【正文】 f 同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強度和 硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃 銅、鋁黃銅和錫黃銅等。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對 f的影響很大， f隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。 。設(shè)計時可根據(jù)下式計算確定 b ?? ?22mMbp fR??式中， p為摩擦面的許用壓力，對黃銅與鋼的摩擦副， p ~, 為摩擦力距為摩擦因數(shù)， R為摩擦錐面 的平均半徑 ? mM（ 5）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) 有足夠的強度。 鎖止角 鎖止角 選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。 ???? 低檔取 0~。摩擦力矩計算 如下 （ 316） （ 317） mM()barmrJMJtt??? ????11 ()eerkkJt i i????? 111()rekkJt i i????式中， 為離合器從動盤、第一軸和與第二軸常嚙合齒輪連接在 一起轉(zhuǎn)動的齒輪的轉(zhuǎn)動慣量； 為發(fā)動機的角速度； 為在第 K擋工作時變速器輸出軸角速度； 為第 k+l擋的輸出軸上齒輪的角速度； 、 為變速器第 k和 k+l擋的傳動比 。 依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。此時，變速桿支座應(yīng)固定在受車架變形、汽車振動影響較小的地方，最好將換擋傳動機構(gòu)、發(fā)動機、離合器、變速器連成一體，以避免對操縱有不利的影響。為了減小質(zhì)量，輪輻 處厚度 應(yīng)在滿足強度條件下設(shè)計得薄些，圖 336中的尺寸 ， 可取為花鍵內(nèi)徑的 ~。兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的 常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有滾針軸承、滑動軸承，少 數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g要留有不小于 15mm的間隙。放油螺 塞采用永久磁性螺塞，可以吸住存留在潤滑油中的金屬顆粒 。 速比可實現(xiàn)無級變化的變速器，稱為無級變速傳動（簡 稱 CVT）。 貨車變速器殼體應(yīng)設(shè)置動力輸出孔。 注油孔位置應(yīng)設(shè)計在潤滑油所在平面處，同時利用它作為檢查 油面高度的檢查孔。 0 .8aRm?變速器殼體 變速器殼體的尺寸要盡可能小，同時質(zhì)量也要小，并具有足 夠大的剛度，用來保證軸和軸承工作時不會歪斜。 用移動齒輪方式實現(xiàn)換擋的齒輪與軸之間，應(yīng)選用矩形花鍵連 接，以保證良好的定心和滑動靈活，而且定心外徑及矩形花鍵齒側(cè) 的磨削比漸開線花鍵要容易。要求尺寸 b應(yīng)該大于或是等于輪齒危險斷面 處的厚度。 圖 39 遠距離操縱手動換擋 變速器工作原理簡圖 圖 39示出遠距離操縱手動換擋變速器的工作原理簡圖。 變速器操縱機構(gòu)應(yīng)滿足如下主要要求： （ 1） 換擋時只能掛入一個擋位（ 互鎖功能） ； （ 2） 換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合； （ 3） 防止自動脫擋或自動掛擋（ 自鎖功能）： ； （ 4） 防止誤掛倒擋（ 倒檔鎖） ； （ 5） 換擋輕便。換檔第一階 段，處于空當(dāng)瞬間，考慮到潤滑油阻力在常溫下對齒輪轉(zhuǎn)速的降 低作用可忽略不計，并假設(shè)汽車在阻力不大的道路上行駛，同時 時間不大于一秒，則認為在該瞬間汽車速度保持不變，即變速器 輸出端轉(zhuǎn)換于換檔瞬間不變，而輸入端靠摩擦作用達到與輸出端 同步。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關(guān)，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的 2～ 3倍。原則上是在可能的條件下，盡可能將 R取大些。一般取a=6176。 f同步環(huán)主要尺寸的確定 ? (1)同步環(huán)錐面上的螺紋槽 ? 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。對錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證在使用 過程中摩擦因數(shù)變化小。只有在轉(zhuǎn)速差為零時，彈簧片才卸除載荷，于是對同步環(huán)直徑的縮小失去阻力，這樣才可能實現(xiàn)換擋。 原理 定位銷、滑塊 鎖環(huán) 結(jié)合齒圈 （三）多錐式同步器 多錐式同步器的鎖止面仍在同步環(huán)的接合 齒上，只是在原有的兩個錐面之間再插入兩 個輔助同步錐，如圖 3— 30所示。為了保證 b0,應(yīng)使 ，通常取 左右。 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 （ 1）接近尺寸 b 同步器換擋第一階段中間，在滑塊側(cè)面壓在鎖環(huán)缺口側(cè)邊 的同時，且嚙合套相對滑塊作軸向移動前，嚙合套接合齒與鎖環(huán) 接合齒倒角之間的軸向距離 b（圖 327），稱為接近尺寸。 鎖環(huán)式同步器工作原理 換擋時，沿軸向作用在嚙合套上的換擋力，推嚙合套并帶 動滑塊和鎖環(huán)移動，直至鎖環(huán)錐面與被結(jié)合齒輪上的錐面接觸為 止。 滑動齒套有軸向移動否 摩擦力矩 兩個摩擦元件的角速度差 Δω 鎖止元件 第一階段 有 從零 ↑ Δω≠0且最大 從不起作用到開始工作 第二階段 有 有 Δω≠0經(jīng) Δt后 Δω＝ 0 工作當(dāng) Δω＝ 0時不鎖止 第三階段 有（換檔） 消失 Δω＝ 0 不起作用 同步器工作原理 鎖銷式同步器的優(yōu)點是零件數(shù)量少，摩擦錐面平均半徑 較大，使轉(zhuǎn)矩容量增加。摩擦面相互接觸瞬間，如上圖所示，由于齒輪 3的角速度 ω3，和滑動齒套 1的角速度 ω1不同，在摩擦力矩作用下鎖銷 4 相對滑動齒套 1轉(zhuǎn)動一個不大的角度，并占據(jù)圖上所示的鎖止位 置。鎖止元件位于滑動齒套 1的圓盤部分孔中做出的錐形肩角 和裝在上述孔中、在中部位置處有相同角度的斜面鎖銷 4。 變速器的軸用與齒輪相同的材料制造。 軸在垂直面和水平面撓度的允許值為 =～ ， =～ 。 欲求中間軸式變速器第一軸的支點反作用力，必須先求第二 軸的支點反力。所以 設(shè)計變速器軸時，其剛度大小應(yīng)以保證齒輪能實現(xiàn)正確的嚙合 為前提條件。 在選用鋼材及熱處理時，對切削加工性能及成本也應(yīng)考慮。 范圍，對貨車為 100～ 250N／ mm178。下面介紹的是計算汽車變 速器齒輪強度用的簡化計算公式。它使齒形誤差加大，產(chǎn)生動載 荷，并可能導(dǎo)致輪齒折斷。 （ 36） 二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角與常嚙合輪的不同時，由式 （ 35） 得 （ 37） （ 38） 61522 zz zzi ?2)( 65 zzmA ??21265zzizz ?665c os2 )( ? zzmA n ??)1(tantan6521262 zzzz z ?????此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式 （ 39） 聯(lián)解上述三個方程式，可求出 z z6和 三個參數(shù)。 1．確定一擋齒輪的齒數(shù) 一擋傳動比 （ 31） 如果 z7和 z8的齒數(shù)確定了，則 z2與 z1的傳動比可求出。 2） 對于低擋齒輪，為提高小齒輪的齒根強度，應(yīng)根據(jù)危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù) Kc可取大些，使接觸線長度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動平穩(wěn)性和齒輪壽命。 ～ 34176。 時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。 嚙合套或同步器的壓力角有 20176。 、 176。貨車變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四擋 （ ～ ） A 五擋 （ ～ ） A 六擋 （ ～ ） A 當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對數(shù)和同步器多時，應(yīng)取給出范圍的上限。 目前轎車的傳動比范圍在 3～ 4之間，輕型貨車在 5～ 6之間，其它貨車則更大。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 一、擋數(shù) 增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車的動力性和經(jīng)濟性。 3)將接合齒的工作面設(shè)計并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜 ），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動脫擋的軸向力，如圖 315所示。在滑動齒輪特別寬的情況下，這種差別就更為明 顯。因此，除一擋、倒擋外已很少使用。 圖 311為中間軸式五擋變速器結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點是：全部 擋位均采用嚙合套或滑動齒輪方式換擋，第二軸設(shè)有中間支 承，因而軸的剛度得到加強；為了解決拆裝齒輪、軸的困難， 變速器殼體沿軸線所在平面分開。但是與直接擋比 較，使用超速擋會使傳動效率降低，工作噪聲增加。圖 31c將倒擋齒輪布置 在附加殼體內(nèi)，并緊靠軸的支承處，而一擋布置在變速器殼 體右側(cè)緊靠支承處，這個方案能很好的解決兩個傳動比大的 擋位都布置在靠近支承的地方這一問題。圖 35f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，擋換更為輕便。前者雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是中間傳 動齒輪的輪齒是在最不利的正負交替對稱變化的彎曲應(yīng)力狀 態(tài)下工作；而后者是在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下 工作，并使倒擋傳動比略有增加。 凡采有常嚙合齒輪傳動的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。 (3)設(shè)有直接擋； (4)一擋有較大的傳動比； (5)擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動； (6) 除一擋以外，其他擋位采用同步器或嚙合套換擋； (7)各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。 對于前進擋，兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相反；而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相同。 除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。 2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機的動力傳輸。 第三章 機械式變速器設(shè)計 ? 第一節(jié) 概述 ? 第二節(jié) 變速器傳動機構(gòu)布置方案 ? 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 ? 第四節(jié) 變速器的設(shè)計與計算 ? 第五節(jié) 同步器設(shè)計 ? 第六節(jié) 變速器操縱機構(gòu) ? 第七節(jié) 變速器結(jié)構(gòu)元件 ? 第八節(jié) 機械式無級變速器 第一節(jié) 概述 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。 5）換擋迅速、省力、方便。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機械式變速器。圖 31f中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并用同步器換擋；同步器多數(shù)裝在輸出軸上，這是因為一擋主動齒輪尺寸小，同步器裝在輸入軸上有困難，而高擋的同步器可以裝在輸入軸的后端。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動機飛輪 上，第一軸的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。圖 34a所示方案中的一擋、倒擋和圖 34b所示方案中的倒擋用直齒滑動齒輪換擋，其余各擋均勻常嚙合齒輪。圖 35b方案的優(yōu)點是倒擋利用了一擋齒輪，縮短了中間軸的長度。 圖 35 倒擋布置方案 變速器的一擋或是倒檔因傳動比大，工作時在齒輪上作 用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使 工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪 聲增加。 除此之外，倒擋的中間齒輪位于變速器的左側(cè)或右側(cè)對 倒擋軸的受力狀況有影響，如圖 37所示。其特點是高擋同步器布置在輸入軸上，而低擋同步器布置在輸出軸上。 變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪。因為增設(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。由于接合齒磨損、變速器軸剛度不足以及振動等原因，都會導(dǎo)致自動脫擋。 002 ~ 34．變速器軸承 變速器軸承常采用圓柱滾子軸