【正文】 選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意它對(duì)齒輪工作噪聲、齒輪的強(qiáng)度和軸向力有影響。同步器的接合齒和嚙合套多采用漸開線齒形。 乘用車變速器殼體的軸向尺寸為 ? ?A～　 。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置變速器的可能與方便和不因同一垂直面上的兩軸承孔之間的距離過小而影響殼體的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。m 0i ——主減速比， ?i ； T? ——汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率， ?T? 。采用如圖 25 所示的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案。 )，使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫擋的軸向力，如圖 24(c)所示。 防止自動(dòng)脫擋的結(jié)構(gòu) 自動(dòng)脫擋是變速器的主要故障之一。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大。 換擋機(jī)構(gòu)形式 變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器換擋三種形式。 某些汽車的變速器有僅在好路或空車行駛時(shí)才使用的超速擋。圖 23(f)的方案適用 于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，擋換更為輕便。 在除直接擋以外的其他擋位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。圖 21c中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并用同步器換擋；圖 21a所示方案的變速器有輔助支承，用來提高軸的剛度。 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、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)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。 表 21 松花江中意 HFJ6351B 的主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) HFJ6351B 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率 (kw) 外廓尺寸 (mm)(長(zhǎng) 寬 高 ) 356214801918 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 (N當(dāng)然，常嚙合齒輪副的增多將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分總慣性力矩的增大。其中，兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車多用 5 個(gè)擋。隨著電子技術(shù)的 4 發(fā)展，變速器的自動(dòng)控制進(jìn)一步完善，在各種使用工況下能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的最佳匹配，控制更加精確、有效，性能價(jià)格比大大提高。變矩器的作用是通過油液介質(zhì)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給變速器，它的傳遞效率通常只有 80%。手動(dòng)變速器的換擋操 3 作可以完全 遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率相對(duì)較低、價(jià)廉物美。福魯特采用耐用的摩擦材料進(jìn)一步完善了變速器的性能。 2 汽車變速器設(shè)計(jì)的目的和意義 現(xiàn)代汽車上廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很小，而復(fù)雜的使用條件要求汽車的驅(qū)動(dòng)力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。固定軸式變速器又分為兩軸式、三軸式和多軸式的。研究的基本內(nèi)容為：變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案，變速器各擋傳動(dòng)比的分配，變速器齒輪參數(shù)選擇，變速器各擋齒輪齒數(shù)分配，變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算，變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算，同步器和操縱機(jī)構(gòu)及箱體的設(shè)計(jì)，利用 Auto CAD 軟件繪制裝配圖和零件圖等八項(xiàng)內(nèi)容。在設(shè)計(jì)過程中主要需解決的問題有：變速器各參數(shù)的確定，變速器齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核，變速器軸的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核和軸承的校核計(jì)算，同步器和操縱機(jī)構(gòu)及箱體的設(shè)計(jì)以及繪制裝配圖及零件圖五大主要問題。變速器按其操縱方式又可分為自動(dòng)式、半自動(dòng)式、預(yù)選式、指令式、直接操縱式和遠(yuǎn)距離操縱式 [2]。為解決這一矛盾，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器，用來改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；利用空 擋 ，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換 擋 或進(jìn)行動(dòng)力輸出?，F(xiàn)代汽車變速器是 1894年由法國(guó)人路易斯 2． 自動(dòng)變速器 自動(dòng)變速器是根據(jù)車速和負(fù)荷 (油門踏板的行程 )來進(jìn)行雙參數(shù)控制，擋位根據(jù)上面的兩個(gè)參數(shù)來自動(dòng)升降。 IVT 由于不使用變矩器，與其它變矩器比較， IVT 具有效率高、不易 打滑、油耗低、不需要工藝復(fù)雜造價(jià)高昂的金屬傳送帶、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，加上傳遞扭矩大，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)過度發(fā)熱，不但使用于轎車，也使用于越野車，是一種新型變速器。無級(jí)變速器裝有自動(dòng)控制裝置，行車中可以根據(jù)車速自動(dòng)調(diào)整擋位，無需人工操作，省去了換擋及踩踏離合器踏板的操作。商用車變速器采用 45 個(gè)擋或多擋。三軸式變速器的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。 手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)要求 1. 正確選擇變速 器的擋位數(shù)和傳動(dòng)比，使其和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性； 2. 設(shè)置空擋以保證汽車在必要時(shí)能將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分離，設(shè)置倒擋使汽車能倒退行駛； 3. 操縱簡(jiǎn)單、方便、迅速、省力； 4. 傳動(dòng)效率高，工作平穩(wěn)、無噪聲； 5. 體積小、質(zhì)量輕、承載能力強(qiáng)，工作可靠； 6. 制造容易、成本低廉、維修方便、使用壽命長(zhǎng)； 7. 貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化及總成系列化等設(shè)計(jì)要求，遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定； 8. 需要時(shí)應(yīng)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。m) (3000～ 3500r/min) 82 輪距 (前 )(mm) 1215 滿載軸荷 前 (kg) 678 輪距 (后 )(mm) 1200 后 (kg) 852 軸距 (mm) 1960 主減速器減速比 最高車速 (km/h) 105 載質(zhì)量 (kg) 560 最大爬坡度 (%) 20 整車整備質(zhì)量 (kg) 970 輪胎規(guī)格 155R12C 滿載總重 (kg) 1530 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和形式選擇 有級(jí)變速器與無級(jí)的相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，具有高的傳動(dòng)效率（ η=～ ） ，因此在各種類型的汽車上均得到了廣泛的應(yīng)用。 兩軸式和三軸式變速器都得到了廣泛的應(yīng)用。 圖 21 兩軸 式變速器傳動(dòng)方案 9 中間軸式變速器特點(diǎn)分析 中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。 以上各方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋形式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。 為了縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車倒擋傳動(dòng)采用圖 23(g)所示方案；其缺點(diǎn)是一、倒擋各用一根變速器撥叉軸，使變速器 上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。使用傳動(dòng)比小于 1 的超速擋，能夠更充分的利用發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，使汽車行駛 1Km 所需發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的總轉(zhuǎn)數(shù)減少 ，因而有助于減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和降低燃料消耗。 汽車行駛時(shí)，因變速器內(nèi)各轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪有不同的角度，所以用軸向滑動(dòng)直齒齒輪方式換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨噪聲。因此，目前這 種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上應(yīng)用。由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫擋。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。其中齒輪結(jié)構(gòu)形式斜齒圓柱齒輪；換擋機(jī)構(gòu)形式為環(huán)式同步器的方案。 將各數(shù)據(jù)代入式 (31)中得 )11s i n11c o ()s i nc o s(0m a xm a xm a x1?????????????Terg iTrfmgi??? 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件 18 ?? 201m a x Gr iiT r Tge ? 可求得變速器一擋傳動(dòng)比為 Terg iT rGi ??0max21 ? (32) 式中 2G ——汽車滿載靜止與水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，8522 ?G Kg； ? ——道路的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 ?? ～ ； 其他參數(shù)同式 (31)。還有，變速器中心取得過小，會(huì)使變速器長(zhǎng)度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞 [11]。 20 商用車變速器的軸向尺寸為： 四擋 ? ?A～ ：五擋 ? ?A～ ；六擋 ? ?A～　 所以本設(shè)計(jì)變速器的軸向尺寸可初選 為 23 8~21 070)~( ???A mm，取整 225?A mm。由于工藝上的考慮，同一變速器中的結(jié)合齒采用同一模數(shù)。在齒輪選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加 ，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。 21 表 32 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 項(xiàng)目 車型 齒形 壓力角 α 螺旋角 β 轎 車 高齒并修形的齒形 ? ， ?15 ， ?16 ， ? ?25 ～ ?45 一般貨車 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 ?20 ?18 ～ ?26 重型車 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 低擋、倒擋齒輪 ? ，?25 小螺旋角 斜齒輪在變速器中得到廣泛應(yīng)用。 所選模數(shù)應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T1357—1987 的規(guī)定，在本設(shè)計(jì)中所有齒輪模數(shù)選擇 。實(shí)際初可根據(jù)中心距離 A 的尺寸參照下列關(guān)系初選。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。故有 ? ? m a xm a xm a x01m a x s i nc os ???? mgfmgr iiT r Tge ??? 則由最大爬坡度要求的變速器 1 擋傳動(dòng)比為 Terg iT rfmgi ? ??0m a xm a xm a x1 )s inc os( ?? (31)式中 m——汽車總質(zhì)量， 1530?m kg； g ——重力加速度， ?g m/s2； f ——道路附著系數(shù)， ?f ； r ——驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑， 269?rr mm； maxeT ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 82max ?eT N 本設(shè)計(jì)所采用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 在本次設(shè)計(jì)中采用 5+1 擋中間軸式變速器。 ～3。為了操縱方便發(fā)，要求換入不同擋位的變速桿行程應(yīng)盡可能一樣，如利用同步器或嚙合套換擋，就很容易實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。這時(shí)，不僅換擋行程短，同時(shí)因承受換擋沖擊載荷的接合齒數(shù)多，而輪齒又不參與換擋，所以它們都不會(huì)過早損壞；但因不能消除換擋沖擊，仍然要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。將高擋布置在靠近軸的兩端支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命 [7]。圖 23(e)所示方案是將一、倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。因?yàn)橹苯訐醯睦寐室哂谄渌麚跷唬蚨岣吡俗兯倨鞯氖褂脡? 圖 22 中間軸式變速器傳動(dòng)方案 10 命；在其他前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過設(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，一擋仍然有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用 常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪可以不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案件中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或接合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或接合套換擋，各擋同步器或接合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。其特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體；多數(shù)方案的倒擋傳動(dòng)常用滑動(dòng)齒輪，其它擋位均用常嚙合齒輪傳動(dòng)。但與傳動(dòng)比為 1 的直接擋比較，采用超速擋會(huì)降低傳動(dòng)效率。 7 第 2 章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案確定 設(shè)計(jì)所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) 本設(shè)計(jì)是根據(jù)松花江中意 HFJ6351B 的技術(shù)參數(shù)來設(shè)計(jì)一種輕型貨汽車變速器，其具體參數(shù)如表 21。因此，在變速器中，除低擋及倒擋齒輪外，直齒圓柱齒輪已被斜齒圓柱齒輪所取代。 從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置上來說，目前，兩軸式和三軸式變速器都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，乘用車一般采用 45 個(gè)擋位的變速器。 現(xiàn)代無級(jí)變速器傳動(dòng)效率提高，變速反應(yīng)快、油耗低。 4． 無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器 (IVT) 無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器與其它自動(dòng)變速器的差別之一是不使用變矩器。手動(dòng)變速器又稱手動(dòng)齒輪式變速器，含有可以在軸向滑動(dòng)的齒輪，通過不同齒輪的嚙合達(dá)到變速變矩的目的 [3]。 1921 年英國(guó)人赫伯特 殼底放油塞多放置磁鐵 以吸附油內(nèi)鐵屑。有級(jí)變速器按其前進(jìn)擋的擋位數(shù)分為三、四、五擋和多擋的；而按其軸中心線的位置又可分為固定軸線式、旋轉(zhuǎn)軸線式和綜合式的。 本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)哈飛 HFJ6351B 的有關(guān)參數(shù)，通過變速器各部分參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本符合要求的手動(dòng)變速器。 關(guān)鍵詞： 變速器；傳動(dòng)比；參數(shù)；設(shè)計(jì)計(jì)算 II Abstract Automotive transmission parts in the automobile assembly of an important part of the main drive system. Transmission of the power structure of the vehicle, economy , manipulation of the reliability and portability, the smooth drive