变速箱设计专业知识
变速箱设计原理
变速箱设计原理
在汽车工程中，变速箱被用于调整发动机的输出转矩和转速，使其适应不同的车速条件。
它能够提供多个齿轮比，以实现高速、低速和适中速度的平滑变化。
变速箱一般由多个齿轮和轴组成。
其中，输入轴连接发动机，输出轴连接汽车驱动轮。
变速箱的基本原理是通过不同大小的齿轮间的啮合来实现不同齿轮比的转换。
变速箱的工作原理涉及到两个主要组件：离合器和齿轮系统。
当驾驶员准备换挡时，离合器会断开发动机和变速箱的连接，允许发动机继续运转而不带动变速箱中的齿轮。
然后，驾驶员选择合适的齿轮比，通过操作换挡杆来连接相应的齿轮。
在新的齿轮比正确地与发动机和车速匹配后，离合器会再次连接发动机和输出轴，将动力传递到驱动轮。
不同齿轮比的选择会导致不同的传动效果。
低速齿轮比提供更高的转矩输出，并适用于爬坡和起步时所需的强力。
高速齿轮比则提供更高的车速和燃油效率，并适用于高速公路行驶。
同时，变速箱还可以实现多个齿轮比的平稳过渡。
通过使用同步器和液力离合器等技术，换挡过程可以更加平滑，减少驾驶者和车辆的不适感。
需要注意的是，变速箱的设计原理也有多种不同类型，如手动变速箱、自动变速箱、双离合器变速箱等。
每种变速箱类型都有其独特的工作原理和设计特点，以适应不同的驾驶需求和技
术要求。
总结而言，变速箱的设计原理基于合理的齿轮组合和传动配置，通过离合器的开关和齿轮的啮合，实现发动机输出转矩和转速的调整，使其与车速条件匹配，从而确保汽车在不同驾驶条件下的平稳运行。
变速箱设计与开发的理论与方法
变速箱设计与开发的理论与方法随着技术的不断发展，现代汽车越来越受到人们的关注和青睐。
越来越多的车辆采用了自动变速器技术，这是由多个机械部件以及控制系统协同工作的结果。
变速箱的设计和开发是汽车制造中至关重要的一部分，因为变速箱的性能直接关系到整个汽车的驾驶品质和乘坐舒适度。
本文将介绍变速箱设计和开发的理论和方法。
一、变速箱的概述变速箱是一种能够改变轮轴转速和扭矩输出的机械装置。
在传统的手动变速器中，车祸司机需要通过离合器来临时断开引擎和轮胎之间的连接，以实现换挡。
而自动变速箱使用液压、电子或机械式系统来实现半自动或全自动的换挡，这大大提高了驾驶的舒适性和安全性。
变速箱的基本组成部分包括齿轮、轴承、离合器、制动器、液压系统、控制单元等。
不同的设计和应用需要采用不同的变速箱类型和配置。
二、变速箱设计和开发的理论基础1. 齿轮设计：齿轮是负责传递动力的重要部件。
齿轮设计需要考虑许多因素，包括齿形、模数、压力角、精度等。
齿轮要保证传动效率高、噪音低、寿命长等。
2. 轴承设计：轴承是支持和转动齿轮的重要部件。
轴承设计需要考虑许多因素，包括轴承类型、材料、尺寸等。
轴承要保证承载能力高、摩擦力低、寿命长等。
3. 液压系统设计：液压系统是自动变速器中的重要组成部分，负责控制离合器、制动器和挡位选择。
液压系统设计需要考虑许多因素，包括液压元件的选择、工作压力、高低温性能等。
液压系统要保证响应速度快、能效高、稳定性好等。
4. 控制系统设计：控制系统是自动变速器的“大脑”，负责监测车速、油门开度、发动机转速等参数，以实现自动换挡和手动换挡等功能。
控制系统设计需要考虑许多因素，包括控制算法的选择、传感器的安装位置、仿真和测试等。
控制系统要保证可靠性高、响应速度快、易于升级和维修等。
三、变速箱设计和开发的方法1. 结构拓扑优化：运用拓扑优化方法，可以对变速箱结构进行优化设计，降低材料和成本等。
2. 理论计算和模拟仿真：在设计和开发阶段，可以采用计算机辅助工程技术，进行理论计算和模拟仿真。
变速箱设计
变速箱设计变速箱又叫牙箱,广泛应用于惯性玩具,发条玩具,电动玩具和各类电器产品.牙箱的主要零部件包括:各种齿轮\轴\:5 64321987图中:1 牙箱小盖 2. 马达散热片 3 马达 4 马达齿轮 5 牙箱下壳 6 圆柱齿轮7 轴8 牙箱上壳9 介子一.常用牙箱零件的规格和用途：1.齿轮：齿轮又叫牙仔,是牙箱的主要零件，一般玩具和电器,电子产品牙箱的齿轮用聚甲醛(POM)制作，转速较高或承载较大的齿轮用黄铜制作。
玩具齿轮的模数以0.5居多，也有0.4,0.6,1.0等规格，视具体情况而定.各项技术参数的换算如下：D=MZDe=M(Z+2)Di=M(Z-2)式中De 牙仔外径Di 牙仔根径M 模数Z 齿数D 牙仔分度圆直径根据形状和功能不同，常用的牙仔还可分为以下几种：(1)圆柱齿轮：圆柱齿轮是最常用的齿轮，其外形是圆柱形，如下图所示：两个互相啮合的圆柱齿轮的模数必须相同。
一般大齿轮的厚度为2MM左右，小齿轮的厚度为3-4MM.小齿轮比大齿轮厚一点，可保证齿轮啮合时不会打滑。
一般情况下，一对圆柱齿轮的减速比不可大于5，小齿轮的齿数不可少于6。
一对互相啮合的圆柱齿轮，其中心距应很准确，若中心距过大，则牙箱工作时噪音大且易打滑。
若中心距过小，则牙箱工作时阻力大，且容易卡死。
一对互相啮合的圆柱齿轮的中心距的理论值按以下公式计算：DT=M(Z1+Z2)/2式中DT 中心距M 模数Z1 小齿轮的模数Z2 大齿轮的模数实际设计时可根据具体情况适当调整。
(2)蜗杆：又叫猪肠牙，它是一种特殊的齿轮，当一个圆柱斜齿齿轮的傾斜角度足够大，可以绕圆柱一圈以上时，即为蜗杆。
蜗杆一般和马达连接，可改变传动方向，并可实现大幅度的减速。
蜗杆的表示方法如下：OT _ _ X _ X _ X _孔径长度外径模数头数如OT105X7X6X2.6，意即该蜗杆的头数为单头，模数为0.5，外径7，长度6，孔径2.6。
蜗杆可以和任何模数相同的圆柱直齿齿轮互相啮合。
变速器设计
变速器设计引言变速器是一种用于改变汽车或机械装置传递动力的装置。
它的主要功能是在不同工况下调整输出转速和输出扭矩，以提供适当的动力和效率。
在汽车工业、航空航天、工厂生产线等许多领域都广泛应用。
本文将介绍变速器的设计原理和常见的变速器类型。
变速器的设计原理变速器的设计原理基于传动比的变化。
传动比是输入轴与输出轴的转速之比，它决定了输出转速相对于输入转速的增益或减益。
传动比可以通过不同的齿轮组合来实现。
根据传动比的变化方式，变速器可分为手动变速器和自动变速器两种。
手动变速器通过手动操作换挡杆来改变齿轮组合，实现不同的传动比。
它通常采用常见的手动齿轮设计，其中包括主动齿轮、主动轴、同步器和尾轴等。
当换档时，同步器用于将输出轴与输入轴同步，以确保无顺挂、无冲击的换档操作。
自动变速器采用液力离合器或湿式多片离合器来实现换挡操作。
它通过传感器监测车辆速度、发动机转速等参数，并根据预设的程序自动选择适当的齿轮组合。
自动变速器提供了更高的驾驶舒适性和方便性，但相对于手动变速器来说更加复杂和昂贵。
变速器的类型手动变速器手动变速器是最常见的变速器类型之一。
它通常由多个齿轮组成，齿轮的数量和排列顺序决定了不同的传动比。
手动变速器有不同的档位，通常包括前进档、倒档和空档。
前进档用于正常行驶，倒档用于倒车，而空档则表示没有传动力传递。
手动变速器在使用过程中需要手动操作换档杆，通过将换挡杆移动到不同的档位来改变传动比。
在换挡时，需要使用离合器将发动机与变速器分离，以允许换挡操作的进行。
自动变速器自动变速器是一种能够自动选择适当的传动比的变速器。
它根据车辆的行驶状况和驾驶者的需求，自动进行换挡操作。
自动变速器采用液力离合器或湿式多片离合器来实现换档，并通过电子控制单元（ECU）监测和控制传动比的变化。
自动变速器根据结构和工作原理的不同，可以分为多种类型。
其中包括常规自动变速器、CVT（无级变速器）和双离合器变速器等。
每种类型都有其特点和适用范围，根据不同的需求和偏好可以选择合适的类型。
《变速箱设计》课件
变速箱的类型和特点
总结词
了解不同类型的变速箱及其特点是进 行变速箱设计的关键。
详细描述
变速箱有多种类型，如手动变速箱、 自动变速箱、无级变速箱等。每种类 型的变速箱都有其特点和使用范围， 需要根据实际需求进行选择。
变速箱的基本组成和工作原理
总结词
掌握变速箱的基本组成和工作原理是进行变速箱设计的核心 。
根据变速箱的传动需求和润滑需求，设计合理的油路 方案。
油泵选择
根据油路方案和流量需求，选择合适的油泵类型和规 格。
油路元件设计
根据油路方案和元件需求，设计合理的油路元件，如 滤清器、冷却器等。
箱体设计
箱体结构形式选择
01
根据变速箱的功能和工况选择合适的箱体结构形式，如整体式
、分体式等。
箱体材料选择
高效能 为了满足日益严格的节能环保要 求，未来的变速箱设计将更加注 重提高传动效率，降低能耗和排 放。
轻量化 采用新型材料和优化设计方法， 实现变速箱的轻量化，以减轻车 辆自重和提高燃油经济性。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
通过分析具体的变速箱设计案例，让学生 更好地理解变速箱设计的实际应用和问题 解决。
பைடு நூலகம்
变速箱设计的未来发展趋势
智能化 随着人工智能和大数据技术的发 展，未来的变速箱设计将更加智 能化，能够实现自适应控制和预 测性维护等功能。
模块化与集成化 通过模块化和集成化设计，简化 变速箱的结构和生产流程，提高 产品的可靠性和维修便利性。
齿轮强度分析
对齿轮进行强度分析，确 保齿轮在预期工况下能够 正常工作。
轴承设计
轴承类型选择
汽车变速箱基础知识大全
汽车变速箱基础知识大全汽车变速箱基础知识大全汽车变速箱是汽车发动机和车轮之间传递动力的重要组成部分。
不同类型的变速箱适用于不同类型的车辆和用途。
在了解汽车变速箱的基础知识之前，我们需要了解一些相关的术语和概念。
1.转速转速是发动机转动的速度，通常以每分钟转数（rpm）表示。
发动机的转速取决于引擎负载、燃料供应和驱动轮的转速。
一般来说，较高的转速意味着更高的动力输出，但也意味着更大的燃油消耗和更大的发动机磨损。
2.齿比齿比是指传动系统的输入和输出轴之间的速度比。
在变速箱中，齿比由齿轮的大小和数量决定。
不同的齿比可以改变车辆的速度和驱动力。
3.力矩力矩是引擎输出的扭矩，通常以牛顿米（Nm）或磅英尺（lb-ft）表示。
较高的力矩意味着更大的加速和扭力，但通常也意味着更大的燃油消耗。
4.离合器离合器是连接发动机和变速箱的装置，它的作用是使发动机和变速箱之间断开或连接。
在离合器处于开启状态时，发动机和变速箱之间没有直接的连接，使车辆静止；而在离合器处于闭合状态时，发动机可以传递动力到变速箱。
5.传动轴传动轴是由一系列的齿轮和轴承组成的机械设备，它将发动机的动力传递到车轮上。
传动轴可以通过不同的齿比来控制变速和驱动力。
6.机械变速箱机械变速箱是最基本的变速箱类型，它由一组齿轮和离合器组成。
机械变速箱需要手动换档，通常在车辆的离合踏板和换档杆中进行操作。
机械变速箱相对于其他类型的变速箱来说成本较低，但需要更多的驾驶技巧。
7.自动变速箱自动变速箱是一种自动化的变速器，并且它比机械变速箱更加方便和容易使用。
在自动变速箱中，离合器和换档杆都是自动化的，传动轴通过液压系统和离合器来传递动力。
自动变速箱可以通过不同的模式改变驱动力和速度。
8.无级变速箱无级变速箱是一种新型的变速箱技术，它使用塑料链或金属带作为传动装置，通过改变齿轮的齿比来控制车速和驱动力。
相比传统的自动变速箱，无级变速箱更加顺畅和高效。
总结汽车变速箱是汽车系统中至关重要的部分，它可以影响汽车的性能、燃油效率和驾驶体验。
机械式变速箱设计
机械式变速箱设计机械式变速箱是指使用齿轮和轴承等机械元件来实现传动比变化的一种变速装置。
在汽车工业领域中，机械式变速箱一直是最常见和广泛使用的变速箱类型之一、设计一台高效、可靠的机械式变速箱需要考虑多个因素，包括传动比范围、齿轮设计、换挡机构设计以及系统的布局等。
本文将对机械式变速箱的设计进行详细阐述。
首先，传动比范围是机械式变速箱设计的一个重要指标。
传动比范围是指变速箱能够提供的最低和最高的传动比之间的比值。
设计者需要考虑车辆的使用需求，选择一个适当的传动比范围。
传动比过小会导致车辆在起步时动力不足，而传动比过大则会导致在高速行驶时发动机转速过高，浪费能源。
因此，在设计时需要平衡出行的起步性能和高速行驶的经济性。
其次，齿轮设计是机械式变速箱设计的关键步骤之一、齿轮是传动力的主要元件，设计者需要仔细计算和选择齿轮的模数、齿数、轴向距离等参数。
齿轮的模数决定了齿轮的尺寸和强度，设计者需要根据承受的力矩和速度要求合理选择模数。
齿数是传动比的关键参数，设计者需要通过计算和优化来确定齿数的比例和分布，以满足各档位之间的传动比要求。
轴向距离是指齿轮轴心线之间的距离，设计者需要根据齿轮的尺寸和位置来确定轴向距离，以确保齿轮之间的正确啮合和平稳运转。
此外，换挡机构的设计也是机械式变速箱设计的重要内容。
换挡机构负责将输入轴和输出轴之间的传动比进行切换，实现不同档位的变速。
换挡机构一般由一组离合器和齿轮组成，设计者需要合理选择和配置离合器和齿轮，以确保换挡时的平稳性和快速性。
另外，在设计换挡机构时也需要考虑空间的布局和尺寸的限制，以保证换挡机构可以被安装在车辆中。
最后，机械式变速箱的系统布局也是设计的重要内容。
系统布局包括主减速器、换挡机构、润滑系统和冷却系统等的位置和连接方式。
设计者需要将各个组件合理地布局在车辆中，以确保变速箱的紧凑性和易于维护性。
此外，换挡机构和传动轴的布置方式也需要考虑，以便于与引擎和传动系统的连接。
汽车设计--3变速器设计
直齿：b=Kcm, Kc为齿宽系数，取为4.5~8.0 斜齿：b= Kcmn，Kc取6.0~8.5
5、变位系数的选择原则
◎采用变位的原因：
1）避免齿轮产生根切 2）配凑中心距 3）通过变位影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶
合能力及齿轮的啮合噪声。 ◎变位齿轮的种类：高度变位和角度变位。 1）高度变位：齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。
1、变速器的传动比范围： 指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。 2、最高挡传动比的选取： 直接挡1.0，超速挡0.7～0.8。
3、最低挡传动比选取：
影响因素：
发动机的最大转矩、最低稳定转速；
驱动轮与路面间的附着力； 主减速比与驱动轮的滚动半径；
Ft max Ff Fi max
汽车的最低稳定车速。
1、中间轴式变速器
❖ 多用于FR，RR布置的 乘用车和商用车上
❖ 能设置直接挡，直接挡 效率高
❖ 一挡传动比能设计较大
❖ 一轴与输出轴转向相同 （挂前进档时）
❖ 零件多，尺寸、质量大
2、两轴式变速器
❖ 结构简单、紧凑、轮廓 尺寸小
❖ 中间挡位传动效率高、 噪音低（少了中间轴、 中间传动齿轮）
❖ 不能设置直接挡，高挡 位时噪音高（轴承齿轮 均承载），且效率略比 三轴式低
第三章 机械式变速器设计
本章主要学习 ❖ （1）变速器的基本设计要求； ❖ （2）各种形式变速器的结构布置特点（☆）； ❖ （3）变速器主要参数的选择 （☆）； ❖ （4）变速器的设计与计算（☆）； ❖ （5）同步器设计的基本方法； ❖ （6）变速器操纵机构及基本结构元件； ❖ （7）机械式无级变速器简介。
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汽车变速器设计动力院变速箱部目录第一节：摩擦离合器的滑磨及其热工况 (2)第二节：变速器齿轮的强度计算与材料选择 (6)2.1齿轮损坏的原因及形式………………………..2.2圆柱齿轮强度的简化计算方法…………….2.3根据GB3480-83编制的汽车变速器圆柱齿轮强度的计算方法…………2.4变速器齿轮的材料及热处理…………第三节：变速器轴 (13)3.1变速器轴…………………………………………..3.2变速器轴承……………………………..…………第一节：摩擦离合器的滑磨及其热工况离合器除了要传递发动机的最大扭矩和变速器换档时通过它来切断动力传递外，还要保证汽车能平稳起步和防止传动系过载。
后两条功能是通过离合器主、从动部分的滑磨来实现的。
因此，滑磨是离合器工作中的一项重要的特征。
离合器滑磨的结果，不仅会使摩擦片磨损，而且会引起压盘、飞轮等零件升温。
而摩擦表面温度的过分升高将加剧摩擦片的磨损，降低摩擦系数及离合器的使用寿命。
试验证明，摩擦表面的温度由20℃升至100℃时，摩擦片的磨损将增加一倍。
离合器在起步过程中的滑磨过程长、比换档时严重的多。
而在汽车使用中，在交通频繁的城市内，起步次数相当频繁，如果再加上换档时对离合器的使用，则离合器的接合次数相当频繁，滑磨相当严重。
离合器滑磨的严重程度常用滑磨功来衡量。
离合器的滑磨功是指离合器在接合过程中有多少机械能转换成热能。
离合器的滑磨功愈大，则零件的温升和磨损也会愈严重。
滑磨功的大小表征了离合器摩擦表面磨损的严重程度。
而滑磨功的大小除与离合器本身的结构及参数有关外，还与其使用情况有关。
例如汽车起步时离合器的滑磨功较大，在坏路面起步时滑磨功则更大，而在行驶时滑磨功则较小。
在汽车起步前，首先要踩下离合器踏板使主、从动部分分离，再挂变速器低档。
这时，离合器主动部分的角速度与发动机一致，为0ω点，从动部分经传动系与车轮相连，其角速度为0，起步时司机逐渐放松离合器踏板并逐渐踩下油门踏板。
这时，可将离合器的接合过程分成两个阶段：第一阶段：由于作用在从动盘上的主动力矩c T 小于阻力矩ϕT ，所以从动部分的角速度仍然为0，汽车仍静止不动，但离合器开始滑磨。
第二阶段：由于离合器踏板继续放松，主从动盘之间的压力增大，从动盘的主动力矩大于阻力矩，而发动机的转度上升至一峰值后迅速下降，通过一段时间后主、从动盘的角速度达到一致。
所以整个时间就是第一、第二阶段的时间之和。
换算到离合器从动部分的汽车阻力矩为)/()(T T r t a i r g m m T ηϕϕ+=a m ——汽车总质量 t m ——挂车总质量r r ——车轮的滚动半径ϕ——汽车行驶阻力系数，取01.0=ϕT i ——传动系的传动比T η——传动系的传递效率 g ——重力加速度在离合器最开始接合的一段时间内，从动盘的主动力矩c T 与时间几乎成正比增长， 即kt T c =，系数k 表征离合器的结合速度。
研究汽车起步时离合器接合过程的力学模型。
其中e J 为发动机旋转部分（主要是飞轮）和离合器主动部分的总转动惯量，a J 为汽车及挂车的总平移质量换算动离合器从动轴上的转动惯量。
为了确定滑磨功，先建立力学模型的系统质量运动的微分方程：①e e e T dt d J T =-ω②ωωT dtd J T a c =其中，a J 可由下式确定：2)(222at a c a v m m J +=ω 而离合器从动部分的角速度c ω为T rac i r v =ω 所以得式E 22)(Tr t a a i r m m J +=滑磨功为： ⎰=da T L c a式中 a ——离合器滑磨角， 而dt da c e )(ωω-= 故有 dt T L ct e c s)(0⎰-=ωω相对于e ω和c ω求解这些方程的困难在于e T ，c T 和ϕT 都是随时间变化的、非线性的。
例如发动机转矩e T 与其转速有关，离合器摩擦力矩c T 与接合速度、摩擦系数、摩擦表面的温度等有关。
为了相对地评价离合器结构，先不考虑司机的驾驶技能的影响，并假设离合器为瞬间接合及起步时离合器的摩擦力矩c T 为常量。
为了简化问题并求解式①、②所组成的微分方程，也假设在离合器滑磨过程中e T 及ϕT 亦为常量。
则由式①、②得出系统的主、从动部分的角速度e ω及c ω随时间变化而变化的表达式。
即对于式①、②，先求主动部分（式A ）①⎰⎰=-te c e ed J dt T T 0)(ωωω②)()(0e e e c e J t T T ωω-=-③t J T T ece e e -+=0ωω 对于从动部分（式B ） ①⎰⎰=-ta c ed J dt T T 0)(ωωϕω②c a e J t T T ωϕ=-)( ③t J T T ac c ϕω-=当e ω与c ω的值达到完全一致时滑磨功过程完毕，因此，当式A 中的e ω等于式B 中c ω，则可求出滑磨时间为（式C ）)()(0c e a c e e e a s T T J T T J J J t ---=ϕω在上述假设条件下，系统主、从动部分角速度将与时间t 成线性关系。
依次滑磨功可表达为：2/0s e c t T L ω=式中：s t ——离合器的滑磨时间；0e ω——汽车开始起步时离合器主动部分的初始的初始角速度。
30/00e e n πω=。
其中0e n 为对应于0e ω的发动机转速，rain r /。
将0e ω的表达式及式C 代入上式，则得：)11()1(1800202---•=βπϕe a c ae J J T T J n L由上式及E ，在发动机的高转速0e n 及变速器的高档位下起步，滑磨功会急剧增大。
因为，通过上式计算的滑磨功是其最小可能值，它与接合是否平顺无关，可用于对各种型号的汽车的离合器工作状况的比较计算。
离合器的滑磨功L 与其从动盘摩擦面积∑fA 之比：∑=fA L q /当一档起步且1.0=ϕ时，单离合器[q]值为196~245J/cm 2，双离合器为147~167 J/cm 2。
热平衡方程式为 τmc rL = 压盘温升为 mc rL /=τ许用齿根弯曲应力的上限[σw ]max 及下限[σw ]min ： 对渗碳淬火表面硬化合金钢： [σw ]max =T Rre T re F NTST Y Y S Y Y 11min520δ， MPa(4-3-29) [σw ]min =T Rre T re F NTST Y Y S Y Y 11m in310δ， MPa式中：min F S ——弯曲强度计算的最小安全系数，取1.3； ST Y ——试验齿轮的英里修正系数，可取ST Y =2； NT Y ——弯曲强度计算恶毒寿命系数，货车I 档齿轮取NT Y =1.05，其他各档齿轮及轿车各档齿轮均取NT Y =1；T re Y 1δ——相对齿根圆角敏感系数，11T re Y δ=12102311.09434.0s q ++21T re Y δ=22102311.09434.0s q ++T Rre Y 1——相对齿根表面状况系数，T Rre Y 1=1.0)1(529.0674.1+-z R 若齿根表面粗糙度为2.3∇，则R z =20，这时，T Rre Y 1=0.957。
齿根弯曲强度的检验：按式（4-3-28）计算所得的齿根弯曲应力σw ，应在许用齿根弯曲应力的上限[σw ]max 与下限[σw ]min 之间，若高于上限，则齿根弯曲强度不够；若低于下限，在齿根过于安全。
与接触强度的检验相类似，齿根弯曲强度也可利用强度系数S TF 来检验。
弯曲强度系数S TF 可表达为： S TF =minmax max ][][][w w ww σσσσ-- （4-3-30）S TF =值应在0与1之间，其中，接近于1，说明齿根弯曲强度储备大；接近于0，说明齿根强度储备小；S TF >1则说明齿根过于安全；S TF <0则说明弯曲强度不够，必须修改设计。
4.变速器齿轮的材料及热处理现代汽车变速器轮齿大部分大都采用渗碳合金钢制造，使轮齿表层的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合，以大大提高其接触强度、弯曲强度及耐磨性。
在选择齿轮的词阿廖及热处理时 也应考虑到其机械加工性能及制造成本。
国产汽车变速器齿轮的常用材料是20CrMnTi （过去的钢号是18CrMnTi ），也有采用20Mn2TiB ，20MnVB ，20MnMoB 的，对于大模数的重型汽车变速器齿轮，可采用25CrMnMo ，20CrNiMo ，12Cr3A 等钢材，这些低碳合金钢都需随后的渗碳、淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶粒。
为消除 内应力，还要进行回火。
变速器齿轮轮齿表面渗碳层深度的推荐范围如下：nm≤3.5 渗碳层深度0.8～1.2mm3.5<nm<5 渗碳层深度0.8～1.3mmnm≥5渗碳层深度1.0～1.6mm渗碳齿轮在淬火、回火后，要求轮齿表面硬度为HRC58～63，心部硬度为HRC33～48。
某些轻型以下的载货汽车和轿车等变速器的小模数（nm<3.0～3.75）齿轮，采用40Cr或35Cr钢并进行表面氰化处理。
这种中碳铬钢具有满意的锻造性能及良好的强度指标，氰化钢热处理后变形小也是其优点。
但由于氰化层较薄且钢的含碳量又高，故接触强度和承载能力均受到限制，但对于氰化齿轮，氰化层深度一般为0.2～0.4mm，不应小于0.2mm，表面硬度为HRC48～53。
第二节：变速器齿轮的强度计算与材料选择2.1、齿轮损坏的原因及形成齿轮在啮合过程中，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，其断面为一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。
而常见的断裂则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之间扩展到一定深度厚度后产生的折断，其破坏断面在疲劳裂缝部分呈光华表面，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表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，使齿面上形成大量后的扇形小麻点，即所谓点蚀。
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，由于齿面相对华东速度高、接触压力大且接触区产生高温而使新面间的润滑油膜破坏，使齿面直接接触。