《電動汽車齒輪的設計與計算案例》1600字

電動汽車齒輪的設計與計算案例綜述1.1.確定中心距本文設計的是采用同步器的兩檔AMT，設計不包含中心軸。這時首先確定輸入軸和輸出軸之間的中心距A。中心距一定程度決定了變速箱的尺寸質(zhì)量和體積，不同的中心距有不同的優(yōu)缺點。當中心距較小時，它的優(yōu)點是變速箱的尺寸質(zhì)量和體積都會相應的變小，但是這時候接觸強度會上升，接觸強度的上升就導致變速箱的齒輪壽命變短。反之中心距過大變速箱質(zhì)量體積則會上升，但是壽命會更長。為了兼顧這兩點，中心距的選擇就變得尤為重要，這里主要通過以下公式來確定中心距A的數(shù)值（5-1）式中：=中心距參數(shù)，商用車一般取8.9~9.6;=一檔傳動比;=一檔傳動效率，這里取0.9;代入數(shù)據(jù)=57~62考慮到兩個同步器的問題，這里將中心距A選為90mm。1.2.確定齒輪類型和材料對于變速箱來說，其齒輪分為直、斜齒輪兩種類型。斜齒圓柱齒輪是一種工作壽命較長的齒輪，其工作狀態(tài)比較平穩(wěn)，且產(chǎn)生的噪音較小。雖然它會在工作時產(chǎn)生軸向力且加工比較繁瑣。通常，對于直齒圓柱齒輪的應用比較少。對于汽車中多擋位的自動變速器來說，一般在其倒擋與一檔才應用直齒圓柱齒輪。本設計一檔二擋齒輪皆選擇斜齒輪。對于現(xiàn)代汽車來說，變速箱齒輪的材料通常都使用高強度的滲碳合金鋼，且具有較高的齒心韌性。本設計中，齒輪材料選用20CrMnTi，具有較高的接觸強度及彎曲強度。1.3.齒輪模數(shù)的確定作為決定齒輪齒大小的重要因素，為了標準化刀具尺寸，同時減少制造成本，根據(jù)齒輪的彎曲疲勞強度，引入了齒輪模數(shù)之一參數(shù)。齒輪齒寬與模數(shù)呈反比，過少的模數(shù)將會導致齒輪齒寬過大，導致變速器的重量變大，同時噪音降低。因此，一個合理的齒輪模數(shù)在變速器的設計時是十分重要的。齒輪模數(shù)的選擇遵循的國家標準為GB1357?48。第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.80.11.251.522.5345681012162025324050第二系列0.350.70.91.752.252.753.253.53.754.51.56.5791114182228303645本設計選用模數(shù)2.51.4.齒輪壓力角α和螺旋角β對于一個齒輪來說，其壓力角的大小與齒輪轉(zhuǎn)動時的彎曲及接觸強度成正比。但是也會使得噪音變大，且不利于動載荷。在我國，對于通常用途的齒輪，其壓力角是固定值，為20°，而航空用的則為25°，這里我們統(tǒng)一使用20°來進行計算。螺旋角會影響齒輪的強度和壽命。當齒輪的螺旋角增大的時候，其嚙合重合度會相應上升。由此，齒輪的傳動會更加平順穩(wěn)定，且噪音會更小。但是，由于軸向力的存在，增大的螺旋角會造成斜齒輪軸向力的提高。因此，為避免軸向力過大，通常會對螺旋角的大小進行相應的限制。查閱資料后我們可以得到一般對于兩軸式變速器來說，螺旋角選取范圍為20~25°。在本設計中，設螺旋角為20°。1.4.齒輪齒數(shù)計算確定了變速器傳動比，中心距，齒輪模數(shù)，螺旋角，壓力角，這時就有足夠的條件分配齒輪齒數(shù)?？梢愿鶕?jù)以下公式（5-2）將數(shù)據(jù)代入=67.6578取為68，所以=46,=22。修正螺旋角得=19.188°同理計算得二擋齒輪=34,=33，=21.4536°1.1.齒輪變位系數(shù)目前汽車上的變速器一般都是采用變位齒輪。本文參考《機械設計》，采用線圖法來進行變位系數(shù)的選擇，對于斜圓柱齒輪，變位系數(shù)x一般直接采用當量齒數(shù)公式(5-3）來計算。（5-3）代入得=0.24,=0.18,=0.21,=0.22。1.6.齒輪幾何系數(shù)計算（5-4）（5-5）（5-6）（5-7）（5-8）（5-9）（5-10）（5-11）（5-12）齒輪數(shù)據(jù)匯總表齒數(shù)（z）法向模數(shù)（）端面模數(shù)（）法向壓力角）（）端面壓力角（）螺旋角（）分度圓直徑（d）一檔22（主動）46（從動）2.52.64712020.836719.18858.2362121.7666二擋34（主動）33（從動）2.52.68662021.453621.47891.344488.6578基圓直徑（）齒頂高（）齒根高（）齒頂圓直徑（）齒根圓直徑（）齒寬（）變位系數(shù)（）一檔54.3406113.62113.1052.9202.3652.43264.4462127.606653.5062116.9026200.240.18二擋81.068882.56683.1233.0312.4032.43297.590494.719886.538483.7938200.210.221.7.強度校核通過考慮齒輪齒根的彎曲疲勞強度，對其強度進行校核。對于斜齒輪，其彎曲疲勞強度條件為：（5-12）式中：將數(shù)據(jù)代入得一般微型貨車的許用應力在可