汽車設計課程設計 五檔變速器設計

汽車設計課程設計 五檔變速器設計,汽車設計課程設計,五檔變速器設計,汽車,設計,課程設計,五檔,變速器 變速器的設計計算 變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點蝕）、移動換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。變速器在工作時，齒輪受到較大的沖擊載荷作用；一對齒輪相互嚙合，齒面相互擠壓造成齒面點蝕；換擋瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷。所以需要對齒輪進行計算和校核。 1、輪齒設計計算 與其它機械設備用變速器比較，不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，汽車變速器齒輪用的材料、熱處理方法、加工方法、精度級別、支承方式也基本一致。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制作，采用剃齒或磨齒精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級。因此，比用于計算通用齒輪強度公式更為簡化一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣可以獲得較為準確的結(jié)果。 1.1齒輪彎曲強度計算 （1）一擋直齒輪彎曲應力： 3-23 式中： —彎曲應力（MPa）； —圓周力（N），；為計算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）； —應力集中系數(shù)， 取=1.65； —摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪=1.1，從動齒輪=0.9； —齒寬(mm)； —端面齒距，； —齒形系數(shù)，=0.208 因為齒輪節(jié)圓直徑，式中為齒數(shù)，所以將上述有關參數(shù)帶入式3-23后得 3-24 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距時，一、倒擋直齒輪許用彎曲應力在400~850MPa。 對于本設計，取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距根據(jù)傳動比換算到1擋的值，前面已經(jīng)得出=366500N·mm，代入下式 得=797676 N·mm 由公式3-24得： 22 =2×797676×1.65×1.1π×（4.5）3×13×8×0.208 =467.6MPa<[] 滿足設計要求。 倒檔上的倒檔直齒齒輪與一檔齒輪相同，且不承受交變載荷，所以同樣適應。 （2）二擋斜齒輪彎曲應力： 3-25 —彎曲應力（MPa）； —圓周力（N），；為計算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）； ； —斜齒輪螺旋角( °)，8=22°； —應力集中系數(shù)， =1.50； —齒寬(mm)； —法向齒距，； —齒形系數(shù)，=0.18 —重合度影響系數(shù)，=2.0。 將上述有關參數(shù)帶入公式3-25，整理后得到斜齒輪彎曲應力為： 3-26 當計算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)距時，斜齒輪許用彎曲應力在100~250MPa。 由公式3-26得： 2×TgcosKσπ×Z×mn3γKcK? =2×797676×cos22×1.5π×19×43×0.18×8×2 = 201.7MPa<[] 滿足設計要求。 （3）三擋斜齒輪彎曲應力： —斜齒輪螺旋角( °)，6=20°； —齒形系數(shù)，=0.162 由公式3-26得： =2×797676×cos20×1.5π×26×43×0.162×8×2 = 166.0MPa<[] 滿足設計要求。 （4）四擋斜齒輪彎曲應力： —斜齒輪螺旋角( °)，4=25°； —齒形系數(shù)，=0.12 由公式3-26得： =2×797676×cos25×1.5π×32×43×0.12×8×2 = 175.6MPa<[] 滿足設計要求。 （5）五擋斜齒輪彎曲應力： —斜齒輪螺旋角( °)，2=27°； —齒形系數(shù)，=0.09 由公式3-26得： =2×797676×cos27×1.5π×37×43×0.09×8×2 = 199MPa<[] 滿足設計要求。 1.2輪齒接觸應力 3-27 式中： —輪齒的接觸應力（MPa）； —齒面上的法向力（N），；為圓周力； —斜齒輪螺旋角( °)； —齒輪材料的彈性模量（MPa）, —齒輪接觸的實際寬度(mm)； —主動齒輪節(jié)點處的曲率半徑(mm)，直齒輪， 斜齒輪； —從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑(mm)，直齒輪， 斜齒輪； 將作用在變速器第一軸上的載荷作為計算載荷時,變速器齒輪的許用接觸應力見表4.1 表4.1 變速器齒輪的許用接觸應力(MPa) 齒 輪 液體碳氮共滲齒輪 滲 碳 齒 輪 950~1000 1900~2000 一擋和倒擋齒輪 650~700 1300~1400 常嚙合齒輪和高擋齒輪 1.計算第一軸常嚙合齒輪接觸應力 b = Kcmn =8×4.0=32(mm) 由公式3-27得： =810MPa< 滿足設計要求。 2.計算一擋直齒輪接觸應力 b = Kcm =7×4.5=31.5(mm) 由公式3-27得： =685.5MPa<[] 滿足設計要求。 3. 計算二擋常嚙合齒輪接觸應力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =599.8MPa<[] 滿足設計要求。 4. 計算三擋常嚙合齒輪接觸應力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =479.5MPa<[] 滿足設計要求。 5. 計算四擋常嚙合齒輪接觸應力 b = =7×4=28(mm) 由公式3-27得： =447.9MPa<[] 滿足設計要求。 6. 計算倒檔齒輪接觸應力 b = Kcm =7×4.5=31.5(mm) 由公式3-27得： =352MPa<[] 滿足設計要求。 本設計變速器齒輪材料采用20CrMnTi，并進行滲碳處理，大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。滲碳齒輪表面硬度為58~63HRC，芯部硬度為33~48HRC