变速箱主要参数的选择计算..docx

第三章 变速箱主要参数的选择根据变速箱运用的实际场合，结合同类变速箱的设计数据和经验，来进行本设计的主要参数的选择，包括：挡数、传动比范围、中心距、外形尺寸、齿轮参数等。3.1 挡数 变速箱的挡数可在3～20个挡位范围内变化。通常变速箱的挡数在6挡以下，当挡数超过六挡以后，可在6挡以下的主变速箱基础上，再配置副变速箱，通过两者的组合获得多挡位变速箱。传动系的挡位增多后，增加了选用合适挡位使发动机处于工作状况的机会，有利于提高燃油经济性。因此，轿车手动变速箱已基本采用5挡，也有6挡的。近年来，为了降低油耗，变速箱的挡位也有增加的趋势。发动机排量大的乘用车多用5个挡。【本设计采用5个挡位】3.2 传动比范围变速箱传动比的范围是指变速箱最低挡传动比与最高挡传动比的比值。高挡通常是直接挡，传动比为1.0；有的变速箱最高挡是超速挡，传动比为0.7～0.8。影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到最低稳定性是车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～5.4之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其他商用车则更大。本设计根据已给条件，最高挡挡选用超速挡，传动比为i1=3.5，i2=2.5，i3=2.0，i4=1.5，i5=0.95，iR=3.5(倒挡)所给相邻挡位间的传动比比值在1.8以下，利于换挡。3.3 中心距A对中间轴式变速箱，变速箱中心距是指中间轴与第二轴轴线之间的距离。它是一个基本参数，其大小不仅对变速箱的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对齿轮的接触有轻度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短；变速箱的中心距取的越小，会使变速箱长度增加，并因此而使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态破坏。中间轴式变速箱中心距A（mm）的确定，可根据对已有变速箱的统计而得出的经验公式初定： （3-1）式中：KA——中心距系数。对轿车，K A =8.9～9.3；对货车，K A =8.6～9.6；对多挡主变速箱，K A =9.5～11； ——变速箱处于一挡时的输出扭矩（此处意为最大转矩）。故可得出初始中心距：A=66.86mm，圆整取A为67mm。3.4 外形尺寸变速箱的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。乘用车四挡变速箱壳体的轴向尺寸3.0～3.4A。商用车变速箱壳体的轴向尺寸与挡数有关：四挡(2.2～2.7)A五挡(2.7～3.0)A六挡(3.2～3.5)A当变速箱选用的挡数和同步器多时，中心距系数KA应取给出系数的上限。为检测方便，A取整。本设计为五速手动变速箱，其壳体的轴向尺寸是3x67=201mm。3.5 齿轮参数3.5.1 模数齿轮模数是一个重要参数，影响它选取的因素很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺等。选取齿轮模数一般遵守的原则有：在变速箱中心距相同的情况下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声；为使质量小些，应该增加模数，同时减小齿宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数；减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选的小些；对货车，减小质量比减小噪声更重要，此时齿轮应该选用大些的模数；变速箱低挡齿轮应选用较大些的模数，其他挡位选用另一种模数。所选模数应符合GB/T 1357-2008规定的通用机械和重型机械用直齿和斜齿渐开线圆柱齿轮的法向模数。第一轴常啮合斜齿轮的法向模数mn （3-2） （3-3）式中为变速箱传动效率，取96%；为发动机最大转矩。由4-3式得=122Nm，进而求得=2.33，取m=2.5。一挡直齿轮的模数m mm （3-4）通过计算m=2.45，取m=3。 同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。由于制造工艺上的原因，同一变速箱中的结合套模数都取相同，轿车和轻型货车取2～3.5。【本设计取2.5】3.5.2 齿形、压力角α、螺旋角β和齿宽b齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了轮齿刚度，传动平稳，能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。汽车变速箱齿轮的齿形、压力角、螺旋角按表3-1选取。表3-1 汽车变速箱齿轮的齿形、压力角与螺旋角项目车型齿形压力角α螺旋角β轿车 高齿并修形的齿形14.5°，15°，16°16.5°25°～45°一般货车 GB1356-78规定的标准齿形20°20°～30°重型车同上 低挡、倒挡齿轮22.5°，25°小螺旋角因国家规定的标准压力角为20°，所以变速箱齿轮普遍采用压力为20°。啮合套或同步器取30°；斜齿轮螺