汽车设计指导书-变速器

三、变速器主要参数的计算

1. 中心距A

初选中心距A 时，可根据下述经验公式计算

A K A 3

T emax i 1 g

式中，A 为变速器中心距； K A 为中心距系数，乘用车： K A = 8.9~9.3 ，商用车: K A = 8.6~9.6 ；

T emax 为发动机最大转矩；i 1为变速器一档传动比；

g 为变速器传动

效率，取96%

2. 齿轮参数

齿轮参数需要选取模数、压力角a 、螺旋角3、齿宽

3. 各档齿轮齿数的分配

在初选中心距、齿轮模数和螺旋角后，可根据变速器的档数、传动比和传动方案来 分配各档齿轮

的齿数。具体方法可参考教材汽车设计（第 4版）P94-96页。

四、齿轮强度、刚度、可靠性计算

1 •计算各组齿轮的传递扭矩

2 •各轮的分力

M = 9550 N/n ( N m ) N = kW n =转/分 =7024 N/n ( N m )

N = Hp n =转/分

F y

F x 丄上

A ”

故计算得：

F x -d F cos — M，得F x、F

2 2

F y F x tg 得F y

3•力学简图

我们可以绘制出齿轮上的力学模型。

4 •齿轮计算公式：在机械原理和机械设计中我们已经系统地学习了渐开线齿轮的计算。因为齿轮的计算考虑的因素很多，我国各行业间尚未统一，因此我们一般按照机械工业部门的标准来设计，提请注意，使用不同的资料时一定要认真阅读，确定在使用资料，切忌不假思索地套用。设计时：可根据教科书或到图书馆查找相关资料。

五、轴类计算

轴类零件的设计计算是设计的最重 要的计算

内容，设计到零件的强度、刚 度，几乎动用了整个

大学里所学的力学 知识，考虑弯扭组合及轴承的支

承方式, 一般情况下，非主轴情况和较小轴向力 的

作用。我们大部分采用滚子向心推力 轴承，便于简

化力学结构，同时也降低 加工难度。

1 .绘制轴的结构图

计算支承反力

2 •绘制扭矩图

3 .绘制弯矩图M x 、M y

4 •轴的强度计算、刚度计算见参

考资料或查阅有关资料或教科书

5.轴的刚度计算

6 .轴的刚度规范

传动轴:

1 El

M x dxdx 1 El

M x dx

y]=0.0003~0.0005 L

齿轮:

::=0.001~0.002 弧度

:y: =0.01~0.03 M n

向心球轴承

[]=0.005rad

轴的计算实例

按照下列已知数据计算两级斜齿圆柱齿轮减速器中间轴的强度（如图 1 ）。

轴的传递扭矩T=4470kgf cm，大轮分度圆直径d i=231mm ，小轮分度圆直径

d2=91mm ，小轮齿根圆直径d f2=84mm ，轴和小轮制成一体，材料为45钢;

b=6500kgf/cm 2, - i=6500kgf/cm 2-i=6500kgf/cm 2;为了减小中间轴上轴承的轴向载荷，第一级大轮和第二级小轮的螺旋

线方向相同；分度圆上螺旋角=8 6 34

解：

轴强度的近似计算

1•计算作用在轴上的力

大轮的受力：

圆周力F1:

图1

F i 2T 2 4470

d i 23.

1

387 kgf

径向力F r1：

387tg20 cos8

6 34 142 kgf

轴向力F a1：

F a i= F i tg =387 tg8 6 34 =55 kgf 小轮的受力:

圆周力F2 :

F2乎

d2 2 4470

9.1

982 kgf

径向力F r2：

F2

F「2 COS tg

982

tg20

cos8 6 34

360 kgf

轴向力F a2：

F a2= F2tg =982 tg8 6 34 =140 kgf 2•计算支反力和弯矩

垂直平面中的支反力:

F1 b c F2c R B 387 15 20 982 20

l

R

F2 a b

Rc r F i a

47

982 12 15 387 12

47

706 kgf

663 kgf

水平面中支反力:

F r1 b c

R B Fa1°.5df1 Fr2 c Fa2 0.5%

55 0.5 23.1 360 20 140 0.5 9.1 142 15 20

47

=74 kgf

F r2 b c F a 2 0.5d f 2 F r1 a F a1 0.5d f 1 Rc ——————

c l

36015 20 140 0.5 9.1 142 12 55 0.5 23.1

47

=144 kgf

质点合力R B、R C

R B.R B2R B?■ 7062742710 kgf

R C.R C2R C2.66321442678 kgf

轴向力F a= F a2 —F a1=140 —55=85 kgf

在具体设计轴承时，F a应由轴向固定的轴承来承受。

垂直弯矩：

截面I —I M WI : M WI R B a 706 12 8472 kgf cm

截面II —

M WII M WII R c c 663 20 13620 kgf cm

II

水平弯矩：

截面I —I M WI、M WI2

M WI R B a 74 12 888 kgf cm

d123.1

M WI2 R B a F a1 74 12 55 - 253 kgf cm

2 2

截面II —II M WII、M wii2 :