BMW320i2.0典雅型轿车中间轴式变速器设计（CAD图纸全套完整）

凑配中心距斜齿端面模数啮合角，故，正角度变位。

查得。

表.三挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式理论中心距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顶圆直径齿根圆直径当量齿数齿宽同理四挡齿轮，近似满足轴向力平衡关系。

凑配中心距斜齿端面模数啮合角，故，负角度变位。

查得。

表.四挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式理论中心距中心距变动系数齿顶降数分度圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径当量齿数齿宽同理五挡齿轮，近似满足轴向力平衡关系。

凑配中心距斜齿端面模数啮合角，故。

查得。

表.五挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式理论中心距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顶圆直径齿根圆直径当量齿数齿宽确定倒挡齿轮齿数倒挡齿轮选用的模数往往与挡相近。

倒挡齿轮的齿数，般在之间，初选，计算出输入轴与倒挡轴的中心距。

设。

为保证倒挡齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮和的齿顶圆之间应保持有.以上的间隙，故取，满足输入轴与中间轴的距离。

假设当齿轮和啮合时，中心距，且。

故倒挡轴与中间轴的中心距，。

根据中心距求啮合角，故，高度变位。

查得表.倒挡齿轮基本参数序号计算项目计算公式分度圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿宽序号计算项目计算公式分度圆直径齿顶高齿根高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿宽轮齿强度计算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移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶合。

轮齿折断发生在下述几种情况下轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断轮齿在重复载荷作用下，齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。

前者在变速器中出现的极少，而后者出现的多些。

变速器抵挡小齿轮由于载荷大而齿数少，齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。

齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。

点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。

通常是靠近节圆根部齿面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。

.轮齿弯曲强度计算直齿轮弯曲应力.式中计算载荷•应力集中系数，可近似取.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.，从动齿轮.齿宽系数齿形系数。

倒挡主动轮，查手册得.，代.得倒挡传动齿轮，查手册得.，代入.得倒挡从动轮，查手册得.，代入.得当计算载荷取作用到变速器第轴上的最大转矩时，倒挡直齿轮许用弯曲应力在，承受双向交变载荷作用的倒挡齿轮的许用应力应取下限。

故，弯曲强度足够。

斜齿轮弯曲应力.式中计算载荷•斜齿轮螺旋角应力集中系数，可近似取.齿数法向模数齿形系数，可按当量齿数在图中查得齿宽系数重合度影响系数，.。

挡齿轮，查图得.，代入.得.挡齿轮，查图得.，代入.得.二挡齿轮，查图得.，代入.得.二挡齿轮，查图得.，代入.得.三挡齿轮，查图得.，代入.得.三挡齿轮，查图得.，代入.得.四挡齿轮，查图得.，代入.得.四挡齿轮，查图得.，代入.得.五挡齿轮，查图得.，代入.得.五挡齿轮，查图得.，代入.得.常啮合齿轮，查图得.，代入.得.常啮合齿轮，查图得.，代入.得.当计算载荷取作用到变速器第轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在范围，所有斜齿轮满足，故弯曲强度足够。

.轮齿接触应力计算.式中轮齿的接触应力齿面上的法向力圆周力计算载荷•节圆直径节点处压力角齿轮螺旋角齿轮材料的弹性模量，合金钢取齿轮接触的实际宽度主从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮，斜齿轮为主从动齿轮的节圆半径。

将上述有关参数代入式.，并将作用在变速器第轴上的载荷作为计算载荷时，得出挡接触应力二挡接触应力三挡接触应力四挡接触应力五挡接触应力常啮合接触应力倒挡接触应力齿轮主动，从动齿轮主动，从动对于渗碳齿轮变速器齿轮的许用接触应力，挡和倒挡，常啮合齿轮和高挡。

故所有齿轮满足，接触强度足够。

变速器齿轮的材料及热处理变速器齿轮多数采用渗碳合金钢，其表层的高硬度与心部的高韧性相结合，能大大提高齿轮的耐磨性及抗弯曲疲劳和接触疲劳的能力。

国内汽车变速器齿轮材料主要采用，渗碳齿轮在淬火回火后表面硬度为，心部硬度为。

淬火的目的是大幅度提高钢的强度硬度耐磨性疲劳强度以及韧性等，从而满足各种机械零件和工具的不同使用要求。

回火的作用在于提高组织稳定性，使工件在使用过程中不再发生组织转变，从而使工件几何尺寸和性能保持稳定消除内应力，以改善工件的使用性能并稳定工件几何尺寸调整钢铁的力学性能以满足使用要求。

.轴的设计及校核初选轴的直径轴的径向及轴向尺寸对其刚度影响很大，且轴长与轴径应协调，变速器轴的最大直径与支承间的距离可按下列关系式初选对于二轴式.中间轴式变速器第二轴与中间轴的最大直径可根据中心距按下式初选.第轴花键部分直径可根据发动机最大转矩按下式初选初选的轴径还需根据变速器的结构布置和轴承与花键，弹性档圈等标准以及轴的刚度与强度验算结果进行修正。

经过计算得第轴花键部分直径中间轴的最大直径支承间的距离第二轴的的最大直径支承间的距离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，如图.所示，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。

轴在垂直面内的变形轴在水平面内的变形图.变速器轴的变形示意简图轴的挠度和转角可按材料力学的有关公式计算。

计算时，仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。

第轴常啮合齿轮副，因距离支承点近，负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。

变速器齿轮在轴上的位置如图.所示时，若轴在垂直面内挠度为，在水平面内挠度为和转角为，可分别用下式计算.式中齿轮齿宽中间平面上的径向力为齿轮齿宽中间平面上的圆周力弹性模量，.惯性矩，对于实心轴轴的直径，花键处按平均直径计算为齿轮上的作用力距支座的距离支座间的距离。

图.变速器轴的挠度和转角轴的全挠度为.轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为，。

齿轮所在平面的转角不应超过.。

第轴的刚度变速器工作时，中间轴的刚度档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力及轴向力，可按下式求出.档工作时，二档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出.二档工作时，三档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出.三档工作时，四档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出.四档工作时，五档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力及轴向力，可按下式求出.档工作时，倒档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出倒档工作时，第二轴的刚度档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力及轴向力，可按下式求出.档工作时，二档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出二档工作时，三档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出三档工作时，四档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出四档工作时，五档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力及轴向力，可按下式求出.档工作时，倒档工作时的刚度计算用的齿轮啮合的圆周力，径向力，可按下式求出倒档工作时，轴的强度计算作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内弯曲变形。

在求取支点的水平垂直面内的支反力之后，计算相应的弯矩。

轴在转矩和弯矩的同时作用下，其应力为.式中合成弯矩，•轴的直径，花键处取内径抗弯截面系数。

在低档工作时，。

除此之外，对轴上的花键，应验算齿面的挤压应力。

变速器的轴用与齿轮相同的材料制造。

第轴强度校核第轴档工作时强度校核.，.，.，.求面内支反力和弯矩输出轴受力如图.所示，则由式.和式.可得.，.，.•。

第轴水平方向受力图第轴垂直方向受力图图.第轴受力图求面内支反力和弯矩输出轴受力如图.所示，则由式.和式.可得.，.，.••第轴水平弯矩图第轴垂直弯矩图图.第轴弯矩图中间轴强度校核中间轴档工作时强度校核.，.，.，求面内支反力和弯矩输出轴受力如图.所示，则由式.和式.可得.，.，.•求面内支反力和弯矩输出轴受力如图.所示，则由式.和式.可得.，.，.•.•.中间轴水平方向受力图中间轴垂直方向受力图图.中间轴受力图弯矩图如图.所示中间轴水平弯矩图中间轴垂直弯矩图图.中间轴弯矩图第二轴强度校核第二轴档工作时强度校核.，.，.求面内支反力和弯矩输出轴受力如图.所示，则由式.