乘用车变速器关键部分设计.doc

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1、2020届机械设计制造及其自动专业毕业设计（论文）李鹏：乘用车关键部分设计 摘 要本设计的任务是为汽车设计手动变速器。 该设计采用中间轴传动，该传动具有两个突出优点:一是速度传动效率，磨损和噪声极小； 其次，在较小的齿轮中心仍能获得较大传动比的情况下。 根据汽车的形状， 轴距，轴距，最小地面净空，最小转弯半径，车辆重量，满载重量和最大速度，结合他们自己对发动机型号的选择，可以获得最大发动机功率，位移和其他重要参数。 结合一些汽车的基本参数，选择合适的主减速比。根据上述参数，结合汽车设计，汽车理论，机械设计等相关知识，计算相关传动参数，论证设计的合理性。它的功能是:(1)改变传动比,扩大驱动旋转

2、扭矩和转速,以适应不断变化的行驶条件,如起步、加速、山,同时使发动机在有利条件下工作;(2)在电动机旋转方向不变的前提下,可使汽车向后;(3)使用的差距,中断动力传递,以使发动机启动,发动机空转,促进转变或功率输出。传输有五个前进档和反向,并通过锁环同步转变。关键词： 变速器；锁环式同步器；传动比；校核 AbstractThe task of this design is to design manual transmission for automobile. The design adopts the intermediate shaft transmission, which has t

3、wo outstanding advantages: the first is the speed transmission efficiency, the wear and noise are very small; the second is that the smaller the gear center can still obtain the larger transmission ratio.According to the shape, wheelbase, wheelbase, minimum ground clearance, minimum turning radius,

4、vehicle weight, full load weight and maximum speed of the car, combined with their own choice of engine model, they can obtain the maximum engine power, displacement and other important parameters. Combined with the basic parameters of some vehicles, the appropriate final drive ratio is selected. Ac

5、cording to the above parameters, combined with automobile design, automobile theory, mechanical design and other related knowledge, calculate the relevant transmission parameters, and demonstrate the rationality of the design.Its functions are: (1) changing the transmission ratio, expanding the driv

6、ing rotation torque and speed, so as to adapt to the changing driving conditions, such as starting, acceleration and mountain, while making the engine work under favorable conditions; (2) making the car backward under the premise of the same rotation direction of the motor; (3) using the gap, interr

7、upting the power transmission, so as to make the engine start, idle the engine, and promote transformation or power output. The transmission has five forward gears and reverse gears, and the transmission changes synchronously through the locking ring.KEY WORDS: transmission; inertial type of synchro

8、nizer; gear ratio; countershaft36李鹏：乘用车变速器关键部分设计目 录1前言11.1手动变速器（MT）11.2自动变速器（AT）11.3手动/自动变速器（AMT）21.4无级变速器22机械式变速器的概述及方案的确定32.1变速器的功用和要求32.2变速器结构方案的确定32.2.1变速器传动机构的结构分析与型式选择32.2.2倒档传动方案52.3变速器主要零件结构的方案分析62.3.1齿轮型式62.3.3变速器轴承93变速器主要参数的选择与主要零件的设计103.1变速器主要参数的选择103.1.1档数和传动比103.1.2中心距113.1.3轴向尺寸123.1.4

9、齿轮参数123.2各档传动比及其齿轮齿数的确定143.2.1确定一档齿轮的齿数143.2.2确定常啮合齿轮副的齿数153.2.3确定其他档位的齿数163.2.4确定倒档齿轮的齿数173.3齿轮变位系数的选择174变速齿轮的强度计算与材料的选择194.1齿轮的损坏原因及形式194.2齿轮的强度计算与校核194.2.1齿轮弯曲强度计算194.2.2齿轮接触应力215变速器轴的强度计算与校核235.1变速器轴的结构和尺寸235.1.1轴的结构235.1.2确定轴的尺寸245.2轴的校核245.2.1第一轴的强度与刚度校核245.2.2第的校核计算256变速器同步器的设计及操纵机构296.1同步器的结

10、构296.2同步环主要参数的确定306.3变速器的操纵机32结 论34参考文献35致 谢361前言现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，为了解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。1.1手动变速器（MT）手动变速器（ManualTransmission，简称MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达

11、到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。 手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为5挡位（4个前进挡 、1个倒挡），也有的汽车采用6挡位变速器。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油1.2自动变速器（AT）AT的英文全称是Automatic Transmission ，即自动挡。是由液力变

12、扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。可以根据路面状况自动变速变矩，避免了驾驶者因复杂路况不停换档而被弄的手忙脚乱的情况。是一种介于有级和无级之间的自动变速器。一般来说，自动变速器可分为P（停泊）、R（倒档）、N（空档）、D（前进）四个档位，另外，在前进档中还设有1、2档，用来起步或上坡。汽车销售市场,是非常受欢迎的,尤其是女性朋友适合,通常女性朋友在开车方便。和推广这种模式在我国,道路是解决问题的关键,现在凹凸不平的道路条件下,很难给出一个充分发挥汽车自动变速器的优越性。1.3手动/自动变速器（AMT） AMT变速箱是在传统的手动齿轮式变速器基础上改进

13、而来的;它揉合了AT和MT两者优点的机电液一体化自动变速器；AMT既具有普通自动变速器自动变速的优点，又保留了原手动变速器齿轮传动的效率高、成本低、结构简单、易制造的长处。它是在现手动变速器上进行改造的，保留了绝大部分原总成部件，只改变其中手动操作系统的换档杆部分，生产继承性好，改造的投入费用少，非常容易被生产厂家接受。驾驶员通过加速踏板和操纵杆向电子控制单元(ECU)传递控制信号;电子控制单元采集发动机转速传感器、车速传感器等信号，时刻掌握着车辆的行驶状态;电子控制单元(ECU)根据这些信号按存储于其中的最佳程序，最佳换档规律、离合器模糊控制规律、发动机供油自适应调节规律等，对发动机供油、离

14、合器的分离与结合、变速器换挡三者的动作与时序实现最佳匹配。从而获得优良的燃油经济性和动力性能以及平稳起步与迅速换挡的能力，以达到驾驶员所期望的结果1.4无级变速器CVT无级变速器英文全称是Continuous Variable Transmission，中文意思是“机械式无级变速器”，这就是我们常说的无级变速器。系统组件主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等。无级变速器采用传动带和可变工作直径的主动轮和从动轮相互配合传递动力，使传动系统和发动机工况实现最佳匹配。由于没有普通自动变速器的传动齿轮，换挡顿挫感觉会消失，所以无级变速器的动力输出是线性的，在实际行驶中非常平稳。无级变速器的传动系

15、统理论上可以有无限的档位，档位设置更加自由。传统传动系统的齿轮比、速比以及性能、油耗和排放的平衡更容易达到。无级变速器的机械效率和燃油经济性比普通自动变速器好得多，仅次于手动变速器李鹏：乘用车变速器关键部分设计2机械式变速器的概述及方案的确定2.1变速器的功用和要求变速器的功用是根据汽车的行驶条件的要求,改变发动机的扭矩和旋转,适合汽车的牵引力和速度,同时维持发动机最有利的工作模式的范围内。汽车在行驶和倒车时保证发动机和传动系分离,变速器倒拿着文件和空间。有必要动力和功率输出装置。对变速器的主要要求是：1.必须确保该车具有功率和经济指标都很高。在车辆的整体设计，根据轿厢负载，发动机参数和汽车的

16、使用的要求，选择和齿轮传动比拨出满足这些要求。2.工作可靠，操作简便。在驾驶汽车的过程中，应该没有自动变速，变速随机，惊奇移位等中的传输。为了减轻驾驶员的疲劳强度和提高驾驶的安全性，需要正变得越来越重要。光控制可以通过使用同步的和选择性的气动换档或自动和半自动换档而实现。3.重量轻且尺寸小。影响这种索引的主要参数是中间距离传输。选择高品质的钢，采用合理的，适当的齿轮设计的热处理，提高精度，并选择齿轮圆锥滚子轴承可以减少中间距离。4.高传输效率。为了减少齿轮的损失，必须有一个直接的齿轮。提高精度的制造和装配质量份，并使用合适的润滑剂可以提高传输效率。5.低噪音。使用螺旋齿轮和变速器换档系数合理选

17、择，以提高制造和组装刚性的精度可以降低齿轮噪音。2.2变速器结构方案的确定2.2.1变速器传动机构的结构分析与型式选择与CVT相比，CVT具有结构简单，制造量少，传动效率高等优点（n=0.960.98），因此广泛应用于各类车辆。 设计应首先根据汽车的使用条件和确定变速器传动比范围的要求， 每个齿轮的齿轮数量和传动比，因为它们对汽车动力和燃油经济性有显着的直接影响。 传动比范围是低端传动比与高端传动比之间的关系。 汽车行驶的路况越多样化，发动机功率与汽车质量的比值越小，传动装置的传动比越大。 目前汽车变速器的传动比范围为3.04.5； 通用货车和轻型以上客车5.08.0辆； SUV和拖拉机10.

18、020.0。 一般情况下一个等级的变速器有3，4，5个前齿轮； 重型卡车和重型越野车使用多速变速器，最多可配备6至16个甚至20个前进齿轮。 传动齿轮数量的增加可以提高发动机的能效，汽车的燃油经济性和车辆的平均速度，可以提高汽车的运输效率，降低运输成本。 但采用手动机械控制机构，要实现快速，安静的换挡，对于5台以上的前向驱动传动装置是困难的。 因此，直接控制传输数的上限为5速。超过5个前齿轮会使控制机构变得复杂，或者需要配备带有独立控制机构的二次传动装置，仅用于某些行驶工况。有级变速器的传动效率取决于所选择的传动方案，例如传递动力的齿轮副的数量，转速，传播输出，润滑系统的有效性，齿轮，轴，壳体

19、等部件的制造精度，刚性等。二轴式变速器第一轴的常啮合齿轮与第的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且一二同心。将一二直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而一二传递转矩。因此，直接档的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是二轴式变速器的主要优点。其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。因此。在齿轮中心距（影响变速器尺寸的重要参数）较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比，这是二轴式变速器的另一优点。其缺点是：除直接档外其他各档的传动效率有所下降。有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍复杂些且

20、在工作中有轴向力。因此，在变速器中，除低档及倒档外，直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。但是在本设计中，由于倒档齿轮采用的是常啮式，因此也采用斜齿轮。图2-1a所示2方案，除一，倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合齿轮传动。图2-4b、c、d所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；图2-4d所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速档的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。 图2-1 中间轴式五档变速器传动方案另外，在上述的各种方案，其中具有恒定啮合齿轮的齿轮使用时，变速方法可以与同步器或

21、啮合套筒来实现。在同一个传输，一些齿轮被移动与同步器，以及一些齿轮与网状套管移位。然后用高齿轮齿轮必须与同步移动，并且那些低齿轮与网状套管移位。变速器采用多支撑结构在图2-1C中所示，这可以增加轴的刚性。这时，如果房屋是在轴的平面可分离，组装轴和齿轮难的问题，可以更好地解决。在图中所示的方案2-1C处于悬臂状态，并且所述第一齿轮和倒档的高级别从动齿轮布置在所述变速器壳体的中间跨度，和中间齿轮同步器被设置在中间轴是此方案的特点。2.2.2倒档传动方案图2-2示出了常见的倒档齿轮布局方案2。在图2-2B中示出的方案的优点在于，换档倒档时，从而缩短了中间轴的长度在中间轴，第一齿轮的齿轮被使用。但是，

22、当换档中，两对齿轮啮合回车同时，使得换档困难。在图2-2C中示出的方案可实现大的倒档传动比，但缺点是，在切换过程是不合理的。在图2-2D所示的方案已被修改，以解决前者的缺点，从而取代在图2-2C中示出的方案。图2-2E所示的方案是将一个倒挡中间轴集成并延长其齿宽。在图2-2F中示出的方案可应用于总是啮合齿轮的所有齿轮对，并且更容易换档。为了充分利用空间，缩短变速器的轴向长度，一些卡车使用图中所示的方案2-2g用于倒档传动。缺点是，一个齿轮换档拨叉轴必须用于倒档，这使得操作机构在传送的上盖更复杂。图2-2 变速器倒档传动方案本设计采用图2-2f所示的传动方案。因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的

23、力，双轴式变速器和中轴式变速器的低位和倒置可以配置在靠近轴的支承上，减少轴的变形，使齿轮的聚合度不太低，然后按照从低位到高位的顺序配置各齿轮，从而保证轴的刚性和容易组装。 逆齿轮的传动比接近一个齿轮的传动比，但由于使用逆齿轮的时间非常短，因此也有在接近轴的轴承上配置一个齿轮的方案。2.3变速器主要零件结构的方案分析传动装置的设计必须满足性能、制造条件、易于维护等相关要求。 在确定传动结构方案时，还应考虑齿轮类型、换档结构类型、轴承类型、润滑和密封。2.3.1齿轮型式与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮具有使用事件长，噪音小等优点。 缺点是制造时间有点复杂，工作中存在轴向力。 通常参与变速器的齿轮都

24、是螺旋齿轮，尽管这会增加通常参与的齿轮数量，并导致变速器转动惯量的增加。 直齿轮只用于低齿轮和倒齿轮。 但在本设计中，由于在倒车时采用了正常啮合方案，也采用了斜齿轮传动方案，即除一个文件外，采用斜齿轮传动。2.3.2换档结构型式换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种2。滑动直齿换档齿轮的特征在于，结构简单，紧凑，但由于变速的不适感，齿的端面早期换档齿轮，蛀牙时受到影响，扫描线，线可能引起摩擦和噪声它很少使用除了一档和倒车档。目通常配合使用螺旋齿轮传动套筒换档类型。由于齿轮总是连接，声音和动态负载减小，并且强度和年龄提高齿轮。臂啮合齿轮啮合套筒分成内部和外部齿啮合套筒，其根据内部空间使用变

25、速同步可以确保齿轮不与换档期间的影响，从而使功率可在整个范围内齿轮提供。与此同时，操作清淡和变速时间缩短，从而提高了加速度，经济性和驾驶汽车的安全性。这种类型的操作，也有利于自动化。其缺点是结构复杂，较高的制造精度的要求，该轴的大小增加，并且同步黄铜环的寿命越短。此时，同步广泛应用于各种类型的传输。自动脱档是变速器的主要障碍之一。为解决这个问题，除工艺上采取措施外，在结构上，目前比较有效的方案有以下几种：1） 将啮合套做得长一些（如图2-3a）或者两接合齿的啮合位置错开（图2-3b），这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约13mm。使用中因接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，以阻止自

26、动脱档。图2-3 防止自动脱档的结构措施 图2-4 防止自动脱档的结构措施2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（0.30.6mm），这样，换档后啮合套的后端面便被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱档（图2-4）。3）将接合齿的工作面加工成斜齿面，形成倒锥角（一般倾斜2030），使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力（图2-5）。这种结构方案比较有效，用较多。 加工成斜面图2-5 防止自动脱档的结构措施在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合套与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。同步器的结构如图2-6所示：图2-6 锁

27、环式同步器l、4-同步环;2-同步器齿鼓;3-接合套;5-弹簧;6滑块;7-止动球;8-卡环;9输出轴;10、11-齿轮2.3.3变速器轴承变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。汽车传动装置具有紧凑的结构和小的尺寸。使用较大的轴承结构是有限的，并且它往往是很难安排。例如，变速器的第一前端在第一轴常啮合齿轮的内空腔被支撑。当内腔的大小是足够的，圆柱滚子轴承可以布置。如果没有足够的空间，使用滚针轴承。变速器的第一轴的前端在所述飞轮的内腔被支撑。因为有足够的空间，球轴承通常用于承受轴向力。作用于

28、第一轴的恒定啮合齿轮的轴向力通过所述第一轴的所述后轴承传递到变速器壳体。在此，与所述轴承的外圈上的保持环球轴承经常被使用。球轴承通常用于在后端承受轴向和径向力。原则上，通过在中间轴上的齿轮产生的轴向力可以通过前部或后部的轴承承担;然而，当它是难以布置在壳体的前端表面上的轴承盖，所述后端轴承必须承受的轴向力。圆柱滚子轴承用于承受径向力。在传输中使用的圆锥滚子轴承具有小的直径，宽的宽度和大容量的优点，并能承受高负荷。然而，它也有需要调整预负荷，组装麻烦的缺点，和轴承容易偏斜的磨损，这会影响正确的齿轮啮合后。它适用于铝合金壳体，线膨胀系数大。第一传动轴轴承和轴承前部和后部车轴中介通常在系列直径中间球

29、轴承或圆柱滚子轴承的范围内选择。轴承的直径由变速器的中心的距离确定，并且必须确保在轴承壳体不小于6至20mm的后壁中的两个孔之间的距离。滚针轴承和滑动套筒主要用于其中齿轮和轴不固定地连接，并需要在两者之间的相对运动。滚针轴承具有低滚动摩擦损失，传动效率高，小型径向配合间隙，高定位和运行精度的优点，并且对齿轮的啮合是有益的。滑动套筒的径向配合间隙大，易磨损。在间隙增大后，它会影响齿轮的定位和运行精度，并增加了工作噪音。滑动套筒的优点是很容易制造和成本低。李鹏：乘用车变速器关键部分设计3变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1变速器主要参数的选择3.1.1档数和传动比在现在的汽车发展中，为了降低

30、油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用45个档位的变速器。本设计也采用5个档位。 选当我们选择低档传动比时首先可以考虑汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等。汽车爬陡坡时1车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有 因此根据最大爬坡度要求的变速器档传动比是： （3-1）在上面公式中 m代表的是：汽车总质量； g代表的是：重力加速度； max代表的是：道路最大阻力系数； rr代表的是：驱动轮的滚动半径； Temax代表的是：发动机最大转矩； i0代表的是：主减速比； 代表的是：汽车传动系的传动效率。由驱

31、动车轮与路面的附着条件： 可以简单计算变速器I档传动比：（3-2）式中 G2代表的是：汽车满载静止于水平路面时驱动桥给路面的载荷； 代表的是：路面的附着系数，计算时取=0.50.6。由已经知道的条件：满载重量为1.8吨； rr=337.25mm； Te max=170Nm； i0=4.782； =0.95。由上述公式（3-2）可得：igI =3.85。加速的传动比通常是：0.70.8，本设计取五档传动比ig=0.75。由中间档的传动比理论按公比为：（3-3）的等比数列，现实使用与理论上会有部分差异，由于齿数为整数同时考虑与发动机参数的合理匹配。根据上式可的出：=1.51。 所以得出：3.1.2

32、中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的强度。二轴式变速器的中心局A（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定： （3-4）以上公式中K A代表的是：中心距系数。对轿车，K A =8.99.3；对货车，K A =8.69.6；对多档主变速器，K A =9.511；TI max代表的是：变速器处于一档时的输出扭矩：TI max=Te max igI =628.3Nm故可得出初始中心距A=77.08mm。3.1.3轴向尺寸变速器的横向外形尺寸，可以由齿轮直径和倒档中间齿轮与换档机构的初步布置确定。4档位汽车轴向尺寸3.03.4A。而货车变速器壳体的轴向尺寸

33、通常和档数相关联：四档的为：(2.22.7)A五档的为：(2.73.0)A六档的为：(3.23.5)A当选择对传动齿轮的数量和同步网和设备，中间距离列车的系数必须采取系数的上限。为了便于检测，A是整数。本设计采用手动变速器5 + 1，并且所述壳体的所述轴向尺寸377.08mm=231.24mm，变速器壳体的最终轴向尺寸通常会和变速器总图的结构尺寸链相互匹配。3.1.4齿轮参数（1）齿轮模数以下建议采取下列各式选取齿轮模数12，而却模数取值必须符合GB1357-805规定的标准值。第一轴常啮合斜齿轮的法向模数mn （3-5）其中=170Nm，可得出mn=2.5。一档直齿轮的模数m mm （3-6

34、）通过计算m=3。同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同一变速器中的结合套模数都取相同，轿车和轻型货车取23.5。本设计取2.5。（2）齿形、压力角、螺旋角和齿宽b 汽车变速器齿轮的齿形、压力角、及螺旋角按表3-1选取。表3-1 汽车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角项目 车型 齿形压力角螺旋角轿车 高齿并修形的齿形14.5，15，1616.52545常规型客货车 GB1356-78规定的标准齿形202030重型车同上低档、倒档齿轮22.5，25小螺旋角当压力角小，巧合的是大时，传输稳定，噪音低;当压力角较大时，齿轮齿的弯曲强度和表面接触强度可以得到改善。对于汽车，以增

35、加重合度，以减少噪音，取较小;用于卡车，以提高齿轮的承载能力，取大。在该设计中，传动齿轮压力角是20时，套筒或同步器是30;螺旋齿轮的螺旋角是30。应当指出的是，选择所述螺旋齿轮的螺旋角的情况下，应力应设法取消在中间轴的轴向力。出于这个原因，在中间轴上所有齿轮是右撇子，而所述第一轴和所述上斜齿轮是左手，以及它们的轴向力通过轴承盖壳体承担。齿轮宽度B的大小直接影响齿轮的承载能力。为b的增大，齿的增加的承载能力。但试验表明齿宽增大到一定值后，承载齿轮的容量，因为不均匀的负载分布的减小。因此，在保证齿轮的强度的条件下，尽量选择较小的齿宽，以帮助减少变速器的重量和缩短其轴向尺寸。通常根据齿轮模数的大小

36、来选定齿宽14：直齿 b=(4.58.0)m，mm斜齿 b=(6.08.5)m，mm第一轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大一些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。3.2各档传动比及其齿轮齿数的确定在初选了中心距、齿轮的模数和螺旋角后，可根据预先确定的变速器档数、传动比和结构方案来分配各档齿轮的齿数。下面结合本设计来说明分配各档齿数的方法。3.2.1确定一档齿轮的齿数第一档的传动比是： （3-7） 为了确定Z9和Z10的齿数，先求其齿数和: （ 3-8 ） 图3-1 5档变速器示意图其中 A =77.08mm、m =3；故有。 当轿车二轴式的变速器 时，则 ，此处取=1

37、6，则可得出=35。基于初级选择A和m上述计算可以不是一个整数。它调整为整数之后，它可以从公式（3-8），该中心距离发生了变化中可以看出。此时，中心距应在转齿轮位移系数进行计算，并然后使用此修订后的中心的距离为将来的计算的基础。这里的校正是51，则根据式（3-8）中，推导A =76.5毫米。3.2.2确定常啮合齿轮副的齿数根据上式（3-7）可以得出常啮合齿轮的传动比： （3-9）且根据已知数据可确定 并且常啮合齿轮的中心距和一档齿轮的中心距相等 （3-10）由此可得： （3-11）而根据已求得的数据可计算出： 。 和联立可得：=19、=34。则根据式（3-7）可计算出一档实际传动比为： 。 3

38、.2.3确定其他档位的齿数二档传动比 （3-12）而 ，故有： 对于斜齿轮， （3-13）故有： 联立得：。按同样的方法可分别计算出：三档齿轮 ；四档齿轮 。3.2.4确定倒档齿轮的齿数通常，倒档传动比与一档传动比较为接近，在本设计中倒档传动比取3.7。中间轴上倒档传动齿轮的齿数比一档主动齿轮10略小，取。而通常情况下，倒档轴齿轮取2123，此处取=23。由 （3-14）可计算出。故可得出中间轴与倒档轴的中心距A= （3-15） =50mm 而倒档轴与第的中心: （3-16） =72.5mm。3.3齿轮变位系数的选择齿轮的变位是齿轮设计的一个非常重要的组成部分。使用变位齿轮，除了避免的底切的重

39、合和齿轮的中心距，齿轮的强度，使用的稳定性，耐磨损性，防止粘连能力，也影响齿轮的噪声。有两种主要类型的变位齿轮：高度位移和角位移。该对啮合的高度可变的齿轮对齿轮的位移系数之和为零。高度位移可以增加小齿轮的齿根强度，使其达到的程度接近的大齿轮。高度可变的齿轮对的缺点是，它们不能在同一时间增加一对齿轮的强度，并且难以以减少噪声。角位移齿轮对的位移系数的总和是不等于零。角位移同时具有高排量的优点，避免它的缺点。几个齿轮副安装在中间轴和第一轴上，由组合构成的变速器需要保证各齿轮的传动比，因此会产生各自咬合的齿轮副的齿数和差异。 执行齿轮位移，使得每个齿轮副的中心距离相同。 如果将标准齿轮传动或高度位移

40、应用于齿数和多个齿轮副，则必须将正角度位移应用于齿数和少数齿轮副。 角度位移能获得良好的咬入性能和传导质量指标，因此被较多地采用。 对于斜角齿轮驱动，也可通过选取适当的螺旋角来保持中心之间的距离。 变速齿轮在承受循环负荷的条件下运行，有时还承受冲击负荷。 对于高级齿轮，由于其主要损伤情况是齿面疲劳剥离，因此必须按照保证最大接触强度和抗粘合剂耐磨性的最有利原则选择位移系数。 要提高接触强度，必须尽可能增加整个齿轮的位移系数，以使齿轮渐开线远离基圆，从而增加牙周曲率半径并减小接触应力。 对于低级齿轮，由于小齿轮的齿根强度低，再加上传递负荷大，因此，小齿轮的齿根弯曲时，有时会被破坏。总变位系数越小，

41、一对齿轮的总齿根厚度越薄，齿根越小，抗弯强度越低。 但由于齿轮齿刚度小，容易吸收振动的冲击，因此噪声应较小。出于上述原因，为了降低噪声，必须以较小的值选择变速器中除第一，第二和后退齿轮的总变位系数，才能实现低噪声变速器。 其中，驱动齿轮10具有齿数Z1017，因此必须变位齿轮。变位系数 （3-17）式中 Z为要变位的齿轮齿数。李鹏：乘用车变速器关键部分设计4变速齿轮的强度计算与材料的选择4.1齿轮的损坏原因及形式齿轮的损伤形式分为3种:齿轮齿折断，齿面疲劳剥离和移动齿轮端部破坏。 齿轮的齿折分为两种。 齿轮的齿受到足够的冲击负荷，成为齿轮齿折断的原因。 由于齿轮齿的再重复负荷，牙根产生疲劳裂纹

42、，裂纹的扩散逐渐增大，之后产生弯曲折断。 前者在变速器中的出现较少，后者的出现较多。 齿轮相互咬合，牙面相互挤压，此时润滑油的油压上升至牙面细小的龟裂，龟裂扩大，之后在牙面表层产生块状的剥离，形成牙面孔蚀。 他增加了齿形误差，产生了动负荷，导致齿轮齿折断。 用移动齿轮的方法完成齿轮变速的阻力和逆齿轮后，由于齿轮变速时所咬入的2个齿轮存在角速度差，齿轮的端部瞬间产生冲击负荷而损坏。4.2齿轮的强度计算与校核与其他机械设备中使用的变速器相比，用途不同的汽车变速器的齿轮使用条件依然相似。 另外，用于汽车变速器齿轮的材料，热处理方法，加工方法，精度水平，支撑方式也基本一致。 例如，汽车变速器的齿轮是用低碳合金钢制造的，采用剃齿或齿轮精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理技术，齿轮精度在7级以上。 因此，使用比常规齿轮强度公式更简单的公式计算汽车齿轮可以获得更精确的结果。 这里选择的齿轮材料是40Cr。4.2.1齿轮弯曲强度计算（1）直齿轮弯曲应力 （4-1）式中，代表的是：弯曲应力（MPa）；代表的是：一档齿轮10的圆周力（N）， 其中 图4-1 齿