變速箱輸出軸設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、.變速箱輸出軸設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)手動(dòng)五檔變速箱，參考同類(lèi)變速箱得最大轉(zhuǎn)矩為294Nm。初取軸的材料為40Cr，算取軸的最小直徑：d3Tnd-最小直徑。T-最大力矩n轉(zhuǎn)速d32942000*52=14.1mm按照軸的用途繪制軸肩和階梯軸，得到零件圖。從左向右傳動(dòng)比齒輪依次為1，同步器，1.424，2.186，同步器，3.767，同步器，6.15，倒檔齒輪。5 變速器軸的設(shè)計(jì)與校核5.1 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸5.1.1 軸的結(jié)構(gòu) 第一軸通常和齒輪做成一體，前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸頸根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。第一軸長(zhǎng)度由離合器的軸向尺寸確

2、定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動(dòng)盤(pán)轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。第一軸如圖51所示：中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。本設(shè)計(jì)采用的是旋轉(zhuǎn)軸式傳動(dòng)方案。由于一檔和倒檔齒輪較小，通常和中間軸做成一體，而高檔齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便磨損后更換。其結(jié)構(gòu)如下圖所示：5.1.2 軸的尺寸變速器軸的確定和尺寸，主要依據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝7要求而定。在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，由齒輪、換檔部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長(zhǎng)度。而軸的直徑可參考同類(lèi)汽車(chē)變速器軸的尺寸選定，也可由下列經(jīng)驗(yàn)第二軸和中間軸：d=（0.40.5）A，mm （51）第一軸：，mm （52）式中發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，Nm為保證設(shè)計(jì)的合理性，軸的強(qiáng)

3、度與剛度應(yīng)有一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。因此，軸的直徑d與軸的長(zhǎng)度L的關(guān)系可按下式選取：第一軸和中間軸：d/L=0.160.18；第二軸：d/L=0.180.215.2 軸的校核由變速器結(jié)構(gòu)布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來(lái)說(shuō)強(qiáng)度是足夠的，僅對(duì)其危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算即可。對(duì)于本設(shè)計(jì)的變速器來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，軸的強(qiáng)度和剛度8都留有一定的余量，所以，在進(jìn)行校核時(shí)只需要校核一檔處即可；因?yàn)檐?chē)輛在行進(jìn)的過(guò)程中，一檔所傳動(dòng)的扭矩最大，即軸所承受的扭矩也最大。由于第二軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對(duì)象。下面對(duì)第一軸和第二軸進(jìn)行校核。5.2.1 第一軸的強(qiáng)度和剛度校核因?yàn)榈谝惠S在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，所受的彎矩很小

4、，可以忽略，可以認(rèn)為其只受扭矩。此種情況下，軸的扭矩強(qiáng)度條件公式為 (53)式中扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa； T軸所受的扭矩，Nmm； 軸的抗扭截面系數(shù)，mm3； P軸傳遞的功率，km； d計(jì)算截面處軸的直徑，mm； 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。其中P=78kw，n=5750r/min，d=24mm；代入上式可得：46.9MPa由查表可知=55MPa，故,符合強(qiáng)度要求。軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長(zhǎng)的扭轉(zhuǎn)角來(lái)表示。其計(jì)算公式為： （54）式中T軸所受的扭矩，Nmm； G軸的材料的剪切彈性模數(shù)，MPa；對(duì)于鋼材，G=8.1104MPa； 軸截面的極慣性矩，mm4，=4/32;將已知數(shù)據(jù)代入上式可得：0.9對(duì)于一般傳動(dòng)

5、軸可取=0.51/m；故也符合剛度要求。5.2.2 第二軸的強(qiáng)度與剛度校核（1） 軸的強(qiáng)度校核計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa可按下式求出： （55） (56) (57)式中i計(jì)算齒輪的傳動(dòng)比，此處為一檔傳動(dòng)比3.85； d計(jì)算齒輪的節(jié)圓半徑，mm，為100mm； 節(jié)點(diǎn)處的壓力角，為16； 螺旋角，為30；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，為142000Nmm。代入上式可得：Ft=10934N； Fr=3620.4N； Fa=6312.7N；危險(xiǎn)截面的受力圖為： 水平面：F1(16075)=Fr75，可得出F1=1155.4N；水平面內(nèi)所受力矩：=160F110-3=184.87Nm；垂直面

6、：= （5-8） 可求得=7122.1N 垂直面所受力矩： =1139.54Nm 該軸所受扭矩為： 1423.85=546.7N 故危險(xiǎn)截面所受的合成彎矩為： (5-9) 可得 mm 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力（MPa）： （5-10）將M代入上式可得：100MPa，在低檔工作時(shí)，因此有：，符合要求。（2） 軸的剛度校核圖5-4 變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角 第二軸在垂直面內(nèi)的撓度和在水平面內(nèi)的撓度可分別按下式計(jì)算： (5-11) （5-12）式中齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N），這里等于； 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N），這里等于； 彈性模數(shù)（MPa），E=2.1105（MPa）； 慣性矩（mm4），=d4/