变速箱输出轴设计说明书

1、.变速箱输出轴设计说明书手动五档变速箱，参考同类变速箱得最大转矩为 294N ·m 。初取轴的材料为 40Cr，算取轴的最小直径：dd- 最小直径。T- 最大力矩n转速d=14.1mm按照轴的用途绘制轴肩和阶梯轴，得到零件图。从左向右传动比齿轮依次为 1，同步器，1.424，2.186，同步器， 3.767，同步器， 6.15，倒档齿轮。'.5 变速器轴的设计与校核5.1变速器轴的结构和尺寸5.1.1轴的结构第一轴通常和齿轮做成一体， 前端大都支撑在飞轮内腔的轴承上，其轴颈根据前轴承内径确定。 该轴承不承受轴向力， 轴的轴向定位一般由后轴承用卡环和轴承盖实现。第一轴长度由离合

2、器的轴向尺寸确定，而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑。第一轴如图51 所示：'.中间轴分为旋转轴式和固定轴式。本设计采用的是旋转轴式传动方案。由于一档和倒档齿轮较小， 通常和中间轴做成一体， 而高档齿轮则分别用键固定在轴上，以便磨损后更换。其结构如下图所示：5.1.2轴的尺寸变速器轴的确定和尺寸， 主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺 7 要求而定。在草图设计时，由齿轮、换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定，也可由下列经验第二轴和中间轴：d=（0.4 0.5 ）A，mm（51）'.第一轴：d （4 - 4.

3、6） T emax ， mm（52）3式中 Te max 发动机的最大扭矩， Nm为保证设计的合理性， 轴的强度与刚度应有一定的协调关系。因此，轴的直径 d 与轴的长度 L 的关系可按下式选取：第一轴和中间轴：d/L=0.16 0.18 ；第二轴： d/L=0.18 0.215.2轴的校核由变速器结构布置考虑到加工和装配而确定的轴的尺寸，一般来说强度是足够的，仅对其危险断面进行验算即可。对于本设计的变速器来说，在设计的过程中，轴的强度和刚度 8都留有一定的余量， 所以，在进行校核时只需要校核一档处即可；因为车辆在行进的过程中， 一档所传动的扭矩最大， 即轴所承受的扭矩也最大。由于第二轴结构比较

4、复杂，故作为重点的校核对象。下面对第一轴和第二轴进行校核。5.2.1第一轴的强度和刚度校核因为第一轴在运转的过程中，所受的弯矩很小， 可以忽略， 可以认为其只受扭矩。此种情况下，轴的扭矩强度条件公式为'.T9550000 Pn(53)TWT3T0.2 d式中 T扭转切应力， MPa；T 轴所受的扭矩， N·mm；3W T 轴的抗扭截面系数， mm；P 轴传递的功率， km；d 计算截面处轴的直径， mm；T 许用扭转切应力， MPa。其中 P=78kw，n=5750r/min ，d=24mm；代入上式可得：78T9550000575046.9MPaT WT30.2 24由查表

5、可知 T =55MPa，故 TT , 符合强度要求。轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。其计算公式为：4T5.73 10G I P（54）式中 T轴所受的扭矩， N·mm；G轴的材料的剪切弹性模数，MPa；对于钢材， G=8.1×104MPa；44I P 轴截面的极惯性矩， mm， I P= d /32;将已知数据代入上式可得：5.73414210000.910443.14248.11032对于一般传动轴可取 =0.5 °1°/m；故也符合刚度要求。'.5.2.2第二轴的强度与刚度校核（ 1）轴的强度校核计算用的齿轮啮合的圆周力Ft 、径向力 F

6、r 及轴向力 Fa 可按下式求出：F t2Temax i（55）dF r2Temax ? i ? tan(56)dcosF a2Temax ? i ? tan(57)d式中 i 计算齿轮的传动比，此处为一档传动比3.85 ；d 计算齿轮的节圆半径， mm，为 100mm；节点处的压力角，为 16°；螺旋角，为 30°；T emax 发动机最大转矩，为142000N·mm。代入上式可得： Ft=10934N；Fr=3620.4N；Fa=6312.7N；危险截面的受力图为：'.水平面： F1(160 75)=Fr ×75，可得出 F1=1155.4N

7、；-3水平面内所受力矩：M C =160·F1·10 =184.87N·m；垂直面：Fa dFt160F1'=2（5-8 ）16075可求得 F ' =7122.1N1垂直面所受力矩：160'-3·M sF110=1139.54N m该轴所受扭矩为：T j142×3.85=546.7N故危险截面所受的合成弯矩为：M M可得222CM ST J(5-9)222M(184.87 1000)（1139.54 1000）（546.7 1000）51.3 10 N ·mm则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力（ MPa）：32

8、M（ 5-10 ）3d将 M代入上式可得：100MPa，在低档工作时400MP a ，因此有：，符合要求。（2）轴的刚度校核'.图 5-4变速器轴的挠度和转角第二轴在垂直面内的挠度 f c 和在水平面内的挠度 f s 可分别按下式计算：22f cF 3 a b(5-11)3EIL22f sF 4 a b（5-12 ）3EIL式中 F3 齿轮齿宽中间平面上的径向力（N），这里等于 F r；F 4 齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N），这里等于 F t；E 弹性模数（ MPa），E=2.1×105（）；MPaI44惯性矩（ mm）， I =d /64 ， d 为轴的直径（ mm）；a 、b为齿轮座上的作用力