【正文】 ，燃油經(jīng)濟(jì)性有著密切的聯(lián)系。 倒檔布置方案 通過對汽車設(shè)計(jì) 資料的查找，總結(jié)一下方案。 本設(shè)計(jì)全部選用直齒輪。設(shè)計(jì)要求變速器齒輪齒面的表面粗糙度：應(yīng)在 aa ～RR μm范圍內(nèi)選用。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的常嚙合齒輪副，齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有 滾針軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上（特殊情況）。 變速器中采用圓錐滾子軸承直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。荷，面時，驅(qū)動橋承受的載汽車滿載靜止于水平路 ；路面上道路附著系數(shù)，在良好式中， ? ??G ?? 綜上所述，變速器的月 I 擋傳動比為?gIi。 重載車四檔變速器殼體的軸向尺寸 ~。由于制造工藝上的原因，同一變速器中的結(jié)合套模數(shù)都去相同，轎車和輕型貨車取 2~。~45176。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 α 取 20176。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬： 直齒 b=(~)m， mm 斜齒 b=(~)m， mm 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 這里 ?Z 修正為 51，則根據(jù)式（ 310）反推出 A=。 而通常情況下，倒檔軸齒輪 13Z 取 21~23，此處取 13Z =23。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時增加一對齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。 變速器齒輪是在承受循環(huán)負(fù)荷的條件下工作，有時還承受沖擊負(fù)荷。 變位系數(shù) (319) 式中 Z 為要變位的齒輪齒數(shù)。 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 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 13 10tfW F K Kbty?? ?10 2/tgF T d?K?gT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。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。 依據(jù)計(jì)算二檔齒輪的方法可以得出其他檔位 齒輪的彎曲應(yīng)力，其計(jì)算結(jié)果如下： 三檔： 四檔： 五檔： 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 15 j?110 .4 1 8jzbFEb? ??????????j?1 2/gF T d?sinsinzzbbrr????? ?? ? 22s i n / coss i n coszzbbrr? ? ?? ? ??? 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時，對常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在 180~350MPa 范圍內(nèi)，因此，上述計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求。第一軸如圖 41 所示： 圖 35 變速器第一軸 中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。 軸的校核 由變速器結(jié)構(gòu)布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強(qiáng)度是足夠的，僅對其危險斷面 進(jìn)行驗(yàn)算即可。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示。 代入上式可得： ， ， 。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖 39b），使嚙合套的移動受阻，同步器在鎖止?fàn)顟B(tài)，換檔的第一階段結(jié)束。圖 310a 中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖 53b 則適用于重型汽車。時就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 （ 6）同步環(huán)徑向 厚度 與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度要受機(jī)構(gòu)布置上的限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步環(huán)的徑向厚度必須保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)中同步器徑向?qū)挾热?。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)動慣量對同步時間有影響以外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦追面上的軸向力，均對同步時間有影響。 ，變速器齒輪間將發(fā)生極大沖擊，導(dǎo) 致零件損壞。即使達(dá)到完全齒寬嚙合，也可能由于汽車震動等原因，齒輪產(chǎn)生軸向移動而減少了齒輪的嚙合長度，甚至完全脫離嚙合。本次設(shè)計(jì)鎖止角 ? 取 ?30 。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的 2～ 3 倍。 （ 4)錐面工作長度 b 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 22 縮短錐面工作長度，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。 ? =6176。試驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對摩擦因數(shù)的影響很大，摩擦因數(shù)隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過大。 第 4 章 變速器同步器和操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 變速器的同步器的設(shè)計(jì) 1. 同步器的結(jié)構(gòu) 在前面已經(jīng)說明，本設(shè)計(jì)所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 38 鎖環(huán)式同步器 9變速器齒輪 2滾針軸承 8結(jié)合齒圈 7鎖環(huán)（同步環(huán)） 5彈簧 6定位銷 10花鍵轂 11結(jié)合套 如圖（ 38），此類同步器的工作原理是：換檔時，沿軸向作用 在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動定位銷和鎖環(huán)移動，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。； maxeT 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，為 170000Nmm； 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。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。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)。 二檔齒輪圓周力： （ 323） 根據(jù)斜齒輪參數(shù)計(jì)算公式可得出： 87ttFF? = 齒輪 8 的當(dāng)量齒數(shù) 3/cosnzz ?? =，可查表（ 34）得： 8 ? 。此外，汽車變速器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級、支撐方式也基本一致。本次設(shè)計(jì)的齒輪的材料選用 40Cr。 根據(jù)上述理由，為降低噪聲，變速器中除去一、二檔和倒檔以外的其他各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小的一些數(shù)值，以便獲得低噪聲傳動。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標(biāo)，故采用的較多。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。 一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設(shè)計(jì)中倒檔傳動比 gri 取 。 7 1 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 10 91012 ZZiZZ gI ?? ?ZZ?co s2 )( 21 ZZmA n ??nmAZZ ?c os221 ?? 圖 33 五 檔變速器示意圖 當(dāng)房車三軸式的變速器~?gIi時，則 范圍內(nèi)選擇可在 17~1510Z ，此處取10Z =16，則可得出 9Z =35。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。 小螺旋角 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 9 10912 ZZZZi gI ??mAZ 2??壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。176。 一檔直齒輪的模數(shù) m 3 ? mm (38) 通過計(jì)算 m=3。對轎車， K A =~；對貨車， K A =~；對多檔 主變速器， K A =~11； TI max 變速器處于一檔時的輸出扭矩： TI max=Te max igI η =62803N﹒ m 故可得出初始中心距 A=。故有 m axm axm ax0m ax )sincos( ???? gmfgmr iiT aar Tge ???? （ 31） 則由最大爬坡度要求的變速器 Ι檔傳動比為 0m axm ax?????????Terag iTrgmi?? （ 32） 最大道路阻力系數(shù)。商用車變速器采用 4～ 5 個檔或多檔。 [14] 汽車變速器軸承的選擇 變速器軸承種類很多，變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。從加工方便來看，定心外徑及矩形花鍵齒側(cè)的磨削比漸開線花鍵要容易 [7]。圖32 中的尺寸 1D 可取為花鍵內(nèi)徑的 ～ 倍。直齒圓柱齒輪主要用于一檔、倒檔齒輪，應(yīng)力要求較低。結(jié)構(gòu)決定了變速器的設(shè)計(jì)要求較高，不僅要求運(yùn)行噪聲小，而且設(shè)計(jì)車速高，故選中間軸式變速器作為傳動方案。特點(diǎn)：變速器一軸后端與常嚙合齒輪做成一體，絕大多數(shù)方案的第二軸與一軸在同一條直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接檔，使用直接檔變速器齒輪和軸承及中間軸不承載受壓，此時噪聲低，齒輪、軸承的磨損減少 [14]。 查閱最近幾年相關(guān)資料， 發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車上多用兩軸式變速器。通過查閱資料，軸承壽命設(shè)計(jì)計(jì)算一般按汽車的大修里程，維修次數(shù)計(jì)算，一般汽車大修里程為 30 萬公里。中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的中檔汽車上，還有旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。主要參數(shù)：兩軸齒輪中心距、變速器軸向基本尺寸、兩軸的直徑、齒輪相關(guān)參數(shù) 、齒數(shù)和模數(shù)等。其功能：調(diào)節(jié)和變換發(fā)動機(jī)的性能；將動力傳遞至驅(qū)動車輪。 變速器傳動機(jī)構(gòu)分類方法。 對變速器傳動機(jī)構(gòu)的分析 設(shè)計(jì)過程中，通過對兩軸和中間軸式變速器比較。計(jì)算汽車變速器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，進(jìn)行校核計(jì)算。但兩軸式變速器也有弊端，它不能設(shè)置直接檔。就動力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會，提高了汽車的加速和爬坡能力。 常見的倒檔布置方案如圖 31 所示。 齒輪設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動支承等方式之一與軸連接 [14]。設(shè)計(jì)齒輪盡量要求齒輪制造精度不低于 7 級。此時軸的制造，軸的表面粗糙度不應(yīng)低與 μm，硬度不低于 58～ 63HRC。 由于本設(shè)計(jì)的變速器，為兩軸式變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計(jì)中變速器輸入軸、輸出軸的前、后軸承按直徑 系列均選用圓錐滾子軸承。因此，本次設(shè)計(jì)的房車變速器為 5 檔變速器。 超速檔的的傳動比一般為 ~，本設(shè)計(jì)五檔傳動比 igⅤ =。 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數(shù)和同步器多時，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。本設(shè)計(jì)取 。 一般貨車 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 20176。,嚙合套或同步器取 30176。 表 34 變速器參數(shù) 齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 各檔的齒輪的齒數(shù) Z 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)、傳動比和結(jié)構(gòu)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 由式（ 27）求出常嚙合齒輪的傳動比 （ 311） 由已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)可確定 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等