【正文】 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對其它零 件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和選型設(shè)計(jì)。 Transmission: Twin countershaft transmission. 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 符 號(hào) 表 maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī) 最大 轉(zhuǎn)矩 Nm? gT 齒輪 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Nm? oi 減速器傳動(dòng)比 ? 變速器齒輪間 傳動(dòng)效率 1gi 變速器一擋傳動(dòng)比 2gi 變速器二擋傳動(dòng)比 3gi 變速器三擋傳動(dòng)比 4gi 變速器四擋傳動(dòng)比 5gi 變速器五 檔傳動(dòng)比 6gi 變速器六擋傳動(dòng)比 7gi 變速器七擋傳動(dòng)比 8gi 變速器八擋傳動(dòng)比 9gi 變速器九擋傳動(dòng)比 10gi 變速器十擋傳動(dòng)比 11gi 變速器十一擋傳動(dòng)比 12gi 變速器十二擋傳動(dòng)比 139。z 副箱常嚙合從動(dòng)輪 339。它是用來改變發(fā)功 機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目 的是在各種行駛 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。變速器設(shè)有 空擋 ，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。為解決這一矛盾，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器 。按所用輪系形式不同，有級式變速器又 可 分為有軸線固定式變速器和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器兩種。 電力式變速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢，其邊素傳動(dòng)部件為 直 流串 勵(lì)電動(dòng)機(jī)。 雙中間軸變速器的原理 采 用雙中 軸結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 的變速 器 ， 每根中 間軸和 中間 軸兩端的軸承以 及中間軸上 的齒輪只承受二分之一的傳動(dòng)力，輸入軸及主軸 上每個(gè) 齒輪的輪齒受力也只有傳動(dòng)力的二分之一。這兩個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)決定了雙中間軸變速器重量輕 ，軸 向尺寸短，有利于減輕整車重量 ，提高承載能力，便于整 車布置。 （ 5）由于 采用了對稱 布置的雙中間軸，中間軸上每 個(gè) 齒 輪施加給輸入 軸齒輪和二 軸齒輪的徑向力人小相等而 且方向向 反，正好相互抵消， 因 此，從結(jié)構(gòu)上保證了雙中 間 軸變速器在設(shè)計(jì)時(shí)能夠減小中心距，從而使變速器的軸向尺 寸 變短、重量降低 。 可匹配多種離 合器殼體及離 合器分離裝置 ，能夠適應(yīng)整車選裝普 通推式離合器、免調(diào)節(jié)推式離合器、拉 式離合器、單片離合 器、雙片離合器 。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，今年前 4個(gè)月 ，重卡市場累計(jì)生產(chǎn)整 車 175559 輛 ，同 比增長 %； 銷售整車 159303 輛，同比增長 %； 產(chǎn)銷量再創(chuàng)歷史新高。雙中間軸變速器則廣泛應(yīng)用十美國、 加拿 大、 澳人利亞這 些 使用超大功率、超長距離運(yùn)輸 車 輛的國家。 目前在國際上，重卡配裝的手 動(dòng)重型變速器主要有兩種結(jié)構(gòu)，以德國采 埃孚技術(shù)為代表的單 中間抽結(jié)構(gòu)和以美國伊頓技術(shù)為代表的雙中 間軸 結(jié)構(gòu)?？傊?工業(yè)的發(fā)展水平直 接代表著 一個(gè)國 家基礎(chǔ) 工 業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的實(shí)力。 變速器是汽 車 最重要的系統(tǒng)之一，如果把 作為 動(dòng)力源的發(fā)動(dòng) 機(jī) 比作汽車的心臟，那么作為傳遞動(dòng)力的變速器 可謂 汽車的動(dòng)脈 。所以，機(jī)械變速器一直是汽車上用得最 普 遍的變速器。例如在 高速公路上 車速應(yīng)能達(dá)到 100km/h。 （ 3）實(shí)現(xiàn)空擋 當(dāng)離合器接合時(shí)，變速箱 可 以不輸出動(dòng)力。 課題設(shè)計(jì)內(nèi)容和方案 變速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 對變速器 基本 要 求： （ 1） 保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 （ 5）換擋迅速，省力，方 便。 除此以外，變速器還應(yīng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小， 制造 成本低，維修 方便 等 求。進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)包括 ： 材料選擇、參數(shù)計(jì)算、強(qiáng)度計(jì)算及校核 ； 軸的設(shè)計(jì)包括 ： 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并作出軸的計(jì)算 簡圖、強(qiáng)度校核 ；軸承的選用及其他零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。完成這些后，也是從這兩方面入手對所設(shè)計(jì) 的齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校 核，最終得出合適且安全 的齒輪 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 選用軸承時(shí)，首先是選擇軸承的類型。 課題設(shè)計(jì)方案 變速器設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的課題， 因此要充 分利用 現(xiàn) 有參考文獻(xiàn)，資 料 進(jìn)行認(rèn)識(shí)，不斷的分析增進(jìn)對變速器 的了解。 （ 3）變速器主 要參數(shù)的確定。 動(dòng)齒輪副的齒數(shù)。 （ 5）軸的強(qiáng)度 計(jì)算。根據(jù)緒論中對 兩 種變速器優(yōu)缺點(diǎn)的比較，我們知道雙中 間 軸結(jié)構(gòu)變速器擁有絕對的優(yōu)勢，所以我們選擇雙中間軸式變速器。 m 最大扭矩轉(zhuǎn)速： 1400RPM 額定轉(zhuǎn)速： 1900RPM 根據(jù) 汽車型號(hào) 查 得底 盤基本參數(shù) 如下 表 表 底盤基本參數(shù) 后橋描述： 解放 440后橋 后橋允許載荷： 18000KG 后橋速比： 懸掛形式： 彈簧片數(shù)： 3/4 數(shù)的選擇 近年來，為 了降低油耗，變速器的擋 數(shù) 有增加的趨勢。載質(zhì) 量 在 10t內(nèi) 的貨車采用 五擋 變速器，多檔變速器多用 在 總質(zhì) 大 些 的貨車和越野車上 擋數(shù)選擇的要求： 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 1 相鄰擋 位之 間的傳動(dòng)比比值在 以下。 最高擋 通常是 直接擋，傳 動(dòng)比為 1； 有的變速器 最高擋 是超速檔，傳動(dòng)比為 。 本 次 設(shè)計(jì) 參考 的變速器為 一汽 CA12TA（ X） 190M 變 速器。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 39。 通過比較可知 ： 雙中間軸變速器中心距可以比單中間軸結(jié)構(gòu)減小 15%— 20%，這對于改善變速器的經(jīng)濟(jì)性和輕量化有著重要意義。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 齒輪參數(shù)的選擇 選取齒輪模數(shù)時(shí)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(shí)增加齒寬；為使質(zhì)量最小整，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；從工藝加工考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(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 轎車，為了降低噪聲，應(yīng)選用 ， 015 016 等小些的 壓力角。 ? 齒輪的螺旋角對齒輪工作噪 聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。 木設(shè)計(jì)初選螺旋角全部為 022 齒寬對變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)的受沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 力均勻程度 等均有影響。選用較大的齒寬，工 作中會(huì)因 軸的變形一導(dǎo)致齒輪傾斜。 因此，從前因 齒輪加工 精度不 高，并認(rèn)為輪齒上受到的載荷集中齒頂 上，所以曾采用過齒頂高 系數(shù)為 — 的短 齒制齒輪。一般情況下，最高擋 和一軸常嚙合齒 輪副的 c? 可以選為 。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 各擋齒輪齒數(shù)分配 計(jì)算 主箱 一擋齒輪齒數(shù) 根據(jù)總布置圖 主箱 一擋 （1gi與7gi） 傳動(dòng)比為： 32714gzzi zz?? （ ） 求得：32714 24gzzi zz? ? ? 如果3z和4z的齒數(shù)確定了，則1z和2z的傳動(dòng)比可求出，為了求出3z和4z的齒數(shù)，先求出齒數(shù)和hz 2h Amz ? （ ） 求得： 2 2 1 5 6 526h Amz ?? ? ? 中間軸上一擋齒輪齒數(shù)可在 12— 17 之間取，一擋大齒輪齒數(shù)用34hz z z??計(jì)算求得。g zzi zz?? （ ） 1 1 1 2 2 2 *() 2 0 . 52nm zz mAh? ? ? ? ? （ ） 式中： 21 ? ， 139。39。cosh nAz m ?? （ ） 將 339。39。 39。z ?，2 4639。39。gi 239。z 439。 齒輪工作時(shí)，一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒向細(xì)小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點(diǎn)蝕。 此外，汽車變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加 工 方法、精度等級、支撐方式 也基本 一致。 齒形系數(shù)圖 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 直齒輪彎曲應(yīng)力 w? ： 1 fw F K Kbty?? ? （ ） 式中： w? 為彎曲應(yīng)力（ MPa）； 1F 為一擋 齒輪的圓周力 (N), 1F =2 gT /d； 其中 gT 為計(jì)算載荷 (N? mm),由于本變速器為雙中間軸變速器，每個(gè)齒輪接觸面只承受一半的力，理論上可以傳遞兩倍扭矩，考慮到實(shí)際使用情況，由于制造等方面影響，主動(dòng)齒輪 會(huì)出現(xiàn)載荷不均勻現(xiàn)象，不均勻系數(shù)取 ， d為節(jié)圓直徑 ，故 1F = gT /d； K? 為 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ； fK 為 摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，從動(dòng)齒輪取 ； cK 齒寬系數(shù)； B 為 齒寬 （ mm)； t 端面 齒距 (mm)， tm?? ， m為模數(shù)； y 齒形系數(shù)，如圖 。 、七擋齒輪強(qiáng)度計(jì)算 （ 1） 主箱 ： 一、七擋傳動(dòng)路線相同 。副箱為斜齒傳動(dòng)。z ， 5 2 9 7 .8 8g NmT ??，變位系數(shù)取 ，322 2 7 .6c o snz ???，查圖 得 y=： 31 . 2 5 2 9 7 . 8 8 1 . 5 c o s 2 2 1 0 0 0 2 2 7 . 72 2 8 . 5 0 . 1 5 3 2 . 06w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? ? 從動(dòng)齒輪 239。z ： 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 主動(dòng)齒輪 339。 二、八擋齒輪 5z 、 6z 主動(dòng)齒輪 6z ， 2 8 0 4 .7 6g NmT ??，變位系數(shù)取 ，查圖 得 y=： 31 . 2 2 8 0 4 . 7 6 1 . 6 5 1 . 1 1 0 0 0 4 4 4 . 22 1 5 0 . 1 9 36w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? 從動(dòng)齒輪 5z ， 312 8 0 4 . 7 6 4 1 4 0 . 3 621g NmT ? ? ? ?，變位系數(shù)取 ，查圖 y=： 31 . 2 4 1 4 0 . 3 6 1 . 6 5 0 . 9 1 0 0 0 3 7 1 . 13 1 5 0 . 1 8 96w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? 二、八擋 齒輪應(yīng)力計(jì)算均在 400850MPa 要求范圍內(nèi)，所以設(shè)計(jì)合格。z 、 239。 2）低速擋嚙合齒輪 339。z ， 468 6 5 7 . 1 2 1 8 1 0 1 . 2 422g NmT ? ? ? ?，變位系數(shù)取 ，346 5 7 .7c o snz ???，查圖 y=： 31 . 2 1 8 1 0 1 . 2 4 1 . 5 c o s 2 2 1 0 0 0 3 2 3 . 54 6 8 0 . 1 8 7 2 . 06w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? ? 、九擋齒輪強(qiáng)度計(jì)算 （ 1）主箱：三、九擋傳動(dòng)路線相同。副箱為斜齒傳動(dòng)。z ， 3 0 2 9 .1 4g NmT ??，變位系數(shù)取 ，322 2 7 .6c o snz ???，查圖 得 y=： 31 . 2 3 0 2 9 . 1 4 1 . 5 c o s 2 2 1 0 0 0 1 3 0 . 22 2 8 . 5 0 . 1 5 3 2 . 06w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? ? 從動(dòng)齒輪 239。z ： 主動(dòng)齒輪 339。 四、十擋齒輪 9z 、 10z 主動(dòng)齒輪 10z ， 2 8 0 4 .7 6g NmT ??，變位系數(shù)取 ，查圖 得 y=： 31 . 2 2 8 0 4 . 7 6 1 . 6 5 1 . 1 1 0 0 0 3 8 5 . 02 8 5 0 . 1 6 76w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? 從動(dòng)齒輪 9z ， 242 8 0 4 . 7 6 2 4 0 4 . 0 828g NmT ? ? ? ?。z ， 466 3 3 3 . 6 6 1 3 2 4 3 . 122g NmT ? ? ? ?，變位系數(shù)取 ，346 5 7 .7c o snz ???，查圖 y=： 31 . 2 1 3 2 4 3 . 1 1 . 5 c o s 2 2 1 0 0 0 2 3 6 . 6 64 6 8 0 . 1 8 7 2 . 06w M P a? ?? ? ? ???? ? ? ? ? 、十擋齒輪強(qiáng)度計(jì)算 （ 1）主箱：四、十擋傳動(dòng)路線相同。 2）低速擋嚙合齒輪 339。z 、 239。 三、九擋齒輪 7z 、 8z 主動(dòng)齒輪 8z ， 2 8 0 4 .7 6g NmT ??，變位系數(shù)取 ，查圖 得 y=： 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）