汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)

1、目 錄第1章變速器主要參數(shù)的選擇11.1設(shè)計(jì)的主要參數(shù)11.2傳動(dòng)比范圍11.3初選中心距31.4變速器的外形尺寸31.5齒輪參數(shù)的選擇3第2章齒輪的設(shè)計(jì)與校核52.1齒數(shù)的確定5計(jì)算一擋齒數(shù)5計(jì)算二擋齒數(shù)6計(jì)算三擋齒輪齒數(shù)6計(jì)算四擋齒輪齒數(shù)6計(jì)算五擋齒輪齒數(shù)6計(jì)算倒擋齒輪齒數(shù)72.2齒輪變位系數(shù)的選擇7計(jì)算一擋齒輪變位系數(shù)7計(jì)算二擋齒輪變位系數(shù)8計(jì)算三檔齒輪變位系數(shù)9計(jì)算四檔齒輪變位系數(shù)9計(jì)算五檔齒輪變位系數(shù)9計(jì)算倒檔齒輪變位系數(shù)102.3各擋齒輪主要參數(shù)的確定11一擋齒輪參數(shù)11二擋齒輪參數(shù)12三擋齒輪參數(shù)13四擋齒輪參數(shù)14五擋齒輪參數(shù)15倒擋齒輪參數(shù)162.4齒輪的校核172.4.1

2、變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核17齒輪接觸應(yīng)力校核22第3章 軸的設(shè)計(jì)及軸的強(qiáng)度校核283.1軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)283.2軸的校核28軸的剛度校核28軸的強(qiáng)度校核36第4章 軸承的選擇與校核404.1變速器輸入軸工作時(shí)404.2變速器輸出軸工作時(shí)41參考文獻(xiàn)43第1章變速器主要參數(shù)的選擇1.1設(shè)計(jì)的主要參數(shù)本次設(shè)計(jì)是在給定主要整車(chē)參數(shù)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì),5擋手動(dòng)變速器整車(chē)主要技術(shù)參數(shù)如表1.1所示：表1.1 整車(chē)主要技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率101kw車(chē)輪型號(hào)185/60R14s發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 172 N·m總質(zhì)量1777kg最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速3300r/min最高車(chē)速185km/h 由發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩確定

3、最大功率轉(zhuǎn)速 Np*.Temax=9550*a Pemax Np-最大功率轉(zhuǎn)速 a-轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)(取值范圍1.1-1.3 本次取1.2) Pemax-最大功率 計(jì)算得Np=6729.468r/min 取整為6730r/min1.2傳動(dòng)比范圍變速器傳動(dòng)比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動(dòng)比的比值。目前乘用車(chē)的傳動(dòng)比范圍在3.04.5之間， 1、變速器傳動(dòng)比的確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系式為： （1.1）式中：-汽車(chē)行駛速度(km/h)；-發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；-車(chē)輪滾動(dòng)半徑（m）；-變速器傳動(dòng)比；-主減速器傳動(dòng)比； 車(chē)輪半徑由所選用的輪胎規(guī)格所得r=0.289（m） 為0.70.8

4、，本設(shè)計(jì)最高檔傳動(dòng)比選為0.8. =3.6012、最低檔、最高檔傳動(dòng)比的確定選擇最低檔傳動(dòng)比，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2。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 （1.2）式中 m-汽車(chē)總質(zhì)量； g-重力加速度； f-滾動(dòng)阻力系數(shù)； rr-驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑； Temax-發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； i0-主減速比； -汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。max=0.70.8 取0.90a通常取16.70f=0.0076+0.000056 =0.02 （1.3）根據(jù)則由最爬坡度

5、要求的變速檔傳動(dòng)比為igI2.55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： =4.25 （1.4）式中: 驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力，；約為60%mg -著系數(shù)(良好干燥路面取0.8)本設(shè)計(jì)傳動(dòng)比范圍為2.55 igI 4.25 ig1取2.63、變速器各擋傳動(dòng)比的確定按等比級(jí)數(shù)分配其它各擋傳動(dòng)比，即：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， =1.329 （1.5）所以各擋傳動(dòng)比與擋傳動(dòng)比的關(guān)系 : =1.823，=1.385，=1.053，=0.81.3初選中心距 A= （1.6）=63.94mm 中心距圓整為64mm式中：A為中心距（mm）；為中心距系數(shù)，轎車(chē)：=8

6、.99.3； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（）；為變速器一擋傳動(dòng)比；為變速器傳動(dòng)效率0.90；轎車(chē)變速器的中心距在6080mm變化范圍。初取A=64mm1.4變速器的外形尺寸轎車(chē)四檔變速器殼體的軸向尺寸3.03.4A。 即L=（3.03.4）×64=192217.6mm1.5齒輪參數(shù)的選擇1、齒輪模數(shù)的選取對(duì)于轎車(chē)，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；綜上所述：一擋二擋三擋四擋五擋模數(shù)為3；2、壓力角壓力角較小時(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(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些；在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角取20°；3、螺旋角斜齒輪在變速

7、器中得到廣泛的應(yīng)用。從提高低擋齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，不希望用過(guò)大的螺旋角；而從提高高擋齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)選用較大螺旋角。乘用車(chē)變速器： 兩軸式變速器為 20°25° 斜齒輪螺旋角取23°；4、齒寬應(yīng)注意齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸，齒輪工作平穩(wěn)性，齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度均有影響。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)m的大小來(lái)選定齒寬：斜齒：b=Kcmn，Kc(6.08.5)取7各擋b=21mm5、齒頂高系數(shù) 現(xiàn)在規(guī)定取1.00或更大本次設(shè)計(jì)取1.00第2章齒輪的設(shè)計(jì)在初選中心距，齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可更據(jù)變速器的擋數(shù)，傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。圖2.1 齒輪分

8、配簡(jiǎn)圖1-一軸一擋齒輪 2-二軸一擋齒輪 3-一軸二檔齒輪 4-二軸二擋齒輪 5-一軸軸三擋齒輪 6-二軸三擋齒輪 7-一軸四檔齒輪 8-二軸四檔齒輪9-一軸五檔齒輪 10-二軸五檔齒輪 11-一軸倒檔 12-二軸倒檔齒 13-倒檔齒輪2.1齒數(shù)的確定2.1.1計(jì)算一擋齒數(shù) （2.1） （2.2） Zh=39.27取整Zh=40齒數(shù)取整得：=11，對(duì)中心距A進(jìn)行修正 （2.3）A=64.98取整得=64mm，為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。2.1.2計(jì)算二擋齒數(shù) 已知：=64mm，=1.823，=3，；將數(shù)據(jù)代入上（2.1）、（2.2）兩式，齒數(shù)取整得：13， 2.1.3計(jì)算三擋齒輪齒數(shù) 已知：=64mm，=1

9、.385，=3，；將數(shù)據(jù)代入上（2.1）、（2.2）兩式，齒數(shù)取整得：17，232.1.4計(jì)算四擋齒輪齒數(shù) 已知：=64mm，=1.053，=3，；將數(shù)據(jù)代入上（2.1）、（2.2）兩式，齒數(shù)取整得：19，212.1.5計(jì)算五擋齒輪齒數(shù)已知：=64mm，=0.80，=3，；將數(shù)據(jù)代入上（2.1）、（2.2）兩式，齒數(shù)取整得：23，=172.1.6計(jì)算倒擋齒輪齒數(shù)初選倒擋軸上齒輪齒數(shù)為=22，輸入軸齒輪齒數(shù)=12，為保證倒擋齒輪的嚙合不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉齒輪11和齒輪13的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，即滿(mǎn)足以下公式： （2.4）已知：，=64mm，把數(shù)據(jù)代入（2.4）式， 齒數(shù)取整，解得：

10、，23則倒擋傳動(dòng)比為：輸入軸與倒擋軸之間的距離：mm輸出軸與倒擋軸之間的距離：2.2齒輪變位系數(shù)的選擇此次設(shè)計(jì)的螺旋角均選擇為。計(jì)算一擋齒輪變位系數(shù)修正中心距64.98mm （2.5）端面壓力角 =arctan=21.57° （2.6）端面嚙合角 （2.7） =19.2齒輪總變位系數(shù)為 （2.8） =-0.151經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.08 =0.1510.08=0.2352.2.2計(jì)算二擋齒輪變位系數(shù)根據(jù)公式（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）可得：修正中心距端面壓力角=arctan=21.57°端面嚙合角 齒輪總變位系數(shù)為 =-0.25經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.

11、04 =0.292.2.3計(jì)算三檔齒輪變位系數(shù)根據(jù)公式（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）可得：修正中心距A=64.98mm端面壓力角=21.57端面嚙合角 =19.2齒輪總變位系數(shù)為 =0.6經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： =0.33 =0.60.33=0.272.2.4計(jì)算四檔齒輪變位系數(shù)根據(jù)公式（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）可得：修正中心距A=64.98mm端面壓力角=21.57端面嚙合角 =19.2齒輪總變位系數(shù)為 =0.6經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.31 =0.292.2.5計(jì)算五檔齒輪變位系數(shù)根據(jù)公式（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）可得：修正中心距A=64.

12、98mm端面壓力角=21.57端面嚙合角 =19.2齒輪總變位系數(shù)為 =0.6經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.28 =0.322.2.6計(jì)算倒檔齒輪變位系數(shù)根據(jù)公式（2.5）、（2.6）、（2.7）、（2.8）可得：輸入軸與倒擋軸中心距修正A=64.98mm端面壓力角=21.57端面嚙合角 齒輪總變位系數(shù)為經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.11 =0.03輸出軸與倒擋軸中心距修正 =73.32mm端面壓力角=21.57端面嚙合角 =20.8齒輪總變位系數(shù)為經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) =0.03 =0.162.3各擋齒輪主要參數(shù)的確定2.3.1一擋齒輪參數(shù)理論中心距 (2.9) =64.98mm中心距變動(dòng)系數(shù) (2.10)

13、 =-0.32齒頂降低系數(shù) 0.165 (2.11)（經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取-0.155）分度圓直徑 =35.84mm (2.12)=94.51mm齒頂高 =2.94mm (2.12)=2.13mm（經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取0.145 取-0.125）齒根高 =3.315mm (2.13)=4.125mm齒頂圓直徑 =41.72mm (2.14)=94.77mm齒根圓直徑 =29.21mm (2.15)=86.26mm當(dāng)量齒數(shù) (2.16)基圓直徑 =33.67mm (2.17)=88.84mm2.3.2二擋齒輪參數(shù)根據(jù)公式(2.9)、（2.10）、（2.11）、（2.12）、（2.13）、（2.1

14、4）、（2.16）、（2.17）可得：理論中心距 64.95mm中心距變動(dòng)系數(shù) 齒頂降低系數(shù) 0.06 （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取-0.26）分度圓直徑 =42.36mm=87.99mm齒頂高 =2.94mm=1.98mm （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取0.04 取-0.28）齒根高 =3.63mm=4.59mm齒頂圓直徑 =48.24mm=91.95mm齒根圓直徑 =35.1mm=78.81mm當(dāng)量齒數(shù) 基圓直徑 =39.8mm=82.68mm2.3.3三擋齒輪參數(shù)根據(jù)公式(2.9)、（2.10）、（2.11）、（2.12）、（2.13）、（2.14）、（2.16）、（2.17）可得：理論中心距 中心距

15、變動(dòng)系數(shù) 齒頂降低系數(shù) 0.28分度圓直徑 =55.4mm=74.94mm齒頂高 =2.92mm=2.73mm （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取0.253取0.191）齒根高 =2.99mm=3.17mm齒頂圓直徑 =61.24mm=88.42mm齒根圓直徑 =49.42mm=68.59mm當(dāng)量齒數(shù) 基圓直徑 =52.05mm=70.42mm2.3.4四擋齒輪參數(shù)根據(jù)公式(2.9)、（2.10）、（2.11）、（2.12）、（2.13）、（2.14）、（2.16）、（2.17）可得理論中心距 中心距變動(dòng)系數(shù) 齒頂降低系數(shù) =-0.3513 （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取-0.0313）分度圓直徑 =61.92m

16、m=68.44mm齒頂高 =4.98mm=4.93mm （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得取0.309 取0.291）齒根高 =2.82mm=2.88mm齒頂圓直徑 =71.88mm=78.29mm齒根圓直徑 =56.274mm=62.686mm當(dāng)量齒數(shù) 基圓直徑 =58.18mm=64.31mm2.3.5五擋齒輪參數(shù)根據(jù)公式(2.9)、（2.10）、（2.11）、（2.12）、（2.13）、（2.14）、（2.16）、（2.17）可得：理論中心距 中心距變動(dòng)系數(shù) （經(jīng)查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得=0.6）齒頂降低系數(shù) 0.28分度圓直徑 =74.9mm=55.4mm齒頂高 =3mm=3.12mm齒根高 =2.91mm

17、=2.79mm齒頂圓直徑 =80.9mm=61.64mm齒根圓直徑 =69.08mm=49.82mm當(dāng)量齒數(shù) 基圓直徑 =70.38mm=55.35mm2.3.6倒擋齒輪參數(shù)根據(jù)公式(2.9)、（2.10）、（2.11）、（2.12）、（2.13）、（2.14）、（2.16）、（2.17）可得：理論中心距 中心距變動(dòng)系數(shù) 齒頂降低系數(shù) 分度圓直徑 =39.1mm=71.7mm=75.0mm齒頂高 =3.3mm=3.06mm=2.49mm齒根高 =3.42mm=3.66mm=4.23mm齒頂圓直徑 =45.0mm=77.82mm=79.98mm齒根圓直徑 =32.26mm=64.38mm=66.

18、54mm當(dāng)量齒數(shù) 2.4齒輪的校核 變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核齒輪彎曲強(qiáng)度校核（斜齒輪） （2.18）式中 圓周力（N），；計(jì)算載荷（N·mm）；節(jié)圓直徑（mm）， ，為法向模數(shù)（mm）；斜齒輪螺旋角（°）；應(yīng)力集中系數(shù)，=1.50；齒面寬（mm）；法向齒距，； 齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在齒形系數(shù)圖3.2中查得；重合度影響系數(shù)，=2.0。圖2.2 齒形系數(shù)圖將上述有關(guān)參數(shù)據(jù)代入公式（2.18），整理得到 （2.19）1、計(jì)算各齒輪傳遞的軸的轉(zhuǎn)矩軸 =166×N·mm軸 一擋 166××2.4398.4×N·mm二擋 16

19、6××1.823302.62×N·mm三擋 166××1.385229.91×N·mm四擋 166××1.053174.7×N·mm五擋 166××0.8132.8×N·mm倒擋 166××2.08346.94×N·mm2、一檔齒輪校核主動(dòng)齒輪：已知：=166×N·mm；mm；，查齒形系數(shù)圖3.1得：y=0.12，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：從動(dòng)齒輪：已知：166

20、5;×2.4398.4×N·mm；mm； ；查齒形系數(shù)圖3.1得：y=0.133，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：3、二檔齒輪校核主動(dòng)齒輪：已知：=166×N·mm；mm；查齒形系數(shù)圖3.1得：y=0.127，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：從動(dòng)齒輪：已知：=302.62×N·mm N·mm；mm；查齒形系數(shù)圖3.1得：y=0.128，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：4、三檔齒輪校核主動(dòng)齒輪：已知：=166×N·mm； ； mm；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.161，把以上數(shù)據(jù)代入（2.1

21、9）式，得：從動(dòng)齒輪：已知：=229.91× N·mm； mm ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.163，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：5、四檔齒輪的校核主動(dòng)齒輪：已知： =166×N·mm； mm；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.162，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：從動(dòng)齒輪：已知：174.7×N·mm； mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.161，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：6、五檔齒輪的校核主動(dòng)齒輪：已知： =166×N·mm； mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.162，把以上數(shù)據(jù)代入（2

22、.19）式，得：從動(dòng)齒輪：已知：132.8×N·mm； mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.162，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：7、倒檔齒輪的校核主動(dòng)齒輪：已知：=166×N·mm；mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.118，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得： 從動(dòng)齒輪：已知：=346.94×N·mm；mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.149，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：倒擋齒輪：已知：=166×N·mm；mm； ；查齒形系數(shù)圖1.1得：y=0.142，把以上數(shù)據(jù)代入（2.19）式，得：對(duì)

23、于轎車(chē)當(dāng)計(jì)算載荷取變速器輸入軸最大轉(zhuǎn)距時(shí)，其許用應(yīng)力不超過(guò)180350MPa，以上各檔均合適。齒輪接觸應(yīng)力校核 （2.20）式中 輪齒接觸應(yīng)力（MPa）；齒面上的法向力（N），；圓周力（N），；計(jì)算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）；節(jié)點(diǎn)處壓力角，為齒輪螺旋角；齒輪材料的彈性模量（MPa）；齒輪接觸的實(shí)際寬度（mm）=21mm；，主從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm），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作用載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見(jiàn)表1.2：表1.2 變速器齒輪許用接觸應(yīng)力齒輪/Mpa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一檔和倒檔1900-200095

24、0-1000常嚙合齒輪和高檔齒輪1300-1400650-700 1、一檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=35.85mm=9260.8N=10706.2N=7.235=1885.8從動(dòng)齒輪：=95.51mm=9644.7N=8342.58N=19.27=0.418=1789.82、二檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=42.36mm=9060.87N=7837.58N=8.54 =1657.02從動(dòng)齒輪：=87.99mm=7952.11N=6878.5N=17.75=0.418=1552.333、三檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=55

25、.40mm=6927.59N=5992.3N=11.18=1372.29從動(dòng)齒輪：=74.95mm=7092.58N=6135.02N=15.12=0.418=1388.544、四檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=61.92mm=6198.36N=5361.53N=12.49=1285.03從動(dòng)齒輪：=68.44mm=6523.49N=5642.76N=13.81=0.418=1318.35、五檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=74.95mm=4768.38N=4429N=15.12=961.05從動(dòng)齒輪：=55.40mm=5542.5N=4794N=2

26、2.36=0.418=1036.136、倒檔齒輪接觸應(yīng)力校核根據(jù)公式（2.20）可得主動(dòng)齒輪：=39.1mm=9816.3N=8491N=7.89從動(dòng)齒輪：=74.96mm=10741.4N=9256.67N=15.13倒擋齒輪=71.69mm=5353.86N=4631.05N=14.46=1818=1898.85=0.418=1124.8=1590.25齒輪材料20CrMnTi 其表面滲碳處理Mn=m=3滲碳層 0.8-1.2mm齒輪表面硬度為HRC58-63心部硬度HRC33-48 第3章 軸的設(shè)計(jì)及軸的強(qiáng)度校核3.1軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)在已知兩軸式變速器中心距時(shí)，軸的最大直徑和支承距離的比

27、值可在以下范圍內(nèi)選取：對(duì)輸入軸，=0.160.18；對(duì)輸出軸，0.180.21。輸入軸花鍵部分直徑（mm）可按下式初選取： （3.1）式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，=4.04.6；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）。輸入軸花鍵部分直徑為初選輸入、輸出軸支承之間的長(zhǎng)度=232mm。按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑為 （3.2）式中 d軸的最小直徑（mm）；軸的許用剪應(yīng)力（MPa）；P發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（kw）；n發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（2.2）式，得：所以，選擇軸的最小直徑為20mm。3.2軸的校核軸的校核是確保變速器使用壽命和安全性的必要過(guò)程3.2.1軸的剛度校核軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和

28、轉(zhuǎn)角為，可分別用下式計(jì)算 （3.3） （3.4） （3.5）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），=2.1×105 MPa；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A、B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=0.050.10mm，=0.100.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò)0.002rad。1、輸入軸的剛度計(jì)算（1）一檔工作時(shí)：3930.97N輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=22.5mm；b=229.5mm；L

29、=252mm；d=20mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：=mm（2）二檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=80.5mm；b=171.5mm；L=252mm；d=22mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（3）三檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=112mm；b=140mm；L=252mm；d=26mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（4）四檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=152mm；b=100mm；L=252mm；d=32mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、

30、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（5）五檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=174.25mm；b=77.75mm；L=252mm；d=25mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（6）倒檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=227.5mm；b=24.5mm；L=252mm；d=20mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm2、輸出軸的剛度計(jì)算（1）一檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=35.5mm；b=214.5mm；L=252mm；d=39mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、

31、（3.5）得到：mmmmmmrad（2）二檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=81.5mm；b=170.5mm；L=252mm；d=34mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（3）三檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=103.25mm；b=148.75mm；L=252mm；d=30mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（4）四檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=152.75mm；b=99.25mm；L=252mm；d=25mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mm

32、mmmm（5）五檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=182.25mm；b=69.75mm；L=252mm；d=25mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm（6）倒檔工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=234mm；b=18mm；L=252mm；d=20mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.3）、（3.4）、（3.5）得到：mmmmmm軸的強(qiáng)度校核166168.25豎直8400452水平豎直34344.1719301.9690753.9686193.48135.91合成 變速器在一檔工作時(shí)，對(duì)輸入軸校核。計(jì)算輸入軸的支反力。N已知：a=22.5mm；b

33、=229.5mm；L=252mm；d=20mm。（1）垂直面內(nèi)支反力對(duì)B點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到C點(diǎn)的支反力，即 （3.6） （3.7）將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.6）、（3.7）式，解得，=2907.05N同理，對(duì)A點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得，。（2）水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知， （3.8） （3.9）將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（3.8）、（3.9）兩式，得到：（3）計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩B點(diǎn)的最大彎矩為： N·mm （3.10）（4）計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩 N·mm （3.11）（5）計(jì)算合成彎矩 （3.12）作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平

34、面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的支反力之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩、。軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為 （3.13）式中 （N.m）；軸的直徑（mm），花鍵處取內(nèi)徑；抗彎截面系數(shù)（mm3）。將數(shù)據(jù)代入（2.13）得MPa在低檔工作時(shí)，400MPa，符合要求。2、輸出軸校核變速器在一檔工作時(shí)，對(duì)輸入軸校核。計(jì)算輸入軸的支反力。NN已知：a=35.5mm；b=216.5mm；L=252mm；d=39mm。（1）垂直面內(nèi)支反力對(duì)B點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到C點(diǎn)的支反力，即將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.6）、（3.7）式，解得，=2689.09N同理，對(duì)A點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得，。（2）水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知，將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（3.8）、（3.9）兩式，得到：（3）計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩將數(shù)據(jù)帶入（3.10）可得B點(diǎn)的最大彎矩為：N·mm（4）計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩將數(shù)據(jù)帶入（3.11）可得N·mm（5）計(jì)算合成彎矩將數(shù)據(jù)帶入（3.12）可得N.mm作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的垂直面