（优秀毕业全套设计）三轴式刚性支承结构变速器设计（整套下载）

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，圆整后得。

根据中心距求啮合角，故，高度变位。

根据齿数比，查得。

。

倒挡齿轮参数如表.。

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.，代入.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.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。

.轴的设计及校核变速器轴在工作过程中承受着转矩和来自齿轮啮合的圆周力径向力和斜齿轮的轴向力引起的弯矩。

刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，产生过大的噪声，降低齿轮的硬度耐磨性及寿命。

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第轴及中间轴对第二轴.中间轴式变速器的第二轴与中间轴的最大直径可根据中心距按下式初选，取第轴花键部分直径可根据发动机最大转矩•按下式初选取，为满足发动机最大转矩要求，取。

代入.式第轴取，则中间轴取，则第二轴取，则。

初选的轴径还需要根据变速器的结构布置和轴承与花键弹性挡圈等标准以及轴的刚度与强度等结果进行修正。

轴的设计初选轴的材料为号钢，调质处理。

调质是淬火后在进行高温回火，用来使钢获得高的韧性和足够的强度。

轴的结构设计是要尽量保证轴便于加工，轴上零件易于装拆轴和轴上零件要有准确的工作位置各零件要牢固而可靠地相对固定以及改善受力情况，减少应力集中和提高疲劳强度。

.输入轴的设计如图.。

图.输入轴图第段接离合器从动轴轴承。

根据第轴花键部分直径及轴承标准，取。

查手册选用深沟球轴承取。

第二段为花键轴段，接离合器从动盘。

第轴的花键尺寸与离合器从动盘毂的内花键统考虑，目前般都采用齿侧定心的矩形花键，键齿之间为动配合。

花键连接比平键连接具有承载能力高，对轴削弱程度小，定心好和导向性能好等优点。

根据第轴花键直径，查汽车设计得花键内径，花键外径，花键齿数，键齿宽，有效齿长，即取。

第三段过渡轴，取。

第四段轴承支承段。

这段轴根据轴承标准取，查机械设计手册选用圆锥滚子轴承，。

根据轴径，选择卡环对轴承进行轴向固定，查手册选用挡圈.孔径，材料为，热处理硬度，经表面氧化处理的型孔用弹性挡圈，取。

第五段齿轮段，挡倒挡二挡主动轮与轴做为体。

取。

根据齿宽等因素，取。

第六段过渡轴，取。

第七段通过滚针轴承接变速器三挡主动轮。

取，根据标准选用向心滚针和保持架组件，取。

第八段花键轴段，接同步器。

根据，选择矩形花键，取，。

第九段通过滚针轴承接四挡主动轮，结合第七段轴选用滚针轴承，取，。

第十段轴承支承段。

取，查手册选用圆锥滚子轴承，。

在轴承外圈开槽放卡环与箱体进行固定，查手册选用挡圈.孔径，材料为，热处理硬度，经表面氧化处理的型孔用弹性挡圈。

，取。

第十段花键轴段，接同步器。

根据选用矩形花键，取，。

第十二段与输出轴常啮合齿轮相连，根据轴承标准取，选用非标准件滚针，取。

.中间轴的设计如图.。

图.中间轴图最小直径估算.式中由轴的材料和承载情况确定的常数，号钢为，取传递的功率为发动机最大功率，为变速器传动效率，取轴的转速，。

由公式.得中间轴结构设计第段轴承段。

根据标准取，则查表选用圆锥滚子轴承，。

根据轴径，选用卡环对轴承进行轴向固定，查手册选用挡圈.，取。

第二段齿轮段。

通过滚针轴承接挡齿轮，取，。

选用向心滚针和保持架组件。

第三段花键轴段，接同步器。

根据，选用矩形花键，则取。

第四段齿轮段，通过滚针轴承接二挡从动轮。

根据第二段轴的结构选用向心滚针和保持架组件，取，。

第五段过渡轴段，取。

第六段齿轮段，三挡从动轮和四挡从动轮与轴铸成体。

，取，根据输入轴取。

第七段轴承段。

根据轴承标准取，查表选用圆锥滚子轴承，。

根据轴径，选用卡环对轴承进行轴向固定。

查手册选用挡圈.，取。

第八段过度轴段。

，取。

第九段齿轮段，常啮合主动轮通过花键与轴相连，选用矩形花键，则取。

第十段螺纹段，拧上螺母进行固定及轴向定位。

根据标准选普通螺纹公称直径，螺距.的细牙右旋外螺纹，中径和大径的公差带均为，中等旋合长度，取。

查表选用螺纹规格，性能等级为级，不经表面处理，级的型六角螺母，标记为螺母。

.输出轴的设计第段齿轮轴段，常啮合从动轮与轴做为体，取。

第二段轴承支承段。

根据标准取。

查表选用深沟球轴承，。

选用套筒，并安装车速表驱动齿轮，取。

第三段花键轴段，与万向节连接。

选用矩形花键，取。

图.输出轴图轴的校核变速器在工作时，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。

为了验证结构方案的合理性及变速器的可靠性需对轴进行校核。

应当对每个挡位下的轴的刚度和强度都进行验算，因为挡位不同不仅齿轮的圆周力径向力和轴向力不同，而且着力点也有变化。

验算时可将轴看作是铰接支承的梁，第轴的计算转矩为发动机最大转矩。

.计算各挡齿轮啮合的圆周力径向力及轴向力.式中齿轮的传动比齿轮的节圆直径，节圆处压力角螺旋角发动机最大转矩。

挡代入.式得二挡代入.式得三挡代入.式得