1、變速器各擋傳動(dòng)比的確定初選傳動(dòng)比：設(shè)10擋為直接擋，則 =1 = 0.377 式中： 最高車(chē)速 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速 車(chē)輪半徑 變速器最小傳動(dòng)比 主減速器傳動(dòng)比=9549× （轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)=1.11.3）所以，=9549×=231.32r/min 由上述兩兩式取=2400 r/min=0.377×=5.107雙曲面主減速器，當(dāng)6時(shí)，取=90%在5.08.0范圍，=96%， =×=90%×96%=86.4%最大傳動(dòng)比的選擇：滿足最大爬坡度。根據(jù)汽車(chē)行駛方程式 汽車(chē)以一擋在無(wú)風(fēng)、瀝青混凝土干路面行駛，公式簡(jiǎn)化為 即，式中：G作用在汽車(chē)上的重力，汽車(chē)質(zhì)

2、量，重力加速度，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=1025N.m；主減速器傳動(dòng)比，=5.107傳動(dòng)系效率，=86.4%；車(chē)輪半徑，=0.508；滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車(chē)取=0.02；爬坡度，取=16.7° 計(jì)算得8.43 滿足附著條件。 ·在瀝青混凝土干路面，=0.70.8，取=0.75即12.38 得8.4312.38；傳動(dòng)比取=7.45其他各擋傳動(dòng)比的確定： 按等比級(jí)數(shù)原則， 式中：常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為：= =1.25=7.45，=5.96 ， =4.77，=3.81，=3.05， =2.44 ，=1.95，=1.56，=1.25，=1齒輪參數(shù) 模數(shù)對(duì)貨車(chē)，減

3、小質(zhì)量比減小噪聲更重要，故齒輪應(yīng)該選用大些的模數(shù)；從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)。嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開(kāi)線。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。其取值范圍是：乘用車(chē)和總質(zhì)量在1.814.0t的貨車(chē)為2.03.5mm；總質(zhì)量大于14.0t的貨車(chē)為3.55.0mm。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利于換擋。 表1汽車(chē)變速器齒輪法向模數(shù)車(chē)型乘用車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)排量V/L貨車(chē)的最大總質(zhì)量/t1.0V1.61.6V2.56.014.014.0模數(shù)/mm2.252.752.753.003.504.504.506.00表2汽車(chē)變速器常用齒輪模數(shù)一系列1.001.251.52.00

4、2.503.004.005.006.00二系列1.752.252.753.253.503.754.505.50根據(jù)表1及2，齒輪的模數(shù)定為5.0mm。壓力角理論上對(duì)于乘用車(chē)，為加大重合度降低噪聲應(yīng)取用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的壓力角；對(duì)商用車(chē)，為提高齒輪承載能力應(yīng)選用22.5°或25°等大些的壓力角。國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20。 螺旋角實(shí)驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高。在齒輪選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。斜齒輪傳遞

5、轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)力求使中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生的軸向力平衡，以減小軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。因此，中間軸上不同擋位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的。為使工藝簡(jiǎn)便，在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的，或者僅取為兩種螺旋角。貨車(chē)變速器螺旋角：18°26°初選一擋斜齒輪齒輪螺旋角為24° 齒寬直齒，為齒寬系數(shù)，取為4.58.0，斜齒，取為6.08.5。 齒頂高系數(shù)在齒輪加工精度提高以后，包括我國(guó)在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。 中心距A初選中心距時(shí)，可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式 因?yàn)樵撟兯倨鳛橹鞲毕渥兯倨?，需根?jù)主變速器來(lái)確定中確定。則：式

6、中：變速器中心距（mm）；中心距系數(shù)，多檔變速器：=9.511.0；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）；變速器一擋傳動(dòng)比， =3.05；變速器傳動(dòng)效率，取96% ；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=1025N.m 。 則， =136.99158.62初選中心距=153mm。輪齒強(qiáng)度計(jì)算輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算圖3 齒形系數(shù)圖式中：彎曲應(yīng)力（MPa）；計(jì)算載荷（N.mm）；應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=1.65；摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同；主動(dòng)齒輪=1.1，從動(dòng)齒輪=0.9；齒寬（mm）；模數(shù)；齒形系數(shù)，如上圖3當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，一、倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力

7、在400850MPa，貨車(chē)可取下限，承受雙向交變載荷作用的倒擋齒輪的許用應(yīng)力應(yīng)取下限。斜齒輪彎曲應(yīng)力式中：計(jì)算載荷（N·mm）；法向模數(shù)（mm）；齒數(shù)；斜齒輪螺旋角（°）；應(yīng)力集中系數(shù)，=1.50；齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得；齒寬系數(shù)=7.0重合度影響系數(shù)，=2.0。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車(chē)常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180350MPa范圍，對(duì)貨車(chē)為100250MPa。計(jì)算常嚙合齒輪1，2的彎曲應(yīng)力=24，=32， =0.153，=0.113，=964.32N.m，=1221.99N.m，=24.62°，=6.0 = =10

8、3.63MPa<100250MPa = =133.35MPa<100250MPa常嚙合齒輪1，2的接觸應(yīng)力=964.32N.m，=1221.99N.m，=2×154/（1.33+1）=132.19mm，=175.8mm=11.56mm=27.52mm =763.37MPa<13001400MPa= 691.46MPa<13001400MPa齒輪材料的選擇原則1、滿足工作條件的要求 不同的工作條件，對(duì)齒輪傳動(dòng)有不同的要求，故對(duì)齒輪材料亦有不同的要求。但是對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而且齒面硬，齒芯軟。2、合理選擇材料配對(duì) 如對(duì)硬度35

9、0HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在3050HBS左右。為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采用不同鋼號(hào)材料。3、考慮加工工藝及熱處理工藝 變速器齒輪滲碳層深度推薦采用下列值：時(shí)滲碳層深度0.81.2時(shí)滲碳層深度0.91.3時(shí)滲碳層深度1.01.3表面硬度HRC5863；心部硬度HRC3348對(duì)于氰化齒輪，氰化層深度不應(yīng)小于0.2；表面硬度HRC485312。對(duì)于大模數(shù)的重型汽車(chē)變速器齒輪，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，12Cr3A等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材料晶面粒。 速器最大輸入扭矩：735Nm

10、，齒輪傳動(dòng)效率99%，離合器傳動(dòng)效率98%，軸承傳動(dòng)效率97%。第一軸： =/()=735/98%×97%=773.2N.m第一軸花鍵部分的直徑可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩(N·m)按下式初選： 則 =35.842.3mm 花鍵處周徑取36mm第一軸通常和齒輪做成一體，前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。第一軸長(zhǎng)度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動(dòng)盤(pán)轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。第一軸見(jiàn)圖1.2.1齒輪和軸上的受力計(jì)算根據(jù)受力簡(jiǎn)圖1.1，可計(jì)算出變速器的齒輪和軸上的作用力。第一軸：N N2、

11、 求第一軸支反力 圖1.1 =3459.1N =-1785.3N下面計(jì)算各軸在彎矩和轉(zhuǎn)矩作用下的軸應(yīng)力。（1）第一軸的軸應(yīng)力計(jì)算在垂直方向的彎矩為 =-92740MPa 在水平方向的彎矩為 =62485.5MPa則在彎矩和轉(zhuǎn)矩的聯(lián)合作用下 =531994.1528MPa故一軸的軸應(yīng)力為 =116MPa400MPa所以第一軸的強(qiáng)度合格。 工藝分析該零件材料為20CrMnTi，毛坯為模鍛件，硬度為156207HBS，是國(guó)內(nèi)某型號(hào)汽車(chē)變速器上的零件，為大量上產(chǎn)類(lèi)型產(chǎn)品。該零件由徑向孔、內(nèi)孔、外圓柱面、外援錐面、過(guò)度圓角、內(nèi)外環(huán)槽等，適合在數(shù)控車(chē)床上加工 技工技術(shù)要求分析該零件在熱處理前既有眾多的精度

12、要求：打端內(nèi)孔鉆孔直徑24，大端內(nèi)控直徑33，大端內(nèi)孔倒角1.3 x 30度和1.1 x 45度,大端內(nèi)孔里外兩環(huán)槽底徑34.5，小齒輪上外環(huán)槽底徑45.2，小齒輪齒頂外圓直徑47.5，大齒輪齒頂外圓直徑66，右側(cè)外圓軸頸直徑36.4和直徑36.4，大齒輪左側(cè)外圓軸頸右環(huán)槽底徑32.5和左環(huán)槽底徑32，外圓錐小徑及外圓軸頸直徑32，圓錐角度5，小端軸頸17.4及倒角4.5 x 15度，倒角30度及小端軸頸直徑25，小端過(guò)度圓弧R2，小徑直徑26.2，小端外圓軸頸和矩形花鍵外圓對(duì)基準(zhǔn)A B徑向圓跳動(dòng)0.04，右側(cè)外圓軸頸直徑36.4對(duì)基準(zhǔn)A B徑向圓跳動(dòng)0.03，大齒輪左、右端面對(duì)基準(zhǔn)A B端面

13、圓跳動(dòng)0.02，以及其他個(gè)軸向尺寸、粗糙度要求等。 定為基準(zhǔn)選擇該零件先在銑端面打中心孔機(jī)床上完成兩端面及中心孔的加工，為下道工序的加工提供了定位基準(zhǔn)，大端鉆、車(chē)孔后，則以大端內(nèi)孔倒角和小端中心孔為該零件的大多數(shù)工序的定為基準(zhǔn)。另有些工序的軸向定位基準(zhǔn)為大齒輪左端面，徑向定為基準(zhǔn)為36.4外圓軸頸。工藝方案擬定兩端面和中心孔銑端面鉆中心孔外表面各部粗車(chē)精車(chē)大端內(nèi)孔鉆孔直徑24擴(kuò)孔直徑32.2532.15倒角1.3*30度和1.1*45度車(chē)內(nèi)孔直徑33-32.9各內(nèi)外環(huán)槽車(chē) 加工設(shè)備選擇銑端面打中心孔采用銑端面打中心孔機(jī)床加工，外表面各部粗、精車(chē)采用數(shù)控車(chē)床，鉆孔采用立式鉆孔，擴(kuò)孔、車(chē)端面及倒角

14、采用數(shù)控車(chē)床，精車(chē)大端各部采用數(shù)控車(chē)床，倒兩端齒形角采用齒形角采用齒形倒角機(jī)，鉆油孔采用臺(tái)式鉆床，剃齒采用萬(wàn)能剃齒機(jī)。有關(guān)加工順序、工序尺寸及工序要求、夾具、刀具、量具及檢具、切削用量、冷卻潤(rùn)滑液等工藝問(wèn)題詳見(jiàn)變速器一軸工藝過(guò)程卡和工序卡 表1-1 變速器一軸工藝過(guò)程卡零件名稱(chēng)零件材料毛胚種類(lèi)毛胚硬度毛重/kg凈重/kg車(chē)型每車(chē)件數(shù)變速器一軸20CrMnTi模鍛件156-207HBS3.83.2工序號(hào)工序名稱(chēng)設(shè)備名稱(chēng)夾具進(jìn)給量/（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/（m/min）冷卻液T單負(fù)荷/%1銑端面打中心孔銑端面打中心孔機(jī)床專(zhuān)用夾具0.30.1530012005047.12粗精車(chē)

15、小端各部數(shù)控車(chē)床隨即夾具0.10.2510002000100.5414.7乳化液3鉆孔立式鉆床專(zhuān)用夾具0.6218013.57乳化液4擴(kuò)孔、車(chē)端面及倒角數(shù)控車(chē)床專(zhuān)用夾具0.385062乳化液5精車(chē)大端各部數(shù)控車(chē)床專(zhuān)用夾具0.10.28002000108.4295乳化液6倒兩端齒形角齒形倒角機(jī)隨即夾具YQ-157鉆油孔臺(tái)式鉆床專(zhuān)用夾具手動(dòng)315024.7乳化液8剃齒、去內(nèi)孔毛刺萬(wàn)能剃齒機(jī)隨即夾具0.04粗剃0.02精剃7025YQ-159清洗清洗機(jī)10J熱前檢查編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè) 表1-2變速器-軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名陳和代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速箱-軸20CrMnTi工序號(hào)工序

16、名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間1銑端面打中心孔專(zhuān)用夾具銑端面打中心孔機(jī)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速/(mm/r)切削速度/(mm/r)1銑端面：保證軸線尺寸直徑38.5 267.75267.45 圓盤(pán)銑刀（2）0300；0.02深度尺樣板0.3300502打中心孔：保證尺寸55.1直徑4直徑12.5 60度 120度 中心孔鉆（2）0.151 20047.1編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)表1-3變速箱-軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速箱軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間2粗精車(chē)小端各部專(zhuān)用夾具數(shù)控車(chē)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/

17、（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/（m/min）I刀位（保證下列各尺寸1直徑17.4直徑17.3 Ra3.2 4.5X15度機(jī)夾車(chē)刀TNMG220408LFKC935刀片17.4-17.3V卡規(guī)0.252 000109.32直徑25 30度 R20150；0.02游標(biāo)卡尺0.252 0001573直徑 36.4直徑36.35 Ra1.636.4-36.35IV卡規(guī)0.252 000228.64直徑32 直徑50 5度0150；0.02游標(biāo)卡尺0.252 0002013145直徑36.4直徑36.3 Ra1.636.436.3V卡規(guī)0.252 000228.66直徑66直徑65.86

18、軸向231.25230.7 192.23191.77 4.5 46 64 36.736.5卡規(guī)0300； 0.02深度尺樣板0150；0.02游標(biāo)卡尺0.252 000414.7II刀位74直徑32直徑31.9機(jī)夾車(chē)刀N151.2-400-40-5G/526刀片0-150；0.02游標(biāo)卡尺0.11 000100.5III刀位81.7-1.8 直徑32.5直徑32.422.522.56Ra1.6機(jī)夾車(chē)刀L154.0G-16CC01-169/1020刀片1.71.8VII塞板 卡規(guī)量規(guī)0.11 000102編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)表1-4速箱-軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件

19、圖號(hào)變速箱軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間3鉆孔專(zhuān)用夾具立式鉆床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/（m/min）1保證下列尺寸;36.436.724 Ra12.524GB143885鉆頭0200；0.02深度尺 0150 ；0.02游標(biāo)卡尺0.6218013.57編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)表1-5速箱-軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速箱軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間4擴(kuò)孔、車(chē)端面及倒角專(zhuān)用夾具數(shù)控車(chē)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/（m

20、/min）1保證下列尺寸;3232.15 Ra3.2 深26 倒角1.5 x 45內(nèi)孔車(chē)刀0150；0.02游標(biāo)卡尺0200；0.02深度尺0.385062編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)表1-6 變速器一軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速箱軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間5精車(chē)小端各部專(zhuān)用夾具數(shù)控車(chē)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/（mm/r）主軸轉(zhuǎn)速/（r/min）切削速度/（m/min）I刀位 （保證下列各尺寸）122.1622.10直徑47.457直徑47.207機(jī)夾車(chē)刀TNMG220408LFKC935刀片0-25；0.01千分尺卡規(guī)0.22

21、00029521*45度 36.3636.10 Ra6.30150；0.02游標(biāo)卡尺II刀位3保證3 22.1622.10直徑40.5機(jī)夾車(chē)刀N151.2-300-400-5G/525刀片0-150；0.02游標(biāo)卡尺0-25；0.01千分尺0.151000147III刀位4保證：11.1511.05直徑45.2直徑44.951.21.3 Ra3.22*R0.2 (刀具保證)機(jī)夾車(chē)刀N154.0G-16CC01-110/1020刀片卡板卡規(guī)塞規(guī)0.1800125.6IV刀位5保證：直徑33直徑32.901.3 1.1 60度 90度Pa3.2 深26機(jī)夾車(chē)刀CNMG090308-PM4025塞規(guī)

22、32.90-33塞規(guī)0-200；0.02深度尺0.12000198V刀位6保證；26.5026.80 直徑34.5 3 Ra3.2焊接車(chē)刀0-200：0.02深度尺VI刀位7保證；19.3019.51 1.31.2直徑34.50直徑34.60Ra6.3機(jī)夾車(chē)刀R154.0G-16CC01-110-1020刀片量規(guī)塞板0.151000108.4直徑17.04直徑17.3直徑36.4直徑36.3外徑處對(duì)基準(zhǔn)AB 徑跳；0.04偏擺儀0-10；0.01百分表VI刀位直徑36.4直徑36.35軸徑處對(duì)基準(zhǔn)AB 徑跳：0.0322.1622.10兩端面對(duì)基準(zhǔn)AB 端跳：0.02大頂尖小頂尖編制審核批準(zhǔn)共

23、1頁(yè)第1頁(yè) 表1- 7變速箱 軸工序卡（工廠）工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速器軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間 9倒兩端齒形角隨機(jī)夾具齒形倒角機(jī)工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速/(mm/min)切削速度/(mm/min)1保證（兩端）1 x 45度沿齒廓倒去銳角 去掉端面毛刺倒棱刀左刮刀有刮刀編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè) 表1-8變速箱 軸工序卡(工廠)工序卡片產(chǎn)品名稱(chēng)或代號(hào)零件名稱(chēng)材料零件圖號(hào)變速器軸20CrMnTi工序號(hào)工序名稱(chēng)夾具使用設(shè)備車(chē)間10鉆油孔專(zhuān)用夾具臺(tái)式銑床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具量具及檢具進(jìn)給量/(mm/r)主軸轉(zhuǎn)速/(mm/min)切削速度/(mm/min)1保證軸向尺寸43 x直徑 2.5均布 直徑2.5GB 143678鉆頭0150；0.02游標(biāo)卡尺手動(dòng)3 15024.7編制審核批準(zhǔn)共1頁(yè)第1頁(yè)表1 - 9變速箱 軸工序卡