【正文】 8 圖 13鎖環(huán)式慣性同步器工作過(guò)程 （ 2）鎖銷(xiāo)式慣性同步器 ： 為了改變鎖環(huán)慣性式同步器摩擦力矩不大的缺點(diǎn)，有的貨車(chē)上采用了鎖銷(xiāo)式慣性同步器。 兩軸式變速器 ： 兩軸式變速器多應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（轎車(chē)）或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)（客車(chē)）的汽車(chē)上，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較緊湊。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。汽車(chē)變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無(wú)級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。在 D 檔時(shí)，可自由變換降檔 ()或加檔 (+)，如同手動(dòng)檔一樣。而且 ，以北京市來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的交通狀況不好，堵車(chē)是經(jīng)常的事情，有時(shí)要不停地起步停步數(shù)次，司機(jī)如果使用手動(dòng)檔，則會(huì)反復(fù)地掛檔摘檔，操作十分煩瑣，尤其對(duì)于新手來(lái)說(shuō)更是苦不堪言。 手動(dòng)變速器 (MT) 手動(dòng)變速器（ Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值 (也就是所謂的“級(jí)” )。特別是面對(duì)爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。 1 前 言 手動(dòng) 變速箱采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值 (也就是所謂的“級(jí)” )。而對(duì)于其他新型的變速器，雖然具有操作簡(jiǎn)便等特性，但這些特點(diǎn)尚不具備。比如，一檔變速比是 ,二檔是 ,再到五檔的 ,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有 5個(gè)值 (即有 5級(jí) )，所以說(shuō)它是有級(jí)變速器。使用自動(dòng)檔，就不會(huì)這樣麻煩了。 自動(dòng) — 手動(dòng)變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式 — 為了駕駛樂(lè)趣使用手動(dòng)檔，而在交通擁擠時(shí)使用自動(dòng)檔，這樣的變速方式對(duì)于我國(guó)的現(xiàn)狀還是非常適合的。無(wú)級(jí)變速器最早由荷蘭人范本次我設(shè)計(jì)的主要是五速手動(dòng)變速器。 三軸式變速器： 7 三軸式變速器除有第一軸、第二軸外，還增設(shè)了中間軸。 如圖 14所示為鎖銷(xiāo)式慣性同步器結(jié)構(gòu)圖。對(duì)變速器的要求，除一般便于制造，使用和維護(hù)以及質(zhì)量輕，尺寸緊湊外，主要還有一下幾點(diǎn) : 一、應(yīng)保證汽車(chē)具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 在汽車(chē)整體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)汽車(chē)載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及汽車(chē)使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比，來(lái)滿足這一要求。 第 2 章 變速器的主要參數(shù)及設(shè)計(jì) 變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 變速器是由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)組成的。而三軸式變速器，由兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng) 力，在同樣的傳動(dòng)比的情況下，可將大齒輪的徑向尺寸做的小些，因此中心距及變速器的相關(guān)尺寸均可減小。 齒輪安排 各檔齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置很大的影響。承受載荷大的低檔齒輪，一般安排在離軸較近的地方，以減小軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。使用同步器可減輕結(jié)合齒在換檔時(shí)引起的沖擊及零件的損壞。 解得： ig1≤ 綜上所述 取 ig1= ig4=1 傳動(dòng)系檔數(shù)與各檔傳動(dòng)比的選擇 傳動(dòng)系檔數(shù)增加可以改善汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。取 ig1= ig2=, ig3=, ig4=1, ig5=, ig6= 此時(shí)鄰檔傳動(dòng)比比值： ig1/ig2= ig2/ig3= ig3/ig4= ig4/ig5= ig5/ig6= 初選中心距 變速器齒輪的中心距對(duì)變速器的整體尺寸、體積及質(zhì)量有直 17 接影響，所選中心距應(yīng)能滿足保證齒輪強(qiáng)度。 (2)齒形、壓力角及螺旋角 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 選擇 GB135678 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形，壓力角α =20176。 19 圖 21為變速器布置 的總體形式： (5)各檔齒輪齒速的分配 確定一檔齒輪齒數(shù) 已知 I檔齒輪的傳動(dòng)比 ig1， 且 ig1=291 10ZZZZ??，為了確定 Z9和 Z10齒數(shù)，先其齒數(shù)和 Zh。 51′ 24″ （ 8） 確定其他各檔齒輪 二檔齒輪副：其中 mn=, Z8=22 由72218gZZi ZZ?? A= 7878()2cosnm Z Z??? 所以 Z7=41 β 78=25176。 從 44 20176。 從 27 20176。 51′24″ 左 133 從 25176。采用下列措施，可提高輪齒彎曲強(qiáng)度；增大輪齒根部 齒厚；加大輪齒根部過(guò)渡圓角半徑；采用長(zhǎng)齒齒輪傳動(dòng)，提高重合度，使同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)增多；使齒面及齒根部過(guò)渡圓角處盡量光滑；提高材料許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。 防止膠合的措施有：一方面采用粘度大或加有耐壓添加劑的潤(rùn)滑油，提高油膜強(qiáng)度，使油膜不破壞，就可以不產(chǎn)生局部溫升，另一方面可提高齒面硬度，或嚙合齒輪采用不同材料等。 解的σ F2（主 )=235N/mm2 σ F2(從） = 三檔齒輪校核 接觸強(qiáng)度：用以下公式計(jì)算接觸應(yīng)力 12110. 41 8 ( ) / c osbnH FEb? ? ? ??? （ N/mm2） Fbn=Ft/cosα cosβ b—— 齒輪接觸實(shí)際寬度 b=KCm kc 取 8 m= 得 b=30 解得 σ H3=297N/mm21400N/mm2 31 彎曲強(qiáng)度 斜齒輪用以下公式計(jì)算： tFtnFKbP yK??? ? 式中： Ft—— 圓周力， max2 et MF d? N； Fσ —— 應(yīng)力集中系數(shù)，斜齒輪取 ； Ptn—— 法面周節(jié)， Ptn=π mn Kε —— 重合度影響系數(shù) ， Kε =2 許用應(yīng)力為 400～ 850N/mm2（直齒輪）； 100～ 250N/mm2（斜齒輪）。由于第二軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對(duì)象。 mm； 310 1000 37 m a xm a xm a x22 ta nc os2 ta netereaTiFdTiFdTiFd?????? G 軸的材料的剪切彈性模量， MPa,對(duì)于鋼材， G = 410? MPa； PI 軸截面的極慣性矩， 4mm ， 32/4dIp ?? ； 將已知數(shù)據(jù)代入上式可得： ? = 對(duì)于一般傳動(dòng)軸可取 [ ] ~ 1( ) / m? ??；故也符合剛度要求。 第二軸其他檔位校核 方法同上 中間軸的校核方法如第二軸 軸承的壽命的計(jì)算 由軸的直徑可選深溝球軸承 6013 6010 N207E 6007 軸承的使用壽命可按汽車(chē)以平均速度 amV 行駛至大修前的總行駛里程 S計(jì)算： hVSL amh ?； 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 汽車(chē)平均速度： amV ＝ maxV ＝ 95＝ 57kmh ， S 取大修前行駛的里程數(shù)： 15 萬(wàn)公里，即 510 Km： hVSL amh ? ＝ 150000/57＝ 2631h； 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取最大扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速 1100 minr 的 60﹪即 660 minr ； 速比取最常用的 i＝ 時(shí)計(jì)算，于是： Dn ＝ 1500 minr ； Nn ＝ 2500 minr 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)和計(jì)算，得下表相關(guān)參數(shù)： 軸承代號(hào) e X Y 6013 1 0 6010 1 0 6007 1 0 N207E 根據(jù)前面所計(jì)算的支反力和軸向力，通過(guò)公式 xh PCnL )(60106?? 對(duì)每個(gè)軸承進(jìn)行校核，球軸承 x取 3，；載荷系數(shù) pf 取 。 同步器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 目前變速器用同步器以滑塊式和鎖銷(xiāo)式居多。加之為重型貨車(chē)，要加上操縱輔助機(jī)構(gòu)。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的鋼性，且各連接件間的間隙不能過(guò)大，否則換檔手感不明顯。 小 結(jié) 在進(jìn)行變速器設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、檔位數(shù)及各檔傳動(dòng)比，因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車(chē)的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。將變速器作為一個(gè)整體來(lái)考慮其設(shè)計(jì)問(wèn)題，可以使傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)緊湊，汽車(chē)得到較大的有效空間，便于汽車(chē)的總體布置。通常是將變速桿布置在方向盤(pán)下的轉(zhuǎn)向柱上，通過(guò)聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)操縱選檔核換檔搖臂實(shí)現(xiàn)換檔，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。后者由于錐徑可以按需要加大，且同步扭矩較大，卡車(chē)上采用的不少。 按上式計(jì)算出的應(yīng)力應(yīng)小于 [ c? ]= 62( 3000 ~ 3200) 10 Nm?。； ? 螺旋角，為 22176。 1. 第一軸的強(qiáng)度與剛度校核 因?yàn)榈谝惠S在運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，所受的彎矩很小，可以忽略，可以認(rèn)為其只受扭矩。 35 許用應(yīng)力為 400～ 850N/mm2（直齒輪）； 100～ 250N/mm2（斜齒輪） 解的σ F 倒 2（主） =549 N/mm2 σ F倒 2（從） =164N/mm2 所以齒輪全部合格 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的尺寸 變速器軸在工作時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。 彎曲強(qiáng)度：直齒輪用以下公式計(jì)算彎曲應(yīng)力： tfF tFK KbPy?? ?（ N/mm2） 斜齒輪用以下公式計(jì)算： tFtnFKbP yK??? ? 式中： Ft—— 圓周力 max2 et MF d? N； Me max=T igI η η = Fσ —— 應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取 ，斜齒輪取 ； Kf—— 摩擦力影響系數(shù)；主動(dòng)齒輪取 ；斜齒輪取 ； 解放 CA10B手動(dòng)變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 Pt—— 端面周節(jié)， Pt=π m。因閉式齒輪傳動(dòng)齒輪在潤(rùn)滑油中工作，齒面長(zhǎng)期受到脈動(dòng)的接觸應(yīng)力作用，會(huì)逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。可以 把齒輪看作懸臂梁，輪齒根部彎曲應(yīng)力很大，過(guò)渡圓角處又有應(yīng)力集中，故齒輪根部很容易發(fā)生斷裂。 從 49 20176。 8 145 23 從 31 20176。 51′ 24 21 五檔齒輪副： mn=， Z4=20 由 ig5= 12ZZ 4