【正文】 么 分度圓直徑 ： ； 齒頂圓直徑 ： ； 齒根圓直徑 ： 。 齒頂高系數(shù)： 1，頂隙系數(shù)：。 基圓柱螺旋角 端面壓力角 (法向 )壓力角 （法面）模數(shù) 端面模數(shù) 齒寬 19（ p= s+e） 法面齒距 端面齒距 法面基圓齒距 法向齒頂高系數(shù) 1 法面頂隙系數(shù) 端面變位系數(shù) 齒頂高 齒根高 分度圓直徑 d 基圓直徑 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 法面齒厚 端面齒厚 當量齒數(shù) （ 1）齒輪 1 齒輪 1齒 數(shù) ,變位系數(shù) ，所以其端面變位系數(shù)； 齒頂高； 齒根高；分度圓直徑 ；基圓直徑； 齒頂圓直徑； 齒根圓直徑；法面齒厚；端面齒厚 ；當量齒數(shù) 。 齒輪 3的示意圖： 齒輪 4的示意圖： (4) 齒輪 6 齒輪 5齒 數(shù) , 齒輪 6齒 數(shù) ,變位系數(shù) ，所以其端面變位系數(shù) ； 齒頂高 ； 齒根高 ；分度圓直徑；基圓直徑 ； 齒頂圓直徑 ； 齒根圓直徑 ；法面齒厚；端面齒厚 ；當量齒數(shù) 。 軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、同步器部件及軸承等安裝、固定，并與工藝要求有密切關(guān)系 。第一軸長度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。 第二軸上的全部齒輪均設(shè)計成與其分開的形式，通過滾針軸承連接。第二軸制成 階梯式，便于齒輪安裝，從受力和合理使用材料看，這也是需要的。在設(shè)計時，由齒輪、換檔部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長度。 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 。 所以 在設(shè)計 的 過程中，軸的長度可以初步確定下來。 那么，對于 中間軸： , 本設(shè)計初步選取， 中間軸支承間的距離略小于變速器殼體的軸向尺寸 ， 可近似取 那么，對于 第一軸 ： , 本設(shè)計初步選取。欲求中間軸式變速器第一軸的支點反作用力，必須先求第二軸的支點反力。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學(xué)》有關(guān)公式計算。 軸的全撓度 。 已知， 的分度圓直徑 ； 中 間 軸 的 功 率KWkWT 1 1 5 ???? ； ；所以轉(zhuǎn)矩 。 ,符合剛度要求 。 1 水平面 上 的支反力 及力矩 ： ,則 。 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 ， 效率 約 為 %。 徑向力 N3 2 0 0c o s 2 5t a n 2 07 9 0 0 N c o st a n22 ???? ??? ?tr FF。 軸在垂直面內(nèi)的撓度允許值為 ，齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)該超過 。 第二軸 垂直 面上的支反力 ： NL aFFaFLF tctc 8 8 01 8 0 207 9 0 00 2222 ??????? 那么 第二軸水平面上的力矩 ： mmNmmNaFM cV ????? 8 022 顯然，第二軸 危險截面所受的合成彎矩 ： mNTMMM VH ????? 4 82222 。 第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點近、負荷又小，通常撓度不大，故可以不必 校核 。 本設(shè)計初步選取 中間軸 軸向尺寸 ， 中間軸支承間的距離略小于變速器殼體的軸向尺寸 ， 可近似取 。 鎖環(huán)式同步器的工作原理是：換檔時，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力 ，推嚙合套并帶動定位銷和鎖環(huán)移動，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸靠近，在 角速度相等的瞬間，同步過程結(jié)束，完成換檔過程的第二階段工作。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對摩 擦因數(shù)的影響很大，摩擦因數(shù)隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。 圖 62 同步器螺紋槽形式 錐面半錐角 ? 摩擦錐面半錐角 ? 越小，摩擦力矩越大。本次設(shè)計中采用的錐角均為取 ??7? 。本次設(shè)計中采用的 R為 50～ 60 mm。 轎車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，可提高材料的屈服強度和疲勞壽命。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)的強度。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26176。 同步時間 t 同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好 。為此，同步時間與車型有關(guān)，計算時可在下屬范圍內(nèi)選取：對轎車變速器高檔取 ～ ，低檔取 ～ ；對貨車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ 。 自鎖裝置的作用是定位，防止因汽車振動或有小的軸向力作用而致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長進行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺。倒檔鎖能在駕駛員掛倒檔時給駕駛員明顯手感，以起到提醒作用，防止誤掛倒檔，其結(jié)構(gòu)見總裝配圖。即使達到完全齒寬嚙合，也可能由于汽車震動等原因，齒輪產(chǎn)生軸向移動而減少了齒輪的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合。為此，應(yīng)設(shè)置倒檔鎖。 根據(jù)以上三點，本次設(shè)計變速器的換檔位置如圖 72所示： 圖 72 換檔位置圖 8 乘用車變速器箱體的設(shè)計 變速箱的材料及制法 變速器箱體的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，剛度要求也頗高，因而通常都是鍛造。 表 81 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 名 稱 符 號 減速器型式及結(jié)構(gòu)尺寸 中心距 A A=75mm 箱座壁厚 ? ??A ，本設(shè)計取 mm10?? 箱蓋壁厚 1? ??A ，本設(shè)計取 mm101 ?? 箱體凸緣厚度 21 bbb 、 1?? ???? ? ??b bb箱底 ，箱蓋箱座 箱座加強筋厚度 m ?? ?m 箱蓋加強筋厚度 1m 11 ?? ?m 地腳螺釘直徑 fd 取??? ad f 地腳螺釘數(shù)目 n 4,25 075 ???? nA? 軸承旁連接螺栓直徑 1d ?? fdd 本設(shè)計初步選取為 M12 箱蓋、箱座連接螺栓直徑 2d ?? fdd ， 本設(shè)計初步選取為 M8 軸承該螺釘直徑、數(shù)目 nd、3 ? ?99483 —表， ?? nd 軸承蓋外徑 1D 721?D 軸承外徑??? DdD f 。 根據(jù)減速器的工作環(huán)境，本設(shè)計初步選箱體材料為 HT200，由于鑄造箱體 的剛性好，得到的外形美觀，灰鑄鐵造鑄造的箱體還易于切削，吸收震動和消除噪音的優(yōu)點，可采用鑄造工藝以獲得毛坯。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。 汽車行進中若誤掛倒檔，變速器齒輪間將發(fā)生極大沖擊，導(dǎo)致零件損壞。 所以， 設(shè)計變速器操縱機構(gòu)時，應(yīng)滿足以下要求： 換檔時只允許掛一個檔。變速叉軸的凹臼間距是由掛檔齒輪移動的距離來決定的，其結(jié)構(gòu)型式如圖 71所示。 設(shè)計變速器操縱機構(gòu) 變速器的操縱機構(gòu) 要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖 。軸向力大，同步時間減少。范圍內(nèi)變化。 鎖止角 ? 正確的選取 鎖止角 ? ，可以保證只有在換檔的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體的錐空表面噴上厚 ～ mm 的鉬制成。設(shè)計時可根據(jù)下式計算確定 ： 22 pfRMb m?? ? （ 61） 本設(shè)計 考慮到降低成本 ， 取相同的 錐面工作長度 b，初步選定 mmb 5? 。 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取大以后還會影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。一般 ??? 8~6? 時， 摩擦力矩較大 。圖 62a 中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖 62b 則適用 于重型汽車。 鎖環(huán)同步器工作原理 如下圖所示： 圖 61 鎖環(huán)同步器工作原理 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖 61 b），使嚙合套的移動受阻，同步器在鎖止狀態(tài)，換檔的第一階段結(jié)束。 6 變速器同步器的設(shè)計 同步器的結(jié)構(gòu) 在 本設(shè)計 前面 的部分 已經(jīng)說明，本設(shè)計所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器 。 本設(shè)計初步把 第二軸齒輪 11處的 直徑設(shè)計為 40mm；而對于支撐點，初步選取 a=20mm,則 b=18020=160mm。 第一軸 軸向尺寸 。 顯然， 齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角 mmfff sc 322222 ????? ?。 本設(shè)計初步把 第二軸齒輪 11 處的 直徑設(shè)計為 40mm；而對于支撐點，初步選取 a=20mm,則 b=18020=160mm。那么第二軸一擋的轉(zhuǎn)矩：mNZZTT e ????????? % 21211m a x2 ?? 。 垂直面所受力矩： 3 危險截面所受的合成彎矩 mNTMMM SC ????? 23512322 4 在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 : 已知 本設(shè)計初步把齒輪 處，中間軸的直徑設(shè)計為 40mm，那么： 第二軸的校核 在本設(shè)計中， 由于 第二 軸上 一擋從動齒輪 11Z 的圓周力最大，因此只需要驗算第二 軸上 齒輪 11Z 處的強度和剛度即可。 轉(zhuǎn)矩 。 初步估算 第一軸的最小直徑 。 在本設(shè)計中， 由于中間軸上常嚙合齒輪 的圓周力最大，因此只需要驗算中間軸上常嚙合齒輪 處的強度和剛度即可。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點近、負荷又小，通常撓度不大，故可以不必計算。驗算時將軸看做鉸接支承的梁。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜致使沿齒長方向的壓力分布不均勻。第一軸的長度根據(jù)離合器總成軸向尺寸確定。 本設(shè)計初步選取 。 在已經(jīng)確定了的中間軸式變速器中心距 A后，第二軸和中間軸中部直徑可以初步確定 ： 。 此外 ，第二軸尾端螺紋不應(yīng)淬硬。第二軸安裝同步器花鍵轂的花鍵采用漸開線花鍵。 中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。 前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。 5 變速器軸的強度計算與校核 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 變速器軸的結(jié)構(gòu) 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括定出軸的合理外形和全部結(jié)構(gòu)尺寸。 齒頂高系數(shù)： 1；頂隙系數(shù)： ；跨齒數(shù)： 4。 齒頂高系數(shù)： ，頂隙系數(shù)： ?？琮X數(shù)： 3。 標準中心距。 齒頂圓直徑 ：。 節(jié)圓：節(jié)點所在的半徑稱為節(jié)圓半徑。 對照 表 41，本設(shè)計決定 采用 滲碳齒輪 齒輪滿足設(shè)計要求。 已知，一擋齒寬 。 （ 2） 五 擋 常嚙合齒輪接觸應(yīng)力： 。）； E 為 齒 輪材料的彈性模量（ MPa），； b 為 齒輪接觸的實際寬度 （ mm） ； zb??、 分別為 主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（ mm） : 直齒輪： （ ） （ ） 斜齒輪： ??? 2co s/)s in( zz r? （ ） ??? 2c o s/)s in( bb r? （ ） 其中， zbrr、 分別為主從動齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。 那么， 一檔齒輪 及倒檔齒輪 變形，齒輪變形系數(shù) ；二擋及三 檔齒輪 不變形，四擋齒輪變形，