发布时间 : 星期一 文章电控行星齿轮变速器设计 - 图文更新完毕开始阅读e8e7dbaebceb19e8b8f6ba5f
图6 E轴实物图
Figure6 E axis physical figure
6.1.1.4 初选F轴 F轴末端有行星架。
I段轴直径d=24mm，长度L=46mm。
II段轴直径d=30mm，长度L=75mm。主要是按轴承内径系列确定，同样选取深沟球轴承，型号为6306，其内径d=30mm，长度L=19mm。 III段接行星架，直径d=132mm，长度L=42mm。
图7 F轴实物图
Figure7 F axis physical figure
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6.1.2 轴的刚度验算
对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的绕度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。
轴的绕度和转角可按《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绕度和转角。输入轴常啮合齿轮副，因距离支撑点近、负荷又小，通常绕度不大，故可以不必计算[8]。若轴在垂直面内绕度为fc，在水平面内绕度为fs和转角为?，则可分别用下式计算
F1a2b2 （13） fc?3EILF2a2b2fs? （14）
3EIL?? 轴的全绕度为：
f?F1ab(b?a) （15）
3EILfc2?fs2 （16）
式中，F1为齿轮齿宽中间平面上的圆周力N；F2为齿轮齿宽中间平面上的径向力N；E为弹性模量MPa，E?2.1?105MPa；I为惯性矩mm4，对于实心轴
I??d464；d为轴的直径mm，花键处按平均直径计算；a、b为齿轮上作用力距
支座A、B的距离；L为支座间距。
AδBx
图8 变速器轴的绕度和转角
Figure8 Transmission shaft around the degree and corner
本设计中，由于中间轴上常啮合齿轮上的圆周力最大，因此值需要验算中间
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轴上常啮合齿轮处的强度和刚度即可。变速器轴向尺寸L=185mm，取a=28mm，则b=L-a=157mm
TAtan?TAtan?17.78?103tan20?F1????108N
dcos?zmn20?3TAtan?TAtan?17.78?103tan30?F2????171N
dzmn20?3 将F1、F2分别代入以上四式可得到轴的刚度。
fc?0.0039mm
fc?0.007mm
??1.14?10?4rad
由此可知，均满足设计要求。 6.1.3 轴的强度验算
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，而圆周力使轴在水品面内弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的支反力Fc和Fs之后，计算相应的弯矩Mc、Ms。轴在转矩Tn和弯矩同时作用下，其应力为：
M32M （17） ???W?d3M?Mc2?Ms2?Tn2 （18）
式中，d为轴的直径mm，花键处取内径；W为抗弯截面系数。 在低挡工作时，????400Nmm2。 变速器的轴采用与齿轮相同的材料制造。
在本设计中，支点A的水平面内和垂直面内支反力为
Fs?F2b?145N LFc?则
F1b?92N LMs?Fsa?4.06N?m
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Mc?Fca?2.58N?m Tn?TA?17.78N?m
由此，可得
M?Mc2?Ms2?Tn2?18.4N?m
??M32?17.7822??6707620.2Nm?6.7Nmm???? 3W3.14159?0.03故符合设计要求。 6.1.4 轴上花键的设计
变速器轴上的花键有矩形花键和渐开线花键两种。除输入轴外，其余处均采用渐开线花键，这是因为渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低，定位性能好，花键齿短，其小径相应增大，可提高轴的刚度。变速器的花键尺寸可以根据初选的轴径按花键标准选取。第二轴上的花键，由于全部与同步器固定齿座配合，其模数m取2.5mm，压力角α按国家标准取30°。
6.2 轴承的选择
做旋转运动的变速器轴支承在壳体或其他部位的地方，以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等。至于何处应当采用何种类型的轴承，是受结构限制并随所受的载荷特点不同而不同。本设计中，变速器轴支承处采用深沟球轴承、圆锥滚子轴承，其余装轴承处采用滑动轴承。
7 设计总结
纵观本次轿车变速箱的设计过程，可以看出变速器由很多典型的机械零件组成，这些零件包括轴、齿轮、内外花键以及轴承、螺栓等标准件。在设计时，尽量做到了在满足工作要求的情况下降低成本，设计出符合要求的变速箱。变速箱作为汽车的一个重要组成部分，其相关技术已经相当成熟。但对于我们来说，其设计思路还是值得我们学习和探索的。
本次设计的变速箱是根据插秧机来进行设计的。在设计之前，先对其原理进行了了解，再熟悉了各个零部件及其相关参数，最后再查阅了各种资料完成了本次设计。本次设计是自顶向下的设计思想，先对设计要求进行了认真的分析再构思发展直至通过最后的审核。本次设计的变速箱满足不同工况下的要求，从而达到动力性和经济性的要求。实践是检验真理的唯一标准，如果能在实践中改进和
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