第一章資料計算
1.1設計初始資料:(方案三)
學號:23
最高車速:=95+2x(23-25)=91km/h
發動機功率:=62.5+(23-25)=60.5kw
功率轉速:3600-50x(23-20)=3450r/min
轉矩:=196+5x(23-25)=186n·m
總質量:ma=4000+50x(23-25)=3900kg
轉矩轉速:nt=2100-50x(23-25)=1860r/min
車輪:6.5r20
r≈r=(6.5+20)*25.4=0.419mm
初選傳動比:設五擋為直接擋,則=1
= 0.377
式中: —最高車速
—發動機最大功率轉速
車輪半徑
—變速器最大傳動比
主減速器傳動比
主減速器傳動比=0.377×=0.377×=5.99
雙曲面主減速器,當≤6時,取=90%,6時,=85%。
輕型商用車在5.0~8.0範圍,=96%, =×=90%×96%=86.4%
最大傳動比的選擇:
①滿足最大爬坡度。
根據汽車行駛方程式
1.1)
汽車以一擋在無風、乾砂路面行駛,公式簡化為
1.2即,
式中:g—作用在汽車上的重力,,—汽車質量,—重力加速度,=4840×9.8=47432n;
—發動機最大轉矩,=
—主減速器傳動比,=5.99;
—傳動系效率,=90%;
—車輪半徑,=0.419m;
—滾動阻力係數,對於貨車取=0.02;
—爬坡度,取=16.7°
=4.89
②滿足附著條件:
在瀝青混凝土幹路面,φ=0.7~0.8,取φ=0.75
即≤=9.69
由①②得4.89≤≤9.69;又因為輕型商用車=5.0~8.0;
所以,取=5.8
其他各擋傳動比的確定:
按等比級數原則,一般汽車各擋傳動比大致符合如下關係:
式中:—常數,也就是各擋之間的公比;因此,各擋的傳動比為:
,,,==1.552
所以其他各擋傳動比為:
==3.738,==2.409,==1.552
初選中心距時,可根據下述經驗公式
1.3)
式中:—變速器中心距(mm);
—中心距係數,商用車:=8.6~9.6,取9.3 ;
—發動機最大轉矩(
—變速器一擋傳動比,=5.8 ;
—變速器傳動效率,取96% ;
—發動機最大轉矩,= 。 則,=
=89.69~98.669(mm)
初選中心距=95mm。
1、模數齒輪的模數定為4.0mm。
2、壓力角國家規定的標準壓力角為20°,所以變速器齒輪普遍採用的壓力角為20°。
3、螺旋角貨車變速器螺旋角:18°~26°
初選一擋斜齒輪齒輪螺旋角為23°
4、齒寬
直齒,為齒寬係數,取為4.5~8.0,取7.0;
斜齒,取為6.0~8.5,取7.0。
採用嚙合套或同步器換擋時,其接合齒的工作寬度初選時可取為2~4mm,取4mm。
5、齒頂高係數
在齒輪加工精度提高以後,包括我國在內,規定齒頂高係數取為1.00。
1、 確定一擋齒輪的齒數
中間軸一擋齒輪齒數,貨車可在12~17之間選用,最小為12~14,取=13,一擋齒輪為斜齒輪。
一擋傳動比為1.4)
為了求,的齒數,先求其齒數和
直齒1.5)
==47.5 取整為49
即=-=49-13=36
2、對中心距進行修正
因為計算齒數和後,經過取整數使中心距有了變化,所以應根據取定的和齒輪變位係數重新計算中心距,再以修正後的中心距作為各擋齒輪齒數分配的依據。
對一檔齒輪進行角度變位:為了增強齒根強度,根據齒數和,初選=1.1
由機械設計手冊查得:△y=0.13。y=-△y=1.1-0.13=0.97
取y=1.0,查表修正△y=0.14,,=1+0.14=1.14
進行變位係數分配:根據齒數和的一半與變位係數和的一半,查表:
修正中心距:==101.88mm取整為a=102mm。
修正螺旋角:22.84°
一擋齒輪引數:
分度圓直徑4×36=144mm
4×13=52mm
齒頂高5.84mm
5.76mm
齒根高2.6mm
2.68mm
齒全高8.44mm
齒頂圓直徑155.68mm
63.52mm
齒根圓直徑138.8mm
46.64mm
節圓直徑
3、確定常嚙合傳動齒輪副的齒數
由式(1.3)求出常嚙合傳動齒輪的傳動比
1.6)
==2.133
常嚙合傳動齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等,初選=,即
1.7)
==46.94取47
由式(1.6)、(1.7)取整為=15,=32,則:
==5.9
對常嚙合齒輪進行角度變位:
理論中心距101.9mm
查表得:inv=0.014904 =0.022120
變位係數之和
0.4659
當量齒數分別為:19和40.88
查變位係數線圖得
分度圓直徑65.1mm
138.89mm
齒頂高6.8mm
6.64mm
式中:=(96-95.79)/4=0.025
0.4659-0.025= 0.454
齒根高7.68mm
8.56mm
齒全高16.23mm
齒頂圓直徑72.86mm
144.72mm
齒根圓直徑48.67mm
125.65mm
當量齒數15.78
38.83
節圓直徑
4、確定其他各擋的齒數
(1)二擋齒輪為斜齒輪,模數與一擋齒輪相同, =23.84°
1.8)
==1.52
1.9)
==45.11
由式(1.8)、(1.9)得=27.20,=17.91取整為=30,=17
則,==3.737 =3.764
二擋齒輪引數:
分度圓直徑130.21mm
73.78mm
齒全高7.96mm
齒頂圓直徑138.2mm
81.87mm
齒根圓直徑120.2mm
63.78mm
(2)三擋齒輪為斜齒輪,
==0.9791.10
3.11)
由式(3.10)、(3.11)得=22.64,=22.17 取整=25,=22
2.424
三擋齒輪引數:
分度圓直徑108.5mm
95.49mm
齒頂圓直徑116.5mm
103.49mm
齒根圓直徑98.5mm
85.49mm
當量齒數26.699
27.91
(3)四擋齒輪為斜齒輪,螺旋角=22.84°
==0.7275
1.13)
由(1.12)、(1.13)得=17.58,=27.295,取整=20,=27
則1.58
四擋齒輪引數:
分度圓直徑86.81mm
117.2mm
齒頂圓直徑94.81mm
125.2mm
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