【正文】 度尺寸 C ， 在結(jié)構(gòu)允許條件下應(yīng)盡可能取大些，至少滿足尺寸要求 2)~( dC ? ， 2d 為花鍵內(nèi)徑。 圖 變速器齒輪尺寸控制圖 齒輪表面粗糙度數(shù)值降 低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 ～Ra m? 范圍內(nèi)選用。要求齒輪制造精度不 8 低于 7 級(jí) [1]。 變速器自動(dòng)脫檔 自動(dòng)脫 檔 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(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫 檔 。為解決這個(gè)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]： 1． 將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開，如圖 所示。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過被接合齒的 1～ 3mm。使用中兩齒接觸部分受到擠壓同時(shí)磨損，并在接合齒端部形成凸肩，可用來阻止接合齒自動(dòng)脫 檔 。 2． 將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄇ邢?～ ），這樣，換 檔 后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫 檔 ，如圖 所示。 3． 將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（一般 傾斜 2～ 3176。），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫 檔 的軸向力，如圖 所示。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計(jì)并加工成臺(tái)階形狀，也具有相同的阻止自動(dòng)脫 檔 的效果。 a） b) c) 圖 防止自動(dòng)脫擋的機(jī)構(gòu)措施 本章小結(jié) 本章主要對(duì) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析并選擇變速器的布置方案、倒檔的布置方案。對(duì)變速器零、部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對(duì)傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)的齒輪進(jìn)行布置，介紹了變速器的自動(dòng)脫檔，為下面的設(shè)計(jì)過程作鋪墊。 9 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇 變速器檔位數(shù)和傳動(dòng)比 變速器檔位數(shù)的確定 對(duì)不同類型的汽車，其檔位數(shù)也不盡相同。增加變速器的 檔數(shù)，能夠改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及平均車速。檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且在使用時(shí)換檔頻率增高并增加了換檔難度。 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢(shì)。目前，乘用車一般用 4～ 5個(gè)檔位的變速器。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車變速 器多用 5 個(gè)檔。商用車變速器采用 4～ 5個(gè)檔或多檔。載質(zhì)量 ～ 的貨車多采用五檔變速器，載質(zhì)量在 ～ 的貨車多采用六檔變速器。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上 [3]。 長(zhǎng)安杰勛汽車 的主要技術(shù)參數(shù)見表 。 表 長(zhǎng)安杰勛汽車 的主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 112kw 車輪型號(hào) 195/65 R15 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 192 mN? 最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速 5500~6000r/min 最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速 4000~4500r/min 最高車速 195km/h 10 主減速比的確定 () 式 中 ： au ——汽車行駛速度 （ h/km ）； n ——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 （ min/r ）； r ——車輪滾動(dòng)半徑 （ m）； gi ——變速器傳動(dòng)比 ； 0i ——主減速器傳動(dòng)比。 () 式中： emaxT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（ mN? ）； maxeP ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（ kw ）； pn ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速（ min/r ）； ?——轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù) ? =～ () 式中： Tn ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速 已知：最高車速 maxau = maxav = h/km195 ；最高檔為直接檔，傳動(dòng)比 5gi =1； 車輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格 r =(m)；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速 Tn =4000 ( min/r )；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速 pn =5500 ( min/r )；由公式（ ） 得到主減速器傳動(dòng)比 ： 變速器各檔傳動(dòng)比的確定 在選擇最低 檔 傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)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(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合考慮來確定。 汽車爬坡時(shí)車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的 iirnuga ? m a x0 ?????? ag ui nripenPT m a xe m a x 9550 ??～?Tpnn 11 滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有： () 一般貨車的最大爬坡度約為 30%，即 max? =176。， 則由最大爬坡度要求的變速器1 擋傳動(dòng)比為 ： () 式中： m ——汽車總質(zhì)量 ， 1485?m kg ； g ——重力加速度 ， ?g 2s/m ； f ——滾動(dòng)阻力系數(shù) ， ?f ； r ——驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑 ， ?rr m； maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ， 192max?eT mN? ； 0i ——主減速比 ， ?i ； T? ——汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率 ， ?T? 。 將各數(shù)據(jù)代入式 ()中得： 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件： () 可求得變速器一 檔 傳動(dòng)比為： () ? ? m a xm a xm a x01m a x s i nc os ???? mgfmgr iiT r Tge ???Terg iT rfmgi ? ??0m a xm a xm a x1 )s inc o s( ??) i o ()s i nc o s(0m a xm a xm a x1?????????????Terg iTrfmgi????? 201m a x Gr iiT r Tge ?Terg iT rGi ??0max21 ? 12 式中 ： 2G ——汽車滿載靜止與水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷， 因?yàn)槌擞密嚢l(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的軸荷分配范圍為 47%～ 60%，所以 2G =1485 5 5％ = ?——道路的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 ?? 通過以上計(jì)算可得到 ＜ 1gi ＜ ，國(guó)產(chǎn)汽車中，轎車變速器傳動(dòng)比變化范圍是 3～ 4，中、輕型貨車約為 5～ 6，其他貨車在 7 以上。所以，取 ?gi 。 變速器各檔傳動(dòng)比之間的關(guān)系基本是幾何級(jí)數(shù) ,故相鄰檔位傳動(dòng)比比值就是幾何級(jí)數(shù)的公比；但是 實(shí)際上與理論值略有出入，因齒數(shù)為整 數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的合理匹配。 此 變速器的 最高檔 為直接 檔 ，其傳動(dòng)比為 ，一檔傳動(dòng)比初選為 ， 中間各檔的傳動(dòng)比按理論公式1 1??n gngiiq （其中 n 為檔位數(shù)）求得公比。 因?yàn)? 51 ??? ?n ggiiq，所以： 變速器中心距 的確定 對(duì)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 A ； 對(duì)兩軸式變速器，將變速器輸入軸與輸出軸線之間的距離稱之為變速器中心距 A 。 它是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小有影響，而且對(duì)輪齒的接觸強(qiáng)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(qiáng)度來確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，0m a x21???????????Terg iTrGi544332??????ggggggqiiqiiqii 13 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(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。 此外，受一檔小齒輪齒數(shù)不能過少的限制，要求中心距也要取大些。 還有，變速器中心 距 取得過小，會(huì)使變速器長(zhǎng)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 [3]。 中間軸式變速器的中心距 A （ mm） 的確定 初選中心距 A ， 可根據(jù)下述 經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算 () 式中 ： AK ——中心距系數(shù)，乘用車： ，商用車： maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 ( mN? )； 1gi ——變速器一擋傳動(dòng)比； g? ——變速器的傳動(dòng)效率，取 96%； 將各數(shù)代入式 ()中得 初選中心距 A =78mm。 乘用車變速器的中心距在 60~80mm范圍內(nèi)變化，而商用車變速器的中心距在80~170mm范圍內(nèi)變化。 變速器的外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間（過渡）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。 乘用車四檔變速器殼 體的軸向尺寸為（ ～ ） A 。 商用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四檔 （ ～ ） A 五檔 （ ～ ） A 六檔 （ ～ ） A 此變速器為五檔，故外形尺寸為 （ ～ ） A =～ 234mm。 3 1m a x ggeA iTKA ?? ～KA ? ～KA ?~ 9 ~ 33 1m a x?????　iTKA ggeA ? 14 變速器的齒輪參數(shù)的確定 齒輪齒數(shù) 確定變速器齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮： 1． 盡量符合動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等對(duì)各檔傳動(dòng)比的要求； 2． 最少齒數(shù)不應(yīng)產(chǎn)生根切。通常，變速器中間軸一檔齒輪是齒數(shù)最少的齒輪，此齒輪不應(yīng)產(chǎn)生根切，而且齒根圓直徑應(yīng)大于中間軸直徑； 3． 互相嚙合的齒輪，齒數(shù)間不應(yīng)有公因數(shù)，速度高的齒輪更應(yīng)注意這點(diǎn)； 4． 齒數(shù)多，可降低齒輪傳動(dòng)的躁聲。 齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù)由輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度或最大載荷作用 下的靜強(qiáng)度所決定。選擇模數(shù)時(shí)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。降低噪聲水平對(duì)轎車很重要，而對(duì)載貨汽車則應(yīng)重視減小質(zhì)量。 根據(jù)圓柱齒輪強(qiáng)度的簡(jiǎn)化計(jì)算方法，可列出齒輪模數(shù) m 與彎曲應(yīng)力 w? 之間有如下關(guān)系： 直齒輪模數(shù) () 式中： jT ——計(jì)算載荷， mmN? ； ?K ——應(yīng)力集中系數(shù)，直齒齒輪取 ； fK ——摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，被動(dòng)齒輪取 ； z ——齒輪齒數(shù)； cK ——齒寬系數(shù)，直齒齒輪取 ～ ； y ——齒形系數(shù)； w? ——輪齒彎曲應(yīng)力，當(dāng) maxej TT ? 時(shí)，直齒齒輪的許用應(yīng)力850~400][ ?w? MPa。 3 2wcfj yzK KKTm ?? ?? 15 斜齒輪法向模數(shù) () 式中： jT ——計(jì)算載荷， mmN? ； ?K ——應(yīng)力集中系數(shù)，斜齒齒輪取 ； ? ——斜齒螺旋角； eK ——摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，被動(dòng)齒輪取 ； z ——齒輪齒數(shù)； cK ——齒寬系數(shù)，斜齒齒輪取 ～ ； y ——齒形系數(shù)； w? ——輪齒彎曲應(yīng)力，當(dāng) maxej TT ? 時(shí)，對(duì)乘用車變速器斜齒齒輪的許用應(yīng)力 350~180][ ?w? MPa，商用車變速器斜齒齒輪的許用應(yīng)力250~100][ ?w? MPa。 從輪齒應(yīng)力的合理性及強(qiáng)度考慮 ,每對(duì)齒輪應(yīng)有各自的模數(shù) ,但出于工藝考慮，模數(shù)應(yīng) 盡量統(tǒng)一 ,多采 用折衷方案 [3]。 表 給出了 汽車變速器齒輪模數(shù)范圍。 表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)（ mm） 車型 乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量 LV/ 貨車的最大總質(zhì)量 tma/ ＞ V≤ ＜ V