【正文】 451 9 9 8 .6 11 3 2 5 .1 71 2 3 3 .11 2 0 8 .51 0 1 5 .7 81 9 0 4 .3 2jjjjjjRM P aM P aM P aM P aM P aM P a????????????常嚙合齒輪 和高檔 1300~1400 650~700 通過(guò)計(jì)算可以得出各檔齒輪的接觸應(yīng)力分別如下： 一檔： 二檔： 三檔： 四檔： 五檔： 倒檔： 對(duì)照上表可知，所設(shè)計(jì)變速器齒輪的接觸應(yīng)力基本符合要求。 依據(jù)計(jì)算二檔齒輪的方法可以得出其他檔位齒輪的彎曲應(yīng)力，其計(jì)算結(jié)果如下： 三檔： 四檔： 五檔： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 j?110 .4 1 8jzbFEb? ??????????j?1 2/gF T d?sinsinzzbbrr????? ?? ? 22sin / c o ssin c o szzbbrr? ? ?? ? ??? 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時(shí)，對(duì)常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在 180~350MPa 范圍內(nèi)，因此，上述計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求。 圖 齒形系數(shù)圖 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 9 2max10 1geZ ZTT ZZ? ? ?10 2 gTF d?1w FKbtyK??? ?87 82 gtt TFF d??8 6 7 9 8 . 8 1 . 5 2 1 2 . 2 82 0 7 . 8 5 0 . 1 5 3 2w M P a? ???? ? ?56wMPaMPa?? ??12wMPaMPa?? ??34wM PaM Pa?? ?? 當(dāng)處于一檔時(shí)，中間軸上的計(jì)算扭矩為： （ 42） =170? 1000? ? =659668Nm 故由 可以得出 10tF ；再將所得 出的數(shù)據(jù)代入式（ 41）可得 10 MPa? ? 9 53 3. 01w MPa? ? 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩 maxeT 時(shí)，一檔直齒輪的彎曲應(yīng)力在400~850MPa 之間。在這里所選擇的齒輪材料為 40Cr。 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 與其他機(jī)械設(shè)備使用的變速器比較，不同用途汽車(chē)的變速器齒輪使用條件仍是相似的。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。 變位系數(shù) （ 317） 式中 ： Z變位的齒輪齒數(shù)。 總變位系數(shù)越小，一對(duì)齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強(qiáng)度越低。 變速器齒輪是在承受循環(huán)負(fù) 荷的條件下工作，有時(shí)還承受沖擊負(fù)荷。為保證各對(duì)齒輪有相同的中心距，此時(shí)應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行變位。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對(duì)齒 輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強(qiáng)度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。 而通常情況下，倒檔軸齒輪 13Z 取 21~23，此處取 13Z =23。 確定其他檔位的齒數(shù) 二檔傳動(dòng)比 （ 312） 而 ，故有： ③ 對(duì)于斜齒輪， （ 313） 故有： 5387 ??ZZ ④ ③ 聯(lián)立④得： 2231 87 ?? ZZ 、 。 這里 ?Z 修正為 51，則根據(jù)式（ 38）反推出 A=。下 面結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明分配各檔齒數(shù)的方法。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。；斜齒輪螺旋角 β取 30176。 小螺旋角 壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；較大時(shí)可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。 20176。 176。 （ 2）齒形、壓力角 α、螺旋角 β和齒寬 b 汽車(chē)變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 選取。 一檔直齒輪的模數(shù) m 3 ? mm (36) 通過(guò)計(jì)算 m=3。為檢測(cè)方便， A取整。對(duì)轎車(chē)， K A =~；對(duì)貨車(chē)， K A =~；對(duì)多檔 主變速器， K A =~11； TI max 變速器處于一檔時(shí)的輸出扭矩： TI max=Te max igI η =﹒ m 故可得出初始中心距 A=。 中間檔的傳動(dòng)比理論上按公比為： （ 33） 的等比數(shù)列，實(shí)際上與理論上略有出入，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。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件 求得的變速器 I 檔傳動(dòng)比為： （ 32） 式中 ： G2汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷； φ路面的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 φ=~。本設(shè)計(jì)也采用 5 個(gè)檔位。9） 輸出軸 。5） 彈 簧 。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。 2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切薄（ ~），這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫檔（圖 ）。目前，同步 器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。嚙合套有分為內(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)合式，以減小軸向尺寸。 換檔結(jié)構(gòu)型式 換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。 齒輪型式 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度， 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。圖 所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。 變速器用圖 所示的多支承結(jié)構(gòu)方案，能提高軸的剛度。同一變速器中，有的檔位用同步器換檔，有的檔位用嚙合套換檔，那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。 圖 中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案 圖 ，除一， 倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔外，其余各檔為常嚙合齒輪傳動(dòng)。使用直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá) 90%以上，噪聲低，齒輪 和軸承的磨損減少因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔以外的其他檔位的換檔機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換檔，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合套換檔，還有各檔同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。但是在本設(shè)計(jì)中，由于倒檔齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。另外，低檔傳動(dòng)比取值的上限（ igⅠ =~）也受到較大限制 ,但這一缺點(diǎn)可通過(guò)減小各檔傳動(dòng)比同時(shí)增大主減速比來(lái)取消。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是：處直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所下降。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應(yīng)用。 某些轎車(chē)和貨車(chē)的變速器，采用僅在好路和空載行駛時(shí)才使用的超速檔。 變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用效率、汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車(chē)速，從而可提高汽車(chē)的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。 傳動(dòng)比范圍是變速器低檔傳動(dòng)比與高檔傳動(dòng)比的比值。采用斜齒輪傳動(dòng)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。 。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過(guò)采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換檔或自動(dòng)、半自動(dòng)換檔來(lái)實(shí)現(xiàn)。 對(duì)變速器的主要要求是： 。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有選擇所設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，確定變速器結(jié)構(gòu)類(lèi)型，確定操縱機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式，確定同步器的形式，對(duì)變速器中的各級(jí)齒輪和軸等零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)主要零部件進(jìn)行校核。如果汽車(chē)喪失了變速器這個(gè)中心環(huán)節(jié)，心臟、四肢與軀干再好，汽車(chē)只能如同植物人般成為廢鐵一堆！可以說(shuō)，變速器是伴隨著汽車(chē)工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是汽車(chē)上的必需品。 目前，全世界各大汽車(chē)廠(chǎng)商為了提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力都在大力進(jìn)行 CVT 的研發(fā)工作，NISSAN、 TOYOTA、 FORD、 GM、 AUDI 等著名汽車(chē)品牌中都配備 CVT 的轎車(chē)銷(xiāo)售，全世界CVT 轎車(chē)的年產(chǎn)量已達(dá)到近 50 萬(wàn)輛。 （ 4）無(wú)級(jí)變速器（ CVT）：無(wú)級(jí)變速器則只需兩組可移動(dòng)錐輪以及傳動(dòng)帶或傳動(dòng)鏈，即可實(shí)現(xiàn)無(wú)數(shù)個(gè)前進(jìn)擋的變速過(guò)程。這就形成了更大的總傳動(dòng)比范圍，同時(shí)各個(gè)傳動(dòng)比之間也比 5速變速器更加接近。 AMT 的制造成本遠(yuǎn)低于電液控自動(dòng)變速器，國(guó)內(nèi)的很多車(chē)型都準(zhǔn)備采用這一領(lǐng)先技術(shù)，即有可能隨著中國(guó)汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，將有更多車(chē)型采用 AMT。這一點(diǎn)對(duì)新手和整車(chē)的可靠性都非常重要。所以在短期內(nèi)仍將是變速器主流。 在中國(guó)，手動(dòng)變速器仍然是車(chē)用變速器的主流。通過(guò) 捷達(dá)轎車(chē) 變速器的設(shè)計(jì)，使其變速器性能更好具有一定的實(shí)際意義。其功用是在不同的使用條件下 , 改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 , 使汽車(chē)得到不同的牽引力和速度 , 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。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(chǎng)，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)。 發(fā)展現(xiàn)狀 從技術(shù)、節(jié)能和基礎(chǔ)設(shè)施角度，對(duì)各種變速器在中國(guó)和國(guó)外的發(fā)展情況作以下簡(jiǎn)要分析： （ 1）手動(dòng)變速器（ MT）：手動(dòng)變速器應(yīng)該說(shuō)是最為節(jié)能的變速方式，另外由于中國(guó)企業(yè)已經(jīng)掌握該技術(shù)，而且在生產(chǎn)方面也積累了長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)，從而在價(jià)格和質(zhì)量方面會(huì)有較大優(yōu)勢(shì)。 AMT 的汽車(chē)駕駛簡(jiǎn)單，省去了離合器踏板，駕駛者只要踩油門(mén)，選速器系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇換擋的最佳時(shí)機(jī)，從而消除了發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器和變速器的錯(cuò)誤使用，以避免錯(cuò)換擋位。因此，在能源日益緊缺和 CO2排放壓力越來(lái)越大這一背景下， AMT 順應(yīng)了 “ 節(jié) 能減排 ” 這一趨勢(shì)，是一項(xiàng)非常適合中國(guó)市場(chǎng)的先進(jìn)技術(shù)。 日本最大的自動(dòng)變速器生產(chǎn)商 AISIN AW 公司 20xx 年成功推出型號(hào)為 AA80E 型 8 前速自動(dòng)變速器，目前被使用在雷克薩斯 LS460 車(chē)上 。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與行駛狀態(tài)的最優(yōu)化匹配意味著發(fā)動(dòng)機(jī)提高了動(dòng)力、燃油經(jīng)濟(jì)性并降低了運(yùn)行噪聲。通過(guò)近幾年市場(chǎng)上的應(yīng)用看，其發(fā)展勢(shì)頭也比較迅猛，目前在我國(guó)應(yīng)用的車(chē)型已迅速發(fā)展到 6種以上。發(fā)動(dòng)機(jī)是心臟，車(chē)輪、底盤(pán)與懸掛是軀干與四肢，然而連接它們的，是類(lèi)似于人體經(jīng)脈的變速器系統(tǒng)。 完成變速器結(jié)構(gòu)布置和設(shè)計(jì)。在有動(dòng)力輸出需要時(shí)，還應(yīng)有功率輸出裝置。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動(dòng)跳檔、亂檔、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用 合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。 。 設(shè)