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文檔簡介

1、1變速器主要參數(shù)的選擇1.1中心距A對(duì)中間軸式變速器,是將中間軸與第二軸軸線之間的距離稱為變速器的中心距Ao對(duì)兩軸式變速器,將變速器輸入軸與輸出軸軸線之間的距離稱為變速器 的中心距A。它是一個(gè)基本參數(shù),其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積大小由 影響,而且對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度由影響。中心距越小,齒輪的接觸應(yīng)力越大,齒輪 的壽命越短。因此,最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證齒輪必要的接觸強(qiáng)度來確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上,從布置軸承的可能與反便和不因同一垂直面上的兩 軸承孔之間的距離過小而影響殼體的強(qiáng)度考慮, 要求中心距取大些。此外,受一 擋小齒輪齒數(shù)不能過少的限制,要求中心距也要大些。還有,變速器中心距取

2、的 過小,會(huì)使變速器長度增加,并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞。對(duì)于中間軸式初選中心距 A時(shí),可根據(jù)下述公式計(jì)算式中,A為中心距(mm ); Ka為中心距系數(shù),商用車取Ka = 8.9 9.6; Temax 為發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩(N.m); ii為變速器一擋傳動(dòng)比;g為變速器傳動(dòng)效率, 取 96%。分析該車發(fā)動(dòng)機(jī)及相關(guān)參數(shù):該車為 11噸的重型載貨汽車,。按下試計(jì)算輪胎半徑:按最大爬坡度計(jì)算pl rs 0.0254$ b(1)其中入=0.10-0.12 ;取入=0.11代入數(shù)據(jù)得rs 51.436cm其中 Ka = 9.5 , Temax = 481Nm ,擋傳動(dòng)比:參考同類車型:取

3、主減速器傳動(dòng)比為io =4.654 ,取n=0.85|gi amg. maxsTemaxio試中:m為汽車重質(zhì)量 m=11000Kg,g為重力加速度g=9.8N/Kg,Tmax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=481N.m,i。為主減速器傳動(dòng)比等于 4.654, Wmax為道路最大 阻力系數(shù)等于0.2533, rs為驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑,n t為汽車傳動(dòng)系效率。代入數(shù)據(jù)得ig1 a 7.39 o根據(jù)車輪與路面附著條件確定一檔傳動(dòng)比:ig1G2 rsG2為汽車滿載時(shí)靜止于水平路面驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷,G2=mg 66.5%=11000 10 66.5%=73150Kg,為道路附著系數(shù),計(jì)算時(shí)取 =0.5-0.

4、8,在此取0.8o代入數(shù)據(jù)得ig1 9.695所以7.39 ig1 9.695初選一檔傳動(dòng)比為ig1=8.35第五檔為直接檔傳動(dòng)比為ig5=1 o其他各檔傳動(dòng)比按等比數(shù)列來分配:則ig2=4.91, ig3=2.89, ig4=1.7把一檔傳動(dòng)比代入中心距公式計(jì)算變速器中心距:A=9.13 481 8.35 96% =137.1mm圓整后取A=138mm1.2齒輪參數(shù)的選取一、模數(shù)齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù),并且影響它的選取因素又很多,如齒輪的強(qiáng)度、 質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。在變速器中心距相同的的條件下,選取較小的模數(shù),就可以增加齒輪的齒數(shù), 同時(shí)增加齒寬可使齒輪嚙合的重合度增加,并減少齒輪噪聲、

5、所以為了減少噪聲 應(yīng)合理減少模數(shù),同時(shí)增加齒寬;為使質(zhì)量小些,應(yīng)該增加模數(shù),同時(shí)減少齒寬; 從工藝方面考慮,各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù),而從強(qiáng)度方面考慮,各擋齒輪應(yīng) 有不同的模數(shù);減少乘用車齒輪工作噪聲又較為重要的意義,因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選的小些;表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) m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<V 1.661.6<V 2.556.0<ma14.0ma >14.0模數(shù)mn/mm2.25-2.752.75-3.03.5-4.54.5-6.0第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù)m nmn0.473 Temaxmm其中 Temax=481Nm,可

6、得出 mn=3.68mm。一檔直齒輪的模數(shù)mm 0.33?TimaX mm通過計(jì)算m= 5.17mm。由于我們?cè)O(shè)計(jì)的貨車的總質(zhì)量為IIOOOKg,所以參照表 選取mn=4.0 mmm= 6.0mm 。、齒形、壓力角a、螺旋角B和齒寬b汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表選取。汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角項(xiàng)目車型齒形壓力角a螺旋角B轎車高齒并修形的齒形14.5°,15°,16 °16.5°25 45 °一般貨車GB1356-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形20 °20 30 °重型車同上低檔、倒檔齒輪22.5°,25

7、°小螺旋角壓力角較小時(shí),重合度大,傳動(dòng)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(duì)轎車,為加大重合度已降低噪聲,取小些;對(duì)貨車,為提高齒輪承載力,取大些。在本設(shè)計(jì)中變速器一檔、倒檔齒輪壓力角a取25。其余齒輪取20。,同步器取30 °斜齒輪螺旋角瞰20 °。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右旋,而第一軸和第二軸上的的斜齒輪左旋,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,

8、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=(4.58.0)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(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。本次設(shè)計(jì) 直齒輪 b=6x4.5=27mm三、 齒輪變位系數(shù)的選擇原則齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 采用變位齒輪, 除為了避免齒輪 產(chǎn)生根切和配湊中心距以外,它還影響齒輪的強(qiáng)度,使用平穩(wěn)性,耐磨損、抗膠 合能力及齒輪的嚙合噪聲。齒輪變位主要有兩類: 高度變位和角度變位。 高度變位齒輪副的一

9、對(duì)嚙合齒 輪的變位系數(shù)之和等于零。 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)度相接近的程度。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)使不能同時(shí)增加一對(duì)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。角度變位即具有高 度變位的優(yōu)點(diǎn),又避免了其缺點(diǎn)。由幾對(duì)齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器,會(huì)因保證各擋傳 動(dòng)比的需要,使各相互嚙合的齒輪副的齒數(shù)和不同。 為保證各對(duì)齒輪由相同的中 心距,此時(shí)應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行變位。對(duì)于斜齒輪傳動(dòng),可以通過選擇合適的螺旋角來 達(dá)到中心距相同的要求。我在齒輪設(shè)計(jì)中,對(duì)需要變位的齒輪采用了角度變位的 方法來保證中心距。1.3各擋齒輪齒數(shù)的分配及傳動(dòng)比的計(jì)算

10、在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角后,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)盡量不是整數(shù), 以使齒面磨損均勻。一檔和倒檔采用直齒輪,其余采用斜齒。1.確定一檔齒輪參數(shù)及傳動(dòng)比:一檔傳動(dòng)比igiZ2乙Z9乙0為了確定Z9和Z10的齒數(shù),先求其齒數(shù)和Z :2 A1rr21FT-V=.Lr tzL_ TJ_I.i鄉(xiāng)其中 A =138mm、m =6;故有Z =46貨車變速器一檔直齒輪的最小齒數(shù)為12-14,此處取乙0=13 ,則可得出Z9=33。上面根據(jù)初選的A及m計(jì)算出的Z可能不是整數(shù),將其調(diào)整為整數(shù)后,從式(3-8 )看出中心距有了變化, 這時(shí)應(yīng)從

11、Z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Z修正為46,則根據(jù)式(3-8)反推出A=138mm2.確定常嚙合齒輪副的齒數(shù)由式(3-7 )求出常嚙合齒輪的傳動(dòng)比Z!igi10由已知數(shù)據(jù)可知 Z2/Z1=3.29而常嚙合齒輪的中心距與 一檔齒輪的中心距相等mn( Zi Z2)2 cos由此可得:r r 2ACOSZi Z2mn而根據(jù)已求得的數(shù)據(jù):B = 20 °。(3-10 )與(3-11)聯(lián)立可得:乙=15.11 取 Z1=16、Z2 =49.72 取 Z2=49。根據(jù)式(3-7 )可算出一檔實(shí)際傳動(dòng)比為:ig1 =7.77根據(jù)式(3-10 )可

12、算出:3=19.60 °3.確定其他檔位的齒數(shù)二檔傳動(dòng)比Z2 Z7igZ1Z8而 ig ii=4.91由已知數(shù)據(jù)可知:Z7/Z8 = 1.603對(duì)于斜齒輪:2 A cosmn故有:Z7 + Z8 = 65(3-12 )聯(lián)立(3-13 )得:Z7 = 41 , Z8 = 24。按同樣的方法可分別計(jì)算出:三檔齒輪:Z5 = 32 , Z6 = 33 ;四檔齒輪:Z3 = 23 , Z4 =424.確定倒檔齒輪的齒數(shù)一般情況下,倒檔傳動(dòng)比與一檔傳動(dòng)比較為接近,在本設(shè)計(jì)中倒檔傳動(dòng)比igr取7.5。取中間軸上倒檔傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)Z12 13。而通常情況下,倒檔軸齒輪 Z13取2123,此處取乙3=23。I grZ11Z13Z13 Z12Z2Z1可計(jì)算出Z11 = 32故可得出中間軸與倒檔軸的中心距2mn Z12Z13108 mm而倒檔軸與第二軸的中心乙3)=165mm

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