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密級(jí)： 學(xué)號(hào)： 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 輕型貨車變速器的設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)老師： 完成日期： 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性申明 本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 本學(xué)位論文屬于 保 密 □， 在 年解密后適用本授權(quán)書。 不保密 □。 （請(qǐng)?jiān)谝陨舷鄳?yīng)方框內(nèi)打“√” ） 學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 江西科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，機(jī)械工業(yè)也在不斷地發(fā)展，各種設(shè)備都在不斷地進(jìn)步，創(chuàng)新。特別是在汽車方面，輕型貨車變速器得到廣泛應(yīng)用，在某些特定的場(chǎng)合，傳統(tǒng)的輕型貨車變速器得不到應(yīng)用。比如，傳動(dòng)精度不好控制，保養(yǎng)維護(hù)費(fèi)用較高;同時(shí)在安全方面也存在一定的問題等等。希望在保證安全的前提下，是工作人員更加舒適，方便的操作。即便是傳統(tǒng)輕型貨車變速器傳動(dòng)效率較高，但是對(duì)于人們的經(jīng)濟(jì)能力，它的價(jià)格還讓人難以接受。所以研究一種新式輕型貨車變速器勢(shì)在必行！ 輕型貨車變速器作為機(jī)動(dòng)車輛中的核心部件的一種，它工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)輕型貨車變速器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而間接地帶動(dòng)了車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣車輛就可以行駛了。 本文介紹了輕型貨車變速器的結(jié)構(gòu)組成、工作原理以及主要零部件的設(shè)計(jì)中所必須的理論計(jì)算和相關(guān)強(qiáng)度校驗(yàn)，以及對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，該輕型貨車變速器的優(yōu)點(diǎn)是傳動(dòng)鏈短、效率高、易加工、使用和維護(hù)都很方便，較適合在惡劣的環(huán)境下工作，最主要的是其傳動(dòng)效率很高。 關(guān)鍵詞：輕型貨車變速器；扭矩；結(jié)構(gòu)；校驗(yàn) 1 Abstract With the continuous development of national economy, machinery industry is in constant development, all sorts of equipment is in constant progress, innovation. Especially in the case of motor, transmission is widely used. In certain situations, the traditional transmission is very unpopular. Bad control precision and the maintenance cost is higher. At the same time there are also certain problems in security. Therefore, higher requirements for the safety of the whole machine, operation will also bring strong shock to the staff, makes the operation very uncomfortable. Although traditional gearbox transmission efficiency is higher, shifting effect is good, but the price is more expensive, general users are difficult to accept. So study a new type of transmission is imperative. According to the market survey, Gearbox must satisfy todays people to the automobile speed regulating the flexibility control requirements, such as can not change the engine torque and rotational speed, driving force and speed change gear box. Under the condition of the engine crankshaft rotating direction invariable, the gearbox forward or backward;Under the condition of the engine does not put out, can make the gearbox parking or fixed operations for a long time. Transmission as a core component of motor vehicle, it is working, engine driven by V belt transmission gearbox rotation, thus indirectly driven wheel rotation, so vehicles can drive. This paper introduces the structure of planetary gear type automatic shift gearbox in the composition, working principle and design of main components necessary to theoretical calculation and strength check, as well as the innovative design on its structure, The advantage of the gearbox transmission chain is short, high efficiency, easy processing, use and maintenance is very convenient, suitable for working under harsh environment, is the most important of its transmission efficiency is very high. Key words：Planetary gear type automatic transmission gearbox;Crankshaft;Processing craft;Fixture; 2 目 錄 第一章 緒論 1 1.1課題的來源及研究的目的和意義 1 1.2本課題研究的主要內(nèi)容 3 第二章 輕型貨車變速器的總體方案設(shè)計(jì) 5 2.1 輕型貨車變速器的結(jié)構(gòu)形式 6 2.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 8 2.3 確定齒輪傳動(dòng)類型 10 第三章 輕型貨車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 11 3.1 輕型貨車變速器內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu) 12 3.2 齒輪的計(jì)算 12 3.2.1 配齒計(jì)算 13 3.2.2 幾何尺寸計(jì)算 14 3.2.3 裝配條件驗(yàn)算 16 3.3行星軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 17 3.3.1 初算軸的最小直徑 18 3.3.2 輸入軸的設(shè)計(jì) 20 3.3.3 輸出軸的設(shè)計(jì) 21 第四章 輕型貨車變速器內(nèi)部主要傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核 23 4.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 24 4.2 傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 25 4.3 軸承強(qiáng)度的校核 28 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 29 結(jié)論 30 參考文獻(xiàn) 31 致謝 32 3 第一章 緒論 1.1課題的來源及研究的目的和意義 我國(guó)生產(chǎn)的貨車變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)陋，傳動(dòng)效率始終不高，雖然經(jīng)過幾十年的發(fā)展，近期產(chǎn)品的質(zhì)量較早期有所提高。但受國(guó)產(chǎn)配套件質(zhì)量及設(shè)計(jì)水平等的影響，我國(guó)目前生產(chǎn)的貨車變速器的總體水平與進(jìn)口產(chǎn)品及港口用戶的要求仍有較大差距，貨車變速器的生產(chǎn)也是如此，為滿足市場(chǎng)需求，開發(fā)出一種新型的貨車變速器勢(shì)在必行！ 相信此種貨車變速器的出現(xiàn)將會(huì)大大提高傳統(tǒng)的貨車變速器的傳動(dòng)能力和質(zhì)量，為企業(yè)的生產(chǎn)的年產(chǎn)能方面，以及經(jīng)濟(jì)效益方面能夠帶來顯著的進(jìn)步，同時(shí)也在某種程度上推進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的不斷發(fā)展。 隨著國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化（SIO）的實(shí)施，世界貨車變速器以采用新材料、新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),二十世紀(jì)80年代，德國(guó)施耐都公司將新開發(fā)的貨車變速器應(yīng)用到該公司的子公司---一個(gè)生產(chǎn)輕型貨車變速器的機(jī)械公司，經(jīng)過幾年的運(yùn)行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤(rùn)。繼美國(guó)HUGER公司之后，英國(guó)的PROYY公司也看到了輕型貨車變速器傳動(dòng)機(jī)的利潤(rùn)所在，投入了相當(dāng)大的人力和精力來開發(fā)研制輕型貨車變速器傳動(dòng)機(jī)，并且與二十世紀(jì)中期投入到了北美等市場(chǎng)。當(dāng)前，全世界各大機(jī)械人廠商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，都大力進(jìn)行貨車變速器的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國(guó)外等著名貨車變速器的品牌中，都有貨車變速器的銷售，全世界貨車變速器的應(yīng)用越來越廣泛。有一點(diǎn)值得注意的是，貨車變速器的市場(chǎng)，由最初的日本，歐洲，已經(jīng)滲透到北美市場(chǎng)，因此貨車變速器是當(dāng)今棒料生產(chǎn)加工企業(yè)比配的設(shè)備已經(jīng)成為主要趨勢(shì)。西方資本主義國(guó)家有巨大的貨車變速器銷售市場(chǎng)，機(jī)械人工業(yè)是西方資本主義國(guó)家的機(jī)械工業(yè)之一。 機(jī)械工業(yè)主導(dǎo)著國(guó)民經(jīng)濟(jì)，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供資源，也為人民生活提供消費(fèi)品。不管是以前的產(chǎn)業(yè)，還是現(xiàn)代的產(chǎn)業(yè)，都離不開機(jī)械裝備，與機(jī)械工業(yè)所提供的裝備的性能、成本和質(zhì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步密切相關(guān)。 全球經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)的各行各業(yè)幾乎都被其他國(guó)家先進(jìn)技術(shù)沖擊，同時(shí)，與國(guó)外品牌企業(yè)也有了越來越多的溝通交流的機(jī)會(huì)。輕型貨車變速器行業(yè)通過多種途徑，努力的不斷提高自身實(shí)力與核心競(jìng)爭(zhēng)力，與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距也逐步縮小。 輕型貨車變速器設(shè)備在市場(chǎng)需求的促使下更快的更新和優(yōu)化。國(guó)內(nèi)輕型貨車變速器設(shè)備生迅速發(fā)展，使輕型貨車變速器械設(shè)備環(huán)保，節(jié)能，在我國(guó)飛速發(fā)展的農(nóng)業(yè)中發(fā)揮著積極的作用。在生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，各企業(yè)都盡量將設(shè)備在運(yùn)行中可能出現(xiàn)問題減小到最少。如減少設(shè)備的噪音大、污染重等問題。 輕型貨車變速器的發(fā)展與人類社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的水平密切相關(guān)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各個(gè)學(xué)科之間相互有著或大或小的聯(lián)系，各行業(yè)間互相溝通，普遍使用新技術(shù)、新能源、新結(jié)構(gòu)，目前輕型貨車變速器正向著大型、高效、可靠、節(jié)能、降耗和自動(dòng)化方向發(fā)展。本設(shè)計(jì)選用的齒輪傳動(dòng)較合理。 1.2本課題研究的主要內(nèi)容 國(guó)內(nèi)輕型貨車變速器的研發(fā)及制造要與全球號(hào)召的低碳經(jīng)濟(jì)、經(jīng)久耐用主題保持一致。加大輕型貨車變速器新型多樣化的研發(fā)及生產(chǎn)是行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)，同時(shí)也迎合了國(guó)內(nèi)基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是輕型貨車變速器的設(shè)計(jì)，通過讓學(xué)生親自了解輕型貨車變速器內(nèi)部的構(gòu)造和組成部分，通過對(duì)輕型貨車變速器內(nèi)部工件的測(cè)繪來認(rèn)識(shí)工件，通過利用計(jì)算機(jī)繪圖軟件例如CAD，來對(duì)工件進(jìn)行零件圖的繪制和裝配，這樣經(jīng)過一系列的綜合性訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手，動(dòng)腦以及畫圖的能力。 （1）通過網(wǎng)絡(luò)和圖書館查找各種關(guān)于輕型貨車變速器的相關(guān)資料，對(duì)輕型貨車變速器進(jìn)行方案的比較和預(yù)定。 （2）分析輕型貨車變速器的結(jié)構(gòu)與參數(shù) （3）確定設(shè)計(jì)總體方案 （4）確定具體設(shè)計(jì)方案 （5）輕型貨車變速器的圖紙的繪制。 （6）說明書的整理 第二章 輕型貨車變速器的總體方案設(shè)計(jì) 2.1 輕型貨車變速器的結(jié)構(gòu)形式 輕型貨車變速器作為車輛中最重要的核心部件的一種，廣泛應(yīng)用于汽車，工程車輛，運(yùn)輸機(jī)等等領(lǐng)域。它工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)通過V帶傳動(dòng)帶動(dòng)輕型貨車變速器轉(zhuǎn)動(dòng)，從而間接地帶動(dòng)了車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣汽車就可以行駛了，通過改變輕型貨車變速器理論的檔位來實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車輛的前進(jìn)、后退、加速、減速等功能。在機(jī)動(dòng)車輛的幾個(gè)組成部分里，輕型貨車變速器是機(jī)動(dòng)車的心臟的部分，其組成機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)的布局圖如下圖所示： 圖2-1 2.2 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn) 齒輪傳動(dòng)與普通齒輪傳動(dòng)相比較，具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： （1）體積小，質(zhì)量小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大。 （2）傳動(dòng)效率高。 （3）傳動(dòng)比較大。 （4）運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、抗沖擊和振動(dòng)的能力強(qiáng)，工作較可靠。 2.3 確定齒輪傳動(dòng)類型 根據(jù)設(shè)計(jì)要求：能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)且傳動(dòng)比小、結(jié)構(gòu)緊湊、外廓尺寸較小,2Z-X(A)型工作效率高，體積小而且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，所以制造起來方便。齒輪傳動(dòng)適用于所有條件的功率傳動(dòng)，在動(dòng)力及輔助傳動(dòng)中應(yīng)用較為廣泛，工作制度不受限制。 第三章 輕型貨車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1 輕型貨車變速器內(nèi)部傳動(dòng)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu) 輕型貨車變速器體內(nèi)部主要有各檔位傳動(dòng)齒輪，各傳動(dòng)軸以及端蓋，軸承等等零件組成，通過發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)V帶傳動(dòng)，從而帶動(dòng)輕型貨車變速器內(nèi)部的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，繼而實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)車輛輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)，于是車輛就可以行駛了。其具體內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： 3.2 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 3.2.1配齒計(jì)算 根據(jù)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比和其配齒可求得內(nèi)齒輪b和行星輪c的齒數(shù)。因?yàn)辇X輪傳動(dòng)的外廓尺寸較小，故選擇中心輪a的齒數(shù)Z和行星輪. 根據(jù)內(nèi)齒輪 圓整得，根據(jù)安裝條件，取，此時(shí)實(shí)際的p值與給定的p值稍有不同，但是必須控制在其傳動(dòng)比誤差的范圍內(nèi)。 實(shí)際傳動(dòng)比為 其傳動(dòng)比誤差 由于外嚙合采用角度變位的傳動(dòng)，行星輪c的齒數(shù)zc應(yīng)按如下公式計(jì)算，即 因?yàn)闉榕紨?shù)，故取齒數(shù)修正量為。這樣，角變位后，a-c嚙合齒輪副的傳動(dòng)性能。得到改善，且該齒輪傳動(dòng)的徑向尺寸沒有改變。故 = 在考慮到安裝條件為 （整數(shù)） 初算中心距和模數(shù) 1. 試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限=1282Mpa試驗(yàn)齒輪的彎曲疲勞極限=370MPa 齒形的最后工序?yàn)椴妪X，精度為7級(jí)。 2. 減速器的名義輸出轉(zhuǎn)速n2 由 = 得 n2=n1/i=1000/5.5r/min == =181.82r/min 3. 載荷不均衡系數(shù) 采用太陽輪浮動(dòng)的均載機(jī)構(gòu)，取 4. 齒輪模數(shù)m和中心距a 首先計(jì)算太陽輪分度圓直徑： 式中： 一齒數(shù)比為 一使用系數(shù)為1.25； 一算式系數(shù)為768； 一綜合系數(shù)為2； 一太陽輪單個(gè)齒傳遞的轉(zhuǎn)矩。 = =376 其中 η—高速級(jí)齒輪傳動(dòng)效率，取η=0.985 —齒寬系數(shù)暫取=0.5 =1450Mpa 代入 =78.66 模數(shù) m= 取 m=5 則 =117.5 取 齒寬 取 b=62mm 3.2.2 幾何尺寸計(jì)算 1. 計(jì)算變位系數(shù) (1) a-c傳動(dòng) 嚙合角 因 =0.93969262 所以 = 變位系數(shù)和 =1.141 圖2-1選擇變位系數(shù)線圖 中心距變動(dòng)系數(shù)y y==1 齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖2-1 中心距變動(dòng)系數(shù)y y==1 齒頂降低系數(shù) 分配邊位系數(shù)： 根據(jù)線圖法，通過查找線圖2-1 得到邊位系數(shù) 則 (2) c-b傳動(dòng) 由于內(nèi)嚙合的兩個(gè)齒輪采用的是高度變位齒輪，所以有 從而 且 2. 幾何尺寸計(jì)算結(jié)果 對(duì)于單級(jí)的齒輪傳動(dòng)根據(jù)一下公式進(jìn)行幾何尺寸的計(jì)算，結(jié)果如下： 表3-1各齒輪副的幾何尺寸的計(jì)算結(jié)果 項(xiàng)目 計(jì)算公式 a-c齒輪副 b-c齒輪副 分度圓直徑 基圓直徑 齒頂圓直徑 外嚙合 內(nèi)嚙合 齒根圓直徑 外嚙合 內(nèi)嚙合 注：齒頂高系數(shù)：太陽輪、行星輪—，內(nèi)齒輪—； 頂隙系數(shù)：內(nèi)齒輪— 按公式驗(yàn)算其鄰接條件，即 已知行星輪c的齒頂圓的直徑=164.513，和代入上式，則得 164.513滿足鄰接條件 同心條件 按公式對(duì)于角變位有 將上述已知數(shù)代入上式得 =52.145滿足同心條件 3.2.3 安裝條件 按公式驗(yàn)證其安裝條件，即得 將 代入該式驗(yàn)證得 滿足安裝條件 嚙合要素的驗(yàn)算 1. a-c傳動(dòng)端面重合度a （1）頂圓齒形曲率半徑a 太陽輪 =29.31㎜ 行星輪 =42.416㎜ （2）端面嚙合長(zhǎng)度ga 式中“”號(hào)“+”為外嚙合“-”為內(nèi)嚙合； 端面節(jié)圓嚙合角。 直齒輪== 則=18.67㎜ （3）端面重合度=1.265 2. 端面重合度 （1）頂圓齒形曲率半徑 行星輪ρa(bǔ)1由上面計(jì)算得，=42.416㎜ 內(nèi)齒輪㎜ =61.597㎜ （2）端面嚙合長(zhǎng)度 = =24.05 （3）端面重合度 εa= ==1.63 3.3 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 行星輪內(nèi)安裝有行星輪軸承，行星架的行星輪軸孔中固定有行星軸；行星架與輸出軸通過鍵聯(lián)接，其軸承在減速器殼體內(nèi)，雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器把太陽輪和高速軸聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)了太陽輪浮動(dòng)。太陽輪浮動(dòng)原理如圖4-1所示： 圖4-1 太陽輪浮動(dòng)原理 3.3.1 初算軸的最小直徑 圖4-3 行星輪軸的載荷簡(jiǎn)圖 危險(xiǎn)截面（在跨度中間）內(nèi)的彎矩 =148538. Nmm 行星輪軸采用40Cr鋼,調(diào)質(zhì)MPa，根據(jù)振動(dòng)沖擊，安全系數(shù)取;則許用彎曲應(yīng)力MPa=176MPa,故行星輪軸直徑 取 do≥20.485㎜ 其實(shí)際尺寸將在軸承選定完成后確定。 2. 選擇行星輪軸軸承 在行星輪內(nèi)安裝兩個(gè)軸承，每個(gè)軸承上的徑向載荷Fr N=1614N 在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中，軸承外圈以轉(zhuǎn)速 =463.64r/min 考慮到行星輪軸的直徑，以及安裝在行星輪體內(nèi)的軸承，其外廓尺寸將受到限制，故初步選用單列深溝球軸承6306型，其參數(shù)為 kN kN r/min（油浴）； 取載荷系數(shù) 當(dāng)量動(dòng)載荷 =1937N 軸承的壽命計(jì)算=97377h 根據(jù)設(shè)計(jì)需要，該減速器要求每天工作22小時(shí)，每年工作320日，持續(xù)不斷地工作10年。即h。所以選用6306型軸承較為合理，并把行星輪軸直徑增大到。 對(duì)行星輪輪緣厚度進(jìn)行校核 = 式中 行星輪模數(shù)（mm） =35.712=12.5mm 滿足條件>。 由于行星輪寬度mm，因此兩個(gè)軸承之間安裝一厚度為5mm，寬度為13mm的套筒。 3.3.2 輸入軸設(shè)計(jì) 1．初算軸的最小直徑 由下式 d=A03√P/n 初步預(yù)估軸的最小直徑，軸選用40Cr鋼，采用調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表3-2查得A0。 查表取=112，得 法蘭安裝在輸入軸的最小直徑處，截面上開有鍵槽，軸頸增大5%到7%。 故 其實(shí)際尺寸將在軸承選擇完成后確定。 2．選擇輸入軸軸承 (1) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)預(yù)估直徑，輪彀寬度和安裝條件，軸中間一段安裝一對(duì)6217型（深溝球軸承），且對(duì)稱安裝。其尺寸為，可畫出輸入軸草圖（如附圖03）。 軸承的壽命計(jì)算 其參數(shù)為 kN kN r/min （油?。?； 取載荷系數(shù) ； 當(dāng)量動(dòng)載荷 =3873N 軸承的壽命計(jì)算h=165258h>70400h 故該對(duì)軸承滿足壽命要求。 3.3.3 輸出軸設(shè)計(jì) 1．初算軸的最小直徑 則輸出軸只承受轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩。輸出軸選用42CrMo合金鋼，其MPa，即求出輸出軸伸出端直徑 =88.423 Nmm =6114 Nmm 式中 T2—輸出軸轉(zhuǎn)矩； η—齒輪嚙合傳動(dòng)的效率，取。 2．選擇輸出軸軸承 由于輸出軸的軸承只承受軸向工作載荷（僅承受輸出行星架裝置的自重），所示軸承的尺寸應(yīng)由結(jié)構(gòu)要求來確定。 輸出軸端，軸頸mm。輪轂孔的直徑要比太陽輪的齒頂圓直徑=99.076mm大。 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求選用特輕系列單列深溝球軸承6030型，其尺寸為。 軸承的壽命計(jì)算 其參數(shù)為 kN kN r/min（油?。? 取載荷系數(shù) 當(dāng)量動(dòng)載荷 N=5088N 軸承的壽命計(jì)算 =1600938h>70400h 故該軸承滿足壽命要求。 3．輸出軸上鍵的選擇及強(qiáng)度計(jì)算 平鍵聯(lián)接的主要失效形式壓潰。因此，只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。普通平鍵連接的強(qiáng)度條件按（3-2）式計(jì)算 （3-2） 式中 －轉(zhuǎn)矩，Nmm； －軸頸，mm; －鍵和輪轂鍵槽的接觸高度，，此處h為鍵的高度，mm； －鍵的工作長(zhǎng)度，mm,A型鍵；B型鍵；C型鍵，其中為鍵的長(zhǎng)度，為鍵的寬度； －許用擠壓應(yīng)力，，在這里鍵材料為45鋼。其許用擠壓應(yīng)力值按輕微沖擊算查相關(guān)資料的=100~120MPa。 由前面計(jì)算知輸入轉(zhuǎn)矩Nm， 選用型鍵，其型號(hào)為， 將數(shù)值， ， 鍵連接處的軸頸 =110mm代入式（3-2）得 =39.9MPa<[] 故該鍵滿足強(qiáng)度要求。 第四章 輕型貨車變速器內(nèi)部主要傳動(dòng)零件的強(qiáng)度校核 4.1 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面C）的強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[1，15-5]可知，取軸的計(jì)算應(yīng)力 MPa （3.43） 軸選擇45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理，可知，MPa。因此，，故安全。 （7）精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面 由于應(yīng)力集中而對(duì)軸產(chǎn)生的疲勞強(qiáng)度，截面IV與V有最嚴(yán)重的應(yīng)力集中，而彎矩較大的是V面；從受載的情況來看，截面C的應(yīng)力最大，但沒有過大的應(yīng)力集中，所以對(duì)C面不用校核。只需對(duì)截面V進(jìn)行校核。 ②截面V左側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm （3.44） 抗扭截面系數(shù) mm （3.45） 截面V左側(cè)的彎矩M為 Mpa （3.46） 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng) Mpa （3.47） 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力MPa （3.48） 軸選擇45鋼，采用調(diào)質(zhì)處理?？芍琈Pa，MPa，MPa。 用插入法求出 ， 軸采用精車，可知，表面質(zhì)量系數(shù)為： 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理， 固得綜合系數(shù)為 （3.49） 由文獻(xiàn)[1] ，可知，碳鋼的特性系數(shù) 取 取 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 （3.50） （3.51） （3.52） 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 ③截面V右側(cè) 抗彎截面系數(shù) mm 抗扭截面系數(shù) mm 截面V左側(cè)的彎矩M為 MPa 截面V上的扭矩T為 MPa 截面上的彎曲應(yīng)力 MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 MPa 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及查表得到。因，， ， 又由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感系數(shù)為 ， 故有效應(yīng)力集中系數(shù)按文獻(xiàn)[1，附]為 （3.53） 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的截面形狀系數(shù)為 由文獻(xiàn)[1]附圖可得軸的材料的敏感扭轉(zhuǎn)剪切尺寸系數(shù)為 綜合系數(shù)為 所以軸在截面V左側(cè)的安全系數(shù)為 故該軸在截面V左側(cè)的強(qiáng)度是足夠的。 4.2 傳動(dòng)齒輪的強(qiáng)度校核 （Ⅰ）校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度 （1）接觸應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒面接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.28） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 計(jì)算載荷系數(shù) 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，載荷平穩(wěn)，由文獻(xiàn)[4]表可知，取 平均分度圓直徑 mm 平均分度圓圓周速度 m/s 由文獻(xiàn)[4] 圖（a）可知，按，得； 由文獻(xiàn)[4] 圖（b）可知，按，齒輪懸臂布置，； 由文獻(xiàn)[4]表可知，； ② 由文獻(xiàn)[1]表可知，彈性系數(shù)； ③ 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 計(jì)算得， MPa （1） 接觸疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4] 表可知，許用接觸應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.29） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限MPa ②最小安全系數(shù) ③由文獻(xiàn)[1，10-13]可知，計(jì)算應(yīng)力循環(huán)系數(shù) 由文獻(xiàn)[1] 圖10-19可知，查得接觸疲勞壽命系數(shù) ， ④尺寸系數(shù) ⑤工作硬化系數(shù)，按 ⑥潤(rùn)滑油膜影響系數(shù)， 計(jì)算得， MPa （3）由于MPaMPa，故安全。 （Ⅱ）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 （1）齒根應(yīng)力的計(jì)算 由文獻(xiàn)[4]表可知，彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.30） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ① 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， ② 由文獻(xiàn)[1]表可知， ， 計(jì)算得， MPa （2）彎曲強(qiáng)度的齒根許用應(yīng)力 由文獻(xiàn)[4]表可知，齒根許用應(yīng)力計(jì)算公式，即 （3.31） 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 ①彎曲疲勞極限MPa ③ 齒輪的應(yīng)力修正系數(shù) ④ 彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù) ⑤ 彎曲疲勞壽命系數(shù) ， ④彎曲疲勞的尺寸系數(shù) 計(jì)算得， （3）由于MPaMpa，故安全。 4.3 軸承強(qiáng)度的校核 （1）滾動(dòng)軸承的選擇 滾動(dòng)軸承為雙列圓錐滾子軸承350324B，由文獻(xiàn)[2]表得KN，KN，，。 （2）壽命驗(yàn)算 軸承所受支反力合力 N （4.1） 對(duì)于雙列圓錐滾子軸承，派生軸向力互相抵消。 ，N 由文獻(xiàn)[2]表得， ， N （4.2） 按軸承B的受力大小驗(yàn)算 h （4.3） h=年 由于輕型貨車變速器減速箱的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，必須選擇較大壽命的軸承，軸承能達(dá)到所計(jì)算的壽命。 經(jīng)審核后，此軸承合格。 第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) 到如今，畢業(yè)設(shè)計(jì)總算接近尾聲了，通過這次對(duì)于輕型貨車變速器的設(shè)計(jì)，使我們充分把握的設(shè)計(jì)方法和步驟，不僅復(fù)習(xí)所學(xué)的知識(shí)，而且還獲得新的經(jīng)驗(yàn)與啟示，讓我收益頗多。特別是針對(duì)機(jī)械的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)這部分，我感觸最深。對(duì)于次次設(shè)計(jì)的輕型貨車變速器，主要的傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)是齒輪傳動(dòng)，針對(duì)這個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，我花費(fèi)了較多時(shí)間和精力，通過查找相關(guān)的齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)資料以及輕型貨車變速器的相關(guān)問題來確定齒輪的模數(shù)和齒數(shù)，以及齒輪的內(nèi)孔的設(shè)計(jì)，直到最后齒輪的強(qiáng)度校核部分。經(jīng)過這個(gè)過程的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)，讓我印象尤為深刻。 在以后的工作中，我相信我還會(huì)遇到很多類似的問題，但是有了這次的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)經(jīng)歷，我想我已經(jīng)初步具備了設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械設(shè)備的能力，我已經(jīng)做好了準(zhǔn)備，在以后的工作中，邊工作邊學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取在工作中提高，在工作中學(xué)習(xí)，爭(zhēng)取做一個(gè)對(duì)于社會(huì)，對(duì)家庭有用的人。 通過本次設(shè)計(jì),讓我學(xué)習(xí)到了許多知識(shí)，特別是對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的應(yīng)用方面，是我收獲最大的地方。本次的設(shè)計(jì)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包含了齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)這一最典型的機(jī)構(gòu)，通過查找與它相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，到計(jì)算帶動(dòng)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)所需要在輸出扭矩從而對(duì)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括傳動(dòng)齒輪的選型，例如齒數(shù)，模數(shù)的確定以及之后的強(qiáng)度校核部分的設(shè)計(jì)，都花費(fèi)了我好多精力。同時(shí)，也讓我學(xué)到了好多知識(shí)。 在相關(guān)的實(shí)際問題的討論中，我的導(dǎo)師總是孜孜不倦的引導(dǎo)著我，幫助著我。每周一次的進(jìn)度檢查和問題討論，促使我在正確的道路上大步前進(jìn)，不僅工作的按時(shí)保質(zhì)保量的完成得到了保證，我本人的研究能力，工作的態(tài)度也得到了充分的鍛煉和提高。這些寶貴的品質(zhì)影響著我，毫無疑問，它們對(duì)我以后的工作，學(xué)習(xí)，生活都會(huì)起到深遠(yuǎn)而長(zhǎng)久的良好影響。也能為人生打下一個(gè)夯實(shí)地基礎(chǔ)！ 在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，同學(xué)們也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫Γ膭?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 結(jié)論 畢業(yè)論文的撰寫比較辛苦，內(nèi)容也比較多，但是經(jīng)過近半年的努力終于有了成果，非常開心，激動(dòng)，是經(jīng)過四年的理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐相結(jié)合得到的。本文所設(shè)計(jì)的是輕型貨車變速器的設(shè)計(jì)，原理比較簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，如今，隨著人類智慧的增長(zhǎng)并不意味著動(dòng)手操作能力的減少，恰恰相反 要求人類的動(dòng)手能力更強(qiáng)，更多，更復(fù)雜。手的實(shí)踐同時(shí)又對(duì)人腦的智慧的提高有積極作用。智能化和機(jī)械化的關(guān)系近似于腦與手的關(guān)系，其差別在于機(jī)械將人工智能的硬件制造出來。以前，機(jī)械需要人來操作與控制，人工智能把這個(gè)限制消除了。在當(dāng)今社會(huì)，汽車越來越普遍，幾乎家家戶戶都有，自動(dòng)擋汽車也是越來越受歡迎，不僅操作方便而且安全可靠，值得得到大家的青睞。將來，希望中國(guó)的汽車市場(chǎng)超越其他發(fā)達(dá)國(guó)家！ 參考文獻(xiàn) [1]徐灝等.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第2、3冊(cè))[M](第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [2]程悅蓀.輕型貨車變速器的設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1981 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在具體的研究設(shè)計(jì)過程中，XXX老師，XXX老師，XXX同學(xué)，XXX同學(xué)，XXX同學(xué)，XXX同學(xué)也在平日的學(xué)習(xí)與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵(lì)著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！ 另外也感謝我的父母，朋友和同學(xué)們的幫助。在做設(shè)計(jì)感覺受挫，枯燥與迷茫時(shí)，是他們?cè)谙ば牡臑槲裔尫艍毫?，鼓?lì)我不要?dú)怵H，勇敢面對(duì)。每周一次和父母的通話，與朋友和同學(xué)的長(zhǎng)談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 最后，感謝學(xué)校各位領(lǐng)導(dǎo)與老師給了我在大學(xué)學(xué)習(xí)生活四年以及參加這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寶貴的鍛煉機(jī)會(huì)，它使我深刻認(rèn)識(shí)到在知識(shí)的汪洋大海面前我是多么無知和微不足道。這是一個(gè)最好的時(shí)代，也是尊重知識(shí)，充分學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握知識(shí)的時(shí)代。只有持續(xù)的不間斷地學(xué)習(xí)，才不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中落后于別人，也才能用自己的真才實(shí)學(xué)為社會(huì)做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。知識(shí)是無止境的，無價(jià)的，我愿在求真的道路上下而求索！ 30