【正文】 ????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 軸的 結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì) 變速器在工作時(shí)，由于齒輪上有圓周力、徑向力和軸向力作用，變速器的軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩。 根據(jù)軸的制造工藝性要求 [20]，將 軸的各部分尺寸初步設(shè)計(jì)如圖 、 所示： 圖 輸入軸各部分尺寸 32 圖 輸出軸各部分尺寸 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 軸的剛度 計(jì) 算 對(duì)齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角。 已知： a=20mm； b=180mm； L=200mm； d=45mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）、（ ）、（ ）得到： LdE baFE ILbaFf rrc 4221221 3 643 ? ??? ~][0 0 1 8 0 641 8 6 0 9 45 22 ???????? ???? cfmm ~][0 0 4 5 0 641 8 9 1 3 45 22 ???????? ???? ss ff mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 0 8 64)20180( 6 0 93 )( 451 ??????? ???????? E I L ababF r? rad 由于一擋 工作時(shí)，軸上所受的作用力、彎矩最大，所以只需校核一擋工作時(shí)的軸的強(qiáng)度，若滿足要求，則軸的強(qiáng)度滿足要求。mm 計(jì)算合成彎矩 222 TMMM BHB ??? 841500 4 22222m i n2m i n ??????? TMMM BHB 415000 1 22222m a x2m a x ??????? TMMM BHB 軸上各點(diǎn)彎矩如圖 所示： 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。 變速器四檔工作時(shí) ?tF N， ?rF N， ?aF N 軸承的徑向載荷： AF =； ?BF N 軸承內(nèi)部軸向力： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： Y=2 6 121 ???? YFs A N 6 322 4 5 522 ???? YFs B N 6 8 4 8 0 21 ?????? sNFs a N 所以 ?aF N 8 4 8 0 ????? aa FsF N 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 p 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 ?e eFF Aa ??? ,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到： 01??yx ； eFF Ba ??? 4 5 5 8 4 82,查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到：??yx 當(dāng)量動(dòng)載荷： )(? ??p arpf yFxFfP 42 rF —— 支反力。 按結(jié)構(gòu)分，慣性式同步器有鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多片式和多錐式幾種。常壓式同步器結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但有不能保 證 嚙合件在同步狀態(tài)下（即角速度相等）換檔的缺點(diǎn)，現(xiàn)已不用。 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 軸承型號(hào)為： 右軸承采用 6304 型號(hào) ?orC KN， ?rC KN 左軸承采用 6306 型號(hào) ?orC KN， 27?rC KN 變速器一檔工作時(shí) ?rF N， ?aF N 軸承的徑向載荷： AF =； ?BF N 軸承內(nèi)部軸向力： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得： Y=2 ???? YFs A N 6 022 ???? YFs B N 1 5 3 4 1 2 211 ?????? sNFs a N 所以 ?aF N 1 5 3 4 1 2112 ????? aa FsF N 計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷 p 40 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 ?e eFF Aa ??? 2 4 ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 01??yx ； eFF Ba ??? ，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得到 ??yx 當(dāng)量動(dòng)載荷： )( arp yFxFfP ?? ?pf 3 3 1) 1 6 0 91( ??????p N 2 5 5 6) 1 5 ( ??????p N rF 為支反力。mm B 點(diǎn)的最小彎矩為： 0 3 0 4 6 6 4 9 7 3m i n ???BM N齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò) 。 31 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件確定軸的最小直徑： 33 3][ 109 5 5 0 nPd ??? （ ） 式中 ： d—— 軸的最小直徑（ mm）； ][? —— 軸的許用剪應(yīng) 力（ MPa）； P—— 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（ kw） ； n—— 發(fā) 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速（ r/min） 。mm ； ?24?? ； ??K ；?nm mm； ?cK ； ??x ； ??K ； o s31c o s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得： y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： os101552c os2 33344?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa （ 5）五檔齒輪的校核 主動(dòng)齒輪： 已知： 310150??gT N 圖 齒 形 系數(shù)圖 將上述有關(guān)參數(shù)據(jù)代入 公式（ ） ，整理得到 27 ??? ?? KyKzm KTgw 3c o s2? () （ 1）一檔齒輪校核 主動(dòng)齒輪： 已知： 310150??gT N大尺寸的齒輪一般采用鑄造毛坯，可選用鑄鋼或鑄鐵；中等或中等以下尺寸要求較高的齒輪常采用鍛造毛坯，可選擇鍛鋼制作。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 25 ? ? ? ? 0 5 a n2 a n2 39。43 ???????? ? ?? i n vi n vi n vai n vazzx tt ? 24 查機(jī)械手冊(cè)齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ??nx 三 檔齒輪的變位 壓力角 ??? 24c os 20t a na r c t a nc os t a na r c t a n ??? ? ?ta ?? o s1 1 75a r c c o sc o sa r c c o s 39。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 ? ? ? ? 0 1 an2 an2 39。9 ?? ????? A zzm n? 計(jì)算倒檔齒輪齒數(shù)及傳動(dòng)比 初選倒檔軸上齒輪齒數(shù)為 12z =25，輸入軸齒輪齒數(shù) 11z =12，為保證倒檔齒輪的嚙合不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉齒輪 11 和齒輪 13 的齒頂圓之間應(yīng)保持有 以上的間隙，即滿足以下公式： 01311 )( Ammzz ???? （ ） 已知： ?m ， 750?A ，把數(shù)據(jù)代入（ ）式，齒數(shù)取整，解得： 3813?z ，則倒檔傳動(dòng)比為： 1 ??? zziR 輸入軸與倒檔軸之間的距離： 8 7 )2512( )( 12111 ?????? zzmA n mm 取整 5039。7 ?? ????? A zzm n? 計(jì)算五檔齒輪齒數(shù)及傳動(dòng)比 22 由1095 c o s2 ZZm BAZ nh ???，9105 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 24c os7521c os2 59 ??????? ?gn im BAZ ， ????? ZiZ g 取整后 2639。5 ??? ????? A zzm n? 計(jì)算四檔齒輪齒數(shù)及傳動(dòng)比 由874 c o s2 ZZm BAZ nh ???，784 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 24c os7521c os2 47 ??????? ?gn im BAZ 9 1 1 7 ????? ZiZ g 取整后 2239。3 ?? ????? A zzm n? 計(jì)算三檔齒輪齒數(shù)及傳動(dòng)比 由653 c o s2 ZZm BAZ nh ???，563 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 24c os7521c os2 35 ??????? ?gn im BAZ ， ????? ZiZ g 取整后 1839。 二檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 由4302 c os2 ZZm BAZ nh ???，342 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 22c os7521c os2 23 ??????? ?gn im BAZ ， ????? ZiZ g 取整后 1439。 ?A 精確螺旋角 ? ? ? ? ? c co s2ar c co s39。1?Z ， 3939。因此，從前因齒輪加工精度不高，并認(rèn)為輪齒上受到的載荷集中齒頂上，所以曾采用過(guò)齒頂高系數(shù)為 ～ 的短齒制齒輪。 齒寬 b 齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)的受力均勻程度等均有影響。壓力角。或 25176。 轎車模數(shù)的選取以發(fā)動(dòng)機(jī)排量作為依據(jù)，由表 選取 模數(shù) 范圍 為~，由于轎車對(duì)降低噪聲和振動(dòng)的水平要求較高，所以各檔均采用斜齒輪。m）； 1i —— 變速器一檔傳動(dòng)比為 ； g? —— 變速器傳動(dòng)效率，取 96%。m)； 0i —— 主減速器傳動(dòng)比； gi —— 變速器傳動(dòng)比； t? —— 為傳動(dòng)效率（ ~）； R —— 車輪滾動(dòng)半徑； max? —— 最大爬坡度（ 一般轎車要求能爬上 30%的坡，大約 ? ） 由公式（ ）得： teg iTrGGi ? ???0m a xm a xm a x1 )s inc o s( ?? （ ） 已知： m=1480kg； ?f ； ? ?? ； r=； 170max ?eT N 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。目前，乘用車一般用 4～ 5 個(gè)檔位的變速器。自鎖機(jī)構(gòu)有球形鎖定機(jī)構(gòu)與桿形鎖定機(jī)構(gòu)兩種類型。 a b c d 圖 互鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) （ 2）擺動(dòng)鎖塊式 圖 為擺動(dòng)鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi)，此時(shí)，鎖塊的一個(gè)或兩個(gè)突起部分 A 檔住其 它兩個(gè)變速叉軸槽，保證換檔時(shí)不能同時(shí)掛入兩檔。 11 使用同 步器能保證換檔迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲，而與操作技術(shù)的熟練程度無(wú)關(guān)，從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。 由于所設(shè)計(jì)的變速器為兩軸變速器，采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)，變速器離駕駛員座椅較近，所以采用直接操縱式手動(dòng)換檔變速器。 用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒檔裝置等主要零件組成，并依靠駕駛員手力完成選檔、換檔或推到空檔工作 ，稱為手動(dòng)換檔變速器。此外，還要注意工藝上的有關(guān)問(wèn)題。當(dāng)變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個(gè)滾動(dòng)軸承有困難時(shí)，輸出軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不動(dòng)。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于輪齒危險(xiǎn)斷面處的厚度。選擇 5檔變速器，并且五檔為超速檔。其特點(diǎn)是：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，此時(shí)噪聲低，齒輪、軸承的磨損減少 。 5 第 2章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu) 的選擇與設(shè)計(jì) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 機(jī)械式變速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本底和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 。這樣的汽車可以依據(jù)駕車者的性情、路面的狀況、車身的負(fù)荷乃至周邊環(huán)境等多種因素，挑選最適合的功能，實(shí)現(xiàn)智能化駕駛，以充分發(fā)揮車輛的性能，降低油耗，確保安全。各種新型材料在變速 器中的應(yīng)用已經(jīng)推動(dòng)了汽車技術(shù)的發(fā)展和性能的提高。固定軸式應(yīng)用廣泛，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，中間軸式變速 器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。 國(guó)內(nèi)外 汽車變速器 的發(fā)展現(xiàn)狀 變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的總