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（图纸+论文）四轮驱动汽车变速器设计（全套完整）

空间，缩短变速器轴向长度，有的货车采用图.方案，其缺点是档和倒档得各用根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂些。后述五种方案可供五档变速器的选择图.中间轴式变速器传动方案图.倒档布置方案本次设计采用中间轴式变速器，图.所示的倒档布置方案。.零部件布置方案分析齿轮形式变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长运转平稳工作噪声低等优点缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮中心距变位系数中心距变动系数.齿顶降低系数.分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径法向基节.基圆直径法面分度圆弧齿厚当量齿数.本章小结本章主要介绍了变速器主要参数的选择，包括确定档数传动比范围，根据最大爬坡度和驱动轮与地面的附着力确定档传动比，进而确定其它各档传动比，选择中心距以及齿轮参数，根据变速器的传动示意图确定各档齿轮齿数，进行各档齿轮变位系数的分配。最后列出了各档齿轮的几何尺寸。为以后齿轮轴的设计计算做了准备。第章变速器主要结构元件的设计与计算.齿轮损坏的原因及形式变速器齿轮的损坏形式主要有轮齿折断齿面疲劳剥落点蚀齿面胶合以及移动换档齿轮端部破坏。齿轮在啮合过程中，轮齿根部产生弯曲应力，过渡圆角处又有应力集中，故当齿轮受到足够大的载荷作用，其根部的弯曲应力超过材料的许用应力时，轮齿就会断裂。这种由于强度不够而产生的断裂，其断面为次性断裂所呈现的粗粒状表面。在汽车变速器中这种破坏情况很少发生。而常见的断裂是由于在重复载荷作用下使齿根受拉面的最大应力区出现疲劳裂缝而逐渐扩展到定深度后产生的折断，其破坏断面在疲劳裂缝部分呈光滑表面，而突然断裂部分呈粗粒状表面。变速器低档小齿轮由于载荷大而齿数少齿根较弱，其主要的破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。齿面点蚀是常用的高档齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。齿面长期在脉动的接触应力作用下，会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。啮合时由于齿面的相互挤压，使充满了润滑油的裂缝处油压增高，导致裂缝的扩展，最后产生剥落，使齿面上形成大量的扇形小麻点，即所谓点蚀。点蚀使齿形误差加大而产生载荷，甚至可能引起轮齿折断。通常是靠近节圆根部齿面处的点蚀较靠近节圆顶部齿面处的点蚀严重主动小齿轮较被动大齿轮严重。对于高速重载齿轮，由于齿面相对滑动速度高接触压力大且接触区产生高温而使齿面间的润滑油膜破坏，使齿面直接接触。在局部高温高压下齿面互相熔焊粘连，齿面沿滑动方向形成撕伤痕迹的损坏形式称为齿面胶合。在般的汽车变速器中，产生胶合损坏的情况较少。增大轮齿根部齿厚，加大齿根圆角半径，采用高齿，提高重合度，增多同时啮合的轮齿对数，提高轮齿柔度，采用优质材料等，都是提高轮齿弯曲强度的措施。合理选择齿轮参数及变位系数，增大齿廓曲率半径，降低接触应力，提高齿面硬度等，可提高齿面的接触强度。采用黏度大耐高温耐高压的润滑油，提高油膜强度，选择适当的齿面表面处理和镀层等，是防止齿面胶合的措施。用移动齿轮的方法完成换档的低档和倒档齿轮，由于换档时两个进入啮合的齿轮存在角速度差，换档瞬间在轮齿端部产生冲击载荷，并造成损坏。.轮齿强度计算与其它机械设备用变速器比较，不同用途汽车的变速器齿轮使用条件相似，此外，汽车变速器齿轮用的材料，热处理的方法，加工的方法，精度级别，支承方式也基本致。因此，比用计算通用齿轮强度公式更为简化些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果。轮齿弯曲强度计算直齿轮弯曲应力.式中弯曲应力计算载荷•应力集中系数.摩擦力影响系数，主从动齿轮在啮合上的摩擦力的方向不同，对弯曲应力影响也不同主动齿轮.，从动齿轮.模数齿形系数，如图.所示齿宽系数直齿。斜齿轮弯曲应力.际传动比为.，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式.把，及分别代入式.的左右两边方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。三档齿轮三档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由初选解联立式.和式.得.，.取整后，所以，三档实际传动比为.，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式.把，及分别代入式.的左右两边方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。四档齿轮四档齿轮是斜齿轮，螺旋角与常啮合齿轮的不同时，由初选解联立式.和式.得.，.取整后，所以，四档实际传动比为.，与原传动比相差不大，符合要求。螺旋角从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，必须满足下列关系式.把，及分别代入式.的左右两边方程左右两边近似满足轴向力平衡关系，所以符合条件。倒档传动比及齿数通常倒档采用直齿轮，模数。倒档传动比与档传动比比较接近，因为.，取.。中间轴倒档传动齿轮的齿数比档主动齿轮略小，取，倒档轴齿轮的齿数，般在之间，取。由.所以.，取整后。由此，中间轴与倒档轴之间的中心距.倒档轴与输出轴之间的中心距.变速器齿轮的几何尺寸计算确定档齿轮变位系数法面模数端面模数.法面压力角端面啮合角.理论中心距中心距变动系数.查表得总变位系数.根据齿数比.，按线图分配变位系数得.，则.确定二档齿轮变位系数法面模数端面模数.法面压力角端面啮合角.理论中心距中心距变动系数.查表得总变位系数.根据齿数比.，按线图分配变位系数得.，则.确定三档齿轮变位系数法面模数端面模数.法面压力角端面啮合角.理论中心距中心距变动系数.查表得总变位系数.根据齿数比.，按线图分配变位系数得.，则.确定四档齿轮变位系数法面模数端面模数.法面压力角端面啮合角.理论中心距中心距变动系数.查表得总变位系数.根据齿数比.，按线图分配变位系数得.，则.确定输入轴常啮合斜齿轮变位系数法面模数端面模数.法面压力角端面啮合角.理论中心距中心距变动系数.查表得总变位系数.根据齿数比.，按线图分配变位系数得.，则.经过以上的计算，列出本次设计所有齿轮的几何尺寸直齿圆柱齿轮的几何尺寸如表.,.所示斜齿圆柱齿轮的几何尺寸如表.,.所示。表.直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算序号计算项目计算公式高度变位齿轮变位系数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径中心距周节基节分度圆弧齿厚基圆直径表.直齿圆柱齿轮的几何尺寸齿数中心矩变位系数.分度圆直径齿顶高.齿根高.齿全高.齿顶圆直径.齿根圆直径.周节.基节.分度圆弧齿厚.基圆直径.表.斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算序号计算项目计算公式高度变位齿轮理论中心距端面啮合角中心距变位系数中心距变动系数齿顶降低系数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径法向基节基圆直径法面分度圆弧齿厚当量齿数表.斜齿圆柱齿轮的几何尺寸齿数理论中心距.端面啮合角.载能力应选用.或等大些的压力角。实际上，因国家规定的标准压力角为，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为。啮合套或同步器的接合齿压力角为等，但普遍采用压力角。应该指出，国外有些企业生产的乘用车变速器齿轮采用两种压力角，即高档齿轮采用小些的压力角以减少噪声而低档和倒挡齿轮采用较大的压力角，以增加强度，必须指出，齿轮采用小压力角和小模数时，除必须采用大的齿高系数外，还应采用大圆弧齿根，这样可以提高弯曲强度在以上。螺旋角斜齿轮在变速器中得到广泛应用。选取斜齿轮的螺旋角，应注意它对齿轮工作噪声轮齿的强度和轴向力有影响。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。试验还证明随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以为宜而从提高高档齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大的螺旋角。斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用乘用车变速器两轴式变速器为中间轴式变速器为货车变速器齿宽在选择齿宽时，应该注意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少质量，应该选用较小的齿宽。另方面，齿宽减少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。齿宽窄又会使齿轮的工作应力增加。选用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀造成偏载，导致承载能力降低，并在齿宽方向磨损不均匀。通常是根据齿轮模数来确定的。直齿为齿宽系数,取斜齿为齿宽系数,取为齿宽。采用啮合套或同步器换挡时，其接合齿的工作宽度初选时可取为。第轴常啮合齿轮副的齿宽系数可取大些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。对于模数相同的各挡齿轮，挡位低的齿轮的齿宽系数取得稍大。齿宽的选择既要考虑变速器的质量小，轴向尺寸紧凑，又要保证轮齿的强度及工作平稳性要求。齿轮的变位系数的选择原则齿轮的变位是齿轮设计中个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨损抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。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相接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点，又避免了其缺点。由几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动