中间轴支承之间的取L=260mm；

第一轴支承之间的长度L1=25/0.16~0.18=138.89~156.25mm取L1=145mm；

若轴在垂直面内挠度为fc，在水平面内挠度为fs和转角为δ，可分别用下式①、 ②、③计算

Fra2b264Fra2b2 ① fc??3EIL3?ELd4Fta2b264Fta2b2 ② fs??43EIL3?ELd

??Frab?b?a?64Frab?b?a? ③ ?3EIL3?ELd4 式中：Fr—齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）；

Ft—齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）；

5

，E=2.10×10MPa； E—弹性模量（MPa）

4

，对于实心轴，I??d464；d—轴的直径（mm），花键处 I—惯性矩（mm）

按平均直径计算；

； a、b—齿轮上的作用力距支座A、B的距离（mm）。 L—支座间的距离（mm）

对于一档啮合齿轮主动齿轮10.从动齿轮9 取a=190mm，b=10mm

Fra2b264Fra2b2?垂直面内挠度fc?3EIL3?ELd4=0.073

Fta2b264Fta2b2fs??3EIL3?ELd4=0.131 水平面内挠度

轴的全挠度为

f?fc2?fs2?0.2mm。

轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为?fc?=0.05～0.10mm，?fs?=0.10～0.15mm。齿 轮所在平面的转角不应超过0.002rad。

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三、 轴的受力分析

轴的结构形状应保证齿轮、同步器及轴承等的安装、固定。并与工艺要求有密切关系。

本次设计轻型货车变速器，由于轻型汽车变速器中心距较小，壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖，因而采用固定式中间轴。

轴的受力分析

计算轴的强度、刚度及选择轴承都要首先分析轴的受力和各支承反力。这些力取决于齿轮轮齿上的作用力。

求支承反力，先从第二轴开始，然后计算第一轴。中间轴是根光轴，仅起支承作用，其刚度由安装在轴上的宝塔齿轮结构保证，无需进行强度分析。轴的受力分析，根据轴的受力情况，可画出轴的弯矩图和转矩图，再确定轴的危险截面，从而可对轴进行强度和刚度校核。 （1）齿轮的受力分析：

圆周力：Ft＝2*M/d 径向力：Fr=Ft*tanαn/cosβ 轴向力：Fa=Ft*tanβ 其中：

M——计算转矩 αn——法向压力角 β——分度圆压力角 （2）方向

Ft：主动轮与旋转方向相反，从动轮与旋转方向相同。 Fr：分别指向各齿轮中心

Fa：受力方向通常用“主动轮左、右手法则”来判定，左旋齿轮用左手，右旋齿轮用右手，拇指指向轴向力Fa的方向，从动轮Fa与主动轮Fa方向相反。

不同档位时，轴所承受力及支承反力是不同的，须分别计算。

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二轴 图 3.1 一轴

齿轮上的作用力认为作用有效齿面宽中心。轴承支承反力作用点，对于向心轴承取宽度方向中点：对于向心推力轴承取滚动体负荷响亮与轴中心线汇交点；对于圆锥滚子轴承取滚动体宽中心点滚动中心线的汇交点，其尺寸可查有关轴承的标准手册。 （3）各力的作用点

齿轮上的作用力，均为作用在有效齿宽中心，轴承上支承反力作用点取轴承宽度方向中点。

第四节 轴上花键的设计计算

变速器轴与齿轮及其他传递转矩的部件一般通过键和花键联接。普遍采用的是矩形花键和渐开线花键。渐开线花键应用日趋广泛。这是由于渐开线花键较矩形花键有许多优点，如齿数多、齿端，齿根部厚，承载能力强，易自动定心，安装精度高。相同外形尺寸下花键小径大，有利于增加轴的刚度。渐开线花键便于采用冷搓、冷打、冷挤等无切屑加工工艺方法，生产效率高，精度高，并且节约材料。

变速器的花键尺寸可以根据初选的轴颈按花键的工作条件及花键标准选取。 一般渐开线花键，随无切屑加工工艺的采用而选用小模数和大压力角（30°甚至45°）。滑动齿轮处花键长度L不应低于工作直径的1.2倍，否则，滑动件工作不稳定。

花键传递转矩时，齿侧面受挤压作用，齿根部受剪切及弯曲作用。当采用标准的花键时，花键的强度计算主要验算挤压应力。 ?jy＝

2M（MPa） (3.47)

KZRLd2式中：?jy——齿侧面所受的挤压应力，MPa ；

M——传递转矩（按发动机最大转矩计算），N?mm； L——键的工作长度，mm；

d2——键的平均工作直径（工作齿高中部处直径），mm； K——转矩在花键上分配不均匀系数，一般取K>0.75； Z——花键齿数。

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许用挤压应力?jy按机械设计手册推荐，当?jy<[?jy]时，认为挤压强度符合要求。 花键配合选择

第一轴上与离合器从动盘毂相配之花键，采用矩形花键者，外径定心，外径表面磨削。采用渐开线花键者，齿侧面定心，滑动配合。

第二轴上装同步器齿毂的花键，配合较紧，装配时常用木榔头轻压，为保证装配精度，多采用大外径定心，轴上花键大径磨削，齿毂一般采用中碳钢或中碳合金钢，内孔不必热处理，因而内花键大径精度能够保证。第二轴输出轴花键用矩形花键者外径配合，用渐开线花键者齿侧面定心。当采用滑动齿轮挂档时，花键配合应保证滑动自如。

中间轴上齿轮非整体式时，齿轮与轴连接方式可用单键（矩形或半圆键）或双键（对分双键）与齿轮和轴紧配合联接，也可采用过盈配合连接。由于本次设计中间轴齿轮采用宝塔齿轮，中间轴是光轴，故不设花键。

第五节 变速器轴承的选择

综合考虑以上因素，本次设计第一轴后轴承为外座圈上带有止动槽的圆锥滚子轴承。此轴承承受径向载荷和第一轴上的轴向载荷，为便于第一轴的拆装，

通常后轴承的外圈直径选择得比第一轴齿轮的齿顶圆的直径大。由于本次设计

中间轴采用固定式中间轴，所以在第二轴前端和固定式中间轴宝塔齿轮孔内采用圆锥滚子轴承，第二轴后端采用带止动槽的圆锥滚子轴承。变速器第二轴上常啮合齿轮与第二轴之间采用圆锥滚子轴承。

圆锥滚子轴承初选代号为7206AC GB/T297-1994(第一轴前端轴承)，7207AC GB/T297-1994（第二轴后端轴承）。

设计总结

两周的变速器课程设计已经结束，通过此次课程的学习，使我更加扎实的掌握了有关汽车设计（变速器设计）方面的知识，学习的过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考、跟同学讨论与询问老师，终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。任何一个产品的设计，都是需要一个过程，同时也懂得了要想把设计做好，自己的知识是远远不够的，得参考不同的学术资料，跟同学讨论，请教老师，来解答自己所遇到的问题和疑惑。

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在设计的工程中，我明白了合作的重要性，一个人的力量是有限的，集中大家的力量才能在最短的时间里解决设计中所遇到的问题，这样不仅解决了自己的疑惑也体会到了团队合作的好处。也为我们的毕业设计做了一定的基础，对于我们以后的学习，工作都有一定的帮助。实践出真知，通过亲自动手制作课程设计，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

参考文献

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4 蒲良贵、纪名刚主编.机械设计（第八版）.北京：高等教育出版社出版，2003 5 陈家瑞.汽车构造.北京：人民交通出版社出版，2000

6 高维山主编.汽车设计丛书变速器.北京：人民交通出版社出版，1989 7 余志生.汽车理论.第五版.北京：机械工业出版社.2009.3 8 孙恒,陈作模.机械原理.第七版 北京：高等教育出版社.2000

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