【正文】 α、螺旋角β汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角[7]按表33選取。 （35）式中K A ——中心距系數(shù)，對(duì)輕卡取K A =；TI max ——變速器處于一檔時(shí)的輸出扭矩： TI max 可由下式得出： （36） ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，N根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件求得的變速器I檔傳動(dòng)比為： （33）式中 G2——汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷； φ ——路面的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取φ=~。變速器第一軸、第二軸的后部及中間軸的前、后部軸承均采用中系列的采用角接觸軸承。采用同步器換檔可保證齒輪在換檔時(shí)不受沖擊，使齒輪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，同時(shí)操縱輕便，縮短了換檔時(shí)間，從而提高了汽車的加速性、經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換檔結(jié)構(gòu)型式、軸承型式等因素。圖24c所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖23c所示方案的高檔從動(dòng)齒輪處于懸臂狀態(tài)，同時(shí)一檔和倒檔齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里，而中間檔的同步器布置在中間軸上是這個(gè)方案的特點(diǎn)。再除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，三軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。如圖所示，兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器可用螺旋錐齒輪或雙面齒輪；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則可用圓柱齒輪，從而簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了成本。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。而按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線式和綜合式的。提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油都可以提高傳動(dòng)效率。 （2）工作可靠，操縱輕便。因此本設(shè)計(jì)所選用的變速器型式為FR式手動(dòng)六檔變速器，是基于福田奧鈴CTX輕卡而開展的，設(shè)計(jì)中所采用的相關(guān)參數(shù)詳見(jiàn)第三章。汽車自動(dòng)變速器因其具有舒適、安全、可操控等優(yōu)點(diǎn)，目前在國(guó)際上已成為發(fā)展趨勢(shì)。針對(duì)中國(guó)變速器市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)，Global Insight的亞洲區(qū)技術(shù)分析師段誠(chéng)武博士闡述了幾點(diǎn)自己的見(jiàn)解： ，手動(dòng)檔變速器仍然占據(jù)主要份額，而自動(dòng)檔變速器將有更大的增長(zhǎng)空間。 據(jù)2010年11月在上海舉辦的“2010國(guó)際汽車變速器先進(jìn)制造技術(shù)及裝備研討會(huì)”調(diào)查，中國(guó)汽車變速器近五年的平均增速超過(guò)25%，2010年預(yù)計(jì)全年增速將超過(guò)40%，國(guó)產(chǎn)汽車變速器銷售規(guī)模將超過(guò)600億元。而同時(shí)，手動(dòng)變速器雖然有噪音等種種詬病，但在市場(chǎng)上，尤其在載貨車市場(chǎng)上仍有不可替代的地位。 在我國(guó)的汽車工業(yè)起步較晚但發(fā)展頗快。 shaftXXXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)院（直屬系）： 機(jī)械工程學(xué)院 時(shí)間： 2012年 2月 28日學(xué) 生 姓 名指 導(dǎo) 教 師畢業(yè)設(shè)計(jì)題目輕卡6擋變速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容與原始參數(shù)根據(jù)重型牽引車的車型特點(diǎn)和性能要求，進(jìn)行141馬力4180。XXXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書輕型貨車六擋變速器設(shè)計(jì)Light truck six gear transmission design 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 車輛工程091201 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 教 師： 評(píng) 閱 教 師： 完 成 日 期： 20130604 XXXX大學(xué)111111 University of Science and Technology輕型貨車六擋變速器設(shè)計(jì)摘 要本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于輕卡上的六檔手動(dòng)變速器。 gears。而隨著我國(guó)近年來(lái)迅猛的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，微型客貨兩用車、轎車等高級(jí)消費(fèi)品已進(jìn)入平常家庭。CVT由于是無(wú)級(jí)變速，換擋舒適性顯然最佳；七檔DCT在節(jié)油和舒適性兩方面均顯示出了不錯(cuò)的效果。它們各有優(yōu)缺點(diǎn)：MT的節(jié)能效果最好、經(jīng)濟(jì)性?shī)蕵?lè)性強(qiáng)，但對(duì)駕駛技術(shù)要求高；AT的節(jié)能效果差一些，但是操作簡(jiǎn)單、舒適性好、元器件可靠性高；AMT具備前兩者的優(yōu)點(diǎn)，但在換擋時(shí)會(huì)有短暫的中斷，舒適性差一些；CVT結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大、車速變化平穩(wěn)，但它的傳動(dòng)帶容易損壞，無(wú)法承受較大的載荷；DCT結(jié)合了手動(dòng)變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性和自動(dòng)變速器的舒適性，它是從傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器演變而來(lái)，目前代表變速器的最高技術(shù)。同時(shí)手動(dòng)檔變速器的節(jié)能型，經(jīng)濟(jì)性以及駕駛娛樂(lè)性也決定了其不可替代性。3．如何設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率更高、使汽車車速變化更加平穩(wěn)以及駕車舒適性更高的變速器，則一直都是變速器設(shè)計(jì)所要攻克的技術(shù)難關(guān)。2 變速器的總體方案設(shè)計(jì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于輕卡的六檔變速器，其主要指標(biāo)參考福田手動(dòng)變速器。設(shè)置空檔，以保證汽車在必要時(shí)能將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分離；設(shè)置倒檔，使汽車可以倒退行駛。 為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔。輕型貨車變速器的傳動(dòng)比變化范圍約為5～6，其他貨車為7以上，為了降低油耗亦趨向于增加1個(gè)超速檔；～lOt多用五檔變速器；大于lOt的多用6個(gè)前進(jìn)檔或更多的檔位。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。使用直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔以外的其他檔位的換檔機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換檔，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合套換檔，還有各檔同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。這時(shí)，如用在軸平面上可分開的殼體，就能較好地解決軸和齒輪等零部件裝配困難的問(wèn)題。某些輕型貨車四檔變速器采用此方案。圖24 常見(jiàn)倒檔傳動(dòng)方案變速器的設(shè)計(jì)方案必需滿足使用性能、制造條件、維護(hù)方便及三化等要求?，F(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器換檔。在本設(shè)計(jì)中，第一軸常嚙合齒輪及第二軸上齒輪由于內(nèi)腔尺寸較小，所以采用滾針軸承。故有 （31）則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動(dòng)比 （32）式中 m——汽車總質(zhì)量； g ——重力加速度； ψmax ——道路最大阻力系數(shù)； rr ——驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑； Temax ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； i0——主減速比； η ——汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。三軸式變速器的中心距A，可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行初選。倒擋直齒輪的模數(shù)m （38） 通過(guò)計(jì)算m= ，取m=3mm。一般貨車GB/T13562001規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形20176。,嚙合套或同步器取30176。選擇斜齒輪的螺旋角時(shí)應(yīng)力求使中間軸上的軸向力相互抵銷。 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。由式（3—9）知，理論上有 與相差不大，多余的軸向力由軸承抵消。 由于前文中關(guān)于倒檔選用了直齒滑動(dòng)齒輪，所以有模數(shù)，一般中間軸齒輪的齒數(shù)比略小，倒檔軸齒輪的齒數(shù)范圍為。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度想接近的程度。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。343檔274176。為消除內(nèi)應(yīng)力，還要進(jìn)行回火。 為避免齒輪輪齒折斷，需降低輪齒的彎曲應(yīng)力，提高齒輪的彎曲強(qiáng)度。 齒輪的強(qiáng)度需經(jīng)對(duì)輪齒應(yīng)力的計(jì)算來(lái)檢驗(yàn)。mm； ——斜齒輪螺旋角； ——應(yīng)力集中系數(shù)，斜齒輪取 = ； ——齒輪的齒數(shù)；——齒寬系數(shù)，斜齒輪取 =～；——重合度影響系數(shù)，取 = ；——齒形系數(shù)，按當(dāng)量齒數(shù)從圖41可查得；——彎曲應(yīng)力，MPa，對(duì)轎車變速器斜齒輪取[]=180～350MPa，對(duì)貨車斜齒輪取[]=100～250MPa；圖41 齒形系數(shù)y(當(dāng)載荷作用在齒頂， )斜齒輪按當(dāng)量齒數(shù)先對(duì)變速器第一軸常嚙合齒輪進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算（1）接觸強(qiáng)度的計(jì)算由式（42）、（43）可得法向力 取齒寬系數(shù)則得齒寬為 曲率半徑 接觸強(qiáng)度 （2）彎曲應(yīng)力的計(jì)算當(dāng)量齒數(shù) 由圖32查得 彎曲應(yīng)力 同理 可計(jì)算得 接觸強(qiáng)度 彎曲應(yīng)力 以上計(jì)算結(jié)果均在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，符合設(shè)計(jì)要求。軸的長(zhǎng)度對(duì)軸的剛度影響很大。齒輪7處： dmin=100（105106）1/3＝(mm)。對(duì)于本設(shè)計(jì)的變速器來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，軸的強(qiáng)度和剛度[13]都留有一定的余量，所以，在進(jìn)行校核時(shí)只需要校核一檔處即可；因?yàn)檐囕v在行進(jìn)的過(guò)程中，一檔所傳動(dòng)的扭矩最大，即軸所承受的扭矩也最大。 第二軸的強(qiáng)度校核一檔傳動(dòng)時(shí)軸所受彎矩與扭矩最大，所以只進(jìn)行一檔傳動(dòng)時(shí)二軸的強(qiáng)度校核。 中間軸的強(qiáng)度校核計(jì)算中間軸支反力、彎矩、扭矩圖57 中間軸垂直平面受力分析（1）垂直平面支反力 圖58 中間軸水平平面受力分析（2）水平平面支反力 （3）合成彎矩 （4）扭矩 危險(xiǎn)截面為D截面，彎矩圖與扭矩圖如下：圖59 中間軸彎矩圖圖510 中間軸扭矩圖危險(xiǎn)截面組合力矩為：彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的應(yīng)力：在低檔工作時(shí),所以,符合強(qiáng)度要求。6 變速器同步器與操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在前面已經(jīng)說(shuō)明，本設(shè)計(jì)所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器[16]，其結(jié)構(gòu)如下圖61所示：圖61 鎖環(huán)式同步器9變速器齒輪 2滾針軸承 8結(jié)合齒圈 7鎖環(huán)（同步環(huán)） 5彈簧 6定位銷 10花鍵轂 11結(jié)合套如圖62，此類同步器的工作原理是：換檔時(shí)，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動(dòng)定位銷和鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。試驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對(duì)摩擦因數(shù)的影響很大，摩擦因數(shù)隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過(guò)大。=6176。(4)錐面工作長(zhǎng)度b （61）設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的b取5mm。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。(7)同步時(shí)間t同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好。，防止因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長(zhǎng)進(jìn)行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺(jué)。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)學(xué)習(xí)的一次綜合的檢驗(yàn)，更是一次綜合的學(xué)習(xí)過(guò)程。在這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我的指導(dǎo)老師——董志強(qiáng)老師一直都關(guān)注著我的每一步進(jìn)展，并給了我很多好的意見(jiàn)和建議，同時(shí)也對(duì)我提出了嚴(yán)格的要