课程设计说明书(5)

d?0.18?0.21

d0.18?0.21?205.71?240ll?mm

l?240mm

第一轴长度初选：

d?K3Temax?4.0?4.63300?(4.0?4.6)?6.69?26.78?30.774mm

d?27mm dl?0.16?0.18mm

d0.16?0.18?150?168.75l?mm

l取160mm。

d?34.36mm取为35mm。

二轴取为45mm。

2.2.3轴的强度计算

1 轴的挠度验算

轴的挠度和转角可按《材料力学》的有关公式计算。计算时，仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。第一轴常啮合齿轮副，因距离支承点近，负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。变速器齿轮在轴上的位置如图4-3

所示时，若轴在垂直面内挠度为fc，在水平面内挠度为fs和转角为δ，可分别用下式计算：

fc?F1ab3EILF2ab3EIL2222 （4.8）

fs? （4.9）

??式中：

F1ab?b?a?3EIL （4.10）

； F1——齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）

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； F2——齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）

EI——弹性模量（MPa），E=2.1×105 MPa； ——惯性矩（mm4），对于实心轴，I??d464；

，花键处按平均直径计算；a、b为齿轮上的作用 d——轴的直径（mm）

力距支座A、B的距离（mm）；

L——支座间的距离（mm）。

fc?fs?0.2mm22轴的全挠度为f?

轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为[fc]=0.05～0.10mm，[fs]=0.10～0.15mm。齿轮所在平面的转角不应超过0.002rad

[18]。

1 变速器在一档工作时二轴和中间轴的刚度 第一轴轴上受力分析如图4.5所示。 Ft1?2T1d1?2?Tg1cos?mnz?2?300?10?cos233.0?163??6863.52N

Fr1?Ft1tan?ncos??6863.52?tan17cos23???2779.42N

Fa1?Ft1tan??6863.52?tan23??3347.56N 中间轴轴上受力分析如图4.5所示。

2T2d22?Tg2cos?mnz2?300?10?cos23??3.0?423?4216?6863.52 Ft2??N

Fr2?Ft2tan?ncos??Fr1?2779.42Fa2?Ft2tan??Fa1?3347.56N

N

?Ft3?2T3d32?300?10??342163.0?16?cos23?15908.58N

Fr3?Ft3tan?ncos??15908.58?tan17cos23???6088.59N

F.58?tan23?a3?Ft3tan??15908?5169.01N

323??42F2T2?300?10?cos42?Tg4cos?t4?d??16?37234mnz3.0?3537?15908.27N

Fr4?Ft4tan?ncos??Fr3?6088.82N

Fa4?Ft4tan??Fa3?5139.24N

二轴轴刚度校核：

将各已知参数代入公式（4.8）得到：

2222f4abc?Fr3EIL?Fr4ab?643E?d4L

Fr4?6088.85N,a?189mm,b?97mm,L?286mm,d?50mm

f6088.85?1892972?64c??3?2.1?105?3.14?504?286?0.037?[fc]?0.05?0.10

各已知参数代入公式（4.9），（4.10）得到：

2222fFt4ab?6472?1892?972?64s?3EIL?Ft4ab3E?d4L?15909.3?2.1?105?3.14?504?286?0.09678

0.09678?[fs]?0.1?0.15mm

f?f222c?fs?0.0372?0.09678?0.1036?0.2mm

??Fr4ab(b?a)?643EIL?6088.85?189?97(189?97)3?2.1?105?3.14?504?286?0.000002904?0.002rad

所以变速器二轴在一档工作时满足刚度要求。 同理：变速器在一档时中间轴符合刚度要求 变速器二轴在二档工作时满足刚度要求。 变速器在二档时中间轴符合刚度要求。 变速器二轴在三档工作时满足刚度要求。 变速器在三档时中间轴符合刚度要求。 变速器二轴在四档工作时满足刚度要求。

23

2.2.4 轴承的选择与校核

1.一轴轴承的选择与校核

（1）初选轴承型号根据轴承处直径选择6208型号轴承[15]，查得：

Cr?29.5KN，Cor?18KN

（2）计算轴承当量动载荷P

当变速器在一档工作时轴承受到的力分别为：

Fr1?2779.42N，Fa1?3347.56N，BC?3278.23N， FaCor3347.5618000?0.185

? 查《机械原理与设计》得到e?0.36，

FaFr?0.55?e，查《机械原理与设计》得到y?1.21，x?0.56，

当量动载荷计算

P?fp(xFr?yFa) （4.12） 将各已知参数代入式（4.12）：

P?fp(xFr?yFa)

fp在

1.2到1.8之间取，取fp为1.3，

p?1.3?(0.56?6057.65?1.21?3347.56)?9675367轴承寿命计算公式为： Lh?10660nP(C)? （4.13）

将个已知参数代入式（4.13）得到：

Lh?10660nP(C)??10660?2100(29.5?109675.67310)3?326.14h

326.14?3788?1%?37.88h,所以所选轴承满足设计要求。 当变速器在四档工作时轴承受到的力分别为：

Fr?6057.65N，Fa?3347.56N FaC0r?3347.5618?103?0.185

查《机械原理与设计》得到e?0.36，

FaFb?0.55?e，查表《机械原理与设计》得到x?0.56,y?1.21

当量动载荷计算代入式（4.12）：

P?fp(xFr?yFa)

fp在

1.2到1.8之间取，取fp为1.3，

p?1.3?(0.56?3049.83?1.21?3347.56)?7488.58将个已知参数代入式（4.13）得到：

Lh?10660nP(C)??10660?2100(29.5?107488.58310)3?766.366h

对于汽车轴承寿命的要求是轿车30万公里，货车和大客车25万公里。本设计为货车，L?svam，式子中vam?0.6vam?0.6?110，L?25?1040.6?110?3788h。

766.366?3788?16%=606.08所以轴承符合要求。

同理：中间轴右侧和二轴轴承同样满足使用要求。

2.3变速器同步器的选择

2.3.1同步器

同步器是变速器换档机构的主要部件，能保证汽车稳定换档，防止齿轮的撞击损坏。同步器有常压式、惯性式和增力式三种。现在得到最广泛的是惯性式同步器。

1.同步器工作原理

目前所有的同步器几乎都是摩擦同步器，它的工作原理是使工作表面产生摩擦力矩，以克服被啮合零件的惯性力矩，使之在最短的时间内达到同步状态。

同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单，但

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