变速器设计(详细过程完整版)

哈尔滨工业大学本科毕业论文（设计）

倒挡齿轮的许用应力应取下限。

计算倒挡齿轮11,12,13的弯曲应力：

2T倒K?Kf ?w11?3?mz11Kcy11=234.60MPa<400～850MPa

2T2K?Kf ?w12?3?mz12Kcy12=282.84MPa<400～850MPa 2TK?Kf ?w13?3倒?mz13Kcy13=247.98MPa<400～850MPa （2）斜齿轮弯曲应力?w

?w?2Tgcos?K??zmyKcK?3n （3-9）

式中：Tg—计算载荷（N.mm）；

； mn—法向模数（mm）

z—齿数；

?—斜齿轮螺旋角（°）；

K?—应力集中系数，

K?=1.50；

3y—齿形系数，可按当量齿数zn?zcos?在图2-2中查得；

Kc—齿宽系数

Kc=7.0；

K?—重合度影响系数，K?=2.0。

当计算载荷Tg取作用到变速器第一轴上的最大转矩Temax时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180～350MPa范围，对货车为100～

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250MPa。

计算一挡齿轮9，10的弯曲应力：

?w9?2T31cos?K?3?z9mny9KcK?

=239.20MPa<100～250MPa 2T2cos?K??w10?3?z10mny10KcK?

=189.82MPa<100～250MPa

其它各挡齿轮弯曲应力按同样方法计算，列表如表2-3：

表2-3 齿轮弯曲应力

档位 常 一 二 三 五 倒 弯曲应力MPa ?w2:95.87MPa<100～250MPa ?w1:104.37MPa<100～250MPa ?w9:239.20MPa<100～250MPa ?w7:118.39MPa<100～250MPa ?w10:189.82MPa<100～250MPa ?w8:132.19MPa<100～250MPa ?w5:117.26MPa<100～250MPa ?w6:131.75MPa<100～250MPa ?w4:64.44MPa<100～250MPa ?w3:61.56MPa<100～250MPa ?w11:234.60MPa<400～850MPa ?w13:247.98MPa<400～850MPa ?w12:282.84MPa<400～850MPa 2）轮齿接触应力σ

?11????j?0.418? （3-10） ?bdcos?cos???z?b??TgE式中：?j—轮齿的接触应力（MPa）；

； Tg—计算载荷（N m）

d—节圆直径(mm)；

.

?—节点处压力角（°）；

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?—齿轮螺旋角（°）；

E—齿轮材料的弹性模量（MPa）； b—齿轮接触的实际宽度(mm)；

?z、?b—主、从动齿轮节点处的曲率半径(mm)，直齿轮?z?rzsin?、

?b?rbsin?，斜齿轮?z??rzsin??cos2?、?b??rbsin??cos2?；

rz、rb—主、从动齿轮节圆半径(mm)。

弹性模量E=20.6×104 N·mm-，齿宽b?Kcm?Kcmn=7×4=28mm。 变速器齿轮的许用接触应力如下表： 计算一挡齿轮9，10的接触应力

2

T31=634.27N.m，T2=319.18N.m

d9?mz9?84mm，d10?mz10?52mm

d52?z10?rsin??10sin??sin20??8.89mm

z1022d84?b9?rsin??9sin??sin20??14.36mm

b922?j9?0.418T31E?11?????bd9cos???z10?b9??

=1371.11MPa<1900～2000MPa

?j10?0.418T2E?11?????bd10cos???z10?b9??

=1236.20MPa<1900～2000MPa

其他档位齿轮接触应力按同样方法计算，列表如表2-4：

表2-4 各档位齿轮接触应力

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档位 常 一 二 三 五 倒 接触应力MPa ?j1:1010.14MP<1300～1400MP aa?j2:984.76MPa<1300～1400MPa ?w9:1371.11MPa<1900～2000MPa ?j10:1236.20MPa<1900～2000MPa ?j7:1010.97MPa<1300～1400MPa ?j8:1037MPa<1300～1400MPa ?j5: 857.49MPa<1300～1400MPa ?j6：940.32MPa<1300～1400MPa ?j3:916.72MPa<1300～1400MPa ?j4:940.32MPa<1300～1400MPa ?j11::1043.43MPa<1900～2000MPa ?j12:1163.55MPa<1900～2000MPa ?j13:1187.7MPa<1900～2000MPa 4、计算各挡齿轮的受力

（1）一挡齿轮9，10的受力

Ft9?2T312?634.27??103?13691.74N d992.652T22?319.18??103?11130.95N d1057.35Ft9tan?n? 13691.71tan20?/cos24.95??5496.31Ncos?9?10Ft10tan?n? 11130.95tan20?/cos24.95??4468.34N

cos?9?10

Ft10?Fr9?Fr10?Fa9?Ft9tan?9?10?13691.74tan24.95??6370.02N

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