【正文】 計時首先應根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動比范圍、檔位數(shù)及各檔的傳動比，因為它們對汽車的動力性與燃料經(jīng)濟性都有重要的直接影響。 通常，有級變速器具有 5 個前進檔；重型載貨汽車和重型越野汽車則采用多檔變速器， 其前進檔位數(shù)多達 6~16 個甚至 20 個。多于 5 個前進檔將使操縱機構(gòu)復雜化，或者需要加裝具有獨立操縱機構(gòu)的副變速器，后者僅用于一定行駛工況。 有級變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關，包括傳遞動力的齒輪副數(shù)目、黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 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，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比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點。轎車多采用前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的布置，因為這種布置使汽車的動力 傳動系統(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 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 兩軸式變速器沒有直接檔，因此在高檔工作時，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。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 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 如圖 中的中間軸式四檔變速器傳動方案示例的區(qū)別：圖 、 b所示方案有四對常嚙合齒輪，倒檔用直齒滑動齒輪換檔；圖 23c 所示傳動方案的二，三，四檔用常嚙合齒輪傳動，而一檔和倒檔用直齒滑動齒輪換檔。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 圖 中間軸式六檔變速器傳動方案 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。如果在附加殼體內(nèi)，布置倒檔傳 動齒輪和換檔機構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。 倒檔傳動方案 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，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，在本設計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方案 ，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動載荷，提高了齒輪的強度和壽命。其缺點是結(jié)構(gòu)復雜，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。使用中因接觸部分擠壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動脫檔。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 圖 防止自動脫檔的結(jié)構(gòu)措施 Ⅱ 圖 防止自動脫檔的結(jié)構(gòu)措施 Ⅲ 在本設計中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的。3） 接合套 。8） 卡環(huán) 。目前，乘用車一般用 4~5個檔位的變速器。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)； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 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)動輪的滾動半徑； Temax發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； i0主減速比； η汽車傳動系的傳動效率。 超速檔的的傳動比一般為 ~，本設計去五檔傳動比 igⅤ =。三軸式變速器的中心局 A（ mm）可根據(jù)對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經(jīng)驗公式初定： (34) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 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： 四檔 (~)A 五檔 (~)A 六檔 (~)A 當變速器選用常嚙合齒輪對數(shù)和同步器多時，中心距系數(shù) KA 應取給出系數(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=。本設計取 。 16176。 一般貨車 GB135678 規(guī)定的標準齒形 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)預先確定的變速器檔數(shù)、傳 動比和結(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，這時應從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過來計算中心距 A，再以這個 修正后的中心距作為以后計算的依據(jù)。 則根據(jù)式（ 37）可計算出一檔實際傳動比為： 。中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數(shù)比一檔主動齒輪 10 略小，取 1312?Z 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 19 1717Z? ?? 齒輪變位系數(shù)的選擇 齒輪的變位是齒輪設計中一個非常重要的環(huán)節(jié)。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達到和大齒輪強度想接近的程度。 有幾對齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會因保證各檔傳動比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。對斜齒輪傳動，還可通過選擇合適的螺旋角來達到中心距相同的要求。對于低檔齒輪，由于小齒輪的齒根強度較低，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；輪齒再重復載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。 用移動齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時兩個進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。 —— 應力集中系數(shù)，可近似取 ； fK —— 摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取 ，從動齒輪取 ； 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—— 齒輪接觸的實際寬度， 20mm； zb??、 —— 主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（ 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 為保證設計的合理性，軸的強度 與剛度應有一定的協(xié)調(diào)關系。由于第二黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 26 ? ?395500000 .2TTTPTnWd??? ? ?3959550000 57505 0 . 50 . 2 2 5T M P a? ???? 10PTGI? ??444170 100 10 1032? ?? ? ????軸結(jié)構(gòu)比較復雜，故作為重點的校核對象。 mm； TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； P軸傳遞的功率， kw； d計算截面處軸的直徑， mm； [T? ]許用扭轉(zhuǎn)切應力， MPa。 mm； G 軸的材料的剪切彈性模量， MPa,對于鋼材， 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)動機最大轉(zhuǎn)矩，為 170000N 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 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)合作用下的軸應力 ? （ MPa） : （ 510） 將 M 代入上式可得： ? ? ，在低檔工作時 [? ]=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)相對嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個角度，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，同步器解除鎖止狀態(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。螺紋槽設計得大些，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， 摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴時，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零件的尺寸和布置的限制，以及 R 取大以后還會影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。設計時可根據(jù)下式計算確定 22 mMb pfR?? （ 61） 設計中考慮到降低成本取相同的 b取 5mm。段造時選用錳黃銅等材料。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)的強度。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26176。 （ 7）同步時間 t 同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好 。為此，同步時間與車型有關，計算時可在下屬范圍內(nèi)選取：對轎車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ ；對貨車變速器高檔取 ～ ，低檔取 ～ 。為了防止這種情況的發(fā)生，應設置自鎖裝置（如圖 所示）。 結(jié)論 本次設計是大眾捷達車型的變速器部分。中心距為 ，齒輪模數(shù) 通過較大的變速器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達到其經(jīng)濟性和動力性的要求；變速器掛檔時用結(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，齒輪傳動更平穩(wěn)。The thermoelasticconstant39。在這次畢業(yè)設計中，我不但鞏固了以前所學的知識 ，并從中學到了很多新的東西，尤其是《汽車設計》和《汽車理論》這兩門課程。 另外，遇到技術(shù)困難的時候，車輛工程專業(yè)的老師們也給了我很