【正文】 體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速器 . 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。使用直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，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的利用率高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽 命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔以外的其他檔位的換 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 15 檔機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換檔，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合套換檔，還有各檔同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。另外，低檔傳動(dòng)比取值的上限（ igⅠ =~）也受到較大限制 ,但這一缺點(diǎn)可通過減小各檔傳動(dòng) EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 14 比同時(shí)增大主減速比 來取消。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡單。其缺點(diǎn)是：處直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所下降。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。以下是三軸式和兩軸式變速器的傳動(dòng)方案。 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式選擇與結(jié)構(gòu)分析 變速器的種類很多，按其傳動(dòng)比的改變方式可以分為有級(jí)、無級(jí)和綜合式的。 6． 噪聲小。選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。汽車在行駛過程中，變速器內(nèi)不應(yīng) 有自動(dòng)跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。 1． 應(yīng)保證汽車具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 d2d11112 圖 倒檔布置方案 綜上所述，本次設(shè)計(jì)主題 —— EQ140 汽車變速器輸出軸總成設(shè)計(jì)，為三軸式有級(jí)變速器，五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，齒輪型式采用 漸開線直齒圓柱齒輪，且變速器加裝動(dòng)力輸出裝置，其總體布置方案如圖 所示： EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 10 d2d111213142c2c1413222 12 圖 EQ140 汽車變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)總體布置 圖中 符號(hào) 為 ： c1— 第一軸常嚙合齒輪 c2— 中間軸常嚙合齒輪 41— 第二軸四檔齒輪 42— 中間軸四檔齒輪 32— 第二軸三檔齒輪 31— 中間軸三檔齒輪 22— 第二軸二檔齒輪 21— 中間軸二檔齒輪 12— 第二軸一、倒檔齒輪 11— 中間軸一、倒檔齒輪 d d2— 倒檔雙聯(lián)齒輪 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 11 變速器的功用及設(shè)計(jì)要求 變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝置，又稱變速箱。第一軸上的齒輪外徑，應(yīng)該比殼體前壁軸承孔的尺寸小，因?yàn)樗?jīng)過該孔拆裝。因此，根據(jù)任務(wù)書要求本課題設(shè)計(jì)采 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 8 用五檔變速器。但檔數(shù)多的缺點(diǎn)是使變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操縱不便，質(zhì)量增大。檔數(shù)多，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在最大功率附近的轉(zhuǎn)速工作，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍小，發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率高。此外，二軸式變速器雖然可以得到等于 1 的傳動(dòng)比，但仍要有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，因而有功率損失。 有級(jí)式變速器與無級(jí)式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉，具有較高的傳動(dòng)效率，因此在各種類型的汽車上均得到了廣泛的應(yīng)用。在分類上常見的有兩種方式：按操縱方式來分，可分為強(qiáng)制操縱式變速器、自動(dòng)操縱式變速器和半自動(dòng)操縱式變速 器；按傳動(dòng)比變化方式來分，可分為有級(jí)式變速器、無級(jí)式變速器和綜合式變速器。無極變速裝備有自動(dòng)控制裝置 , 行車中可根據(jù)車速自動(dòng)調(diào)整檔位 ,無需人工操作 ,省去了許多換檔及踏踩離合的工作。 現(xiàn)代無級(jí)變速器傳動(dòng)效率提高 , 油門反應(yīng)快、油耗低 ,隨著汽車技術(shù)的進(jìn)步 ,已經(jīng)越來越不滿足于液力自動(dòng)變速器 , 希望徹底改進(jìn)無級(jí)變速器 , 從實(shí)現(xiàn)汽車從有級(jí)變速階段向無級(jí)變速階段的飛躍。 ECT變扭器中的自動(dòng)變速器油（ ATF）在告訴運(yùn)動(dòng)中，由于油液分子間的內(nèi)摩擦和油液分子與各工作輪葉片表面間的摩擦所消耗的部分能量及汞輪、渦輪窄隙處油液剪切等原因會(huì)產(chǎn)生油液溫度升高造成功率損失，存在傳動(dòng)效率低油耗較大的不足，另外還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及維修難度大等較明顯缺點(diǎn)。但目前有為數(shù)不少的駕駛員對(duì)此車的性能結(jié)構(gòu)特點(diǎn)了解甚少，在使用中不夠注意，使車有早期損壞的現(xiàn)象。在我過四個(gè)現(xiàn)代化建設(shè)中，東風(fēng)牌 EQ140 型載貨汽車正在源源不斷地供應(yīng)全國。從現(xiàn)代汽車變速器的市場(chǎng)狀況和發(fā)展來看，全世界的各大廠商都對(duì)提高 AT 的性能及研制無極變速器（ CVT）的表現(xiàn)積極，汽車業(yè)界非常重視 CVT 在汽車上的實(shí)用化進(jìn)程。 首先，在對(duì)東風(fēng) EQ140 汽車變速器輸出軸進(jìn)行大量的資料檢索和調(diào)研之后確定了輸出軸和齒輪總體布置方案。 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 1 摘 要 近幾年來，我國機(jī)動(dòng)車的數(shù)量已經(jīng)越來越多，而車子的質(zhì)量也越來越高，對(duì)于汽車變速器的發(fā)明研究也日益受到重視，已慢慢成為汽車領(lǐng)域的一個(gè)重要部分。變速器為三軸式有級(jí)變速器，五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，齒輪型式采用漸開線直齒圓柱 齒輪。然而，因無級(jí)變速器技術(shù)難度很大，發(fā)展相對(duì)較慢，從而成為世界范圍內(nèi)尚未解決的難題之一。成為汽車運(yùn)輸行業(yè)的一支生力軍。 從現(xiàn)代汽車變速器的市場(chǎng)狀況和發(fā)展來看，全世界的各大廠商都對(duì)提高 AT的性能及研制無極變速器（ CVT）的表現(xiàn)積極，汽車業(yè)界非常重視 CVT在汽車上的實(shí)用化進(jìn)程。歐洲格特拉克變速箱公司開發(fā)的電控機(jī)械變速器（ AMT）則克服了AT效率低等缺點(diǎn)，與 AT相比，具有更大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。福特、奧迪等企業(yè)紛 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 6 紛推出了能夠匹配大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的無級(jí)變速器。其不足之處在于價(jià)格昂貴、維修費(fèi)用很高 ,而且使用起來比手動(dòng)檔車費(fèi)油 , 因?yàn)樽詣?dòng)變速器的動(dòng)力傳遞是通過液壓來完成的 , 在工作中會(huì)造成動(dòng)力損失。 1） 有級(jí)式變速器，具有若干組齒輪搭配，提供具有固定比值的傳動(dòng)比。 2） 有級(jí)式變速器根據(jù)軸的不同類型，又可分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類。 三軸式變速器與二軸式變速器相比，克服了上述缺點(diǎn)，三軸式變速器將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接檔，因而得到較高的傳動(dòng)效率，磨損及噪聲也較小，且在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得較大的一檔傳動(dòng)比。同時(shí)，檔數(shù)多也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性。 不同類型汽車的變速器檔數(shù)也不相同。 4） 前進(jìn)檔檔位的布置方案 圖 為本課題設(shè)計(jì)的專用汽車變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)前進(jìn)檔檔位的布置方案圖，第一軸作為輸入軸，其前端借離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸相連，第二軸作為輸出軸，其后端通過凸緣與萬向傳動(dòng)裝置相連。 12223241c1c2 42312111 圖 前進(jìn)檔布置方案 如圖 所示，齒輪 c1 與第一軸制成一體，與齒輪 c2 構(gòu)成常嚙合傳動(dòng)齒輪副。它作為汽車動(dòng)力系統(tǒng)重要的組成部分，主要用于轉(zhuǎn)變從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳出的轉(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 駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同需求。在汽車整體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)汽車載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比，來滿足這一要求。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換檔或自動(dòng)、半自動(dòng)換檔來實(shí)現(xiàn)。 5． 傳動(dòng)效率高。采用斜齒輪傳動(dòng)及選擇合理的變位系數(shù)，提高制造精度和安裝剛性可減小齒輪 的噪聲。有級(jí)變速器 [4]按根據(jù)前進(jìn)檔檔數(shù)的不同，可以分為三、四、五檔和多檔變速器；而按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線式和綜合式的。 三軸式變速器如圖 所示，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 13 圖 轎車三軸式四檔變速器 ； ； 兩軸式變速器如 圖 所示。如圖所示，兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī) 縱置時(shí)，主減速器可用螺旋錐齒輪或雙面齒輪；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則可用圓柱齒輪，從而簡化了制造工藝，降低了成本。 圖 兩軸式變速器 ； ； 由于本設(shè)計(jì)的汽車是發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)，因此采用三軸式變速器。再除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，三軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。同一變速器中，有的檔位用同 步器換檔，有的檔位用嚙合套換檔，那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 16 圖 三軸式五檔變速器傳動(dòng) 方案 倒檔的布置方案 常見的倒檔結(jié)構(gòu)方案有以下幾種： 圖 為常見的倒擋布置方案。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。 圖 所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 17 加長 。 綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用圖 所示方案的倒檔換檔方式。 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 18 有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。但是，在本設(shè)計(jì)中由于倒檔采用的是常嚙合方案，因此倒檔也采用斜齒輪傳動(dòng)方案，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。 軸承型式 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動(dòng)軸套等。 傳動(dòng)方案的最終設(shè)計(jì) 通過對(duì)變速器型式、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案及主要零件結(jié)構(gòu)方案的分析與選擇，并根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，最終確定的傳動(dòng)方案如圖 所示。對(duì)以上要求應(yīng)作全面而深入的分析，滿足主要的要求，兼顧其他。按照齒線不同，圓柱齒輪又可分為直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪等，圓錐齒輪又可分為直齒錐齒輪和圓弧錐齒輪等。 表 模數(shù)選取 車型 乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量 V/L 貨車的最大總質(zhì)量 m/t V= V= m= m 模數(shù) m/mm ~ ~ ~ ~ 嚙合套和同 步器的接合齒多數(shù)采用漸開線齒形。 齒輪模數(shù)： mmm ~4? 壓力角： ?20?? 螺旋角： b= ?20 齒輪齒頂高系數(shù)： mmha 1* ? 頂隙系數(shù)： mmc * ? 齒輪齒數(shù)和： 55??z EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 23 理論主中心距： mmmza 1 1 0425520 ???? ? 實(shí)際主中心距： mma 121? 嚙合角： ? o s121110a r c c o sc o sa r c c o s 39。 1F 為圓周力（ N）， 1 F =2dTg ； gT 為計(jì)算載荷（ mmN? ） 。 （ 2）斜齒輪彎曲應(yīng)力 w? gw btyKKF ?? 1? 式中， 1F 為圓周力（ N）， 1 F =2 gT /d； gT 為計(jì)算載荷（ N = b=28 y= gK =2 gcgw KyKKT3nzm 2?? ?? ?cos =194MPa 依據(jù)計(jì)算二檔齒輪的方法可以得出其他檔位齒輪的彎曲應(yīng)力，其計(jì)算 EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 27 j?110 .4 1 8jzbFEb? ??????????j?1 2/gF T d?結(jié)果如下： 三檔 ： w? =202MPa 四檔： w? =180MPa 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時(shí)，對(duì)常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在 180~350MPa 范圍內(nèi)，因此，上述計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求。而 m（ ）為齒輪模數(shù)， 得出 = = mm EQ140汽車 變速器輸出軸總成設(shè)計(jì) 28 sinsinzzbbrr????? ?? ? 22sin / c ossin c oszzbbrr? ? ?? ? ???zb??、 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（ mm）； 直齒輪： 斜齒輪： 其中， zbrr、 分別為主從