【正文】 設(shè)計 中 ，通過運用計算機繪圖提高計算機繪圖水平 ， 了解變速器設(shè)計的 基本過程和在設(shè)計過程中應(yīng)該注意的問題，學會 設(shè)計的過程和方法 ，提高計算能力和邏輯思維。 變速器齒輪強度的校核 變速器齒輪強度的校核主要對變速器的齒根彎曲疲勞強度和齒面接觸疲勞強度進行校核。將變速器智能化，并且普及到大眾 化的汽車上。 材料科學與技術(shù)是 21 世紀重點發(fā)展的科學技術(shù)領(lǐng)域。其中固定軸式又分為：兩軸式變速器，中間軸式變速器，雙中間軸式變速器，多中間軸式變速器。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機械式變速器。在汽車變速器的設(shè)計工作開始之前，首先要根據(jù)變速器運用的實際場合來對一些主要參數(shù)做出選擇。而變速器設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。變速器 2 是完成傳動系任務(wù)的重 要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。 根據(jù)軸的形式分為：固定軸式，旋轉(zhuǎn)軸式。 21 世紀能源與環(huán)境、先進的制造技術(shù)、新型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進步推動了變速器技術(shù)的發(fā)展。 變速器的節(jié)能與環(huán)境保護既包括傳動系本身的節(jié)能與環(huán)境保護，也包括發(fā)動機的節(jié)能與保護。 （ 4）智能化、集成化。 對變速器傳動機構(gòu) 的分析與選擇。 本次設(shè)計主要是查閱近幾年來有關(guān)國內(nèi)外變 速器設(shè)計的文獻資料，結(jié)合所學專業(yè)知識 進行設(shè)計。此外，各中間檔 因只經(jīng)一對齒輪傳遞動 ，故傳動效率高，同時噪聲小。就燃油經(jīng)濟性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機在低燃油消耗率區(qū)下作的能力，降低了油耗。 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 圖 倒檔布置方案 7 整個變速器傳動方案如圖 ： 1一檔主動齒輪 2一檔從動齒輪 3二檔主動齒輪 4二檔從動齒輪 5三檔主動齒輪 6三檔從動齒輪 7四檔主動齒輪 8四檔從動齒輪 9五檔主動齒輪 10五檔從動齒輪 11倒檔主動齒輪 12倒檔中間軸齒輪 13倒檔輸出軸齒輪 圖 五檔變速器傳動方案簡圖 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 齒輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 圖 變速器齒輪尺寸控制圖 齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。此時，軸的表面粗糙度不應(yīng)低與 μm，硬度不低于 58～ 63HRC。 變速 器操縱機構(gòu)布置方案 概述 根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用操縱機構(gòu)完成選檔和實現(xiàn)換檔或退到空檔。 遠距離操縱手動換檔變速器 平頭式汽車或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動汽車的變速器，受總體布置限制，變速器距駕駛員座位較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若 干傳動件，換 10 檔手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)才能完成換檔功能。 但考慮到可以縮短軸向空間，本設(shè)計 倒檔外采用直齒滑動換擋 。 防脫檔設(shè)計 互鎖裝置是保證移動某一變速叉軸時，其它變速叉軸互被鎖住，該機構(gòu)的作用是防止同時掛入兩檔，而使掛檔出現(xiàn)重大故障。 12 圖 擺動鎖塊式互鎖機構(gòu) 圖 轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖機構(gòu) 操縱機構(gòu)還應(yīng)設(shè)有保證不能誤掛倒檔的機構(gòu)。倒檔鎖采用限位彈簧來實現(xiàn)，使駕駛員有感覺，防止誤掛倒檔。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。 本設(shè)計最高檔傳動比為 。 已知： 13001 ?m kg； ? 取 ，把數(shù)據(jù)代入（ ）式得： 5 5 2 8 1 5 01 ??? ????gi 所以，一檔轉(zhuǎn)動比的選擇范圍是： 1 ?? gi 初選一檔傳動比 為 。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機構(gòu)形式以及齒輪形式。、 16176。嚙合套或同步器的壓力角有 20176。 試驗證明：隨著螺旋角的增大，齒的強度相應(yīng)提高，但當螺旋角大于 30176。選用較大的齒寬，工作中會因軸的變形導致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻造成偏載，導致承載能力降低，并在齒寬方向磨損不均勻。 各檔齒輪齒數(shù)的分配及 傳動比的計算 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。1 ??? ZZig 實際中心距 ? ? ? ? 9 26c os2 os239。 ????? AA ? 對中心距 A 進行修正 ?cos2 hnzmA? ? ? ? ? 9 os2 os2 39。439。639。839。1039。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐檔增大。1 ??nx ， 39。39。 （ 2）合理選擇材料配對。 由于一對齒輪一直參與傳動，磨損較大， 齒輪所受沖擊載荷作用也大，抗彎強度要求比較高。mm； ?22?? ； ??K ；?nm mm； ?cK ； ??x ； ??K ； s37co s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得： y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： 17217 o 22c o s2 33344?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa (3)三檔齒輪校核 主動齒輪： 已知： 310150??gT N因為剛度不足會產(chǎn)生彎曲變形，結(jié)果破壞了齒輪的正確嚙合，對齒輪的強度、耐磨性等均有不利影響。初步確定軸的尺寸以后，可對軸進行剛度和強度驗算。 已知： a=218mm； b=47mm； L=265mm； d=30mm，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 5 4 ??? cf mm ~][1 4 6 64472 1 8 7 83 64 45 22422 ???????? ?????? stRs fLdE baFf ? mm 2222 ?????? sc fff mm 0 0 0 0 9 1 6 64)472 1 8(472 1 81 5 0 03 )( 45 ??????? ???????? E I L ababF rR? mm 由以上可知道，變速器在各檔工作時均滿足剛度要求。軸在轉(zhuǎn)矩 T 和彎矩的同時作用下，其應(yīng)力為 332dMWM ?? ?? () 式中 ： 222 TMMM BHB ??? （ ）； d —— 軸的直徑（ mm），花鍵處 取內(nèi)徑； W —— 抗彎截面系數(shù)（ mm3）。 輸出軸軸承的選擇 與壽命計算 初選軸承型號 根據(jù)機 械設(shè)計手冊選擇 軸承型號為： 右軸承采用 30310 型號 158?orC KN， 130?rC KN 左軸承采用 30306 型號 63?orC KN， 58?rC KN 變速器一檔工作時： 一檔齒輪上力為： ?tF N， ?rF N， ?aF N 減速器 主動 齒輪上的力： ?tzF N， ?rzF N， ?azF N 軸承的徑向載荷： ?AF N， CF = 軸承內(nèi)部軸向力： 查機械設(shè)計手冊得： Y=2 43 2 0 722 8 2 821 ???? YFs A N 5 322 4 1 422 ???? YFs C N 5 3 6 5 1 3 4 2 0 7 21 ???????? sNFFs aza N 所以 ?aF N 3 6 5 1 3 4 2 0 712 ??????? azaa FFsF N 計算軸承當量動載荷 p 查機械設(shè)計手冊得到 ?e eFF Aa ??? 0 82 8 531 ，查機械設(shè)計手冊得到： 01??yx ； eFF Ba ??? 14 692 ，查機械設(shè)計手冊得到： ??yx 當量動載荷： )(? ??p arpf yFxFfP 3 3 1) 3 4 6 0 91( ??????p N 2 1 6 6) 3 4 6 0 ( ??????p N ) 1063(320xx0 10)(6010 3103626 ????? ?PCnL hh 查表 可得到該檔的使用率 ，于是 00 ???h h 所以軸承壽命滿足要求?？紤]到本設(shè)計為轎車變速器，故選用鎖環(huán)式同步器。 45 第 4章 變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計 同步器設(shè)計 同步器的 功用及分類 目前所有的同步器幾乎都是摩擦同步器，它的功用是使工作表面產(chǎn)生摩擦力矩，以克服被嚙合零件的慣性力矩，使之在最短的時間內(nèi)達到同步狀態(tài)。 38 圖 輸入軸的彎矩圖 對輸出軸校核： 計算輸出軸的支反力： 齒輪受力如下： ?tF N， ?rF N， ?aF N 已知： a=20mm； b=180mm； L=200mm； d=25mm； c=30mm 減速器 主動 齒輪的受力分析： 22c os22 3112 ?? ???????? ?zn zgztz zm iTdTF ?N os 20t a ost a n ???? ??zntzrz FF ?? N 5 1 022t a 0 8 6 0t a n ???? ?ztzaz FF ? N 39 軸承選擇與 壽命計算 軸承的使用壽命可按汽車以平均速度 amv 行駛至大修前的總行駛里程 S 來計算，對于汽車軸承壽命的要求是轎車 30 萬公里，貨車和大客車 25 萬公里。mm 4 6 6 826co s2 2 4 8co s221 ?? ????? ??zmFdFM naaB N 軸的全撓度為 ??? sc fff mm。 輸入軸花鍵部分直徑 d （ mm）可按下式初選取： 3 maxeTKd ? 式中 ： K—— 經(jīng)驗系數(shù)， K =～ ； maxeT —— 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩（ ） 。mm ； ?24?? ； ??K ；?nm mm； ?cK ； ??x ； ??K ； s36co s 33 ??? ??zz n ，查齒形系數(shù)圖 得： y=，把以上數(shù)據(jù)代入 ()式，得： os102162c os2 33344?????? ?????? ???? ?? KyKmz KTgw MPa 29 （ 4）四檔齒輪的校核 主動齒輪： 已知： 310150??gT N 變速器齒輪彎曲強度校核 齒輪彎曲強度校核（斜齒輪） ??? btyKKFw 1? () 26 式中： 1F —— 圓周力（ N）， dTF g21 ? ； gT —— 計算載荷（ N為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采 用不同鋼號材料。87 ???????? ? ?? i n vi n vi n vai n vazzx tt ? 查機械手冊齒輪變位系數(shù)表得到： ?nx ， ?nx 五 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。39。 一檔齒輪的變位 壓力角 ??? 26c os 20t a na r c t a nc os t a na r c t a n ??? ? ?ta ?? o s9 6 75a r c c o sc o sa r c c o s 39。39。39。39。 39。139。139。 一檔齒數(shù)及傳動比的確定 一檔傳動比為： 當選定中心距 A，模數(shù) nm 和螺旋角后，可以根據(jù)nh mBAZ cos2? 算出兩軸間相嚙合齒輪副的總齒數(shù)。 齒頂 高系數(shù) 齒頂高系數(shù)對重合度、輪齒強度、工作噪聲、輪齒相對滑動速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強度出發(fā)，并