【正文】 ... 23 輪齒的接觸應(yīng)力 ................................................................................................... 24 各檔齒輪的強(qiáng)度校核 ........................................................................................... 25 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 32 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 ............................................................................................................. 33 軸的剛度的計(jì)算 .................................................................................................. 33 軸的強(qiáng)度的計(jì)算 .................................................................................................. 37 軸承壽命計(jì)算 .............................................................................................................. 40 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 43 第 5 章 同步器的選擇 ................................................................................................... 44 鎖銷(xiāo)式同步器 .............................................................................................................. 44 鎖環(huán)式同步器 .............................................................................................................. 45 本章小結(jié) ...................................................................................................................... 46 第 6 章 變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇 ................................................................ 47 直接操縱手動(dòng)換擋變速器 ......................................................................................... 47 變速操縱桿的布置 .............................................................................................. 47 換檔鎖裝置 ........................................................................................................... 47 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 49 結(jié) 論 ................................................................................................... 50 參考文獻(xiàn) ................................................................................................... 51 致 謝 ................................................................................................... 52 附 錄 ................................................................................................... 53 1 第 1 章 緒 論 選題的背景 21 世紀(jì)，汽車(chē)工業(yè)成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展 的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車(chē)企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛。在完成了最基本的傳動(dòng)功能之外，我們對(duì)變速器的要求也是越來(lái)越高，這是變速箱演變過(guò)程的首要催產(chǎn)素。 變速器的結(jié)構(gòu) 除了對(duì) 汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性 有影響同時(shí)對(duì)汽車(chē) 操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響?，F(xiàn)在汽車(chē)變速器的發(fā)展趨勢(shì)是向著可調(diào)自動(dòng)變速箱或無(wú)級(jí)變速器方向發(fā)展。錐盤(pán)類(lèi)包括金屬鋼帶 CVT 及半環(huán)面錐輪無(wú)級(jí)變速器等。 MT的優(yōu)勢(shì)是傳動(dòng)效率高及成本低，但換檔復(fù)雜。這就對(duì)變速器設(shè)計(jì)人員提出較高的要求。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制變速器的各零件的零件圖，并完成變速器的總裝配圖。另外，一些跨國(guó)公司獨(dú)資或合資的變速器企業(yè)開(kāi)始陸續(xù)在中國(guó)設(shè)廠，為滿(mǎn)足持續(xù)高速增長(zhǎng)的中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)需求作出了 非常大的貢獻(xiàn)。 目前，在中國(guó)乘用車(chē)手動(dòng)變速器市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位，隨著中國(guó)乘用車(chē)市 3 場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)變速器的要求無(wú)論從數(shù)量上還是從技術(shù)水平上均不斷提高，但技術(shù)落后嚴(yán)重阻礙著國(guó)產(chǎn)品牌變速器企業(yè)的發(fā)展。在中國(guó)乘用車(chē)用手動(dòng)變速器市場(chǎng)中，國(guó)產(chǎn)品牌占主導(dǎo)地位，進(jìn)口量很小，因而隨著手動(dòng)檔乘用車(chē)銷(xiāo)量的快速增長(zhǎng)，手動(dòng)變速器市場(chǎng) 也將不斷擴(kuò)大 ， 隨著全球能源及原材料價(jià)格的不斷上漲，汽車(chē)銷(xiāo)售價(jià)格的下降，要求汽車(chē)變速器向著體積小質(zhì)量輕、承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊上發(fā)展。 ,可見(jiàn)手動(dòng)變速器依然占據(jù)著半壁江山，這證實(shí)了手動(dòng)變速器在消費(fèi)者心中的分量。 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的變速器是在原有 比亞迪 F3R 的變速器的基礎(chǔ)上，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn) 矩、轉(zhuǎn)速及最高車(chē)速、最大爬坡度等條件下，主要完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 軸的基本尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核 對(duì)于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對(duì)軸的剛度和強(qiáng)度分別進(jìn)行校核。 5 第 2 章 變速器 總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù) 變速器設(shè)計(jì)所需的汽車(chē)基本參數(shù)如表 : 表 設(shè)計(jì)基本參數(shù)表 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) BYD473QB 排量 1500ml 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 75kw 最高車(chē)速 170km/h 總質(zhì)量 1170kg 最大轉(zhuǎn)矩 135 N變速器的結(jié)構(gòu)要求對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。 （ 1） 正確選擇變速器的檔位 數(shù)和傳動(dòng)比，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性 ； （ 2） 設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸 ； （ 3） 設(shè)置倒擋，使汽車(chē)能倒退行駛 ； （ 4） 設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出 ； （ 5） 換擋迅速、省力、方便 ； （ 6） 工作可靠 ； （ 7） 變速器應(yīng)有高的工作效率 ； 6 （ 8） 變速器的工作噪聲低。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點(diǎn)。其特點(diǎn)是：變速器一軸后端與常嚙合齒輪做成一體。 倒擋布置方案 常見(jiàn)的倒檔布置方案如圖 所示。為實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪 傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案。 某些汽車(chē)變速器 有僅在好路或空車(chē)行駛時(shí)才使用的超速擋。 各檔齒輪位置安排 各齒輪副的相對(duì)安裝位置對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。按習(xí)慣，倒檔最好與序列不接合。承受載荷大的低檔齒輪，一般安置在離軸承較近的地方，以較小軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪比較，有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)工藝復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。齒輪尺寸小又與軸分開(kāi)，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b（圖22）影響齒輪強(qiáng)度。 9 變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 ～Ra μm范圍內(nèi)選用。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過(guò)被接合齒的 1～ 3mm。），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力，如圖 23c 所示。汽車(chē)行駛時(shí)各擋齒輪有不同的角速度，因此用軸向滑動(dòng)直齒齒輪的方式換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨有噪聲。因此，盡管這種換擋方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但除一擋，倒擋外 已很少使用。此外，因增 10 設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性矩增大。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。 自動(dòng)脫擋是變速器的主要故障之一。圖 ， b、 c、 d 為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。最后對(duì)齒輪的形式做了介紹和優(yōu)缺點(diǎn)的比較，通過(guò)以上比較合理的選擇齒輪形式。 近年來(lái)為了降低油耗，變速器的擋數(shù)有增加的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)為 5 擋變速器。 由公式（ ）得： teg iTrGGi ? ???0m a xm a xm a x1 )s i nc o s( ?? （ ） 已知： m=4060kg； ?f ； ? ?? ； r=； 210max ?eT N ? 取 ，把數(shù)據(jù)代入（ ）式得： 48 1 3 5 2 2 6 1 7 01 ??? ????gi 所以，一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的選擇范圍是： 1 ?? gi 初選一檔傳動(dòng)比為 4。 qiiiiiiii ???? 54433221 51 ??iiq 4342312?????????qiiqiiqii 初選 中心距 初選中心距可根 據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 3 1m a x geA iTKA ?? （ ） 式中 A——變速器中心距（ mm）； AK ——中心距系數(shù)， AK =~； maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為 135（ N 變速器的外形尺寸 變速器的外形尺寸主要指變速器的軸向尺寸，其軸向尺寸與檔位數(shù)、齒輪型式、換檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式等都有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)初可根據(jù)中心距 A 的尺寸參照下列關(guān)系式初選。減少轎車(chē)齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選??；對(duì)貨車(chē)，減小質(zhì)量比噪聲更重要，故齒輪應(yīng)選大些的模數(shù)。由于工藝上的原應(yīng)，同一變速器的接合齒模數(shù)相同。對(duì)轎車(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪承載力，取大些。選斜齒輪的螺旋角，要注意它對(duì)齒輪工作噪聲齒輪的強(qiáng)度和軸向力的影響。因此，中間軸上的不同檔位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的。一檔和倒檔設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，在這些檔位上工作，中間軸上的軸向力不能抵消 (但因?yàn)檫@些檔位使用得少，所以也是允許的 )，而此時(shí)第二軸則沒(méi)有軸向力作用?！?30176。應(yīng)該注意的是，各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以 使 齒面磨損均勻。 中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸經(jīng)尺寸的限制，即受剛度的限制。? ： )(2c o s 10939。故修正后中心距 A 取 90mm 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副齒數(shù) 及變位系數(shù) 求出傳動(dòng)比910112 zzizz ? （ ） 4614412 ?zz 而常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一檔齒輪的中心距相等，即 A= )( 21 zzmn ? /2 ?cos （ ） 75=（ 2z + 1z ） /2cos24? 求得 常嚙合 齒輪齒數(shù)為