變速箱輸出軸設計說明書

1、.變速箱輸出軸設計說明書手動五檔變速箱，參考同類變速箱得最大轉矩為 294N ·m 。初取軸的材料為 40Cr，算取軸的最小直徑：dd- 最小直徑。T- 最大力矩n轉速d=14.1mm按照軸的用途繪制軸肩和階梯軸，得到零件圖。從左向右傳動比齒輪依次為 1，同步器，1.424，2.186，同步器， 3.767，同步器， 6.15，倒檔齒輪。'.5 變速器軸的設計與校核5.1變速器軸的結構和尺寸5.1.1軸的結構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，其軸頸根據(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)和軸承蓋實現(xiàn)。第一軸長度由離合

2、器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應與離合器從動盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。第一軸如圖51 所示：'.中間軸分為旋轉軸式和固定軸式。本設計采用的是旋轉軸式傳動方案。由于一檔和倒檔齒輪較小， 通常和中間軸做成一體， 而高檔齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便磨損后更換。其結構如下圖所示：5.1.2軸的尺寸變速器軸的確定和尺寸， 主要依據(jù)結構布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝 7 要求而定。在草圖設計時，由齒輪、換檔部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長度。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)驗第二軸和中間軸：d=（0.4 0.5 ）A，mm（51）'.第一軸：d （4 - 4.

3、6） T emax ， mm（52）3式中 Te max 發(fā)動機的最大扭矩， Nm為保證設計的合理性， 軸的強度與剛度應有一定的協(xié)調(diào)關系。因此，軸的直徑 d 與軸的長度 L 的關系可按下式選?。旱谝惠S和中間軸：d/L=0.16 0.18 ；第二軸： d/L=0.18 0.215.2軸的校核由變速器結構布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強度是足夠的，僅對其危險斷面進行驗算即可。對于本設計的變速器來說，在設計的過程中，軸的強度和剛度 8都留有一定的余量， 所以，在進行校核時只需要校核一檔處即可；因為車輛在行進的過程中， 一檔所傳動的扭矩最大， 即軸所承受的扭矩也最大。由于第二軸結構比較

4、復雜，故作為重點的校核對象。下面對第一軸和第二軸進行校核。5.2.1第一軸的強度和剛度校核因為第一軸在運轉的過程中，所受的彎矩很小， 可以忽略， 可以認為其只受扭矩。此種情況下，軸的扭矩強度條件公式為'.T9550000 Pn(53)TWT3T0.2 d式中 T扭轉切應力， MPa；T 軸所受的扭矩， N·mm；3W T 軸的抗扭截面系數(shù)， mm；P 軸傳遞的功率， km；d 計算截面處軸的直徑， mm；T 許用扭轉切應力， MPa。其中 P=78kw，n=5750r/min ，d=24mm；代入上式可得：78T9550000575046.9MPaT WT30.2 24由查表

5、可知 T =55MPa，故 TT , 符合強度要求。軸的扭轉變形用每米長的扭轉角來表示。其計算公式為：4T5.73 10G I P（54）式中 T軸所受的扭矩， N·mm；G軸的材料的剪切彈性模數(shù)，MPa；對于鋼材， G=8.1×104MPa；44I P 軸截面的極慣性矩， mm， I P= d /32;將已知數(shù)據(jù)代入上式可得：5.73414210000.910443.14248.11032對于一般傳動軸可取 =0.5 °1°/m；故也符合剛度要求。'.5.2.2第二軸的強度與剛度校核（ 1）軸的強度校核計算用的齒輪嚙合的圓周力Ft 、徑向力 F

6、r 及軸向力 Fa 可按下式求出：F t2Temax i（55）dF r2Temax ? i ? tan(56)dcosF a2Temax ? i ? tan(57)d式中 i 計算齒輪的傳動比，此處為一檔傳動比3.85 ；d 計算齒輪的節(jié)圓半徑， mm，為 100mm；節(jié)點處的壓力角，為 16°；螺旋角，為 30°；T emax 發(fā)動機最大轉矩，為142000N·mm。代入上式可得： Ft=10934N；Fr=3620.4N；Fa=6312.7N；危險截面的受力圖為：'.水平面： F1(160 75)=Fr ×75，可得出 F1=1155.4N

7、；-3水平面內(nèi)所受力矩：M C =160·F1·10 =184.87N·m；垂直面：Fa dFt160F1'=2（5-8 ）16075可求得 F ' =7122.1N1垂直面所受力矩：160'-3·M sF110=1139.54N m該軸所受扭矩為：T j142×3.85=546.7N故危險截面所受的合成彎矩為：M M可得222CM ST J(5-9)222M(184.87 1000)（1139.54 1000）（546.7 1000）51.3 10 N ·mm則在彎矩和轉矩聯(lián)合作用下的軸應力（ MPa）：32

8、M（ 5-10 ）3d將 M代入上式可得：100MPa，在低檔工作時400MP a ，因此有：，符合要求。（2）軸的剛度校核'.圖 5-4變速器軸的撓度和轉角第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 f c 和在水平面內(nèi)的撓度 f s 可分別按下式計算：22f cF 3 a b(5-11)3EIL22f sF 4 a b（5-12 ）3EIL式中 F3 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N），這里等于 F r；F 4 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N），這里等于 F t；E 彈性模數(shù)（ MPa），E=2.1×105（）；MPaI44慣性矩（ mm）， I =d /64 ， d 為軸的直徑（ mm）；a 、b為齒輪座上的作用力