基于阶次——趋势分析的变速器齿轮耐久性早期故障诊断

齿轮材料的选择原则

齿轮材料的选择原则 齿轮是现代机械中应用最广泛的一种机械传动零件。齿轮传动通过轮齿互相啮合来传递空间任意两轴间的运动和动力，并可以改变运动的形式和速度。齿轮传动使用范围广，传动比恒定，效率较高，使用寿命长。在机械零件产品的设计与制造过程中，不仅要考虑材料的性能能够适应零件的工作条件，使零件经久耐用，而且要求材料有较好的加工工艺性能和经济性，以便提高零件的生产率，降低成本，减少消耗。如果齿轮材料选择不当，则会出现零件的过早损伤，甚至失效。因此如何合理地选择和使用金属材料是一项十分重要的工作。 满足材料的机械性能 材料的机械性能包括强度、硬度、塑性及韧性等，反映材料在使用过程中所表现出来的特性。齿轮在啮合时齿面接触处有接触应力，齿根部有最大弯曲应力，可能产生齿面或齿体强度失效。齿面各点都有相对滑动，会产生磨损。齿轮主要的失效形式有齿面点蚀、齿面胶合、齿面塑性变形和轮齿折断等。因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度，齿面要有足够的硬度和耐磨性，芯部要有一定的强度和韧性。 例如，在确定大、小齿轮硬度时应注意使小齿轮的齿面硬度比大齿轮的齿面硬度高30-50HBS，这是因为小齿轮受载荷次数比大齿轮多，且小齿轮齿根较薄，强度低于大齿轮。为使两齿轮的轮齿接近等强度，小齿轮的齿面要比大齿轮的齿面硬一些。 另一方面，根据材料的使用性能确定了材料牌号后。要明确材料的机械性能或材料硬度，然后我们可以通过不同的热处理工艺达到所要求的硬度范围，从而赋予材料不同的机械性能。如材料为40Cr合金钢的齿轮，当840-860℃油淬，540-620℃回火时，调质硬度可达28-32HRC，可改善组织、提高综合机械性能；当860-880℃油淬，240—280℃回火时，硬度可达46-51HRC，则钢的表面耐磨性能好，芯部韧性好，变形小；当500-560℃氮化处理，氮化层0.15-0.6mm时，硬度可达52-54HRC，则钢具有高的表面硬度、高的耐磨性、高的疲劳强度，较高的抗蚀性和抗胶合性能且变形极小；当通过电镀或表面合金化处里后，则可改善齿轮工作表面摩擦性能，提高抗腐蚀性能。 满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加工工艺要求的能力。齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等几种加工，因此选材时要对材料的工艺性能加以注意。一般来说，碳钢的锻造、切削加工等工艺性能较好，其机械性能可以满足一般工作条件的要求。但强度不够高，淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高，但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途经来改善材料的工艺性能。 例如汽车变速箱中的齿轮选择20CrMnTi钢，该钢具有较高的机械性能，在渗碳淬火低温回火后，表面硬度为58-62HRC，芯部硬度为30-45HRC。20CrMnTi的工艺性能较好，锻造后以正火来改善其切削加工性。此外，20 CrMnTi还具有较好的淬透性，由于合金元素钛的影响，对过热不敏感，故在渗碳后可直接降温淬火。且渗碳速度较快，过渡层较均匀，渗碳淬火后变形小。适合于制造承受高速中载及冲击、摩擦的重要零件，因此根据齿轮的工作条

变速箱主要全参数地选择计算

第三章变速箱主要参数的选择 根据变速箱运用的实际场合，结合同类变速箱的设计数据和经验，来进行本设计的主要参数的选择，包括：挡数、传动比范围、中心距、外形尺寸、齿轮参数等。 3.1 挡数 变速箱的挡数可在3～20个挡位范围内变化。通常变速箱的挡数在6挡以下，当挡数超过六挡以后，可在6挡以下的主变速箱基础上，再配置副变速箱，通过两者的组合获得多挡位变速箱。 传动系的挡位增多后，增加了选用合适挡位使发动机处于工作状况的机会，有利于提高燃油经济性。因此，轿车手动变速箱已基本采用5挡，也有6挡的。近年来，为了降低油耗，变速箱的挡位也有增加的趋势。发动机排量大的乘用车多用5个挡。【本设计采用5个挡位】 3.2 传动比范围 变速箱传动比的范围是指变速箱最低挡传动比与最高挡传动比的比值。高挡通常是直接挡，传动比为1.0；有的变速箱最高挡是超速挡，传动比为0.7～0.8。影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到最低稳定性是车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～5.4之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其他商用车则更大。 本设计根据已给条件，最高挡挡选用超速挡，传动比为i1=3.5，i2=2.5，i3=2.0，i4=1.5，i5=0.95，iR=3.5(倒挡) 所给相邻挡位间的传动比比值在1.8以下，利于换挡。 3.3 中心距A 对中间轴式变速箱，变速箱中心距是指中间轴与第二轴轴线之间的距离。它是一个基本参数，其大小不仅对变速箱的外形尺寸、体积和质量大小有影响，而且对齿轮的接触有轻度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越短；变速箱的中心距取的越小，会使变速箱长度增加，并因此而使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态破坏。 中间轴式变速箱中心距A（mm）的确定，可根据对已有变速箱的统计而得出

汽车变速器设计

汽车变速器设计 机械式手动变速器对比于自动变速器，其结构简单，体积小，造价成本低，方便装配和维修，传动效率高等优点，在今天依旧很受青睐。变速器的设计对汽车动力性，燃料经济性，换挡操纵的可靠和轻便性，传输的平稳与效率等有着直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是加大其传输功率与重量比，并有着更加良好的性能和更小的装配空间。本设计是以一汽大众捷达变速器的数据为基础，在已有的发动机输出转矩，转速及最高车速，最大爬坡度等条件下，主要对变速器的齿轮结构参数以及轴的结构尺寸等进行设计计算，并对其传动方案和结构形式进行设计，同时对操纵机构和同步器进行设计，提高汽车的整体性能和燃油经济性。 1 绪论 1.1 选题的目的和意义 变速机构是除了发动机以外在汽车上的第二个重要机构，它的好坏会直接影响到车子的动力性和燃油经济性，其次，对于驾驶员来说，乘坐的舒适性也与汽车在换挡时的冲击量有关。车载人员的舒服与适应度和操作稳定度，很大一部分取决于变速器是否优良。 手动变速器在质量和参数上的改进会使汽车在燃油经济性和换挡平顺性方面有进一步的提高。 在轿车或货车部件的运行状态中，变速器主要有以下三个任务： 1.使其传动比率发生改变，包括传动时的转速和转矩，这样可以让汽车在耗油率较低的状态下运行。 2.在发动机输出转动力矩状态不发生变化情况中，让其可以倒退运行； 3.挂入空挡的状态下，汽车在不行驶的条件下保持发动机运转，且不进行动力传输，也可以挂入不同的档位，进行不同传动比的动力传输。 变换档位必须用手拨动拨叉完成，动力传递的比值发生变化，从而达到变速的目的。通俗来说，就是在驾驶过程中，我们踏下离合踏板时，才可拨得动变速杆。

齿轮传动方案

MSC齿轮传动系解决方案 1.概述 齿轮是机械系统中常用的传动部件，且已形成标准化和系列化。齿轮传动就是利用齿轮间的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，具有结构紧凑、效率高、寿命长、传动比精确，工作可靠，使用的功率、速度和尺寸范围大，因此在现代工业中得到了普遍使用。 典型传动系 由于使用的广泛性，因此必须提高齿轮传动的设计水平，才能解决实际生产中面临的各种问题，也只有对齿轮传动系统的各个细节进行了全面分析与处理，才能将齿轮传动的优势发挥出来。 拿齿轮传动系统的关键部件——齿轮来说，就有很多参数来描述它，模数，齿数，分度圆直径，齿顶，齿根，压力角，变位系数等等。这些参数之间相互关联，相互影响，它们不仅影响传动效果而且还影响自身结构受力。 齿轮的失效形式有很多，但主要体现在轮齿失效上，如轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨齿面胶合以及塑性变形等。这反应到CAE领域中属于结构分析软件的工作，但是不管上述哪种失效形式总是因为某一时刻轮齿的受力超过了某个允许值而造成，而对这个力的求解一般是机构分析软件的任务。 齿轮传动是靠齿和齿之间的啮合来实现的，由于实际使用中，轮齿啮合之间存在间隙，这样就必然使得啮合传动会产生噪声，并且从数学角度来说，这是个非线性的问题，从形式上来说，这个啮合力是动态变化的。啮合力的动态性对轮齿的疲劳、失效有着巨大的影响。 从齿轮的几何方面而言，有摆线齿廓，渐开线齿廓以及圆弧齿廓等众多类型，在齿与齿

啮合时效果各异，其中渐开线式的目前应用最为广泛。齿轮的变位系数对优化齿轮传动以及方便装配等方面都有好处。轮齿修形也是对传动稳定性有巨大影响的一个重要因素。 2.产品介绍 针对齿轮传动MSC.Adams提供不同详细程度的分析方式和仿真工具： 第一种，只考虑传动比等运动关系时，使用Adams的齿轮副可以创建各种类型的齿轮传动形式，直齿，螺旋齿，蜗轮蜗杆，行星齿轮等类型。 简单齿轮传动模型 第二种，考虑齿轮之间的啮合力，变位系数时，使用Adams的插件工具Gear Generator，可以实现各种齿轮传动形式的建模。

手动变速箱齿轮油的分类使用

手动变速箱齿轮油的分类使用 手动变速箱齿轮油介绍 一、美国石油学会的车辆齿轮油性能分类。 美国石油学会将车辆齿轮油按使用性能分为GL-1、GL-2、GL-3、GL-4、GL-5和GL-6六类。其性能水平顺序逐级提高。其中，使用较多的是GL-4和GL-5两类。近年来API还提出了两种新使用性能分类规格，一种是PG-1，适用于重载、高温(可达150℃)手动传动箱(卡车与公共汽车用)，另一种PG-2，适用于有高偏置的重载轴齿轮传动(重型卡车最后一级传动用)。这两种新规格还要求能满足对清净分散性、密封寿命与同步啮合腐蚀极限的更高要求。 由于GL1、GL2、GL3都已属于淘汰型号，因此下面主要介绍GL4、GL5齿轮油，顺便提一下GL-6。 (1)GL-4在高速低扭矩，低速高扭矩下操作的各种手动变速箱、螺种齿轮，特别是客车和其他各类车辆用旋伞齿轮和使用的双曲线齿轮，规定用GL-4类齿轮油。 (2)GL-5在高速冲击负荷，高速低扭矩操作下的各种齿轮，特别是客车或苛刻的其他车辆用的双曲线齿轮，规定用双曲线齿轮及其他GL-5类齿轮油。 (3)GL-6在高速、冲击负荷下工作的各种齿轮，特别是客车和各类车辆用的高偏置双曲线齿轮(偏置量大于2.0英寸或接近大齿圈直径的25%)规定用GL-6类齿轮油二、国产汽车用齿轮油情况： 汽油车：代表车型有奥迪、捷达、富康、桑塔纳、夏利、别克等，社会保有量110万辆，用油等级GL-4或GL-5；微型车：代表车型有大发、吉林、长安、昌河、五菱等，社会保有量40万辆，用油等级GL-4或GL-5；轻型载货车，代表车型CA120、BJ130、NJ131、NJ1061、金杯等，社会保有量290万辆，用油等级GL-4； 日产汽车，手动变速器用GL-4之75W、80W、85W、90、140，后桥GL-5之75W、80W、85W、90、140； 三、齿轮油的组成： 齿轮油简单说就是由基础油及添加剂组成。性能的优异和选择机油一样，要看基础油是何类型。 常用于调配齿轮油的基础油有500SN、650SN、150BS、200BS等，有的还采用合成油如PAO、聚醚等调合，一般GL-4、GL-5级的85W/90、85W/140及90、140油采用普通矿油调合则可，GL-4、GL-5的75W/90、80W/90则需要用合成油调合了。 一般厂家手册上都是介绍终生不用更换手动变速箱齿轮油，如果您一定要尽善尽美，建议家庭用车如果需要更换手动变速箱齿轮油，尽量使用API 75W-90的GL-4、GL-5的全合

汽车变速箱齿轮钢的选择

攀枝花学院 学生课程设计（论文） 题目：汽车变速箱齿轮钢的选择及 热加工工艺设计 学生姓名：学号： 所在院(系)：材料工程学院 专业：材料科学与工程 班级： 指导教师：职称：副教授 2015年12月21日 攀枝花学院教务处制

攀枝花学院本科学生课程设计任务书 题目汽车变速箱齿轮钢的选择及热加工工艺设计 1、课程设计的目的 使学生融会贯通机械设计基础、金属热处理、金属力学性能、冶金概论、金属材料成型工艺及设备、金属材料学、金属热处理设备与车间设计、科技文献检索等课程理论知识；培养学生检索科技文献的能力；培养学生综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等） 1、重型卡车变速箱齿轮的服役条件和力学性能要求分析。 2、重型卡车变速箱齿轮的加工工艺流程分析。 3、重型卡车变速箱齿轮用钢的选择及热加工工艺设计。 4、按学校及材料工程学院关于课程设计的相关要求提交设计说明书。 3、主要参考文献 1 陆兴，刘世程，王德庆.热处理工程基础[M].北京：机械工业出版社，2007 2 吴承建，陈国良，强文江.金属材料学[M].2版.北京：冶金工业出版社，2009 3 唐代明，王小红，皮锦红.金属材料学[M].成都：西南交通大学出版社，2014 4 孙智，倪宏昕，彭竹琴.现代钢铁材料及其工程应用[M].北京：机械工业出版社，2007 5 马鸣图.先进汽车用钢[M].北京：化学工业出版社，2008 4、课程设计工作进度计划 第1～2天：布置课程设计任务，下发本任务书，重型卡车变速箱齿轮的服役条件和力学性能要求分析。 第3～4天：重型卡车变速箱齿轮的加工工艺流程分析。 第5～7天：重型卡车变速箱齿轮用钢的选择及热加工工艺设计，提交设计说明书的提纲或初稿。 第8～10天：修改、完善设计说明书，并提交。 指导教师（签字）日期201 年月日 教研室意见： 201 年月日

汽车变速器设计报告

汽车变速器设计报告 姓名： 学号：

目录 一、1轴总成的创建 （1）1轴轴体 （2）1轴轴承 （3）同步锁环 （4）1轴总成 二、中间轴总成 （1）中间轴主体部分 （2）常啮合齿轮 （3）五档齿轮 （4）中间轴轴承 （5）中间轴总成 三、2轴总成 （1）2轴轴体 （2）5档齿轮、5档齿轮接合齿圈、2轴同步齿轮、接合套（3）螺母 （4）2轴总成 四、箱体箱盖总成及其二维工程图 五、变速箱装配总成及爆炸图。

通过对车辆数字化技术课程的学习，我们对数字化设计技术及汽车行业相关软件有了一些了解，这对我们的专业素养有很大的提升。在本次作业中，对一款完整的五档汽车变速箱的结构组成及工作原理进行了充分学习，使用Creo软件对此款变速箱的主体及五档部分结构进行了简略三维模型的创建。 本人主要分1轴总成、中间轴总成、2轴总成、箱体箱盖总成等几个部分对该变速器进行三维模型的创建。 一、 1 轴总成的创建 1轴总成大致有以下几个部分构成：1轴轴体、1轴轴承、同步锁环。 （1）1轴轴体 首先，选定平面草绘出该平面，进行旋转操作，即可得到1轴主体部分。然后合并已绘制好的1轴齿轮、1轴接合齿圈 （2）1轴轴承 草绘如图，旋转得到轴承内圈。 同理绘制轴承外圈，滚珠，并将三部分合并，得到1轴球轴承模型。 （3）同步锁环

（4）建立装配文件，将以上三个部分按位置装配，得到1轴总成。 二、中间轴总成 中间轴总成大致分为以下几部分：中间轴主体、常啮合齿轮、五档齿轮、中间轴轴承等。（1）中间轴主体 首先草绘此截面，进行扫描操作，然后进行倒角处理，得到中间轴主体部分。 （2）常啮合齿轮。针对齿轮，以此齿轮为例，详细记录一下建模过程如下。 ①设置齿轮参数。新建文件后进入三维实体建模的环境。然后选择菜单栏中“工具/参数” 选项，将齿轮的各参数依次添加到参数例表对话框中，如图1所示 ②创建基本草绘曲线。选取FRONT为草绘平面，单击“草绘”按钮进入二维草绘模式。 然后绘制4个任意尺寸的同心圆。分别为181.50mm，183.50mm，196mm，206mm

变速器设计外文翻译

汽车变速器设计(外文翻译) 我们知道，汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态，此时发出的功率比较大，燃油经济性也比较好。因此，我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是，汽车在使用的时候需要有不同的速度，这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。 汽车变速器的作用用一句话概括，就叫做变速变扭，即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭，而增速又要减扭呢？设发动机输出的功率不变，功率可以表示为 N = wT，其中 w 是转动的角速度，T 是扭距。当 N 固定的时候，w 与 T 是成反比的。所以增速必减扭，减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理，分成各个档位对应不同的传动比，以适应不同的运行状况。 一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴，又称三轴式，另外还有倒档轴。三轴式是变速器的主体结构，输入轴的转速也就是发动机的转速，输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比，也就有了不同的转速。例如日产 ZN6481W2G 型 SUV 车手动变速器，它的传动比分别是：1 档 3.704:１；2 档 2.202:1；3 档 1.414:1；4 档 1:1；5 档（超速档）0.802:1。 当汽车启动司机选择 1 档时，拨叉将 1/2 档同步器向后接合 1 档齿轮并将它锁定输出轴上，动力经输入轴、中间轴和输出轴上的 1 档齿轮，1 档齿轮带动输出轴，输出轴将动力传递到传动轴上。典型 1 档变速齿轮传动比是3:1,也就是说输入轴转 3 圈，输出轴转 1 圈。 当汽车增速司机选择 2 档时，拨叉将 1/2 档同步器与 1 档分离后接合 2 档齿轮并锁定输出轴上，动力传递路线相似，所不同的是输出轴上的 1 档齿轮换成 2 档齿轮带动输出轴。典型 2 档变速齿轮传动比是 2.2:1，输入轴转2.2 圈，输出轴转 1 圈，比 1 档转速增加，扭矩降低。 当汽车加油增速司机选择 3 档时，拨叉使 1/2 档同步器回到空档位置，又使 3/4 档同步器移动直至将 3 档齿轮锁定在输出轴上，使动力可以从轴入轴—中间轴—输出轴上的 3 档变速齿轮，通过 3 档变速齿轮带动输出轴。典

齿轮材料选择及其热处理

齿轮材料选择及其热处理 摘要：齿轮是轮缘上有齿能连续啮合传递运动和动力的机械元件，是能互相啮合的有齿的机械零件，是机械传动中应用最广泛的零件之一。在齿轮的制造过程中,合理选择材料与热处理工艺,是提高承载能力和延长使用寿命的必要保证。常用齿轮材料锻钢、铸钢、铸铁、有色金属、非金属材料等的选择及热处理工艺进行了分析。 关键词：齿轮材料热处理工艺 一、齿轮结构： 二、齿轮的分类： 按其外形分为：圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮

按齿线形状分为：直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮 按轮齿所在的表面分为：外齿轮、内齿轮 按制造方法可分为：铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮 三、常用齿轮材料及热处理工艺的选择: 1)高承载能力的重要齿轮，如汽车、拖拉机、矿山机械及航空 发动机等齿轮 汽车、拖拉机等齿轮主要分装在变速箱和差速器中，推动汽车、拖拉机运行,所以传递功率、冲击力及摩擦压力都很大, 工作条件比较差。因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比较高，因此选用渗碳钢经渗碳、淬火及低温回火后使用最为合适。小模数齿轮一般采用20Cr和20CrMnTi,而较大模数齿轮采用

30CrMnTi 钢。 工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工、半精加工——渗碳+ 淬火+ 低温回火——喷丸——校正——精加工 2)中等承载能力的齿轮，主要用于切削机床齿轮 机床齿轮大多用于齿轮箱,传递动力,改变运动速度和方向,工作条件相对较好,载荷不大,工作平稳无强烈冲击,转速也不高,属工作条件较好的齿轮。因此,要求综合力学性能好,一般选用调质钢制造, 如40 钢、45 钢、40Cr、40SiMn 等。 工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工——调质——机械半精加工——高频感应淬火+ 低温回火——磨削 3)较低承载能力的齿轮 较低承载能力的齿轮一般选用中碳钢(40、45)或低合金中碳钢(40Cr、40Mn、40MnB等)制造,进行调质处理,调质后硬度约为200～300HB。相互配对使用的小齿轮硬度稍高(相差大约在70～120HB),对齿轮的使用寿命有利。 工艺路线一般为:备料——锻造——正火——机械粗加工——调质——机械精加工 四、齿轮在热处理后应满足下列性能要求： 1)高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度（抗疲劳点蚀）。 2)齿面具有较高的硬度和耐磨性。

变位齿轮设计

齿轮机构及其设计 > 变位齿轮 变位齿轮的意义 （1）避免根切现象.切削z

具的分度线(中线)与被加工齿轮分度圆相切位置远离轮坯中心一段径向距离 xm(m为模数，x 为径向变位系数，简称变位系数)。这样加工出来的齿轮成为正变位齿轮。xm>0，x>0。

具的分 度线靠 近轮坯 中心移 动一段 径向距 离xm， 刀具分 度线与 轮坯分 度圆相 割。这样 加工出 来的齿 轮称为 负变位 齿轮。 xm<0， x<0。 变位齿轮的基本参数和几何尺寸基本参 数：比标 准齿轮 多了一 个变位 系数x 几何尺 寸（与相

的标准齿轮的尺寸比较）：

正变位负变位 分度圆直 径 不变不变 基圆直径不变不变 齿顶圆直 径 变大变小 齿根圆直 径 变大变小 分度圆齿 距 不变不变 分度圆齿 厚 变大变小 分度圆齿 槽宽 变小变大 顶圆齿厚变小变大 根圆齿厚变大变小 无侧隙啮合方程 变位齿轮传动的中心距与啮合角 符合无侧隙啮合要求的变位齿轮传动的中心距a'是这样确定的：（1）首先由无侧隙啮合方程求得啮合角α': (2)再由求得中心距a' 此中心距a'与标准中心距a之间的差值用ym表示（y称为中心距变动系数）： 则

《变速箱齿轮设计》word文档

4.4 变速箱齿轮设计方法 4.4.1 变速箱齿轮的设计准则： 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的，所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况，应该将它们分为高档工作区和低档工作区两大类。齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数等都应该按这两个工作区进行不同的选择。 高档工作区：通常是指三、四、五档齿轮，它们在这个区内的工作特点是行车利用率较高，因为它们是汽车的经济性档位。在高档工作区内的齿轮转速都比较高，因此容易产生较大的噪声，特别是增速传动，但是它们的受力却很小，强度应力值都比较低，所以强度裕量较大，即使削弱一些小齿轮的强度，齿轮匹配寿命也在适用的范围内。因此，在高档工作区内齿轮的主要设计要求是降低噪声和保证其传动平稳，而强度只是第二位的因素。 低档工作区：通常是指一、二、倒档齿轮，它们在这个区内的工作特点是行车利用率低，工作时间短，而且它们的转速比较低，因此由于转速而产生的噪声比较小。但是它们所传递的力矩却比较大，轮齿的应力值比较高。所以低档区齿轮的主要设计要求是提高强度，而降低噪声却是次要的。 在高档工作区，通过选用较小的模数、较小的压力角、较大的螺旋角、较小的正角度变位系数和较大的齿顶高系数。通过控制滑动比的噪声指标和控制摩擦力的噪声指标以及合理选用总重合度系数、合理分配端面重合度和轴向重合度，以满足现代变速箱的设计要求，达到降低噪声、传动平稳的最佳效果。而在低档工作区，通过选用较大的模数、较大的压力角、较小的螺旋角、较大的正角度变位系数和较小的齿顶高系数，来增大低档齿轮的弯曲强度，以满足汽车变速箱低档齿轮的低速大扭矩的强度要求。以下将具体阐述怎样合理选择这些设计参数。 4.4.2 变速箱各档齿轮基本参数的选择： 1 合理选用模数： 模数是齿轮的一个重要基本参数，模数越大，齿厚也就越大，齿轮的弯曲强度也越大，它的承载能力也就越大。反之模数越小，齿厚就会变薄，齿轮的弯曲强度也就越小。对于低速档的齿轮，由于转速低、扭矩大，齿轮的弯曲应力比较大，所以需选用较大的模数，以保证其强度要求。而高速档齿轮，由于转速高、扭矩小，齿轮的弯曲应力比较小，所以在保证齿轮弯曲强度的前提下，一般选用较小的模数，这样就可以增加齿轮的齿数，以得到较大的重合度，从而达到降低噪声的目的。 在现代变速箱设计中，各档齿轮模数的选择是不同的。例如，某变速箱一档齿轮到五档齿轮的模数分别是：3.5；3；2.75；2.5；2；从而改变了过去模数相同或模数拉不开的状况。 2合理选用压力角：

变速箱拆装全解(绝对好东西) (1)

手动变速器 页次概要――――――――――――――――――MT－2 注意事项――――――――――――――――MT－2 故障诊断――――――――――――――――MT－2 变速器的拆下和安装―――――――――――MT－3 （G55变速器） 变速器的分解――――――――――――――MT－5 零件分解图――――――――――――――MT－6 变速器的分解―――――――――――――MT－7 部件――――――――――――――――――MT－15 输入轴部件――――――――――――――MT－15 输出轴部件――――――――――――――MT－17 中间轴齿轮部件和倒档惰齿轮――――――MT－25 换档杆轴部件―――――――――――――MT－29 前轴承护圈――――――――――――――MT－34 延伸壳――――――――――――――――MT－35 变速器的装配――――――――――――――MT－36

概要 变速器 G55型变速器是由前进档齿轮和一个滑动啮合倒档齿轮组成的常啮合同步器。 其规格和横剖示图如下所示。 注意事项 在使用FIPG 材料，必须注意下列各点。 ●使用刮刀或垫片括刀或从垫片面除去所有旧的密封（FIPG ）材料。 ●彻底擦干净所有零件，从它们的表面清除所有的松疏材料。 ●使用无渣溶剂清洗所有密封表面。 ●在密封表面上涂敷约1毫米大小的珠状密封剂。 ●零件必须在涂上密封材料后10分钟之内装配好。否则，密封(FIPG)材料必须除去并重新涂敷。

变速器的拆下和安装拆下和安装下图所示的零件

（安装要领） 1．（RZH） 安装变速器螺栓、加强板螺栓和起动马达 拧紧力矩： A 变速器安装螺栓730公斤－厘米（72牛顿米） B 加强板螺栓380公斤－厘米（37牛顿米） C 起动马达螺栓400公斤－厘米（39牛顿米）2．注入变速器油 变速器油－ 变速器油级别：API分类GL-4或GL-5 粘度：SAE 75W-90 容量：2WD（5速）2.2升

蜗杆齿轮变速器的设计方案

蜗杆齿轮变速器的设计方案 1．已知条件 １）运输带工作拉力F； ２）运输带工作速度V； ３）滚筒直径D； ４）滚动效率η=0.95 ； ５）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳； ６）工作环境：室，灰尘较大，环境最高温度35°C左右； ７）使用折旧期8年，4年大修一次； ８）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。 2. 设计方案： 设计运输机的蜗杆－圆柱齿轮减速器； （1）原始数据：运输带工作拉力F=5.5KN，运输带工作速度V=0.45m/s，卷筒直径D=450mm. （2）传动装置简图，如下：

一、电动机的选择 1. 总体传动方案 初步确定传动系统总体方案如图1所示。 蜗杆－圆柱齿轮减速器。传动装置的总效率ηa 3212345a ηηηηηη=＝0.982 ×0.75×0.992 ×0.95×0.96＝0.637； 1η=0.98为轴承的效率，2η=0.75为蜗轮的效率，3η=0.99为弹性联轴器 的效率，4η=0.95为齿轮的效率，5η＝0.96为输送机效率。 2.电动机的选择 卷筒轴工作效率为： 1000601000600.453.14450 v n D π????=?＝＝19.11r/min 蜗杆齿轮传动比12i i i =?=60～90 按工作要求和工作条件选用Y 系列三相鼠笼型异步电动机，电压为380v 工作机有效功率为： 55000.451000 1000 W Fv P ?=＝＝2.475kw 工作机所需工作功率为： 2.475 0.637 W d a P P η== ＝3.89kw 工作机卷筒轴的转速为：6010006010000.45 450W n D ππ ???= =＝19.11kw 所以电动机转速的可选围为：W d n i i n 21=＝(60～90)×19.11=1146.4～1719.9r/min

机械基础-案例07 闭式斜齿圆柱齿轮传动

闭式斜齿圆柱齿轮传动 设计一闭式斜齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=20kW ，小齿轮转速 n 1=1000r/min ，传动比i=3，每天工作16h ，使用寿命5年，每年工作300天，齿轮对称布置，轴的刚性较大，电机带动，中等冲击，传动尺寸无严格限制。 解：设计步骤见表 1．选定材料、热处理方式、精度等级、齿数等 小轮：40Cr 调质 HB 1=241～286，取260HBW ； 大轮：45调质 HB 2=197～255，取230HBW ； 7级精度 取z 1=27，则大轮齿数z 2=i z 1=3×27=81， 对该两级减速器，取z=1。 初选螺旋角 =14° 2．确定许用弯曲应力 δHlim1=710MPa ，δHlim2=580MPa ， δFlim1=600MPa ，δFlim2=450MPa ， 安全系数取S Hlim =1.1 S Flim =1.25 N 1=60×1000×5×300×16=14.4×108 N 2= N 1/i=14.4×108/3=4.8×108 得：Z N1=0.975 Z N2=1.043 Y N1=0.884 Y N2=0.903 MPa S Z H N H H 3 .6291.1975.0710][min 1 1lim 1=?== σσ MPa S Z H N H H 550 1 .1043 .1580][min 2 2lim 2=?= = σσ MPa S Y Y F X N F F 32 .42425.11884.0600][min 1 11lim 1=??== σσ MPa S Y Y F X N F F 08 .32525 .11 903.0600][min 2 22lim 2=??= = σσ

齿轮材料选择

(1)轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮,选用中碳钢,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等钢制造,常用正火或调质等热处 理制成软齿面齿轮,正火硬度HBS160～200;一般调质硬度HBS200～280。因硬度适中,精切齿廓可在热处理后进行,工艺简单,成本低。齿面硬度不高则易于磨合,但承载能力也不高。这种齿轮主要用于标准系列减速箱齿轮、冶金机械、中载机械和机床中的一些次要齿轮。 (2)中载、中速、承受一定冲击载荷、运动较为平稳的齿轮,选用中碳钢或合金调质钢,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等钢,也可采用55Tid、60Tid等低淬透性钢。其最终热处理采用高频或中频淬火及低温回火,制成硬齿面齿轮,可达齿面硬度HRC50～55,齿轮心部保持正火或调质 状态,具有较好的韧性。由于感应加热表面淬火的齿轮变形小,若精度要求不高(如7级以下),可不必再磨齿。机床中绝大多数齿轮就是这种类型的齿轮。对表面硬化的齿轮,应注意控制硬化层深度及硬化层沿齿廓的合理分布。 (3)重载、高速或中速,且受较大冲击载荷的齿轮,选用低碳合金渗碳 钢或碳氮共渗钢,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等钢。其热处理采用渗碳、淬火、低温回火,齿轮表面获得HRC58～63的高硬度,因淬透性较高,齿轮心部有较高的强度和韧性。 这种齿轮的表面耐磨性、抗疲劳强度和齿根的抗弯强度及心部抗冲击 能力都比表面淬火的齿轮高,,精度要求较高时,最后一般要安排磨削。它适用于工作条件较为恶劣的汽车、拖拉机的变速箱和后桥齿轮。碳氮共渗与渗碳相比,热处理变形小,生产周期短,力学性能高,而且还应 用于中碳钢或中碳合金钢,所以许多齿轮可用碳氮共渗来代替渗碳工艺。内燃机坦克、飞机上的变速齿轮的负载和工作条件比汽车的更重、更 恶劣,要求材料的性能更高,应选用含合金元素高的合金渗碳钢,以获得更高的强度和耐磨性。 (4)精密传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮(如内齿轮),主要要求精度高,热处理变形小,宜采用氮化钢,如35CrMo、38CrMoAlA等钢。热 处理采用调质及氮化处理,氮化后齿面硬度高达HV850～1200(相当于HRC65～70),热稳定性好(在500～550℃仍能保持高硬度),并有一定的 抗蚀性。其缺点是硬化层薄,不耐冲击,故不适用于载荷频繁变动的重

某型汽车手动变速箱的仿真设计

1 绪论 1.1研究的意义 现代汽车一般采用往复活塞式内燃机提供动力，而汽车在起步、加速、上坡等等过程中，其需要的扭矩和速度都在发生很大的变化，但是发动机的转矩和转速变化范围较小，另外，发动机是只能是朝着一个方向，不能单独实现倒档功能，所以一个性能好的发动机必须配备性能优良匹配的变速器才能使车辆的性能很好的体现出来，变速器的主要功能为： (l)在复杂工况下，通过改变汽车传动比,从而使发动机传到驱动轮上的转矩和转速发生改变，使发动机时刻处于最有利的工况下工作； (2)实现汽车的倒退行驶； (3)可以中断动力传输。 随着近年来车辆密度的不断增大，车辆对操作性、动力性，经济性，环保等方面的要求越来越高，这些都离不开变速器技术方面的发展，研究与发动机优配，工作效率高，操作方便，工作可靠的变速器的意义就十分重大了。 1.2变速器的分类和发展趋势 1.手动变速器 手动变速器，驾驶者通过操作变速箱操作杆来控制不同齿轮组的啮合，根据不同道路行驶工况下汽车速度和扭矩的大小，通过换挡操作杆控制轴上的不同大小齿轮的啮合，从而得到不同的转速比，使发动机在有利的工况下工作。由于锁止机构和互锁机构的作用，驾驶人在换挡时，必须要先踩下离合器踏板，而在变速箱处于某一档位下工作时，不能自动跳到另一档位。手动挡汽车对驾驶人驾驶技术要求较高，但其对汽车的操纵感强，更有驾驶的乐趣，而且相对而言更加省油一点。手动变速箱根据档位可以分为四档，五档变速箱等等，现在市场上常见的手动变速箱是中间轴式五档变速箱。 2.自动变速器 自动变速器可以根据节气门踏板的变化自动进行变速，不需要人为操纵变速杆的动作，减少了驾驶人开车途中的很多频繁的换挡操作，它是通过液压油路控制对应的行星齿轮机构进行变速。目前市场上最常见的自动变速器是液力自动变

普通齿轮变速器

1、汽车传动系的组成和基本功用是什么？ 答：传动系一般由离合器、变速器、万向传动装置、主减速器、差速器和半轴等组成。 传动系的功用：汽车发动机所发出的动力靠传动系传递到驱动轮。传动系具有减速、变速、倒车、中断动力、轮间差速和轴间差速等功能，与发动机配合工作，能保证汽车在各种工况下正常行驶，并具有良好的动力性和经济性。 2、汽车传动系有哪些类型？ 答：按能力传递方式不同，划分为机械传动、液力传动、液压传动、电传动等。 3、汽车离合器的作用： 答：保证汽车平稳起步，实现平顺换挡，防止传动系过载。 4、汽车离合器的功用是什么？摩擦离合器的类型有哪些？ 答：作用是使发动机与变速器之间能逐渐结合，从而保证汽车平稳起步；暂时切断发动机与变速器之间的联系，以便于换挡和减少换挡时的冲击；当汽车紧急制动时能起分离作用，防止变速器等传动系统过载，起到一定的保护作用。摩擦式离合器的类型分为干式和湿式两大类。 我们知道，汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态，此时发出的功率比较大，燃油经济性也比较好。因此，我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是，汽车在使用的时候需要有不同的速度，这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。 普通齿轮变速器 变速器的性能要求 1、合理的档数，适当的传动比 2、有倒档和空档 3、传动效率高，轻便，可靠，无噪声 4、结构简单，体积小，重量轻，易维修 概述： 1、功用： （1）改变传动比；扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，使发动机在有利的工况下工作。（变速） （2）在发动机的旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶。（变向） （3）利用空档，中断动力传递，使发动机能够启动、怠速，并便于变速器的换档或进行动力输出。 （4）变速器作为动力输出装置可驱动其他机构，如自卸车的液压举升装置，汽车吊车的吊勾升降装置等。 2、组成： 变速传动机构、变速操纵机构 3、分类： （1）按传动比变化的方式：有级式、无级式和综合式 （2）按操纵方式分：强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式 （3）按使用方法分：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手自一体变速器、无级变速器（CVT）、双离合器变速箱和EMT、AMT序列变速器等 手动（MT）：变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。 一般来说，如果驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油

汽车变速箱加工工艺

汽车变速箱加工工艺 1．齿轮加工的主要设备及齿轮材料与加工方法 2．变速箱箱体与齿轮轴的机械加工工艺过程 3．变速箱离合器壳等压铸生产线设备 4．齿轮变速箱装配流水线 5．汽车齿轮加工的发展趋势 一、齿轮加工的主要设备及齿轮材料与加工方法 1、变速箱齿轮的材料选择： a、选材的原则：零件材料的选择应根据零件的使用性能要求及加工工艺 性能、经济成本要求进行选择： 1)、使用性能要求：使用性能是指零件在正常使用状态下，材料应具备的性能，是保证零件工作安全可靠、经久耐用的必要条件。零件在选材时，首先要根据零件的工作条件和失效形式，正确判断所要求的使用性能，再根据主要的使用性能指标来选择合适的材料。 变速箱齿轮位于汽车传动部分，用于传递扭矩与动力、调整速度的作用。 的几何尺寸、使用寿命要求，就能确定出零件应具有的主要力学性能指标。 2)、加工工艺性能要求： 变速箱齿轮常用的加工工艺路线为： 下料→锻造→正火→粗、半精切削加工→渗碳→淬火、低温回火→喷丸处理→加工花键→磨端面→磨齿→最终检验

在保证使用性能的前提下，应尽可能选用价格低、货源足、加工方便、总 成本低的材料。 b、材料的选择：根据以上使用性能和加工工艺、加工成本的综合要求，可基本确定为低C%合金结构钢：即我们常用的合金渗碳钢。从目前我国汽车制造厂常用的金属材料来看，汽车变速箱齿轮多采用20Cr Mn Ti。 2、齿轮加工工艺 （一)齿轮常用加工工艺流程 锻造制坯→正火→车削加工→滚、插齿→剃齿→热处理→磨削加工→修整（二)各种齿轮加工方法 齿轮加工原理有成形法和展成法两种。常见加工方法有滚齿加工、插齿加工、剃齿加工、珩齿加工和磨齿加工等 1）滚齿加工 a）滚齿机 Y3150E型滚齿机是如图10-3所示Y3150E型滚齿机是一种中型通用滚齿机，主要用于加工直齿和斜齿圆柱齿轮，也可以采用手动径向切入法加工蜗轮 b）加工直齿圆柱齿轮 根据展成法原理用滚刀加工齿轮时，必须严格保持滚刀与工件之间的运动关系。因此，滚齿机在加工直齿圆柱齿轮时的工作运动有： 主运动：就是滚刀的旋转运动（r/min）。 展成运动：就是滚刀的旋转运动和工件的旋转运动的复合运动，即滚刀与工件间的啮合运动 两者之间应准确的保持一对啮合齿轮副的传动关系。 轴向进给运动：就是滚刀沿工件轴线方向作连续进给运动，在工件的整个齿宽上切出齿形。 C）滚齿加工的特点：适应性好；生产效率高；齿轮齿距误差小；齿轮齿廓表面粗糙度较差；主要用于直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮和蜗轮。 2）插齿加工 插齿加工是按展成原理加工齿轮的. Y5132型插齿机主要由床身、立柱、刀架、插齿刀、主轴、工作台、床鞍等部件组成。 加工直齿圆柱齿轮时所需运动：主运动、展成运动、圆周进给运动、径向切入运动、让刀运动。 插齿加工的特点：齿形精度高；获得的齿廓表面粗糙度较细；有利于提高工件的齿形精度和减小表面粗糙度；工件公法线长度变动量较大；生产率低；加工斜齿轮很不方便，且不能加工蜗轮。 3）剃齿加工

齿轮设计实例

【例1】设计一电动机驱动的带式运输机的两级减速器高速级的直齿圆柱齿轮传动。已知传递的功率P 1=5.5kW ，小轮转速n 1=960r/min ，齿数比u =4.45。 解： 1．轮齿部分主要几何尺寸的设计与校核 ① 选定材料、齿数、齿宽系数 由表10-7选择常用的调质钢 小轮：45调质 HB 1=210～230， 大轮：45正火 HB 2=170～210， 取小轮齿数Z 1=22，则大轮齿数Z 2=uZ 1=4.45×22≈98， 对该两级减速器，取φd =1。 ②确定许用应力： 许用接触应力 N H lim H H min []Z S σσ= 许用弯曲应力 Flim ST NT F F min []Y Y S σσ= 式中 σHlim1=560MPa ，σHlim2=520MPa （图8-7（c ））， σFlim1=210MPa ，σFlim2=200MPa （图8-7（c ））。 σFlim 按图8-26查取，应力修正系数Y ST =2，而最小安全系数σHlim =σFlim =1（表8-5），故 H11560 []5601σ?== MPa H21520 []5201σ?== MPa F12102 []4201σ?== MPa F22002 []4001 σ?= = MPa ③ 按齿面接触强度设计 由式 d 1 计算小轮直径。 载荷系数K =K A K V K β 取K A =1（表8-2），K V =1.15，K β=1.09（表8-3），故 K =1×1.15×1.09=1.25 小轮传递的转矩 T 1=9.55×106p /n =9.55×106×5.5/960=54713.5N ?mm 弹性变形系数Z E =189.8（表10-5）。 节点区域系数Z H =2.5。 将以上数据代入上式得

机械传动系统设计实例

机械传动系统设计实例 设计题目：V带——单级斜齿圆柱齿轮传动设计。 某带式输送机的驱动卷筒采用如图14-5所示的传动方案。已知输送物料为原煤，输送机室内工作，单向输送、运转平稳。两班制工作，每年工作300天，使用期限8年，大修期3年。环境有灰尘，电源为三相交流，电压380V。驱动卷筒直径350mm，卷筒效率0.96。输送带拉力5kN，速度2.5m/s，速度允差±5%。传动尺寸无严格限制，中小批量生产。 该带式输送机传动系统的设计计算如下：

例9-1试设计某带式输送机传动系统的V 带传动，已知三相异步电动机的额定功率P ed =15 KW, 转速n Ⅰ=970 r/min ，传动比i =2.1，两班制工作。 [解] （1） 选择普通V 带型号 由表9-5查得K A =1.2 ，由式 (9-10) 得P c =K A P ed =1.2×15=18 KW ，由图9-7 选用B 型V 带。 （2）确定带轮基准直径d 1和d 2 由表9-2取d 1=200mm, 由式 (9-6)得 ()6.41102.012001.2)1(/)1(12112=-??=-=-=εεid n d n d mm ， 由表9-2取d 2=425mm 。 （3）验算带速 由式 (9-12)得 11π970200π 10.16100060100060 n d v ??= ==?? m/s ， 介于5～25 m/s 范围内，合适。 （4）确定带长和中心距a 由式(9-13)得

)(2)(7.021021d d a d d +≤≤+， )425200(2)425200(7.00+≤≤+a ， 所以有12505.4370≤≤a 。初定中心距a 0=800 mm ， 由式(9-14)得带长 2 122 1004)()(2 2a d d d d a L -+++=π， 2 (425200)2800(200425)2597.62 4800 π -=?+ ++ =?mm 。 由表9-2选用L d =2500 mm ，由式(9-15)得实际中心距 2.7512/)6.25972500(8002/)(00=-+=-+=L L a a d mm 。 （5）验算小带轮上的包角1α 由式(9-16)得 012013.57180?--=a d d α 000042520018057.3162.84120,751.2 -=-?=> 合适。 （6）确定带的根数z 由式(9-17)得 00l α ()c P z P P K K = +?， 由表9-4查得P 0 = 3.77kW,由表9-6查得ΔP 0 =0.3kW;由表9-7查得K a =0.96; 由表9-2查得K L =1.03， 47.403 .196.0)3.077.3(18 =??+= z ， 取5根。 （7）计算轴上的压力F 0 由表9-1查得q =0.17kg/m,故由式(9-18)得初拉力F 0 2c 0α 500 2.5 (1)P F qv zv K = -+