【正文】 5c o s2????????hnnhzmmAz?? 取整得 43。 在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) ? ?nmm 的大小來選定齒寬： 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ 。 考慮到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。 試驗(yàn)證明，隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于 30176。 另外還應(yīng)該指出，國外有些企業(yè)生產(chǎn)的乘用車變速器齒輪采用的壓力角不一致，即高檔齒輪采 用小些的壓力角以減少噪聲；而低檔和倒檔齒輪采用較大的壓力角，以增加強(qiáng)度。、 25176。等大些的壓力角。、 176。 （ 2） 壓力角 ? 壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。 齒輪參數(shù)的選擇 （ 1） 模數(shù) 選取齒輪模數(shù)時(shí)一般要遵守的原則是：為了減少噪聲應(yīng) 合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。增加變速器殼體壁厚，雖然能提高殼體的剛度和強(qiáng)度，但會使質(zhì)量加大，并使消耗的材料增加，提高了成本。為了使從第一軸或第二軸后支承的軸承間隙處流出的潤滑油再流回變速器殼體內(nèi)，常在變速器殼體前或后端面的兩軸承孔之間開設(shè)回油孔。 為了注油和放油，在變速器殼體上設(shè)計(jì)有注油孔和放油孔。 為了加強(qiáng)變速器殼體的剛度，在殼體上應(yīng)設(shè)計(jì)有加強(qiáng)肋。初取 A=78mm。中間檔的傳動(dòng)比理論上按公比為m ax 111m in nggnniiq ????（其中 n 為檔位數(shù)）的幾何級數(shù)排列，實(shí)際上與理論值略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的合理匹配。公式表示如下： ?? ntge Fr iiT ?10m ax teng iT rFi ??0max1? （ ） 式中 nF —— 驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力， gmFn 1? ； ? —— 驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著系數(shù)；對混凝土或?yàn)r青路面 ? 可取 ~ 之間。用公式表示如下： m a xm a x0m a x s i nc os ??? GGfr iiT tge ?? （ ） 式中 G —— 車輛總重量（ N）； f —— 坡道面滾動(dòng)阻力系數(shù)（對瀝青路面 μ=~）； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（ N 傳動(dòng)比范圍的選擇要求： 相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在 以下。 傳動(dòng)比范圍 變速器傳動(dòng)比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動(dòng)比的比值。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車變速器多用 5 個(gè)檔。 13 第 4章 變速器主要參數(shù)的選擇 本次 變速器 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下表所示。倒檔鎖采用限位彈簧來實(shí)現(xiàn)，使駕駛員有感覺，防止誤掛倒檔。自鎖機(jī)構(gòu)有球形鎖定機(jī)構(gòu)與桿形鎖定機(jī)構(gòu)兩種類型。 操縱機(jī)構(gòu)還應(yīng)設(shè)有保證不能誤掛倒檔的機(jī)構(gòu)。 圖 互鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) （ 2）擺動(dòng)鎖塊式 圖 為擺動(dòng)鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi)，此時(shí)，鎖 塊的一個(gè)或兩個(gè)突起部分 A 檔住其它兩個(gè)變速叉軸槽，保證換檔時(shí)不能同時(shí)掛入兩檔。 防脫檔設(shè)計(jì) 互鎖裝置是保證移動(dòng)某一 變速叉軸時(shí)，其它變速叉軸互被鎖住，該機(jī)構(gòu)的作用是防止同時(shí)掛入兩檔，而使掛檔出現(xiàn)重大故障。 11 使用同步器能保證換檔迅速、無沖擊、無噪聲，而與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)，從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。近年來 ，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等。變速器操縱機(jī)構(gòu)操縱第二軸上的滑動(dòng)齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。 由于本設(shè)計(jì)的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計(jì)中變速器輸入軸、輸出軸的前、后軸承按直徑系列均選用圓錐滾子軸承。此外，還要注意工藝上的有關(guān)問題。此時(shí)，軸的表面粗糙度不應(yīng)低與 μm，硬度不低于 58～ 63HRC。當(dāng)變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個(gè)滾動(dòng)軸承有困難時(shí)，輸出軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不動(dòng)。 圖 變速器齒輪尺寸控制圖 齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于輪齒危險(xiǎn)斷面處的厚度。 8 第 3章 變速器主要零件的結(jié)構(gòu)方案分析 變速器齒輪 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。圖 方案的優(yōu)點(diǎn)是倒檔利用了一檔齒輪，縮短了中間軸的長度。 綜上所述，此次設(shè)計(jì)變 速器是驅(qū)動(dòng)形式屬于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)，且可布置變速器的空間較小，對變速器的要求較高，要求運(yùn)行噪聲小，設(shè)計(jì)車速高，故選用二軸式變速器作為傳動(dòng)方案。就動(dòng)力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會，提高了汽車的加速和爬坡能力。 而中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu) 點(diǎn)。 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 對于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對軸的剛度和強(qiáng)度分別進(jìn)行校核。目前國內(nèi)外轎車的電控自動(dòng)變速器，主要有三種操縱方式，即電子控制氣動(dòng)操縱、電子控制液壓操縱、電子控制馬達(dá)操縱。它能以模擬控制與數(shù)字控制兩種方式作用。 變速器的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 變速器作為 傳遞動(dòng)力和改變車速的主要裝置，國內(nèi)外對其操縱的方便性和檔位數(shù)等方面的要求愈來愈高，目前， 4 檔特別是 5 檔變速器的用量已日漸增多。在汽車變速器的設(shè)計(jì)工作開始之前，首先要根據(jù)變速器運(yùn)用的實(shí)際場合來對一些主要參數(shù)做出選擇。其任務(wù)是調(diào)節(jié)、變換發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，將動(dòng)力有效而經(jīng)濟(jì)地傳至驅(qū)動(dòng)車輪，以滿足汽車的使用要求。變速器設(shè)有空擋和倒擋。 總體方案出臺后，就要對變速器進(jìn)行總體布置，確定各系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)各系統(tǒng)性能的需要開始設(shè)計(jì)各系統(tǒng)。而本設(shè)計(jì)的目的就是以我國現(xiàn)今汽車的發(fā)展情況探討開發(fā)一種適合我國國情、滿足家庭使用的中小型、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的一種變速器。近年，保時(shí)捷公司又發(fā)明了一種“手控／自動(dòng)變速器”，憑靠一組復(fù)雜的電子裝置，可以使駕車者在自動(dòng)與手動(dòng)變速之間任意選擇。因?yàn)橛辛俗詣?dòng)變速器，改變車速變得輕松自如， 角度變化而實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)而 2 且 不必頻繁地踩踏板。按傳動(dòng)比的變化方式劃分，變速器可分為有級式，無級式，綜合式 3 種；按操縱方式劃分，可分為強(qiáng)制操縱式，自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式 3 種。例如在高速路上車速贏能達(dá)到 100KM/H，而在市區(qū)內(nèi)，車速通常在 50km/h 左右；空車在平直路面上行駛時(shí)，行駛的阻力很小，而當(dāng)滿載上坡時(shí)，行駛阻力便很大。因此設(shè)計(jì)一種適合 我國國情的經(jīng)濟(jì)型轎車的變速器具有十分重要的意義，而且也符合全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的要求，小排量低排放的經(jīng)濟(jì)型轎車肯定是未來汽車的主力。 1 第 1章 緒 論 選題的背景及目的意義 隨著社會的快速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高，汽車（尤其是轎車）作為一種必不可少的交通工具已走進(jìn)千家萬戶。汽車工業(yè)在一個(gè)國家的發(fā)展經(jīng)歷著不同的階段，據(jù)目前國家統(tǒng)計(jì)局的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，家用經(jīng)濟(jì)型轎車的比重占消費(fèi)總數(shù)的 20%，據(jù)國外同期經(jīng)濟(jì)型轎車的比重 45%測算，中國未來 10 年，經(jīng)濟(jì)型轎車至少應(yīng)翻一番。現(xiàn)在的汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，起轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。由此可見，變速器的存在具有必然性，隨著科技的告訴發(fā)展，人們對汽車的性能要求越來越高，汽車的性能，使用壽命，能源消耗， 震動(dòng)噪聲等在很大程度上取決于變速器的性能，因此必須重視對變速器的研究。隨著城市車輛密度的加大，自動(dòng)變速器已逐漸成為汽車的必備裝備，而不僅僅是豪華的標(biāo)志。雖然自動(dòng)變速器不斷地演變進(jìn)步，但始終有缺點(diǎn)，即車速的反應(yīng)與踏板的動(dòng)作之間總有一定的差距，駕駛中缺乏直覺的印象。 全套圖紙，加 153893706 目前手動(dòng)變速器依然在汽車界應(yīng)用非常廣泛，自動(dòng)變速器是個(gè)趨勢，但手動(dòng)變速器確是駕駛樂趣的極大體現(xiàn)者。 結(jié)合國外汽車設(shè)計(jì)的一 些先進(jìn)技術(shù)和國內(nèi)專家們做過的一些工作，對前驅(qū)動(dòng)轎車變速器的設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)的方法和較為合理的理論，本文主要預(yù)計(jì)做的工作包括 3 以下 內(nèi)容 ： 根據(jù)所開發(fā)車型的關(guān)鍵所在，要全面考慮所有方面，包括可行性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性、操縱穩(wěn)定性、平順性、動(dòng)力性、高速性等一系列問題，才能使你開發(fā)出的車在市場上有競爭力，才能被人們所接受。 變速器用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)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(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)再最有利工況范圍內(nèi)工作。 4 第 2章 變速器 總體方案 設(shè)計(jì) 變速器的設(shè)計(jì)要 求 汽車傳動(dòng)系是汽車的核心組成部分。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設(shè)計(jì)趨勢是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。 除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。它是在機(jī)械變速器的基礎(chǔ)上， 通過運(yùn)用電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔、自動(dòng)控制離合器及油門動(dòng)作的一種先進(jìn)的變速裝置。隨著電子設(shè)備廣泛的應(yīng)用，電控發(fā)動(dòng)機(jī)的類型也越來越多。 變速器齒輪強(qiáng)度的校核 變速器齒輪強(qiáng) 度的校核主要對變速器的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。其特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)直接輸出動(dòng)力。而傳動(dòng)系的檔位數(shù)與汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有著密切的聯(lián)系。不過，增加檔數(shù)會使變速器機(jī)構(gòu)復(fù)雜和質(zhì)量增加，軸向尺寸增大、成本提高、操縱復(fù)雜。 圖 發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)布置示意圖 倒檔布置方案 常見的倒檔布置方案如圖 所示。 本章小結(jié) 本章對變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置方案和零、部件結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，并給出了此次設(shè)計(jì)的具體方案，即設(shè)計(jì)兩軸式變速器， 倒擋布置方案 如圖 （ f）所示，前進(jìn)擋皆為斜齒圓柱齒輪，倒擋為直齒圓柱齒輪，采用全同步器式換擋形式， 軸承選取深溝球軸承、圓柱滾子軸承 、滾針軸承、圓錐滾子軸承。 齒輪尺寸小又與軸分開，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b（圖 ） 影響齒輪強(qiáng)度。尺寸 1D 可取為花鍵內(nèi)徑的 ～ 倍。 軸 變速器軸多數(shù)情況下經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)。兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有滾針軸承、滑動(dòng)軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。 由上述可知，變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩形或漸開線花鍵，所以設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮裝配上的可能，而且應(yīng)當(dāng)可以順利拆裝軸上各零件。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有 直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。 變速器 操縱機(jī)構(gòu)通常裝在頂蓋或側(cè)蓋內(nèi)，也有少數(shù)是分開的。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應(yīng)用。 采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換檔，會在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過早損壞，并伴隨著噪聲。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上應(yīng)用。 通過比較，考慮汽車的操縱性能，本設(shè)計(jì)全部檔位均選用同步器換檔。圖 ， b、 c、 d 為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。選檔時(shí)操縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)鉗形板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時(shí)鉗形板的一個(gè)或兩個(gè)鉗爪抓住其它兩個(gè)變速叉，保證互鎖作用。 自鎖機(jī)構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長 參加嚙合，并防止 12 圖 擺動(dòng)鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu) 圖 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖機(jī)構(gòu) 脫檔和掛檔。采用自鎖鋼球來實(shí)現(xiàn)自鎖，通過互鎖銷實(shí)現(xiàn)互鎖。說明了常用的鎖止機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理。目前，乘 用車一般用 4～ 5個(gè)檔位的變速器。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。目前乘用車的傳動(dòng)比范圍在 ～ 之間，總質(zhì)量輕些的商用車在 ～ 之間，其它商用車則更大。 由上文可知最高車速 maxau = maxav =189km/h；最高檔為超速檔，傳動(dòng)比 5gi =；車輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格 195/65R15 得到 r =（ mm）；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n = pn =3800（ r/min）；由公式（ ）得到主減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式： ?? ag ui nri （ 2） 最 低 檔傳動(dòng) 比計(jì)算 ： 按最大爬坡度設(shè)計(jì)，滿足最大通過能力條件，即用一檔通過要求的最大坡道角max?坡道時(shí)，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于或等于此時(shí)的滾動(dòng)阻力和上坡阻力（加速阻力為零，空氣阻力忽略不計(jì)）。即用一檔發(fā)出最大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪不產(chǎn) 生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。變速器的最高檔一般為直接檔，有時(shí) 16 用超速擋，在本設(shè)計(jì)中最高檔即為超速擋。 ?A （ ~） 3 ??? =