cos18.891 122.45 12.74=1397.37MP<13001400MP(5)常嚙合齒輪1, 2的接觸應(yīng)力=165.11Nm T2=405.38Nm ,12 20.8d1 2a/(u 1) =) =51.35mn,d2 ud1=132.65mmdz1sin /cos2 23.56 =10.045mm2b22sin/cos2 23.56 =26.71mm2T1Ej10.418bd1 cos cos20.8z1b204182 165.11 2.06 105

45、11w324 51.35cos20 cos20.810.045 26.71=1226.43MPa<13001400MPj20.4182T2E'bd2 cos cos20.81z11b2100.4182 405.38 206 1 051124 132.65cos20 cos23.5610.045 26.71=1117.21MPa<13001400MP(6)計(jì)算倒擋齒輪11, 12, 13的接觸應(yīng)力12 , Z1323T倒=859.46Nm T2 =405.38N m z1128 , z12u11.91 , u21.48 mmd122A (u1 0 52 mmd13U1d12

46、92 mmd11 u2d13112 mmz12sin 20 =9.576mmd 132d11b11sin 20 =19.836mm2j110.418Y bdn cosz13b11L50.418. 2 85946 2°6 1028 112cos2015.04819.836103=1539.15MPa<19002000MPj120.418丁疋' bd12 cosz12b130.4182405.382.061028 52cos2015.04819.836103=1909.1MP<19002000MPj13 0.418 2T(z13/z12)E 1z13b11bd13 c

47、os2 405.38 (23/13) 2.06 105=0.418.28 88cos2015.04819.836103=1909.1MPa<19002000MP2. 4計(jì)算各擋齒輪的受力(1) 一擋齒輪9, 10的受力d9=127.05mm d10=56.95mmT31 =859.45 N m, T2 =405.38N -9 1024.072T31dg虛 103 1 3529.32NFt102T2dio2 405.38 10356.9514236.35N5411.29NF r10Ft10 tan14236.35ta n20 /cos24.075675.36NCOS 9 10Fr9 FZn

48、 n 13529.321an20 /cos24.07COS 9 10Fa9 Ft9 10 13529.32ta n24.076043.46NFa10 F10 1014236.35ta n23.566359.28 N(2)二擋齒輪7, 8的受力F9、F10d7106.98 mm d877.02 mmT32 =535.10N m, T2=405.38Nm7 8 20.8Ft72T322 535.10 10310003.74N106.98Ft8d7d82 405.3877.0210310526.62 NFr7Ft7 tan ncos 810003.74tan20 /cos20.83894.50 NF r8Ftsta nn10526.62tan20 /cos20.84098.06 Ncos 8Fa7 Ft7 8 10003.74tan20.83800.06NFa8F8 8 10526.62tan20.83998.69N(3) 三擋齒輪5, 6的受力F7、F8d588.71mm d695.29 mmT33=358.70Nm,T2 =405.38Nm5 6 =24.08匹 2 405.38 io3 8087.025N d588.71Ft6 2T2 2 405.38 103