【正文】 （ 3）轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式 圖 為與上述鎖塊機(jī)構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置。通常是在倒檔叉或叉頭上裝有彈簧機(jī)構(gòu)，使司機(jī)在換檔時(shí)因有彈簧力作用，產(chǎn)生明顯的手感。 倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對(duì)變速桿施加更大的力，方能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，以防誤掛倒檔，造成安全事故。 本章小結(jié) 本章主要介紹 了 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)的類型 ， 分析了各類型機(jī)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)所設(shè)計(jì)的變速器的類型、特點(diǎn) 及功用，對(duì)變速器的傳動(dòng)方式、操縱機(jī)構(gòu)的布置方式、及主要零件的形式，做出了初步的選擇，為后期的設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車變速器多用 5 個(gè)檔。 檔數(shù)選擇的要求： 相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在 以下。最高檔通常是直接檔，傳動(dòng)比為 ；有的變速器最高檔是超速檔，傳動(dòng)比為 ～ 。 變速 器各檔傳動(dòng)比的確定 主減速器傳動(dòng)比的確定 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為 [12]： iirnuga ? （ ） 式中： au —— 汽車行駛速度（ km/h）； n —— 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）； r —— 車輪滾動(dòng)半徑（ m）； gi —— 變速器傳 動(dòng)比； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比。m； ?i ； g=； ?t? ，把以上數(shù)據(jù)代入（ ）式： 5 5 2 8 ) i 1 5 s0 1 1 5 0(1 ??? ???????? ??gi 滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。 變速器各檔速比的配置 按等比級(jí)數(shù)階分配的各檔速比的計(jì)算 汽車多在高檔區(qū)工作，換檔頻率，高檔區(qū)也多于低檔區(qū)，為了節(jié)約燃料和操縱輕便起見，應(yīng)盡量使高檔區(qū)兩檔位之間的速度差值小些，所以高檔區(qū)的速比階 K 要比低檔區(qū)的速比階 K 要小 。 ?A （ ~） 3 ??? =（ ） ? 8=~ 轎車變速器的中心距在 60～ 80mm 范圍內(nèi)變化。 乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列 公式 選用： 29 6~ 174)~()~( ???? AL mm 初選長(zhǎng)度為 260mm。 表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) 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。、 176。等大些的壓力角。、 25176。 本變速器為了加工方便，故全部選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角 20176。時(shí)，其 抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。 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。 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 ～ ，取 ? ? ~~ ???? nc mkb mm 為了不使齒寬過小，本設(shè)計(jì)中齒寬全部采用 。 在齒輪加工精度提高以后，包括我國(guó)在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。應(yīng)該注意的是，各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。2?Z 實(shí)際傳動(dòng)比 113939。239。39。239。3?Z ， 3739。2 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? cc o s2ar cc o s 39。5?Z ， 3339。3 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? cc o s2ar cc o s39。7?Z ， 3039。4 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? cc o s2ar cc o s39。9?Z ， 2539。5 ??? ZZig 精確螺旋角 ? ? ? ? ? c co s2ar c co s39。1?A 輸出軸與倒檔軸之間的距離： )2538( )( 12132 ?????? zzmA n mm 取整 8539。一、二檔和倒檔齒輪，應(yīng)該選用較大的值。21 ????????? ? ?? invinvi n vai n vazzx tt ? 查機(jī)械手冊(cè)齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ??nx 因?yàn)? o s17111 ???? ?z ，故要采用齒輪高度變位，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)： 039。 2 ?nx 二 檔齒輪的變位 壓力角 ??? 22c os 20t a na r c t a nc os t a na r c t a n ??? ? ?ta ?? o 75a r c c o sc o sa r c c o s 39。39。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 ? ? ? ? 0 5 a n2 a n2 39。109 ???????? ? ?? invinvi n v ai n v azzx tt ? 查機(jī)械手冊(cè)齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ?nx 變速器齒輪強(qiáng)度校核 齒輪材料的選擇原則 （ 1）滿足工作條件的要求。如對(duì)硬 度 ≤ 350HBS 的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在 30～ 50HBS左右。尺寸較小而又要求不高時(shí)，可選用圓鋼作毛坯。 應(yīng)選用硬齒面齒輪組合， 所有 齒輪 均選 用 20CrMnTi 滲碳后 表面 淬火 處理 ，硬度為 58～ 62HRC。mm； ?26?? ； ??K ； ?nm mm； ?cK ；???x ； ??K ； o s11c o s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得：y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： os101502c os2 33311?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 從動(dòng)齒輪： 已知： 33 1 81011381 5 0 ?????gTNmm； ?24?? ； ??K ； ?nm mm； ?cK ；??x ； ??K ； o s25c o s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得：y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： os101502c os2 33333?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 從動(dòng)齒輪： 已知： 33 10216102536150 ?????gTNmm； ?24?? ； ??K ； ?nm mm； ?cK ；??x ； ??K ； o s33c o s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得：y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： os101502c os2 33333?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 從動(dòng)齒輪： 30 已知 ： 33 2 71033281 5 0 ?????gTN 初選軸的直徑 在已知兩軸式變速器中心距 A 時(shí)，軸的最大直徑 d 和支承距離 L 的比值可在以下范圍內(nèi)選取：對(duì)輸入軸， Ld/ =～ ；對(duì)輸出軸， ?Ld/ ～。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）式，得： 2 0 109 5 5 0][ 109 5 5 0 33 333 3 ?????? nPd ? mm 所以，選擇軸的最小直徑為 20mm。 圖 變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角 軸的撓度和轉(zhuǎn)角如圖 所示 ，若軸在垂直面內(nèi)撓度為 cf ，在水平面內(nèi)撓度為 sf 和轉(zhuǎn)角為 δ，可分別用下式計(jì)算： EILbaFfc 3221? （ ） 33 EILbaFfs 3222? （ ） ? ?EIL ababF 31 ??? （ ） 式中： 1F —— 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）； 2F —— 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N）； E —— 彈性模量（ MPa）， E =105 MPa； I —— 慣性矩（ mm4），對(duì)于實(shí)心軸， 644dI ?? ； d —— 軸的直徑（ mm），花鍵處按平均直徑計(jì)算； a 、 b —— 齒輪上的作用力距支座 A 、 B 的距離（ mm）； L —— 支座間的距離（ mm）。 變速器輸入軸和輸出軸的剛度校核 （ 1）軸上受力分析 一檔工作時(shí)： 26c os101502c os22 31 111 11 ?? ??????? ?zmTdTF ngt ?N os 20t a ost a n 111 ???? ???? ntr FF N 3 4 726t a 9 1 3t a n 111 ???? ??ta FF N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知： a=20mm； b=180mm； L=200mm； d=25mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）、（ ）、（ ）得到： 34 LdE baFE ILbaFf rrc 4221221 3 643 ? ??? ~][0 1 9 0 641 8 6 0 9 45 22 ???????? ???? cfmm ~][0 4 7 0 641 8 9 1 33 64 45 224221 ???????? ?????? sts fLdE baFf ? mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 86 64)20180( )( 451 ??????? ???????? E I L ababF r? rad 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。 軸的強(qiáng)度計(jì)算 變速器在一檔工作時(shí)： 36 對(duì)輸入軸校核： 計(jì)算輸入軸的支反力： 26c os101502c os22 31 111 11 ?? ??????? ?zmTdTF ngt ?N os 20t a ost a n 111 ???? ???? ntr FF N 3 4 726t a 9 1 3t a n 111 ???? ??ta FF N 已知： a=20mm； b=180mm； L=200mm； d=25mm 垂直面內(nèi)支反力 對(duì) B 點(diǎn)取矩，由力矩平衡可得到 C 點(diǎn)的支反力 ，即： bFLF rA 1? （ ） 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）式，解得： AF = 同理，對(duì) A 點(diǎn)取矩，由力矩平衡公式可解得： NFB ? 水平面內(nèi)的支反力 由力矩平衡和力的平衡可知： bFaF BHAH ? （ ） 1tBHAH FFF ?? （ ） 將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（ ）、（ ）兩式，得到： NF NFBHAH ?? 計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩 B 點(diǎn)的最大彎矩為： 1BBAB MMM ?? 4 9 7 2 4 8 ???? aFM ABA Nmm 計(jì)算水平面內(nèi)的彎矩 6 0 4 4 0 2 2 ???? aFM AHBH N 將數(shù)據(jù)代入（ ）式，得： 4 1 9 8 8 43232 33m i nm i nm i n ?????? dMWM ?? MPa 33m a xm i nm a x ?????? dMWM ?? MPa 在低檔工作時(shí)， ???? 400MPa，符合要求。 30) 25 56 (3 20 060 10)(6010 3103626 ????? ?PCnL rh h 表 變速器各檔的相對(duì)工作時(shí)間或使用率 gif 車型 檔 位 數(shù) 最高檔 傳動(dòng)比 gif /% 變速器檔位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 轎 車 普通 級(jí) 以下 3 1 1 30 69 4 1 3 20 4 1 1 8 23 68 中 級(jí) 以 3 1 1 22 77 4 1 2 87 4 1 3 20 41 上 5 1 2 4 75 5 1 2 15 25 查表 可得到該檔的使用率 ，所以： 00 ??? h 所以軸承壽命滿足要求。 44 本章小結(jié) 本章主要對(duì)變速器的主要參數(shù)進(jìn)行了選擇，基本上完成了變速器主要尺寸的計(jì)算；同時(shí)對(duì)變速器各檔齒輪進(jìn)行彎曲疲勞強(qiáng)度和接觸疲勞強(qiáng)度校核、對(duì)輸入軸、輸出軸的基本尺寸進(jìn)行了設(shè)計(jì)；完成了軸的剛度和強(qiáng)度校核，以及完成了各軸軸承校核。得到廣泛應(yīng)用的是慣性式同步器。 慣性式同步器 慣性式