【正文】 當(dāng)工作轉(zhuǎn)速高時，若軸向載荷不十分大時，可以采用角接觸球軸承承受純軸向力。 (3)軸承的轉(zhuǎn)速 在一般轉(zhuǎn)速下，轉(zhuǎn)速的高低對類型的選擇不發(fā)生什么影響，只有在轉(zhuǎn)速較高時，才會有比較顯著的影響。 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 sff ??將數(shù)值代入式（ 337）和（ 338）得： 故軸的全撓度為 22 98 f f m m m m? ? ? ?，符合剛度要求。 對于一般傳動軸可取 [ ] ~ 1( ) / m? ??；故也符合剛度要求。下面 對第一軸和第二軸進行校核。在草圖設(shè)計時，由齒輪、換擋部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長度。 將作用在變速器第一軸上的載荷 maxeT 作為計算載荷時，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 j? 見下表： 表 32 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 整理可得： 直齒： )s i n1s i n1(c osc ???? bzc gj rrmdk T ??? 斜齒： )s i nc oss i nc os(c osc 22??????? bznc gj rrmdk T ?? 通過計算可以得出各擋齒輪的接觸應(yīng)力分別如下： 一檔 σ j11 = σ j12 = 二檔 σ j9 = σ j10 = 三檔 σ j7 = σ j8 = 齒輪 j?/MPa 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一擋和倒擋 1900~2022 950~1000 常嚙合齒輪和高擋 1300~1400 650~700 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 四檔 σ j5 = σ j6 = 五檔 σ j3 = σ j4 = 倒 檔 σ j13 = σ j14 = σ j15= 對照上表可知，所設(shè)計變速器齒輪的接觸應(yīng)力基本符合要求。 （ 1）齒輪彎曲強度計算 直齒輪彎曲應(yīng)力 W? （ 320） 式中， W? 彎曲應(yīng)力 (MPa)； 10tF 一擋齒輪 10 的圓周力 (N)， ；其中 為計算載荷 (N 齒輪工作時，一對相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細小裂縫中的潤滑油油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點蝕。對于低擋齒輪，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。 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，會因保證各擋傳動比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。 齒輪的變位是齒輪設(shè)計中一個非常重要的環(huán)節(jié)。 確定其他擋位的齒數(shù) 二擋傳動比 （ 313） 而 ，故有 （ 314） 對于斜齒輪， （ 315） 故有： 52109 ?? ZZ （ 316） 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 1214151513 ZZZZZZi gr ???)(21 151439。 四、 主要零件 的選擇 (一 )各檔傳動比機器齒輪齒數(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)先確定的變速器擋數(shù)、傳動比和結(jié)構(gòu)方案來分配各擋齒輪的齒數(shù)。 ,嚙合套或同步器取 30176。 15176。 （ 1）齒輪模數(shù) 建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，所選取的模數(shù)大小應(yīng)符合 JB11160 規(guī)定的標準值。故有： ig2= ig3= ig4= ig5= ig6=1 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 中心距對變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強度。 選擇最低擋傳動比時，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。 采用同步器換擋可保證齒輪在換擋時不受沖擊，使齒輪強度得以充分發(fā)揮，同時操縱輕便，縮短了換擋時間，從而提高了汽車的加速性、經(jīng)濟性和行駛安 全性，此外，該種型式還有利于實現(xiàn)操縱自動化。 直齒滑動齒輪換擋的特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但由于換擋不輕便、換擋時齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動花鍵磨損后易造成脫擋、噪聲大等原因 ，采用直齒滑動齒輪換擋時，換擋行程長也是它的缺點。倒擋的傳動比雖然與一擋的傳動比接近，但因為使用倒擋的時間非常短，從這點出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處。但換擋時有兩對齒輪同時進入嚙合，使換擋困難。 發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的轎車采用中間軸式變速器，為縮短傳動軸長度，可將變速器后端加長，如圖 23a、 b 所示。再除直接擋以外的其他擋位工作時，中間軸式變速器的傳動效率略有降低，這是它的缺點。 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 1— 第一軸； 2— 第二軸； 3— 同步器 圖 22 兩軸式變速器 有級變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。 1— 第一軸； 2— 第二軸； 3— 中間軸 圖 21 轎車中間軸式四擋變速器 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 兩軸式變速器如圖 22 所示。 三軸式變速器如圖 21 所示，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。但采用手動的機械式操縱機構(gòu)時，要實現(xiàn)迅速、無聲換擋，對于多于 6 個前進擋的變速器來說是困難的。 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 二、 變速器方案的確定 (一 )變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 變速器由傳動機構(gòu)與操縱機構(gòu)組成。目前國內(nèi)采用這種驅(qū)動布置的主要有華晨寶馬、豐田銳志、皇 冠等少數(shù)車型。而總結(jié)新的經(jīng)驗公式又需要豐富的設(shè)計經(jīng)驗與知識，是一個長期的過程。減小體積和質(zhì)量，提高傳扭能力，是當(dāng)前汽車變速器優(yōu)化設(shè)計的主要目的，因為減小變速器的體積和質(zhì)量可減少制造費用，降低齒輪動載荷，提高齒輪壽命，使汽車的總體布置更為方便和靈活 。傳統(tǒng)來說，變速器制造包含大量昂貴的機器，以及為機械加工和裝配操作所需留出的空間限制的設(shè)計。多尼斯發(fā)明。 （ 3）手動 /自動變速器 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 其實通過對一些車友的了解，他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動變速器，而且在某些時候也需要自動的感覺。例如，受到載運量、道路坡度、路面質(zhì)量、交通狀況等條件的影響，汽車所需的牽引力和車速需要在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)各種使用要求；此外，汽車還需要能倒向行駛，發(fā)動機本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來實現(xiàn)。 47 附錄 1 4 二、變速器方案的確定 1 (二 ) 國內(nèi)外研究狀況 同時針對各影響因素結(jié)合變速器的結(jié)構(gòu)和目標性能進行優(yōu)化。在提高傳動效率，換擋舒適性，整機 NVH性能，輕量化等方面進行研究。 12 21 26 32 45 (二 ) 齒輪的 NVH 優(yōu)化設(shè)計 上述發(fā)動機牽 引力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向與汽車牽引力、車速、行駛方向等之間的矛盾，單靠發(fā)動機本身是難以解決的，車用變速器應(yīng)運而生，它與發(fā)動機匹配，通過多擋位切換，可以使驅(qū)動輪的扭矩增大到發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的幾分之一。這樣手動 /自動變速 器便由此誕生。無級變速系統(tǒng)不像手動變速器或自動變速器那樣用齒輪變速，而是用兩個滑輪和一 個鋼帶來變速，其傳動比可以隨意變化，沒有換擋的突跳感覺。最新的技術(shù)包括，如在最新的 Ford／ Getra96檔變速器中可以看到的激光焊接沖壓鋼滑動齒輪選擇器軸套。當(dāng)發(fā)動機選定時，就要求設(shè)計的變速器在規(guī)定的使用年限內(nèi)保證其性能，而且要求變速器體積最小，節(jié)省材料，降低成本。當(dāng)今科技日新月異，轎車生產(chǎn)的手段方法與目標也不斷在改變。以寶馬為例，除其中某幾款四驅(qū)車型以外，其余車型均采用前置后驅(qū)的形式。 有級變速器與無級 變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、制造低廉，具有高的傳動效率（ η =~），因此在各類汽車上均得到廣泛的應(yīng)用。因此，直接操縱式變速器擋位數(shù)的上限為 6 擋。將第一、第二軸直接連接起來傳遞扭矩則稱為直接擋。與三軸式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單 、緊湊且除最到擋外其他各擋的傳動效率高、噪聲低。后者比直齒輪有更長的壽命 、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。在擋數(shù)相同的條件下，各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù)，換擋方式和到擋傳動方案上有差別。伸長后的第二軸有時裝在三個支承上，其最后一個支承位于加長的附加殼體上。圖 26c 所示方案能獲得較大的倒擋傳動比，缺點重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 是換擋程序不合理。 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 (二 )變速器主要零件結(jié)構(gòu)方案的分析 變速器的設(shè)計方案必需滿足使用性能、制造條件、維護方便及三化等要求。因此，除一擋、倒擋外很少采用。其缺點是結(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。 汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。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： A = 3 1max 0AK T i η (34) 式中， K A中心距系數(shù)。 第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 3 m a 7nem T m m? (35) 其中 maxeT =170Nm，可得出 mn=，取 。 16176。；斜齒輪螺旋角β取 30176。下面結(jié)合本設(shè)計來說明分配各擋齒數(shù)的方法。 ZZmA n ???cos2 )( 1513 zzmA n ????（ 314） 聯(lián)立 （ 316） 得： 2131 109 ?? ZZ 、 。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，它還影響齒輪的強度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。為保證各對齒輪有相同的中心距，此時應(yīng)對齒輪進行變位。 總變位系數(shù)越小，一對齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強度越低。他使齒形誤差加大，產(chǎn)生動載荷，導(dǎo)致輪齒折斷。 mm)， d為節(jié)圓直徑。 (三 )變速器軸的強度計算與校核 （ 1）軸的結(jié)構(gòu) 第一軸通常和齒輪做成一體，前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。而軸的直徑可參考同類汽車變速器軸的尺寸選定，也可由下列經(jīng)驗公式初步選定： 第一軸和中間軸： (0. 4 ~ 0. 5 ) ,d A mm? （ 326） 第一軸花鍵部分直徑 d(mm)初