【正文】 ... 42 本章小結(jié) ................................................. 45 第 4 章 變速 器同步器其它零件設(shè)計(jì) ................................ 47 運(yùn)慣性式同步器 ........................................... 47 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu) ................................... 47 鎖環(huán)式同步器的工作原 理 ............................... 47 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 ........................... 48 主要參數(shù)的確定 ........................................... 49 摩擦因數(shù) f ............................................ 49 同步環(huán)主要尺寸的確定 ................................. 50 鎖止角 ? ............................................. 51 同步時(shí)間 ............................................. 51 變速器箱體設(shè)計(jì)原則 ....................................... 51 本章小結(jié) ................................................. 52 結(jié) 論 ....................................................... 53 致 謝 ....................................................... 54 參考文獻(xiàn) ....................................................... 55 附錄 1 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。因此必須對(duì)汽車(chē)各部分（發(fā)動(dòng)機(jī)、變速器、懸架、制動(dòng)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)等）進(jìn)行自動(dòng)控制，并從各部分的單獨(dú)控制向整車(chē)一體化控制發(fā)展，從一般控制向智能控制發(fā)展。 設(shè)計(jì)二軸五檔變速器的目的和意義 變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系中一個(gè)比較關(guān)鍵的部件，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響到汽車(chē)的使用性能。在汽車(chē)變速器的設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，首先要根據(jù)變速器運(yùn)用的實(shí)際場(chǎng)合來(lái)對(duì)一些主要參數(shù)做出選擇。但是根據(jù)我們國(guó)家的實(shí)際現(xiàn)狀，目前中國(guó)市場(chǎng)對(duì) 轎 車(chē)的需求，在短時(shí)間內(nèi)，甚至相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi) 轎 車(chē)仍然具有一定的發(fā)展的空間。 變速器的設(shè)計(jì)思想 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的 轎 車(chē)的基 本參數(shù)，及發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù) 。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，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)直接輸出動(dòng)力。不過(guò)，增加檔數(shù)會(huì)使變速器機(jī)構(gòu)復(fù)雜和質(zhì)量增加，軸向尺寸增大、成本提高、操縱復(fù)雜。 操縱機(jī)構(gòu)布置方案 概述 根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用操縱機(jī)構(gòu)完成選檔和實(shí)現(xiàn)換檔或退到空檔。 8 典型的操縱機(jī)構(gòu)以及鎖止裝置 圖 23 典型的操縱機(jī)構(gòu)圖 定位裝置的作用是將被嚙合件保持在一定位置上，并防止自動(dòng)嚙合和分離，一般采 用彈簧和鋼球式機(jī)構(gòu)。同上述兩種換檔方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。 （ 3） 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式 圖 26 為與上述鎖塊機(jī)構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝 置。 倒檔鎖 的作用是使駕駛員必須對(duì)變速桿施加更大的力，方能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，以防誤掛倒檔，造成安全事故。m 最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速 6300r/min 最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速 4300r/min 最高車(chē)速 200km/h 總質(zhì)量 1430kg 整備質(zhì)量 2500kg 檔數(shù) 近年來(lái)，為了降低 油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢(shì)。影響最低檔傳動(dòng)比選取的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車(chē)最 大爬坡能力、驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著力、主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車(chē)速等。m ； 0i —— 主減速比， 4； T? —— 汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，轎車(chē)可取 ~，故選 T? 為 。對(duì)于乘用車(chē)為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，乘用車(chē)和總質(zhì)量在 ~ 的貨車(chē)為 ~，取 m=。或 25176。壓力角。 4. 齒寬 b 齒寬的選擇既要考慮變速器的質(zhì)量小，軸向尺寸緊湊，又要保證輪齒的強(qiáng)度及工作平穩(wěn)性的要求，通常是根據(jù)齒輪模數(shù)來(lái)確定齒寬 b。 湊配中心距 39。 再把 5 6 2ZZ?、 及 代入式（ ），檢查近似滿(mǎn)足軸向力平衡關(guān)系 湊配中心距 39。 再把 783ZZ?、 及 代入式（ ），檢查近似滿(mǎn)足軸向力平衡關(guān)系 18 湊配中心距 39。 再把 9 10 4ZZ?、 及 代入式（ ），檢查近似滿(mǎn)足軸向力平 衡關(guān)系 湊配中心距 39。 再把 12 11 5ZZ?、 及 代入式（ ），檢查近似滿(mǎn)足軸向力平衡關(guān)系 湊配中心距 39。 3 1 3() 2 . 5 (1 3 2 5 ) 5 5 . 9 72 c o s 2 c o s 2 8nrm z zA ?? ??? ? ?mm 輸出軸與倒檔軸之間的距離： 39。通常是靠近節(jié)圓根部齒面點(diǎn)蝕較靠近節(jié)圓頂部齒面處的點(diǎn)蝕嚴(yán)重；主動(dòng)小齒輪較被動(dòng)大齒輪嚴(yán)重。 輪齒接觸應(yīng)力的校核 110 .4 1 8 ( )j zbFEb? ???? （ ） 24 式中： j? —— 輪齒的接觸應(yīng)力（ Mpa）； F—— 齒面上的法向力（ N）， 1cos cosFF ???； 1F —— 圓周力（ N）， 1 2 gTF d? ； gT —— 計(jì)算載荷（ N要求變速器的軸應(yīng)有足夠的剛度和強(qiáng)度。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合； 后者使齒輪相互歪斜，致使沿齒長(zhǎng)方向的壓力分布不均勻。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò) 。 21212 11 gSC TMMM ??? = 222 ?? = 2cM = 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 通常是將發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩配以傳動(dòng)系最低檔傳動(dòng)比時(shí)和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪打滑時(shí)這兩種情況下作用于主減速器從動(dòng)齒輪上的轉(zhuǎn)矩（ ?jjeTT, ）的較小者，作為載貨汽車(chē)計(jì)算中用以驗(yàn)算主減速器從動(dòng)齒輪最大應(yīng)力的計(jì)算載荷。m m 33 222 22 22 gSC TMMM ??? = 222 )( 1 7 9 4 6 ???? = （ a）輸入軸水平方向受力圖（ b）輸入軸垂直 方向受力圖 圖 32 輸入軸受力圖 （ 2）求 V 面內(nèi)支反力 zA 、 zB 和彎矩 1sM 輸入軸受力如圖 32（ b）所示，則 zA + zB = 1rF zA （ 1l +2l ） － 1rF 2l － 211 dFa ? = 0 由以上兩式可得 zA =， zB =， 1sM = 軸的全撓度為 ??? sc fff mm。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）式，得： 3333 9 5 5 0 1 0 9 5 5 0 1 0 9 1 2 2 . 90 . 2 [ ] 0 . 2 5 2 5 4 0 0Pd n???? ? ??mm 所以，選擇軸的最小直徑為 23mm。 淬火的目的是大幅度提高鋼的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、疲勞強(qiáng)度以及韌性等，從而滿(mǎn)足各種機(jī)械零件和工具的不同使用要求。mm ）； ? —— 斜齒輪螺旋角 （ ） ； K? —— 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 K? =； Z—— 齒數(shù)； nm —— 法向模數(shù)（ mm）； y—— 齒形系數(shù)，可 按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得； cK —— 齒寬系數(shù)； K? —— 重合度影響系數(shù)， K? =。 齒面點(diǎn)蝕是常用的高擋齒輪齒面接觸疲勞的破壞形式。 五 擋齒輪參數(shù)如表 。 四 擋齒輪參數(shù)如表 。 三 擋齒輪參數(shù)如表 。 二 擋齒輪參數(shù)如表 。一擋齒輪參數(shù)如表 。 （ 1） 確定一擋齒輪的齒數(shù) 由于一擋采用斜齒輪傳動(dòng)，所以齒數(shù)和 2 cosh nAZ m ?? =56，修正后得?? 。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過(guò)大的螺旋角；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。、 30176。等小些的壓力角。初取 A=80mm。 由上文可知最高車(chē)速 maxau = maxav =189km/h；最高檔為超速檔，傳動(dòng)比5gi =；車(chē)輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格 215/60R15 得到 r =（ mm）；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n = pn =4300（ r/min）；由公式（ ）得到主減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式： 0 4ganri iu?? （ 2） 確定變速器一擋傳動(dòng)比 1i 汽車(chē)爬陡坡時(shí)車(chē)速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與 路 間 的 滾 動(dòng) 阻 力 及 爬 坡 阻 力 。 傳動(dòng)比范圍 變速器傳動(dòng)比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動(dòng)比的比值。 11 第 3章 變 速器設(shè)計(jì)的總體方案 變速器主要參數(shù)的選擇 本次 變速器 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下表 41 所示。 自鎖機(jī)構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長(zhǎng)參加嚙合，并防 止 脫檔和掛檔。圖 24， b、 c、 d 為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔位及重型貨車(chē)變速器上應(yīng)用。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。但換檔時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換檔困難；圖 22c 方案能獲得較大的倒檔傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換檔程序不合理；圖 22d 方案對(duì) 22c 的缺點(diǎn)做了修改；圖 22e 所示方案是將一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬 加長(zhǎng)；圖 22f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，換檔換更為輕便。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)下作的能力，降低了油耗。此外，各中間檔因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)，故傳動(dòng)效率高，同 時(shí)噪聲小。各汽車(chē)廠紛紛引進(jìn)軟硬件并逐步建立了計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。 日方聯(lián) 合經(jīng)營(yíng)，自主獨(dú)立開(kāi)發(fā)的能力相對(duì)欠缺。變速器的結(jié)構(gòu)要求對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。轎車(chē)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(chē)的動(dòng)力 — 傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊、操縱性好且使汽車(chē)質(zhì)量降低 6%~10%。 汽車(chē)的發(fā)展經(jīng)歷了三大革命，動(dòng)力革命（內(nèi)燃機(jī)的使用），傳動(dòng)革命（機(jī) 械傳動(dòng)的完善和液體傳動(dòng)的使用）和控制革命（用傳感器、微機(jī)和電液閥進(jìn)行信息處理）。 本文設(shè)計(jì)研究了兩軸式五擋手動(dòng)變速器，對(duì)變速器的工作原理做了闡述，變速器的各擋齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核，對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型。 I 摘 要 變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的部件，它的設(shè)計(jì)好壞將直接影響到汽車(chē)的實(shí)際使用性能。一般通過(guò)控制軸的長(zhǎng)度即控制檔數(shù)，來(lái)保證變速箱有足夠的剛性。因此設(shè)計(jì)一種適合我國(guó)國(guó)情的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)的變速器具有十分重要的意義，而且也符合全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)的要求，小排量低排放的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)肯定是未來(lái)汽車(chē)的主力。其中，減少變速器體積，提高變速器可靠性以及改善其與 發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配更是當(dāng)前急需解決的重要問(wèn)題！ 兩軸式變速器與三變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊且除到檔外其他 2 各檔的傳動(dòng)效率高、噪聲低。變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件，也是決定整車(chē)性能的主要部件之一。國(guó)內(nèi)的許多車(chē)廠在研發(fā)、生產(chǎn)方式上，或是購(gòu)買(mǎi) 技術(shù)，或是與 德與其他機(jī)械產(chǎn)品相比，汽車(chē)行業(yè)在計(jì)算機(jī)應(yīng)用的投入比較多。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點(diǎn)。就動(dòng)力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提高了汽車(chē)的加速和爬坡能力。圖 22b 方案的優(yōu)點(diǎn)是倒檔利用了一檔齒輪，縮短了中間軸的長(zhǎng)度。 直接操縱式手動(dòng)換檔變速器當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時(shí)，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過(guò)變速桿直接完成換檔功能的手動(dòng)換檔變速器，稱(chēng)為直接操縱變速器。因承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能消除換檔沖擊。 圖 24， a 為空檔位置，此時(shí)任一叉軸可自由移動(dòng)。 10 鎖止機(jī)構(gòu)還包括自鎖、倒檔鎖兩個(gè)機(jī)構(gòu)。并且對(duì)操縱機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹，說(shuō)明了常用的鎖止機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理 。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車(chē)和越野汽車(chē)上 。 變速器各檔傳動(dòng)比確定 （ 1） 主減速器傳動(dòng)比的確定發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系為： iirnuga ? （ ） 式中 au —— 汽車(chē)行駛速度（ km/h）； n —— 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）； r —— 車(chē)輪滾動(dòng)半徑（ m）； gi —— 變速器傳動(dòng)比； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比。 ?A （ ~） 3 ??? =（ ） ? =~ 轎車(chē)變速器的中心距在 60～ 80m