kw两轴变速器设计说明书.doc

黑龙江工程学院 方案一乘用车（二轴式） 学号为13发动机功率75+学号 75+13=88 88kw 最高车速169+学号 169+ 13=182 182km/h转矩170-学号 170-13=157 157N·m总质量1710+学号 1710+13=1736 1736kg转矩转速3200r/min车轮0.291.1.1 变速器各挡传动比的确定 —最高车速，=182km/hr —车轮半径，r= 0.29 n—功率转速 ，n=4200r/min —主减速器传动比 —最高挡传动比 初取 =0.7 根据上式得出=4.29最小传动比计算2.5根据驱动车轮与地面辐照条件确定 5.4又因乘用车的传动比范围3.0到4.5之间,所以取值为3一般汽车各挡传动比大致符合如下关系式中：—常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为，∴所以各挡传动比与Ι挡传动比的关系为 ， ， ，， （实际）1.1.2 中心距A乘用车变速器的中心距在60~80之间变化，根据图 3-16 （FF）车取70mm。

1.2 齿轮参数1、模数对货车，减小质量比减小噪声更重要，故齿轮应该选用大些的模数；从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线由于工艺上的原因，同一变速器中的接合齿模数相同其取值范围是：乘用车和总质量在1.8～14.0t的货车为2.0～3.5mm；总质量大于14.0t的货车为3.5～5.0mm选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换挡表3.2　汽车变速器齿轮法向模数车型乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量/t1.0＞V≤1.61.6＜V≤2.56.0＜≤14.0＞14.0模数/mm2.25～2.752.75～3.003.50～4.504.50～6.00表3.3　汽车变速器常用齿轮模数一系列1.001.251.52.002.503.004.005.006.00二系列1.752.252.75（3.25）3.50（3.75）4.505.50—根据表3.2及3.3，齿轮的模数定为2.75mm，啮合套和同步器的模数定为2.5mm2、压力角国家规定的标准压力角为20°，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为20°3、螺旋角实验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。

在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上设计时，应力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命因此，中间轴上不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角货车变速器螺旋角：18°～26°4、齿宽直齿，为齿宽系数，取为4.5～8.0，取6.0；斜齿，取为6.0～8.5，取6.01.3 各挡齿轮齿数的分配1-一轴一挡齿轮 2-二轴一挡齿轮 3-一轴二档齿轮 4-二轴二挡齿轮5-一轴轴三挡齿轮 6-二轴三挡齿轮 7-一轴四档齿轮 8-二轴四档齿轮9-一轴五档齿轮 10-二轴五档齿轮 11-一轴倒档 12-二轴倒档齿轮13-倒档齿轮 图3.1变速器传动示意图如图3.1所示为变速器的传动示意图在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后，可根据变速器的挡数、传动比和传动方案来分配各挡齿轮的齿数应该注意的是，各挡齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀1、确定一挡齿轮的齿数 取模数=2.75 螺旋角= 齿宽系数=6 ∴z1=12 z2=35 mm 所以a圆整到70mm对一挡齿轮进行角度变位：∴啮合角 ==0.93 =21.52变位系数之和 查表得=0.32 分度圆直径 基圆直径 节圆直径 齿顶高 齿根高 2、确定二挡齿轮的齿数二档齿轮 模数2.5， 取 24 ， 齿宽=6∴ ∴ ∴查表得 mm mm mm 3、确定三挡齿轮的齿数三档齿轮 模数2.5， 取 24 ， 齿宽=6 ∴ ∴mmmm基圆 ∴mmmmmmmmmmmmmmmm4、确定四挡齿轮的齿数四档齿轮 模数2.25， 取 24 ， 齿宽=6∴ ∴mmmm基圆 ∴mmmmmmmmmmmmmmmm5、确定五挡齿轮的齿数五档齿轮 模数2， 取 24 ， 齿宽=6∴ ∴mmmm基圆 ∴mmmmmmmmmmmmmmmm5、确定倒挡齿轮齿数（直齿）倒挡齿轮选用的模数与一挡相同，倒挡齿轮的齿数一般在21～23之间，初选=21为了保证齿轮12和13的齿顶圆之间应保持有0.5mm以上的间隙∴ mm mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm1.4 本章小结本章首先根据所学汽车理论的知识计算出主减速器的传动比，然后计算出变速器的各挡传动比；接着确定齿轮的参数，如齿轮的模数、压力角、螺旋角、齿宽、齿顶高系数；介绍了齿轮变位系数的选择原则，并根据各挡传动比计算各挡齿轮的齿数，根据齿数重新计算各挡传动比，同时对各挡齿轮进行变位。

第2章 齿轮校核2.1 齿轮材料的选择原则1、满足工作条件的要求 不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求但是对于一般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软2、合理选择材料配对 如对硬度≤350HBS的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在30～50HBS左右为提高抗胶合性能，大、小轮应采用不同钢号材料3、考虑加工工艺及热处理工艺 变速器齿轮渗碳层深度推荐采用下列值：时渗碳层深度0.8～1.2时渗碳层深度0.9～1.3时渗碳层深度1.0～1.3表面硬度HRC58～63；心部硬度HRC33～48对于氰化齿轮，氰化层深度不应小于0.2；表面硬度HRC48～53[12]对于大模数的重型汽车变速器齿轮，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，12Cr3A等钢材，这些低碳合金钢都需随后的渗碳、淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶面粒[13]2.2 计算各轴的转矩发动机最大扭矩为600N.m，最高转速2500r/min，齿轮传动效率99%，离合器传动效率99%，轴承传动效率96%1、满足工作条件的要求 不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。

但是对于一般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软2、合理选择材料配对 如对硬度≤350HBS的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在30～50HBS左右为提高抗胶合性能，大、小轮应采用不同钢号材料3、考虑加工工艺及热处理工艺 变速器齿轮渗碳层深度推荐采用下列值：时渗碳层深度0.8～1.2时渗碳层深度0.9～1.3时渗碳层深度1.0～1.3表面硬度HRC58～63；心部硬度HRC33～48对于氰化齿轮，氰化层深度不应小于0.2；表面硬度HRC48～53[12]对于大模数的重型汽车变速器齿轮，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，12Cr3A等钢材，这些低碳合金钢都需随后的渗碳、淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶面粒[13]2.2.2计算各轴的转矩需要图纸联系1537693694发动机最大扭矩为157N m，最高转速3200r/min，齿轮传动效率99%，离合器传动效率99%，轴承传动效率96%输入轴 ==157×99%×96%=149N.m输出轴 一挡=149×0.96×0.99×33/16=424.8N.m二挡=149×0.96×0.99×33/17=283.2N.m三挡=149×0.96×0.99×29/21=198.2N.m四挡=149×0.96×0.99×27/23=141.6N.m五挡=149×0.96×0.99×25/31=99.1N.m倒挡 =149×0.96×0.99×3.09=424.8 N.m 2.2.3轮齿强度计算轮齿弯曲强度计算1、直齿轮弯曲应力图4.1 齿形系数图 （4.1）式中：—弯曲应力（MPa）；—计算载荷（N.mm）；—应力集中系数，可近似取=1.65；—摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同；主动齿轮=1.1，从动齿轮=0.9；—齿宽（mm）；—模数；—齿形系数，如图4.1。

当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，一、倒挡直齿轮许用弯曲应力在400～850MPa，货车可取下限，承受双向交变载荷作用的倒挡齿轮的许用应力应取下限3、斜齿轮弯曲应力 （4.2）式中：—计算载荷（N·mm）；—法向模数（mm）；—齿数；—斜齿轮螺旋角（°）；—应力集中系数，=1.50；—齿形系数，可按当量齿数在图中查得；—齿宽系数=7.0—重合度影响系数，=2.0当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180～350MPa范围，对货车为100～250MPa1）计算一挡齿轮1，2的弯曲应力=12，=35，=0.14，=0.157， 主动齿轮 =293.3MPa<180～350MPa从动齿轮 ==248.8MPa<180～350。