电动汽车变速传动装置设计
(1)模数
齿轮模数是一个重要参数．并且影响它的选取因素有报多，如齿轮的强度、质量、噪声和工艺要求等。根据变速器用齿轮模数的范围（见表4-1、表4-2）及计算得本设计所用变速箱齿轮摸数如下：
斜齿轮：ma=0.473Temax=0.47*3107=2.23根据汽车设计书p91的表格，进择第一系列的模数所以取ma = 2.5
直齿轮：m=3
表4 -1汽车变速器齿轮的法向横数mm 本型 乘用车的发动机排量V/L 货车的最大总质量ma/t 1.0 表4-2汽车变速器常用的齿轮模数mm 第一系列 第二系列 1.00 1.25 1.5 2.0 2.5 3.0 2.25~2.75 2.75~3.00 6.0 表4-3汽车变速器齿轮的齿形、压力角与螺旋角 轿车 齿形 高齿并修形的齿形 压力角α 14.50 150 160 160 齿宽b 250~400 9 电动汽车变速传动装置设计 GB1356-78规定的一般货车 标准齿形 200 低档，倒档齿轮200~300 重型车 同上 22.50 250 小螺旋角 压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度．对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些；对货车，为提高齿轮承载力，取大些．存本设计中变速器齿轮压力角a取150 啮合套或同步器取300；斜齿轮螺旋角β取200。 应该注意的是选择斜齿轮的螺旋角时应力求使中间轴上是轴向力相互抵消．为此，中间轴上的全部齿轮一律取右旋，而第一轴和第二轴上的斜齿轮取左旋．其轴向力经轴承盖由壳体承受． 齿轮宽度b的大小直接影响着齿轮的承载能力．b加大，队的承载能力增高．但试验丧明，存齿宽增大判一定数值后，由于载荷分配不均匀，反而使齿轮的承载能力降低．所以，在保证齿轮的强度条件下，尽量选取较小的齿宽，以有利于减轻变速器的重量和缩短其轴向尺寸。 通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽： 直齿 b=(4.5-8.0)m，mm b=8×3=24mm 斜齿 b=(6.0 -8.5)m，mm b=7×2.5=17.5mm 第一轴常啮合齿轮硎副齿宽的系数值可取大一些，使接触线长度增加，接触应力降低，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。 5) 齿轮齿数的确定 存初选了中心距、齿轮的模数和螺旋角后．可根据预先确定的变速器档数、传动比和结构方案来分配各档齿轮的齿数，下面结合本设计来说明分配各档齿数的方法。 10 电动汽车变速传动装置设计 图4.1变速器结构简图 (1)确定一档齿轮的齿数（如图3.1） 一挡传动比 igl=Z2/Z1 (4-4) 为了确定Z1和Z2的齿数，先求其齿数和Z∑： Z∑=2A/m （4-5） 其中A=59mm、m=3:故 有Z∑=39.33 igl= 2.5= Z2/Z1；Z1+ Z2=39.3; Z1 =11.2；Z2=28.1 取Z1= 11；Z2= 28 上面根据初选的A及m计算出的Z2可能不是整数，将其调整为整数后，看出中心距有了变化，这时应从Z2及齿轮变位系数反过来计算中心距A．再以这个修正后的中心距作为以后计算的依据。 这里Z∑修正为39．反推出A=60mm． (2)确定其他档位的齿数 二档传动比的计算 A=mn(Z1+ Z2)/2cosβ (4-6) Z3+ Z4=2Acos β/ mn=2 ×59×cos200/2.5=44.35 (4-7) ig2= Z3/Z4 =1 Z3= Z4= 22 (3)齿轮变位系数的选择 齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度、使用平稳性、耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。 11 电动汽车变速传动装置设计 变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位．高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零,高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度想接近的程度，高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零,角度变位既具有高度变位的优点，又难免了其缺点。 有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，使各相互啮合齿轮剐的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距，此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时，则对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用的较多;对斜齿轮传动，还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。 变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮，其主要损坏形式是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合剂耐磨损最有利的原则选择变位系数，为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大一些，同样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低档齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。 总变位系数越小，一对齿轮齿更总厚度越薄，齿根越弱，执弯强度越低．但是由于轮齿的刚度较小．易于吸收冲击振动，故噪声要小些。 根据上述理由，为降低噪声，变速器中一、二挡的齿轮的总变位系数要选用较小的一些数值，以便获得低噪声传动。 其中，一挡主动齿轮的齿数Z=11．因此一档齿轮需要变位． 变位系数 ξ=（17 – Z）/17 (4-8) 式中Z为要变位的齿轮齿数． 12 电动汽车变速传动装置设计 因为曲轮1的齿数为11．所以会发生根切，所以需要变位．变为系数为ξ= (17 -ll)/17=0.35。 4.2齿轮强度计算 齿轮的强度计算与校核与其他机械设备使用的变速器比较，有所不同。但不同用途汽车的变速器齿轮使用条件仍是相似的。此外，汽车变速器齿轮所用的材料、热处理方法、加工方法、精度等级、支撑方式也基本一致。如汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或齿轮精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于7级。因此，比用于计算通用齿轮强度公式更为简化一些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果．在这里所选择的齿轮材料为45。 1）直齿轮弯曲应力σw σw=F1KσKf/bty (4-9) 式中：σw为弯曲应力(MPa); F1为一档齿轮1的圆周力(N)； d为节圆直径 (mm)； Kσ为应力集中系数，可近似取1. 65； Kf为摩擦力影响系数，主动齿轮取1.1，从动齿轮取0.9； b为齿宽( mm)，取24mm； t为端面齿距(mm)， r=πm=3.14x3 =9.42； y为齿形系数 齿形系数如图4.1 13