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第四节 变速器的一、齿轮的损坏形式 变速器齿轮的损坏形式主要有三种：轮齿折断，齿面疲劳剥落(点蚀)，移动换挡齿轮 轮齿折断发生在两种情况下：轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮 轮齿工作时，一对齿轮相互啮合，齿面相互挤压，这时存在于齿面细小裂缝中的润滑油 用移动齿轮的方法完成换挡的低挡和倒挡齿轮，由于换挡时两个进入啮合的齿轮存在角 二、轮齿强度计算 与其它机械行业比较，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JBl79—83，6级和7级。因此 1、轮齿弯曲强度计算 (1)直齿轮弯曲应力 (3--11) 为弯曲应力(N／mm)；为圆周力(N)，=2／d；为计算载荷(N·mm)；d为节圆直径(mm)；为应力集中系数，可近似取=165；为摩=1.1，从动齿轮=O9；为齿宽(mm)，b= m；为端面齿距(mm)，t=m；(mm)；y为齿形系数，见图3-14 图3-14 齿形系数图(假定载荷作用在齿顶=20°，=1) 因为齿轮节圆直径d=mz，式中z为齿(3-11)后(3-12) 当计算载荷取作用到变速器第一轴上时，一、倒挡直齿轮许用弯400～850N／mm，货车可取下限，(2)斜齿轮弯曲应力 (3-13) 为圆周力(N)，F1==2／d；(N·mm)；d为节圆直径(mm)，d=；为法面模数(mm)；z为为斜齿轮螺旋角()；为应力集=1.5；b为齿面宽(mm)；为(mm)，t=；y为齿形系数，可按当量齿数在图3-14中查得；为重合度影响系数，=2将上述有关参数代人式(3-13)，整理后得到斜齿轮弯曲应力为 (3-14)当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，对轿车常啮合齿轮和高1 80～350N／mm范100～250N／mm。 2轮齿接触应力计算 轮齿的接触应力按下式计算 (3-15) 式中，为轮齿的接触应力(N／mm)；F为齿面上的法向力(N)，；为圆周力(N)，=2／d；为计算载荷(N·mm)；d为节圆直径(mm)；为节(°)，为齿轮螺旋角()；E为齿轮材料的弹性模量(N／)；为齿轮接(mm)；为(mm)，直齿轮：，，斜齿轮：，；为主、(mm)。 将作用在变速器第一轴上的载荷／2作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表3—1。 齿轮 ／(N·) 渗碳齿轮 液体碳氮共渗齿轮 一挡和倒挡 1900--2000 950--1000 常啮合齿轮和高挡 1300~-1400 650--700 变速器齿轮多数采用渗碳合金钢，其表层的高硬度与芯部的高韧性相结合，能大大提高 国内汽车变速器齿轮材料主要用20CrMnTi、20Mn2TiB、16MnCr5、20MnCr5、25MnCr5渗碳齿轮表面硬度为58～63HRC，芯部硬度为33～48HRC。 三、轴的强度计算 变速器工作时，由于齿轮上有圆周力、径向 对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产3-15所示，致使沿 初步确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度 图 3-15 变速器轴的变形简图 轴的挠度和转角可按《材料力学》有关公式计算。计算时仅计算齿轮所在位置处轴的挠3-1 6所示时，若轴在垂直面内挠度为，在水平面和转角为，则可分别用下式计算 图3—16 变速器轴的挠度和转角 式中，为齿轮齿宽中间平面上的圆周力(N)；为齿轮齿宽中间平面上的径向力(N)；E(MPa)，E=2.1x MPa；I为()，对于实心轴：=／64；d(mm)，花键处按平均直径计算；为齿轮上作用力距支座A、B的距离；L为支座间距离如果用和分别表示轴在垂直面和水平面的挠度，则轴的全挠度为 ≤2mm。轴在垂直面和水平面挠度的允许值为=O.05～0.10mm，=O.10～O.15ram。齿轮O.002rad 。 与中间轴齿轮常啮合的第二轴上的齿轮，常通过青铜衬套或滚针轴承装在轴上，也有的 作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内和之后，计算相应的弯矩、轴在转矩和弯矩同时作用下，其应力为M= (N·mm)；d为轴的直径(mm)，花键处取内径；w为抗弯 在低挡工作时，≤400N／mm变速器的轴用与齿轮相同的材料制造。