【正文】 d=34mm，大徑 D=38mm，花鍵齒 數(shù) z=6，齒寬 B=6mm。所以軸的強度滿足要求。 mm； T軸所受的扭矩， N mm； MH軸的水平方向彎矩， N m) d節(jié)員直徑 (mm) α 壓 力 角 (176。 表 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 倒檔 撓度 （ mm） 輸出軸 中間軸 轉(zhuǎn)角 （ rad） 輸出軸 中間軸 第 26頁 共 36頁 通過分析上面的分析得到各檔工作時，各軸的剛度滿足要求。 軸的全撓度 。 軸的撓度和轉(zhuǎn)角計算時僅計算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。 確定軸的尺寸以后，可對軸進行剛度和強度驗算。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 與校核 中間軸式變速器有三根軸，三根軸應(yīng)該同步設(shè)計，以滿足安裝軸上齒輪以及同步器的需要， 軸的初取最小直徑取 ?30 設(shè)計，所有的齒輪寬度取為 26mm。 變速器輪齒接觸應(yīng)力σ j計算 輪齒接觸應(yīng)力計算的簡化公式如下 （ 33） 式中 齒輪接觸應(yīng)力（ MPa）； 第 24頁 共 36頁 F齒面上的法向力（ N）； ； FT圓周力（ N） , ； Tg計算載荷（ N?m） ，取 。 Tg計算載荷 （ N?m） ，取 。一般的機械式 變速器齒輪用低碳鋼制作，采用剃齒和磨齒 進行 精加工，齒輪表 面使用 滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于 7 級 等 。滲碳 處理 齒輪表面硬度為 58～ 63HRC，芯部硬度為 33～ 48HRC。 另 外 ， 通過 對齒輪進行強力噴丸處 理后，能提高齒輪彎曲疲勞壽命及接觸疲勞壽命 。合理選擇齒輪參數(shù)，增大齒廓曲率半徑，降低接觸應(yīng)力， 提高齒面硬度等，可以 提高齒面的接觸強度。 對于高速重載齒輪，由于齒面 間的相對滑動速度快、接觸壓力大，在齒輪接觸區(qū)產(chǎn)生高溫進而破壞掉齒面間的潤滑油膜 ，使 兩個齒輪的 齒面直接接觸。 齒輪的齒面長期在脈動的接觸應(yīng)力作用下，會 產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。這種由于 齒輪 強度不夠而產(chǎn)生的 輪齒 斷裂， 在機械式變速器中這種斷裂情況 是較 少發(fā)生。如表 表 齒輪幾何尺寸 1 名稱 齒輪 1 齒輪 2 齒輪 3 齒輪 4 齒輪 5 齒輪 6 齒輪 7 齒數(shù) 18 37 22 34 26 30 30 法面模數(shù) (mm) 3 3 3 3 3 3 3 螺旋角 (deg) 基圓柱螺旋角 (deg) 176。 齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算 機械式 變速器 的 齒輪均為漸開線齒輪。 齒輪 13 31 0176。 16′ 齒輪 9 33 12176。 16′ 齒輪 5 26 16176。 表 齒數(shù)和螺旋角 第 17頁 共 36頁 根據(jù)齒輪的實 際齒數(shù)可以修正變速器的傳 動比，修正結(jié)果如下表： 表 修正傳動 比 齒輪 齒數(shù) 螺旋角 齒輪 1 18 19176。 倒檔的齒輪的齒數(shù) 倒檔的傳動比跟一檔的傳動比非常接近，所以中間軸上的倒檔齒輪取 z14=17。 這些都應(yīng)該綜合考慮。齒輪的 齒寬減小 將 影響 到變速器的傳動平穩(wěn)，小的齒寬加大了齒輪應(yīng)力。求得的結(jié)果如下： 三檔齒輪：齒數(shù) z7=30 齒數(shù) z8=27 螺旋角 β =12176。在設(shè)計變速器斜齒輪時，應(yīng)該使同時工作的兩對齒輪的軸向力相互抵消。得 z1=18， z2=38。 常嚙合傳動齒輪副的齒數(shù) 常嚙合齒輪的傳動比為： （ 27） 另外常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等 。 另外，中間軸上 一檔齒輪的最少齒數(shù) 還 要受中間軸的軸徑大小限制，也就是 受 中間軸的剛度 限制。 zh取整之后，對中心距修正得 A=。本文設(shè)計的機械式 變速器的傳動方案如下圖 所示， 另外應(yīng)該注意的是，各檔齒輪間 的齒數(shù)比應(yīng)盡量 不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。 所以本設(shè)計中的 斜齒輪的 螺旋角在 8176。當(dāng)斜齒輪的螺旋角太大是，斜齒輪產(chǎn)生的 軸向 力又非常大，將會降低軸承的壽命 。增大 壓力角 會 使 齒根圓齒厚和節(jié)圓處漸開線曲率半徑增大， 所以 齒輪 的彎曲強度與接觸強度得到提高，但是不根切的最少齒數(shù)變小 ，重合度減小，噪聲 也會隨之增大。但是為了簡化 工藝 和設(shè)計 ，中間軸上 的斜 齒 輪的螺旋方向都取為右旋，那么 第一 軸和第二軸上的斜齒輪則 取為左旋。所以在本設(shè)計中模數(shù)初選結(jié)果如下表 所示。 對于 機械式 變速器齒輪 應(yīng) 采用小模數(shù) ,多齒數(shù)來獲得 2～ 3 的重合系 數(shù)和 良好的 運行平穩(wěn)性和較小的噪聲 ,且可增加接觸壽命。這些都是齒輪的重要參數(shù)。在考慮箱體的強度時，最好也是將中心設(shè)計大一點。變速器的中心距越小，齒輪 的接觸壓力越大，齒輪壽命 就越短。 現(xiàn)在先根據(jù)等比級數(shù)分配各檔傳動比的原則粗略計算其他各檔傳動比，最后根據(jù)齒輪的齒數(shù)計算實際的傳動。即： i1/i2 = i2/i3=? =q 等比級數(shù) 分配各檔傳動比只 是理論上的傳動比分配 原則 ,而在 實際 設(shè)計 中由 于齒輪 第 12頁 共 36頁 齒數(shù)只能是整數(shù) ,實際 的傳動比的會與 理論值 有點 偏離 。根據(jù)輪胎的型號 215/60 R16， 215 是指輪胎 橫截面寬度為 215毫米， 55 是指 高寬比為 55%， R表示 子午線輪胎結(jié)構(gòu)， 16 是指 輪輞直徑為 16 英寸 。 m) 250 最大功率 (kw) 118 最大功率轉(zhuǎn)速 45006200rpm 馬力（ ps） 161 整車質(zhì)量（ kg） 1500 滿載質(zhì)量（ kg） 2040 第 11頁 共 36頁 力、 汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和車輪的 半徑 。影響 汽車 最低檔 的傳動比 的因素有： 在 發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 時所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動輪與路面間的摩擦力 、主減速比和驅(qū)動輪的 滾動半徑以及所要求的最低穩(wěn)定行駛車速等。主要的設(shè)計參 數(shù)如表 所示。 在輸出軸上，齒輪并不隨軸一起轉(zhuǎn)動，所以使用滾針軸承。 軸承 作 高速旋轉(zhuǎn)運動的機械式變速器軸支承在箱體上或者其他部 位 以及齒輪與軸不做固定連接處 都應(yīng)該 安裝軸承。 但是第二軸上的 各 個截面尺寸不能相差太大 。 第一軸一般和齒輪做一個齒輪軸，軸的 長度 由 離合器總成的軸向尺寸 確定 。 所以在本設(shè)計中，一檔和倒檔都是使用直齒圓柱齒輪，其他各檔都是使用斜齒圓柱齒輪。但是與直齒輪傳動相比較，斜齒輪的嚙合性能好，傳動比較平穩(wěn)，噪聲小，重合度大，大大降低了每對齒輪的載荷，提高了齒輪的承載能力和壽命。在換擋時，撥叉軸在換擋撥叉的作用力下移動，互鎖鋼球和互鎖銷隨著移動。 第 7頁 共 36頁 自鎖結(jié)構(gòu) 圖 自鎖結(jié)構(gòu) 如圖 所示，自鎖結(jié)構(gòu)由自鎖彈簧、自鎖鋼球、和撥叉軸上的凹槽組成。 另外，在設(shè)計變速器時還要考慮幾個問題。主要由撥叉、撥叉軸和變速桿組成。 第 5頁 共 36頁 倒檔結(jié)構(gòu)布置 圖 在汽車倒檔時，輸出軸的轉(zhuǎn)動方向與前進檔的方向是相反的，所以在倒檔齒輪之間放一個惰輪，改變輸出軸上的齒輪轉(zhuǎn)動方向。在嚙合套與齒輪嚙合之前，同步環(huán)的錐面先與齒輪上的錐面接觸，在換擋撥叉的作用力下，同步環(huán)錐面與齒輪上的錐面產(chǎn)生摩擦力，使輸出軸的轉(zhuǎn)速與 被嚙合齒輪的轉(zhuǎn)速相同。對汽車安全性和乘坐體驗仍有影響。 所以，這種直齒輪滑動換擋結(jié)結(jié)構(gòu)簡單，但 是在現(xiàn)代汽車中已經(jīng)很少使用 。 直齒滑動齒輪換檔 直齒輪滑動換擋結(jié)構(gòu)制造方便，結(jié)構(gòu)簡單。 在其他檔位時需要 經(jīng)過 中間軸的兩對齒輪傳遞動力，所以 在齒輪中心距（ 第二軸與中間的中心距 ） 比較小的情況下依然 可以獲得 比較大 傳動比，這是三軸式變速器的另 外 一 個 優(yōu)點。 從圖中我們可以看到，變速器的第一軸（接發(fā)動機的軸） 常嚙合齒輪與第二軸 （至差速器的軸）的各擋齒 輪分別與中間軸上 相應(yīng) 的齒輪相互嚙合，并且 第一、第二軸同心。兩軸式變速器 是沒有直接擋，所以汽車在高擋運行時，齒輪和軸承都有承載，因此產(chǎn)生的噪聲較大，也 加 大 了 齒輪磨損，這是它的缺點。 兩軸式變速器 圖 二軸結(jié)構(gòu) 如圖 是一個兩軸 式 變速器的傳動布置方案。 第 2頁 共 36頁 1 變速器設(shè)計方案分析 變速器設(shè)計方案主要有傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計、換擋結(jié)構(gòu)設(shè)計、倒檔結(jié)構(gòu)設(shè)計 和換擋操縱機構(gòu)等 設(shè)計 。 在我國，據(jù)調(diào)查 2020 年手動變速器的市場比重為 74%，占據(jù)較大的市場份額?，F(xiàn)在市場上主要的幾種變速器是手自一體變速器（ AMT）、自動變速器（ AT）、無級變速變速器（ CVT）和雙離合變速器（ DCT），它們各有優(yōu)缺點。上述發(fā)動機牽引力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向與汽車牽引力、車速、行駛方向等之間的矛盾，單靠發(fā)動機本身是難以解決的，車用變速器應(yīng)運而生，它與發(fā)動機匹配，通過多擋位切換，可以使驅(qū)動輪的扭矩增大到發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的幾分之一 。 關(guān)鍵詞： 變速器，六檔，機械式 全套圖紙，加 153893706III Abstract Transmission is a very important ponent in the impact of the mechanical transmission is relatively large and has plex manipulation, but the transmission is efficient and simple and also has a low manufacturing cost, so it is still widely used in modern increase in the transmission gear, because the transmission ration between adjacent transimission gear bee smaller, so the impact of the shift bee smaller when the car change the on the fivespeed car on the market, the article designs a mechanical sixspeed transmission according to the mechanical design of the basic principles and design contains transmission main mechanism design, synchronizer and shift control mechanism, etc., and then check the gear and shaft. KeyWords:Transmission。I 編號： 畢業(yè)設(shè)計（論文）說 明 書 題目： 機械式六檔 變速器 設(shè)計 院（系）： 機電工程學(xué)院 專業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)教師： 職稱： 副教授 題目類型： ?理論研究 ?實驗研究 ? 工程設(shè)計 ?工程技術(shù)研究 ?軟件開發(fā) 2020 年 5 月 26 日 II 摘要 變速器是汽車中非常 重要 的 組成 部分。 本文根據(jù)市場上的五檔汽車，設(shè)計一個機械式六檔變速器， 依據(jù)機械設(shè)計基本原理和方法 主要設(shè)計變速器的傳動機構(gòu) 、同步器和換擋操縱機構(gòu)等 ,然后對齒輪和軸進行校核。例如，受到載運量、道 路坡度、路面質(zhì)量、交通狀況等條件的影響，汽車所需的牽引力和車速需要在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)各種使用要求；此外，汽車還需要能倒向行駛，發(fā)動機本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來實現(xiàn)。在過去的幾十年我國主要致力于研究開發(fā)發(fā)動機技術(shù)，而變速器已