汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 五檔變速器設(shè)計(jì)

汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 五檔變速器設(shè)計(jì),汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),五檔變速器設(shè)計(jì),汽車,設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì),五檔,變速器 變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）、移動(dòng)換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。變速器在工作時(shí)，齒輪受到較大的沖擊載荷作用；一對(duì)齒輪相互嚙合，齒面相互擠壓造成齒面點(diǎn)蝕；換擋瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷。所以需要對(duì)齒輪進(jìn)行計(jì)算和校核。 1、輪齒設(shè)計(jì)計(jì)算 與其它機(jī)械設(shè)備用變速器比較，不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車變速器齒輪用的材料、熱處理方法、加工方法、精度級(jí)別、支承方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制作，采用剃齒或磨齒精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級(jí)。因此，比用于計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些的計(jì)算公式來計(jì)算汽車齒輪，同樣可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。 1.1齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 （1）一擋直齒輪彎曲應(yīng)力： 3-23 式中： —彎曲應(yīng)力（MPa）； —圓周力（N），；為計(jì)算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）； —應(yīng)力集中系數(shù)， 取=1.65； —摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪=1.1，從動(dòng)齒輪=0.9； —齒寬(mm)； —端面齒距，； —齒形系數(shù)，=0.208 因?yàn)辇X輪節(jié)圓直徑，式中為齒數(shù)，所以將上述有關(guān)參數(shù)帶入式3-23后得 3-24 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距時(shí)，一、倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400~850MPa。 對(duì)于本設(shè)計(jì)，取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距根據(jù)傳動(dòng)比換算到1擋的值，前面已經(jīng)得出=366500N·mm，代入下式 得=797676 N·mm 由公式3-24得： 22 =2×797676×1.65×1.1π×（4.5）3×13×8×0.208 =467.6MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 倒檔上的倒檔直齒齒輪與一檔齒輪相同，且不承受交變載荷，所以同樣適應(yīng)。 （2）二擋斜齒輪彎曲應(yīng)力： 3-25 —彎曲應(yīng)力（MPa）； —圓周力（N），；為計(jì)算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）； ； —斜齒輪螺旋角( °)，8=22°； —應(yīng)力集中系數(shù)， =1.50； —齒寬(mm)； —法向齒距，； —齒形系數(shù)，=0.18 —重合度影響系數(shù)，=2.0。 將上述有關(guān)參數(shù)帶入公式3-25，整理后得到斜齒輪彎曲應(yīng)力為： 3-26 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距時(shí)，斜齒輪許用彎曲應(yīng)力在100~250MPa。 由公式3-26得： 2×TgcosKσπ×Z×mn3γKcK? =2×797676×cos22×1.5π×19×43×0.18×8×2 = 201.7MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 （3）三擋斜齒輪彎曲應(yīng)力： —斜齒輪螺旋角( °)，6=20°； —齒形系數(shù)，=0.162 由公式3-26得： =2×797676×cos20×1.5π×26×43×0.162×8×2 = 166.0MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 （4）四擋斜齒輪彎曲應(yīng)力： —斜齒輪螺旋角( °)，4=25°； —齒形系數(shù)，=0.12 由公式3-26得： =2×797676×cos25×1.5π×32×43×0.12×8×2 = 175.6MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 （5）五擋斜齒輪彎曲應(yīng)力： —斜齒輪螺旋角( °)，2=27°； —齒形系數(shù)，=0.09 由公式3-26得： =2×797676×cos27×1.5π×37×43×0.09×8×2 = 199MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 1.2輪齒接觸應(yīng)力 3-27 式中： —輪齒的接觸應(yīng)力（MPa）； —齒面上的法向力（N），；為圓周力； —斜齒輪螺旋角( °)； —齒輪材料的彈性模量（MPa）, —齒輪接觸的實(shí)際寬度(mm)； —主動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑(mm)，直齒輪， 斜齒輪； —從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑(mm)，直齒輪， 斜齒輪； 將作用在變速器第一軸上的載荷作為計(jì)算載荷時(shí),變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見表4.1 表4.1 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力(MPa) 齒 輪 液體碳氮共滲齒輪 滲 碳 齒 輪 950~1000 1900~2000 一擋和倒擋齒輪 650~700 1300~1400 常嚙合齒輪和高擋齒輪 1.計(jì)算第一軸常嚙合齒輪接觸應(yīng)力 b = Kcmn =8×4.0=32(mm) 由公式3-27得： =810MPa< 滿足設(shè)計(jì)要求。 2.計(jì)算一擋直齒輪接觸應(yīng)力 b = Kcm =7×4.5=31.5(mm) 由公式3-27得： =685.5MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 3. 計(jì)算二擋常嚙合齒輪接觸應(yīng)力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =599.8MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 4. 計(jì)算三擋常嚙合齒輪接觸應(yīng)力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =479.5MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 5. 計(jì)算四擋常嚙合齒輪接觸應(yīng)力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =447.9MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 6. 計(jì)算倒檔齒輪接觸應(yīng)力 b = Kcm =7×4.5=31.5(mm) 由公式3-27得： =352MPa<[] 滿足設(shè)計(jì)要求。 本設(shè)計(jì)變速器齒輪材料采用20CrMnTi，并進(jìn)行滲碳處理，大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。滲碳齒輪表面硬度為58~63HRC，芯部硬度為33~48HRC