齿轮的设计及校核

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1、2齿轮的设计及校核2.1设计参数及基本参数表2.1设计对象主要参数项目参数前进档档数5最高时速140km/h最大扭矩200Nm/1400r/min最高转速4800r/min传动比范围0.5-5.572.1.1基本参数表表2.2各档传动比传动比/档位一档二档三档四档五档计算值5.573.141.7710.56实际值5.463.201.7610.58表2.3各档齿轮齿数档位/齿数常啮合一档二档三档五档倒档输出轴齿轮214036281836中间轴齿轮3813233141192.2齿轮参数确定2.2.1齿形、压力角α、螺旋角β汽车变速器齿轮的齿形、压力角、及螺旋角按表2.

2、4选取。表2.4汽车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角项目/车型齿形压力角α螺旋角β轿车高齿并修形的齿形14.5°，15°，16°16.5°25°~45°一般货车GB1356-78规定的标准齿形20°20°~30°重型车同上低档、倒档齿轮22.5°，25°小螺旋角压力角一般大的压力角，可提高齿轮的抗弯强度与表面强度，使承载能力加大；而小的压力角，会使重合度加大，降低轮齿刚度，但其减少了动载荷，使传动平稳，降低噪声。本设计的商用汽车要求承载能力大，齿轮的强度高，采用大压力角，全部齿轮选用相同的压力角，按国家标准为20°。2.2.2齿宽（1）设计齿宽的要求设计变速器各齿

3、轮齿宽，应考虑变速器的质量与轴向尺寸，同时也要保证齿轮工作平稳以及轮齿的强度要求。齿宽可以设计得小，这样就可以减少变速器的轴向尺寸和减小质量，工作应力也会加大。而大的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，齿轮会受力不均匀产生偏载，所以应合理设计齿宽的大小。（2）齿宽的设计方案第一轴常啮合齿轮的齿宽可以设计得大一些，使接触应力降低，提高齿轮的传动平稳性，此外，对于选取相同的模数的各档齿轮，档位低的齿轮的齿宽（如一档齿轮齿宽）可以取得稍大一些。因而设计齿宽的时候，将影响总体设计中的变速器总的轴向尺寸。通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿b=(4.5~8.0)m，mm

4、斜齿b=(6.0~8.5)m，mm第一轴常啮合齿轮副齿宽的系数值可取大一些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。一档齿轮：取＝8，则齿宽为23.5mm。二档齿轮：取＝7.5，则齿宽为24.5mm。三档齿轮：取＝7.5，则齿宽为25.5mm。五档齿轮：取＝7.5，则齿宽为27mm。常啮合齿轮：取＝8.5，则齿宽为23.4mm。2.2.3齿轮的几何参数计算一档齿轮副：模数压力角齿轮齿顶高系数：顶隙系数：齿轮数和：理论主中心距：实际主中心距：啮合角：…………………………………………（2.1）变位系数和：……………………………（2.2）小齿数变位

5、系数：大齿轮变位系数：分度圆直径：基圆直径：齿顶高：…………………………………………（2.3）齿顶圆直径：…………………………………………（2.4）齿根圆直径：…………………………（2.5）2.2.4计算各级齿轮的转矩从发动机输入转矩：计算输出转矩：①常啮合齿轮：（为传动效率，取0.99）。②五档齿轮：③三档齿轮：④二档齿轮：⑤一档齿轮：⑥倒档齿轮：2.2.5计算各级齿轮的转速输入转速①中间轴上各档齿轮转速公式：………………………………………………（2.6）②第二轴上各档齿轮转速：一档二档三档五档倒档2.3齿轮的强度校核一档齿轮强度校核2.3.1轮齿接触强度计算1

6、）节圆上名义切向力2）使用系数查得。3）动载系数齿轮节圆上的线速度为：………………………………………（2.7）查得。4）齿向载荷分布系数由于齿轮精度等级为7级，小齿轮是悬臂支承，装配时对研配合，则由公式一档齿轮：………………………（2.8）——齿轮副的工作齿宽，其值为。5）齿间载荷分配系数由于查得。6）节点区域系数由于，，查得。7）弹性系数查得。8）断面重合度由于查得:9）计算接触应力由公式………………………………………………………（2.9）——小齿轮的分度圆直径，其值为；——大齿轮与小齿轮的齿数比，即：；k——载荷系数寿命系数应力循环次数按下式计算：………………

7、………………………………………………………（2.10）——该变速器的使用寿命，平均每天工作10小时，寿命15年，则其值为。则：由公式…………………………………………………………………（2.11）得：10）润滑油膜影响系数查得。11）齿面工作硬化系数查得。12）尺寸系数由公式：…………………………………………………………（2.12）——齿轮端面模数，其值为时，取。得：13）许用接触应力由公式………………………………………………（2.13）得：因此，该齿轮副的许用接触应力为：齿轮接触疲劳强度符合要求，齿轮工作安全可靠。2.3.2轮齿弯曲强度计算1）齿形系数，应力修正系

8、数根据齿数