【正文】 不僅圓周力、徑向力和軸向力不同，而且力到支點的距離也有變化，所以應當對每個擋位都進行驗算。對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。變速器的軸應有足夠的剛度和強度。齒輪在熱處理之后進行磨齒，能消除齒輪熱處理的變形；磨齒齒輪精度高于熱處理前剃齒和擠齒齒輪精度，使得傳動平穩(wěn)、效率提高；在同樣負荷的條件下，磨齒的彎曲疲勞壽命比剃齒的要高。其他所有擋位齒輪的接觸應力計算得一擋：；二擋：；三擋：；四擋：；五擋（只算常嚙合齒輪）：；倒擋：。所有斜齒輪的彎曲應力計算可得σw1=，σw2=，σw3=，σw4=，σw5=，σw6=，σw7=，σw8=。 同理，計算出倒擋直齒輪彎曲應力σw10=σw12=σw14=，σw13=，σw11=。圖51 齒形系數(shù)圖因為齒輪節(jié)圓直徑d=mz，z為齒數(shù)，代入式（51）得 （52）Kc為齒寬系數(shù)，~。因此，用于計算通用齒輪強度公式更為簡化一些的計算公式來計算汽車齒輪，同樣可以獲得較為準確的結(jié)果。用移動齒輪的方法完成換擋的低擋和倒擋齒輪，由于換擋時兩個進入嚙合的齒輪存在角速度差，換擋瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。m)按下式初選： （424）5 變速器強度校核 齒輪的損壞形式變速器的齒輪損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面疲勞剝落（點蝕）、移動換擋齒輪端部破壞以及齒面膠合。由于以上算出的各擋齒輪齒數(shù)都滿足最小不根切的齒數(shù)要求，且逆推回去的中心距與原中心距相差不大，所以不需要使用變位齒輪。五擋為直接擋，只需用同步器將第一軸，第二軸連接起來即可。 確定常嚙合傳動齒輪副的齒數(shù) （412） （413） 由上可得z1=18，z2=33（經(jīng)取整后），于是一擋傳動比i1=（3335）／（1817）=，與原來的一擋傳動比相差不大，所以不需要調(diào)整齒數(shù)。中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸徑尺寸的限制，既受剛度的限制。要注意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比應該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對重合度、輪齒強度、工作噪聲、輪齒相對滑動速度、輪齒根切和齒頂厚度有影響。為提高接觸強度，應使總變位系數(shù)盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應力。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標，故采用的較多。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點，又避免了其缺點。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)kc可取大些，使接觸線長度增加，接觸應力降低，以提高傳動平穩(wěn)性和齒輪壽命。齒寬過窄又會使齒輪的工作應力增加。同時為了抵消軸向力，規(guī)定中間軸斜齒輪為右旋，第一軸和第二軸斜齒輪均為左旋。~25。 螺旋角β根據(jù)圖41可知汽車變速器都采用漸開線齒形。所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20。選擇齒輪模數(shù)時要優(yōu)先選用第一系列，括號內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。初定為變速器殼體軸向尺寸為265mm。乘用車四擋變速器殼體的軸向尺寸為（~）A。m）；i0為變速器一擋傳動比；ηg為變速器傳動效率。最小允許中心距應當由保證輪齒有必要的接觸強度來確定。根據(jù)上式得q=。根據(jù)已知條件，G2=mg=18228N，rr=340mm，Temax=185N 傳動比范圍選擇最低擋傳動比時，應根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動車輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動車輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。近年來，為了降低油耗，變速器擋位有增加的趨勢。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復雜，并且使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時操縱機構(gòu)復雜，而且在使用時換擋頻率增高并增加了換擋難度。滑動軸套的徑向配合間隙大、易磨損，間隙增大后影響齒輪的定位和運轉(zhuǎn)精度并使工作噪聲增加。當采用錐軸承時，要注意軸承的預緊，以免殼體受熱膨脹后軸承出現(xiàn)間隙而使中間軸歪斜，導致齒輪不能正確嚙合而損壞。將接合齒的齒側(cè)設計成臺階形狀，也有阻止自動脫擋的效果。圖35 防止自動脫擋的結(jié)構(gòu)措施Ⅱ3）將接合齒的工作面設計并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜2。這樣在嚙合時，使接合齒端部超過被接合齒約1~3mm。為了操縱方便，要求換入不同擋位的變速桿行程也應盡可能一樣，如利用同步器換擋，就很容易實現(xiàn)這一點，本設計除倒擋均采用同步器換擋。結(jié)合套換擋結(jié)構(gòu)簡單，但還不能完全消除換擋沖擊，目前在要求不高的擋位上常被使用。此外，因增設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。直齒滑動齒輪換擋的特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但由于換擋不輕便、換擋時齒端面受到很大沖擊、導致齒輪早期損壞、滑動花鍵磨損后易造成脫擋、噪聲大等原因，除一擋、倒擋外很少采用。一擋和倒擋我均采用直齒齒輪。本次設計的變速器傳動效率將達到95%。某些汽車變速器有僅在好路或空車行駛時才使用的超速擋。倒擋設置在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上都能實現(xiàn)，不同之處是掛倒擋時駕駛員移動變速桿的方向變了。圖32 倒擋布置方案變速器的一擋或倒擋因傳動比大，工作時在齒輪上作用的力也增大，并導致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。圖32e所示方案是將一、倒擋齒輪做成一體，使其齒寬加長。圖32b中所示方案的優(yōu)點是換倒擋時利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸上的長度；但換擋時要求有兩對齒輪同時進入嚙合，使換擋困難。同一變速器中，有的擋位用同步器換擋，有的擋位用嚙合套換擋，那么一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。圖31a所示方案中，除一、倒擋用直齒滑動齒輪換擋外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動。因此，在齒輪中心距(影響變速器尺寸的重要參數(shù))較小的情況下仍然可以獲得大的一擋傳動比，這是中間軸式變速器的另一優(yōu)點。中間軸式變速器第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應齒輪相嚙合，且第一、二軸同心。中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的客車上。近年來，變速器操縱機構(gòu)有向自動化方向發(fā)展的趨勢。汽車工作的道路條件越復雜，比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。2 變速器概述 變速器功能及基本要求變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力及車速的不同要求的需要?？刂萍夹g和電子信息技術的高速發(fā)展，使得自動變速器得到快速發(fā)展，手動變速器向自動變速器發(fā)展的趨勢越發(fā)明顯。AMT傳動效率也高，且具備自動換擋功能，但換擋沖擊性有待解決。如果按變速結(jié)構(gòu)可分為三類:圓柱齒輪、行星齒輪及錐盤。車輛行駛過程中，從低速到高速就如同從商場一樓到五樓，不同的變速器給我們帶來了不同的到達方式，讓我們體會到不同的舒適性、操控性和經(jīng)濟性?？v觀變速器發(fā)展歷史長河，我們做一簡單比較:從1894年猶如走樓梯的MT手動變速器批量應用，到1908年AT自動變速器的應用，如同乘坐上了自動扶梯；1995年出現(xiàn)了全新的手自一體變速器，既可以手動又可以自動操控幾個固定擋位切換速比。而且一般發(fā)動機如果直接與車輪相連，其輸出轉(zhuǎn)速換算到對應的汽車車速上，將達到現(xiàn)代汽車極限速度的數(shù)倍?，F(xiàn)代汽車的動力裝置，幾乎都采用往復活塞式內(nèi)燃機。首先要選擇發(fā)動機型號，確定發(fā)動機的最大功率、最大扭矩、最高轉(zhuǎn)速等重要參數(shù)，然后根據(jù)上述參數(shù)選擇最大及最小傳動比，合理分配各擋傳動比。本次設計任務是設計一款用于中型轎車的前置后驅(qū)式機械式五擋變速器。XX大學2010屆畢業(yè)設計說明書某型轎車變速器設計摘要變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下使汽車獲得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(nèi)工作。需要時，變速器還有動力輸出功能[1]。但在其他前進擋位工作時其傳動效率略有降低，同時由于其操作復雜，會使駕駛員產(chǎn)生疲勞感，噪聲較大，這是它的缺點。變速器位處離合器和傳動軸之間，它將發(fā)動機的動力和轉(zhuǎn)速輸出進行調(diào)節(jié)后，再傳給驅(qū)動輪，起到調(diào)配作用。如在坡道上行駛時，所需的牽引力往往是發(fā)動機所能提供的牽引力的數(shù)倍。它們的共同努力使驅(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[2]。隨著2004年日產(chǎn)研發(fā)的最新一代CVTXTRONIC面世，就好比是乘坐了高速升降電梯。手動變速器即MT，自動變速器包括傳統(tǒng)AT, AMT、CVT及DCT。 MT的優(yōu)勢是傳動效率高及成本低，但換擋復雜。綜合來說DCT兼顧了經(jīng)濟性、動力性、舒適性于一體，是將來各大廠商發(fā)展的重點對象。本次設計將根據(jù)自己能力及中國國情設計一款用于中高檔轎車的五擋手動變速器。滿足汽車必要的動力性和經(jīng)濟性指標，這與變速器的擋數(shù)、傳動比范圍和各擋傳動比有關。在原有變速傳動機構(gòu)基礎上，再附加一個副箱體，這就在結(jié)構(gòu)變化不大的基礎上，達到增加變速器擋數(shù)的目的。其中兩軸式和中間軸式變速器得到了最廣泛的應用。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動機飛輪上，第一軸上的花鍵用來裝設離合器的從動盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。其他前進擋需依次經(jīng)過兩對齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。圖31所示為中間軸式五擋變速器傳動方案示例。圖31 中間軸式五擋變速器傳動方案以上各方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。圖32為常見的倒擋布置方案。因而取代了圖32d的方案。本設計中綜上考慮采用圖32d的倒擋布置方案。此時在倒擋工作時，輪齒磨損與噪聲在短時間內(nèi)略有增加，而在一擋工作時輪齒的磨損與噪聲有所減少。本次設計將高擋布置在靠近軸的兩端支承中部區(qū)域較為合適，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高危險。機械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關，包括傳遞動力時處于工作狀態(tài)的齒輪對數(shù)，每分鐘轉(zhuǎn)速，傳遞的功率，潤滑系統(tǒng)的有效性，齒輪和殼體等零件的制造精度等。本設計變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增大。只有駕駛員技術熟練才能使換擋無沖擊，但是換擋時駕駛員注意力分散，影響了行車安全。而輪齒又不參與換擋，它們都不會過早損壞，但不能消除換擋沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術。嚙合套又分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合