變速器總成設(shè)計(jì)

1、轎車(chē)機(jī)械式手動(dòng)變速箱設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū) 班級(jí)：車(chē)輛1001組別： 02目錄1. 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)22. 總體方案論證23. 變速器主要參數(shù)及齒輪參數(shù)的選擇54. 變速器主要零部件的幾何尺寸計(jì)算及可靠性分析15 4.1變速器齒輪154.2變速器的軸194.3變速器軸承245.驅(qū)動(dòng)橋（主減速器齒輪）部分參數(shù)的設(shè)計(jì)與校核316.普通錐齒輪差速器的設(shè)計(jì)377.設(shè)計(jì)參數(shù)匯總（優(yōu)化后）45*參考文獻(xiàn)481 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)根據(jù)給定汽車(chē)車(chē)型的性能參數(shù)，進(jìn)行汽車(chē)變速箱總體傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)，選擇并匹配各總成部件的結(jié)構(gòu)型式，計(jì)算確定各總成部件的主要參數(shù)；詳細(xì)計(jì)算指定總成的設(shè)計(jì)參數(shù)，繪出指定總成的裝配圖和部分零件圖。表1-1 轎車(chē)傳動(dòng)

2、系統(tǒng)的主要參數(shù)組別發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)第二組2.0L橫置前驅(qū)FF，MT 5擋 ，2 總體方案論證變速器的基本功用是在不同的使用條件下，改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，使汽車(chē)得到不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。此外，應(yīng)保證汽車(chē)能倒退行駛和在滑行時(shí)或停車(chē)時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系保持分離。需要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出的功能。變速器設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足如下基本要求：F 具有正確的檔數(shù)和傳動(dòng)比，保證汽車(chē)有需要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；F 有空檔和倒檔，使發(fā)動(dòng)機(jī)可以與驅(qū)動(dòng)輪長(zhǎng)期分離，使汽車(chē)能倒車(chē)；F 換檔迅速、省力，以便縮短加速時(shí)間并提高汽車(chē)動(dòng)力性（自動(dòng)、半自動(dòng)和電子操縱機(jī)構(gòu)）；F 工作可靠。汽車(chē)行駛中，變

3、速器不得跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生；F 應(yīng)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，以便必要時(shí)進(jìn)行功率輸出；F 效率高、噪聲低、體積小、重量輕便于制造、成本低。變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)前進(jìn)檔數(shù)的不同，變速箱有三、四、五和多擋幾種。根據(jù)軸的不同類(lèi)型，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類(lèi)。而前者又分為兩軸式、中間軸式和多中間軸式變速箱。在已經(jīng)給出的設(shè)計(jì)條件中，具體的參數(shù)說(shuō)明如下：表2-1 汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)主要參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)2.0L橫置變速器MT 5擋發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩170/4000發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率85/5200驅(qū)動(dòng)形式FF汽車(chē)裝備質(zhì)量（kg）13102.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析（1）傳動(dòng)方案的選取根據(jù)提供的參數(shù)及設(shè)計(jì)

4、需求，變速器傳動(dòng)方案的選擇如下：1輸入軸 2輸入軸一檔齒輪 3輸入軸倒檔齒輪 4倒檔軸 5倒檔軸倒檔齒輪 6輸入軸二檔齒輪 7輸入軸三檔齒輪 8三、四檔同步器 9輸入軸四檔齒輪 10支撐 11輸入軸五檔齒輪 12五檔同步器 13輸出軸 14輸出軸五檔齒輪 15輸出軸四檔齒輪 16輸出軸三檔齒輪 17輸出軸二檔齒輪 18一、二檔同步器 19輸出軸倒檔齒輪 20差速器半軸齒輪 21差速器星行星齒輪圖2-1 變速器傳動(dòng)方案該方案的的特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，由于發(fā)動(dòng)機(jī)橫置，故主減速器不需要有改變轉(zhuǎn)矩方向的作用，主減速器齒輪選用斜齒圓柱齒輪。因考慮到滑動(dòng)齒套換擋對(duì)齒輪齒端不利，故

5、使倒檔齒輪與其它傳動(dòng)齒輪一樣為常嚙合直齒輪，并用同步器換擋，同步器與倒檔的布置如圖所示。（2）倒擋布置方案根據(jù)選取的傳動(dòng)方案，倒擋的布置形式如下所示：圖2-2 倒擋方案由上圖可知，該方案能使換擋更加輕便。（3）變速器結(jié)構(gòu)圖圖2-3 五擋變速器結(jié)構(gòu)圖（該圖主減速器為錐齒輪）如上圖所示，為了提高軸的剛度，變速器軸增加了中間支承。2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析（1）齒輪形式變速器兩軸傳動(dòng)齒輪采用斜齒常嚙合齒輪，優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低。D倒檔齒輪采用直齒常嚙合圓柱齒輪，主減速器采用斜齒圓柱齒輪。（2）換擋機(jī)構(gòu)形式變速器采用同步器換擋，其優(yōu)點(diǎn)是換擋迅速、無(wú)沖擊、換擋噪聲小，提高了汽車(chē)的加速性

6、、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。（3）變速器軸承初選輸出端為短圓柱滾子軸承，其余為向心球軸承具體選型與計(jì)算在軸承的壽命計(jì)算中詳細(xì)分析。3 變速器主要參數(shù)及齒輪參數(shù)的選擇3.1 擋數(shù)按設(shè)計(jì)要求，變速器檔位數(shù)為5擋，其中最高檔位超速擋。3.2 傳動(dòng)比范圍的選擇變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)比的比值。最高擋通常為直接擋，而本次設(shè)計(jì)為了提高汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性，將最高擋設(shè)為超速擋，檔位數(shù)為五擋。超速檔的傳動(dòng)比一般為0.70.8。最低擋的傳動(dòng)比則要求考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車(chē)最大爬坡能力、驅(qū)動(dòng)橋與地面的附著率、主減速器比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑以及所要求達(dá)到的最低行駛車(chē)速等而對(duì)

7、于乘用車(chē)，其范圍一般在3.04.5之間。表1是國(guó)內(nèi)外一些變速器的速比設(shè)置，可以發(fā)現(xiàn)，多數(shù)變速器的各檔速比值符合偏置等比級(jí)數(shù)。首先在滿(mǎn)足要求的情況下令最小傳動(dòng)比3.2.4 各擋傳動(dòng)比的初選 最低檔傳動(dòng)比計(jì)算； 選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車(chē)最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力、汽車(chē)的最低穩(wěn)定車(chē)速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考慮、確定。 汽車(chē)爬陡坡時(shí)車(chē)速不高空氣阻力可忽略則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有 則由最大爬坡度要求的變速器檔傳動(dòng)比為； 式中 m汽車(chē)總質(zhì)量 g重力加速度 max道路最大阻力系數(shù) 驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑，輪胎規(guī)格選用195/65/R15 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩

8、i0主減速比 汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，取0.95；其中滾動(dòng)阻力系數(shù)，取，得代入數(shù)據(jù)可得： 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件; 求得的變速器I檔傳動(dòng)比為： 式中 G2汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷，取驅(qū)動(dòng)軸的負(fù)荷率為61.5%。 路面的附著系數(shù)，取良好的瀝青或混凝土附著系數(shù)為0.75； 假設(shè)汽車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的總質(zhì)量為1685kg,帶入數(shù)據(jù)可知： 綜上所訴變速器的低檔傳動(dòng)比的范圍為：由此可以初選一檔傳動(dòng)比為3.6，設(shè)置最高檔五檔為超速檔，可取五檔傳動(dòng)比為0.8. 2. 變速器各檔速比的配置；按等比級(jí)數(shù)分配各檔傳動(dòng)比： 故在已知變速器檔數(shù)為5檔與的情況下，可知，若傳動(dòng)比分配為等比級(jí)數(shù)（現(xiàn)實(shí)中高擋傳動(dòng)

9、比間隔可以比低擋稍?。瑒t各擋傳動(dòng)比的初選結(jié)果如下表所示：一檔二檔三檔四檔五檔3.62.471.71.160.83.3 中心距A變速器的中心距A系指變速器輸入軸與輸出軸軸線(xiàn)之間的距離。其主要由傳遞的扭矩、結(jié)構(gòu)和工藝情況決定，而其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小有影響，還關(guān)系到齒輪的接觸強(qiáng)度：中心距過(guò)大將使變速器的質(zhì)量增加較多；中心距過(guò)小則會(huì)使齒輪的接觸強(qiáng)度變大，壽命變短，且影響變速器殼體的性能。因此最小允許的中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定，而且最小中心距要同時(shí)滿(mǎn)足最低擋的傳動(dòng)比要求。而對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)(FF)的乘用車(chē)，其中心距A也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量與中心距的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)

10、初選。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，乘用車(chē)變速器的中心距一般在6080mm范圍內(nèi)變化。原則上來(lái)說(shuō)，車(chē)越輕，中心距也越小。設(shè)計(jì)中用下述經(jīng)驗(yàn)公式初選中心距A （3-6）式中A為變速器中心距（mm） 為中心距系數(shù)，對(duì)于轎車(chē)，取 變速器傳動(dòng)效率，取0.96 已知，最后取。3.4 外形尺寸變速器的橫向外形尺寸可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置來(lái)初步確定。對(duì)于四擋的乘用車(chē)，其變速器殼體的軸向尺寸為（3.03.4）A。對(duì)于設(shè)計(jì)要求的五擋變速器，初步估計(jì)其殼體橫向尺寸為238mm。3.5 齒輪參數(shù)（斜齒輪齒形參數(shù)）3.5.1模數(shù)齒輪模數(shù)與齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等因素有關(guān)，而在設(shè)計(jì)中主要考慮對(duì)齒輪強(qiáng)度的影

11、響。齒輪模數(shù)大則其彎曲應(yīng)力小，但齒輪齒數(shù)會(huì)隨之減少，并減小齒輪嚙合的重合度，增加嚙合噪聲。因此，在彎曲強(qiáng)度允許的條件下應(yīng)使齒輪模數(shù)盡量小。設(shè)計(jì)中已確定變速器（不包括主減速器）齒輪均為圓柱斜齒輪，即斜齒輪應(yīng)滿(mǎn)足以下的強(qiáng)度要求：在選擇模數(shù)時(shí)，若從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選擇同一種模數(shù)，而從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)選用不同的模數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，變速器低擋齒輪應(yīng)選用較大的模數(shù)，其它擋位選用另一種模數(shù)。變速器用齒輪模數(shù)范圍見(jiàn)表3-2。表3-2 汽車(chē)變速器齒輪的法向模數(shù)車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)排量V/L模數(shù)2.252.75mm2.503.00mm另外，變速器齒輪所選的模數(shù)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，見(jiàn)表3-3。表3-3 汽車(chē)變速器常

12、用的齒輪模數(shù)（摘自GB/T13571987） （mm）一1.001.251.52.002.503.004.005.006.00二1.752.252.75(3.25)3.50(3.75)4.55.50根據(jù)以上要求，初選1、3、5擋齒輪法向模數(shù)2、4擋齒輪法向模數(shù)3.5.2 壓力角齒輪壓力角有等多種。壓力角較小時(shí)，重合度較大并降低了齒輪剛度，有利于降低齒輪傳動(dòng)的噪聲；壓力角較大時(shí)，可提高齒輪的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于斜齒輪，壓力角為時(shí)強(qiáng)度最高，而對(duì)于乘用車(chē)，為加大重合度以降低噪聲，理論上應(yīng)取較小的壓力角。本次設(shè)計(jì)各擋齒輪壓力角均選為。3.5.3 齒寬b在變速器齒輪的設(shè)計(jì)中，齒寬的選擇應(yīng)滿(mǎn)足既能

13、減輕變速器質(zhì)量，同時(shí)又能保證齒輪工作平穩(wěn)的要求。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬：直齒：，其中取齒寬系數(shù)；斜齒：,其中取齒寬系數(shù)；嚙合套或同步器，。對(duì)于嚙合的一對(duì)齒輪，小齒輪的齒寬應(yīng)比大齒輪的稍大，一般為510mm；對(duì)于采用同一模數(shù)的各擋齒輪，低擋齒輪的齒寬也應(yīng)當(dāng)比高擋齒輪稍大一些。齒寬的選取結(jié)果見(jiàn)表3-4。表3-4 汽車(chē)變速器齒輪的模數(shù)選擇結(jié)果擋位一擋二擋三擋四擋五擋倒擋法向模數(shù)（mm）2.252.502.252.502.252.25齒寬（mm）輸入軸齒輪202018181418輸出軸齒輪1818161616163.5.4 螺旋角由于變速器的設(shè)計(jì)中（不包括主減速器）的齒輪均采用了斜齒輪，故存

14、在螺旋角。采用具有螺旋角的斜齒輪可以加大重合度，提高強(qiáng)度，降低噪聲，但有軸向力作用在軸承上，需要計(jì)算確認(rèn)。螺旋角確定根據(jù)以下原則：（1） 使齒輪的縱向重合度，這樣在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，齒面螺旋線(xiàn)上始終有齒接觸，可以保證運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。具體設(shè)計(jì)時(shí)，螺旋角可按（3-7）式確定： （3-7）（2） 由于斜齒輪工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生軸向力，為此在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)自在理論上使螺旋角的選擇正好能使一根軸上的齒輪產(chǎn)生的軸向力相互抵消，如圖3-1所示。 圖3-1中間軸軸向力的平衡即滿(mǎn)足下式： （3-8）對(duì)于兩軸式變速器，由于軸向力較難抵消，也可參考同種車(chē)型的數(shù)據(jù)。（3） 斜齒輪的輪齒強(qiáng)度會(huì)隨著螺旋角的增大而提高，且螺旋角的增大會(huì)使齒輪的接

15、觸強(qiáng)度與重合度增大，但當(dāng)螺旋角大于30°時(shí)其彎曲強(qiáng)度將明顯的下降。因此，對(duì)于轎車(chē)來(lái)說(shuō)，為求傳動(dòng)平穩(wěn)，往往將螺旋角取的稍大。螺旋角的初選結(jié)果見(jiàn)表3-5。表3-5 汽車(chē)變速器齒輪螺旋角的初選結(jié)果擋位一擋二擋三擋四擋五擋倒擋25°0° 3.5.5 齒頂高系數(shù)與頂隙系數(shù)本次設(shè)計(jì)取斜齒輪的法向齒頂高系數(shù)，法向頂隙系數(shù)。3.6 變速器傳動(dòng)齒輪齒數(shù)分配和實(shí)際傳動(dòng)比的校正在以上參數(shù)確定后即可確定傳動(dòng)齒輪的具體分配齒數(shù)。在確定齒數(shù)時(shí)，為了使齒輪齒面磨損均勻，各擋齒輪的齒數(shù)比一般不取整數(shù)。如圖3-2所示，五擋變速器外加倒擋，共13個(gè)齒輪，齒數(shù)分別記為。 圖3-2變速器齒輪齒數(shù)的分配3

16、.6.1 確定各檔齒輪的齒數(shù)：1 齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)1. 一檔齒輪設(shè)計(jì)： 初選中心距A 經(jīng)驗(yàn)公式 選 代入得 查表3-1及表3-2，選法向模數(shù)初選螺旋角，根據(jù)已算得初定一檔傳動(dòng)比可知一檔齒輪傳動(dòng)比由公式可知一檔齒數(shù)和，取整為51.再根據(jù)初選傳動(dòng)比為3.6，算得小齒輪齒數(shù)為11，大齒輪齒數(shù)為40. 精確的傳動(dòng)比修正中心距A.將中心距修整為76mm。根據(jù)上式，算得修正后的。2二檔齒輪設(shè)計(jì)：  根據(jù)一檔齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)，二檔齒輪的初選法面模數(shù)和螺旋角選為20°=2.75。且已知二檔齒輪的傳動(dòng)比為=2.47。由公式： =51.9，取整為52， =52故二檔齒輪的齒數(shù)可以選擇為：。

17、根據(jù)確定的齒數(shù)中心距存在一定的偏差，經(jīng)過(guò)公式修正：A=76  可以求得修正后的螺旋角為3. 三檔齒輪設(shè)計(jì)根據(jù)一檔齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)，檔齒輪的初選法面模數(shù)和螺旋角選擇和一檔相同分別為22°=2.75。且已知二檔齒輪的傳動(dòng)比為=1.7。由公式： =51.25，取整為52， =52故二檔齒輪的齒數(shù)可以選擇為：=19=33。根據(jù)確定的齒數(shù)中心距存在一定的偏差，經(jīng)過(guò)公式修正：A=76  可以求得修正后的螺旋角為4四檔齒輪設(shè)計(jì)： 由一檔齒輪可知中心距為76mm查表3-1及表3-2，選法向模數(shù)，初選螺旋角已選定4檔傳動(dòng)比為=1.16由公式可知一檔齒數(shù)和，取整為54

18、,選，則，故取=26，取=29，則=1.16，修正中心距A. 將中心距修整為76mm。根據(jù)上式，算得5.五檔齒輪設(shè)計(jì) 根據(jù)一檔齒輪設(shè)計(jì)參數(shù)，五檔齒輪的初選法面模數(shù)和螺旋角選擇和一檔相同分別為。且已知五檔齒輪的傳動(dòng)比為。由公式：，取整為52， ，故五檔齒輪的齒數(shù)可以選擇為：。根據(jù)確定的齒數(shù)中心距存在一定的偏差，經(jīng)過(guò)公式修正： 可以求得修正后的螺旋角為變位系數(shù)為了避免齒輪產(chǎn)生跟切、更好的與中心距匹配，以及調(diào)整齒輪的各種屬性，需要使齒輪變位。變位齒輪有兩種：高（度）變位和角（度）變位。其中高變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)和為零，角變位則不為零。設(shè)計(jì)時(shí)選取角度變位。變位系數(shù)的選擇一般考慮一下幾點(diǎn)：

19、1）避免根切 避免根切的最小變位系數(shù)可由下式確定 式中為齒頂高系數(shù)，已知；為未變位又不發(fā)生根切的最小齒數(shù)，可取。由此可得：對(duì)一擋齒輪有 對(duì)二擋齒輪有 對(duì)三擋齒輪有 對(duì)四擋齒輪有 對(duì)五擋齒輪有 2）防止齒頂變尖 齒頂法面弦齒厚大于等于?？捎桑?-12）式確定： （3-12）式中為齒頂螺旋角，；為齒頂端面弦齒厚，。上述公式中，為齒頂圓直徑，。3）齒根壁厚不要小于1.2倍齒全高。4）主、從動(dòng)齒的彎曲應(yīng)力應(yīng)當(dāng)平衡，以保證二者的彎曲疲勞壽命相等。變位系數(shù)的選擇主要由以上幾點(diǎn)考慮，而為了降低噪聲，一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)之和可適度取小?？捎捎?jì)算機(jī)編程來(lái)完成。一擋齒輪的程序計(jì)算截圖如圖3-3所示。 齒輪角變位

20、計(jì)算器齒輪角（度）變位系數(shù)結(jié)果如下表所示。表3-6齒輪變位系數(shù)選擇結(jié)果擋位變位系數(shù)X一擋二擋三擋四擋五擋倒檔輸入軸齒輪0.0000.0000.0000.0000.000輸出軸齒輪0.136-0.032-0.386-0.442-0.3863.6.10齒輪精度的選擇各類(lèi)機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)范圍列于表3-7中，按載荷及速度推薦的齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)如圖3-4所示。具體的精度選擇結(jié)果見(jiàn)設(shè)計(jì)參數(shù)表。表3-7各類(lèi)機(jī)器所用齒輪傳動(dòng)的精度等級(jí)范圍機(jī) 器 名 稱(chēng) 精 度 等 級(jí)機(jī) 器 名 稱(chēng)精 度 等 級(jí)汽輪機(jī) 36拖拉機(jī) 68金屬切削機(jī)床 38通用減速器 68航空發(fā)動(dòng)機(jī) 48鍛壓機(jī)床 69輕型汽車(chē) 58起重

21、機(jī) 710載重汽車(chē) 79農(nóng)業(yè)機(jī)器 811（注：主傳動(dòng)齒輪或重要的齒輪傳動(dòng)，偏上限選擇；輔助傳動(dòng)齒輪或一般齒輪傳動(dòng)，居中或偏下限選擇。）圖3-4齒輪傳動(dòng)精度等級(jí)3.6.10齒輪的后處理齒輪在設(shè)計(jì)與制造中還需進(jìn)行齒形的修正，材料的選擇，熱處理以及強(qiáng)化等步驟，在此不詳細(xì)論述。3.6.11補(bǔ)充說(shuō)明以上得到的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并沒(méi)有達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)結(jié)果，以齒輪的變位系數(shù)為例，若為理想情況，對(duì)于變速器中較低擋位與倒擋，為了獲得高強(qiáng)度的齒輪副，變位系數(shù)之和應(yīng)該取得較大，而為了獲得低噪聲傳動(dòng)，高擋齒輪副的變位系數(shù)之和應(yīng)該取得較小。由3.6.8中得出的結(jié)果可知，倒擋齒輪的變位系數(shù)并沒(méi)有很好的滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的理想要求。在這種條件下可

22、以通過(guò)對(duì)要求的目標(biāo)函數(shù)的確定，并選擇約束條件，并通過(guò)數(shù)學(xué)工具（如MATLAB中的優(yōu)化工具箱FMINCON函數(shù)）來(lái)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。具體的設(shè)計(jì)過(guò)程不在此詳述。4 變速器主要零部件的幾何尺寸計(jì)算及可靠性分析4.1 變速器齒輪4.1.1齒輪的損壞形式變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）、移動(dòng)換擋齒輪端部破壞（本次設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)需考慮）以及齒面膠合。4.1.2齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與其它機(jī)械行業(yè)比較，不同用途汽車(chē)的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車(chē)變速器齒輪用的材料、熱處理方法、加工方法、精度級(jí)別、支承方式也基本一致。因此，用于計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算汽車(chē)齒輪，同樣可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。1） 輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算（斜齒輪）假定載荷作用在齒頂，齒形系數(shù)的選擇如圖4-1所示。圖4-1齒形系數(shù)圖已知斜齒輪彎曲應(yīng)力為 （4-1）式中為圓周力，為計(jì)算載荷，為節(jié)圓直徑， 為應(yīng)力集中系數(shù)， 為法向齒距， 為齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在齒形系數(shù)圖4-1中查得， 為重合度影響系數(shù)，。 （其它未說(shuō)明參數(shù)同上）將上述有關(guān)參數(shù)整理后可得式（