力,这时:
式中:——最大驱动力; ———滚动阻力; —— 最大上坡阻力。 根据最大爬坡度确定一档传动比 i1≥m×g×(f×cosα
max
+sinα
max
)R0(η)
——(《汽车现代设计制造》P36)
式中:——发动机最大扭矩;为173N.m ——变速器一档传动比; ——主传动器传动比, =5.375; m——汽车总质量=1960kg; f——道路滚动阻力系数取0.02; η——传动系机械效率,取0.85; g ——重力加速度取9.8; ——驱动轮滚动半径,取0.35m; α
max
——汽车最大爬坡度为32%,即α
max
=17.740
i1≥3.10,取i1=3.84。
由 —(《汽车理论》第 3版P5-9)
式中,q为常数,也就是各档之间的公比,一般认为q不宜大于1.7-1.8。
由中等比性质;得: =i1
(n-m)(n-1)
m——档位数,取m=2,3,4, n——档数,n=4 ;
11 i2=2.452;i3=1.566;i4=1.0(直接档); i1i2=1.566;i2i3=1.566;i3i4=1.566; 符合q的要求。
∴i1=3.840, i2=2.452, i3=1.566, i4=1.000。
三、中心矩A
对于中间轴式变速器,是将中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A
初选中心矩A时,可根据经验公式计算
A=Ka×(Temax×i1×ηg)13 (3.2)
--(《汽车设计》第4
版P90)
Ka—— 中心矩系数:Ka=8.6~9.6,取9.0; —— 变速器一档传动比;
—— 变速器传动效率:取ηg=97%;
Memax —— 发动机的最大输出转矩,单位为(Nm); ∴A=9.0*(173*3.840*0.97)13=77.74mm 初选A=78mm
四、齿轮参数选择
(一)模数的选择
影响齿轮模数的选取因素很多,如齿轮强度、质量、噪声、工艺要求等。选取齿轮模数时一般遵循的原则是:为了减少噪声应合理减少模数,同时增加齿宽;为使质量小些,应增加模数,同时减小齿宽;从工艺方面考虑,各档齿轮应选用同一种模数,而从强度方面考虑,各档齿轮应该有不同的模数,对客车,减小噪声比减少质量更重要,故齿轮应选用小些的
12 模数。该设计选用同一模数进行,对于排量1.6 为2.75—3.0。故斜齿轮法向模数mn=2.75;直齿轮模数取.m=2.75。 -- (《汽车设计》第4版P91) (二)压力角α的选择 压力角较小时,重合度较大,传动平稳,噪声较低;压力角较大时,可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对于轿车,为重合度以降低噪声,应采用14.5°,15°,16°,16.5°等小些的压力角;对货车,为提高齿轮的承载能力,应选用22.5°或25°等大些的压力角,实际上,因国家规定的标准压力角为20°,所以变速器齿轮普遍采用的压力角为20°。 --(《汽车设计》第 4版P91) (三)螺旋角β 选取斜齿轮的螺旋角,应注意到它对齿轮工作噪声,轮齿的强度和轴向力有影响。在齿轮选取大的螺旋角时,齿合重合度增加,工作平稳,噪声低。随着β增大,齿的强度也相应提高,不过,当螺旋角大于30°时,抗弯强度急剧下降。乘用车中间轴式变速器斜齿螺旋角的选择范围:22-34°。 初选°,°,° (四)齿宽b 齿宽的选择,应注意到齿宽对变速器的轴向尺寸、齿轮工作平稳性、齿 强度和齿轮工作时受力的均匀程度。 通常根据模数m(mn)来选择齿宽: 直齿:b=Kcm, Kc为齿宽系数,取4.5~8 13 斜齿:b=Kcmn,Kc取为6.0~8.5; --(《变速器》第1版P15) *直齿 b=(4.5~8)×2.75=12.375~22(mm) b7=20mm, b8=22mm, b11=20mm *斜齿 b=(6.0~8.5)×2.75=16.5~23.375(mm) b1=20mm, b2=18mm, b3=20mm, b4=18mm b5=18mm, b6=20mm, b9=18mm, b10=20mm; (五)各档齿数Z 齿数确定原则:各档齿轮齿数比应尽可能不是整数。 * 一档齿轮齿数 1)斜齿Zh=2×A×cosβ 9.10 mn,选取β 9.10 =(3.3) Zh=2×78×cos24°2.75 =51.822 取=52(圆整) 由进行大小齿轮齿数分配,为使的传动比更大些, 取Z9=34,Z10=18; 2)A=mn×(Z9+Z10)(2×cosβ9.10 ) (3.4) =2.75×(34+18)(2 ×cos24°)=78.27mm 取A=78; 3)Z2Z1 =i1Z10Z9=3.840×1834=2.0329(3.5) 4)由A= mn×(Z1+Z2)(2×cos)得 14 24°, ; Z1+Z2=2×78×cos27°2.75=50.54,取Z1+Z2=51; 取Z1=17,Z2=34(圆整); 5)修正i1 i1 =Z2×Z9(Z1×Z10) (3.6) =34×34(17×18) =3.7778 i%=(|3.840-3.7778|3.7778)×100% =1.6%<5% (合格); 6)修正β 由A=mn(Z2+Z1)2*cosβ1.2 得 β 1.2 =arccos[ mn×(Z1+Z2)2*A (3.7) 同理 β 9.10 =arccos[mn×(Z9+Z10)2*A]=23.56° 确定Ⅱ档齿轮齿数(取β5.6 =24°) 1)Z5Z6=i2×Z1Z2=2.452×1734=1.2599; 2)Z5+Z6=2×A×cosβ 5.6 =2×78×cos24°2.75 =52.0000 取Z5+Z6 =52(圆整) Z5=29,Z6=23; 3)修正i2 i2 =Z2×Z5(Z1×Z6 ) =34×29(17×23) 15 ] =26.37°