搜索

官方北京赛车注册网站
变速箱主要全参数地选择计算

类别:公司新闻   发布时间:2019-11-30 22:24   浏览:

  适用尺度案牍 第三章 变速箱首要参数的拔取 依据变速箱行使的现实局面,纠合同类变速箱的计划数据和经历,来举行本 计划的首要参数的拔取,包罗:挡数、传动比限度、中央距、表形尺寸、齿轮参 数等。 3.1 挡数 变速箱的挡数可正在 3~20 个挡位限度内转折。凡是变速箱的挡数正在 6 挡以下, 当挡数进步六挡此后,可正在 6 挡以下的主变速箱根源上,再筑设副变速箱,通过 两者的组合获取多挡位变速箱。 传动系的挡位增加后,减少了选用适合挡位使动员机处于事务处境的机遇, 有利于提升燃油经济性。因而,轿车手动变速箱已根本采用 5 挡,也有 6 挡的。 近年来,为了低重油耗,变速箱的挡位也有减少的趋向。动员机排量大的乘用车 多用 5 个挡。【本计划采用 5 个挡位】 3.2 传动比限度 变速箱传动比的限度是指变速箱最低挡传动比与最高挡传动比的比值。高挡 凡是是直接挡,传动比为 1.0;有的变速箱最高挡是超速挡,传动比为 0.7~0.8。 影响最低挡传动比挑选的身分有:动员机的最大转矩和最低安定转速所央浼的汽 车最大爬坡技能、驱动轮与道面间的附出力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及 所央浼到达最低安定性是车速等。目前乘用车的传动比限度正在 3.0~5.4 之间, 总质地轻些的商用车正在 5.0~8.0 之间,其他商用车则更大。 本计划依据已给条目,最高挡挡选用超速挡,传动比为 i1=3.5,i2=2.5,北京pk10官方注册网站是多少 i3=2.0,i4=1.5,i5=0.95,iR=3.5(倒挡) 所给相邻挡位间的传动比比值正在 1.8 以下,利于换挡。 3.3 中央距 A 对中央轴式变速箱,变速箱中央距是指中央轴与第二轴轴线之间的隔断。它 是一个根本参数,其巨细不但对变速箱的表形尺寸、体积和质地巨细有影响,而 且对齿轮的接触有轻度有影响。中央距越幼,齿轮的接触应力越大,齿轮寿命越 短;变速箱的中央距取的越幼,会使变速箱长度减少,并因而而使轴的刚度被削 弱和使齿轮的啮合形态阻挠。 中央轴式变速箱中央距 A(mm)实在定,可依据对已有变速箱的统计而得出 文档大全 适用尺度案牍 的经历公式初定: A ? KA 3 TImax (3-1) 式中:KA——中央距系数。对轿车,K A =8.9~9.3;对货车,K A =8.6~9.6; 对多挡主变速箱,K A =9.5~11; TImax ——变速箱处于一挡时的输出扭矩(此处意为最大转矩)。 故可得出初始中央距:A=66.86mm,圆整取 A 为 67mm。 3.4 表形尺寸 变速箱的横向表形尺寸,可依据齿轮直径以及倒挡中央齿轮和换挡机构的布 置开始确定。 乘用车四挡变速箱壳体的轴向尺寸 3.0~3.4A。商用车变速箱壳体的轴向尺 寸与挡数相合: 四挡(2.2~2.7)A 五挡(2.7~3.0)A 六挡(3.2~3.5)A 当变速箱选用的挡数和同步器多时,中央距系数 KA 应取给出系数的上限。 为检测便当,A 取整。 本计划为五速手动变速箱,其壳体的轴向尺寸是 3x67=201mm。 3.5 齿轮参数 3.5.1 模数 齿轮模数是一个要紧参数,影响它挑选的身分良多,如齿轮的强度、质地、 噪声、工艺等。 挑选齿轮模数平常效力的规则有: 正在变速箱中央距相似的环境下,挑选较幼的模数,就能够减少齿轮的齿数, 同时减少齿宽可使齿轮啮合的重合度减少,并淘汰齿轮噪声;为使质地幼些,应 该减少模数,同时减幼齿宽;从工艺方面探讨,各挡齿轮应当选用一种模数,而 从强度方面探讨,各挡齿轮应有分别的模数;淘汰乘用车齿轮事务噪声有较为重 要的旨趣,因而齿轮的模数应选的幼些;对货车,减幼质地比减幼噪声更要紧, 此时齿轮应当选用大些的模数;变速箱低挡齿轮应选用较大些的模数,其他挡位 选用另一种模数。所选模数应适宜 GB/T 1357-2008 规则的通用呆滞和重型呆滞 用直齿和斜齿渐开线圆柱齿轮的法向模数。 第一轴常啮合斜齿轮的法向模数 mn mn ? 0.47 3 Temax mm (3-2) 文档大全 适用尺度案牍 T1max ? Te maxi1? 式中? 为变速箱传动效劳,取 96%;Te max 为动员机最大转矩。 由 4-3 式得Te max =122Nm,进而求得 mn =2.33,取 m=2.5。 一挡直齿轮的模数 m (3-3) 通过打算 m=2.45,取 m=3。 m ? 0.333 T1max mm (3-4) 同步器和啮合套的接合多数采用渐开线齿形。因为筑设工艺上的来由,统一 变速箱中的纠合套模数都取相似,轿车和轻型货车取 2~3.5。【本计划取 2.5】 3.5.2 齿形、压力角 α 、螺旋角 β 和齿宽 b 齿轮压力角较幼时,重合度较大并低重了轮齿刚度,传动平定,能淘汰进入 啮合和退出啮适时的动载荷,使传动平定,有利于低重噪声;压力角较大时,可 提升轮齿的抗弯强度和表观接触强度。汽车变速箱齿轮的齿形、压力角、螺旋角 按表 3-1 挑选。 项目 车型 轿车 平常货车 重型车 表 3-1 汽车变速箱齿轮的齿形、压力角与螺旋角 齿形 压力角 α 螺旋角 β 高齿并修形的齿形 14.5°,15°,16°16.5° 25°~45° GB1356-78 规则的尺度齿形 20° 20°~30° 同上 低挡、倒挡齿轮 22.5°,25° 幼螺旋角 因国度规则的尺度压力角为 20°,以是变速箱齿轮广大采用压力为 20°。 啮合套或同步器取 30°;斜齿轮螺旋角 β 取 30°。 应当防卫的是拔取斜齿轮的螺旋角时应力图使中央轴上是轴向力互相抵消。 为此,中央轴上的全面齿轮一律取右旋,而第一轴和第二轴上的的斜齿轮取左旋, 其轴向力经轴承盖由壳体承袭。 齿轮宽度 b 的巨细直接影响着齿轮的承载技能,b 加大,齿的承载技能增高。 但试验注脚,正在齿宽增大到肯定数值后,因为载荷分拨不屈均,反而使齿轮的承 载技能低重。以是,正在确保齿轮的强度条目下,尽量挑选较幼的齿宽,以有利于 减轻变速箱的重量和缩短其轴向尺寸。 凡是依据齿轮模数 m(mn)的巨细来选定齿宽: 直齿 b=kcm,kc 为齿宽系数,取为 4.5~8.0 斜齿 b= kcmn,kc 取为 6.0~8.5 b 为齿宽(mm)。采用啮合套或同步器换挡时,其接合齿的事务宽度初选时取 2~4mm。 文档大全 适用尺度案牍 第一轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大少少,使接触线长度减少,接触应 力低重,以提升传动的平定性和齿轮寿命。模数相似的各挡齿轮,挡位低的齿轮 的齿宽系数获得稍大。 3.5.3 齿轮变位系数的拔取 齿轮的变位是齿轮计划中一个异常要紧的合节。采用变位齿轮,除为了避免 齿轮形成根切和配凑中央距以表,它还影响齿轮的强度,操纵平定性,耐磨性、 抗胶合技能及 齿轮的啮合噪声。 由几对齿轮安设正在中央轴和第二轴组归并组成的变速箱,会因确保各挡传动 比的需求,使各互相啮合齿轮副的齿数和分别。为确保各对齿轮有相似的中央距, 应对齿轮举行变位。当齿数和多的齿轮副采用尺度齿轮传动或高度变位时,对齿 数和少些的齿轮副应采用正角度变位。角度变位可获取杰出的啮合本能及传动质 量目标,采用得多。对斜齿轮传动,还能够通过拔取适合的螺旋角来到达中央距 相似的央浼。 变速箱齿轮是正在承袭轮回负荷的条目下事务,有时还承袭抨击负荷。关于高 挡齿轮,其首要损坏地步是齿面疲乏剥落,因而应按确保最大接触强度和抗胶合 剂耐磨损最有利的规则拔取变位系数。为提升接触强度,应使总变位系数尽能够 取大少少,如许两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远,以增大齿廓曲率半径,减幼接 触应力。关于低挡齿轮,因为幼齿轮的齿根强度较低,加之通报载荷较大,幼齿 轮能够展现齿根弯曲断裂的局面。 总变位系数越幼,一对齿轮齿根总厚度越薄,齿根越弱,抗弯强度越低。但 是因为轮齿的刚度较幼,易于摄取抨击振动,故噪声要幼些。 依据上述原故,为低重噪声,变速箱中除去一、二挡和倒挡以表的其他各挡 齿轮的总变位系数要选用较幼的少少数值,以便获取低噪声传动。此中,一挡主 动齿轮 10 的齿数 Z10=15<17,因而一挡齿轮需求变位。 变位系数 ? ? 17 ? Z 17 (3-5) 式中 Z 为要变位的齿轮齿数。【本计划中变位系数依据上式 3-5 求得】 3.5.4 齿顶高系数 齿顶高系数对重合度、轮廓精度、事务噪声、轮齿相对滑动速率、轮齿根切 和吃定厚度等有影响。若齿顶高系数幼,则齿轮重合度幼、事务噪声大;但因齿 轮受到的弯矩减幼,轮齿的弯曲应力也淘汰。因而,过去因齿轮加工精度不高, 并以为齿轮上受到的载荷几种效率正在齿顶上,以是曾采用过齿顶高系数为 文档大全 适用尺度案牍 0.75~0.80 的短齿造齿轮。 正在齿 9 轮加工精度提升此后,短齿造齿轮不再被采用,包罗我国正在内,规则 齿顶高系数取为 1.0。本计划中也取齿顶高系数为 1.0。 3.6 各挡齿轮齿数的分拨 正在初选中央距、齿轮模数和螺旋角此后,可依据变速箱的挡数、传动比和传 动计划来分拨各挡齿轮的齿数。下面纠合本计划来证据分拨各挡齿数的办法。 3.6.1 确定一挡齿轮的齿数 一挡传动比 i1 ? Z2 Z1 ? Z9 Z10 (3-6) 为了确定 Z9 和 Z10 的齿数, 先求其齿数和 Z ? : 2A Z? ? m 此中 A =67mm、m =3;故 有 Z? ? 44.7 。 (3-7) 图 3-1 三轴五速变速箱示贪图 乘用车中央轴式变速箱 i1 ? 3.5 ~ 3.9 时,则中央轴上一挡齿轮的齿数 Z10 可正在 15~17 之间挑选,此处取 Z10 =15,则可得出 Z 9 =30。 上面依据初选的 A 及 m 打算出的 Z? 能够不是整数,将其调剂为整数后,从式 (3-7)看出中央距有了转折,这时应从 Z? 及齿轮变位系数反过来打算中央距 A, 再以这个厘正后的中央距举动此后打算的按照。 这里 Z? 厘正为 45,则依据式(3-7)反推出 A=67.5mm。 3.6.2 确定常啮合齿轮副的齿数 由式(3-6)求出常啮合齿轮的传动比 Z2 Z1 ? i1 ? Z10 Z9 (3-8) 文档大全 适用尺度案牍 由一经得出的数据可确定 Z2 ? 1.75 而常啮合齿轮的中央距与一Z1挡齿轮的中央距相称 A ? mn (Z1 ? Z2 ) 2 cos ? ○1 (3-9) 由此可得: Z1 ? Z2 ? 2Acos ? mn 而依据已求得的数据可打算出: Z1 ? Z2 ? 47 。 ○2 ○ ○ 1 与 2 联立可得: Z1 =17、 Z2 =30。 则依据式(3-6)可打算出一挡现实传动比为:i1=3.53 。 (3-10) 3.6.3 确定其他挡位的齿数 二挡传动比 而 i2 ? 2.5 ,故有: i2 ? Z2 Z1 ? Z7 Z8 Z7 ? 1.417 Z8 ( 3-11 ) ○3 关于斜齿轮, Z? ? 2Acos ? mn (3-12) 故有: Z7 ? Z8 ? 47 ○4 ○3 联立○4 得: Z7 ? 28、Z8 ? 19 。 按同样的办法可辞别打算出:三挡齿轮 Z5 ? 26、Z6 ? 21;四挡齿轮 Z3 ? 21、Z4 ? 26 。 3.6.4 确定倒挡齿轮的齿数 平常环境下,倒挡传动比与一挡传动对比为切近,正在本计划中倒挡传动比 ig 取 3.5。中央轴上倒挡传动齿轮的齿数比一挡主动齿轮 10 略幼,取 Z12 ? 13 。 而凡是环境下,倒挡轴齿轮 Z13 取 21~23,此处取 Z13 =23。 由 可打算出 Z11 ? 26 。 i1 ? Z11 Z13 ? Z13 Z12 ? Z2 Z1 ( 3-13 ) 故可得出中央轴与倒挡轴的中央距 A?= 1 2 mn (Z12 ? Z13 ) =45mm (3-14) 而倒挡轴与第二轴的中央: A?? ? 1 2 mn (Z11 ? Z13 ) =61.25mm。 (3-15) 文档大全 40 北部 30 适用尺度案牍 20 各挡齿轮相干参数如下表 3-2 所示: 10 表 3-2 齿轮相干参数 0第名一称季度 第三季度 分度圆 基圆 符号 齿数 z 模数 m 直径 d 直径 (mm) db 1 轴常啮合齿轮 Z1 17 42.5 39.9 中央轴 5 挡齿轮 Z2 30 75 70.5 4 挡从动齿轮 Z3 21 52.5 49.3 4 挡主动齿轮 Z4 26 2.5 3 挡从动齿轮 Z5 26 65 61.1 65 61.1 3 挡主动齿轮 Z6 21 52.5 49.3 2 挡从动齿轮 Z7 28 70 65.8 2 挡主动齿轮 Z8 19 47.5 44.6 1 挡从动齿轮 Z9 30 3 1 挡主动齿轮 Z10 15 90 84.6 45 42.3 倒挡从动齿轮 Z11 26 65 61.1 倒挡主动齿轮 Z12 12 2.5 30 28.2 倒挡轴齿轮 Z13 23 57.5 54.0 压力角α 20° 螺旋角β 30° 0° 30° 齿宽 b (mm) 20 18 20 18 22 22 20 22 20 22 20 22 22 文档大全 适用尺度案牍 第四章 变速箱齿轮的强度打算和质料拔取 4.1 齿轮的损坏样式 变速箱齿轮的损坏样式首要有:轮齿折断、齿面疲乏剥落(点蚀)、搬动换 挡齿轮端部阻挠以及齿面胶合。 轮齿折断分一下两种环境:轮齿受到足够大的抨击载荷效率,变成轮齿弯曲 折断;轮齿正在反复载荷效率下,齿根形成疲乏裂纹,裂纹扩展深度渐渐加大,然 后展现弯屈折断。前者正在变速箱中展现的极少,然后者展现的较多。 轮齿事务时,一对齿轮互相啮合,齿面互相挤压,这时存正在于吃面藐幼漏洞 中的润滑油压升高,并导致漏洞扩展,然后齿面表层展现块状剥落而酿成幼麻点, 称之为齿面点蚀。它使齿形差错加大,产敏捷载荷,并能够导致轮齿折断。 用搬动齿轮的办法结束换挡的低挡和倒挡齿轮,因为换挡时两个进入啮合的 齿轮存正在角速率差,换挡霎时正在轮齿端部形成抨击载荷,并变成损坏。 4.2 轮齿强度打算 与其他呆滞装备用变速箱对比,分别用处汽车的变速箱齿轮操纵条目仍是相 似的。另表,汽车变速箱齿轮所用的质料、热处分办法、加工办法、精度品级、 支持办法也根本一概。如汽车变速箱齿轮用低碳合金钢筑设,采用剃齿或齿轮精 加工,齿轮表观采用渗碳淬炎热处分工艺,齿轮精度不低于 7 级。因而,比用于 打算通用齿轮强度公式更为简化少少的打算公式来打算汽车齿轮,同样能够获取 较为凿凿的结果。本计划正在这里所拔取的齿轮质料为 40Cr,采用打算汽车变速箱 齿轮强度用的简化公式。 4.2.1 轮齿弯曲强度打算 1)直齿轮弯曲应力 ? W ?W 式中:?W 为弯曲应力(MPa); ? Ft10 K? K f bty Ft10 为一挡齿轮 10 的圆周力(N), F10 =2Tg/d;此中 Tg 为打算载荷(N·mm),d 为节圆直径; K? 为应力鸠合系数,可近似取 1.65; K f 为摩擦力影响系数,主动齿轮取 1.1,从动齿轮取 0.9; b 为齿宽(mm),取 18; (4-1) t 为端面齿距(mm),t=π m; 文档大全 适用尺度案牍 y 为齿形系数。 如图 4-1 所示,当处于一挡时,中央轴上的打算扭矩为: Tg ? Temax ? Z9 Z10 ? Z2 Z1 =122? 1000? 30/15? 30/17 ( 4-2 ) =430588Nm 故由 F10 ? 2Tg 能够得出 Ft10 ;再将所得出的数据代入式(5-1)可得 d ?w9 ? 533.01MPa 当打算载荷取效率到变速箱第一轴上 的最大扭矩Temax 时,一挡直齿轮的弯曲应力 正在 400~850MPa 之间。 2)斜齿轮弯曲应力 ?w ? F1K? btyK? (4-3) y 式中 K? 为重合度影响系数,取 2.0;其他 参数均与式(4-1)说明相似, K? ? 1.50 , 图 4-1 齿形系数图 拔取齿形系数 y 时,按当量模数 zn ? z / cos3 ? 正在图(4-1)中查得。 二挡齿轮圆周力: Ft8 ? Ft 7 ? 2Tg d8 ( 4-4 ) 依据斜齿轮参数打算公式可得出: Ft8 ? Ft7 =6798.8N 齿轮 8 确当量齿数 zn ? z / cos3 ? =47.7,由图(5-1)得: y8 ? 0.153。 故 ? w8 ? 6798.8?1.5 20? 7.85? 0.153? 2 ? 212.28MPa 同理可得: ? w7 ? 231.99MPa 。 文档大全 适用尺度案牍 按照打算二挡齿轮的办法能够得出其他挡位齿轮的弯曲应力,其打算结果如 下: 三挡: ? w5 ? 276.2MPa ? w6 ? 266.4MPa 四挡: 五挡: ? w1 ? 211.5MPa ? w2 ? 197.4MPa ? w3 ? 218.8MPa ? w4 ? 216.98MPa 当打算载荷取效率到第一轴上的最大扭矩时,对常啮合齿轮和高挡齿轮,许用 应力正在 180~350MPa 限度内,因而,上述打算结果均适宜弯曲强度央浼。 4.2.2 齿轮接触应力 ? j ? j ? 0.418 FE b ? ? ? 1 ?z ? 1 ?b ? ? ? ( 4-5 ) 式中,? j ----齿轮的接触应力(MPa); F ----齿面上的法向力(N), F ? F1osc(/osc ) ? F1 ----圆周力正在(N), F1 ? 2Tg / d ; ? ----节点处的压力角(°); ?; ? ----齿轮螺旋角(°); E----齿轮质料的弹性模量(MPa),查材料可取 E ? 190?103 MPa ; b----齿轮接触的现实宽度,20mm; ?z、?b ----主、从动齿轮节点处的曲率半径(mm)。 直齿轮: ?z ? rz sin? ?b ? rb sin? (4-6) (4-7) 斜齿轮: ?z ? ?rz sin? ? / cos2 ? ?b ? ?rb sin? ? cos2 ? 此中, rz、rb 辞别为主从动齿轮节圆半径(mm)。 (4-8) (4-9) 将效率正在变速箱第一轴上的载荷 Temax 举动打算载荷时,变速箱齿轮的许用接 触应力 ? j 见下表: 文档大全 适用尺度案牍 齿轮 一挡和倒挡 常啮合齿轮和高挡 表 4-1 变速箱齿轮的许用接触应力 渗碳齿轮 ? j /MPa 液体碳氮共渗齿轮 1900~2000 950~1000 1300~1400 650~700 通过打算能够得出各挡齿轮的接触应力辞别如下: 一挡: 二挡: 三挡: 四挡: 五挡: 倒挡: ? j1 ? 1998.61MPa ? j2 ? 1325.17MPa ? j3 ? 1233.1MPa ? j4 ? 1208.5MPa ? j5 ? 1015.78MPa ? jR ? 1904.32MPa 比照上表可知,所计划变速箱齿轮的接触应力根本适宜央浼。 文档大全