(7) 分度圆直径 d1=Z9*m=168mm，d2=Z10*m=84mm
* (8) 齿顶高 ha1=(h*a+?1??)m=2.7mm，ha2=(ha+?2??)m=3.3mm
***(9) 齿根高 hf1=(h*a+c??1)m=4.05mm，hf2=(ha+c??2)m=3.45mm
(10)齿全高 h1=h2=ha+hf=6.75mm
(11)齿顶圆直径 da1=d1+2ha1=173.4mm，da2=d2+2ha2=90.6mm (12)齿根圆直径 df1=d1?2hf1=159.9mm，df2=d2?2hf2=77.1mm (13)周节 p=?m=9.42mm (14)基节 pb??mcos?=8.85mm b.倒挡轴大齿轮
m=3mm，Z11=23 ?n=20 °
(1) ?1=0.37
(7) 分度圆直径 d= Z11*m=69mm (8) 齿顶高 ha=(h*a+?1??)m=4.11mm
*(9) 齿根高 hf=(h*a+c??1)m=2.64mm
(10)齿全高 h=ha+hf=6.75mm (11)齿顶圆直径 da=d+2ha=77.11mm (12)齿根圆直径 df=d?2hf=63.72mm (13)周节 p=?m=9.42mm (14)基节 pb??mcos?=8.85mm 4.1.7 变速器轴与轴承
轴材料选为20CrMnTi。
对第二轴和中间轴中部直径 d=0.45A=44.55mm， 第一轴花键部分直径 d=K3Temax=54.56mm， 结构设计如零件图。
4.2 变速器传动件的刚度、强度计算及校核
4.2.1 齿轮的强度校核
变速器齿轮的损坏形式有三种：轮齿折断、齿面点蚀和移动换挡时齿轮端部破坏。
1 齿轮接触应力计算 齿轮的接触应力按下式计算： ?j?0.418FE11(?) b?z?b式中， F为齿面上的法向力（N），F?F1(cos?cos?)；F1为圆周力（N），
F1=2Tg/d；Tg为计算载荷（N?mm）；d为节圆直径（mm）；?为节点处压力角
（°）；?为齿轮螺旋角（°）；E为齿轮材料的弹性模量（N/mm2），本设计中E=20.6?104Mpa；b为齿轮接触的实际宽度（mm）；?z、?b为主、从动齿轮节点处的曲率半径（mm），直齿轮?z?rzsin?，?b?rbsin?，斜齿轮
?z?(rzsin?)/cos2?，?b?(rbsin?)/cos2?，rz、rb为主、从动齿轮节圆半径（mm）。将作用在变速器第一轴上的载荷Temax/2作为计算载荷时，一挡和倒挡齿轮的许用接触应力为1900~2000 N/mm2，常啮合齿轮和高挡齿轮的许用接触应力为1300~1400 N/mm2。将有关参数带入可得
cos2?cos2? ?j?0.418(?)。
mZbcos?cos?rzsin?rbsin?
变速器齿轮的许用接触应力（?j/MP）
2TgE齿轮 渗碳齿轮 氰化齿轮
一挡及倒挡 常啮合及高挡 1900-2000 1300-1400
950-1000 650-700
Ft
1 2848
2
3 3525
4
5 4445
6
7 5679
8
9 2248
10
11 7656
12
12
7656
?
?1?9.253?2?20.24?1?31.11?2?21.28?1?12.34?2?15.02?1?9.653?2?17.70?1?11.32?2?15.90?1?6.156?2?11.80?1?16.92?
?
200
25.280
200
220
200
220
200
220
200
00
200
00
200
00
?j 743.88
821.87
888.75
1045.97
607.73
1432.69
811.95
13
?2?49.34
由以上两表可知，变速器所有齿轮的齿面接触强度均满足要求。
2.齿轮弯曲强度计算
(1) 直齿轮弯曲应力?w σw=FK1σKf bty式中，?w为弯曲应力（MPa）；F1为圆周力（N），F1=2Tg/d；Tg为计算载荷（N?mm）；d为节圆直径 （mm）；K?为应力集中系数，可近似取K?=1.65；Kf为摩擦力影响系数，主动齿轮Kf=1.1，从动齿轮Kf=0.9；b为尺宽（mm）；t为端面齿距（mm），t=πm，m为模数；y为齿形系数，可由《汽车设计》中图3-19查得。当计算载荷Tg取作用到变速器第一轴上的最大转矩Temax 时，一、倒挡直齿轮许用弯曲应力在400~850 MPa，货车可取下限850MPa。
由于d=mZ,所以有?w?2TgK?Kf?mZKcy3。
F1Kσ btyKε(2) 斜齿轮弯曲应力?w σw=式中，F1为圆周力（N），F1=2Tg/d；Tg为计算载荷（N?mm）；d为节圆直径（mm），d=mnzcosβ,mn为法面模数；?为斜齿轮螺旋角（°）；z为齿数;Kσ为应力集中系数，可近似取Kσ=1.5；b为齿面宽（mm）;t为法面齿距（mm），t=πmn；y为齿形系数，可按在《汽车设计》中图3-14上查得;K?为重合度影响系数，K?=2；当计算载荷Tg取作用到变速器第一轴上的最大转矩Temax 时，各挡斜齿轮许用弯曲应力在100～250 MPa。整理后可得
?w?2Tgcos?K??Zm3nKcK?。
计算结果如下表所示：
直齿的弯曲强度： 9 10 11 12 13
斜齿轮的弯曲应力如下表： 1 2 3 4 5 6 7 8
K? K?
Kf
b 18 20 12 30 18
m 3 3 3 3 3
y 0.147 0.138 0.115 0.143 0.123
?w 147.32 174.37 641.36 557.49 299.8
1.65 1.65 1.65 1.65 1.65
0.9 1.1 0.9 1.1 0.9
K?
Z 20 45 22 45 28 37 39 28
mn
?
b y
?w
1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
2 2 2 2 2 2 2 2
2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
25.280 18 25.280 20
0.147 105.77 0.14
111.06
220 220 220 220 220 220
18 20 20 20 18 20
0.172 111.89 0.167 115.24 0.166 146.19 0.165 147.09 0.163 190.21 0.166 186.77
由上两表可知，变速器的所有齿轮的弯曲强度都满足要求。
4.2.2 轴的强度校核
由轴的布置而确定的尺寸，一般来说强度是足够的，仅对其危险截面进行校
课程设计货车变速器zxx
