捷達(dá)轎車六檔手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)【二軸式】
購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
附 錄Manual TransmissionIts no secret that cars with manual transmissions are usually more fun to drive than the automatic-equipped counterparts. If you have even a passing interest in the act of driving, then chances are you also appreciate a fine-shifting manual gearbox. But how does a manual transmission actually work?A history hows that manual transmissions preceded automatics by several decades. In fact, up until General Motors offered an automatic in 1938, all cars were of the shift-it-yourself variety. While its logical for many types of todays vehicles to be equipped with an automatic-such as a full-size sedan, SUV or pickup-the fact remains that nothing is more of a thrill to drive than a tautly suspended sport sedan, sport coupe or two-seater equipped with a precise-shifting five-or six-speed gearbox.We know which types of cars have manual trannies. Now lets take a look at how they work. From the most basic four-speed manual trannies. Now lets take a look at how they work.From the most basic four-speed manual in a car from the60s to the most high-tech six-speed one in a car of today, the principles of a manual gearbox are the same. The driver must shift from gear to gear. Normally, a manual transmission bolts to a clutch housing ,in turn, bolts to the back of the engine. If the vehicle has front-wheel drive, the transmission still attaches to the engine in a similar fashion but is usually referred to as a transaxle. This is because the transmission, differential and drive axles are one complete unit. In a front-wheel-drive car, the transmission also serves as part of the front axle for the front wheels. In the remaining text, a transmission and a transaxle will both be referred to using the term transmission.The function of any transmission is transferring engine power to the driveshaft and rear wheels . Gears inside the transmission change the vehicles drive-wheel speed and torque in relation to inside the transmission change the vehicles drive-wheel speed and torque in relation to engine speed and torque. Lower gear ratios serve as torque multipliers and help the engine to develop enough power to accelerate from a standstill.Initially, power and torque from the engine comes into the front of the transmission and rotates the main drive gear, which meshes with the cluster or counter shaft gear-a series of gears forged into one piece that resembles a cluster of gears. The cluster-gear assembly rotates any time the clutch is engaged to a running engine, whether or not the transmission is in gear or in neutral.There are two basic types of manual transmissions. The sliding-gear type and the constant-mesh design. With the basic-and now obsolete-sliding-gear type, nothing is turning inside the transmission case except the main drive gear and cluster gear when the trans is in neutral. In order to mesh the gears and apply engine power to move the vehicle, the driver presses the clutch pedal and moves the shifter handle, which in turn moves the shift linkage and forks to slide a gear along the mainshaft, which is mounted directly above the cluster. Once the gears are meshed, the clutch pedal is released and the engines power is sent to the drive wheels. There can be several gears on the mainshaft of different diameters and tooth counts, and the transmission shift linkage is designed so the driver has to unmesh one gear before being able to mesh another. With these older transmissions, gear clash is a problem because the gears are all rotating at different speeds.All modern transmissions are of the constant-mesh type, which still uses a similar gear arrangement as the sliding-gear type. However, all the mainshaft gears are in constant mesh with the cluster gears. This is possible because the gears on the mainshaft are not splined to the shaft, but are free to rotate on it. With a constant-mesh gearbox, the main drive gear, cluster gear and all the mainshaft gears are always turning, even when the transmission is in neutral.Alongside each gear on the mainshaft is a dog clutch, with a hub thats positively splined to the shaft and an outer ring that can slide over against each gear. Both the mainshaft gear and the ring of the dog clutch have a row of teeth. Moving shift linkage moves the dog clutch against the adjacent mainshaft gear, causing the teeth to interlock and solidly lock the gear to the mainshaft.To prevent gears from grinding or clashing during engagement, a constant-mesh, fully “synchronized”manual transmission is equipped with synchronizers. A synchronizer typically consists of an inner-splined hub, an outer sleeve, shifter plates, lock rings and blocking rings. The hub is splined onto the mainshaft between a pair of main drive gears. Held in place by the lock rings, the shifter plates position the sleeve over the hub while also holding the floating blocking rings in proper alignment.A synchros inner hub and sleeve are made of steel, but the blocking ring-the part of the synchro that rubs on the gear to change its speed-is usually made of a softer material, such as brass. The blocking ring has teeth that match the teeth on the dog clutch. Most synchros perform double duty-they push the synchro in one direction and lock one gear to the mainshaft. Push the synchro the other way and it disengages from the first gear, passes through a neutral position, and engages a gear on the other side.Thats the basics on the inner workings of a manual transmission. As for advances, they have been extensive over the years, mainly in the area of additional gears. Back in the60s,four-speeds were common in American and European performance cars. Most of these transmissions had 1:1 final-drive ratios with no overdrives. Today, overdriven five-speeds are standard on practically all passenger cars available with a manual gearbox.Overdrive is an arrangement of gearing that provides more revolutions of the driven shaft than the driving shaft. For example, a transmission with a fourth-gear ratio of 1:1 and a fifth-gear ratio of 0.70:1 will reduce engine rpm by 30 percent, while the vehicle maintains the same road speed. Thus, fuel efficiency will improve and engine wear will be notably reduced. Today, six-speed transmissions are becoming more and more common. One of the first cars sold in America with a six-speed was the89Corvette. Designed by Chevrolet and Zahnradfabrik Friedrichshafen and built by ZF in Germany, this tough-as-nails six-speed was available in the Corvette up to the conclusion of the96 model year. Today, the Corvette uses a Tremec T56 six-speed mounted at the back of the car.Many cars are available today with six-speeds, including the Mazda Miata, Porsche Boxster S and 911, Dodge Viper, Mercedes-Benz SLK320, Honda S2000,Toyota Celica GT-S and many others. Some of these gearboxes provide radical 50-percent sixth-gear overdrives such as in the Viper and Corvette, while others provide tightly spaced gear ratios like in the S2000 and Celica for spirited backroad performance driving. While the bigger cars mentioned above such as the Viper and Vette often have two overdrive ratios the smaller cars like the Celica and S2000 usually have one overdriven gear ratio and fifth is 1:1.Clearly a slick-shifting manual transmission is one of the main components in a fun-to-drive car, along with a powerful engine, confidence-inspiring suspension and competent brakes.手動(dòng)變速器駕駛手動(dòng)變速器汽車比駕駛自動(dòng)裝置的汽車更有樂趣，這顯然已經(jīng)不是什么秘密了。如果你有駕駛興趣，那么你就會(huì)更喜歡手動(dòng)變速箱。但是手動(dòng)變速箱到底是如何工作的呢？手動(dòng)變速器要早于自動(dòng)變速器幾十年。事實(shí)上，直到1938年通用汽車公司提供自動(dòng)變速器以前，所有的轎車都采用的手動(dòng)變速器?，F(xiàn)在的很多車輛都裝備了自動(dòng)變速器，如全尺寸轎車，運(yùn)動(dòng)型多功能車或皮卡車事實(shí)上是沒有什么能比駕駛配備了五擋或六擋變速箱的跑車或運(yùn)動(dòng)雙座跑車更令人興奮的了。我們知道哪些類型的車配備有手動(dòng)變速箱?，F(xiàn)在讓我們來看看他們是如何工作的。我們從最基本的六十年代的四擋手動(dòng)變速箱到今天最高技術(shù)的六擋變速箱來看，其手動(dòng)變速箱的工作原理是相同的。駕駛員必須從一檔換到另一檔。通常，從一個(gè)手動(dòng)變速器的螺栓到離合器殼體，反過來，從螺栓到發(fā)動(dòng)機(jī)的背面。如果車輛前輪驅(qū)動(dòng)，變速器仍依附于發(fā)動(dòng)機(jī)工作，但通常又被送交給變速驅(qū)動(dòng)橋。這是因?yàn)樽兯倨?，差速器和?qū)動(dòng)軸是一個(gè)完整的裝置。在剩下的文章中，變速器和變速驅(qū)動(dòng)橋都將由術(shù)語傳動(dòng)裝置來表示。變速器的功能是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳送到傳動(dòng)軸和后輪。變速器中的傳動(dòng)裝置以及與變速器內(nèi)部相關(guān)聯(lián)的扭矩改變了汽車驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速。低扭矩齒輪可使扭矩倍增，并且?guī)椭鎻撵o止?fàn)顟B(tài)加速來發(fā)出足夠的動(dòng)力。起初，來自于發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和扭矩進(jìn)入到變速器的前部，并且使主驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，它與齒輪組或副軸齒輪一組單片齒輪組成的齒輪組共同嚙合。齒輪組旋轉(zhuǎn)時(shí)離合器就開始運(yùn)行引擎，無論是否在傳送動(dòng)力中的齒輪還是處于空擋中的齒輪。手動(dòng)變速箱的基本類型有兩種?；瑒?dòng)齒輪類型和常嚙合設(shè)計(jì)類型。隨著基礎(chǔ)型號(hào)滑動(dòng)齒輪式的淘汰，當(dāng)傳動(dòng)裝置設(shè)置在空擋時(shí)，除了主動(dòng)齒輪和齒輪組以外，其余皆沒有什么變化。為了嚙合齒輪并使發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力來移動(dòng)車輛，司機(jī)按下離合器踏板以及移動(dòng)換檔手柄，從而改變聯(lián)動(dòng)，使撥叉沿主軸移動(dòng)。一旦齒輪嚙合時(shí)，離合器踏板被釋放，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力便被傳送到了驅(qū)動(dòng)輪。這里可以有若干不同直徑和齒數(shù)的齒輪，變速器換擋桿被設(shè)計(jì)成在能夠嚙合另一個(gè)齒輪前，使這個(gè)齒輪處于非嚙合狀態(tài)。隨著這些舊變速箱，齒輪沖突是一個(gè)問題，因?yàn)樗械凝X輪都在以不同的速度旋轉(zhuǎn)著。所有現(xiàn)代的傳輸都是常嚙合類型，仍然使用的是滑動(dòng)齒輪式的安排。但是，所有的主軸齒輪都以齒輪組的形式常嚙合。這是很有可能的，因?yàn)辇X輪在主軸上不是用花鍵鏈接，只要能夠自由旋轉(zhuǎn)就可以了。以常嚙合變速箱，即使是處于空擋狀態(tài)，主傳動(dòng)齒輪、所有中間軸齒輪和主軸齒輪總是轉(zhuǎn)動(dòng)。在主軸上的每個(gè)齒輪旁邊是牙嵌式離合器，用這輪轂和外環(huán)可以針對(duì)每個(gè)齒輪滑動(dòng)通過樞紐。主軸齒輪和牙嵌式離合器有一排齒。移動(dòng)的聯(lián)動(dòng)裝置使與主軸齒輪相對(duì)的牙嵌式離合器移動(dòng)，導(dǎo)致齒互鎖并牢固地鎖定齒輪的主軸。為了防止在工作中的研磨和沖突，常嚙合完全使手動(dòng)變速箱齒輪與同步器配備相協(xié)調(diào)。同步器通常由花鍵轂，外套筒，換檔板，鎖環(huán)和阻斷環(huán)組成。該輪轂是在一對(duì)主動(dòng)齒輪之間的花鍵上鏈接。同時(shí)保持浮動(dòng)的鎖環(huán)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。一個(gè)同步器的中心和套筒是由鋼鐵制成，但鎖環(huán)-同步器上的一部分在齒輪上的摩擦來改變它的速度鎖環(huán)通常是由較軟的材料制成，如黃銅。阻斷環(huán)上的齒與牙嵌式離合器上的齒相匹配。大多數(shù)同步器執(zhí)行雙重任務(wù)-他們推向一個(gè)方向同步并將一個(gè)齒輪鎖定在主軸上。同步推進(jìn)的其他方式，它從一檔脫離接觸，通過空檔，并嚙合到另一側(cè)的齒輪上。這是關(guān)于手動(dòng)變速箱的內(nèi)部運(yùn)作的基本知識(shí)。至于進(jìn)展，他們已經(jīng)發(fā)展多年，主要是在齒輪領(lǐng)域。早在六十年代，四速變速箱在美國和歐洲的汽車中就普遍使用。大多數(shù)的變速箱都是一比一的傳動(dòng)比，無超速傳動(dòng)。今天，超速轉(zhuǎn)動(dòng)的五速變速箱是幾乎所有手動(dòng)變速箱的標(biāo)準(zhǔn)配置。超速傳動(dòng)是為了提供給驅(qū)動(dòng)軸更多的轉(zhuǎn)數(shù)。例如，一個(gè)1:1的第四齒輪和一個(gè)傳動(dòng)比0.70:1第五齒輪傳動(dòng)比將減少百分之三十發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，而保持同樣的道路車輛的速度。因此，燃油效率就會(huì)提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損會(huì)明顯減少。今天，六速變速箱正變得越來越普遍。在美國出售的配備有六速變速箱汽車是89Corvette。這款車是由雪佛蘭和Zahnradfabrik Friedrichshafen在德國建立的。這種六速變速器是在克維特牌轎車96年車型上使用的。如今，克爾維特在車的后座上使用Tremec T56六速變速箱。今天許多汽車配備有六速變速箱，包括馬自達(dá)Miata，保時(shí)捷的Boxster S和911，道奇Viper，奔馳SLK320，本田S2000，豐田Celica的GT - S和其他品牌車輛。這些變速箱的六擋超速擋能夠達(dá)到百分之五十的傳動(dòng)比，如Viper和科威特這類汽車，而其他變速器則提供間隔緊密的齒輪比，如S2000和賽利卡這樣的汽車。然而，上面提到的這些較大Viper和科威特汽車有兩個(gè)超速擋，而小型的汽車像塞利卡和S2000這樣的汽車通常有一個(gè)是超速擋，而第五擋的傳動(dòng)比為1：1。顯然，對(duì)于一輛駕駛起來有樂趣的車來說，一個(gè)靈活的手動(dòng)變速箱是其主要組成部分之一，與此同時(shí)，一個(gè)強(qiáng)大的引擎以及令人充滿信心和激情的懸掛和剎車能力也是駕駛員的樂趣所在。8哈工大華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語 姓名： 刁建國 學(xué)號(hào)： 1079312217 專業(yè)： 交通運(yùn)輸（汽車運(yùn)用工程） 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 捷達(dá)轎車六檔手動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 、 工作起止日期： 2010 年 10月 11 日起 2010 年 12 月 29 日止 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行情況，完成質(zhì)量及評(píng)分意見： 指導(dǎo)教師簽字： 指導(dǎo)教師職稱： 評(píng)閱人評(píng)閱意見： 評(píng)閱教師簽字： 評(píng)閱教師職稱： 答辯委員會(huì)評(píng)語： 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的材料和學(xué)生的答辯情況，答辯委員會(huì)作出如下評(píng)定：學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯成績?cè)u(píng)定為： 對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的特殊評(píng)語： 答辯委員會(huì)主任（簽字） 職稱： 答辯委員會(huì)副主任（簽字）： 職稱： 答辯委員會(huì)委員（簽字）： 年 月 日 哈工大華德學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 姓名：刁建國 院（系）：汽車工程系 專業(yè)： 汽車運(yùn)用工程 班 號(hào)：0793122 任務(wù)起止日期：2010 年10月 11 日至2010 年 12 月 29 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：捷達(dá)轎車六擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)立題的目的和意義：變速器是汽車傳動(dòng)系中一個(gè)比較關(guān)鍵的部件，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響到汽車的使用性能。隨著汽車工業(yè)的告訴發(fā)展和現(xiàn)汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的開發(fā)和應(yīng)用，人們對(duì)汽車變速器的設(shè)計(jì)要求是越來越高。其中，減少變速器體積，提高變速器可靠性以及改善其與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配更是當(dāng)前急需解決的重要問題！本課 題將可靠優(yōu)化設(shè)計(jì)理論應(yīng)用汽車機(jī)械式變速器齒數(shù)系的設(shè)計(jì)中，根據(jù)汽車的動(dòng)力性要求， 在保證零件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度可靠使用的條件下，以變速器體積最小化和功率使用最大化為 目標(biāo)函數(shù)，通過可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果與原始數(shù)據(jù)的對(duì)比，使變速器設(shè)計(jì)得到一個(gè)更可靠的 優(yōu)化。技術(shù)要求與主要內(nèi)容：1、 1、 裝配圖0號(hào)，一張；2、 2、 裝配圖0號(hào)，一張； 3、 零件圖3號(hào)，一張；4、 4、不少于12000字的設(shè)計(jì)說明書進(jìn)度安排：第 1、查找相關(guān)文獻(xiàn)，資料；第一二周第 2、初步計(jì)算 二周 3、繪制草圖 三周 4 主要零部件校核 一周5. 繪制正式圖紙 二周6. 編寫論文 二周7、參加答辯 同組設(shè)計(jì)者及分工： 指導(dǎo)教師簽字 年 月 日 系（教研室）主任意見：系（教研室）主任簽字 年 月 日哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 捷達(dá)轎車六擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 汽車運(yùn)用工程 學(xué) 號(hào) 1079312217 學(xué) 生 刁建國 指導(dǎo)教師 吳柏宇 答辯日期 2010年12月29日 哈工大華德學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 捷達(dá)轎車六檔手動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 專 業(yè) 汽車運(yùn)用工程 學(xué) 號(hào) 1079311217 學(xué) 生 刁建國 指導(dǎo)教師 吳柏宇 答辯日期 2010年12月 哈工大華德學(xué)院哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要 汽車作為人類的代步工具，在生活中起著越來越重要的作用。變速器是傳動(dòng)系中的主要部件。它用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。目的是在各種工作狀況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度。從而使汽車擁有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。本次設(shè)計(jì)以捷達(dá)型轎車的一些整車參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)為設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)行手動(dòng)檔變速器的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案的確定，變速器主要參數(shù)如擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍、中心距、各擋傳動(dòng)比、齒輪參數(shù)、各擋齒輪齒數(shù)的選擇，齒輪、軸的設(shè)計(jì)校核，同步器、操縱機(jī)構(gòu)及箱體的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過程中，本文根據(jù)轎車變速器的設(shè)計(jì)要求和車輛動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，參考多篇文獻(xiàn)資料，以及變速器設(shè)計(jì)圖冊(cè)，設(shè)計(jì)出二軸式變速器。關(guān)鍵詞：變速器；齒輪；軸；設(shè)計(jì)；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)ABSTRACTAutomobile as a means of transport of human life plays an increasingly important role. Transmission is the main power train components. It is used to change the engines torque spread and wheel speed. Aim is to work in a variety of conditions，different vehicle traction and speed，so that the car has good power and fuel economy。The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of BWM 320i 2.0L automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, gear parameters and the numble of each gear, the design and verification of gears and shafts, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts, a kind of three-shafted transmission is designed.Key words: Transmission；Gear；Shaft；Design；Computer Aided Design目錄摘要 Abstract第1章 緒論 1 1.1 課題的目的和意義 11.2 研究現(xiàn)狀 11.3 變速器的設(shè)計(jì)思想 21.4 研究的主要工作內(nèi)容 3第2章 變速器設(shè)計(jì)的總體方案 42.1 設(shè)計(jì)依據(jù) 42.2 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 52.3 變速器基本參數(shù)的確定 6 2.3.1 擋數(shù)的確定 6 2.3.2 傳動(dòng)比的確定 6 2.3.3 變速器中心距的確定 9 2.3.4 變速器軸向尺寸的確定 92.4 本章小結(jié) 10第3章 主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算 113.1 齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算 11 3.1.1 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配 11 3.2 本章小結(jié) 18第4章 零件的選用及校核21 4.1 零件的校核21 4.1.1輪齒的強(qiáng)度計(jì)算 19 4.1.2 變速器齒輪的材料及熱處理23 4.2.1初選軸的直徑 24 4.2.2軸的剛度計(jì)算 24 4.3.2軸承的校核 33 4.4本章小結(jié) 37第5章 同步器的選擇 385.1 同步器的設(shè)計(jì)及計(jì)算385.1.1 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 385.1.2 主要參數(shù)的確定39 5.1.3鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確 39 5.2 操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)405.3 本章小結(jié)43第6章 變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇和箱體設(shè)計(jì)原則446.1變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇 44 6.2變速器箱體設(shè)計(jì)原則 44 6.3本章小結(jié) 45結(jié)論 46參考文獻(xiàn) 47致謝 48附錄 49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(jì)（論文）- 5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(jì)（論文）第1章 緒論1.1 課題的目的和意義變速器用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作1。中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。變速器若采用浮動(dòng)式結(jié)構(gòu)的齒輪軸，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生撓度。因此，一方面降低了輸出軸的剛性，另一方面造成了嚙合齒輪嚙合不良，致使齒輪強(qiáng)度降低，增加了運(yùn)轉(zhuǎn)噪音，影響了整機(jī)的性能。為了近一步提升后驅(qū)動(dòng)變速器的性能，增加后驅(qū)轎車市場銷售份額，應(yīng)該建立一個(gè)適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)排量為2.0升的后驅(qū)動(dòng)變速器新平臺(tái)，以滿足車廠和用戶更高層次的要求。 設(shè)計(jì)方案力求實(shí)現(xiàn)：（1）變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊、合理，承載能力較大，滿足匹配發(fā)動(dòng)機(jī)之所需；（2）選擋、換擋輕便、靈活、可靠；（3）同步器結(jié)構(gòu)合理，性能穩(wěn)定，有利于換擋；（4）齒輪承載能力高，運(yùn)轉(zhuǎn)噪音低，傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。1.2課題研究的現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外汽車變速器的發(fā)展十分迅速，普遍研究和采用電控自動(dòng)變速器，這種變速器具有更好的駕駛性能、良好的行駛性能、以及更高的行車安全性3。但是駕駛員失去了駕駛樂趣，不能更好的體驗(yàn)駕駛所帶來的樂趣。機(jī)械式手動(dòng)變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的駕駛樂趣等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。在檔位的設(shè)置方面，國外對(duì)其操縱的方便性和檔位數(shù)等方面的要求愈來愈高。目前，4檔特別是5檔變速器的用量有日漸增多的趨勢。同時(shí)，6檔變速器的裝車率也在日益上升4。變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。汽車變速器是汽車的重要部件之一，用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行使工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空檔，可在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力停止向驅(qū)動(dòng)輪傳輸。變速器設(shè)有倒檔，使汽車獲得倒退行使能力。汽車變速器技術(shù)的發(fā)展歷史：手動(dòng)變速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車行駛時(shí)的換擋工作，也就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)不同的齒輪副工作。自動(dòng)變速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力變矩器，行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力變矩器和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。AMT是在傳統(tǒng)干式離合器和手動(dòng)齒輪變速器的基礎(chǔ)上改造而成，主要改變了手動(dòng)換擋操縱部分。即在MT總體結(jié)構(gòu)不變的情況下改用電子控制來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。無級(jí)變速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又稱為連續(xù)變速式機(jī)械變速器。金屬帶式無級(jí)變速器主要包括主動(dòng)輪組，從動(dòng)輪組，金屬帶和液壓泵等基本部件。主要靠主動(dòng)輪，從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化，傳動(dòng)帶一般用橡膠帶，金屬帶和金屬鏈等。無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一種摩擦板式變速原理。IVT的核心部分由輸入傳動(dòng)盤，輸出傳動(dòng)盤和Variator傳動(dòng)盤組成。它們之間的接觸點(diǎn)以潤滑油作介質(zhì)，金屬之間不接觸，通過改變Variator裝置的角度變化而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)而無限的變化。1.3 變速器的設(shè)計(jì)思想根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的轎車的基本參數(shù)，及發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)能夠匹配各項(xiàng)的新型后驅(qū)動(dòng)變速器。新型后驅(qū)動(dòng)變速器應(yīng)滿足：（1）發(fā)動(dòng)機(jī)排量2.0升；（2）六個(gè)前進(jìn)擋，一個(gè)倒檔；（3）輸入、輸出軸保證兩點(diǎn)支承；（4）采用同步器，保證可靠平穩(wěn)換擋；（5）齒輪、軸及軸承滿足使用要求。1.4 研究的主要工作內(nèi)容中間軸式變速器主要用于后輪驅(qū)動(dòng)變速器，所以，根據(jù)實(shí)際汽車發(fā)動(dòng)機(jī)匹配所需，本文計(jì)劃對(duì)適用于后驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)固定中間軸式變速器作為總的布置方案。1.確定合適的布置結(jié)構(gòu)變速器中各檔齒輪按照檔位先后順序在軸上排列；各檔的換擋方式；齒輪與軸的配套方案；軸承支承位置等結(jié)構(gòu)。2.進(jìn)行主要參數(shù)的選擇確定變速器的檔位數(shù)；各檔傳動(dòng)比；中心距；軸向長度等。3.進(jìn)行主要零部件及其他結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)；各檔齒輪齒數(shù)分配；輪齒強(qiáng)度計(jì)算；軸的設(shè)計(jì)及校核；軸承的設(shè)計(jì)及校核；同步器主要參數(shù)的選取；操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。4.繪制圖紙 根據(jù)設(shè)計(jì)方案，通過CAD完成裝配圖及零件圖的繪制。第2章 變速器設(shè)計(jì)的總體方案變速器是汽車傳動(dòng)系的重要組成部分，是連接發(fā)動(dòng)機(jī)和整車之間的一個(gè)動(dòng)力總成，起到將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過轉(zhuǎn)換傳到整車，以滿足整車在不同工況的需求。所以整車和發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)對(duì)變速器的總體方案均產(chǎn)生較大影響。2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)隨著消費(fèi)者對(duì)汽車安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性需求的提高，汽車的技術(shù)含量不斷提高，機(jī)械式手動(dòng)變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的駕駛樂趣等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。在檔位的設(shè)置方面，國外對(duì)其操縱的方便性和檔位數(shù)等方面的要求愈來愈高。目前，4檔特別是5檔變速器的用量有日漸增多的趨勢。同時(shí)，6檔變速器的裝車率也在日益上升4。變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。設(shè)計(jì)新型后驅(qū)動(dòng)變速器以使變速器結(jié)構(gòu)更加緊湊、合理，承載能力強(qiáng)。選擇車型為捷達(dá)型轎車進(jìn)行設(shè)計(jì)，基本性能參數(shù)如表2-1。表2-1 基本性能參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)排量(L)2.0最大功率(km)80(5600r/min)最大扭矩(Nm)140(3500r/min)底盤參數(shù)驅(qū)動(dòng)方式前輪驅(qū)動(dòng)輪胎規(guī)格185/60 R14整車尺寸及質(zhì)量長*寬*高(mm)4428*1660*1415軸距(mm)2471總質(zhì)量(kg)1091整備質(zhì)量(kg)1105整車性能參數(shù)最高車速(km/h)175最大爬坡度30%2.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析變速器由變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按前進(jìn)檔數(shù)或軸的不同分類，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類，而前者又分為兩軸式，中間軸式和多中間軸式變速器等。2.1.1兩軸式和中間軸式變速器現(xiàn)代汽車大多數(shù)都采用固定軸式變速器，而兩軸式和中間軸式應(yīng)用最為廣泛。其中，兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。在設(shè)計(jì)時(shí)，究竟采用哪一種方案，除了汽車總布置的要求外，還要考慮以下幾個(gè)方面：與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少，所以有結(jié)構(gòu)簡單，輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高，同時(shí)噪聲也低。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在高檔工作是齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，且易損壞。還有，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一檔速比不可能設(shè)計(jì)的很大。對(duì)于前進(jìn)檔，兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。中間軸式變速器可以設(shè)置直接檔，在使用直接檔時(shí)，變速器的齒輪和軸承及軸承均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)90以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其他檔位，因而提高了變速器的使用壽命。在除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)3。2.1.2倒檔的形式和布置方案圖2-2為常見的布置方案。圖2-2（a）方案廣泛用于前進(jìn)檔都是同步器換檔的四檔轎車和輕型貨車變速器中；圖2-2（b）方案的優(yōu)點(diǎn)是可以利用中間軸上的1檔齒輪，因而縮短了中間軸的長度，但換檔時(shí)兩對(duì)齒輪必須同時(shí)嚙合，致使換檔困難，某些輕型貨車四檔變速器采用這種方案；圖2-2（c）方案能獲得較大的倒檔速比，突出的缺點(diǎn)是換檔程序不合理；圖2-2（d）方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)作了修改，因而在貨車變速器中取代了圖2-2（c）方案；圖2-2（e）方案中，將中間軸上的一檔和倒檔齒輪做成一體，其齒寬加大，因而縮短了一些長度；圖2-2（f）方案采用了全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔更為輕便；為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車采用圖2-2（g）方案，其缺點(diǎn)是一檔和倒檔得各用一根變速器撥叉軸，使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。后述五種方案可供五檔變速器的選擇3。圖2-2（f）所示的倒檔布置方案。 圖2-2倒檔布置方案2.3 變速器基本參數(shù)的確定2.3.1 擋數(shù)的確定擋數(shù)的設(shè)置與整車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有關(guān)。就動(dòng)力性而言，增加變速器的擋數(shù)，能夠增加發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提高了整車的加速與爬坡能力。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，擋數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，降低油耗。所以擋數(shù)設(shè)置為六檔。2.3.2 傳動(dòng)比的確定1、主減速器傳動(dòng)比的確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為12： （2-1）式中：汽車行駛速度（km/h）；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）； 車輪滾動(dòng)半徑（m）； 變速器直接檔傳動(dòng)比； 主減速器傳動(dòng)比。已知：最高車速=175km/h；車輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格185/60R14得到=233.4(mm)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=5600（r/min）；由公式（2-1）得到主減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式：2、最抵檔傳動(dòng)比計(jì)算按最大爬坡度設(shè)計(jì)，滿足最大通過能力條件，即用一檔通過要求的最大坡道角坡道時(shí)，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于或等于此時(shí)的滾動(dòng)阻力和上坡阻力（加速阻力為零，空氣阻力忽略不計(jì)）13。用公式表示如下： （2-2）式中：G 車輛總重量(N)； 坡道面滾動(dòng)阻力系數(shù)(對(duì)瀝青路面=0.010.02)；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩(Nm)； 主減速器傳動(dòng)比； 變速器傳動(dòng)比； 為傳動(dòng)效率（0.850.9）；R 車輪滾動(dòng)半徑；最大爬坡度（一般轎車要求能爬上30%的坡，大約）由公式（2-2）得： （2-3）已知：m=1091kg；r=0.26m； Nm；g=9.8m/s2；，把以上數(shù)據(jù)代入（3-3）式：滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。即用一檔發(fā)出最大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。公式表示如下： （2-4）式中：驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力，； 驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著系數(shù)；對(duì)混凝土或?yàn)r青路面可取0.50.6之間。已知：kg；取0.55，把數(shù)據(jù)代入（3-4）式得：所以，一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的選擇范圍是：初選一檔傳動(dòng)比為5.0。 3、變速器各檔速比的配置按等比級(jí)數(shù)分配其它各檔傳動(dòng)比，即：2.3.3 中心距的選擇初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算14： （2-5）式中：A 變速器中心距（mm）； 中心距系數(shù)，乘用車=8.99.3；發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為140（Nm）； 變速器一檔傳動(dòng)比為5.0； 變速器傳動(dòng)效率，取96%。8.9=78.83mm取A =80mm。2.3.4 變速器的外形尺寸變速器的橫向外形尺寸，可以根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)形式以及齒輪形式。乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列公式選用：； L =3.4*90=255mm2.4 本章小結(jié)本章主要通過分析整車和發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤參數(shù)，對(duì)新型后驅(qū)動(dòng)變速器的總體方案進(jìn)行確定。其中包括：變速器傳動(dòng)方案的布置，中心距的確定，擋位的設(shè)置，各擋傳動(dòng)比的確定及軸向尺寸的確定等。通過確定變速器的基本參數(shù)，便于其他零部件的設(shè)計(jì)選用，為下一步的設(shè)計(jì)計(jì)算奠定基礎(chǔ)。第3章 主要零部件的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1 齒輪的設(shè)計(jì)及校核3.1.1 齒輪參數(shù)確定及各擋齒輪齒數(shù)分配1.模數(shù)m齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。對(duì)于乘用車為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，乘用車和總質(zhì)量在1.814.0t的貨車為2.03.5mm，取m=2.5mm。2.壓力角國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為。3.螺旋角選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意它對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。螺旋角應(yīng)選擇適宜，太小時(shí)發(fā)揮不出斜齒輪的優(yōu)越性，太大又會(huì)使軸向力過大。轎車變速器齒輪應(yīng)采用較大螺旋角以提高運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，降低噪聲。乘用車中間軸式變速器為，選。4.齒寬b齒寬的選擇既要考慮變速器的質(zhì)量小，軸向尺寸緊湊，又要保證輪齒的強(qiáng)度及工作平穩(wěn)性的要求，通常是根據(jù)齒輪模數(shù)來確定齒寬b。，其中為齒寬系數(shù)。變速器中一般倒擋采用直齒圓柱齒輪=4.58.0；常嚙合及其他擋位用斜齒圓柱齒輪=6.08.5。5.齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對(duì)重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。一般齒輪的齒頂高系數(shù)，為一般汽車變速器齒輪所采用。6.各擋齒輪齒數(shù)的分配分配齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。（1）確定一擋齒輪的齒數(shù) 由于一擋采用斜齒輪傳動(dòng)，所以齒數(shù)和，圓整后得齒數(shù)和為66，修正后得。齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和湊配中心距以外，它還影響齒輪的強(qiáng)度，使用平穩(wěn)性、耐磨損、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲6。湊配中心距 ；mm斜齒端面模數(shù)；mm嚙合角，得； 故總變位系數(shù)，即為高度變位。 查得：。兩齒輪分度圓仍相切，節(jié)圓與分度圓重合，全齒高不變。一擋齒輪參數(shù)如表3-1。表3-1 一擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1端面壓力角,2分度圓直徑=273齒頂高4齒根高5齒頂圓直徑6齒根圓直徑7當(dāng)量齒數(shù)8齒寬（2）對(duì)中心距進(jìn)行修正因?yàn)橛?jì)算齒輪和后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的重新計(jì)算中心距A作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。（3）確定其他各擋的齒數(shù)二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角與常嚙合齒輪不同，由得： （3-3） 而 （3-4）此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式： （3-5）聯(lián)解上述三個(gè)方程式，采用試湊法，選定螺旋角，解式（3-3）（3-4）求出。再把代入式（3.5），檢查近似滿足軸向力平衡關(guān)系。湊配中心距；斜齒端面模數(shù)；嚙合角，故，正角度變位。查得。二擋齒輪參數(shù)如表3-3表3-3 二擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1理論中心距2中心距變動(dòng)系數(shù)3齒頂降低系數(shù)4分度圓直徑5齒頂高6齒根高7齒頂圓直徑8齒根圓直徑9當(dāng)量齒數(shù)10齒寬同理：三擋齒輪，近似滿足軸向力平衡關(guān)系。 湊配中心距；斜齒端面模數(shù)；嚙合角，故，正角度變位。查得。三擋齒輪參數(shù)如表3-4。表3-4 三擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1理論中心距2中心距變動(dòng)系數(shù)3齒頂降低系數(shù)4分度圓直徑5齒頂高6齒根高7齒頂圓直徑8齒根圓直徑9當(dāng)量齒數(shù)10齒寬同理：四擋齒輪，近似滿足軸向力平衡關(guān)系。 湊配中心距；斜齒端面模數(shù)；嚙合角，故，負(fù)角度變位。查得。四擋齒輪參數(shù)如表3-5。表3-5 四擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1理論中心距2中心距變動(dòng)系數(shù)3齒頂降數(shù)4分度圓直徑5齒頂高6齒根高7齒頂圓直徑8齒根圓直徑9當(dāng)量齒數(shù)10齒寬同理：五擋齒輪，近似滿足軸向力平衡關(guān)系。 湊配中心距；斜齒端面模數(shù)；嚙合角，故。查得。四擋齒輪參數(shù)如表3-5。（5）確定倒擋齒輪齒數(shù)倒擋齒輪選用的模數(shù)往往與一擋相近。倒擋齒輪的齒數(shù)，一般在2123之間，初選，計(jì)算出輸入軸與倒擋軸的中心距。設(shè)。為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪13和14的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，故取，滿足輸入軸與中間軸的距離。假設(shè)當(dāng)齒輪13和14嚙合時(shí)，中心距，且。故倒擋軸與中間軸的中心距，。根據(jù)中心距求嚙合角：，故，高度變位。查得倒擋齒輪參數(shù)如表3-6。表3-5 五擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1理論中心距2中心距變動(dòng)系數(shù) 3齒頂降低系數(shù)4分度圓直徑5齒頂高6齒根高7齒頂圓直徑8齒根圓直徑9當(dāng)量齒數(shù)10齒寬查得。六擋齒輪參數(shù)如表3-5。表3-5 六擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1理論中心距2中心距變動(dòng)系數(shù)3齒頂降低系數(shù)4分度圓直徑5齒頂高6齒根高7齒頂圓直徑8齒根圓直徑9當(dāng)量齒數(shù)10齒寬3.2 本章小結(jié) 本章介紹了齒輪的損壞原因及形式，簡要闡述了齒輪材料的熱處理方法，重點(diǎn)對(duì)各檔齒輪進(jìn)行了校核，包括對(duì)各擋齒輪彎曲應(yīng)力、接觸應(yīng)力的計(jì)算。計(jì)算了軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角以及軸在合成彎矩作用下的應(yīng)力。表3-6 倒擋齒輪基本參數(shù)序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1分度圓直徑2齒頂高3齒根高4齒頂圓直徑5齒根圓直徑6基圓直徑7齒寬序號(hào)計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算公式1分度圓直徑2齒頂高3齒根高4齒頂圓直徑5齒根圓直徑6基圓直徑7齒寬 第四章 零件的選用及校核 4.1 零件的校核4.1.1 輪齒強(qiáng)度計(jì)算變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）、移動(dòng)換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。輪齒折斷發(fā)生在下述幾種情況下：輪齒受到足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒在重復(fù)載荷作用下，齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者在變速器中出現(xiàn)的極少，而后者出現(xiàn)的多些3。變速器抵擋小齒輪由于載荷大而齒數(shù)少，齒根較弱，其主要破壞形式就是這種彎曲疲勞斷裂。齒面點(diǎn)蝕是常用的高擋齒輪齒面接觸疲勞的破壞形式。點(diǎn)蝕使齒形誤差加大而產(chǎn)生動(dòng)載荷，甚至可能引起輪齒折斷。通常是靠近節(jié)圓根部齒面點(diǎn)蝕較靠近節(jié)圓頂部齒面處的點(diǎn)蝕嚴(yán)重；主動(dòng)小齒輪較被動(dòng)大齒輪嚴(yán)重。1.輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算（1）直齒輪彎曲應(yīng)力 （3-6）式中：計(jì)算載荷（Nmm）；應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=1.65；摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同：主動(dòng)齒輪=1.1，從動(dòng)齒輪=0.9；齒寬系數(shù)；y齒形系數(shù)。倒擋主動(dòng)輪14，查手冊(cè)得y=0.172，代入（3-6）得；倒擋傳動(dòng)齒輪15，查手冊(cè)得y=0.176，代入（3-6）得；倒擋從動(dòng)輪13，查手冊(cè)得y=0.174，代入（3-6）得；當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，倒擋直齒輪許用彎曲應(yīng)力在400850Mpa，承受雙向交變載荷作用的倒擋齒輪的許用應(yīng)力應(yīng)取下限。故，彎曲強(qiáng)度足夠。（2）斜齒輪彎曲應(yīng)力 （3-7）式中：計(jì)算載荷（Nmm）；斜齒輪螺旋角；應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取=1.50；Z齒數(shù)；法向模數(shù)（mm）；y齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得；齒寬系數(shù)；重合度影響系數(shù)，=2.0。一擋齒輪12，查圖得y=0.162，代入（3-7）得=291.81Mpa；一擋齒輪11，查圖得y=0.138，代入（3-7）得=118.85Mpa；二擋齒輪10，查圖得y=0.191，代入（3-7）得=158.26Mpa；二擋齒輪9，查圖得y=0.175，代入（3-7）得=101.91Mpa；三擋齒輪8，查圖得y=0.182，代入（3-7）得=166.27Mpa；三擋齒輪7，查圖得y=0.174，代入（3.7）得=115.94Mpa；四擋齒輪6，查圖得y=0.178，代入（3-7）得=142.76Mpa；四擋齒輪5，查圖得y=0.173，代入（3-7）得=131.01Mpa；五擋齒輪4，查圖得y=0.176，代入（3-7）得=120.16Mpa；五擋齒輪3，查圖得y=0.172，代入（3-7）得=157.27Mpa；常嚙合齒輪2，查圖得y=0.142，代入（3-7）得=136.21Mpa；常嚙合齒輪1，查圖得y=0.148，代入（3-7）得=219.56Mpa；當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180350Mpa范圍，所有斜齒輪滿足，故彎曲強(qiáng)度足夠。2.輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算 （3-8）式中：輪齒的接觸應(yīng)力（Mpa）；F齒面上的法向力（N）， ；圓周力（N），；計(jì)算載荷（Nmm）；d節(jié)圓直徑（mm）；節(jié)點(diǎn)處壓力角；齒輪螺旋角；E齒輪材料的彈性模量，合金鋼取E=；b齒輪接觸的實(shí)際寬度（mm）；、主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm），直齒輪，斜齒輪；、為主、從動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑（mm）。將上述有關(guān)參數(shù)代入式（3-8），并將作用在變速器第一軸上的載荷/2作為計(jì)算載荷時(shí)，得出：一擋接觸應(yīng)力；二擋接觸應(yīng)力；三擋接觸應(yīng)力；四擋接觸應(yīng)力；五擋接觸應(yīng)力六檔接觸應(yīng)力；倒擋接觸應(yīng)力（齒輪14主動(dòng)，15從動(dòng)）； （齒輪15主動(dòng)，13從動(dòng)）；對(duì)于滲碳齒輪變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力，一擋和倒擋=19002000Mpa，常嚙合齒輪和高擋=13001400Mpa。故所有齒輪滿足，接觸強(qiáng)度足夠。4.1.2 變速器齒輪的材料及熱處理變速器齒輪多數(shù)采用滲碳合金鋼，其表層的高硬度與心部的高韌性相結(jié)合，能大大提高齒輪的耐磨性及抗彎曲疲勞和接觸疲勞的能力。國內(nèi)汽車變速器齒輪材料主要采用20CrMnTi,滲碳齒輪在淬火、回火后表面硬度為5863HRC，心部硬度為3348HRC。淬火的目的是大幅度提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。回火的作用在于提高組織穩(wěn)定性，使工件在使用過程中不再發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，從而使工件幾何尺寸和性能保持穩(wěn)定；消除內(nèi)應(yīng)力，以改善工件的使用性能并穩(wěn)定工件幾何尺寸；調(diào)整鋼鐵的力學(xué)性能以滿足使用要求8。4.2.1初選軸的直徑軸的徑向及軸向尺寸對(duì)其剛度影響很大，且軸長與軸徑應(yīng)協(xié)調(diào)，變速器軸的最大直徑與支承間的距離可按下列關(guān)系式初選 （4-4）對(duì)輸二軸:= 0.180.21 （4-5）中間軸式變速器第二軸與中間軸的最大直徑d=可根據(jù)中心距A(mm)按下式初選: d(0.450.60)A （4-6）第一軸花鍵部分直徑可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩按下式初選 d(44.6) （4-7）初選的軸徑還需根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)布置和軸承與花鍵，彈性檔圈等標(biāo)準(zhǔn)以及軸的剛度與強(qiáng)度驗(yàn)算結(jié)果進(jìn)行修正2。經(jīng)過計(jì)算得：第一軸花鍵部分直徑： d=26mm 第二軸的的最大直徑： =40mm 支承間的距離： =192mm4.2.2軸的剛度計(jì)算對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜，如圖4.2所示，致使沿齒長方向的壓力分布不均勻。 (a)軸在垂直面內(nèi)的變形 (b)軸在水平面內(nèi)的變形圖4-2變速器軸的變形示意簡圖軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按材料力學(xué)的有關(guān)公式計(jì)算。計(jì)算時(shí)，僅計(jì)算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點(diǎn)近，負(fù)荷又小，通常撓度不大，故可以不必計(jì)算。變速器齒輪在軸上的位置如圖4-3所示時(shí)，若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為，可分別用下式計(jì)算 （4-8） （4-9） （4-10）式中 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N）；為齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N）；彈性模量（MPa），=2.1105 MPa；慣性矩（mm4），對(duì)于實(shí)心軸，；軸的直徑（mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算；、為齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）；支座間的距離（mm）。圖4-3變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角軸的全撓度為 mm （4-11）軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.050.10mm，=0.100.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過0.002rad3。1、第一軸的剛度=17101.33N=6765.36 N變速器工作時(shí)，=0.02mm=0.05mm=0.05mm=0.00003rad（2）二檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=33000N=13054.95N二檔工作時(shí)， =0.037mm =0.094mm =0.10mm =0.00002rad（3）三檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=26300N=3422.3N三檔工作時(shí)， =0.023mm =0.073mm =0.077mm =0.00027rad（4）四檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=19000N=7516.48N四檔工作時(shí)， =0.030mm =0.074mm =0.080mm =0.00009rad（1）五檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力及軸向力，可按下式求出：=14526.32N=5746.68N =6827.37N一檔工作時(shí)， =0.017mm =0.043 mm =0.05mm =0.0002rad（5）倒檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=65866.66N=26057.14N倒檔工作時(shí)， =0.090mm =0.032mm =0.09mm =0.00002rad3、第二軸的剛度（1）一檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力及軸向力，可按下式求出：=71428.57N=28257.46N =33571.43N一檔工作時(shí)， =0.06mm =0.041 mm =0.072mm =0.0015rad（2）二檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=41485.71N=16411.93N二檔工作時(shí)， =0.05mm =0.13mm =0.14mm =0.0001rad（3）三檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=30057.14N=11890.74N三檔工作時(shí)， =0.047mm =0.10mm =0.11mm =0.00048rad（4）四檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=25333.33N=10021.98N四檔工作時(shí)，=0.036mm=0.028mm=0.046mm=0.00043rad（1）五檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力及軸向力，可按下式求出：=19714.29N=7799.06N =9265.72N一檔工作時(shí)， =0.01mm =0.026 mm =0.028mm =0.00036rad（5）倒檔工作時(shí)的剛度計(jì)算用的齒輪嚙合的圓周力，徑向力，可按下式求出：=89818.18N=35532.47N倒檔工作時(shí)，=0.075mm=0.14mm=0.16mm=0.0036rad 4.3.2 軸承的校核 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點(diǎn)的水平垂直面內(nèi)的支反力之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩、。軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為 = （4-12）式中 M合成彎矩，（Nmm）；d軸的直徑（mm），花鍵處取內(nèi)徑；W抗彎截面系數(shù)（mm)。在低檔工作時(shí)，400MPa。除此之外，對(duì)軸上的花鍵，應(yīng)驗(yàn)算齒面的擠壓應(yīng)力。變速器的軸用與齒輪相同的材料制造2。1、第一軸強(qiáng)度校核第一軸一檔工作時(shí)強(qiáng)度校核：=22045.5N，=8716.8N， =9357.7N, ,.求H面內(nèi)支反力、和彎矩輸出軸受力如圖4-4（a）所示，則 += （4-13） = （4-14）由式（4-13）和式（4-14）可得：=-960.8N，=6966.1N，=-192.16Nm。（a）第一軸水平方向受力圖 （b）第一軸垂直方向受力圖 圖4-4第一軸受力圖求V面內(nèi)支反力、和彎矩輸出軸受力如圖4-4（b）所示，則 += （4-15） += （4-16）由式（4-15）和式（4-16）可得：=96.5N，=2384.7N，=93.21Nm =281.9Nm （4-17） =106.4 （4-18）彎矩圖如圖4-5所示： （a）第一軸水平彎矩圖 （b）第一軸垂直彎矩圖 圖4-5第一軸彎矩圖=181.88輸出軸受力如圖4-8（a）所示，則 += （4-23） = （4-24）由式（4-23）和式（4-24）可得：=3904.6N，=7809.3N，=499.79Nm求V面內(nèi)支反力、和彎矩輸出軸受力如圖4-8（b）所示，則 += （4-25） =+ （4-26）由式（4-25）和式（4-26）可得：=2894.4N，=1737.3N，=370.48Nm=648.77Nm=120.5（a）第二軸水平方向受力圖 （b）第二軸垂直方向受力圖圖4-8第予軸受力圖彎矩圖如圖4-8所示。 （a）第二軸水平彎盩固 （b）第二軸垂直彎矩圖圖4-9第二轟彎矩圖4.4本章將結(jié)本章介紹了齒輪的損壞原因及形式，簡要闡述了齒輪料的烥處理方法，重點(diǎn)對(duì)各檔齒輪進(jìn)行了校核，包括對(duì)各擋齒輪帯曲應(yīng)劓、接觸應(yīng)力的謡算。計(jì)算了軸在垂盰面內(nèi)產(chǎn)甞瘄撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角以及軸在合成彎矩作用下的應(yīng)力。第5章 同步器的選擇同步器有常壓式、慣性式和慣性增力式三種。常壓式同步器結(jié)構(gòu)雖然簡單，但有不能保嚙合件在同步狀態(tài)下（即角速度相等）換擋的缺點(diǎn)，現(xiàn)已不用。得到廣泛應(yīng)用的是慣性式同步器。5.1 慣性式同步器慣性式同步器能做到換擋時(shí)，在兩換擋元件之間的角速度達(dá)到完全相等之前不允許換擋，因而能很好地完成同步器的功能和實(shí)現(xiàn)對(duì)同步器的基本要求。按結(jié)構(gòu)分，慣性式同步器有鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多片式和多錐式幾種。雖然它們結(jié)構(gòu)不同，但是它們都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。5.1.1 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)如圖5-1所示，鎖環(huán)示同步器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是同步器的摩擦元件位于鎖環(huán)1或4和齒輪5或8凸肩部分的錐形斜面上。作為鎖止元件是在鎖環(huán)1或4上的齒和做在嚙合套7上的齒的端部，且端部均為斜面稱為鎖止面。彈性元件是位于嚙合套座兩側(cè)的彈簧圈。彈簧圈將置于嚙合套座花鍵上中部呈凸起狀的滑快壓向嚙合套。在不換擋的中間位置，滑快凸起部分嵌入嚙合套中部的內(nèi)環(huán)槽中，使同步器用來換擋的零件保持在中立位置上?；靸啥松烊腈i環(huán)缺口內(nèi)，而缺口的尺寸要比滑快寬一個(gè)接合齒。圖5-1鎖環(huán)式同步器1、4-鎖環(huán)；2-滑塊；3-彈簧圈；5、8-齒輪；6-嚙合套座；7-嚙合套5.1.2鎖環(huán)式同步器的工作原理換檔時(shí)，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動(dòng)滑快和鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。之后，因作用在錐面上的法向力與兩錐面之間存在角速度差，致使在錐面上有摩擦力矩，它使鎖環(huán)相對(duì)嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，并由滑快予以定位。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸，使嚙合套的移動(dòng)受阻，同步器處在鎖止?fàn)顟B(tài)，換檔的第一階段工作至此已完成。換檔哪個(gè)力將鎖環(huán)繼續(xù)壓靠在錐面上，并使摩擦力矩增大，與此同時(shí)在鎖止面處作用有與之方向相反的撥環(huán)力矩。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸接近，在角速度相等的瞬間，同步過程結(jié)束，完成了換檔過程的第二階段工作。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，嚙合套上的接合齒在換檔力的作用下通過鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合，完成換檔。鎖環(huán)式同步器有工作可靠、零件耐用等優(yōu)點(diǎn)，但因結(jié)構(gòu)布置上的限制，轉(zhuǎn)矩容量不大，而且由于鎖止面在鎖環(huán)的接合齒上，會(huì)因齒端磨損而失效，因而主要用于乘用車和總質(zhì)量不大的貨車變速器中。5.1.3鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定接近尺寸，同步器換擋第一階段中間，在滑塊側(cè)面壓在鎖環(huán)缺口側(cè)邊的同時(shí)，且嚙合套相對(duì)滑塊作軸向移動(dòng)前，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒倒角之間的軸向距離，稱為接近尺寸。尺寸應(yīng)大于零，取=0.20.3mm。分度尺寸，滑塊側(cè)面與鎖環(huán)缺口側(cè)邊接觸時(shí)，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒中心線間的距離，稱為分度尺寸。尺寸應(yīng)等于1/4接合齒齒距。尺寸和是保證同步器處于正確嚙合鎖止位置的重要尺寸，應(yīng)予以控制。滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離，滑塊在鎖環(huán)缺口內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離影響分度尺寸?；瑝K寬度、滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離與缺口寬度尺寸之間的關(guān)系如下 （5-1）滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離與接合齒齒距的關(guān)系如下 （5-2）式中 滑塊軸向移動(dòng)后的外半徑（即鎖環(huán)缺口外半徑）；接合齒分度圓半徑?；瑝K端隙，滑塊端隙系指滑塊端面與鎖環(huán)缺口端面之間的間隙，同時(shí)，嚙合套端面與鎖環(huán)端面之間的間隙為，要求。若，則換擋時(shí)，在摩擦錐面尚未接觸時(shí)，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒的鎖止面已位于接觸位置，即接近尺寸0，此刻因鎖環(huán)浮動(dòng)，摩擦面處無摩擦力矩作用，致使嚙合套可以通過同步環(huán)，而使同步器失去鎖止作用。為保證0，應(yīng)使，通常取=0.5mm左右。鎖環(huán)端面與齒輪接合齒端面應(yīng)留有間隙，并可稱之為后備行程。預(yù)留后備行程的原因是鎖環(huán)的摩擦錐面會(huì)因摩擦而磨損，并在下來的換擋時(shí)，鎖環(huán)要向齒輪方向增加少量移動(dòng)。隨著磨損的增加，這種移動(dòng)量也逐漸增多，導(dǎo)致間隙逐漸減少，直至為零；此后，兩摩擦錐面間會(huì)在這種狀態(tài)下出現(xiàn)間隙和失去摩擦力矩。而此刻，若鎖環(huán)上的摩擦錐面還未達(dá)到許用磨損的范圍，同步器也會(huì)因失去摩擦力矩而不能實(shí)現(xiàn)鎖環(huán)等零件與齒輪同步后換擋，故屬于因設(shè)計(jì)不當(dāng)而影響同步器壽命。一般應(yīng)去=1.22.0mm。在空擋位置，鎖環(huán)錐面的軸向間隙應(yīng)保持在0.20.5mm。5.2主要參數(shù)的確定5.2.1摩擦因數(shù)f 汽車在行駛過程中換檔，特別是在高檔區(qū)換檔次數(shù)較多，意味著同步器工作頻繁。同步器是在同步環(huán)與連接齒輪之間存在角速度差的條件下工作，要求同步環(huán)有足夠的使用壽命，應(yīng)當(dāng)選用耐磨性能良好的材料。為了獲得較大的摩擦力矩，又要求用摩擦因數(shù)大而且性能穩(wěn)定的材料制作同步環(huán)。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因數(shù)減小，這就為設(shè)計(jì)工作帶來困難。摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)外，還與工作面的表面粗糙度、潤滑油種類和溫度等因數(shù)有關(guān)。作為與同步環(huán)錐面接觸的齒輪上的錐面部分與齒輪做成一體，用低碳合金鋼制成。對(duì)錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證在使用過程中摩擦因數(shù)變化小。若錐面的表面粗糙度值大，則在使用初期容易損害同步環(huán)錐面。同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強(qiáng)度和硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等。早期用青銅合金制造的同步環(huán)，因使用壽命短已遭淘汰。由黃銅合金與鋼材構(gòu)成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù)f取為0.1。摩擦因數(shù)對(duì)換擋齒輪和軸的角速度能迅速達(dá)到相同有重要作用。摩擦因數(shù)大，則換擋省力或縮短同步時(shí)間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán)錐面處制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽，用來保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數(shù)。5.2.2同步環(huán)主要尺寸的確定1、同步環(huán)錐面上的螺紋槽如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計(jì)得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過窄會(huì)影響接觸面壓強(qiáng)，使磨損加快。實(shí)驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對(duì)的影響很大，隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來的油存在于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會(huì)使接觸面減少，增加磨損速度。通常軸向泄油槽為612個(gè)，槽寬34mm。2、錐面半錐角摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。但過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是。一般取=68。=6時(shí)，摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時(shí)，則有粘著和咬住的傾向；在=7時(shí)就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。3、摩擦錐面平均半徑設(shè)計(jì)得越大，則摩擦力矩越大。往往受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件的尺寸和布置的限制，以及取大以后還會(huì)影響同步器徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。原則上是在可能的條件下，盡可能將取大些。4、錐面工作長度b縮短錐面長度，可使變速器的軸向長度縮短，但同時(shí)也減小了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下式計(jì)算確定 （4-3）式中 摩擦面的許用壓力，對(duì)黃銅與鋼的摩擦副，=1.01.5MPa；Mm摩擦力矩；摩擦因數(shù)；摩擦錐面的平均半徑。上式中面積是假定在沒有螺紋槽的條件下進(jìn)行計(jì)算的。 5、同步環(huán)徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度受結(jié)構(gòu)布置上的限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不易取得很厚，但必須保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。乘用車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，這能提高材料的屈服強(qiáng)度和疲勞壽命。鍛造時(shí)選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強(qiáng)度、高耐磨性的鋼與鉬配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鉬（厚約0.30.5），使其摩擦因數(shù)在鋼與銅合金的摩擦副范圍內(nèi)，而耐磨性和強(qiáng)度有顯著提高。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體的錐孔表面噴上厚0.070.12mm的鉬制成。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的23倍。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。5.2.3鎖止角鎖止角選取得正確，可以保證只有在換擋的兩個(gè)部分之間角速度差達(dá)到零值才能進(jìn)行換擋。影響鎖止角選取的因素，主要有摩擦因數(shù)、摩擦錐面平均半徑、鎖止面平均半徑和錐面半錐角。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在2642。 5.2.4同步時(shí)間同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)同步時(shí)間有影響。軸向力大、則同步時(shí)間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關(guān)，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下述范圍選取：對(duì)乘用車變速器，高檔取0.150.30s，低檔取0.500.80s；對(duì)貨車變速器，高檔取0.300.80s，低檔取1.000.50s。5.2.5轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算換擋過程中依據(jù)同步器改變轉(zhuǎn)速的零件，統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動(dòng)盤、中間軸及其上的齒輪、與中間軸上齒輪向嚙合的第二軸上的常嚙合齒輪。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算是：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后按不同擋位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。對(duì)已有的零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值通常用扭擺法測出；若零件未制成，可將這些零件分解為標(biāo)準(zhǔn)的幾何體，并按數(shù)學(xué)公式合成求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值3。5.3本章小結(jié)本章介紹了同步器的幾種類型，結(jié)合圖示重點(diǎn)說明了慣性式同步器中的鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)及工作原理和其主要尺寸的要求。最后闡述了同步器主要參數(shù)的設(shè)計(jì)要求，包括摩擦因數(shù)的確定，同步環(huán)主要尺寸如同步環(huán)錐面上的螺紋槽、錐面半錐角、平均半徑、工作長度，同步環(huán)徑向厚度的確定，鎖止角、同步時(shí)間的確定以及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算。第6章 變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇和箱體設(shè)計(jì)原則6.1變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用操縱機(jī)構(gòu)完成選檔和實(shí)現(xiàn)換檔或退到空檔。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換檔時(shí)只能掛入一個(gè)檔位，換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動(dòng)脫檔或自動(dòng)掛檔，防止誤掛倒檔，換檔輕便。用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋裝置等主要零件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或推到空擋工作，稱為手動(dòng)換擋變速器。變速器操縱機(jī)構(gòu)可分為直接操縱手動(dòng)換檔變速器，遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換檔變速器和電控自動(dòng)換檔變速器。當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時(shí)，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動(dòng)換檔變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最為簡單，以得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用直接操縱手動(dòng)換擋變速器。6.2變速器箱體設(shè)計(jì)原則變速器殼體的尺寸要盡可能小，同時(shí)質(zhì)量也要小，并具有足夠的剛度，用來保證軸和軸承工作時(shí)不會(huì)歪斜。變速器橫向斷面尺寸應(yīng)保證能布置下齒輪，而且設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意到殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪齒頂之間留有58mm的間隙，否則由于增加了潤滑油的液壓阻力，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲和使變速器過熱。齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g要留有不小于15mm的間隙。為了加強(qiáng)變速器殼體的剛度，在殼體上應(yīng)設(shè)計(jì)有加強(qiáng)肋。加強(qiáng)肋的方向與軸支承處的作用力方向有關(guān)。變速器殼壁不應(yīng)該有不利于吸收齒輪振動(dòng)和噪聲的
收藏