变速器课程设计说明书

东北林业大学0目录第1章变速器的设计与计算.........................................................................11方案的选择................................................................................................................12档数..............................................................................................................................13传动比范围................................................................................................................14变速器各档传动比的定..........................................................................................25中心距的选择............................................................................................................46变速器的外形尺寸.................................................................................................57齿轮参数的选择.......................................................................................................58各档齿轮齿数的分配及传动比的计算............................................................79变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角调整..........................................................11第2章变速器齿轮强度校核....................................................................................161齿轮材料的选择原则..........................................................................................162变速器齿轮弯曲强度校核.................................................................................163轮齿接触应力校核...............................................................................................19第3章轴的设计和校核.................................................................................................211轴的结构和尺寸设计..........................................................................................212初选轴的直径..........................................................................................................213轴的刚度计算........................................................................................................224轴的强度计算........................................................................................................29第4章轴承选择与寿命计算.........................................................................................351输入轴轴承的选择与寿命计算........................................................................352输出轴轴承的选择与寿命计算........................................................................31第5章同步器的选择………………………………………………………………………1同步器的选择412同步器的校核参考文献..................................................................................................................40东北林业大学1第1章变速器的设计与计算1方案的选择最高车速120Km/h整车总质量4800Kg最大功率55Kw最大转矩201N·m最大转矩转速2250r/min前轮胎规格165/60R142档数近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用5～6个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用6个档。商用车变速器采用4～5个档或多档。载质量在2.0～3.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t的货车采用六档变速器。多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。档数选择的要求：1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。因此，本次设计的变速器为6档变速器。3传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.7～0.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。东北林业大学24变速器各档传动比的确定1、主减速器传动比的确定发动机转速与汽车行驶速度之间的关系式为[12]：0377.0iirnuga（3.1）式中：au——汽车行驶速度（km/h）；n——发动机转速（r/min）；r——车轮滚动半径（m）；gi——变速器传动比；0i——主减速器传动比。已知：最高车速maxau=120km/h；最高档为超速档，传动比gi=0.8；车轮滚动半径由所选用的轮胎规格165/60R14得到r=264(mm)；发动机转速n：pn=5500（r/min）；由公式（3.1）得到主减速器传动比计算公式：21.51507.0264.05500377.0377.00aguinri2、最抵档传动比计算按最大爬坡度设计，满足最大通过能力条件，即用一档通过要求的最大坡道角max坡道时，驱动力应大于或等于此时的滚动阻力和上坡阻力（加速阻力为零，空气阻力忽略不计）[13]。用公式表示如下：maxmax0maxsincosGGfriiTtge（3.2）式中：G——车辆总重量(N)；f——坡道面滚动阻力系数(对沥青路面μ=0.011~0.017)；maxeT——发动机最大扭矩(N·m)；0i——主减速器传动比；东北林业大学3gi——变速器传动比；t——为传动效率；R——车轮滚动半径；max——最大爬坡度（一般轿车要求能爬上30%的坡，大约7.16）由公式（3.2）得：tegiTrGGi0maxmaxmax1)sincos(（3.3）已知：m=4800kg；015.0f；20max；r=0.264m；201maxeTN·m；.5.50i；g=9.8m/s2；85.0t，把以上数据代入（3.3）式：58.185.021.5145264.0)20sin8.9120020cos015.08.91200(1gi所以初选一档传动比为5.5maxau=0.377hkmhkmirnt/10/66.5maxmin此处，min/800minrn，检验最低稳定车速在10km/h之内，故传动比合适3、变速器各档速比的配置按等比级数分配其它各档传动比，即：qiiiiiiii54433221.406115.56661iiq16406.1406.1978.145978.1406.1781.22.781406.13.9773.911406.15.5342312iqiiqiiqiiqii东北林业大学45中心距的选择初选中心距可根据经验公式计算[14]：31maxgeAiTKA（3.5）式中：A——变速器中心距（mm）；AK——中心距系数，乘用车AK=8.9~9.3；取29.10AKmaxeT——发动机最大输出转距为201（N·m）；1i——变速器一档传动比为5.5；g——变速器传动效率，取96%。A9.0396.07.2145=106.75mm初取A=106.75mm。6变速器的外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可以根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数、换档机构形式以及齿轮形式。货车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列公式选用：625.373655.35.3ALmm7齿轮参数的选择1、模数选取齿轮模数时一般要遵守的原则是：为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数；从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数。对于轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数应选得小些；对于货车，减小质量比减小噪声更重要，因此模数应选得大些。表3.2汽车变速器齿轮的法向模数乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量am/t东北林业大学5汽车变速器常用齿轮模数一系列1.001.251.52.002.503.004.005.006.00二系列1.752.252.75（3.25）3.50（3.75）4.505.50—货车模数的选取以货车的总质量作为依据，由表3.2选取各档模数为5.3nm，由于对降低噪声和振动的水平要求不高，所以。一档和倒档采用直齿轮，二、三、四、五、六均采用斜齿轮。2、压力角压力角较小时，重合度较大，传动平稳，噪声较低；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于轿车，为了降低噪声，应选用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的压力角。对货车，为提高齿轮强度，应选用22.5°或25°等大些的压力角[15]。国家规定的标准压力角为20°，所以普遍采用的压力角为20°。啮合套或同步器的压力角有20°、25°、30°等，普遍采用30°压力角。本变速器为了加工方便，故全部选用标准压力角20°。3、