【正文】 A時，可根據(jù)經(jīng)驗公式計算 本科 生畢業(yè)設計（論文） 12 3 1m a x gea iTKA ????? (38） 式中： aK —— 中心 距 系數(shù)： aK =～ ,取 ； 1i —— 變速器一檔傳動比； g? —— 變速器傳動效率：取 %96?g? ； maxeT —— 發(fā)動機的最大輸出轉矩，單 位為（ Nm）； 得 mmA 9 2 .3 3 ????? 取 mmA 93? 變速器的外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間（過渡）齒輪和換擋機構的布置初步確定。 軸的直徑的初步確定 變速器工作時軸除傳遞轉矩外，還承受來自齒輪作用的徑向力，如果是斜齒輪還有軸向力。 第一軸花鍵部分直徑可按下式初選： D=K ? 3 maxeT （ 39） 式中： K —— 經(jīng)驗系數(shù) ， K ＝ ～ ，取 K ＝ ； 本科 生畢業(yè)設計（論文） 13 maxeT —— 發(fā)動機最大轉矩（ N?m） ； 得 D= ，取 D＝ 25mm。 初選模數(shù)時，可參考同類型汽車的齒輪模 數(shù)確定；也可以根據(jù)經(jīng)驗公式確即： 3 1m a x ??? gen iTmm ?）（ （ 310） 式中： nm —— 斜齒輪法向模數(shù)； m —— 直齒輪模數(shù)； maxeT —— 發(fā)動機最大扭矩； 1i —— 變速器一檔傳動比； g? —— 變速器傳動效率，取 %96?g? ； 該設計選用同一模數(shù)進行，故斜齒輪法向模數(shù)取 3?nm 。 16176。等大些的壓力。選取斜齒輪的螺旋角應注意以下問題： 螺旋角大些時會使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)，噪聲降低，實驗還證明，隨螺旋角的增大，齒輪的強度也會相應的提高，不過當螺旋角高于 ?30 時，其抗彎強度會驟然下降，而接觸強度仍上升。 貨車變速器斜齒螺旋角 ? 的選擇范圍： 18176。 考慮盡量減少軸向尺寸和質量，齒寬應小些，但齒輪傳動平穩(wěn)性消弱，此時雖然可以用增加齒輪螺旋角來補償，但這時軸承的軸向力增大，使之壽命降低，齒寬窄還會使齒輪的工作應力增加，選用寬些的齒寬，工作時因軸的變型導致沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻。 各擋齒數(shù)的分配 在初選中心距、齒輪螺旋角之后，可根據(jù)預選確定的變速器擋數(shù)、傳動比和傳動方案來分配齒輪的齒數(shù)。 （ 2）對中心距進行修正 )c o s2/()( 10,9109 ????? zzmA n (313) 得 1 7 )15c o s2/()1743( ??????A 取 mmA 95? 。 （ 6）修正螺旋角 ? 由 )c o s2/()( 2,121 ????? zzmA n (317) 得 ? ? ?????? )2/()(a r c c o s 212,1 Azzm n? 若修正齒輪 10 的螺旋角，變速器掛入一檔時，中間軸上軸向力會偏大，難以中和，影響變速箱正常運轉，故將齒輪 10 采用變位齒輪，具體參數(shù)計算見后。 （ 4）修正 ? ? ? ?????? )2/()(a r c c o s 656,5 Azzm n? (326) （ 5）從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關 系式： 65212 ????????? ??? zzzz z?? （ 327） 其中 2 4 1 n/ta n 6, ??? ； 2 6 1 )/1()/( 65212 ???? zzzzz ； 則得到結果： ??? ， 兩者相差 不大 ，近似認為軸向力平衡 ，合格。初選 2213?z 。 1312 zzmA ??? (334) mmA o s2/)2217(339。A ?c o s2/)(39。 ????? 取 mmA 9239。39。 所以 齒輪能正常嚙合且不發(fā)生運動干涉。關于螺旋角的方向，第一軸齒輪采用左旋，二軸除倒檔齒輪外均左旋。齒輪變 位是提高齒輪壽命的有效方法。對于常用的高檔齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落，應按保證最大接觸強度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。 本科 生畢業(yè)設計（論文） 20 一檔齒輪 10 變位系數(shù)的 選擇： 已知，實際中心距 39。 2121 zzXXin vin v ttttt ?????? ??? tttinv ?。 標準中心距： )c o s2/()( 21 ???? zzmA n 端面壓力角 t? ： ??? co s/tantan nt ? 端面齒合角 39。對于低擋齒輪，由于齒輪的齒根強度較低，加之傳遞的載荷較大，有時會出現(xiàn)小齒輪的彎曲強度，應根據(jù)危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)，此時小齒輪的變位系數(shù)大于零。由于角度變位可獲得良好的齒合性能及傳動質量 ,故較多被采用 . 變速器齒輪是斷續(xù)工作的 ,各檔使用條件不同 ,齒輪經(jīng)常承受循環(huán)負荷 ,有時還承受沖擊負荷。中間軸齒輪全部采用右旋，因此同時嚙合的兩對齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。 齒輪精度選擇 根據(jù)推薦，提高高檔位齒輪的性能， 所有齒輪均采用 8 級斜齒輪。 ???? 。 ? 。 1311 zzmA ??? (335) mmA o s2/)2237(339。? 修正 ? 角 ： ?????? o s2/])1722(3[a r c c o s ?? ）（ （ 2） 第二軸與倒檔軸之間的中心矩 39。 修正倒檔傳動比： )/( 121112 zzzzir ??? 9 7 )1817/(3739 ????ri 為了保證倒檔齒輪的嚙合和不 產(chǎn)生運動干涉， 齒輪 11 和齒輪 12 的齒頂圓之間應保持 ，所以有 （ 1） 中間軸與倒檔軸之間的中心 距 39。 （ 4）修正 ? ? ? ?????? )2/()(a r c c o s 434,3 Azzm n? (331) 本科 生畢業(yè)設計（論文） 18 （ 5）從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關 系式： 43212 ????????? ??? zzzz z?? （ 332） 其中 2 4 1 n/ta n 4, ??? ； 9 3 8 )/1()/( 43212 ???? zzzzz ； 則得到結果： ??? ， 兩者相差 不大 ，近似認為軸向力平衡 ，合格。 （ 4）修正 ? ? ? ?????? )2/()(a r c c o s 878,7 Azzm n? (321) （ 5）從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關 系式： 87212 ????????? ??? zzzz z?? （ 322） 其中 2 4 1 n/ta n 8, ??? ； 6 8 2 )/1()/( 87212 ???? zzzzz ； 則得到結果： ??? 兩者相差 不大 ，近似認為軸向力平衡 ，合格。 （ 4）由中心距公式 )c o s2/()( 2,121 ????? zzmA n (315) 得到 ?????? zz 則計算齒輪 2 齒數(shù)，取圓整得： 181?z ， 397?z 。 由于初選 ??1510,9? ，得 本科 生畢業(yè)設計（論文） 15 ?????hz ， 取 59?hz 。 小齒輪的齒寬在計算上 認為加寬約 5～ 10，所以有 斜齒 齒寬 ）（）（ mmb ~~ ??? 。 初選 ??? 2521 ?? ， ??????? 20876543 ?????? , ?????? 15131211109 ????? 。此外，為消除斜齒輪傳動的軸向力，中間軸上的齒輪一律做成右旋，而第一、二軸上的一律左旋，軸向力由軸承承受。所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為 20176。等小些的壓力角；對貨車，為提高齒輪的承載能力，應選用 176。對于轎車，為提高重合度以降低噪聲，應采用176。選取齒輪模數(shù)時一般遵循的原則是：合理減少模數(shù)，增加齒寬會使噪聲降低；為了減輕變速器的質量，應增加模數(shù)，同時減小齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應選用同一種模數(shù)，而從齒輪強度方面考慮，各檔齒輪應該有不同的模數(shù)。軸的剛度不足會產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，對齒輪的強度和耐磨性產(chǎn)生影響，增加工作噪聲 [8]。 商用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四檔 （ ～ ） A 五檔 （ ～ ） A 六擋 （ ～ ） A 當變速器選用的常嚙合齒輪對數(shù)和同步器多時，應取給出范圍的上限。 則最后得 ?i , ?i , ?i , ?i ， ?i 。 式中： maxeT —— 發(fā)動機最大扭矩， maxeT =157 N直接操縱機構一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成，多集中于變速器上蓋或側蓋內，結構簡單，操縱方便，因此本次設計變速器采用直接操縱機構。為此在操縱機構中設有自鎖裝置。變速器中若采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較寬因而容量大、可承受高負荷等優(yōu)點，但也有需要調整預緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點。 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、滑動軸套等。這種方案比較有效，應用較多。 自動脫檔是變速器的主要故障之一。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。因為合理安排一軸上斜齒輪與中間軸上斜齒輪嚙合和中間軸上斜齒輪與二軸上斜齒輪嚙合，能夠在一定的范圍內抵消斜齒輪工作時的軸向力。其優(yōu)點是：換擋方便，輪齒受到?jīng)_擊小，使用壽命長。 方案 3（如圖 ）所示：此方案中，將中間軸上一檔和倒檔齒輪做成一體，使其齒體、齒寬加大，因而縮短了一些長度。為實現(xiàn)傳動有些利用在前進檔 的傳動路線中，加入一個中間傳動齒輪的方案，也有利用兩個聯(lián)體齒輪的方案。 變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動機的功率利用效率、汽車的燃料經(jīng)濟性及平均車速，從而可提高汽車的運輸效率，降低運輸成本。 在除直接檔以外的其它檔位工作時，中間軸式變速器的傳動效率略有降低。 中間軸式變速器一般采用第一軸后端與常嚙合主動齒輪做成一體的傳動方案，絕大多數(shù)方案的第二軸前端經(jīng)軸支 撐在第一軸的后端的孔內，并且保持兩軸軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接檔。其中，兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動汽車上。轎車多采用兩軸式變速器，貨車多采用三軸式變速器 ， 同步器設計采用鎖環(huán)式同步器。 為滿足以上使用性能要求，本變速器采用有級式變速器。采用斜齒輪傳動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。 工作可靠，操縱輕便。在汽車整體設計時，根據(jù)汽車載重量、發(fā)動機參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動比，來滿足這一要求。 (4)實現(xiàn)空檔，當離合器接合時，變速箱可以不輸出動力。而汽車發(fā)動機的特性是轉速變化范圍較小，而轉矩變化范圍更不能滿足實際路況需要。 在較大范圍內改變汽車行駛速度的大小和汽車驅動輪上扭矩的大小。 變速器的功用 現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內燃機作為動力源，其工作轉矩和轉速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化。 (b)自動操縱式變速器：傳動比的選擇和換擋是自動進行的。其傳動比可以在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內作 本科 生畢業(yè)設計（論文） 3 無 級變化。常見的有電力式和液力式、動液式。按所用的齒輪輪系不同：有軸線固定式、普通齒輪變速器，和軸線旋轉式變速器、行星齒輪變速器。 機械式變速器因具有結構簡單，傳動效率高，制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，在不同形式的汽車上得到廣泛應用。 機械式變速箱主要應用了齒輪傳動的降速原理。 變速器在發(fā)動機和汽車傳動系之間主要起著匹配作用，通過改變變速器的傳動比，可以使汽車在不同的使用條件下得到不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作 [2]。汽車變速器誕生 100 多年來，齒輪變速器一直占據(jù)著統(tǒng)治地位，但隨著汽車技術日新月異的