汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 五檔變速器設(shè)計(jì),汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì),五檔變速器設(shè)計(jì),汽車,設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì),五檔,變速器 2、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 2.1、軸的結(jié)構(gòu) 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)盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。 中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。本設(shè)計(jì)的中間軸采用的是旋轉(zhuǎn)軸式傳動(dòng)方案。倒擋軸采用固定軸式，倒擋軸上的齒輪采用聯(lián)體齒輪，而高擋齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便齒輪磨損后更換 2.2、確定軸的尺寸 變速器軸的確定和尺寸，主要依據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝要求而定。在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，由齒輪、換擋部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長(zhǎng)度。而軸的直徑可參考同類汽車變速器軸的尺寸選定，也可由下列經(jīng)驗(yàn)公式初步選定： 第二軸和中間軸中部直徑： 第一軸花鍵部分： 式中 ----發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩，N·m K----經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.04.6 為保證設(shè)計(jì)的合理性，軸的強(qiáng)度與剛度應(yīng)有一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。因此，軸的直徑d與軸的長(zhǎng)度L的關(guān)系可按下式選取： 第一軸和中間軸： d/L=0.160.18； 第二軸： d/L=0.180.21。 前面算過，5擋變速器殼體的軸向尺寸取3A，則L=363mm，中間軸兩支撐間距離略小于變速器殼體的軸向尺寸L，可近似取L=350mm進(jìn)行計(jì)算。 中間軸d/L=55/363=0.15<0.16，過小了，將d取大一點(diǎn)，取d=58mm，則d/L=0.16，滿足設(shè)計(jì)要求。 第二軸支撐間的距離通常由經(jīng)驗(yàn)公式確定： Lz=Lk-2b2=363-2×32=299 第二軸d/L=58/299=0.19，滿足設(shè)計(jì)要求。 2.3、軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 （1）軸的剛度驗(yàn)算 對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜。 初步確定軸的尺寸以后，可對(duì)軸進(jìn)行剛度和強(qiáng)度驗(yàn)算。欲求中間軸式變速器第一軸的支點(diǎn)反作用力，必須先求第二軸的支反力。擋位不同，不僅圓周力、徑向力和軸向力不同，而且力到支點(diǎn)的距離也有變化，所以應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)擋位都進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)將軸看做鏈接支承的梁。作用在第一軸上的轉(zhuǎn)矩應(yīng)取Temax。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學(xué)》有關(guān)公式計(jì)算。計(jì)算時(shí)僅計(jì)算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點(diǎn)近、負(fù)荷又小，通常撓度不大，故可不必計(jì)算。變速器齒輪在軸上的位置如圖2所示時(shí)，若軸在垂直面內(nèi)撓度為fc，在水平面內(nèi)撓度為fs和轉(zhuǎn)角為δ，則可分別用下式計(jì)算 圖2 全撓度 式中： —齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）； —齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N；） —彈性模量（MPa）, —慣性矩(mm)，對(duì)于實(shí)心軸，； —軸的直徑，花鍵處按平均直徑計(jì)算； 、—為齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）； —支座間的距離（mm）。 A. 對(duì)于第一軸與中間軸常嚙合齒輪：變速器軸向尺寸L=363mm，取a=33mm，則b=L-a=330mm 代入上式得： 滿足設(shè)計(jì)要求。 B. 一擋齒輪副中間軸上的齒輪：L=363mm，取a=3b2=3×32≈96（mm），b=L-a=267（mm） 代入上式得： 滿足設(shè)計(jì)要求。 C. 二擋齒輪副中間軸上的齒輪：L=363mm，取a=150（mm）， b=L-a=213（mm） 代入上式得： 滿足設(shè)計(jì)要求。 D. 三擋齒輪副中間軸上的齒輪：L=363mm，取a=163（mm）， b=L-a=200（mm） 代入上式得： 滿足設(shè)計(jì)要求。 E. 四擋齒輪副中間軸上的齒輪：L=363mm，取a=93（mm）， b=L-a=270（mm） 代入上式得： 滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的支反力Fc和Fs之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩Mc，Ms。軸在轉(zhuǎn)矩Tn和彎矩的共同作用下，其應(yīng)力為： 式中： —計(jì)算轉(zhuǎn)矩，N·mm; —軸在計(jì)算斷面處的直徑，花鍵處取內(nèi)徑，mm； —彎曲截面系數(shù)，mm； —在計(jì)算斷面處軸的水平彎矩，N·mm； —在計(jì)算斷面處軸的垂向彎矩，N·mm； —許用應(yīng)力。 變速器軸采用與齒輪相同的材料制作。 A． 對(duì)于第一軸與中間軸常嚙合齒輪：支點(diǎn)A的水平面內(nèi)和垂直 面內(nèi)支反力為： 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 B． 一擋齒輪副中間軸上的齒輪：支點(diǎn)A的水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)支反力為： 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 C． 二擋齒輪副中間軸上的齒輪：支點(diǎn)A的水平面內(nèi)和垂直面內(nèi)支反力為： 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求 D． 三擋齒輪副中間軸上的齒輪：支點(diǎn)A的水平面內(nèi)和垂直 面內(nèi)支反力為： 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 E． 四擋齒輪副中間軸上的齒輪：支點(diǎn)A的水平面內(nèi)和垂直 面內(nèi)支反力為： 強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。