變速箱的設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u111131引言 [19]的表15-1-12可得：，查選擇變位系數(shù)線圖得到：輸入軸擋齒輪的變位查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r[19]的表15-1-12可得：，查選擇變位系數(shù)線圖得到：輸出軸倒擋齒輪的變位查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r[19]的表15-1-12可得：，查文獻(xiàn)REF_Ref72332673\r\h[19]并已知得到：變速箱齒輪強(qiáng)度校核齒輪材料的選擇變速箱齒輪常用材料為鍛鋼鍛鋼由齒面硬度分為兩大類：HB<350時(shí)，稱為軟齒面；H8>350時(shí)，稱為硬齒面；軟齒面HB<350常用材料：45#、35SiMn、40Cr、40CrNi、40MnB硬齒面HB>350常用材料：20Cr、20CrMnTi、20MnB、20CrMnTo20CrMnTi滲碳，，硬度為58～62HRC變速箱齒輪彎曲強(qiáng)度校核齒輪彎曲強(qiáng)度校核（斜齒輪） （3-17）公式中：——圓周力（N），；；，為模數(shù)（mm）；（）；=1.50；；；在REF_Ref72327716圖3.1齒形系數(shù)圖中查得；重合度影響系數(shù)，=2.0。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s11齒形系數(shù)圖將上述入公式（3-17），整到 （3-18）一擋齒輪校核主動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，將已知的數(shù)據(jù)代入公式(3-18)，則：從動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)N?mm；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：；將已代(3-18)式，則：MPa二擋齒輪校核主動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)；；；,；；；由REF_Ref72327716圖3.1可得：；將數(shù)據(jù)代入(3-18)式得：從動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代(3-18)式，得：三擋齒輪校核主動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入(3-18)式，得：從動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；，由圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入(3-18)式，得：四擋齒輪校驗(yàn)主動(dòng)齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，將數(shù)據(jù)代入(3-18)式得：MPa從動(dòng)齒輪：接近接近軍mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入(3-18)式得：五擋齒輪的校核主動(dòng)齒輪：已知：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入(3-18)式得：MPa從動(dòng)齒輪：已知：；；；mm；；；；，由REF_Ref72327716圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入(3-18)式得：在，取變速箱輸距，其各擋不能超過180~350MPa，以上合適。輪齒接觸應(yīng)力校核 （3-19）公式中：，；，；，；；際寬度（mm）；，（mm），，，；、（mm）。表STYLEREF1\s3.SEQ表\*ARABIC\s17變速箱齒輪許用接觸應(yīng)力/MPa齒輪滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一擋和倒擋1900-2000950-1000常嚙合齒輪和高擋齒輪1300-1400650-700變速箱齒輪的許用接觸應(yīng)力[]見REF_Ref70019469\h表3.3：一擋齒輪接觸應(yīng)力校核已知：；；；MPa；mmmmmmN因?yàn)樽饔迷?個(gè)齒是作用力和系，所以只需要計(jì)算一個(gè)齒，，把數(shù)據(jù)代入（3-19）可得：MPa二擋齒輪接觸應(yīng)力校核已知：mm；；；mmmmN同上面的一檔算法一致，即把（3-19）可得：MPa三擋齒輪接觸應(yīng)力校核已知：；；；MPammmmmmN同上面的一檔算法一致，即把（3-19）得：四擋齒輪接觸應(yīng)力校核已知：；；；MPammmmmmN同上面的一檔算法一致，即（3-19）可得：MPa五擋齒輪接觸應(yīng)力校核已知：；；；MPammmmmmN同上面的一檔算法一致，即把（3-17）可得：MPa由于以上各擋變速箱齒輪的接觸應(yīng)力均都滿足許用接觸應(yīng)力[]，即各擋均合格。倒擋齒輪的校核齒應(yīng)力計(jì)算輸入軸倒擋齒輪：由已知數(shù)據(jù)：；；；mm；；；；由圖3.1可得：，把數(shù)據(jù)代入公(3-19)式得：MPa齒力的計(jì)算已知：；；；Mpa；mmmmmmN同上面的一檔算法一致，即把（3-19）可得：。軸的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì)傳動(dòng)軸，其常重要，結(jié)接影響使命。軸的工藝要求，對(duì)高。硬度應(yīng)為，表宜過低。，規(guī)面。同一軸線上同心圓的直徑應(yīng)控制不同的同心度。對(duì)于開裂。對(duì)盡量少。綜合考慮，選擇輸入軸作為齒輪軸。材料為20CrMnTi齒輪軸初選軸的直徑輸入初選?。撼踹x輸入軸軸的花鍵部分直徑時(shí)：可由公式中：，=4.0～4.6；。輸入軸花鍵部分直徑：初=275mm。設(shè)計(jì)如REF_Ref72097399\h圖32REF_Ref72097412\h和33所示：直徑d為（0.45~0.6）A，軸和的比值：對(duì)中間軸，對(duì)第二軸，。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s12輸入軸圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s13輸出軸輸入軸和輸出軸中部直徑：mm的取值：軸最小直徑的確定對(duì)實(shí)心軸，所以強(qiáng)度條件： （3-20）公式中：；；；，=6000；，見REF_Ref72407956\h表3.8表STYLEREF1\s3.SEQ表\*ARABIC\s18采用材料軸的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力軸的材料Q235-A，20Q237，35（1Cr18Ni9Ti）4540Cr，35SiMn，12SiMn，40MnB，20CrMnTi/MPa15-2520-3525-4535-55A149-126135-112126-10397-112由式3-20得到軸直徑的計(jì)算公式： （3-21）對(duì)輸入軸為合金鋼則A查表得為97~112；P為103kw；n=6000r/min。代入式（3-21）得mm取為25mm。軸的強(qiáng)度驗(yàn)算軸的剛度計(jì)算軸的剛度和強(qiáng)度校核。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s14變速箱軸的撓度和轉(zhuǎn)角如REF_Ref70084547\h圖3.4所示，內(nèi)撓度為，在和轉(zhuǎn)角δ，可計(jì)算： （3-22） （3-23） （3-24）公式中：；（N）；；；；、（mm）。軸的全撓度為mm。，。。輸入軸和輸出軸的剛度校核軸上受力分析一擋工作時(shí)：NN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=17.25mm；b=235.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=48.5mm；b=207.75mm；L=256.25mm；，把入（3-22）、（3-23、（3-24）得到：mmmmmmrad二擋工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=104.25mm；b=148.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad三擋工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=162.25；b=90.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=134.5mm；b=121.75mm；L=256.25mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=134.5mm；b=121.75mm；L=256.25mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad四擋工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=194.25mm；b=58.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmm輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=214.5mm；b=41.75mm；L=256.25mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad五擋工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=229.25mm；b=23.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmm輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=214.5mm；b=41.75mm；L=256.25mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmmmrad倒擋工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=62.25mm；b=190.25mm；L=252.5mm；，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=48.5mm；b=207.75mm；L=256.25mm；d=44mm，把入（3-22）、（3-23）、（3-24）得到：mm通過計(jì)算推導(dǎo)可知，工作時(shí)變速箱。軸的強(qiáng)度計(jì)算變速箱在一擋工作時(shí)：對(duì)主動(dòng)軸校核：計(jì)算輸入軸的支反力：NN圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s15一擋工作時(shí)受力圖N已知：a=17.25mm；b=235.25mm；L=252.5mm；d=33.16mm求主動(dòng)軸垂直面內(nèi)支反力，對(duì)B點(diǎn)取距如REF_Ref70089333\h圖3.5即：則：N同樣對(duì)A取距：則：N求水平面內(nèi)的支反力，同理對(duì)B取距則：N同樣對(duì)A點(diǎn)取距：則：N求垂直面內(nèi)的彎矩，則B點(diǎn)的， （3—23）計(jì)算合成彎矩軸上各點(diǎn)彎矩如REF_Ref70091344圖3.6所示：計(jì)算出相應(yīng)的彎矩和。作用下，應(yīng)力為： （3-25）公式中：（N.m）~軸的直徑（mm），花鍵處取內(nèi)徑；~抗彎截面系數(shù)（mm3）。圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s16輸入軸的彎矩圖將數(shù)據(jù)代入（3-25）式，得：MPaMPa由此可知變速箱在，，是滿足要求的。對(duì)從動(dòng)軸校核：求從動(dòng)軸的支反力：齒輪受力如REF_Ref70091344\h下：N圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s17一擋工作時(shí)受力圖NN已知：a=48.5mm；b=207.75mm；L=256.25mm；d=44mm;求從動(dòng)軸垂直面內(nèi)支反力，對(duì)B點(diǎn)取距如REF_Ref72330890\h圖3.7則：N同樣對(duì)A點(diǎn)取距：則：N如對(duì)B點(diǎn)取距：代入得：N對(duì)A點(diǎn)取距：代入得：N代入得：N水平面內(nèi)的支反力如REF_Ref72330890圖3.7對(duì)B點(diǎn)取距：代入得：N對(duì)A點(diǎn)取距：代入得：N計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩B點(diǎn)的最大彎矩為：B點(diǎn)的最小彎矩為：計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩軸上各點(diǎn)彎矩如REF_Ref72331128圖3.8輸出軸彎矩圖所示：圖STYLEREF1\s3.SEQ圖\*ARABIC\s18輸出軸彎矩圖將數(shù)據(jù)代入（3.23）式，得：MPa由此可知變速箱在，MPa，是滿足要求的。軸承選擇與壽命計(jì)算表STYLEREF1\s3.SEQ表\*ARABIC\s19軸承的使用壽命車型總行程里程S（萬Km）轎車30貨車和大客車25式中：，h軸承的選擇與壽命計(jì)算輸入軸軸承型號(hào)由文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]可選擇30205型號(hào)軸承，KN。一擋工作時(shí)：，軸承的徑向載荷：；N軸承內(nèi)部軸向力：查文獻(xiàn)REF_Ref72332673\r[20]得：N則：求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到7，查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到；，查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到當(dāng)量動(dòng)載荷：N為支反力。h查機(jī)械手冊(cè)REF_Ref70099881可得到該擋的使用率為0.5%，所以；所以軸承壽命滿足要求。變速箱四擋工作時(shí)N軸承的徑向載荷：=186.64N；N；軸承內(nèi)部軸向力：查文獻(xiàn)REF_Ref72332673\r[20]得：；所以計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷；查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到；所以求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷；查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到；查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到：當(dāng)量動(dòng)載荷——支反力。Nh查機(jī)械手冊(cè)可得到該擋的使用率5%，于是所以軸承壽命滿足要求。初選軸承型號(hào)輸出軸軸承型號(hào)查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得：右軸承采用30205型號(hào)KN，KN左軸承采用30210型號(hào)KN，KN一擋工作時(shí)：一擋齒輪上力為：，主減速器主動(dòng)齒輪受力：軸承的徑向載荷：N，N軸承內(nèi)部軸向力：查文獻(xiàn)REF_Ref72332673\r[20]得：右軸承Y=1.6，左軸承Y=1.4所以計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到右軸承；左軸承，查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到：；，查文獻(xiàn)REF_Ref72235782\r\h[20]得到：當(dāng)量動(dòng)載荷：查機(jī)械手冊(cè)可得到該擋的使用率為5%，于是所以軸承壽命滿足要求。

本章小結(jié)本章節(jié)對(duì)擋數(shù)布置確定，及主要零件參數(shù)的選擇與確定，零件對(duì)材料的選擇，零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算，及強(qiáng)度校驗(yàn)和使用壽命的計(jì)算。變速箱同步器及殼體設(shè)計(jì)同步器同步器種類：。慣性式同步器功用：。分類：鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多錐式。結(jié)構(gòu)組成：摩擦元件、鎖止元件、彈性元件。由于本設(shè)計(jì)要求，所以步器。主要尺寸的確定結(jié)構(gòu)圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s11鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu)示意圖工作原理：鎖止、同步、換擋優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，零件耐用。缺點(diǎn)：轉(zhuǎn)矩容量不大。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s12鎖環(huán)式同步器工作原理主要尺寸的確定接近尺寸b定義：倒角之間離。取值范圍，圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s13接近尺寸分度尺寸本設(shè)計(jì)取b=0.2分度尺寸a接觸位置時(shí)，圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s14接近和分度尺寸取值滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離c滑塊在鎖環(huán)缺口內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的距離。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s15滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離取值其中為滑塊軸向移動(dòng)后的外半徑；為接合齒分度圓半徑?；瑝K端隙。圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s16滑塊端隙取值主要參數(shù)的確定同步環(huán)主要尺寸的確定同步環(huán)錐面上的羅紋槽錐面半錐角定義：。矛盾：角度越小，摩擦力矩越大；過小會(huì)產(chǎn)生自鎖。取值。摩擦錐面平均半徑R定義：摩擦錐面中心的半徑。矛盾：受結(jié)構(gòu)限制明顯，取值盡可能取大一些。R取30mm。錐面工作長(zhǎng)度b可參考經(jīng)驗(yàn)公式選：對(duì)鎖環(huán)式同步器本設(shè)計(jì)b=7.5mm圖STYLEREF1\s4.SEQ圖\*ARABIC\s17鎖止角定義：接觸齒面與端面的夾角。影響：取值同步時(shí)間t表STYLEREF1\s4.SEQ表\*ARABIC\s11同步時(shí)間乘用車貨車高擋（0.15～0.30s）高擋（0.30～0.80s）低擋（0.50～0.80s）低擋（0.50～0.80s）殼體材料選擇變速器殼體采用壓鑄鋁合金鑄造。殼體材料殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪齒頂之間留有5～8mm的間隙，齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g要留有不小于15mm的間隙。壁后取3.5～4mm，壁厚取5～6mm。結(jié)論手動(dòng)變速箱是汽車的主要輸出轉(zhuǎn)速和扭矩的轉(zhuǎn)換站，重要的傳動(dòng)系統(tǒng)，整車的主要部件，其結(jié)構(gòu)直接影響汽車的整體性能。此設(shè)計(jì)是現(xiàn)生產(chǎn)的吉利轎車手動(dòng)變速箱，根據(jù)任務(wù)書要求和通過查詢?cè)撥囆图夹g(shù)參數(shù)來設(shè)計(jì)匹配該車型的變速箱。由于設(shè)計(jì)的是轎車變速箱，先對(duì)變速箱的種類概述，在選擇傳動(dòng)方案時(shí)，經(jīng)比較中間軸式變速箱和兩軸變速箱的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了兩軸式變速器前置前驅(qū)，使布置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)其原理概述，操縱方式選擇機(jī)械式直接操縱機(jī)構(gòu)，使其汽車在行駛中操縱方便。為使變速箱實(shí)現(xiàn)各種功用，為實(shí)現(xiàn)前進(jìn)行駛設(shè)置了前進(jìn)擋，分高速擋和低速擋；為使汽車能倒向行駛和中斷行駛，分別設(shè)置倒擋和空擋，并且設(shè)計(jì)了同步器，使之汽車在工作時(shí)，換擋平穩(wěn)、減少?zèng)_擊、不會(huì)亂檔和脫檔。其次通過技術(shù)參數(shù)對(duì)變速箱齒輪和傳動(dòng)軸承的材料選擇，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，參數(shù)選擇和傳動(dòng)比的選擇確定。齒輪的齒形選擇時(shí)，經(jīng)過對(duì)直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪分析，除了倒擋選擇直齒圓柱齒輪，其余選擇斜齒圓柱齒輪，從而使變速箱工作時(shí)傳動(dòng)穩(wěn)定；通過變位系數(shù)推導(dǎo)計(jì)算使汽車在行駛過程中油耗降低，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，對(duì)軸承的結(jié)構(gòu)尺寸計(jì)算，材料分析，強(qiáng)度校驗(yàn)及前面對(duì)齒輪材料強(qiáng)度校驗(yàn)提高整車汽車的使用壽命；根據(jù)要求檔位設(shè)置5個(gè)前進(jìn)檔位，1個(gè)倒擋，為了不讓汽車在行駛中不會(huì)亂擋和脫擋現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了同步器，使得換擋平穩(wěn)，減少?zèng)_擊，以致提高汽車整體性能。最后繪制了相關(guān)零件圖，部件圖，裝配圖二維圖紙，能更好的完成設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)的變速箱在生產(chǎn)時(shí)加工容易，裝配簡(jiǎn)單，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易布置在轎車上，在零件設(shè)計(jì)時(shí)在滿要求足下減輕各零件的質(zhì)量和零件種類的搭配，這樣降低了制造的成本，采用了直接操縱機(jī)構(gòu)和同步器，使換擋容易、噪音低的優(yōu)點(diǎn)，不足的地方?jīng)]有設(shè)計(jì)變速箱的殼體。

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