十二檔變速器設(shè)計【三軸式十二擋手動變速器】

十二檔變速器設(shè)計【三軸式十二擋手動變速器】,三軸式十二擋手動變速器,十二檔變速器設(shè)計【三軸式十二擋手動變速器】,10,二檔,變速器,設(shè)計,三軸式,十二,12,手動 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 I 摘 要 變 速 器 用 來 改 變 發(fā) 動 機 傳 到 驅(qū) 動 輪 上 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ， 是 汽 車 總 成 部 件 中 的 重 要 組 成 部 分 ， 是 主 要 的 傳 動 系 統(tǒng) 。 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 要 求 對 汽 車 的 動 力 性 、 燃 料 經(jīng) 濟 性 、 換 檔 操 縱 的 可 靠 性 與 輕 便 性 、 傳 動 平 穩(wěn) 性 與 效 率 等 都 有 直 接 的 影 響 。 本 文 設(shè) 計 研 究 了 三 軸 式 十 二 擋 手 動 變 速 器 ， 其 目 的 是 基 于 機 械 原 理 、 機 械 設(shè) 計 、 AutoCAD 等 知 識 的 熟 練 運 用 和 掌 握 ， 并 利 用 Auto CAD 軟 件 繪 制 裝 配 圖 和 零 件 圖 等 五 項 內(nèi) 容 。 同 時 運 用 汽 車 構(gòu) 造 、 汽 車 設(shè) 計 、 材 料 力 學(xué) 、 互 換 性 測 量 等 學(xué) 科 知 識 對 三 軸 式 十 二 檔 變 速 器 進 行 設(shè) 計 。 首 先 ， 本 文 將 概 述 變 速 器 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 趨 勢 ， 介 紹 變 速 器 領(lǐng) 域 的 最 新 發(fā) 展 狀 況 。 其 次 ， 工 作 原 理 做 了 闡 述 ， 對 不 同 的 變 速 器 傳 動 方 案 進 行 比 較 ， 選 擇 合 理 的 結(jié) 構(gòu) 方 案 進 行 設(shè) 計 。 再 次 ， 對 變 速 器 的 各 擋 齒 輪 和 軸 以 及 軸 承 做 了 詳 細 的 設(shè) 計 計 算 ， 并 進 行 了 受 力 分 析 、 強 度 和 剛 度 校 核 計 算 ,并 為 為 這 些 元 件 選 擇 合 適 的 工 程 材 料 及 熱 處 理 方 法 。 對 一 些 標(biāo) 準(zhǔn) 件 進 行 了 選 型 以 及 變 速 器 的 傳 動 方 案 設(shè) 計 。 簡 單 講 述 了 變 速 器 中 各 部 件 材 料 的 選 擇 。 最 后 ， 本 文 將 對 變 速 器 換 檔 過 程 中 的 重 要 部 件 同 步 器 以 及 操 縱 機 構(gòu) 進 行 闡 述 ， 講 述 同 步 器 的 類 型 、 工 作 原 理 、 設(shè) 計 方 法 以 及 重 要 參 數(shù) 。 關(guān) 鍵 詞 ： 變 速 器 ； 傳 動 比 ； 參 數(shù) ； 設(shè) 計 計 算 ； 校 核 ； 齒 輪 ； 軸 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT Transmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, Automotive transmission parts in the automobile assembly of an important part of the main drive system. Transmission of the power structure of the vehicle, economy, manipulation of the reliability and portability, the smooth drive and have a direct impact on efficiency. This design study of the three-axis 12-speed manual transmission, the purpose is based on mechanical principles, mechanical design, AutoCAD and other knowledge and mastery of the use of skilled and using Auto CAD software, drawing assembly drawings and parts diagrams of five elements. At the same time the use of vehicle construction, automotive design, material mechanics, interchangeability of measurement knowledge of the subjects on the three-axis gearbox design file 12. At first, I will give a summary of the current situation and the tendency of development of the vehicle transmission, and introduce the latest development state in the field of the transmission. The second, I will compare the transmitting scheme of different transmission, and choose a better structure scheme. Next, I will do some mechanic analyses, strength, stiffness check of the shafts and gears, which are the important parts of the transmission, and choose appropriate materials and heat treatment. At last, I will introduce the operation mechanism and the synchronizer, which plays an important role in changing gear. I will give an account of the type, operation, design procedure and major parameter of the synchronizer. At the supplement, I will write some thing like formula, tableau graph and so on. It may be helpful for the future design. Key words: Transmission； Transmission Ratio； Parameters； Design and Calculation； Checking； Shaft； Gear 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 目 錄 摘 要 .I ABSTRACT.II 第 1 章 緒 論 .1 1.1 汽車變速器概述 .1 1.2 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展方向 .1 第 2 章 傳動方案及零部件結(jié)構(gòu)分析 .3 2.1 變速器的基本設(shè)計要求 .3 2.2 變速器傳動機構(gòu)分析和方案的設(shè)計 .3 2.2.1 雙 中 間 軸 特 點 分 析 .4 2.2.2 倒 擋 布 置 方 案 分 析 .4 2.2.3 傳 動 機 構(gòu) 布 置 其 他 問 題 的 分 析 .6 2.3 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 .6 2.3.1 齒 輪 形 式 .6 2.3.2 變 速 器 軸 .6 2.3.3 變 速 器 軸 承 的 選 擇 .7 2.3.4 換 檔 機 構(gòu) .7 2.3.5 防 止 自 動 脫 擋 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計 .8 2.4 本章小結(jié) .10 第 3 章 變速器齒輪參數(shù)選擇及齒數(shù)分配 .11 3.1 汽車主要技術(shù)參數(shù) .11 3.2 變速器擋數(shù)和傳動比的確定 .11 3.2.1 主 減 速 比 的 確 定 .11 3.2.2 變 速 器 最 低 擋 傳 動 比 的 確 定 .12 3.2.3 變 速 器 擋 數(shù) 和 傳 動 比 范 圍 的 確 定 .13 3.2.4 變 速 器 其 他 各 擋 傳 動 比 的 確 定 .13 3.3 中心距 A 的確定 .14 3.4 變速器齒輪參數(shù)的選擇 .15 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 3.4.1 模 數(shù) 和 齒 寬 選 擇 .15 3.4.2 齒 形 、 壓 力 角 a .15 3.4.3 齒 寬 b .15 3.4.4 齒 頂 高 系 數(shù) .16 3.4.5 齒 輪 的 修 正 .16 3.5 變速器各擋齒輪齒數(shù)的分配 .17 3.5.1 確 定 一 擋 齒 輪 的 齒 數(shù) .17 3.5.2 確 定 二 擋 齒 輪 的 齒 數(shù) .18 第 4 章 齒輪與軸的設(shè)計計算 .21 4.1 齒輪設(shè)計與計算 .21 4.1.1 齒 輪 材 料 的 選 擇 原 則 .21 4.1.2 輪 齒 強 度 校 核 .21 4.2 變速器軸的軸徑和軸長設(shè)計計算 .23 4.2.1 各 軸 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 計 算 .24 4.2.2 變 速 器 軸 的 強 度 校 核 .24 4.2.3 軸 的 撓 度 校 核 .26 4.3 軸承的選擇與校核 .28 4.3.1 一 軸 軸 承 的 選 擇 與 校 核 .28 4.3.2 二 軸 軸 承 的 選 擇 與 校 核 .29 4.3.3 中 間 軸 軸 承 的 選 擇 與 校 核 .30 第 5 章 同步器和操縱機構(gòu)的設(shè)計及格選用 .32 5.1 同步器的設(shè)計 .32 5.1.1 鎖 銷 式 同 步 器 .32 5.1.2 鎖 環(huán) 式 同 步 器 .33 5.1.3 同 步 器 主 要 尺 寸 的 確 定 .34 5.1.4 同 步 器 主 要 參 數(shù) 的 確 定 .37 5.2 變速器操縱機構(gòu)的設(shè)計 .39 5.2.1 變 速 器 操 縱 機 構(gòu) 的 要 求 及 分 類 .40 5.2.2 變 速 器 操 縱 機 構(gòu) 分 析 .41 5.3 變速器箱體的設(shè)計 .42 5.4 本章小結(jié) .43 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 結(jié) 論 .44 致 謝 .45 參考文獻 .46 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 1.1 汽車變速器概述 變 速 器 用 于 改 變 發(fā) 動 機 曲 軸 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ， 以 適 應(yīng) 汽 車 在 起 步 、 加 速 、 行 駛 以 及 克 服 各 種 道 路 障 礙 等 不 同 行 駛 條 件 下 ， 滿 足 驅(qū) 動 車 輪 牽 引 力 及 車 速 不 同 要 求 的 需 要 。 隨 著 汽 車 工 業(yè) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 今 后 要 求 汽 車 車 型 的 多 樣 化 、 個 性 化 、 智 能 化 已 成 為 汽 車 的 發(fā) 展 趨 勢 。 但 變 速 器 設(shè) 計 一 直 是 汽 車 設(shè) 計 中 最 重 要 的 環(huán) 節(jié) 之 一 ， 它 是 用 來 改 變 發(fā) 動 機 傳 到 驅(qū) 動 輪 上 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ， 同 時 使 發(fā) 動 機 在 最 有 利 的 工 況 范 圍 內(nèi) 工 作 。 因 此 它 的 性 能 影 響 到 汽 車 的 動 力 性 和 經(jīng) 濟 性 指 標(biāo) 。 變 速 器 能 使 汽 車 以 非 常 低 的 穩(wěn) 定 車 速 行 駛 ， 而 這 種 低 的 車 速 只 靠 內(nèi) 燃 機 的 最 低 穩(wěn) 定 車 速 是 難 以 達 到 的 。 變 速 器 的 倒 擋 使 汽 車 能 倒 退 行 駛 ； 其 空 擋 使 汽 車 在 啟 動 發(fā) 動 機 、 停 車 和 滑 行 時 能 長 時 間 將 發(fā) 動 機 和 傳 動 系 分 離 。 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 除 了 對 汽 車 的 動 力 性 、 經(jīng) 濟 性 有 影 響 同 時 對 汽 車 操 縱 的 可 靠 性 與 輕 便 性 、 傳 動 的 平 穩(wěn) 性 與 效 率 等 都 有 直 接 影 響 。 變 速 器 與 主 減 速 器 及 發(fā) 動 機 的 參 數(shù) 做 優(yōu) 化 匹 配 ， 可 得 到 良 好 的 動 力 性 與 經(jīng) 濟 性 ； 采 用 自 鎖 及 互 鎖 裝 置 ， 倒 擋 安 全 裝 置 ， 其 他 結(jié) 構(gòu) 措 施 ， 可 使 操 縱 可 靠 ， 不 產(chǎn) 生 跳 擋 、 亂 擋 、 自 動 脫 擋 和 誤 掛 倒 擋 ； 采 用 同 步 器 可 使 換 擋 輕 便 ， 無 沖 擊 及 噪 聲 ； 采 用 斜 齒 輪 、 修 形 及 參 數(shù) 優(yōu) 化 等 措 施 可 使 齒 輪 傳 動 平 穩(wěn) 、 噪 聲 低 ， 不 同 的 傳 動 比 還 可 以 使 在 其 不 同 路 面 提 高 汽 車 的 動 力 性 和 經(jīng) 濟 性 ， 使 汽 車 和 發(fā) 動 機 有 良 好 的 匹 配 性 。 1.2 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展方向 變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的總要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽 車技術(shù)水平的一項重要依據(jù)。2l 世紀能源與環(huán)境、先進的制造技術(shù)、新 型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的 科技進步推動了變速器技術(shù)的發(fā)展。目前國內(nèi)外的變速器主要向著多檔位 方向發(fā)展，多檔位變速器在實際中所占的比例越來越大，目前有一部分重 型載貨汽車上使用的是多檔變速器。變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的總要組成 部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一項重要依據(jù)。21 世紀能 源與環(huán)境、先進的制造技術(shù)、新型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學(xué)技 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 2 術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進步推動了變速器技術(shù)的發(fā)展。 根據(jù)前進檔數(shù)分為：三檔變速器，四檔變速器，五檔變速器，多檔變 速器。 根據(jù)軸的形式分為：同定軸式，旋轉(zhuǎn)軸式。其中固定軸式又分為：兩 軸式變速器，中間軸式變速器，雙中間軸式變速器，多中間軸式變速器。 固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多剛于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的汽車 上，中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要 用于液力機械式變速器。目前自動變速器得到了廣泛的應(yīng)用。 變速器技術(shù)的發(fā)展動向如下： (1)節(jié)能與環(huán)境保護。變速器的節(jié)能與環(huán)境保護既包括傳動系本身的 節(jié)能與環(huán)境保護，也包括發(fā)動機的節(jié)能與保護。因此研究高效率的傳動副 來節(jié)約能源，采用零污染的工作介質(zhì)或潤滑油來避免環(huán)境污染，根據(jù)發(fā)動 機的特性和行駛工況來設(shè)計變速器，使發(fā)動機工作在最佳狀態(tài)，以保證汽 車在最高傳動效率和最低污染物排放區(qū)運行： (2)應(yīng)用新型材料。材料科學(xué)域技術(shù)是 21 世紀重點發(fā)展的科學(xué)技術(shù)領(lǐng) 域。各種新型材料在變速器種的應(yīng)用已經(jīng)推動了汽車技術(shù)的發(fā)展和性能的 提高。陶瓷材料、高分子聚合物、納米材料、梯度材料、表面渡膜技術(shù)等 獨特的性能特點，將對變速器的性能產(chǎn)生重要的影晌： (3)高性能、低成本、微型化。高性能、高效、精密、低噪聲、長壽 命、重量輕、體積小、低成本一直以來是變速器的發(fā)展方向； (4)智能化、集成化。變速器智能化、集成化是信息、電子集成技術(shù) 和控制技術(shù)與變速器技術(shù)的結(jié)合。其特點是根據(jù)發(fā)動機的特性和汽車的 行駛工況，通過計算機智能控制，實現(xiàn)對變速器傳動比的實時控制，使發(fā) 動機工作在最佳狀態(tài)。將變速器智能化，并且普及到大眾化的汽車上。這 樣的汽車可以依據(jù)駕車者的性情、路面的狀況、車身的負荷乃至周邊環(huán)境 等多種因素，挑選最適合的功能，實現(xiàn)智能化駕駛，以充分發(fā)揮車輛的性 能，降低油耗，確保安全。變速器的發(fā)展使汽車好像有了人的智慧，甚至 比人更善于思索，它根據(jù)外界路面的變化，經(jīng)過計算，代替人作出準(zhǔn)確聰 明的決斷。 隨著科技的發(fā)展和汽車工業(yè)的不斷向前進步，汽車多檔變速器會越來 越多的得到使用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 3 第 2 章 傳動方案及零部件結(jié)構(gòu)分析 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起 步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度， 同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有倒檔，使汽車獲得 倒退行駛能力。變速器設(shè)有空檔，可在發(fā)動機起動、汽車滑行或停車時使 發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪工作。 2.1 變速器的基本設(shè)計要求 在 本 次 設(shè) 計 中 ， 由 于 是 對 傳 統(tǒng) 的 變 速 器 進 行 改 進 性 設(shè) 計 ， ， 在 給 定 的 發(fā) 動 機 最 大 轉(zhuǎn) 矩 、 轉(zhuǎn) 速 及 最 高 車 速 、 發(fā) 動 機 標(biāo) 定 功 率 等 條 件 下 ， 主 要 完 成 變 速 器 機 構(gòu) 的 設(shè) 計 ， 并 繪 制 出 變 速 器 裝 配 圖 及 主 要 零 件 的 零 件 圖 。 在 本 設(shè) 計 中 主 要 設(shè) 計 是 帶 有 主 副 變 速 箱 的 三 軸 式 十 二 檔 變 速 器 。 ， 主 箱 是 三 軸 式 六 檔 的 變 速 器 ， 齒 輪 全 部 為 斜 齒 輪 ， 采 用 慣 性 鎖 環(huán) 式 同 步 器 ， 最 高 檔 位 為 直 接 檔 1。 副 箱 采 用 一 對 直 接 檔 齒 輪 傳 動 和 一 對 減 速 檔 齒 輪 傳 動 并 采 用 鎖 銷 式 同 步 器 來 改 變 傳 動 比 。 從 而 使 掛 入 副 箱 減 速 檔 時 或 得 通 過 減 速 齒 輪 后 的 六 個 減 速 檔 位 。 對 于 變 速 器 的 要 求 ： (l)保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性； (2)設(shè)置空檔，用來切斷發(fā)動機的動力傳輸； (3)設(shè)置倒梢，使汽車能倒退行駛； (4)設(shè)置動力輸出裝置； (5)換檔迅速、省力、方便； (6)工作可靠。變速器不得有跳檔、亂檔及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； (7)變速器應(yīng)有高的工作效率； (8)變速器的工作噪聲低。 除 此 以 外 ， 變 速 器 還 應(yīng) 當(dāng) 滿 足 輪 廓 尺 寸 和 質(zhì) 量 小 ， 制 造 成 本 低 ， 維 修 方 便 等 要 求 ， 滿 足 汽 車 有 必 要 的 動 力 性 和 經(jīng) 濟 性 指 標(biāo) 。 2.2 變速器傳動機構(gòu)分析和方案的設(shè)計 目 前 ， 汽 車 上 采 用 的 變 速 器 結(jié) 構(gòu) 形 式 是 多 種 多 樣 的 ， 這 是 由 于 各 國 汽 車 的 使 用 、 制 造 、 修 理 等 條 件 不 同 ， 也 是 由 于 各 種 類 型 汽 車 的 使 用 要 求 不 同 所 決 定 的 。 盡 管 如 此 ， 一 般 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ， 仍 具 有 很 多 共 同 點 。 各 種 機 構(gòu) 形 式 都 有 其 各 自 的 優(yōu) 缺 點 ， 這 些 優(yōu) 缺 點 隨 主 觀 和 客 觀 條 件 的 變 化 而 變 化 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 4 機 械 式 變 速 器 具 有 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 傳 動 效 率 高 、 制 造 成 本 低 和 工 作 可 靠 等 優(yōu) 點 ， 故 在 不 同 形 式 的 汽 車 上 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 機 械 式 變 速 器 ， 具 有 高 的 傳 動 效 率 （ =0.96 0.98） ， 因 此 在 各 類 車 上 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 通 常 ， 有 級 變 速 器 具 有 三 個 、 四 個 、 五 個 前 進 擋 ； 重 型 載 貨 汽 車 和 重 型 越 野 車 則 采 用 多 擋 變 速 器 ， 其 前 進 擋 位 數(shù) 多 大 6 16 個 甚 至 20 個 。 變 速 器 擋 位 的 增 多 可 提 高 發(fā) 動 機 的 功 率 利 用 率 、 汽 車 的 燃 料 經(jīng) 濟 性 和 平 均 車 速 ， 從 而 可 提 高 汽 車 的 運 輸 效 率 ， 降 低 運 輸 成 本 。 但 擋 位 數(shù) 的 增 多 也 使 變 速 器 的 尺 寸 及 質(zhì) 量 增 大 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 制 造 成 本 提 高 ， 操 縱 也 復(fù) 雜 。 某 些 轎 車 和 貨 車 的 變 速 器 ， 采 用 僅 在 良 好 的 路 面 和 空 載 行 駛 時 才 使 用 的 超 速 擋 。 采 用 傳 動 比 小 于 1（ 約 為 0.7 0.8） 的 超 速 擋 ， 可 充 分 地 利 用 發(fā) 動 機 功 率 ， 降 低 單 位 行 駛 里 程 的 發(fā) 動 機 曲 軸 總 轉(zhuǎn) 數(shù) ， 因 而 會 減 少 發(fā) 動 機 的 磨 損 ， 降 低 燃 料 消 耗 。 機 械 式 變 速 器 的 傳 動 效 率 與 所 選 用 的 傳 動 方 案 有 關(guān) ， 包 括 齒 輪 副 的 數(shù) 目 、 齒 輪 的 轉(zhuǎn) 速 、 傳 遞 的 功 率 、 潤 滑 系 統(tǒng) 的 有 效 性 、 齒 輪 及 軸 以 及 殼 體 等 零 件 的 制 造 精 度 、 剛 度 等 。 綜 上 所 述 ， 由 于 本 次 設(shè) 計 的 為 重 型 貨 車 變 速 器 ， 布 置 形 式 采 用 發(fā) 動 機 前 置 后 輪 驅(qū) 動 ， 變 速 器 布 置 的 空 間 較 大 ， 對 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 要 求 較 高 ， 要 求 運 行 時 噪 聲 要 小 ， 故 選 用 雙 中 間 軸 十 二 檔 變 速 檔 ， 并 且 五 檔 為 直 接 檔 1 ， 六 檔 為 超 速 檔 。 2.2.1 雙中間軸特點分析 1.由 于 雙 中 間 軸 ， 使 中 間 軸 上 多 個 齒 輪 傳 遞 輸 出 的 力 大 小 相 等 ， 方 向 相 反 ， 從 而 使 輸 出 軸 只 受 扭 矩 而 不 受 彎 矩 ， 可 在 設(shè) 計 時 減 小 軸 頸 和 齒 輪 直 徑 ， 從 而 減 小 中 心 距 。 體 積 小 ， 質(zhì) 量 輕 ， 降 低 噪 音 ， 提 高 壽 命 。 2.主 軸 及 齒 輪 浮 動 安 裝 ， 主 軸 齒 輪 與 二 軸 之 間 可 以 沒 有 滾 針 軸 承 ， 減 小 發(fā) 熱 故 障 ， 提 高 工 作 可 靠 性 和 性 價 比 。 3.雙 中 間 軸 一 般 檔 數(shù) 較 多 ， 有 利 于 提 高 加 速 性 。 2.2.2 倒擋布置方案分析 倒 檔 齒 輪 的 結(jié) 構(gòu) 及 其 軸 的 位 置 ， 應(yīng) 與 變 速 器 的 整 體 結(jié) 構(gòu) 方 案 同 時 考 慮 。 在 結(jié) 構(gòu) 布 置 上 ， 要 注 意 在 不 掛 入 倒 檔 時 ， 不 能 與 第 二 軸 齒 輪 有 嚙 合 情 況 。 換 倒 檔 時 能 順 利 換 入 倒 檔 ， 而 不 和 其 它 齒 輪 發(fā) 生 干 涉 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 與 前 進 擋 位 比 較 ， 倒 擋 使 用 率 不 高 ， 而 且 都 是 在 停 車 狀 態(tài) 下 實 現(xiàn) 換 倒 擋 ， 故 多 數(shù) 方 案 采 用 直 齒 滑 動 齒 輪 方 式 換 倒 擋 。 為 實 現(xiàn) 倒 擋 傳 動 ， 有 些 方 案 利 用 在 中 間 軸 和 第 二 軸 上 的 齒 輪 傳 動 路 線 中 ， 加 入 一 個 中 間 傳 動 齒 輪 的 方 案 。 前 者 雖 然 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ， 但 是 中 間 傳 動 齒 輪 的 輪 齒 ， 是 在 最 不 利 的 正 ， 負 交 替 對 稱 變 化 的 彎 曲 應(yīng) 力 狀 態(tài) 下 工 作 ， 而 后 者 是 在 較 為 有 利 的 單 向 循 環(huán) 彎 曲 應(yīng) 力 狀 態(tài) 下 工 作 ， 并 使 倒 擋 傳 動 比 略 有 增 加 。 圖2-1 倒擋布置方案 圖 2-2 為 常 見 的 倒 擋 布 置 方 案 。 圖 2-2b 所 示 方 案 的 優(yōu) 點 是 換 倒 擋 時 利 用 了 中 間 軸 上 的 一 擋 齒 輪 ， 因 而 縮 短 了 中 間 軸 的 長 度 。 但 換 擋 時 有 兩 對 齒 輪 同 時 進 入 嚙 合 ， 使 換 擋 困 難 。 圖 2-2c 所 示 方 案 能 獲 得 較 大 的 倒 擋 傳 動 比 ， 缺 點 是 換 擋 程 序 不 合 理 。 圖 2-2d 所 示 方 案 針 對 前 者 的 缺 點 做 了 修 改 ， 因 而 取 代 了 圖 2-2c 所 示 方 案 。 圖 2-2e 所 示 方 案 是 將 中 間 軸 上 的 一 ， 倒 擋 齒 輪 做 成 一 體 ， 將 其 齒 寬 加 長 。 圖 2-2f 所 示 方 案 適 用 于 全 部 齒 輪 副 均 為 常 嚙 合 齒 輪 ， 換 擋 更 為 輕 便 。 為 了 充 分 利 用 空 間 ， 縮 短 變 速 器 軸 向 長 度 ， 有 的 貨 車 倒 擋 傳 動 采 用 圖 2-2g 所 示 方 案 。 其 缺 點 是 一 ， 倒 擋 須 各 用 一 根 變 速 器 撥 叉 軸 ， 致 使 變 速 器 上 蓋 中 的 操 縱 機 構(gòu) 復(fù) 雜 一 些 。 綜 上 所 述 本 次 設(shè) 計 選 擇 第 6 種 倒 擋 布 置 方 案 。 因 為 變 速 器 在 一 擋 和 倒 擋 工 作 時 有 較 大 的 力 ， 所 以 無 論 是 兩 軸 式 變 速 器 還 是 中 間 軸 式 變 速 器 的 低 檔 與 倒 擋 ， 都 應(yīng) 當(dāng) 布 置 在 靠 近 軸 的 支 承 處 ， 以 減 少 軸 的 變 形 ， 保 證 齒 輪 重 合 度 下 降 不 多 ， 然 后 按 照 從 低 擋 到 高 擋 順 序 布 置 各 擋 齒 輪 ， 這 樣 做 既 能 使 軸 有 足 夠 大 的 剛 性 ， 又 能 保 證 容 易 裝 配 。 倒 擋 的 傳 動 比 雖 然 與 一 擋 的 傳 動 比 接 近 ， 但 因 為 使 用 倒 擋 的 時 間 非 常 短 ， 從 這 點 出 發(fā) 有 些 方 案 將 一 擋 布 置 在 靠 近 軸 的 支 承 處 ， 然 后 再 布 置 倒 擋 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 6 此 時 在 倒 擋 工 作 時 ， 齒 輪 磨 損 與 噪 聲 在 短 時 間 內(nèi) 略 有 增 加 ， 與 此 同 時 在 一 擋 工 作 時 齒 輪 的 磨 損 與 噪 聲 有 所 減 少 。 除 此 以 外 ， 倒 擋 的 中 間 齒 輪 位 于 變 速 器 的 左 側(cè) 或 右 側(cè) 對 倒 擋 軸 的 受 力 狀 況 有 影 響 ， 與 此 同 時 為 防 止 意 外 掛 入 倒 擋 ， 一 般 在 掛 倒 擋 時 設(shè) 有 一 個 掛 倒 擋 時 需 克 服 彈 簧 所 產(chǎn) 生 的 力 ， 用 來 提 醒 駕 駛 員 注 意 2.2.3 傳動機構(gòu)布置其他問題的分析 各 檔 齒 輪 在 變 速 器 中 的 位 置 安 排 ， 應(yīng) 考 慮 齒 輪 的 受 載 狀 況 。 承 受 載 荷 大 的 低 檔 齒 輪 ， 一 般 安 置 在 離 軸 承 較 近 的 地 方 ， 以 較 小 軸 的 變 形 ， 使 齒 輪 的 重 疊 系 數(shù) 不 致 下 降 過 多 。 變 速 器 齒 輪 主 要 是 因 接 觸 應(yīng) 力 過 高 而 造 成 表 面 點 蝕 損 壞 ， 因 此 將 高 檔 齒 輪 安 排 在 離 兩 支 撐 較 遠 處 較 好 。 該 處 因 軸 的 變 形 而 引 起 齒 輪 的 偏 轉(zhuǎn) 角 較 小 ， 故 齒 輪 的 偏 載 也 小 。 在 三 軸 式 變 速 器 中 ， 普 遍 采 用 具 有 直 接 檔 的 傳 動 方 案 ， 并 盡 可 能 地 將 使 用 時 間 最 多 的 檔 位 設(shè) 計 成 直 接 檔 。 能 夠 更 充 分 的 利 用 發(fā) 動 機 的 功 率 ， 使 汽 車 行 駛 時 所 需 發(fā) 動 機 曲 軸 的 總 轉(zhuǎn) 數(shù) 減 少 ， 因 而 有 助 于 減 少 發(fā) 動 機 磨 損 和 降 低 燃 料 消 耗 。 2.3 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 2.3.1 齒輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。與直齒圓柱齒輪 相比，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點，但是 考慮到設(shè)計過程的復(fù)雜性，以及現(xiàn)在通用的多檔變速器多為直齒輪，如圖 2-2。所以本設(shè)計各檔均選用直齒輪。 2.3.2 變速器軸 變 速 器 在 工 作 是 承 受 力 扭 矩 、 彎 矩 ， 因 此 應(yīng) 具 備 足 夠 的 強 度 和 剛 度 。 軸 的 鋼 的 不 足 ， 在 負 荷 作 用 下 ， 軸 會 產(chǎn) 生 過 大 的 變 形 ， 影 響 齒 輪 的 正 常 嚙 合 ， 產(chǎn) 生 過 大 的 噪 聲 ， 并 會 降 低 齒 輪 的 使 用 壽 命 。 這 一 點 很 重 要 ， 與 其 它 零 件 的 設(shè) 計 不 同 。 設(shè) 計 變 速 器 軸 時 主 要 考 慮 以 下 幾 個 問 題 ： 軸 的 結(jié) 構(gòu) 形 狀 ， 軸 直 徑 、 長 度 、 軸 的 強 的 和 剛 度 ， 軸 上 花 鍵 型 式 和 尺 寸 。 軸 的 結(jié) 構(gòu) 主 要 依 據(jù) 變 速 器 結(jié) 構(gòu) 布 置 的 要 求 ， 并 考 慮 加 工 工 藝 ， 裝 配 工 藝 而 最 后 確 定 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 圖 2-2 常見的十二檔變速器 2.3.3 變速器軸承的選擇 變 速 器 軸 承 常 采 用 深 溝 球 軸 承 、 圓 柱 滾 子 軸 承 圓 錐 滾 子 軸 承 、 滾 針 軸 承 、 滑 動 軸 套 等 等 。 滾 針 軸 承 、 滑 動 軸 承 套 主 要 用 在 齒 輪 與 軸 不 是 固 定 連 接 ， 并 要 求 兩 者 有 相 對 運 動 的 地 方 。 變 速 器 中 采 用 圓 錐 滾 子 軸 承 雖 然 有 直 徑 較 小 、 寬 度 較 大 因 而 容 量 大 、 可 承 受 高 負 荷 等 優(yōu) 點 ， 但 也 有 需 要 調(diào) 整 預(yù) 緊 、 裝 配 麻 煩 、 磨 損 后 軸 易 歪 斜 而 影 響 齒 輪 正 確 嚙 合 的 缺 點 。 由 于 本 設(shè) 計 的 變 速 器 為 三 軸 式 變 速 器 ， 變 速 器 的 第 二 軸 前 端 支 承 在 第 一 軸 常 嚙 合 齒 輪 的 內(nèi) 腔 中 ， 內(nèi) 腔 尺 寸 足 夠 時 可 布 置 圓 柱 滾 子 軸 承 ， 若 空 間 不 足 則 采 用 滾 針 軸 承 。 第 二 軸 后 端 常 采 用 深 溝 球 軸 承 ， 用 來 承 受 軸 向 力 和 徑 向 力 。 根 據(jù) 載 貨 汽 車 的 軸 承 承 受 高 扭 矩 和 高 負 荷 且 有 一 定 軸 向 力 故 中 間 軸 前 、 后 軸 承 ， 按 直 徑 系 列 一 般 選 用 圓 柱 滾 子 軸 承 或 圓 錐 滾 子 軸 承 。 軸 承 的 直 徑 根 據(jù) 變 速 器 中 心 距 確 定 ， 并 要 保 證 殼 體 后 壁 兩 軸 承 孔 之 間 的 距 離 不 小 于 6 20mm。 2.3.4 換檔機構(gòu) 目 前 汽 車 上 的 機 械 式 變 速 器 采 用 的 換 檔 結(jié) 構(gòu) 形 式 有 三 種 ： 1. 滑 動 齒 輪 換 檔 ： 通 常 是 采 用 滑 動 直 齒 輪 進 行 換 檔 ， 但 也 有 采 用 滑 動 斜 齒 輪 換 檔 的 。 滑 動 直 齒 輪 換 檔 的 優(yōu) 點 是 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 緊 湊 、 容 易 制 造 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 8 缺 點 是 換 檔 使 齒 面 承 受 很 大 的 沖 擊 ， 會 導(dǎo) 致 齒 輪 過 早 損 壞 ， 并 且 直 齒 輪 工 作 噪 聲 大 ， 所 以 這 種 換 檔 方 式 一 般 僅 用 在 倒 檔 上 。 2. 嚙 合 套 換 檔 ： 用 接 合 套 換 檔 ， 可 將 構(gòu) 成 某 傳 動 比 的 一 對 齒 輪 ， 制 成 常 嚙 合 斜 齒 輪 。 而 斜 齒 輪 上 另 外 有 一 部 分 做 成 直 的 結(jié) 合 齒 ， 用 來 與 嚙 合 套 向 嚙 合 。 這 種 結(jié) 構(gòu) 具 有 斜 齒 輪 的 傳 動 優(yōu) 點 ， 同 時 克 服 了 滑 動 齒 輪 換 檔 時 沖 擊 力 集 中 在 1-2 個 輪 齒 上 的 缺 陷 。 因 為 在 換 檔 時 ， 有 嚙 合 套 以 及 相 嚙 合 的 結(jié) 合 齒 上 所 有 的 輪 齒 共 同 承 擔(dān) 所 受 到 的 沖 擊 ， 所 以 嚙 合 套 和 結(jié) 合 齒 的 輪 齒 所 受 的 沖 擊 損 傷 和 磨 損 較 小 。 它 的 缺 點 是 增 大 了 變 速 器 的 軸 向 尺 寸 ， 未 能 徹 底 消 除 齒 輪 端 面 所 受 到 的 沖 擊 。 3. 同 步 器 換 檔 ： 現(xiàn) 在 大 多 數(shù) 汽 車 的 變 速 器 都 采 用 同 步 器 。 使 用 同 步 器 可 減 輕 結(jié) 合 齒 在 換 檔 時 引 起 的 沖 擊 及 零 件 的 損 壞 。 并 且 具 有 操 縱 輕 便 ， 經(jīng) 濟 性 和 縮 短 換 檔 時 間 等 優(yōu) 點 ， 從 而 改 善 了 汽 車 的 加 速 性 ， 經(jīng) 濟 性 和 山 區(qū) 行 使 的 安 全 性 。 其 缺 點 是 零 件 增 多 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 軸 向 尺 寸 增 加 ， 制 造 要 求 高 ， 同 步 環(huán) 磨 損 大 ， 壽 命 低 。 但 是 近 年 來 由 于 同 步 器 的 廣 泛 使 用 ， 受 命 問 題 已 解 決 。 上 述 三 種 換 檔 方 案 ， 可 同 時 用 在 同 一 變 速 器 中 的 不 同 檔 位 上 。 一 般 考 慮 原 則 是 不 常 用 的 倒 檔 和 一 檔 采 用 結(jié) 構(gòu) 較 簡 單 的 滑 動 直 齒 輪 或 嚙 合 套 的 形 式 。 對 于 常 用 的 檔 位 則 采 用 同 步 器 或 嚙 合 套 。 2.3.5 防止自動脫擋的結(jié)構(gòu)設(shè)計 自 動 脫 擋 是 變 速 器 的 主 要 故 障 之 一 。 由 于 接 合 齒 磨 損 、 變 速 器 剛 度 不 足 以 及 振 動 等 原 因 ， 都 會 導(dǎo) 致 自 動 脫 擋 。 為 解 決 這 個 問 題 ， 除 工 藝 上 采 取 措 施 以 外 ， 目 前 在 結(jié) 構(gòu) 上 采 取 措 施 且 行 之 有 效 的 方 案 有 以 下 幾 種 ： 1、互鎖銷式 圖 2-3 是汽車上用得最廣泛的一種機構(gòu)，互鎖銷和頂銷裝在變速叉軸 之間，用銷子的長度和凹槽來保證互鎖。 圖 2-3，a 為空檔位置，此時任一叉軸可自由移動。圖 2-3，b，c，d 為某一叉軸在工作位置，而其他叉軸被鎖住。 圖 2-3 互鎖銷式工作原理 2、擺動鎖塊式 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 圖 2-4 為擺動鎖塊式互鎖機構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在 殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi)，此時， 鎖塊的一個或兩個突起部分 A 檔住其他兩個變速叉軸槽，保證換檔時不能 同時掛入兩檔。 3、轉(zhuǎn)動鉗口式 圖 2-5 為與上述鎖塊機構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖裝置。操縱桿撥 頭置于鉗口中，鉗形板可繞 A 軸轉(zhuǎn)動。選檔時操縱桿轉(zhuǎn)動鉗形板選入某一 變速叉軸槽內(nèi)，此時鉗形板的一個或兩個鉗爪抓住其它兩個變速叉，保證 互鎖作用。上海 SH-130 型載重汽車的變速器互鎖機構(gòu)就采用這種型式。 圖 2-4 擺動鎖塊式互鎖機構(gòu) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 圖 2-5 轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖機構(gòu) 2.4 本章小結(jié) 本 章 首 先 先 確 定 了 設(shè) 計 變 速 器 所 需 的 汽 車 主 要 參 數(shù) 以 及 傳 動 機 構(gòu) 形 式 的 選 擇 并 依 據(jù) 變 速 器 幾 種 常 見 的 傳 動 機 構(gòu) 布 置 方 案 ， 對 兩 軸 式 和 中 間 軸 式 的 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 作 了 簡 要 說 明 ， 分 析 了 各 種 方 案 的 優(yōu) 缺 點 ， 同 時 介 紹 了 幾 種 常 見 的 倒 擋 機 構(gòu) 布 置 方 案 ， 闡 述 了 各 種 方 案 的 優(yōu) 缺 點 并 對 倒 檔 布 置 形 式 做 出 了 選 擇 。 在 變 速 器 零 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 選 擇 部 分 中 ， 對 變 速 器 齒 輪 、 軸 、 換 擋 機 構(gòu) 的 形 式 和 變 速 器 防 止 自 動 脫 擋 的 結(jié) 構(gòu) 進 行 了 分 析 和 說 明 。 最 后 結(jié) 合 本 次 設(shè) 計 所 依 據(jù) 車 輛 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) ， 選 擇 了 本 設(shè) 計 的 傳 動 機 構(gòu) 布 置 方 案 和 零 、 部 件 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 ， 作 為 以 后 變 速 器 設(shè) 計 的 基 礎(chǔ) 。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 第 3 章 變速器齒輪參數(shù)選擇及齒數(shù)分配 3.1 汽車主要技術(shù)參數(shù) 型號 陜西陜汽 發(fā)動機額定功率(kw) 193 外廓尺寸(mm)(長 寬高) 1191625003162 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩(N.m) (30003500r/min) 646 輪距(前)(mm) 1939 前(kg) 13000 輪距(后)(mm) 1800 滿載軸荷 后(kg) 16000 軸距(mm) 前-中（4000） 中-后（1350） 主減速器減速比 8.6 最高車速(km/h) 90 載質(zhì)量(kg) 14000 最大爬坡度(%) 16.7 整車整備質(zhì)量(kg) 15000 輪胎規(guī)格 11.00-20 滿載總重(kg) 29000 3.2 變速器擋數(shù)和傳動比的確定 3.2.1 主減速比的確定 (3.1)037.irnuga 式 中 ： 汽 車 行 駛 速 度 （km/h） ；au 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速 （r/min） ；n 車 輪 滾 動 半 徑 （m） ；r 變 速 器 傳 動 比 ；gi 主 減 速 器 傳 動 比 。0i 已 知 ： 最 高 車 速 = =90 km/h； 最 高 檔 為 超 速 檔 ， 傳 動 比maxuv 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 =0.78；車 輪 滾 動 半 徑 由 所 選 用 的 輪 胎 規(guī) 格 得 到 =533(mm)；gi 1.02Rr 發(fā) 動 機 轉(zhuǎn) 速 = =3000（r/min） ；由公式（3.1）得 到 主 減 速 器 傳 動 比 計np 算 公 式 08.6i 3.2.2 變速器最低擋傳動比的確定 在 選 擇 最 低 擋 傳 動 比 時 ， 應(yīng) 根 據(jù) 汽 車 最 大 爬 坡 度 、 驅(qū) 動 車 輪 和 地 面 的 附 著 力 、 汽 車 的 最 低 穩(wěn) 定 車 速 以 及 主 減 速 比 和 驅(qū) 動 車 輪 的 滾 動 半 徑 等 來 綜 合 考 慮 來 確 定 。 汽 車 爬 坡 時 車 速 不 高 ， 空 氣 阻 力 可 忽 略 ， 則 最 大 驅(qū) 動 力 用 于 克 服 輪 胎 與 路 面 間 的 滾 動 阻 力 及 爬 坡 阻 力 10。 故 有 (3.2)maxaxmax01max sincogfgriTTge 則 由 最 大 爬 坡 度 要 求 的 變 速 器 1 擋 傳 動 比 為 ： (3.3) Tergifi0maxax1 )( 式 中 ： 汽 車 總 質(zhì) 量 ，m=29000 Kg；m 重 力 加 速 度 ， m/s2；8.9 道 路 附 著 系 數(shù) ， ；f f 驅(qū) 動 車 輪 的 滾 動 半 徑 ， =533mm；r 發(fā) 動 機 最 大 轉(zhuǎn) 矩 ， =646NmmaxeT 主 減 速 比 ， =8.6；0i 汽 車 傳 動 系 的 傳 動 效 率 ， 。T96.0T 將 各 數(shù) 據(jù) 代 入 式 (3.3)中 得 ： 18.49gi 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 根 據(jù) 驅(qū) 動 車 輪 與 路 面 的 附 著 條 件 ： 201maxGriTTge 可 求 得 變 速 器 一 擋 傳 動 比 為 ： 式 中 ： 汽 車 滿 載 靜 止 與 水 平 路 面 時 驅(qū) 動 橋 給 地 面 的 載 荷 ，2G Kg；150 道 路 的 附 著 系 數(shù) ， 計 算 時 取 ；5.06 =12.18TergiGi0max21 所以取一檔傳動比為 12.1 3.2.3 變速器擋數(shù)和傳動比范圍的確定 變 速 器 的 檔 位 數(shù) 根 據(jù) 不 同 種 類 車 的 用 途 以 及 為 了 降 低 油 耗 ， 變 速 器 的 檔 數(shù) 有 增 加 的 趨 勢 。 目 前 ， 乘 用 車 一 般 用 4 5 個 檔 位 的 變 速 器 。 發(fā) 動 機 排 量 大 的 乘 用 車 變 速 器 多 用 5 個 檔 。 商 用 車 變 速 器 采 用 4 5 個 檔 或 多 檔 。 載 質(zhì) 量 在 2.0 3.5t 的 貨 車 采 用 五 檔 變 速 器 ， 載 質(zhì) 量 在 4.0 8.0t 的 貨 車 采 用 六 檔 變 速 器 。 多 檔 變 速 器 多 用 于 總 質(zhì) 量 大 些 的 貨 車 和 越 野 汽 車 上 。 檔 數(shù) 選 擇 的 要 求 ： 1、 相 鄰 檔 位 之 間 的 傳 動 比 比 值 在 1.8 以 下 。 2、 高 檔 區(qū) 相 鄰 檔 位 之 間 的 傳 動 比 比 值 要 比 低 檔 區(qū) 相 鄰 檔 位 之 間 的 比 值 小 。 因 此 ， 本 次 設(shè) 計 的 重 型 貨 車 變 速 器 為 12 檔 變 速 器 。 3.2.4 變速器其他各擋傳動比的確定 變 速 器 的 擋 為 直 接 擋 ， 其 傳 動 比 為 1.0， 中 間 擋 的 傳 動 比 理 論 上 按 公 比 (其 中 n 為 擋 位 數(shù) )的 幾 何 級 數(shù) 排 列 ， 實 際 上 與 理11minaxgngiq 論 值 略 有 出 入 。 將 各 數(shù) 代 入 式 中 得 ： q=1.28 則 變 速 器 其 他 各 擋 的 傳 動 比 為 12.gi94 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 37.1gi45.6gi3872.1gi89.64gi102 gi12.78 主副箱傳動比為 61127.4.6ggii 3.3 中心距 A 的確定 對 中 間 軸 式 變 速 器 ， 是 將 中 間 軸 與 第 二 軸 之 間 的 距 離 稱 為 變 速 器 中 心 距 ； 它 是 一 個 基 本 參 數(shù) ， 其 大 小 不 僅 對 變 速 器 的 外 形 尺 寸 、 體 積 和 質(zhì) 量 大 小 有 影 響 ， 而 且 對 輪 齒 的 接 觸 強 度 有 影 響 。 中 心 距 越 小 ， 輪 齒 的 接 觸 應(yīng) 力 越 大 ， 齒 輪 壽 命 越 短 。 因 此 ， 最 小 允 許 中 心 距 應(yīng) 當(dāng) 由 保 證 輪 齒 有 必 要 的 接 觸 強 度 來 確 定 。 變 速 器 軸 經(jīng) 軸 承 安 裝 在 殼 體 上 ， 從 布 置 變 速 器 的 可 能 與 方 便 和 不 因 同 一 垂 直 面 上 的 兩 軸 承 孔 之 間 的 距 離 過 小 而 影 響 殼 體 的 強 度 考 慮 ， 要 求 中 心 距 取 大 些 。 還 有 ， 變 速 器 中 心 距 取 得 過 小 ， 會 使 變 速 器 長 度 增 加 ， 并 因 此 使 軸 的 剛 度 被 削 弱 和 使 齒 輪 的 嚙 合 狀 態(tài) 變 壞 11。 由于變速器為中間軸式變速器，初選中心距可根據(jù)以下經(jīng)驗公式 （3.1）計算。 3Aemax1g=KTi （3.1） 式中： A 變速器中心距（mm） ； 中心距系數(shù)， （多檔 9.511.0）K 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩=646（N.m） ；maxeT 變速器一檔傳動比為 12.1；1i 變速器傳動效率，取 96%。g 將各參數(shù)代入式（3.4）得到：A=164.3-191.4 初取 A=170mm 3.4 變速器齒輪參數(shù)的選擇 3.4.1 模數(shù)和齒寬選擇 選 取 齒 輪 模 數(shù) 時 一 般 要 遵 守 的 原 則 是 ： 為 了 減 少 噪 聲 應(yīng) 合 理 減 小 模 數(shù) ， 同 時 增 加 齒 寬 ； 為 使 質(zhì) 量 小 些 ， 應(yīng) 該 增 加 模 數(shù) ， 同 時 減 少 齒 寬 ； 從 工 藝 方 面 考 慮 ， 各 檔 齒 輪 應(yīng) 該 選 用 一 種 模 數(shù) ； 從 強 度 方 面 考 慮 ， 各 檔 齒 輪 應(yīng) 有 不 同 的 模 數(shù) 。 對 于 轎 車 ， 減 少 工 作 噪 聲 較 為 重 要 ， 因 此 模 數(shù) 應(yīng) 選 得 小 些 ； 對 于 貨 車 ， 減 小 質(zhì) 量 比 減 小 噪 聲 更 重 要 ， 因 此 模 數(shù) 應(yīng) 選 得 大 些 。 變 速 器 齒 輪 法 向 模 數(shù) 由 下 表 給 出 轎車 貨車 車 型 微型轎車 中級轎車 中型貨車 重型貨車 模數(shù) /mmnm2.252.75 2.753.00 3.504.50 4.506.00 本 次 設(shè) 計 的 為 重 型 貨 車 故 選 取 模 數(shù) 為 m=5、 m=6 3.4.2 齒形、壓力角 a 壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時， 可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。 對于轎車，為了降低噪聲，應(yīng)選用小些的壓力角。對貨車，為提高齒 輪強度，應(yīng)選用 或 等大些的壓力角。2.5o 國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 所以普遍采用的壓力角為 。嚙合20o 20o 套或同步器的壓力角有 、 、 等，普遍采用 壓力角。33o 本變速器全部選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角 。o 3.4.3 齒寬 b 哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 齒寬對變速器的軸向尺寸齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強度和齒輪工作時受力的 均勻程度等均有影響。 選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量。 選用較大的齒寬，工作時會因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬 方向受力不均勻并存齒寬方向磨損不均勻。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) m 的大小來選定齒寬 b，b= mcK 式中： 齒寬系數(shù)，為 4.58.0。cK 3.4.4 齒頂高系數(shù) 齒 頂 高 系 數(shù) 對 重 合 度 、 輪 齒 強 度 、 工 作 噪 聲 、 輪 齒 相 對 滑 動 速 度 、 輪 齒 根 切 和 齒 頂 厚 度 等 有 影 響 。 若 齒 頂 高 系 數(shù) 小 ， 則 齒 輪 重 合 度 小 ， 工 作 噪 聲 大 ； 但 因 輪 齒 受 到 的 彎 矩 減 小 ， 輪 齒 的 彎 曲 應(yīng) 力 也 減 少 。 本 次 設(shè) 計 齒 頂 高 系 數(shù) 取 1.25。 3.4.5 齒輪的修正 為 了 改 善 齒 輪 傳 動 的 某 些 性 能 ， 常 對 齒 輪 進 行 修 正 。 修 正 的 方 法 有 三 種 ： 1.加 工 時 改 變 刀 具 與 齒 輪 毛 坯 的 相 對 位 置 ， 又 稱 變 位 ； 2.改 變 刀 具 的 原 始 齒 廓 參 數(shù) ； 3 改 變 齒 輪 齒 廓 的 局 部 漸 開 線 ， 又 稱 修 形 。 齒 輪 的 變 位 是 齒 輪 設(shè) 計 中 一 個 非 常 重 要 的 環(huán) 節(jié) 。 采 用 變 位 齒 輪 ， 除 為 了 避 免 齒 輪 產(chǎn) 生 根 切 和 配 湊 中 心 距 以 外 ， 它 還 影 響 齒 輪 的 強 度 ， 使 用 平 穩(wěn) 性 ， 耐 磨 性 、 抗 膠 合 能 力 及 齒 輪 的 嚙 合 噪 聲 。 變 位 齒 輪 主 要 有 兩 類 ： 高 度 變 位 和 角 度 變 位 。 高 度 變 位 齒 輪 副 的 一 對 嚙 合 齒 輪 的 變 位 系 數(shù) 的 和 為 零 。 高 度 變 位 可 增 加 小 齒 輪 的 齒 根 強 度 ， 使 它 達 到 和 大 齒 輪 強 度 想 接 近 的 程 度 。 高 度 變 位 齒 輪 副 的 缺 點 是 不 能 同 時 增 加 一 對 齒 輪 的 強 度 ， 也 很 難 降 低 噪 聲 。 角 度 變 位 齒 輪 副 的 變 位 系 數(shù) 之 和 不 等 于 零 。 角 度 變 位 既 具 有 高 度 變 位 的 優(yōu) 點 ， 有 避 免 了 其 缺 點 。 有 幾 對 齒 輪 安 裝 在 中 間 軸 和 第 二 軸 上 組 合 并 構(gòu) 成 的 變 速 器 ， 會 因 保 證 各 檔 傳 動 比 的 需 要 ， 使 各 相 互 嚙 合