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传统机械式汽车变速箱齿轮设计中,主要是确定齿轮齿数、模数、压力角、螺旋角等主要参数,这些参数直接影响到齿轮的强度与噪音等关键因素。上述参数在变速箱中如何选用也都有相应的计算公式。也可以根据相应的公式计算出齿轮相关尺寸及强度。在这里就不累述。特别是目前计算机的广泛普及,通过软件计算,设计齿轮已经变为看起来是一件很容易的事。但是软件只是工具,怎样设计出更加合理齿轮是终还必须要人来决定。本文主要想就以下几个方面提出一点想法,供大家参考。
(一)齿轮载荷谱的制定
载荷谱的制定是齿轮强度计算中重要的一步。传统理论方法是简单地利用理论大载荷计算得出的齿轮承受应力,与齿轮材料的许用应力进行对比,计算出所谓的“安全系数”。但是在齿轮实际使用过程中,又与理论上有很多不同:
载荷的不同:
在实际使用过程中,齿轮不会始终恒定地承受额定载荷,由于路况、紧急制动、起步等工况,都会使变速箱等传动系零件,产生巨大的冲击载荷。这些载荷往往大大高于额定载荷,而车辆在良好路面行驶时的载荷又往往低于额定载荷。所以在制定试验方法时,要进行技术上的处理例如剔出低于50%以下和高于120%以上的峰值载荷,或直接用额定载荷;
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在实际使用过程中,不同档位的齿轮工作循环次数肯定是不同。同一变速箱匹配不同车型的使用工况也是不同。比如说,牵引车与工程自卸车。在使用上就有本质的不同。工程车低档与倒档的利用率较牵引车高,牵引车由于经常在高速公路上行驶。**区齿轮的使用率较工程车高。所以载荷谱的制定就要充分考虑变速箱的所匹配车型的具体使用用途,作道“因车而异”。
针对上述的不同,工程技术人员在实际的齿轮设计工作中,往往通过对比同类产品设定一个比较安全允许强度即所谓的“经验值”。这个往往根据经验而定,材料、制造工艺、档位、工况的不同,许用值也不同,只能定性却无法准确量化。
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