（优秀毕业全套设计）汽车变速器性能试验台的设计（整套下载）

但由于轴径，故也应对截面ⅡⅡ进行校核。

ⅠⅠ截面.ⅡⅡ截面.查手册，得，满足条件，故设计的轴有足够的强度。

图.小齿轮轴设计大齿轮轴的设计与校核.选择轴的材料，确定许用应力选用号钢并经调质处理，由设计手册查得强度极限，许用弯曲应力，毛坯直径。

.按扭转强度估算轴径最小直径考虑到轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在，故需将估算直径加大，取为。

由设计手册取标准直径。

.设计轴的结构拟定轴上零件的装配方案，如图.所示。

确定轴上零件的位置和固定方式齿轮从轴的右端装入，如上图所示，齿轮的左端用轴肩固定，右端用套筒固定，这样齿轮在轴上的轴向位置被完全确定。

齿轮的周向固定采用平键连接，同时为了保证齿轮与轴有良好的对中性，故采用的配合。

由于轴承对称安装于齿轮的两侧，则其左轴承用轴肩固定右轴承由套筒右端面来定位，轴承的周向固定采用过盈配合。

轴承的外圈位置由轴承盖顶住，这样轴组件的轴向位置即可完全固定。

确定各轴段的直径如图.所示，轴段外伸端直径最小，考虑到要对安装在轴段上的联轴器进行定位，轴段必须满足轴承内径的标准，故取轴段的直径选择轴承型号为为了便于拆卸左右轴承，可查出型深沟球轴承的安装高度为.，取由于大齿轮要做成轮腹式齿轮，齿轮孔径，取，则轴段的直径考虑到要对安装的在轴段上的大齿轮进行定位，轴段上应有轴肩，取轴间高度为.，则。

确定各轴段的长度齿轮轮宽为，为保证齿轮固定可靠，轴段的长度应略短于齿轮轮毂宽度，取为查有关轴承的手册，型深沟球轴承的宽度，则轴承支点间的距离根据箱体结构及联轴器距轴承盖要有定距离要求，取查阅有关的联轴器手册取在轴段上分别加工出键槽，使三个键槽处于轴的同圆柱线线上。

按设计结果画出轴的结构草图，如图.所示。

.按弯扭合成强度核轴径画出轴的受力图图.。

作水平面内的弯矩图图.。

支点反力为.ⅠⅠ截面处的弯矩为Ⅰ.•.•ⅡⅡ截面处的弯矩为Ⅱ•.•作垂直面内的弯矩图图.，支点反力为ⅠⅠ截面左侧弯矩为Ⅰ左•.•ⅠⅠ截面右侧弯矩为Ⅰ右•.•ⅡⅡ截面处的弯矩为Ⅱ•.•作合成弯矩图图.ⅠⅠ截面为••••ⅡⅡ截面为••作转矩图图.••求当量弯矩因加速机构单向运转，即可认为转矩为脉动循环变化，修正系数为.。

ⅠⅠ截面••ⅡⅡ截面••确定危险截面及校核强度由图.图可以看出，截面ⅠⅠ，ⅡⅡ所受转矩相同，但弯矩，且轴上还有键槽，故截面ⅠⅠ可能为危险截面。

但由于轴径，故也应对截面ⅡⅡ进行校核。

ⅠⅠ截面.ⅡⅡ截面.满足条件，故设计的轴有足够的强度。

图.大齿轮轴设计联轴器型号的选择.小轴上联轴器型号的选择根据小齿轮轴轴径，承受的转矩•，最大转速，查阅有关联轴器的手册，确定小齿轮轴联轴器为联轴器两箱各对。

.大轴上联轴器型号的选择根据大齿轮轴轴径，承受的转矩•，最大转速，查阅有关联轴器的手册，确定大齿轮轴联轴器为联轴器由于大轴对称布置，两伸出端轴径相同，因此选择联轴器两对。

.连接方式两轴处的联轴器通过键与轴连接。

.联轴器材料联轴器材料为钢，联轴器材料为铁。

键的选择与校核由于轴上载荷沿键的长度方向是均匀分布的，所以应该按平键连接的挤压强度条件来校核键的强度。

平键连接的挤压强度条件为.式中被连接零件所传递的转矩，•轴径，键的高度，键的工作长度型键，型键，型键.并且，以免因键过长而增大压力沿键长分布的不均匀性。

为键连接中最弱材料的许用挤压应力。

.小轴上键的选择与校核联轴器处键的选择与校核根据轴径，轴段长度为，转矩•，选择键的型号为键平头普通平型键的工作长度则.查阅有关键的手册，选择键的材料为钢，许用挤压应力，由于，因此键的强度足够，合格。

小齿轮连接键的选择与校核根据小齿轮轮毂轴径，轴段长度为，转矩•，选择键的型号为键圆头普通平键型键的工作长度，将参数代入式.得.由于，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

.大轴上键的选择与校核联轴器处键的选择与校核由轴的外伸端直径，联轴器处的轴段长为，转矩•，选择键的型号为键圆头普通平键型键的工作长度，将参数代入式.得.由于，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

大齿轮轴两侧外伸端均采用此种型号的键。

大齿轮连接键的选择与校核根据大齿轮轮毂轴径，轴段长度为，转矩•，选择键的型号为键圆头普通平键型键的工作长度，将参数代入式.得.由于，因此键的强度足够，合格。

键的材料为钢。

.轴承型号的选择与校核小轴上轴承型号的选择与校核.轴承类型的选择由于小轴转速较高，同时主要承受径向载荷，因此选深沟球轴承。

.轴承型号的选择与校核由已知条件，与轴承配合处的轴径，转速，轴承所受径向载荷.，轴向载荷.，工作温度正常，预期寿命，选得型轴承。

查有关轴承的手册，型轴承.，.，则.，利用差值法求值。

.根据当量动载荷公式.式中载荷系数，查手册得.径向载荷系数和轴向载荷系数。

由于.，查手册得则由基本额定动载荷公式.得式中温度系数，查手册得轴承的预期寿命，取寿命指数，对球轴承。

则所以，选用深沟球轴承合适。

查有关轴承的手册，得型轴承的具体尺寸如下表所示表.表.型轴承尺寸示意轴承型号基本尺寸安装尺寸基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂润滑油润滑大轴上轴承型号的选择与校核.轴承类型的选择大齿轮的受力情况与小齿轮相同，也是主要承受径向载荷，考虑到整个结构力求简单低成本便于安装等方面的因素，因此大轴上也采用深沟球轴承。

.轴承型号的选择与校核由已知条件，与轴承配合处的轴径，转速，轴承所受径向载荷.，轴向载荷.，工作温度正常，预期寿命。

求当量动载荷根据公式，式中径向载荷系数和轴向载荷系数要根据值查取。

是轴承的径向额定静载荷，未选轴承型号前暂不知道，故用试算法计算。

根据设计手册暂取.，利用差值法求得.，由.，查手册得.，.，则计算所需的径向额定动载荷值由公式.得式中温度系数，查手册得轴承的预期寿命，取寿命指数，对球轴承。

则选择轴承型号查有关轴承的手册，根据选得轴承，其，。

轴承的，与初步假设定值.相近，所以，选用深沟球轴承合适。

查有关轴承的手册，得型轴承的具体尺寸如表.所示。

表.型轴承尺寸示意轴承型号基本尺寸安装尺寸基本额定动载荷基本额定静载荷极限转速脂润滑油润滑.轴承的润滑与密封.润滑方式的选择滚动轴承润滑的主要作用是减小摩擦降低磨损吸振降温防锈等。

般滚动轴承大多是采用脂润滑或油润滑两种。

在些特殊工作条件下的轴承近来还采用因体润滑。

滚动轴承的润滑方式可根据其速度因素•值，根据相关手册选取。

在此设计中大齿轮轴上轴承的速度因素••.•，小齿轮轴上轴承的速度因素••.•，综合考虑两个速度因素，最终选择油润滑。

轴承在速度或高温下工作时，宜采用没润滑。

油润滑方式的优点是润滑性能好，摩擦系数小，润滑可靠，具有冷却和良好的清洗作用，可用多种润滑方式以适应不同的工作条件。

.密封装置的选择为了使润滑持续可靠不漏油，同时为了防止外界脏物进入机体，必须采用相应的密封装置。

密封装置是种能保证密封性的零件组合，般包括被密封表面密封件和辅助件。

滚动轴承密封的主要作用是防止灰尘水分酸气和其他物质侵入轴承以及阻止润滑剂漏失，因此必须设计出可靠的密封装置。

滚动轴承密封装置的选择与润滑种类工作环境和温度密封表面的圆周速度等因素有关。

大齿轮轴上轴承密封方式的确定根据轴承孔径得轴承的圆周速度为.因此采用毡圈密封，此种密封方式结构简单方便可靠。

具体尺寸见表.。

表.毡圈油封及槽摘录材料半粗羊毛毡轴径毡圈槽铸铁小齿轮轴上轴承密封方式的确定根据轴承孔径得轴承的圆周速度为.因此采用密封圈密封，此种密封方式方便可靠。

耐油橡胶和塑料密封圈有等形式，有弹簧箍的密封性能更好，故选择旋转轴唇形密封圈，内包骨架。

具体尺寸见表.。

表.旋转轴唇形密封圈摘录内包骨架型轴组件轴向固定方式的确定在机器中，轴和轴上零件的位置是靠轴承来固定的。

工作时，轴和轴承对机座不允许有径向移动，轴向移动也应限制在定限度之内，并还要考虑轴在工作中有热伸长量能够得到补偿。

限制轴的轴向移动有三种方式。

.两端固定如图.所示，使轴的两个支点中的每个支点都能限制轴的单向移动，两个支点合起来就限制了轴的双向移动，这种固定方法称为两端固定。

这种支承形式结构简单，适用于工作温度变化不大的短轴跨距。

为了防止轴承因轴的受热伸长而被卡死，轴承外圈与端盖之间须预留间隙。

向心轴承预留间隙为向心角接触轴承预留间隙要小些，可依靠轴承的内部游隙来进行调节。

间隙和轴承游隙的大小可用垫片或调整螺钉等来调节。

.端固定端游动如图.所示的支承结构中，个支点为双向固定图中左端，另个支点则可作轴向移动图中右端，这种支承结构称为游动支承。

显然它不能承受轴向载荷。

选用深沟球轴承作为游动支承时就在轴承外圈与端盖间留适当间隙选用圆柱滚子轴承作为游动支承时，依靠轴承本身具有内外圈可分离的特性达到游动目的，则轴承外圈应作双向固定，以免外圈同时移动，造成过大错位。

这种固定方式适用于工作温度较高的长轴跨距。

.两端游动两端游动是为了种特殊需要而采用的支承固定形式。

如图.所示，人字齿轮啮合时齿轮轴需定位，而另齿轮轴应两端游动，以便自动定位。

若小齿轮轴的轴向位置也固定，将会发生干涉以至卡死现象。

通过比较三种不同的轴向固定方式，由于两根轴的跨距均小于，工作温度正常，并且无特殊要求，最终选择两端固定方式。

图.两端固定深沟球轴承图.固游支承图.两端游动支承.轴承端盖小轴上轴承端盖如图.所示。

由型轴承外径，查有关轴承端盖的手册，得型轴承的轴承端盖联接螺栓直径，螺钉数为个。

其余尺寸根据计算公式求得的数值如下所示。

，取，由结构确定，取，取由密封件尺寸确定大轴上轴承端盖大轴上左右两侧轴承盖相同，如图.由型轴承外径，查有关轴承端盖的手册，得型轴承的轴承端盖联接螺栓直径，螺钉数为个。

其余尺寸根据计算公式求得的数值如下所示。

，由结构确定，取，取.套筒齿轮与轴承之间采用套筒进行轴向定位，套筒的宽度等于齿轮与轴承间的距离，高度应满足轴承安装尺寸的要求，孔径应与轴径大小相等。

由小齿轮轴的设计部分可知，型深沟球轴承的安装高度为，轴径为，小齿轮与轴承之间的距离为，则小轴套筒靠近轴承处外径为，宽，取靠近小齿轮处套筒外径为。

由大齿轮轴的设计部分可知，型深沟球轴承的安装高度为，轴径为，大齿轮与轴承之间的距离为，则大轴套筒靠近轴承处外径为，宽，取靠近大齿轮处套筒外径为。

套筒材料为钢，调质处理后硬度为，因为套筒只起到轴向定位作用，受到的轴向力较小，所以采用此种型号的钢可以满足要求。

.杆式油标杆式油标的各部分结构尺寸如表.所示，本次设计中选择杆式油标的值为，其余尺寸查表可得。

.本章小结本章系统地进行了整个变速机构的设计，其中包括大齿轮与小齿轮的设计与校核大齿轮轴与小齿轮轴的设计与校核轴承型号的选择与校核联轴器型号的选择键型号的选择与校核密封与润滑方式的选择箱体尺寸的计算和轴承端盖尺寸的计算等。

图.轴承端盖表.套