汽车变速器设计..精要.ppt

10.变位系数的计算 采用变位齿轮的原因：1）配凑中心距；2）提高齿轮的强度和使用寿命；3）降低齿轮的啮合噪声。 变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数之和等于零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度接近的程度。角度变位系数之和不等于零。角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用得较多。 变位系数的选择原则 ： 1）对于高挡齿轮，应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。 2）对于低挡齿轮，为提高小齿轮的齿根强度，应根据危险断面齿厚相等的条件来选择大、小齿轮的变位系数。 3）总变位系数越小，齿轮齿根抗弯强度越低。但易于吸收冲击振动，噪声要小一些。 为了降低噪声，对于变速器中除去一、二挡以外的其它各挡齿轮的总变位系数要选用较小一些的数值。一般情况下，随着挡位的降低，总变位系数应该逐挡增大。一、二挡和倒挡齿轮，应该选用较大的值。 六、齿轮材料的选择和热处理 汽车变速器工作条件比较复杂，经常在动载荷及过载的复杂情况下工作，齿轮的破坏形式只要是由接触疲劳引起的点蚀，应弯曲疲劳负荷和冲击负荷造成的齿根折断以及齿面的磨损和换挡齿轮齿段的磨损，所以对齿轮在耐磨性，疲劳强度冲击韧性等方面要求较高。 参考同类车型变速器，此变速器齿轮材料选用为20CrMnTi合金钢，经渗碳淬火低温回火后表面硬度HRC58~62，心部硬度为：HRC30~45，其表层的高硬度与心部的高韧性相结合，大大提高齿轮的耐磨性、抗完疲劳和接触疲劳能力，此合金钢淬火后机械性，淬火性都较好、变形小，锻造后再以正火来改善其切削加工性，热处理包括渗碳、淬火。 渗碳层0.8~1.2mm，渗碳温度920~960度，时间5小时，渗碳后预冷至840~860，再用油直接淬火，淬火后再用低于200的低温进行回火。 20CrMnTi合金钢经上述热处理后，其接触疲劳强度和弯曲疲劳强度显著提高，满足变速器的工作要求。 七、齿轮强度校和 八、变速器轴的设计计算 1.轴的功用及设计要求 变速器轴在工作时承受转矩，弯矩，因此应具备足够的强度和刚度。轴的刚度不足，在负荷作用下，轴会产生过大的变形，影响齿轮的正常啮合，产生过大的噪声，并会降低齿轮的使用寿命。 设计变速器轴时主要考虑以下几个问题：轴的结构形状、轴的直径、长度、轴的强度和刚度、轴上花键型式和尺寸等。 轴的结构主要依据变速器结构布置的要求，并考虑加工工艺、装配工艺而最后确定。 2.轴尺寸初选 在变速器结构方案确定以后，变数器轴的长度可以初步确定。轴的长度对轴的刚度影响很大。为满足刚度要求，轴的长度须和直径保持一定的协调关系。轴的直径与支承跨度长度之间关系可按下式选取： 第一轴及中间轴：=0.16~0.18 第二轴： =0.18~0.21 轴直径与轴传递转矩有关，因而与变速器中心距有一定关系，可按以下公式初选轴直径： 中间轴式变速器的第二轴和中间轴最大轴径： d=（0.45~0.6）（mm） 第一轴花键部分直径([]为mm)可按下式初选： d=（4.0~4.6） 3.利用公式： 齿轮1处： dmin=100×（1.6×105×1.000×0.96/9.55×106）1/3＝25.24(mm)； 齿轮3处： dmin=100×（1.6×105×1.632×0.96/9.55×106）1/3＝29.72(mm); 齿轮5处： dmin=100×（1.6×105×2.902×0.96/9.55×106）1/3＝36.00(mm); 齿轮7处： dmin=100×（1.6×105×4.590×0.96/9.55×106）1/3＝41.95(mm); 齿轮9处： dmin=100×（1.6×105×4.865×0.96/9.55×106）1/3＝42.77(mm); 中间轴： 齿轮2、4处：dmin=100×（1.6×105×2.176×0.96/9.55×106）1/3＝32.71(mm) 4、轴的结构形状 轴的结构形状应保证齿轮、同步器及轴承等的安装、固定。并与工艺要求有密切关系。 本次设计轻型货车变速器，由于轻型汽车变速器中心距较小，壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖，因而采用固定式中间轴。 5、轴的受力分析 计算轴的强度、刚度及选择轴承都要首先分析轴的受力和各支承反力。这些力取决于齿轮轮齿上的作用力。 求支承反力，先从第二轴开始，然后计算第一轴。中间轴是根