变速器设计(计算实例)

目录

一、变速器传动机构布置方案的选择 (2)

二、确定中心距 (2)

三、确定齿轮的基本参数 (3)

四、确定各挡齿轮齿数 (3)

五、齿轮的变位与齿轮各参数的确定 (7)

六、齿轮强度校核 (8)

七、初选轴的直径 (14)

八、轴的强度校核 (15)

九、选择轴承 (18)

十、参考文献 (18)

设计参数：

变速器型号：CAS5-20A 型

各挡传动比：1 5.568i = 2 2.832i = 3 1.634i = 4 1.000i = 50.794i =

5.011R i =

传递的最大转矩：max 196e T N m =

一、变速器传动机构布置方案的选择

CAS5-20A 型变速器为中间轴式机械变速器，有5个前进挡和1个倒挡。前进挡均带有滑块式同步器。壳体采用前、后对开式结构。具体传动示意图如下：

二、确定中心距

中间距A 为中间轴与第二轴的间距

A= max 31A e g K T i η 其中A K 为中心距系数，对于货车A K =8.6～10.6。g η为0.96。 试选A K =10.0，则：

A= 39.0196 5.5680.96⨯⨯

三、确定齿轮的基本参数 1、模数

第一轴常啮合斜齿轮法向模数n m

n m

= 0.47

0.47 取n m =3.0

一挡采用直齿轮，则：

m=0.33

=0.33 取m=3.5

考虑到齿轮的加工方便，不少变速器采用几种模数。即抵挡齿轮用大模数，高档齿轮采用小模数。变速器所用模数大致范围：轻型货车为2.5～3.5 所以最终确定：第一挡和倒挡齿轮采用直齿，模数m=3.5； 其余各挡齿轮、常啮合齿轮模数n m =3.0；

2、压力角

因国家规定的标准压力角为20º，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为20º，即α=20º。

3、螺旋角

对于货车斜齿轮螺旋角的初选范围为β=18º～26º 初选螺旋角β=20º

4、齿宽

根据齿轮模数m （n m ）的大小来选定齿宽： 直齿b=c k m ，c k 为齿宽系数，取为4.5～8.0 斜齿b=c n k m ，c k 取为6.0~8.5

所以初选：1b =2b =8.03⨯=24mm 7b =8b =8.03⨯=24mm 3b =4b =8.03⨯=24mm 9b =10b =8.0 3.5⨯=28mm 5b =6b =8.03⨯=24mm 倒挡 b=8.0 3.5⨯=28mm

四、确定各挡齿轮齿数

◆ 1i =

29

110

Z Z Z Z 直齿h Z = 2A

m

h Z =52.23

对于中型货车，初选10Z =13

9Z =10h Z Z -=39.23 取整9Z =40

◆ 修正中心距 A=

2

h Z m =1

3.5(4013)2⨯⨯+ =92.75mm 取整A=93mm

◆ 常啮合齿轮副齿轮确定

21Z Z =1019Z i Z ⨯=135.56840

⨯ ………………1 A=

12()2cos n m Z Z β+=123.0()

2cos 20

Z Z ⨯+=93 (2)

联立1、2得： 1Z =21 2Z =38 此时，1i =

29

110

Z Z Z Z =5.568 与设计传动比一致 修正螺旋角：cos β=

12()

2n m Z Z A

+=0.9516

则：'

2β=19º12´48” ◆ 二挡齿轮副齿数确定

78Z Z = 122Z i Z ⨯=212.83238

⨯ ……………1 A=

788

()

2cos n m Z Z β+=93 (2)

28tan tan ββ=27

128

(1)Z Z Z Z Z ⨯++ (3)

联立1、2、3得：

8β=15.48º 取整后， 8Z =23 7Z =36 则 2i =

27

18

Z Z Z Z =2.832 与设计传动比一致 修正螺旋角：8cos β= 78()2n m Z Z A

+ 则 '

8β=17.64º

◆ 三挡齿轮副齿数确定

56Z Z = 132Z i Z ⨯= 211.63438

⨯ ……………1 A=

566

()

2cos n m Z Z β+=93 (2)

26tan tan ββ=

25

126

(1)Z Z Z Z Z ⨯++ ……………3 联立1、2、3得：

6β=19.85º 取整后， 6Z =31 5Z =28

则 3i =

25

16

Z Z Z Z =1.634 与设计传动比一致

修正螺旋角：'

6cos β=

56()

2n m Z Z A

+

则 '

6β=17.46º

◆ 四档为直接挡

◆ 五挡齿轮副齿数确定

34Z Z = 152Z i Z ⨯= 210.79438

⨯ ……………1 Ａ=

344

()

2cos n m Z Z β+=93 (2)

24tan tan ββ= 23

124

(1)Z Z Z Z Z ⨯++ (3)

联立1、2、3得：

4β=24.87º 取整后， 4Z =41 3Z =18 则 5i =

23

14

Z Z Z Z =0.794 与设计传动比一致 修正螺旋角： '

4cos β=

34()

2n m Z Z A

+

则 '

4β=25.12º

◆ 倒挡齿轮副齿数确定

m=3.5 初选 11Z =21 则：

A '=10111

()2m Z Z +

=1

3.5(1321)2

⨯⨯+

=59.5mm

R i =

21113

11012

Z Z Z Z Z Z ⨯⨯ =5.011

则：13

12

Z Z =1.637 (1)