【正文】 計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、檔位數(shù)及各檔的傳動(dòng)比，因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。 通常，有級(jí)變速器具有 5 個(gè)前進(jìn)檔；重型載貨汽車和重型越野汽車則采用多檔變速器， 其前進(jìn)檔位數(shù)多達(dá) 6~16 個(gè)甚至 20 個(gè)。多于 5 個(gè)前進(jìn)檔將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，或者需要加裝具有獨(dú)立操縱機(jī)構(gòu)的副變速器，后者僅用于一定行駛工況。 有級(jí)變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力的齒輪副數(shù)目、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。此時(shí)，齒輪、軸 承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。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檔傳動(dòng)比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。轎車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的布置，因?yàn)檫@種布置使汽車的動(dòng)力 傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊、操縱性好且可使汽車質(zhì)量降低 6%~10%。 1） 第一軸； 2） 第二軸； 3） 中間軸 圖 轎車中間軸式四檔變速器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 兩軸式變速器沒有直接檔，因此在高檔工作時(shí)，齒輪和軸承均承載，因而噪聲比較大，也增加了磨損，這是它的缺點(diǎn)。因此，在變速器中，除低檔及倒檔外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。它們的共同特點(diǎn)是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接檔。 1） 第一軸； 2） 第二軸； 3） 同步器 圖 兩軸式變速器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 如圖 中的中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案示例的區(qū)別：圖 、 b所示方案有四對(duì)常嚙合齒輪，倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔；圖 23c 所示傳動(dòng)方案的二，三，四檔用常嚙合齒輪傳動(dòng)，而一檔和倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 圖 中間軸式六檔變速器傳動(dòng)方案 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。如果在附加殼體內(nèi)，布置倒檔傳 動(dòng)齒輪和換檔機(jī)構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。 倒檔傳動(dòng)方案 圖 。圖 26f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換檔結(jié)構(gòu)型式、軸承型式、潤滑和密封等因素。但是，在本設(shè)計(jì)中由于倒檔采用的是常嚙合方案，因此倒檔也采用斜齒輪傳動(dòng)方案 ，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制 造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅 質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。使用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動(dòng)脫檔。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施 Ⅱ 圖 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施 Ⅲ 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。3） 接合套 。8） 卡環(huán) 。目前，乘用車一般用 4~5個(gè)檔位的變速器。故有 則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動(dòng)比為 （ 31） 式中 ： m汽車總質(zhì)量； g重力加速度； ψmax道路最大阻力系數(shù)； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 max 2e gI TrTi Gr ? ??2max 0rgIeTGri Ti???max1mingngiq i??2 .5 51 .6 91 .1 2 ( 1)g IIg IIIg IViii??? 修 正 為3 IA maxA K T? rr驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑； Temax發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； i0主減速比； η汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。 超速檔的的傳動(dòng)比一般為 ~，本設(shè)計(jì)去五檔傳動(dòng)比 igⅤ =。三軸式變速器的中心局 A（ mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初定： (34) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 式中 K A中心距系數(shù)。貨車變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)： 四檔 (~)A 五檔 (~)A 六檔 (~)A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。 第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn 3 m a x0 .4 7nem T m m? (35) 其中 maxeT =170Nm，可得出 mn=。本設(shè)計(jì)取 。 16176。 一般貨車 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 20176。 25176。 ,嚙合套或同步器取 30176。 齒輪寬度 b 的大小直接影響著齒輪的承載能力， b 加大，齒的承載能力增高。 各檔傳動(dòng)比及其齒輪齒數(shù)的確定 在初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺 旋角后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù)、傳 動(dòng)比和結(jié)構(gòu)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 上面根據(jù)初選的 A 及 m 計(jì)算出的 ?Z 可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（ 38）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過來計(jì)算中心距 A，再以這個(gè) 修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。 則根據(jù)式（ 37）可計(jì)算出一檔實(shí)際傳動(dòng)比為： 。中間軸上倒檔傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)比一檔主動(dòng)齒輪 10 略小，取 1312?Z 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 1717Z? ?? 齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度想接近的程度。 有幾對(duì)齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會(huì)因保證各檔傳動(dòng)比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，還可通過選擇合適的螺旋角來達(dá)到中心距相同的要求。對(duì)于低檔齒輪，由于小齒輪的齒根強(qiáng)度較低，加之傳遞載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲斷裂的現(xiàn)象。其中，一檔主動(dòng)齒輪 10的齒數(shù) Z10〈 17，因此一檔齒輪需要變位。 輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復(fù)載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。 用移動(dòng)齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時(shí)兩個(gè)進(jìn)入嚙合的齒輪存在角速度茶，換檔瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。因此，比用于計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡化一些的計(jì)算公式來計(jì)算汽車齒 輪，同樣、可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。 —— 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ； fK —— 摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，從動(dòng)齒輪取 ； B—— 齒寬（ mm），取 20 T—— 端面齒距（ mm）； Y—— 齒形系數(shù)，如圖 所示。 故 同理可得： 7 M Pa? ? 。）； E—— 齒輪材料的彈性模量（ MPa），查資料可取 3190 10E M Pa?? ； B—— 齒輪接觸的實(shí)際寬度， 20mm； zb??、 —— 主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（ mm）； 直齒輪： （ 46） （ 47） 斜齒輪： （ 48） （ 49） 其中， zbrr、 分別為主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。由于一檔和倒檔齒輪較小，通常和中間軸做成一體，而高檔齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便齒輪磨損后更換。 m 為保證設(shè)計(jì)的合理性，軸的強(qiáng)度 與剛度應(yīng)有一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。由于第二黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 ? ?395500000 .2TTTPTnWd??? ? ?3959550000 57505 0 . 50 . 2 2 5T M P a? ???? 10PTGI? ??444170 100 10 1032? ?? ? ????軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對(duì)象。 mm； TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； P軸傳遞的功率， kw； d計(jì)算截面處軸的直徑， mm； [T? ]許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa。 mm； G 軸的材料的剪切彈性模量， MPa,對(duì)于鋼材， G = 410? MPa； PI 軸截面的極慣性矩， 4mm ， 32/4dI p ?? ； 將已知數(shù)據(jù)代入上式可得： 。； maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，為 170000N 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 2 2 22 2 25( 2 1 0 . 7 8 1 0 0 0 ) ( 1 1 0 . 7 8 1 0 0 0 ) (6 5 4 . 5 1 0 0 0 )6 . 9 1 0c s jM M M TN m m? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ?332Md?????2223sF a bfEIL?2213c Fa bf EIL?sff ??故危險(xiǎn)截面所受的合成彎矩為： （ 59） 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 ? （ MPa） : （ 510） 將 M 代入上式可得： ? ? ，在低檔工作時(shí) [? ]=400MPa，因此有： ? ?[? ]； 符合要求。之后，因作用在錐面上的法向力與兩錐面之間存在角速度差 ?? ，致使在錐面上作用有摩擦力矩，它使鎖環(huán)相對(duì)嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，并滑塊予以定位。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，接合套上的接合齒在換檔力的作用下通過鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合（圖），完成同步換檔。螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會(huì)使接觸面減少，增加磨損速度。但 ? 過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是 tan? ? f 。 時(shí)， 摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時(shí)，則有粘著和咬住的傾向；在 ? =7176。 R往往受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件的尺寸和布置的限制，以及 R 取大以后還會(huì)影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下式計(jì)算確定 22 mMb pfR?? （ 61） 設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的 b取 5mm。段造時(shí)選用錳黃銅等材料。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26176。 （ 7）同步時(shí)間 t 同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好 。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下屬范圍內(nèi)選?。簩?duì)轎車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ ；對(duì)貨車變速器高檔取 ～ ，低檔取 ～ 。為了防止這種情況的發(fā)生，應(yīng)設(shè)置自鎖裝置（如圖 所示）。 結(jié)論 本次設(shè)計(jì)是大眾捷達(dá)車型的變速器部分。中心距為 ，齒輪模數(shù) 通過較大的變速器傳動(dòng)比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求；變速器掛檔時(shí)用結(jié)合套，雖然增加了成本，但是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)。The thermoelasticconstant39。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我不但鞏固了以前所學(xué)的知識(shí) ，并從中學(xué)到了很多新的東西，尤其是《汽車設(shè)計(jì)》和《汽車?yán)碚摗愤@兩門課程。 另外，遇到技術(shù)困難的時(shí)候，車輛工程專業(yè)的老師們也給了我很