型节油竞赛车动力总成轻量化改制设计摘要的许用接触应力见表.档齿轮接触应力校核已知•计算档的轮齿接触应力接触应力.由于作用在两齿轮上的力为作用力与反作用力,故只计算个齿轮的接触应力即可,将作用在变速器第轴上的载荷作为计算载荷,将以上数据代入.可得二档齿轮接触应力校核已知•.材料的选择及热处理齿轮材料的选择原则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。合理选择材料配对如对硬度的软齿面齿轮,为使两轮寿命接近,小齿轮材料硬度应略高于大齿轮,且使两轮硬度差在左右。为提高抗胶合性能,大小轮应采用不同钢号材料。考虑加工工艺及热处理工艺大尺寸的齿轮般采用铸造毛坯,可选用铸钢或铸铁中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯,可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时,可选用圆钢作毛坯。软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢,经正火或调质处理后,再进行切削加工即可硬齿面齿轮硬度常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢或中碳合金钢切齿后表面淬火,以获得齿面齿芯韧的金相组织,为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。但若采用渗氮处理,其齿面变形小,可不磨齿,故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮。现代汽车变速器齿轮大都采用渗碳合金钢制造,使轮齿表层的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合,以大大提高其接触强度弯曲强度及耐磨性。在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑到其机械加工性能及制造成本。国产汽车变速器齿轮的常用材料是过去的钢号是,也有采用的。对于大模数的重型汽车变速器齿轮,可采用等钢材,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。为消除内应力还要进行回火。变速器齿轮轮齿表面渗碳深度的推荐范围如下.,渗碳深度.,渗碳深度,渗碳深度。渗碳齿轮在淬火回火后,要求轮齿的表面硬度为,心部硬度为。些轻型以下的载货汽车和轿车等变速器的小模数齿轮采用了或钢并进行表面氰化处理。这种中碳铬钢具有满意的锻造性能及良好的强度指标,氰化钢热处理后变形小也是其优点。但由于氰化层较薄且钢的含碳量又高,故接触强度和承载能力均受到限制。对于氰化齿轮,氰化层的深度般为,不应小于.,表面硬度为.本章小结本章主要介绍了变速器传动机构和操纵机构的类型,且简要分析了各类型机构的优缺点,并针对所设计的变速器的类型特点及功用,对变速器的传动方式操纵机构的布置方式及主要零件的形式,设计校核等做出了选择,为后期的设计工作打下基础。第章轴的结构设计与校核.轴的结构和尺寸设计变速器在工作时,由于齿轮上有圆周力径向力和轴向力作用,变速器的轴要承受转矩和弯矩。要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。因为刚度不足轴会产生弯曲变形,结果破坏了齿轮的正确啮合,对齿轮的强度耐磨性和工作噪声等均有不利影响。因此,在设计变速器轴时,其刚度大小应以保证齿轮能有正确的啮合为前提条件。设计阶段可根据经验和已知条件先初选轴的直径,然后根据公式进行有关刚度和强度方面的验算。初选轴的直径在已知两轴式变速器中心距时,轴的最大直径和支承距离的比值可在以下范围内选取对输入轴,对输出轴,。输入轴花键部分直径可按下式初选取式中经验系数,发动机最大转矩.。输入轴花键部分直径初选输入输出轴支承之间的长度选择轴的最小直径为根据轴的制造工艺性要求,将轴的各部分尺寸初步设计如图所示图.输入轴各部分尺寸图.输出轴各部分尺寸.轴的强度验算轴的刚度计算对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化,破坏了齿轮的正确啮合后者使齿轮相互歪斜,致使沿齿长方向的压力分布不均匀。初步确定轴的尺寸以型节油竞赛车动力总成轻量化改制设计摘要,且通过实验得出.档的节油性最好,但是选择两个档并不是最佳的节油方案,原因有三点车身空间小由于车身空间小使得选择驾驶员时比较困难,选择的驾驶员不定很熟练掌握换挡机构。因为滑行速度差小,所以选择个档因此,综上所述,加之与老师的沟通,确定本次设计的本田型发动机的变速器为档变速器。传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档,传动比为.有的变速器最高档是超速档,传动比为。影响最低档传动比选取的因素有发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力驱动轮与路面间的附着力主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。根据本田维修手册上的说明初选转速为,按等比级数原则,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.伪公比变速器各档传动比的确定主减速器传动比的确定发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为.式中汽车行驶速度发动机转速车轮滚动半径变速器初级传动比变速器传动比链传动传动比已知因为节油车的为了最求更高的节油性,取得较小的滑行速度差所以选择车速传动比.车轮滚动半径由所选用的轮胎规格得到发动机转速由公式.得到主减速器传动比计算公式因为.,所以传动比分配.,.,其符合传动比的范围。中心距的选择初选中心距可根据经验公式计算.式中变速器中心距中心距系数,乘用车取.发动机最大输出转距为.•变速器档传动比为.变速器传动效率,取。.初取。变速器的外形尺寸变速器的横向外形尺寸,可以根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数换档机构形式以及齿轮形式。乘用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列公式选用初选长度为。因为本次设计为轻量化改制,所以实际尺寸与理论尺寸有误差。齿轮参数的选择模数选取齿轮模数时般要遵守的原则是为了减少噪声应合理减小模数,同时增加齿宽为使质量小些,应该增加模数,同时减少齿宽从工艺方面考虑,各档齿轮应该选用种模数从强度方面考虑,各档齿轮应有不同的模数。对于轿车,减少工作噪声较为重要,因此模数应选得小些对于货车,减小质量比减小噪声更重要,因此模数应选得大些。作为本次设计的为摩托车变速器,所以只能通过汽车的计算得出。表.汽车变速器齿轮的模数车型乘用车的发动机排量货车的最大总质量.模数表.汽车变速器常用的齿轮模数系列.二系列轿车模数的选取以发动机排量作为依据,由表.和.选取各档模数为,各档均采用直齿轮。压力角压力角较小时,重合度较大,传动平稳,噪声较低压力角较大时,可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于汽车,为了降低噪声,应选用等小些的压力角。对货车,为提高齿轮强度,应选用.或等大些的压力角。国家规定的标准压力角为,所以普遍采用的压力角为。啮合套或同步器的压力角有等,普遍采用压力角。本变速器为了加工方便,故全部选用标准压力角。齿宽齿宽对变速器的轴向尺寸质量齿轮工作平稳性齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减小质量,应该选用较小的齿宽。另方面,齿宽减小使斜齿轮传动平稳的优点被削弱,此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给予补偿,但这时轴承承受的轴向力增大,使其寿命降低。齿宽较小又会使齿轮的工作应力增加。选用
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(图纸) 齿轮1.dwg
(图纸) 齿轮2.dwg
(图纸) 齿轮轴.dwg
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(图纸) 壳体.dwg
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(图纸) 轴.dwg
(图纸) 装配图.dwg