【正文】 要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一項(xiàng)總要依據(jù)。主要參數(shù)包括中心距、變速器軸向尺寸、軸的直徑、齒輪參數(shù)、各檔齒輪的齒數(shù)等。它是用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)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(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。 全套圖紙，加 153893706 汽車變速器的設(shè)計(jì)要求 變速器 是汽車的核心組成部分 ，用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 ，將動(dòng)力有效而經(jīng)濟(jì)地傳至驅(qū)動(dòng)車輪，以滿足汽車的使用要求。 根據(jù)前進(jìn)檔數(shù)分為：三檔變速器，四檔變速器，五檔變速器，多檔變速器。變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的總要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一項(xiàng)總要依據(jù)。 變速器技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向如下： （ 1）節(jié)能與環(huán)境保護(hù)。高性能、高效、精密、低噪聲、長壽命、重量輕、體積小、低成本一直以來是變速器的發(fā)展方向。 設(shè)計(jì)的內(nèi)容及方法 本次設(shè)計(jì)的變速器是在原有 捷達(dá) GTX 變速器的基礎(chǔ)上， 在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸 4 出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，主要完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并 繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 對(duì)變速器軸的支撐部分選用圓錐磙子軸承，壽 命計(jì)算是按汽車的大修里程來衡量，轎車的為 30 萬千米 。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)，提高了汽車的加速和爬坡能力。 綜合考慮以上因素，為了換檔輕便，減小噪聲，倒檔傳動(dòng)采用圖 所示方案。圖 8 中的尺寸 1D 可取為花鍵內(nèi)徑的 ～ 倍。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(dòng)軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、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) 由于本設(shè)計(jì) 的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計(jì)中變速器輸入軸 輸出軸均采用深溝球軸承 。近年來 ，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等。 采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換檔，會(huì)在輪 齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過早損壞，并伴隨著噪聲。 通過比較，考慮汽車的操縱性能，本設(shè)計(jì)全部檔位均選用同步器換檔。選檔時(shí)操縱桿轉(zhuǎn)動(dòng)鉗形板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時(shí)鉗形板的一個(gè)或兩個(gè)鉗爪抓住其它兩個(gè)變速叉，保證互鎖作用。采用自鎖鋼球來實(shí)現(xiàn)自鎖，通過互鎖銷實(shí)現(xiàn)互鎖。載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用五檔變速器，載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用六檔變速器。目前乘用車的傳動(dòng)比范圍在～ 之間，總質(zhì)量輕些的商用車在 ～ 之間，其它商用車則更大。公式表示如下： ?? ntge Fr iiT ?10m a x 16 teng iT rFi ??0max1? （ ） 式中： nF —— 驅(qū)動(dòng)輪的地面 法向反力， gmFn 1? ； ? —— 驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著系數(shù)；對(duì)混凝土或?yàn)r青路面 ? 可取 ~之間。 變速器的外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可以根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。、 15176。所以普遍采用的壓力角為 20176。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。齒寬較小又會(huì)使齒輪的工作應(yīng)力增加。 本設(shè)計(jì)取為 。239。1 ?? ????? A zzm n? 變位后嚙合角 ?? 20co s9 6 cc o sco sar cc o s39。339。539。739。939。 為了降低噪聲，對(duì)于變速器中除去一、 二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù)值。 1 ?? nn xx ，取 39。65 ???????? ? ?? i n vi n vi n v ai n v azzx tt ? 查機(jī)械手冊(cè)齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ??nx 四 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。但是對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而且齒面硬，齒芯軟。但若采用滲氮處理，其齒面變形小，可不磨齒，故可適 用于內(nèi)齒輪等無法磨齒的齒輪 [12]。mm； ?22?? ； ??K ； ?nm mm； ?cK ；??x ； ??K ； s19co s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得：y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： 28 os101502c os2 33333?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 從動(dòng)齒輪： 已知 ： 33 9 21019371 5 0 ?????gTN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，致使沿齒長方向的壓力分布不均勻。 倒檔工作時(shí)： 10150222 31111 ???????? zm Td TF n gtR N a a n5 ???? ?ntrR FF ? N 35 4 0 821t a 9 1 7t a n ???? ?RtRaR FF ? N 輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 已知： a=218mm； b=47mm； L=265mm； d=32mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（ ）、（ 317）、（ ）得到： 2 6 64472 1 4 6 13 643 45 2242222 ????? ??????? LdE baFE ILbaFf rRrRc ? ~][0 4 2 ??? cf mm ~][ 64 45 22422 ???????? ?????? stRs fLdE baFf ? mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 0 0 7 0 6 64)472 1 8(472 1 4 6 13 )( 45 ??????? ???????? E I L ababF rR? mm 輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等，方向相反。在求取支點(diǎn)的垂直面和 水平面內(nèi)的支反力之后，計(jì)算相應(yīng)的彎矩 BM 、 BHM 。 ?? rFp N 5 1 1 5) 8 0 6 1 ( ??????p N 06 0)51 151059(32 0060 10)(6010 3103626 ????? ?PCnL hh 查表 可得到該檔的使用率 ， 于是 00 ??? h 所以軸承壽命滿足要求。雖然它們結(jié)構(gòu)不同，但是它們都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。 同步器有常壓式、慣性式和慣性增力式三種。 amvSL? 式中， m a x ??? aam vv ， 1030 4 ????L h 輸入軸軸承的選擇 與壽命計(jì)算 初選軸承型號(hào)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇 30304 型號(hào)軸承 ?orC KN，33?rC KN。mm 37 1 9 6 4 4 6 6 4 9 7 3m a x ???BM N 軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為 ??cf =～ ， ??sf =～。 輸入軸花鍵部分直徑： ? ?31 ～d ? =～ 初選輸入、輸出軸支承之間的長度 L =270mm。mm； ?24?? ； ??K ； ?nm mm； ?cK ；??x ； ??K ； o s30c 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： os101502c os2 33333?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 從動(dòng)齒輪： 已 知： 33 101 5 51030311 5 0 ?????gTNmm）； d —— 節(jié)圓直徑（ mm）， ?cos zmd n? ， nm 為法向模數(shù)（ mm）； ? —— 斜齒輪螺旋角 )(? ； ?K —— 應(yīng)力集中系數(shù)， ?K =； b —— 齒面寬（ mm）； t —— 法向齒距， nmt ?? ； y —— 齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù) ?3coszzn ? 在齒形系數(shù)圖 中查得； ?K —— 重合度影響系數(shù)， ?K =。 （ 3）考慮加工工藝及熱處理工藝。39。 ??? tt aAAa 角度 變位系數(shù)之和 ? ? ? ? 0 4 a n2 a n2 39。39。1039。839。639。439。 ?? ????? ??zzmA n 取整得 750?A mm， 0A 為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。 ?? ????? ??zzmA n 取整后 7539。 20 由211 c o s2 ZZm BAZ nh ???，121 ZZig ? 得出 ? ? ? ? 6 26c os7421c os2 11 ??????? ?gn im BAZ ， ????? ZiZ g 取整后 1139。若齒頂高系數(shù)小，則齒輪重合度小，工作噪聲大；但因輪齒受到的彎矩減小，輪齒的彎曲應(yīng)力也減少。本設(shè)計(jì)中螺旋角大小根據(jù)實(shí)際情況選擇。等，普遍采用 30176。對(duì)貨車，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用 176。對(duì)于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對(duì)于貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。 即： ? ? 51 1 ?? ? iinK 2 檔： ??? Kii 3 檔： ??? Kii 4 檔： ??? Kii 17 中心距的選擇 初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 31m a x geA iTKA ?? （ ） 式中： A —— 變速器中心距（ mm）； AK —— 中心距系數(shù)，乘用車 AK =~； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為 155（ N用公式表示如下： 15 m a xm a x0m a x s inco s ??? GGfr iiT tge ?? （ ） 式中： G —— 車輛總重量 (N)； f —— 坡道面滾動(dòng)阻力系數(shù) (對(duì)瀝青路面 μ=~)； maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩 (N 因此， 本次 設(shè)計(jì)的轎車 變速器為 5 檔變速器。 m 最大 功率 時(shí)轉(zhuǎn)速 5200 r/min 最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速 3800r/min 最高車 速 165km/h 總質(zhì)量 2150kg 前 軸載荷 1300kg 檔數(shù) 的選擇 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。自鎖機(jī)構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長參加嚙合，并防止自動(dòng)脫檔和掛檔。圖 ， 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變速器上應(yīng)用。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動(dòng)完成換檔，這種變速器成為電動(dòng)自動(dòng)換檔變速器 [7]。變速器操縱機(jī)構(gòu)操縱第二軸上的滑動(dòng)齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。 由上述可知，變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩形或漸開線花鍵，所以設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮 裝配上的可能，而且應(yīng)當(dāng)可以順利拆裝軸上各零件。 變速器軸 變速器軸多數(shù)情況下經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)。 齒輪尺寸小又與軸分開，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b （圖 ）影響齒輪強(qiáng)度 [6]。 6 綜上所述，由于此次設(shè)計(jì)的 捷達(dá) 變速器是中檔轎車 變速器， 布置形式采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)， 驅(qū)動(dòng)形式 采用 24? ，且可布置變速器的空間較小，對(duì)變速器的要求較高，要求運(yùn)行噪聲小，設(shè)計(jì)車速高，故選用二軸式變速器作為傳動(dòng)方案。 而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)的汽車上。在 此次畢業(yè)