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以上各挡变速器齿轮的接触应力均小于齿轮的许用接触应力[?j]，所以各挡均合格。
3.3 轴的结构和尺寸设计
变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩。要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。因为刚度不足会产生弯曲变形，结果破坏了齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性等均有不利影响。各轴均选用20CrMnTi渗碳后表面淬火处理，硬度为58～62HRC。 3.3.1
初选轴的直径
在已知两轴式变速器中心距A时，轴的最大直径d和支承距离L的比值可在以下范围内选取：对输入轴，d/L=0.16～0.18；对输出轴，d/L?0.18～0.21。
输入轴花键部分直径d（mm）可按下式初选取：
d?K3Temax
式中： K ——经验系数，K=4.0～4.6；
Tema——发动机最大转矩（N.m）。 x输入轴花键部分直径：
d1??4.0～4.6?3138=20.67～23.77mm
初选输入、输出轴支承之间的长度L=215.52mm。 按扭转强度条件确定轴的最小直径：
9550?1033P d?3 （3.22）
0.2[?]n式中： d——轴的最小直径（mm）；
[?]——轴的许用剪应力（MPa）； P——发动机的最大功率（kw）； n——发动机的转速（r/min）。
将有关数据代入（3.22）式，得：
9550?1033P39550?103375d?3??22.19mm
0.2[?]n0.2?526300所以，选择轴的最小直径为25mm。
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根据轴的制造工艺性要求，将轴的各部分尺寸初步设计如图3.3、3.4所示：
图3.3 输入轴各部分尺寸
图3.4 输出轴各部分尺寸
3.4 轴的强度验算
3.4.1 轴的刚度计算
对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。初步确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度和强度验算。
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图3.5 变速器轴的挠度和转角
轴的挠度和转角如图3.5所示，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，可分别用下式计算：
F1a2b2 fc? （3.23）
3EILF2a2b2 fs? （3.24）
3EIL ??式中：
F1ab?b?a? （3.25）
3EILF1 ——齿轮齿宽中间平面上的径向力（N）；
F2 ——齿轮齿宽中间平面上的圆周力（N）；
，E=2.1×105 MPa； E ——弹性模量（MPa）
，对于实心轴，I??d464； I ——惯性矩（mm4）
，花键处按平均直径计算； d ——轴的直径（mm）
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）轴的全挠度为f?fc2?fs2?0.2mm。
?fs?=0.10～0.15mm。轴在垂直面和水平面内挠度的允许值为?fc?=0.05～0.10mm，
齿轮所在平面的转角不应超过0.002rad。
1、变速器输入轴和输出轴的刚度校核 （1）轴上受力分析 一挡工作时： 齿轮圆周力
2T12?Tgcos?2?131.16?103?cos23.56?Ft1????7948.88N
d1mnz12.75?11 齿轮径向力
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tan?tan20?Fr1?Ft1?7948.88??3156.25N ?cos?cos23.56 齿轮轴向力
Fa1?Ft1tan??7948.88?tan23.56??3466.17N
输入轴的挠度和转角的计算：
已知：a=22.13mm；b=176.62mm；L=198.75mm；d=25mm，把有关数据代入（3.23）、（3.24）、（3.25）得到：
.25?22.132?176.622?64Fr1a2b2Fr1a2b2?643156 fc???0.020?[fc]?0.05~0.10mm ?5443?2.1?10?3.14?25?198.753EIL3E?dLFt1a2b2?647948.88?22.132?176.622?64fs???0.043?[fs]?0.1~0.15mm
3E?d4L3?2.1?105?3.14?254?198.75f?fc2?fs2?0.0202?0.0432?0.047?0.2mm
??Fr1ab(b?a)3156.25?22.13?176.62?(176.62?22.13)?64??0.00079?0.002rad
3EIL3?2.1?105?3.14?254?198.75输出轴的挠度和转角的计算：
输出轴上作用力与输入轴上作用力大小相等，方向相反。
已知：a=22.13mm；b=176.62mm；L=198.75mm；d=50mm，把有关数据代入（3.23）、（3.24）、（3.25）得到：
Fr1a2b2Fr1a2b2?64fc???0.0013?[fc]?0.05~0.10mm
3EIL3E?d4Lfs?0.0032?[fs]?0.1~0.15mm；
f???二挡工作时：
fc2?fs2?0.0035?0.2mm
Fr1ab(b?a)?0.000050?0.002rad
3EIL2T2?Tgcos?2?131.16?103?cos23.56?Ft2????5829.18N
d3mnz32.75?15tan?tan20?Fr2?Ft2?5829.18??2314.59N
cos?cos23.56?Fa2?Ft2tan??5829.18?tan23.56??2541.86N
输入轴的挠度和转角的计算：
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