變速器軸的強度計算與校核過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u9274變速器軸的強度計算與校核過程案例 1324031.1變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 1162151.2軸的校核 31.1變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸1.1.1軸結(jié)構(gòu)第一軸與齒輪為一體，軸的前端主要位于飛輪的內(nèi)軸承上，先確定前軸內(nèi)徑再軸徑。軸的方向，是通過后軸承的卡環(huán)和軸承蓋所決定。第一個軸的長度通常被離合器的長度尺寸所決定，還要將花鍵和從動盤的內(nèi)花鍵的尺寸進(jìn)行確定。第一軸如下圖6所示。圖6第一軸結(jié)構(gòu)圖中間軸有兩種形式，分為固定式與旋轉(zhuǎn)式，本次選擇了旋轉(zhuǎn)軸式。1.1.2軸尺寸軸的尺寸可以參考下面的公式：第一軸和中間軸：（5-1）第一軸花鍵部分直徑d(mm)初選d=（5-2）式中：K——經(jīng)驗系數(shù)，K＝1.0～1.6，取K＝1.3；——發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩N?m；d=23.34mm，取d＝32mm。為確保設(shè)計的合理性，軸的強度與剛度，需要一定的協(xié)調(diào)關(guān)聯(lián)。因此，L（軸的長度）和d（軸的直徑）的關(guān)系可按照下面選?。旱谝惠S和中間軸：d/L=0.160.18；第二軸：d/L=0.180.21。以下是軸的計算尺寸：第二軸：（C是由軸的材料和承載情況確定的常數(shù)）（5-3）T=9.55×T=Temax×i×由于扭矩不大，故C取較小值，由機械設(shè)計取C＝100整理可得：(mm)代入數(shù)據(jù)可得各擋位齒輪處的軸徑為：dz1=21.32dz3=27.53dz5=31.67dz7=37.27dz9=37.67dz11=38.83dz13=40.561.2軸的校核通常情況下，由變速器的結(jié)構(gòu)布置決定的軸的尺寸，強度是夠用的。只能檢查危險部位。對于變速器的設(shè)計，在設(shè)計過程中，所以只需要對一檔進(jìn)行校核即可；通常扭矩傳遞最大的是一檔，所以軸承所受的扭矩也最大。由于在設(shè)計時，將第二軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計的比較復(fù)雜，所以，我們需要將第一和第二個軸一起進(jìn)行校核。1.1.1第一軸剛度和強度的校核因為第一軸在運轉(zhuǎn)中幾乎不承受彎矩，只受承受扭矩。此中條件下，軸的扭矩強度條件公式為（5-4）式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa；T軸所受的扭矩，N·mm；軸的抗扭截面系數(shù)，；P軸傳遞的功率，kw；d計算截面處軸的直徑，mm；[]許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。其中P=115kw，n=6400r/mind=24mm；代入得：由查表可知[]=55MPa，故[]，符合強度要求。軸的扭轉(zhuǎn)變形用扭轉(zhuǎn)角來表示。其計算公式為：（5-5）式中，T軸所受的扭矩，N·mm；G軸的材料的剪切彈性模量，MPa,對于鋼材，G=8.1MPa；軸截面的極慣性矩，，；將已知數(shù)據(jù)代入上式可得：對于一般傳動軸可??；故也符合剛度要求。1.1.2第二軸剛度和強度的校核軸的強度校核計算齒輪嚙合的圓周力、徑向力及軸向力可按下式求出：（5-6）（5-7）（5-8）式中齒輪的傳動比，則三擋傳動比1.267；d節(jié)圓直徑，mm，為90mm；節(jié)點處的壓力角，為16°；螺旋角，為30°；發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，為200000N·mm。代入上式可得:危險截面的受力圖為：圖7危險截面受力分析水平面：（160+75）=75=1317.4N；水平面內(nèi)所受力矩：垂直面：=6879.9N（5-9）垂直面所受力矩：該軸所受扭矩為：故危險截面所受的合成彎矩為：（5-10）則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力,MPa:（5-11）將代入上式得：，在低擋工作時[]=400MPa，因此有：[]；符合要求。軸的剛度校核第二軸在垂直面內(nèi)的撓度和在水平面內(nèi)的撓度可分別按下式計算：（5-12）（5-13）式中,齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）,這里等于；齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N），這里等于；E彈性模量（MPa），（MPa），E=MPa；