三軸五檔汽車變速器結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)
三軸五檔汽車變速器結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì),五檔,汽車,變速器,結(jié)構(gòu),改進(jìn),改良,設(shè)計(jì)
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三軸五檔汽車變速器結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)
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江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
摘要
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，汽車工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設(shè)備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在汽車變速器方面，三軸五檔汽車變速器的應(yīng)用非常廣泛，在一些特定的工作場(chǎng)合，三軸五檔汽車變速器體積小，變速靈活，價(jià)格成本低廉很受歡迎，越來越多的駕駛?cè)藛T選擇三軸五檔汽車變速器作為車輛的變速裝置。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三軸五檔汽車變速器必須滿足當(dāng)今人們對(duì)機(jī)動(dòng)車輛速度調(diào)節(jié)方面的靈活性操控等需求，能夠在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速的情況下，改變機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度；在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，使機(jī)動(dòng)車輛前進(jìn)或后退；在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄滅的情況下，可使機(jī)動(dòng)車輛長(zhǎng)時(shí)間停車或進(jìn)行固定作業(yè)。變速箱有自鎖功能、互鎖裝置和倒擋鎖裝置。
目前市面上的三軸五檔汽車變速器大多都是采用傳統(tǒng)的變速結(jié)構(gòu)，在某些特定的區(qū)域，這種結(jié)構(gòu)形式的三軸五檔汽車變速器非常不受歡迎。由于以往的三軸五檔汽車變速器采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，這樣就造成傳動(dòng)精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高;同時(shí)存在一定的安全隱患。因此，對(duì)整機(jī)的安全性要求較高，操作時(shí)也會(huì)給工作人員帶來強(qiáng)烈的震動(dòng)，使得操作很不舒服。雖然傳通的三軸五檔汽車變速器傳動(dòng)效率較高，變速效果較好，但是價(jià)格也較昂貴，對(duì)于一般的用戶難以接受。所以研究一種新式的三軸五檔汽車變速器勢(shì)在必行！
本次設(shè)計(jì)的題目是三軸五檔汽車變速器結(jié)構(gòu)改進(jìn)的設(shè)計(jì)，目前，國(guó)內(nèi)三軸五檔汽車變速器的研發(fā)也在向朝著高穩(wěn)定性、高傳動(dòng)效率的方向發(fā)展，通過對(duì)傳統(tǒng)的三軸五檔汽車變速器進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)，使改進(jìn)后的三軸五檔變速器傳動(dòng)效率和精度都更高。
關(guān)鍵詞：汽車工業(yè)；三軸五檔汽車變速器；結(jié)構(gòu)；改進(jìn)
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Abstract
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，汽車工業(yè)也在不斷地發(fā)展著，各種設(shè)備都在不斷地發(fā)展，創(chuàng)新著。特別是在汽車變速器方面，三軸五檔汽車變速器的應(yīng)用非常廣泛，在一些特定的工作場(chǎng)合，三軸五檔汽車變速器體積小，變速靈活，價(jià)格成本低廉很受歡迎，越來越多的駕駛?cè)藛T選擇三軸五檔汽車變速器作為車輛的變速裝置。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，三軸五檔汽車變速器必須滿足當(dāng)今人們對(duì)機(jī)動(dòng)車輛速度調(diào)節(jié)方面的靈活性操控等需求，能夠在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速的情況下，改變機(jī)動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度；在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的情況下，使機(jī)動(dòng)車輛前進(jìn)或后退；在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄滅的情況下，可使機(jī)動(dòng)車輛長(zhǎng)時(shí)間停車或進(jìn)行固定作業(yè)。變速箱有自鎖功能、互鎖裝置和倒擋鎖裝置。
With the sustainable development of the national economy, the automobile industry is constantly developing, and all kinds of equipment are constantly developing and innovating. Especially in the automobile gearbox, triaxial fifth gear of automobile gearbox is widely used. In some specific workplace, triaxial fifth automobile gearbox has the advantages of small volume, flexible speed, low cost price is very popular, more and more drivers choose triaxial fifth car gearbox as the vehicle speed change device. According to the market survey, three shaft gear of automobile gearbox must meet today people of motor vehicle speed adjusting flexibility control and needs to be without changing the engine torque and speed change motor vehicle driving force and speed; engine crankshaft rotation direction in the same situation, the motor vehicle forward or backward; in engine is not extinguished, the motor vehicle for a long time parking or fixed operation. Transmission has self locking function, interlocking device and reverse gear lock device.
Currently on the market, most of the motor vehicle transmission is using the traditional transmission structure, in some specific areas, the structural form of motor vehicle transmission is very unpopular. Because of the previous motor vehicle transmission using the traditional structure, which caused the transmission accuracy is not good control, maintenance costs are high; at the same time there is a certain security risk. Therefore, the safety requirements of the whole machine is higher, the operation will give the staff a strong vibration, making the operation is not comfortable. Although the transmission efficiency of the transmission of motor vehicle transmission is higher, the effect is better, but the price is more expensive, it is difficult for the average user to accept. So it is imperative to study a new kind of motor vehicle gearbox!
This design topic is triaxial fifth automobile transmission structure improvement design, at present, research and development of domestic triaxial fifth gear of automobile gearbox also to towards the direction of high stability, high transmission efficiency by of conventional triaxial fifth automobile gearbox of the improved design of the internal structure, so that the improved triaxial fifth gear transmission efficiency and accuracy are higher.
Abstract:Automobile industry; three axis five automobile gearbox; structure; improvement
I
目 錄
第一章 緒 論 1
1.1機(jī)動(dòng)車輛發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.1.1機(jī)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展 3
1.1.2汽車變速器的發(fā)展?fàn)顩r 4
第二章 三軸五檔汽車變速器的總體方案設(shè)計(jì) 7
2.1 變速箱的結(jié)構(gòu)形式 9
2.2.1變速箱內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的布局 10
第三章 三軸五檔汽車變速器體傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 12
3.1變速箱內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu) 13
3.2各檔位的傳動(dòng)路線的確定 13
3.3各檔位的傳動(dòng)比及其速度的計(jì)算 15
3.3.1各檔位的傳動(dòng)比的確定 16
3.3.2各檔位速度確定 18
第四章 變速箱內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) 20
4.1傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 21
4.2傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 21
第五章 變速箱內(nèi)部主要傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核 23
5.1傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 24
5.2傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 25
5.3軸承強(qiáng)度的校核 26
結(jié) 論 27
參考文獻(xiàn) 28
致 謝 29
I
第一章 緒論
1.1 機(jī)動(dòng)車輛發(fā)展現(xiàn)狀
在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大環(huán)境之下，我國(guó)各個(gè)行業(yè)在受到其他國(guó)家先進(jìn)技術(shù)沖擊的同時(shí)，與國(guó)外品牌企業(yè)的溝通交流的機(jī)會(huì)也變的越來越多。機(jī)動(dòng)車輛行業(yè)通過行業(yè)展會(huì)、科研合作等多種途徑，不斷的提高了自身實(shí)力和核心競(jìng)爭(zhēng)力，縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。
在新的市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)下，機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備的更新和優(yōu)化升級(jí)更加迫切。國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)充分挖掘市場(chǎng)潛力，大力發(fā)展大型環(huán)保節(jié)能的機(jī)動(dòng)車輛械設(shè)備，在我國(guó)飛速發(fā)展的農(nóng)業(yè)從人工作業(yè)到機(jī)械化的轉(zhuǎn)變中發(fā)揮著積極的作用。一般生產(chǎn)大型機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備的企業(yè)對(duì)設(shè)備傳動(dòng)效率指數(shù)上都有嚴(yán)格的要求。各企業(yè)在生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，都充分考慮到設(shè)備在運(yùn)行中可能會(huì)出現(xiàn)的種種問題，從而減少設(shè)備因?yàn)檎駝?dòng)或者操作不當(dāng)而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。
國(guó)內(nèi)機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的低碳經(jīng)濟(jì)、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)也迎合了國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。
機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各學(xué)科間相互滲透，各行業(yè)間相互交流，廣泛使用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，目前機(jī)動(dòng)車輛正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動(dòng)化方向發(fā)展。
1.1.1 機(jī)動(dòng)車輛結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展
機(jī)動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)形式主要有一下幾個(gè)方面：首先是發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)主要是動(dòng)力來源，工作方式簡(jiǎn)單的說是，把氧氣和柴油混合噴進(jìn)燃燒室，然后壓燃，產(chǎn)生動(dòng)力通過飛輪傳單變速箱。發(fā)動(dòng)機(jī)后面是變速箱，變速箱主要是把發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的單一速度轉(zhuǎn)變成很多個(gè)速度級(jí)，然后根據(jù)不同的作業(yè)條件調(diào)整速度。原理就是改變傳動(dòng)比來改變行走速度還有需要的扭矩。變速箱后面是液壓提升體統(tǒng)，液壓提升系統(tǒng)主要是用于掛接所需農(nóng)具使用，有的農(nóng)具在使用過程中需要機(jī)動(dòng)車輛把農(nóng)具背起來作業(yè)，液壓提升系統(tǒng)就可以。液壓系統(tǒng)的工作原理就是利用液體不能壓縮的原理工作的，液體動(dòng)力來源于液壓油泵，然后驅(qū)動(dòng)液壓油，因?yàn)橐簤河筒荒軌嚎s，所以必須做功，然后通過改變油路，然后進(jìn)到不同的油路，推動(dòng)液壓油缸做伸展運(yùn)動(dòng)。最后面還有動(dòng)力輸出，也就是機(jī)動(dòng)車輛的二級(jí)動(dòng)力，它是給機(jī)動(dòng)車輛后面掛接的農(nóng)具輸出動(dòng)力的，因?yàn)橛械霓r(nóng)具雖然背起來了，但是自己不會(huì)工作或者說沒有動(dòng)力源，然后機(jī)動(dòng)車輛在后面給一個(gè)輸出軸，作為后面農(nóng)具的動(dòng)力源，只要掛接傳動(dòng)軸就可以輸出動(dòng)力。
當(dāng)今社會(huì)，機(jī)動(dòng)車輛的發(fā)展不斷地向著操作靈活，多樣型，復(fù)合型發(fā)展，其具體結(jié)構(gòu)形式的變更最主要的是體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1）前輪小，后輪大。
傳統(tǒng)的機(jī)動(dòng)車輛的輪子基本上是一樣大，但通過技術(shù)創(chuàng)新，改變了傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式，采用前輪小，后輪大的結(jié)構(gòu)，這樣更省力，操作起來也更方便。
2） 機(jī)動(dòng)車輛底盤上面安裝有輸出軸，可以直接給后面的需要工作的農(nóng)業(yè)掛具提供動(dòng)力。
3） 橡膠履帶式機(jī)動(dòng)車輛
通常這樣類型的機(jī)動(dòng)車輛采用三角帶傳動(dòng)，適合大功率，重負(fù)載的場(chǎng)合，目前西方資本主義國(guó)家正在著手研制。
1.1.2汽車變速器的發(fā)展?fàn)顩r
從廣義上面來說，現(xiàn)在市場(chǎng)上不同機(jī)動(dòng)車輛所配置的變速箱來看，主要分為：
手動(dòng)變速箱：手動(dòng)變速箱可采用滑動(dòng)齒輪，齒輪和同步器等?；瑒?dòng)齒輪換檔變速箱的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)驅(qū)動(dòng)齒輪驅(qū)動(dòng)軸上滑動(dòng)，這與從動(dòng)齒輪嚙合。變速齒輪組為空齒輪傳動(dòng)齒輪，傳動(dòng)軸常處于嚙合狀態(tài)，齒輪組的移動(dòng)傳動(dòng)軸花鍵與傳動(dòng)軸連接在一起。與滑動(dòng)齒輪相比，
所從事的職位低，比前一。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，在汽車的早期開發(fā)中，廣泛使用的是2種變速箱。但由于2種變速器的變速器，齒輪的圓周速度不一致，齒輪噪聲，如果不適當(dāng)?shù)牟僮?，甚至?dǎo)致齒輪損壞。因此，自上世紀(jì)30年代同步問世以來，這兩種歐洲換檔變速箱和美國(guó)汽車逐漸被淘汰。同步齒輪箱摩擦原理，相位的圓周速度的齒輪嚙合后就等于齒輪，因此，順利轉(zhuǎn)移，減少齒輪在互相撞擊，延長(zhǎng)齒輪的使用壽命，在三軸第
變速箱：換檔過程和動(dòng)力中斷，改善車輛操縱性能，提高工作效率。自1959以來，成功應(yīng)用負(fù)荷轉(zhuǎn)移第一次在d9d汽車卡特彼勒公司，由于這種機(jī)制的優(yōu)點(diǎn)是移位所示，吸引了
自動(dòng)變速器：自動(dòng)變速器的換檔與人無關(guān)，對(duì)于一個(gè)給定的程序設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，根據(jù)汽車行駛狀態(tài)自動(dòng)地進(jìn)行變速。根據(jù)所采取的不同傳動(dòng)形式，可分為液壓機(jī)械傳動(dòng)、靜液壓力傳動(dòng)和液壓機(jī)械變速箱。液力機(jī)械傳動(dòng)是液力耦合器或液力變液力機(jī)械變速器和機(jī)械式變速器系列的傳動(dòng)裝置，它能使汽車平穩(wěn)起動(dòng)和防止過載的傳遞，但其最大缺點(diǎn)是傳動(dòng)效率低。靜液壓力由液壓傳動(dòng)箱和機(jī)械傳動(dòng)箱串聯(lián)連接，發(fā)動(dòng)機(jī)功率全部通過液壓傳動(dòng)裝置。液壓機(jī)械傳動(dòng)是一種液壓傳動(dòng)和機(jī)械傳動(dòng)箱傳動(dòng)裝置并聯(lián)，通過差速器動(dòng)力合流或分流，因此只有部分通過液壓傳動(dòng)裝置的功率發(fā)動(dòng)機(jī)，必要時(shí)關(guān)閉驅(qū)動(dòng)變?yōu)榧儥C(jī)械傳動(dòng)和液壓。因此，總的傳輸效率大大提高，而低的速度區(qū)域，可以使機(jī)械變速器輸出為零，并成為純粹的液壓驅(qū)動(dòng)，這有利于電機(jī)車的平穩(wěn)啟動(dòng)。與液壓機(jī)械傳動(dòng)相比，傳動(dòng)效率高，效率高。
當(dāng)今機(jī)動(dòng)車輛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對(duì)于機(jī)動(dòng)車輛性能的要求是越來越高的。三軸五檔汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無級(jí)變速箱便是人們追求的“最高境界”。無級(jí)變速箱最早由荷蘭人范·多尼斯（VanDoorne’s）發(fā)明。無級(jí)變速系統(tǒng)不像手動(dòng)變速箱或自動(dòng)變速箱那樣用齒輪變速，而是用兩個(gè)滑輪和一個(gè)鋼帶來變速，其傳動(dòng)比可以隨意變化，沒有換檔的突跳感覺。它能克服普通自動(dòng)變速箱“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。通常有些朋友將自動(dòng)變速箱稱為無級(jí)變速箱，這是錯(cuò)誤的。雖然它們有著共同點(diǎn)，但是自動(dòng)變速箱只有換檔是自動(dòng)的，但它的傳動(dòng)比是有級(jí)的，也就是我們常說的檔，一般自動(dòng)變速箱有2～7個(gè)檔。而無級(jí)變速箱能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化，并選定幾個(gè)常用的速比作為常用的“檔”。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。從市場(chǎng)走向來看，雖然無級(jí)變速箱是一個(gè)技術(shù)分量比較高的部件，但是也已經(jīng)走進(jìn)了普通轎車的“身體”之中，廣本兩廂飛度每個(gè)排量都有一款配置了CVT無級(jí)變速箱，既方便又省油，且售價(jià)也僅在9.68～11.68萬元。而且奇瑞機(jī)動(dòng)車輛銷售公司表示QQ無級(jí)變速箱型年底上市?？磥頍o級(jí)變速箱在中檔車中的運(yùn)用將越為廣泛。
第二章 三軸五檔汽車變速器的總體方案設(shè)計(jì)
2.1 變速箱的結(jié)構(gòu)形式
2.1.1 變速箱內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的布局
機(jī)動(dòng)車輛廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建筑行業(yè)等，適用于耕田、拖運(yùn)，裝運(yùn)等等各個(gè)領(lǐng)域。它工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)三軸五檔汽車變速器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而間接地帶動(dòng)了機(jī)動(dòng)車輛輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣機(jī)動(dòng)車輛就可以行駛了，通過改變變速箱理論的檔位來實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車輛的前進(jìn)、后退、加速、減速等等功能。在機(jī)動(dòng)車輛的幾個(gè)組成部分里，變速箱是最重要也是最核心的部分，其組成機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布局圖如下圖所示：
第三章 三軸五檔汽車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1變速箱內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)
三軸五檔汽車變速器體內(nèi)部主要有各檔位傳動(dòng)齒輪，各傳動(dòng)軸以及端蓋，軸承等等零件組成，通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)V帶傳動(dòng)，從而帶動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，繼而實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車輛輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)，于是機(jī)動(dòng)車輛就可以行駛了。其具體內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：
3.2各檔位的傳動(dòng)路線的確定
3.3 各檔位的傳動(dòng)比及其速度的計(jì)算
3.3.1 各檔位的傳動(dòng)比的確定
根據(jù)以上條件可知，該變速箱體主要有傳動(dòng)齒輪副，傳動(dòng)軸系等等零件組成，各檔位的傳動(dòng)比計(jì)算如下：
3.3.3 各檔位速度確定
由于機(jī)動(dòng)車輛的各部分已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，我們選擇標(biāo)準(zhǔn)直徑為600MM的車輪，于是各檔位的速度分別如下：
第四章 變速箱內(nèi)部傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)
4.1 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）初步確定軸的直徑
mm （3.32）
根據(jù)工作條件，取mm
（2）傳動(dòng)軸受力分析
N （3.33） N （3.34） N （3.35）
圖4.1 傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖
（3）繪制傳動(dòng)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示，求支座反力
①垂直面支反力：
由，得：
（3.36）
由，得：
N （3.37）
②水平面支反力：
由，得：
（3.38）
N
由，得：
N （3.39）
（4）作彎矩圖：
①垂直面彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.40）
②水平面彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.41）
③合成彎矩圖：
C點(diǎn)
N·mm （3.42）
（5）作轉(zhuǎn)矩T圖：
N·mm
（6）校核軸的強(qiáng)度：
按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度
校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取，軸的計(jì)算應(yīng)力
MPa （3.43）
選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa。因此，，故安全。
（7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度
①判斷危險(xiǎn)截面
從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面IV和V引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，而V受的彎矩較大；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大，故C面不用校核。只需校核截面V。
②截面V左側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm （3.44）
抗扭截面系數(shù) mm （3.45）
截面V左側(cè)的彎矩M為
Mpa （3.46）
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47）
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48）
軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由文獻(xiàn)[1]表可知，MPa，MPa，MPa。
由文獻(xiàn)[1] 附表可知，用插入法求出
，
軸按精車加工，由文獻(xiàn)[1] 附圖可知，表面質(zhì)量系數(shù)為：
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，
固得綜合系數(shù)為
（3.49）
由文獻(xiàn)[1] §，§可知，碳鋼的特性系數(shù)
取
取
所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為
（3.50）
（3.51）
（3.52）
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
③截面V右側(cè)
抗彎截面系數(shù) mm
抗扭截面系數(shù) mm
截面V左側(cè)的彎矩M為
MPa
截面V上的扭矩T為 MPa
截面上的彎曲應(yīng)力 MPa
截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa
截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按文獻(xiàn)[1]附表查取。因，，
，
又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為
，
故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為
（3.53）
由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為
由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為
綜合系數(shù)為
所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為
故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。
4.2 傳動(dòng)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1初步計(jì)算
（1）材料選擇
因傳動(dòng)尺寸已經(jīng)在圖紙上面有注明，批量較小，故小齒輪用40Cr(調(diào)質(zhì)），硬度241HB~286HB，平均取為280HB，大齒輪用45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度229HB~286HB,平均取為240HB。選齒輪精度為7級(jí)。
（2）節(jié)錐角的計(jì)算
（3.11）
（3.12）
（3.13）
由文獻(xiàn)[2]表可知，
（3.14）
式中，齒頂高系數(shù)，。
取小齒輪齒數(shù)，
（3.15）
取大齒輪齒數(shù)。
（3）根據(jù)工作條件的要求，大端模數(shù)為
（3.16）
（4）齒輪分度圓的直徑
mm （3.17）
mm （3.18）
（5）錐距
mm （3.19）
（6）齒輪齒頂、齒根圓直徑
由文獻(xiàn)[3]表可知，
齒頂高
mm （3.20）
齒頂圓直徑
mm （3.21）
mm （3.22）
齒根高
mm （3.23）
齒輪基圓直徑
mm （3.24）
mm （3.25）
（7）齒寬
由文獻(xiàn)[2]表可知，，
mm （3.26）
（8）節(jié)圓周速度
m/s （3.27）
其他齒輪的計(jì)算后的結(jié)果圖紙上面已經(jīng)有注明。
第五章 變速箱內(nèi)部主要傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核
5.1傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核
根據(jù)以上工況可知：
力：
徑向力：
求垂直面的支反力
計(jì)算垂直彎矩：
求水平面的支承力：
計(jì)算、繪制水平面彎矩圖：
求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩：
從圖可見，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù)）
計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑：
n-n截面:
m-m截面:
由于，所以該軸是安全的。
5.2 傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核
（Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度
（1）接觸應(yīng)力的計(jì)算
由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.28）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
計(jì)算載荷系數(shù)
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取
平均分度圓直徑 mm
平均分度圓圓周速度 m/s
由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得；
由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，；
由文獻(xiàn)[4]表可知，；
由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)；
節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)
計(jì)算得，
MPa
接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力
由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.29）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa
②最小安全系數(shù)
③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù)
由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù)
，
④尺寸系數(shù)
⑤工作硬化系數(shù)，按
⑥潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)，
計(jì)算得，
MPa
（3）由于MPaMPa，故安全。
（Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
（1）齒根應(yīng)力的計(jì)算
由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.30）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
由文獻(xiàn)[1]表可知， ，
由文獻(xiàn)[1]表可知， ，
計(jì)算得，
MPa
（2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力
由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即
（3.31）
確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
①?gòu)澢跇O限MPa
齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)
彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)
彎曲疲勞壽命系數(shù)
，
④彎曲疲勞的尺寸系數(shù)
計(jì)算得，
（3）由于MPaMpa，故安全。
5.3 軸承強(qiáng)度的校核
（1）滾動(dòng)軸承的選擇
滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。
（2）壽命驗(yàn)算
軸承所受支反力合力
N （4.1）
對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。
，N
由文獻(xiàn)[2]表得， ，
N （4.2）
按軸承B的受力大小驗(yàn)算
h （4.3）
h=年
由于三軸五檔汽車變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。
經(jīng)審核后，此軸承合格。
22
結(jié)論
在論文完成之際，我首先向我的導(dǎo)師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導(dǎo)師在學(xué)業(yè)上嚴(yán)格要求，精心指導(dǎo)，在生活上給了我無微不至的關(guān)懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學(xué)業(yè)階段的學(xué)業(yè)的同時(shí)，也學(xué)到了很多做人的道理，明確了人生目標(biāo)。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)，實(shí)事求是的作風(fēng)，平易近人、寬以待人和豁達(dá)的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。
經(jīng)過近半年努力的設(shè)計(jì)與計(jì)算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動(dòng)。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因?yàn)樗俏矣眯摹⒂煤顾删偷?，也是我在大學(xué)四年來對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用和體現(xiàn)。
四年的學(xué)習(xí)和生活，不僅豐富了我的知識(shí)，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學(xué)們身上潛移默化的學(xué)到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。
致謝
漫長(zhǎng)而充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，通過幾十天的學(xué)習(xí)和努力，我覺得自己的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用和獨(dú)立思考能力得到較大提高。這次設(shè)計(jì)讓我學(xué)到了很多，特別是對(duì)三軸五檔汽車變速器研究有了新的認(rèn)識(shí)，感謝學(xué)校提供這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于我未來的工作很有益處。
我在指導(dǎo)老師ＸＸＸ的指導(dǎo)下，從開始的不知所措，到一步步進(jìn)入設(shè)計(jì)狀態(tài)：收集資料，從擬定題綱和結(jié)構(gòu)，原理圖，零件圖的繪制直至完成說明書以及后期修改等。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不但系統(tǒng)復(fù)習(xí)了以前的知識(shí)，而且鍛煉獨(dú)立思考和動(dòng)手能力。在此，我要感謝我的指導(dǎo)老師ＸＸＸ，不僅在學(xué)術(shù)上對(duì)我精心指導(dǎo)，在生活上面也給予我無微不至的關(guān)懷支持和理解，是他的細(xì)心指導(dǎo)和幫助才讓我順利完成了本次設(shè)計(jì)。從尊敬的老師身上，我不但學(xué)到了扎實(shí)寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人做事認(rèn)真負(fù)責(zé)的道理。在此我要向指導(dǎo)我的老師致以衷心感謝。另外也感謝我的父母和我的同學(xué)們，在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫Γ膭?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。
謝謝老師以及所有關(guān)心我和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭(zhēng)取把自己的本職工作做好。
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