变速器齿轮参数的选择
变速器齿轮参数的选择
黄
鹏
（上汽股份汽车齿轮总厂产品工程部，上海２０１８００）
中图分类号：ＴＨ１３２．４６
文献标识码：Ｂ
文章编号：１００２－２３３３（２００６）０１－０１４７－
０２
１前言中心距不等现象得以消除。
增大螺旋角可以使齿轮啮合的重合系数增加、工作平稳、噪声降低。试验证明：随着螺旋角的增大，轮齿的强度也会相应提高，不过当螺旋角＞３０°时，其弯曲强度会剧烈下降，而接触强度仍继续上升。因此从提高低档齿轮的弯曲强度出发，并不希望螺旋角过大，而从提高高档齿轮的接触强度着眼，又应选取较大的螺旋角。两轴式轿车变速器齿轮的螺旋角一般可以在２０°之间选择。～２５°
在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要据变速器运用的实际场合来对一些主要参数作出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。但当变速器传递的扭矩、在整车中的安传动比等设计条装位置等外部条件，以及具体传动方案、
件都已事先确定时，各档传动齿轮主要参数的选择就显得意义重大。
齿轮参数的正确选择将最大限度地改善和弥补一些由于外部、设计条件限定给变速器设计带来的缺憾和困难。本文正是基于这一重要性，力求通过对一些主要齿轮参数的选择原则的介绍，为设计人员提供参考。
５齿宽的选择
齿宽应满足既能减轻变速器重量，同时又能保证齿
轮工作平稳的要求。
一般说来，齿宽不应过小。齿宽过小，会使轮齿的工作应力过大，为减小工作应力必须增加中心距，而增加中心距的结果又将使变速器重量增加；另外，斜齿轮传动平稳的优点，也会因齿宽的减小而削弱，此时，为保持重合系数不变，可以用增大螺旋角的方法来补偿，但这又会使轴承承受的轴向力增加。
齿宽也不宜过大，因为这会增加变速器的轴向尺寸和重量，如果要保持相同的用材量就必须减小中心距，但其结果又会增加作用在轴和轴承上的载荷，降低轴的刚度和减小轴承外座圈尺寸。
通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿Ｂ＝Ｋｃｍ（Ｋｃ可取为４．５～８．０）；斜齿宽Ｂ＝Ｋｃｍ（８．５）；ｎＫｃ可取为６．０～采用啮合套或同步器换档，其接合齿的工作齿宽初选时可取为２～４ｍ。
２齿轮模数的选择
选择齿轮模数，要保证齿轮有足够的强度。斜齿轮法
面模数ｍｎ与弯曲应力σｗ之间有如下关系：
（２Ｔ・・）（・・・・）ｍｎ３＝Ｋσ／πＺＫεＫ・σｇｃｏｓβｃｙｗ
其中，Ｔｇ为计算载荷（Ｎ・为螺旋角，Ｋσ为应力ｍｍ），β集中系数，Ｚ为齿数，Ｋε为重合度影响系数，Ｋｃ为齿宽系数，ｙ为齿形系数，σ（Ｎ／ｍｍ２）。ｗ为弯曲应力
从齿轮强度观点出发，每对齿轮应有各自的模数，而从工艺观点看，全部齿轮选用一种模数是合理的。为解决这一矛盾，我们可以采取折中的办法，在根据汽车的实际载荷对应的齿轮备选模数范围内，尽可能选用一种模数。比如，微型和轻型轿车模数范围为２．２５～２．７５；中级轿车为２．７５～３．０；货车为３．５以上。
此外，选择齿轮模数还应同时兼顾它对噪声和重量的影响。减小模数、增加齿宽会使噪声降低，反之则能减轻变速器重量。降低噪声对轿车有较大意义，而减轻重量对货车比较重要。
６齿轮变位系数的选择
采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生干涉、根切和配
凑中心距以外，还因为变速器不同档位的齿轮在弯曲强度、接触强度、使用平稳性、耐磨损及抗胶合能力等方面有不同的要求，采用齿轮变位就能分别予以兼顾。因此，齿轮变位是提高齿轮寿命的有效方法。
齿轮损坏的原因很多，在各种条件下都有其典型的破坏形式，因而对齿轮提出了各种传动质量指标。某一变位值只能改善一种或几种传动质量指标，而对其它指标甚至有相反的效果，所以选择变位系数时，必须对齿轮在其使用条件下产生破坏的原因进行具体分析：
变速器齿轮是断续工作的，各档使用条件不同，齿轮经常承受循环负荷，有时还承受冲击负荷。使用表明、变速器齿轮大多数是因齿面剥落和疲劳断裂而损坏的，因弯曲强度和耐磨性此，变位系数主要应按提高接触强度、
３齿轮压力角的选择
齿轮压力角的选择同样应从噪声和承载能力两方面
综合考虑。为减小噪声，轿车变速器的高档齿轮采用、、等的压力角是最合理的，而为提高中、重型１４．５°１５°１６°汽车倒档齿轮的承载能力，又应采用２２．５°或２５°压力角。
同样是出于工艺上的考虑，我们可以根据汽车的实。际载荷情况，在上述压力角之间折中选用一种，比如２０°
４齿轮螺旋角的选择
为减少工作噪声和提高强度，汽车变速器齿轮多数
采用斜齿轮。此外，在设计时可以通过调整螺旋角的方法，使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因造成的
机械工程师２００６年第１期
１４７
用于两圆柱体连接的快速夹紧机构
屠
岭，
李彩虹，
徐年富
（南京工业职业技术学院，江苏南京２１０００７）
摘要：介绍了一种快速夹紧机构的工作原理和结构特点，该快速夹紧机构是利用斜锲方式快速夹紧两圆柱体，可推广
应用于圆柱体之间的快速连接。
关键词：圆柱体；连接；快速；夹紧机构中图分类号：ＴＨ１２２文献标识码：Ｂ
文章编号：１００２－２３３３（２００６）０１－０１４８－０１
１前言
本文介绍的快速夹紧机构用于直切式水下切粒生产线上挤出机和切粒机两部件的连接。由于挤出机和切粒机工作在高温高压下，连接不好会发生高温熔融的塑料挤出机和切粒机又要经常粘稠液体喷射，造成人员伤亡。
分开以便清理内腔及切刀。因此快速有效的夹紧机构显得异常重要。目前常用的连接方法为螺栓螺帽连接，此种连接方法可靠性差，速度慢，螺栓螺帽要经常更换。为解决挤出机和切粒机连接的安全性、快速性问题，快速夹紧机构在连接法兰的一边采用了斜锲式，四周用开合锲型环锁紧，保证了挤出机和切粒机贴合紧密，解决了挤出机和切粒机连接的快速性问题。
２工作原理
图１为挤出机与切粒机的连接部分图，其特点为挤
启扳手通过连接销带动活动半环绕固定销１１旋转，下固定半环７也在重力的作用下沿固定销１１打开。锁紧时利用开启扳手上的鸭头与固定半环上的闭合头锁紧机构。
图３为快速夹紧机构的锁紧状态。
出机和切粒机的连接法兰的一边端面相贴，法兰的另一边设计成斜面。快速夹紧机构中活动半环和固定半环内挤出环面设计成斜锲面，分别和切粒机连接法兰的斜面、机连接法兰的斜面贴合，在斜面轴向分力的作用下，切粒机和挤出机的法兰端面紧紧地贴合在一起。
图２为快速锁紧机构打开状态，固定销１１固定在切粒机的底版上，开启扳手１通过连接销２与固定块３相连，固定块３与活动半环４连接在一起，活动半环４和下固定半环通过上、下开合块５、６合拢和分开，下固定半环
３结语
快速夹紧机构的特点是斜锲式夹紧机构用于圆环部件的锁紧。利用两个活节使整个圆环分为三个部分，能快速地扣紧部件。鸭头锁紧部位的曲线为三维造型所得，既易打开圆环又能锁紧机构。
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作者简介：屠岭（１９６２－），女，实验师，主要从事产品开发、数控加工的
生产与教学工作。
收稿日期：２００５－０８－０４
（编辑明
涛）
７与闭合头８连接在一起，闭合头８设计成开口状，连接
销能穿过闭合头。打开快速夹紧机构时抓住开启扳手，开
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来选择。对于常用的高档齿轮，其主要损坏形式是齿面疲劳剥落，应按保证最大接触强度和抗胶合及耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大些，这样两齿轮的齿廓渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低档齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，有时会出现小齿轮齿根弯曲断裂的现象。为提高小齿轮的弯曲强度，应根据危险断裂面齿厚相等的条件来选择大、小齿轮为提高耐磨的变位系数，此时小齿轮的变位系数大于零。
性和抗胶合能力，应使所选用的变位系数能降低两啮合
轮齿的相对滑动系数，并使两轮齿齿根处的滑动系数趋于平齐。
７结语
变速器齿轮设计时应注意的原则还有很多，而这些原则既来源于理论推算，也离不开实践经验的总结。设计人员可以运用这些原则来为设计参数的初选工作提供一定程度上的帮助，但参数还要通过试验来最终确定。
（编辑立
明）
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作者简介：黄鹏（１９７６－），男，工程师，研究方向为汽车变速器。
收稿日期：２００５－０７－
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机械工程师２００６年第１期