核。严格来说,挡位不同,不仅圆周力、径向力及轴向力不同,而且力到支点的距离也有变化,应该对每个挡位都进行验算,但是一挡受力比其他挡位大的多,故对二轴和中间轴一挡工作时进行强度校核。
二轴和中间轴的受力分析如下图所示:
图4-4 受力分析
本计算过程由程序进行。经程序校核,二轴和中间轴在一挡工作时强度合格。 4.2.3 轴的刚度校核
变速器的轴在工作时,轴承要受转矩和弯矩。刚度不足的轴会产生弯曲变形,破坏了齿轮的正确啮合,对齿轮的强度、耐磨性和工作噪声等均有不利影响。故需要校核轴的刚度。因二轴比较重要,刚度校核很复杂,故本设计只针对二轴做刚度校核。
本计算由程序计算,经程序校核,二轴在一挡工作时刚度合格。 4.2.4 轴承的寿命的计算
轴承的使用寿命可按汽车以平均速度Vam行驶至大修前的总行驶里程S计
算:Lh?Sh; Vam汽车平均速度:Vam=0.6Vmax=0.6×92=55.2kmh,S取大修前行驶的里程数:15万公里,即1.5×105Km:
Lh?Sh=150000/55.2=2717h; Vam发动机转速取最大扭矩时转速1800rmin的60﹪即1080rminmin;
min速比取最常用的i=0.6时计算,于是:nD=1500r根据机械设计手册和计算,得下表相关参数:
轴承e
CorCr代号
(KN) (KN)
620928.2 22.5 0.68 AC 621242.8 35.5 0.68 AC 621242.8 35.5 0.68 AC 621351.2 43.2 0.68 AC
;nN=2500r
X Y
1 1 1 1
0 0 0 0
106Cx()对每个轴承进根据前面所计算的支反力和轴向力,通过公式Lh?60?nP行校核:(球轴承x取3,滚子轴承x取1.对于轴承1
PA=fP(XR?YA)=4891.8N
106CxLh?()=3242.2h
60?nP10);载荷系数fp取1.2。 32.对于轴承2
PA=fP(XR?YA)=5504.2N
106CxLh?()=7957h
60?nP
3.对于轴承3
PA=fP(XR?YA)=4352.6N
106CxLh?()=7837.2h
60?nP4.对于轴承4
PA=fP(XR?YA)=5446.7N
106CxLh?()=8306.3h
60?nP故主变速器的4个深沟球轴承寿命均满足要求。 滚针轴承的强度校核
滚针轴承的接触应力按下式计算:
11Q σc=272?106(+) Nm2
ddlL式中 Q—每一个滚针的负荷(N),Q?4.6PZK;dl—滚针直径,mm;P—作用在一个滚针轴承上的力,P=M2r;Z—每个滚针轴承的滚针数;K—系数,表示轴承特性,此种结构取1;L—滚针工作长度,mm。按上式计算出的应力应小于[?c]=(3000~3200)?106Nm2。
滚针数目Z可有下式求得;当滚针轴承沿圆周无间隙分布时,滚针中心的最大分布直径为: D0=dl1''=KdK= l180°180°sinsinzz当滚针间的距离为f时,滚针中心分布直径由D0增加到D0' D'0=dl+fdl'=K(δ+f)f=0.5?mm 最大值 最小值 f=0.025mm180°zsinz本设计取 Z取当f=0.025mm的数值。
(1)二轴倒挡齿轮处:K35×40×20,dl?2.5,Z=36
P=M2r?6.38?63?10320N?10.05KN; Q?4.6PZK?4.6?10.05?103/36N?1284.17N;
11Qσc=272?106(+)?1213?106N/m2.
ddlL其他滚针相同计算方法。
以上各个齿轮处滚针轴承的?c均小于许用的[?c] 即各滚针轴承均满足要求。
4.2.5 键的强度校核
1.二轴上的花键校核
二轴上同步器处的花键均为渐开线花键,压力角均为30o,模数为2 齿面的挤压应力为 σp=2T??σp? ??ψZhldm式中 T——传递转矩(N?mm);一般取0.7:0.8; ψ——各齿间不均匀系数,Z——花键的齿数;l——齿的工作长度(mm);h——键齿工作高度(mm),h=m,m为模数;dm——平均直径(mm).
只需校核一、倒挡同步器处花键。
2T2?63?6.38?103σp=??35.26MPa??σp??200MPa ??ψZhldm0.75?19?2?20?40 经校核强度满足要求。