【正文】 service[M]. Pearson Education lnc. 2022.致 謝時(shí)間過得真快，幾個(gè)月的時(shí)間幾乎在眨眼之間就過去了。在設(shè)計(jì)中采用了 5+1檔手動(dòng)變速器，通過較大的變速器傳動(dòng)比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求；變速器掛檔時(shí)用結(jié)合套，雖然增加了成本，但是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)。圖 54 變速器自鎖與互鎖結(jié)構(gòu)1自鎖鋼球 2自鎖彈簧 3變速器蓋4互鎖鋼球 5互鎖銷 6撥叉軸結(jié)論經(jīng)歷幾個(gè)月的緊張忙碌，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，這次設(shè)計(jì)是對我大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗(yàn)，也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過程。倒檔鎖能在駕駛員掛倒檔時(shí)給駕駛員明顯手感，以起到提醒作用，防止誤掛倒檔，2. 在掛檔的過程中，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前后移動(dòng)的距離不足時(shí)，齒輪將不能在完全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。2）自鎖裝置的作用是定位，防止因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長進(jìn)行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下屬范圍內(nèi)選?。簩I車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ ；對貨車變速器高檔取 ～，低檔取 ～。7. 同步時(shí)間 t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。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在26176。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。段造時(shí)選用錳黃銅等材料。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下式計(jì)算確定 2pfRMbm??設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的 b 取 5mm。R 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 R 取大以后還會(huì)影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。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α=7176。但 α 過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是 tanα≥f。螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來的油存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。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)，接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（圖 52d） ，完成同步換檔。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??，致使在錐面上作用有摩擦力矩，它使鎖環(huán)相對嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，并滑塊予以定位。??2. 軸的剛度校核第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 和在水平面內(nèi)的撓度 可分別按下式計(jì)算：cf sf （4—11）EILbaFfc321? （4—12）Ifs2式中， 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）,這里等于 ；1F tF 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N） ，這里等于 ；2 r E彈性模量（ MPa） ， （MPa ） ；??E I慣性矩（ 4m） ， ，d 為軸的直徑（mm） ；64/L? a、b 為齒輪坐上的作用力距支座 A、B 的距離（mm） 。代入上式可得： =14752NtF=4885Nr=8517Na危險(xiǎn)截面的受力圖為：圖 43 危險(xiǎn)截面受力分析水平面： （160+75 ）= 75 求得 =1559N；AFrFAF水平面內(nèi)所受力矩： ????3106AcM垂直面： （4—8）75102????taAd=垂直面所受力矩： 1456N????m/5.~??? 第二軸的校核計(jì)算1. 軸的強(qiáng)度校核計(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：tFraF （4—5）diTFet??max2 （4—6）??costnaxier? （4—7）diTFea?tan2mx??式中，i至計(jì)算齒輪的傳動(dòng)比，此處為三檔傳動(dòng)比 ； d計(jì)算齒輪的節(jié)圓直徑，為 52mm； α節(jié)點(diǎn)處的壓力角，為 16176。??T?其中，P= 53kw，n=5200r/min，d=28mm；代入上式得： 21?T?Mpa,由查表可知 =55MPa，故 ?T?，符合強(qiáng)度要求。下面對第一軸和第二軸進(jìn)行校核。因此，軸的直徑 d 與軸的長度 L 的關(guān)系可按下式選取：第一軸和中間軸： d/L= ~；第二軸： d/L= 。其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 一檔齒輪 倒檔齒輪圖 42 變速器中間軸 確定軸的尺寸變速器軸的確定和尺寸，主要依據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝要求而定。第一軸長度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動(dòng)盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。） ；d節(jié)圓直徑（mm） ；b齒輪接觸的實(shí)際寬度，20mm；E齒輪材料的彈性模量（MPa） ，查資料可取 ；?、 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的齒廓曲率半徑（mm） ；z?b直齒輪： = ，z?sin?r = ；b斜齒輪： ，????2cosiz；?2inbr式中， 、 為主、從動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑（mm） 。m ） ；y 為齒形系數(shù)，1F1FdTg2d 為節(jié)圓直徑（mm） ；b 為齒寬（mm） ；t 為法面齒距， ；nmt???則二檔齒輪圓周力： dgtt287?計(jì)算得： 8527N ?8tF齒輪 8 的當(dāng)量齒數(shù) =，可查圖（32）得： 。1. 齒輪彎曲強(qiáng)度校核1） 直齒輪彎曲應(yīng)力： （2—14）btyKFfw?10?式中， 彎曲應(yīng)力（ MPa） ；w?一檔齒輪 10 的圓周力（ N） ， ； 計(jì)算載荷10tF dTFg210g（N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。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐檔增大。2）對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。根據(jù)式（ 25）反推出A=2. 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù)由式（24 ）求出常嚙合齒輪的傳動(dòng)比 （2—6）91012Zi?? = ①12而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等則 A= （2—7）?2cos)(1Zmn?由此可得： （2—8）nAZ21?根據(jù)已知數(shù)據(jù)可得： = ② 21?取 46 ①與②聯(lián)立可求得 =20 ， =26。下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來說明分配各檔齒數(shù)的方法。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。應(yīng)當(dāng)注意的是，斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力 。在選取斜齒輪的螺旋角時(shí)，應(yīng)注意下面問題：增大 β 時(shí)，齒輪的嚙合系數(shù)增大，是傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低，而且隨著 β 角的增加，齒輪的強(qiáng)度也隨之增大。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。 齒輪材料、壓力角 α、螺旋角 β 和齒寬 b1. 初選齒輪材料由于變速器齒輪的轉(zhuǎn)速高，功率大，結(jié)構(gòu)緊湊，故大都采用滲碳合金結(jié)構(gòu)鋼。建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn （2—2）?其中 =121N初選中心距可以由發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩按照下式直接求出：A= （2—1）31maxgeAiTK??式中 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 直接求 A 時(shí)的中心距系數(shù)，對轎車取 axeT，對貨車取 其中 =121N變速器第一軸、第二軸的后部軸承按直徑系列選用深溝球軸承或圓柱滾子軸承。滾針軸承有滾動(dòng)摩擦小，傳動(dòng)率高，徑向配合間隙小，定位及運(yùn)轉(zhuǎn)精度高，有利于齒輪嚙合等優(yōu)點(diǎn)。作用在輸入軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)輸入后部球軸承傳遞給變速器殼體，此處采用角接觸球軸承。 軸承形式變速器要求增加傳遞的功率和質(zhì)量的比值肖，而且要求軸承的可靠性好，容量大，壽命長，故軸承的選用比較重要。但是他仍然被廣泛使用。3 同步器換擋現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器大都采用同步器換檔。換擋時(shí)由于沖擊存在，所以端部磨損快，壽命低，噪音大。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)。但是該瞬間駕駛員的注意力被分散，會(huì)影響行駛安全性。直齒圓柱齒輪多用于滑動(dòng)式，故使用在一檔和倒檔的較多。綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用圖 23f 所示方案的倒檔換檔方式。圖 23e 所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長。但換擋時(shí)有兩對齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。 倒檔傳遞方案常見的倒檔結(jié)構(gòu)方案有以下幾種：圖 23a 為常見的倒擋布置方案。因?yàn)橹苯赢?dāng)?shù)睦寐矢哂谄渌麢n位，因此提高了變速器的使用壽命：在其他檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過第一軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞，因此，在變速器的中間軸和第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍有較大的傳動(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）可以采用或者不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔外的其他檔位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或者嚙合套換擋。 圖 21 兩軸式變速器；；2. 三軸式變速器三軸式變速器如圖 22 所示，從結(jié)構(gòu)外形看，三軸式變速器（中間軸式變速器）具有三根軸。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。 兩軸式變速器與三軸式變速器1. 兩軸式變速器的特點(diǎn)如下兩軸式變速器如圖 21 所示。 設(shè)計(jì)任務(wù)及主要數(shù)據(jù)題目名稱：轎車變速器的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩：121Nm/3500rpm發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率：53Kw/5200rpm最高車速：169Km/h主減速比：格擋傳動(dòng)比：i1= i2= i3= i4= i5=iR=第 2 章 變速器的選擇及主要零件設(shè)計(jì) 變速器的選擇目前，汽車上采用的變速器