機(jī)械式變速箱傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

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：=110-23=87Km/h發(fā)動(dòng)機(jī)功率：=66-23/2=54.5轉(zhuǎn)矩：=210-23×3/2=175.5Nm總質(zhì)量：ma=4100-23×2=4054Kg轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速：nT=2100r/min車輪：R16（選205/55R16）r≈R=16×2.54×10/2+0.55×205=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=1=0.377式中：—最高車速—發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速—車輪半徑—變速器最小傳動(dòng)比—主減速器傳動(dòng)比/=1.4～2.0即=（1.4～2.0）×2100=2940～4200r/min=9549×（轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)=1.1～1.3）所以，=9549×=3118.3～3685.3r/min由上述兩兩式取=3400r/m=0.377×=0.377×=4.65雙曲面主減速器，當(dāng)≤6時(shí)，取=90%輕型商用車在5.0~8.0范圍，=96%，=×=90%×96%=86.4%最大傳動(dòng)比的選擇：①滿足最大爬坡度。根據(jù)汽車行駛方程式（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（1.2）即，式中：G—作用在汽車上的重力，，—汽車質(zhì)量，—重力加速度，=4055×9.8=39739N；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=192N.m；—主減速器傳動(dòng)比，=4.402—傳動(dòng)系效率，=86.4%；—車輪半徑，=0.316m；—滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車取=0.02；—爬坡度，取=16.7°=5.5.45①②滿足附著條件?！う赵跒r青混凝土干路面，φ=0.7~0.8，取φ=0.7即≤=7.715②由①②得5.45≤≤7.715；又因?yàn)檩p型商用車=5.0~8.0；所以，取=5.7。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：式中：—常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為：，，，==1.545所以其他各擋傳動(dòng)比為：=5.7，==3.68，==2.387，==1.545，=1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，。中心距A初選中心距時(shí)，可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式（1.3）式中：—變速器中心距（mm）；—中心距系數(shù)，商用車：=8.6～9.6；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）；—變速器一擋傳動(dòng)比，=5.7；—變速器傳動(dòng)效率，取96%；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=192N.m。則，==84.3485—94.1564初選中心距=90m。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。其取值范圍是：乘用車和總質(zhì)量在1.8～14.0t的貨車為2.0～3.5mm；總質(zhì)量大于14.0t的貨車為3.5～5.0mm。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/t1.0＞V≤1.61.6＜V≤2.56.0＜≤14.0＞14.0模數(shù)/mm2.25～2.752.75～3.003.50～4.504.50～6.00表1.2.2一系列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—根據(jù)表1.2.1及1.2.2，齒輪的模數(shù)定為4.0mm2、壓力角理論上對(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°或25°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、齒寬直齒，為齒寬系數(shù)，取為4.5～8.0，取7.0；斜齒，取為6.0～8.5。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2～4mm，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。各擋齒輪齒數(shù)的分配1-一軸常嚙合齒輪2-中間軸常嚙合齒輪3-二軸五擋齒輪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1.如圖1.3.1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。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=13，一擋齒輪為斜齒輪。一擋傳動(dòng)比為（1.4）為了求，的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和，斜齒（1.5）==42.286取=42即=-=42-3=292、對(duì)中心距進(jìn)行修正因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距，再以修正后的中心距作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。==91.94為A=92m對(duì)一擋齒輪進(jìn)行角度變位：端面嚙合角：tan=tan/cos=.398=21.43嚙合角：cos==0.932=21.52變位系數(shù)之和=0.62查變位系數(shù)線圖得：計(jì)算精確值：A=計(jì)算一擋齒輪9、10參數(shù)：分度圓直徑=4×29/cos24.07°=127.004mm=4×13/cos24.07°=56.95mm齒頂高=3.26mm=2.38mm式中：=0.015=0.605齒根高=3.32mm=4.2mm齒全高=6.58mm齒頂圓直徑=133.52mm=61.71mm齒根圓直徑==120.4mm=56.95-2×3.8=48.55mm當(dāng)量齒數(shù)=38.16=17.113、確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)（=24）由式（1.3）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比（1.6）==2.56常嚙合傳動(dòng)齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等，即（1.7）==42.29由式（1.6）、（1.7）得=11.87，=30.42取整為=12，=31，則：==5.76≈=5.7對(duì)常嚙合齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距==91.5mm端面壓力角tan=tan/cos=0.387=21.17°端面嚙合角=變位系數(shù)之和==0.64查變位系數(shù)線圖得：計(jì)算精確值：A=常嚙合齒輪數(shù)：分度圓直徑=51.35mm=132.65mm齒頂高=（1+0.45+0.515）×4=3.74mm=（1+0.19+0.515）×4=2.7mm式中：=（92-91.5）/4=0.125=0.515齒根高=（1+0.25-0.45）×4=3.2mm=（1+0.25+0.19）×4=4.24mm齒全高=6.94齒頂圓直徑=58.83mm=138.05mm齒根圓直徑=44.95mm=124.17mm當(dāng)量齒數(shù)=14.69=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=24°（1.8）==1.65（1.9）==43.22由式（1.8）、（1.9）得=25.29，=17.93取整為=25，=18則，==3.59≈=3.68對(duì)二擋齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距=91.5mm端面壓力角tan=tan/cos=21.17°端面嚙合角=變位系數(shù)之和=0.64查變位系數(shù)線圖得：0=0.40=0.24計(jì)算精確值：=20.8°二擋齒輪參數(shù)：分度圓直徑=106.97mm=77.02mm齒頂高=2.9mm =3.54mm 式中：=0.515 =0.125齒根高 =4.04mm =3.4mm齒全高 =6.94mm齒頂圓直徑=112.77mm=84.1mm齒根圓直徑=98.89mm=70.22mm當(dāng)量齒數(shù)=30.60=22.03（2）三擋齒輪為斜齒輪，初選=24°（1（3.11）由式（3.10）、（3.11）得=27.35，=29.9取整=27，=29==2.4≈=2.387對(duì)三擋齒輪進(jìn)行角度變?yōu)椋豪碚撝行木?91.94mm端面壓力角tan=tan/cos=0.393=21.72°端面嚙合角=變位系數(shù)之和=0.015查變位系數(shù)線圖得：=0.05=0.48-0.3=-0.035計(jì)算精確值：三擋齒輪5、6參數(shù)：分度圓直徑=88.71mm=95.28mm齒頂高=3.165mm=2.91mm式中：=0.02=-0.005齒根高=3.6mm=3.855mm齒全高=6.51mm齒頂圓直徑=95.04mm=87.57mm齒根圓直徑=81.51mm=101.1mm當(dāng)量齒數(shù)=35.53=38.16（3）四擋齒輪為斜齒輪，（1.12）（1.13）（1.14）由（1.12）、（1.13）、（1.14）得=21.53，=36.12取整=21，=37則：==1.47對(duì)四擋齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距=92.58mm端面壓力角tan=tan/cos=0.387=21.17°端面嚙合角變位系數(shù)之和=-0.18查變位系數(shù)線圖得：=0.2=-0.22-0.16=-0.02精確值=四擋齒輪3、4參數(shù)：分度圓直徑=66.62mm=177.38mm齒頂高=3.56mm=2.9mm式中：=-0.193=0.013齒根高=3.15mm=3.81mm齒全高=6.71mm齒頂圓直徑=73.74mm=123.18mm齒根圓直徑=60.32mm=109.76mm當(dāng)量齒數(shù)=24.83=43.765、確定倒擋齒輪齒數(shù)倒擋齒輪選用的模數(shù)與一擋相同，倒擋齒輪的齒數(shù)一般在21～23之間，初選后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距。初選=23，=13，則：==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的齒頂圓直徑應(yīng)為=2×92－4×(13+2)－1=123mm=－2=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=28計(jì)算倒擋軸和第二軸的中心距==102mm計(jì)算倒擋傳動(dòng)比==5.57分度圓直徑=28×4=112mm13×4=52mm23×4=92mm齒頂高4mm=4mm=4mm齒根高=5mm=5mm=5mm齒全高=9mm齒頂圓直徑=120=60mm=100mm齒根圓直徑=102mm=42mm=82mm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。齒輪校核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≤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30～50HBS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：時(shí)滲碳層深度0.8～1.2時(shí)滲碳層深度0.9～1.3時(shí)滲碳層深度1.0～1.3表面硬度HRC58～63；心部硬度HRC33～48對(duì)于氰化齒輪，氰化層深度不應(yīng)小于0.2；表面硬度HRC48～53[12]。對(duì)于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，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]。計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為192N.m，齒輪傳動(dòng)效率99%，離合器傳動(dòng)效率98%，軸承傳動(dòng)效率96%。Ι軸==175.5×98%×96%=165.11N.m中間軸==165.11×96%×99%×31/12=405.38N.mⅡ軸一擋=405.38×0.96×0.99×29/13=859.45N.m二擋=405.38×0.96×0.99×25/18=535.10N.m三擋=405.38×0.96×0.99×23/22=358.70N.m四擋=405.38×0.96×0.99×17/18=218.69N.m倒擋=405.38××32/13=859.46N.m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)力圖2.1齒形系數(shù)圖（2.1）式中：—彎曲應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算載荷（N.mm）；—應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=1.65；—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，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同；主動(dòng)齒輪=1.1，從動(dòng)齒輪=0.9；—齒寬（mm）；—模數(shù)；—齒形系數(shù)，如圖2.1。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，一、倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400～850MPa，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，，=31，=11，=21，=0.161，=0.141，=0.11，=859.46N.m，=409.37N.m=402.52MPa<400～850MPa==570.69MPa<400～850MPa==598.52MPa<400～850MPa2、斜齒輪彎曲應(yīng)力（2.2）式中：—計(jì)算載荷（N·mm）；—法向模數(shù)（mm）；—齒數(shù)；—斜齒輪螺旋角（°）；—應(yīng)力集中系數(shù)，=1.50；—齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得；—齒寬系數(shù)=7.0—重合度影響系數(shù)，=2.0。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍，對(duì)貨車為100～250MPa。（1）計(jì)算一擋齒輪9，10的彎曲應(yīng)力，=29，=13，，=0..17，=0.152，=859.45N.m，=405.38N.m，=24.07°，=6.0==198.01MPa<100～250MPa==233.02MPa<100～250MPa（2）計(jì)算二擋齒輪7，8的彎曲應(yīng)力=25，=18，，=0.155，=0.163，=535.10，=405.38N.m，=20.8°，=7.0==137.65MPa<100～250MPa==137.73MPa<100～250MPa（3）計(jì)算三擋齒輪5，6的彎曲應(yīng)力=27，=29，，，=0.165，=0.16，=358.70N.m，=405.38N.m，=24.07°，=8m=3==162.59MPa<100～250MPa==176.42MPa<100～250MPa（4）計(jì)算四擋齒輪3，4的彎曲應(yīng)力=21，=37，，，=0.15，=0.152，=218.69N.m，=405.38N.m，=18.89°，=8，m=3==145.27MPa<100～250MPa==151.45MPa<100～250MPa（5）計(jì)算常嚙合齒輪1，2的彎曲應(yīng)力=12，=31，，，=0.165，=0.16，=165.11N.m，=405.38N.m，=20.8°，=6.0==96.98MPa<100～250MPa==95.05MPa<100～250MPa輪齒接觸應(yīng)力σj（4.3）式中：—輪齒的接觸應(yīng)力（MPa）；—計(jì)算載荷（N.mm）；—節(jié)圓直徑(mm)；—節(jié)點(diǎn)處壓力角（°），—齒輪螺旋角（°）；—齒輪材料的彈性模量（MPa）；—齒輪接觸的實(shí)際寬度(mm)；、—主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑(mm)，直齒輪、，斜齒輪、；、—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作為計(jì)算載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見表4.1。彈性模量=20.6×104N·mm-2，齒寬=7×4=28mm表4.1變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力齒輪滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一擋和倒擋1900～2000950～1000常嚙合齒輪和高擋1300～1400650～700（1）計(jì)算一擋齒輪9，10的接觸應(yīng)力=29，=13，，=859.45N.m，=405.38N.m，=24.07°，=6.0=2×92/（2.23+1）=56.95mm，=2.23×56.95=127.05mm=11.67mm=25.29mm==1719.36MPa<1900～2000MPa==1763.7MPa<1900～2000MPa（2）計(jì)算二擋齒輪7，8的接觸應(yīng)力=535.10N.m，=405.38N.m，=2×92/（1.38+1）=77.02mm，=1.38×77.02=106.98mm=15.07mm=20.93mm==1291MPa<1900～2000MPa==1352MPa<1300～1400MPa（3）計(jì)算三擋齒輪5，6的接觸應(yīng)力=358.7N.m，=405.38N.m，，，=2×92/（1.07+1）=95.29mm，=88.71mm=19.54mm=18.198mm==1224.1MPa<1300～1400MPa==1225.6MPa<1300～1400MPa（4）計(jì)算四擋齒輪3，4的接觸應(yīng)力=218.69N.m，=405.38N.m，，=2×92/（1.76+1）=66.62mm，=1.76×72.66.62=117.38mm=22.45mm=12.74mm==1362.36MPa<1300～1400MPa==1397.37MPa<1300～1400MPa（5）常嚙合齒輪1，2的接觸應(yīng)力=165.11N.m，=405.38N.m，，=）=51.35mm，=132.65mm=10.045mm=26.71mm==1226.43MPa<1300～1400MPa==1117.21MPa<1300～1400MPa（6）計(jì)算倒擋齒輪11，12，13的接觸應(yīng)力=859.46N.m，=405.38N.m，，，，mmmmmmmm=9.576mm=15.048mm=19.836mm==1539.15MPa<1900～2000MPa==1909.1MPa<1900～2000MPa==1909.1MPa<1900～2000MPa計(jì)算各擋齒輪的受力（1）一擋齒輪9，10的受力=127.05mm，=56.95mm=859.45N·m,=405.38N·mN（2）二擋齒輪7，8的受力、mm，mm=535.10N·m,=405.38N·m（3）三擋齒輪5，6的受力、mm，mm=358.70N.m,=405.38N.m=24.08°（4）四擋齒輪3，4的受力、mm，mm=218.69N.m,=405.38N.m（5）五擋齒輪1，2的受力、mm，mm==165.11N.m,=405.38N.m=20.8°（6）倒擋齒輪11，12的受力mm，mm=859.46N.m,=405.38N.m本章小結(jié)本章首先簡(jiǎn)要介紹了齒輪材料的選擇原則，即滿足工作條件的要求、合理選擇材料配對(duì)、考慮加工工藝及熱處理，然后計(jì)算出各擋齒輪的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)齒形系數(shù)圖查出各齒輪的齒形系數(shù)，計(jì)算輪齒的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力。最后計(jì)算出各擋齒輪所受的力，為下章對(duì)軸及軸承進(jìn)行校核做準(zhǔn)備。軸及軸上支承聯(lián)接件的校核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，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HRC58～63，表面光潔度不低于▽8[15]。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]。軸的強(qiáng)度計(jì)算初選軸的直徑已知中間軸式變速器中心距=96mm，第二軸和中間軸中部直徑，軸的最大直徑和支承距離的比值：對(duì)中間軸，=0.16～0.18；對(duì)第二軸，0.18～0.21。第一軸花鍵部分直徑（mm）可按式（5.1）初選（5.1）式中：—經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，=4.0～4.6；—發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）。第一軸花鍵部分直徑=22.395~25.75mm取25mm；第二軸最大直徑=41.4~55.2mm取50mm；中間軸最大直徑=41.4~55.2mm取=50mm第二軸：；第一軸及中間軸：d35d34d33d32d24d25d23d22d21d31第二軸支承之間的長(zhǎng)度=285.71~375mm取=291.875mm；中間軸支承之間的長(zhǎng)度=333.33～375mm取=d35d34d33d32d24d25d23d22d21d31圖5.1軸的尺寸圖如圖5.1所示，為便于軸承的裝配，取第一軸裝軸承處的直徑=45mm，第二軸裝軸承處的直徑=50mm。倒擋齒輪出軸徑=53mm，Ⅰ擋齒輪處的軸徑=55mm，Ⅱ擋齒輪處的軸徑=70mm，Ⅲ擋齒輪處的軸徑=70mm，Ⅳ擋齒輪處的軸徑=55mm，Ⅴ擋齒輪處的軸徑=50mm，Ⅰ-Ⅱ擋同步器小徑=60mm，Ⅲ-Ⅳ同步器的小徑=60mm，Ⅴ-Ⅵ同步器的小徑=42mm；中間軸裝軸承處的直徑=55mm，倒擋齒輪處的軸徑=68mm，Ⅰ擋齒輪處的軸徑=73mm，Ⅱ擋齒輪處的軸徑=90mm，Ⅲ擋齒輪處軸徑軸的強(qiáng)度驗(yàn)算1、軸的剛度驗(yàn)算若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為δ，可分別用式（5.2）、（5.3）、（5.4）計(jì)算（5.2）（5.3）（5.4）式中：—齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；—齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）；—彈性模量（MPa），=2.06×105MPa；—慣性矩（mm4），對(duì)于實(shí)心軸，；—軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算；、—齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）；—支座間的距離（mm）。軸的全撓度為mm。軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.05～0.10mm，=0.10～0.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過0.002rad。aabLδFr（1）第一軸常嚙合齒輪副，因距離支撐點(diǎn)近，負(fù)荷又小，通常撓度不大，可以不必計(jì)算（2）二軸的剛度一檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.072mm=0.082=-0.0002rad0.002rad二檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.033mm=0.078=-0.00002rad0.002rad三檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.048mm=0.11=0.0004rad0.002rad四檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.033mm=0.073=0.0006rad0.002rad倒檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.015mm=0.048=-0.0004rad0.002rad（3）中間軸剛度aabLδFr一檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.030mm=0.076=0.0002rad0.002rad四檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.012mm=0.032=0.0001rad0.002rad五檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.003mm=0.0085=0.0001rad0.002rad倒檔時(shí)N，Nmm，，mmmm=0.016mm=0.043=-0.0006rad0.002rad2、軸的強(qiáng)度計(jì)算（1）二軸的強(qiáng)度校核RRVARHBRHARVBFa9Fr9Ft9RHAFt9RHBL2L1LRVARVBFr9M一檔時(shí)撓度最大，最危險(xiǎn)，因此校核。1)求水平面內(nèi)支反力、和彎矩+=由以上兩式可得=4225.44N，=9496.94N，=853538.89N.mm2)求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩+=由以上兩式可得=291.20N，=5155.85N，=58822.4N.mm，=463382.02N.mm按第三強(qiáng)度理論得：N.mm（2）中間軸強(qiáng)度校核FFr2Fr12RHAFt2RHBL2L1LFr2RVBRVARHBFa2Ft2Ft12RHAFt12CDMFr12RVBRVAL31)求水平面內(nèi)支反力、和彎矩、++=+由以上兩式可得=-4040.11N，=16592.97N，=-116658.06N.mm，=429343.10N.mm2)求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩、+=+由以上兩式可得=2180.80N，=6996.16N，=62970.6N.mm，=241455.59N.mm，=181026.42N.mm按第三強(qiáng)度理論得：N.mmN.mm軸承及軸承校核一軸軸承校核RRV2RH2RH1RV1Fa9Fr9Ft9RH2Ft9RH1L2L1LRV2RV1Fr9MFS2FS11、軸及軸承的校核①由于工作轉(zhuǎn)速和軸頸的要求，初選一軸軸承型號(hào)為k50×58×30，正裝。②一檔時(shí)傳遞的軸向力最大，N.mm③求水平面內(nèi)支反力、和彎矩+=由以上兩式可得=9877.33N，=3845.05N，=887725.30N.mm④求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩、+=由以上兩式可得=264.98N，=5182.07N，=61177.26N.mm，=465739.27N.mm按第三強(qiáng)度理論得：N.mm因此軸的強(qiáng)度足夠。⑤校核軸承壽命Ⅰ）、求水平面內(nèi)支反力、和彎矩+=由以上兩式可得=9877.33N，=3845.05N，=887725.30N.mmⅡ）、內(nèi)部附加力、，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得Y=1.6Ⅲ）、軸向力和由于所以軸承2被放松，軸承1被壓緊Ⅳ）、求當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Ⅴ）、校核軸承壽命預(yù)期壽命，為壽命系數(shù)，對(duì)球軸承=3；對(duì)滾子軸承=10/3。=90560.4h＞=24000h合格中間軸及軸承的校核RV4RRV4RV3RH4Fa2Ft2Ft10L2LL3Fr10Fr2FFa10RH3RH3FFs4Fs3Fs3FFt10CDRH3RRH3RH4Ft2L1L1Fr12MFr12MFr2RVARRVARVB①由于工作轉(zhuǎn)速和軸頸的要求，初選一軸軸承型號(hào)為30207，正裝。②一檔時(shí)傳遞的軸向力最大，N.mm③求水平面內(nèi)支反力、和彎矩、++=由以上兩式可得=1712.15N，=-10094.59N，=49438.33N.mm，=-876967.51N.mm④求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩、、、+=由以上兩式可得=3710.50N，=4433.14N，=106880.36N.mm，=285365.36N.mm，=563614.41N.mm，=385129.04N.mm按第三強(qiáng)度理論得：N.mmN.mm因此軸的強(qiáng)度足夠。⑤校核軸承壽命Ⅰ）、求水平面內(nèi)支反力、和彎矩、++=由以上兩式可得=1712.15N，=-10094.59N，Ⅱ）、內(nèi)部附加力、，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得Y=1.6Ⅲ）、軸向力和由于所以軸承4被放松，軸承3被壓緊Ⅳ）、求當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得徑向當(dāng)量動(dòng)載荷Ⅴ）、校核軸承壽命預(yù)期壽命=118181.34h＞=24000h合格目錄TOC\o"1-2"\h\z第一章項(xiàng)目的意義和必要性 11.1項(xiàng)目名稱及承辦單位 11.2項(xiàng)目編制的依據(jù) 11.3肺寧系列產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 21.4產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度分析 31.5項(xiàng)目的市場(chǎng)分析 4第二章項(xiàng)目前期的技術(shù)基礎(chǔ) 82.1成果來源及知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況，已完成的研發(fā)工作 82.3產(chǎn)品臨床試驗(yàn)的安全性和有效性 8第三章建設(shè)方案 233.1建設(shè)規(guī)模 233.2建設(shè)內(nèi)容 233.3產(chǎn)品工藝技術(shù) 233.5產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 293.6土建工程 373.7主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 39第四章建設(shè)內(nèi)容、地點(diǎn) 414.1建設(shè)內(nèi)容及建設(shè)規(guī)模 414.2建設(shè)地點(diǎn) 414.3外部配套情況 44第五章環(huán)境保護(hù)、消防、節(jié)能 465.1環(huán)境保護(hù) 465.2消防 49HYPERLINK