【正文】 的共同點(diǎn)。 變速器的型式 有級(jí)變速器與無(wú)級(jí)相比，起結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，具有高的傳動(dòng)效率，因此在各種類型的汽車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)汽車(chē)的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、檔位 數(shù)及各檔傳動(dòng)比，因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車(chē)的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。 兩軸式和三軸式變速器 11 現(xiàn)代汽車(chē)大多數(shù)都采用三軸式變速器。兩軸式變速器只用與發(fā)動(dòng)機(jī)的前置、前輪驅(qū)動(dòng)或者發(fā)動(dòng)機(jī)后置、后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)上。究竟采用哪一種形式，除了汽車(chē)的總布置的要求外，主要考慮以下三個(gè)方面： 1 變速器的徑向尺寸 兩軸式變速器，它的前進(jìn)檔均由一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，當(dāng)需要大的傳動(dòng)比時(shí)，需將主動(dòng)齒輪做的小些，而將從動(dòng)輪做的很大，因此兩種的中心距和變速器殼的相關(guān)尺寸也必然增大。而三軸式變速器，由兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng) 力，在同樣的傳動(dòng)比的情況下，可將大齒輪的徑向尺寸做的小些，因此中心距及變速器的相關(guān)尺寸均可減小。 2. 變速器的壽命 兩軸式的變速器的低檔齒輪副，大小懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒輪要高的多。因此小齒輪的壽命短。三軸式變速器各前進(jìn)檔，均為常嚙合斜齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，工作循環(huán)次數(shù)和齒輪壽命也比較接近。用直接檔工作時(shí)，因第一軸與第二軸直接連在一起，齒輪只是空轉(zhuǎn)，并不傳遞動(dòng)力，故不影響齒輪壽命。 3 變速器的效率 兩軸式變速器，雖然可以有等于 1的傳動(dòng)比，但仍要經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力 ，因此有功率損失。而三軸式變速器，可將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接檔。這種動(dòng)力傳遞方式，幾乎無(wú)功率損失，且噪聲較小。 齒輪安排 各檔齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置很大的影響。各檔位置安排應(yīng)考慮以下四個(gè)方面的要求： 1 整車(chē)的總布置 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 根據(jù)整車(chē)的總布置，對(duì)變速器輸入軸與輸出軸的相對(duì)位置和變速器的輪廓形狀以及換檔機(jī)構(gòu)提出要求。 2駕駛員的使用習(xí)慣 有人認(rèn)為人們習(xí)慣與按檔的高低順序，由左到右或由右到左排列來(lái)?yè)Q檔，但也有人認(rèn)為應(yīng)該將常用檔放在中間位置，而將不常用的低檔放在兩邊。 值 得注意的是倒檔，雖然它是平常換檔序列之外的一個(gè)特殊檔位，然而卻是 決定序列組合方案的重要環(huán)節(jié)。按習(xí)慣，倒檔最好與序列不結(jié)合。否則，從安全考慮，將倒檔與一檔放在一起教好。 3提高平均傳動(dòng)效率 為提高平均傳動(dòng)效率，在三軸式變速器中采用具有直接檔的傳動(dòng)方案，并盡可能地將使用時(shí)間最多的檔位設(shè)計(jì)成直接檔。 4改善齒輪受載狀況 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，一般安排在離軸較近的地方，以減小軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。變速器齒輪主要是應(yīng)接觸力過(guò)高而造成表面電蝕損壞， 因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處較好。該處因軸的變形而引起的齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。 換檔結(jié)構(gòu)形式 目前汽車(chē)上的機(jī)械式變速器采用的換檔形式有三種： 1滑動(dòng)齒輪換檔 13 采用滑動(dòng)斜齒輪換檔，雖工作平穩(wěn)，承載能力大、噪音小的優(yōu)點(diǎn)。但它的換檔仍然避免不了齒端面承受沖擊，所以現(xiàn)代汽車(chē)的變速器中，前進(jìn)檔采用滑動(dòng)齒輪換檔的已甚為少見(jiàn)。 2 嚙合套換檔 用嚙合套換檔，這種結(jié)構(gòu)既有斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)嚙合套和結(jié)合齒的齒輪所受的沖擊損傷和磨損較小。它的缺點(diǎn)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(chē)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(shí)引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換檔時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，從而改善了汽車(chē)的加速性，經(jīng)濟(jì)性和山區(qū)行駛的安全性。缺點(diǎn)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。 本設(shè)計(jì)中采用同步器換檔方案。 基本參數(shù) 設(shè)計(jì)解放牌 CA10B 載重汽車(chē)變速箱。 參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率為 95KW/2800rpm 最大轉(zhuǎn)矩為 310Nm/1100rpm 3 各檔速比 ig1==,ig3=,ig4=1,ig5=,ig6= 選用五檔機(jī)械式變速器 確定各檔傳動(dòng)比 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 從最大爬坡度考慮： 汽車(chē)在最大坡道上行駛時(shí)，最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)能克服輪胎與路面問(wèn)滾 動(dòng)阻力及上坡阻力。由于汽車(chē)上坡行駛時(shí)，車(chē)速不高，故忽略空氣阻力，這時(shí)： m axm ax itt FFF ?? 式中 maxtF －最大驅(qū)動(dòng)力； tF －滾動(dòng)阻力； maxiF －最大坡道阻力； 又 r iiTF get ???? 01m a xm a x m a xc os?gfmF af ? m a xm a x s in ?gmF ai ? 將式 帶入式 中得 ： ???? gmfgmr iiTaage ????? )s i nco s( m a xm a x01m a x 由 得 ????? 0m ax1 iT rgmi e ag maxeT －發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩； 310 1gi －變速器一檔傳動(dòng)比； 15 0i －主減速比； ?－汽車(chē)傳動(dòng)系總傳動(dòng)效率； am －汽車(chē)總質(zhì)量； 7800 g －重力加速度； ? －道路最大阻力系數(shù)； r －驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑； f －滾動(dòng)阻力系數(shù)； max? －道路最大上坡角。 其中 %)30( a x o?? ~?f 此處取 ?f 為滾動(dòng)阻力系數(shù)。 解得： ig1≤ 綜上所述 取 ig1= ig4=1 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇 傳動(dòng)系檔數(shù)增加可以改善汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。但過(guò)多又影響換檔操作，造成換檔困難考慮到輕型載貨汽車(chē)車(chē)速一般都不高，不同類型的變速器其檔位數(shù)也不盡相同，轎車(chē)變速箱傳動(dòng)比范圍較小約為 34，但是近年來(lái)，提高其動(dòng)力性能尤其是燃料的經(jīng)濟(jì)型，多采用五個(gè)前進(jìn)檔。輕型貨車(chē)變速箱的傳動(dòng)比范圍為 56 其他貨車(chē)為七以上，其中總質(zhì)量在 噸以下多采用四檔變速器，總質(zhì)量在 ，大于 10 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 噸的采用 6個(gè)前進(jìn)檔或更多檔位。參考同類車(chē)型，本設(shè)計(jì)設(shè)置 5個(gè)前進(jìn)檔，1個(gè)倒檔。則又上述已知， 1gi =， 傳動(dòng)系變速器各檔傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)分配，器優(yōu)點(diǎn)在于： 1換檔過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)總在同一速度范圍內(nèi)工作； 2可以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率，提高汽車(chē)的動(dòng)力性 3按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的變速器，還便于和副變速器結(jié)合構(gòu)成 更多檔位的變速器。 傳動(dòng) 系變速器各檔之間的公比 q 為 解的 q= 因?yàn)辇X數(shù)為整數(shù)，故實(shí)際傳動(dòng)比與計(jì)算出的理論值略有出入。 另外，在換檔過(guò)程中，由于空氣和道路阻力，空檔的一瞬間車(chē)速 下降，且車(chē)速高時(shí)速度下降更多。為了使發(fā)動(dòng)機(jī)在各檔時(shí)都在相同的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，靠近于高檔的鄰檔公比應(yīng)比靠近低檔的小。取 ig1= ig2=, ig3=, ig4=1, ig5=, ig6= 此時(shí)鄰檔傳動(dòng)比比值： ig1/ig2= ig2/ig3= ig3/ig4= ig4/ig5= ig5/ig6= 初選中心距 變速器齒輪的中心距對(duì)變速器的整體尺寸、體積及質(zhì)量有直 17 接影響，所選中心距應(yīng)能滿足保證齒輪強(qiáng)度。通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式中 心距 A。 A= AeK 3 maxeT AeK 對(duì)貨車(chē)取 ~ 取 KA=，所以中心距 A=129mm. 由經(jīng)驗(yàn)取 A=133 軸向尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(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。轎車(chē)四檔變速器殼體的軸向尺寸 ~ 貨車(chē)變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)： 四檔 (~)A 五檔 (~)A 六檔 (~)A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。為檢測(cè)方便， A 取整。 本次設(shè) 計(jì)采 用 5+1 手 動(dòng)擋 變速器 ，其 殼體 的軸向 尺寸是3?133mm=399mm 齒輪參數(shù)的選擇 (1)齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù)由齒輪的彎曲疲勞強(qiáng) 度或最大載荷下的靜強(qiáng)度所決定。選擇模數(shù)應(yīng)考慮到當(dāng)增大齒寬而減小模數(shù)時(shí)將降低變速器的噪聲，而為了減小變速器的質(zhì)量，則應(yīng)增大模數(shù)并減小齒寬和中心距。載貨汽車(chē)應(yīng)重視減小其質(zhì)量。 (2)齒形、壓力角及螺旋角 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 選擇 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形，壓力角α =20176。 ,螺旋角β =20176?！?0176。 (3)齒寬 齒寬的選擇既要考慮變速器的質(zhì)量小、軸向尺寸緊湊，又要保證齒輪的強(qiáng)度及工作平穩(wěn)性的要求。通常根據(jù)齒輪模數(shù)來(lái)確定齒寬 b： b=KCm 式中 KC ———— 齒寬系數(shù)，直齒輪取 KC=～ 。斜齒輪取 KC=～ 。 m———— 法面模數(shù) 本設(shè)計(jì)中齒輪 KC 選取 68。 (4)齒頂高系數(shù) 本設(shè)計(jì)中選取齒頂高系數(shù) f0=。 19 圖 21為變速器布置 的總體形式： (5)各檔齒輪齒速的分配 確定一檔齒輪齒數(shù) 已知 I檔齒輪的傳動(dòng)比 ig1， 且 ig1=291 10ZZZZ??，為了確定 Z9和 Z10齒數(shù)，先其齒數(shù)和 Zh。 直齒 Zh=2Am 斜齒 2 cosnAm? 表 1 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 20 一檔采用直齒輪，故 Zh=63 mn=。 Zh取整數(shù) Zh=57。 Zh分配給 Z Z10 為使 Z9/Z10盡量大一些，應(yīng)將 Z10盡量取得小一些，在 ig1一定的條件下， Z2/Z1 的傳動(dòng)比可分配下些。于是第一軸常嚙合齒輪可分配更多齒數(shù)，以便在其