【文章內(nèi)容簡介】 間軸倒檔直齒輪： bdz =20 變速器同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算 使降低汽車變速器噪聲和百公里油耗 、消除換檔沖擊、延長齒輪和傳動(dòng)系壽命 ,實(shí)現(xiàn)可靠平穩(wěn)迅速而又輕便的換檔 ,汽車變速器普遍采用了同步器。鎖銷式同步器就是其中一種 ,它被廣泛地應(yīng)用于中型、重型載重汽車和相應(yīng)級(jí)別的大客車變速器上 .本次設(shè)計(jì)的中型專用汽車變速器 采用鎖銷式同步器。 同步器的工作原理：在變速瞬間 ,變速器的輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)速都在變化著 ,輸出端與汽車整車相連其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 出相當(dāng)大 ,換檔作用時(shí)間較短 ,可認(rèn)為在換檔 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 的瞬間輸出端轉(zhuǎn)速是恒定的。而輸入端在接觸錐面上產(chǎn)生的摩擦力矩作用下 ,克服輸入端被接合零件的等價(jià)慣性力矩 ,在最短時(shí)間內(nèi)使輸入端與輸出端的轉(zhuǎn) 速達(dá)到同步。 通過同步器使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。 相鄰擋位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該采取不同操作步驟的道理同樣適用于移動(dòng)齒輪換擋的情況，只是前者的待接合齒圈與接合套的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度要求一致，而后者的待接合齒輪嚙合點(diǎn)的線速度要求一致，但所依據(jù)的速度分析原理是一樣的。 變速器的換擋操作，尤其是從高擋向低擋的換擋操作比較復(fù)雜，而且很容易產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊。為了簡化操作，并避免齒間沖擊，可以在換擋裝置中設(shè)置同步器。 同步器有常壓式和慣性式。目前全部同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步鎖環(huán)等 組成，它的特點(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步。慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。 接合套、同步鎖環(huán)和待接合齒輪的齒圈上均有倒角（鎖止角），同步鎖環(huán)的內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產(chǎn)生摩擦。鎖止角與錐面在設(shè)計(jì)時(shí)已作了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。 當(dāng)同步鎖環(huán)內(nèi)錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉(zhuǎn)速迅速降低（或升高）到與 同步鎖環(huán)轉(zhuǎn)速相等，兩者同步旋轉(zhuǎn)，齒輪相對(duì)于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時(shí)消失，這時(shí)在作用力的推動(dòng)下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進(jìn)一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換擋過程。 鎖銷式同步器的結(jié)構(gòu)見圖 2。同步齒輪 摩擦錐盤 摩擦錐環(huán) 定位銷接合套 接合齒圈 鎖銷 花鍵轂 9。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 在同步階段中摩擦力矩隨著錐面角α的減小而增大 ,為了增大同步器的容量 ,錐面角α應(yīng)盡量取小值。但是它的極限值又受錐面角自鎖條件的限制 ,為了避免錐面角發(fā)生自鎖 ,α的選取要滿足α≥ arctanμ (μ為摩擦系數(shù) )。 1 同步環(huán)錐面螺紋和油槽的設(shè)計(jì) 為了破壞被同步齒輪內(nèi)錐面上的油膜 ,增大摩擦力矩 ,同步環(huán)錐面上需車制螺紋 ,并在螺紋垂直方向開設(shè)排油槽 ,油槽的大小及數(shù)量應(yīng)根據(jù)同步環(huán)錐面直徑來確定。一般油槽寬為 2mm～ 4mm,數(shù)量 30 個(gè)～ 40個(gè)。同步環(huán)螺紋齒頂寬對(duì)摩擦系數(shù)的影響較大 ,在設(shè)計(jì)時(shí) ,一般螺紋齒頂寬為 ～ ,螺紋牙形角為 50176。 ,螺距為 ～ 。 2 同步環(huán)錐面直徑和寬度的確定 在中間軸結(jié)構(gòu)允許的情況下 ,為了增大錐面間的摩擦力矩 ,縮短同步時(shí)間 ,同步環(huán)錐面直徑應(yīng)盡量取大值。同步 環(huán)錐面寬 B與摩擦錐面的發(fā)熱有關(guān) ,一般取 B=R鎖 /10～ R鎖 /14(R 鎖為撥環(huán)半徑 )。 3 同步環(huán)的材料 同步環(huán)的材料采用銅合金 ,精鍛成型后進(jìn)行機(jī)加工 ,其強(qiáng)度高 ,耐磨性好。銅合金應(yīng)控制其化學(xué)成分 ,其抗拉強(qiáng)度大于 600N/mm2,屈服強(qiáng)度大于 210N/mm2,硬度為HB150～ HB200。 4 同步器鎖止角的確定 要使同步環(huán)在同步階段中鎖止 ,必須滿足鎖止條件 :tanβ≥ R錐μ R鎖 sinα。根據(jù)摩擦錐面平均半徑 R錐、摩擦系數(shù)μ、錐面角α和撥環(huán)半徑 R 鎖來確定合適的鎖銷角β ,通常取β =35176?！?45176。中型車變速器β取小值 ,重 型車變速器β取大值。 5 同步器鎖差的確定 由于同步器鎖銷差大換檔沉 ,鎖銷差小換檔輕便 ,所以應(yīng)選擇合適的鎖銷差 ,一般取鎖銷差為 ～ 。 6 齒套鎖銷孔和定位銷空的設(shè)計(jì) 一般鎖銷孔的數(shù)量為 3個(gè)～ 6個(gè) ,中型車變速器取小值 ,重型車變速器取大值。鎖銷孔的直徑應(yīng)根據(jù)鎖銷的最大直徑來確定 ,鎖銷孔兩端的倒角應(yīng)與鎖銷的倒角一致。同步器定位銷數(shù)量為 3個(gè) ,定位銷孔的直徑應(yīng)根據(jù)定位銷的直徑來確定。 7 齒套接合齒的設(shè)計(jì) 同步器齒套接合齒的模數(shù)、齒數(shù)應(yīng)根據(jù)所傳遞的最大扭矩來確定。為了防止變速器在工作中自動(dòng)脫檔 ,高通用性 ,有時(shí)變速器中幾 組鎖銷式同步器要選用相同的同步器。 8 同步時(shí)間 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 同步器工作時(shí) ,要連接兩個(gè)部分達(dá)到同步器的時(shí)間越短越好。同步器時(shí)間與車型有關(guān) ,對(duì)貨車變速器高擋取 — ，抵擋取 — 。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第四章 變速器中間軸的校核 軸的校核是評(píng)定變速器是否滿足所要求的強(qiáng)度、剛度等條件，是否滿足使用要求，是設(shè)計(jì)過程中的重要步驟，主要是為了對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)校核，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 二軸、中間軸最大直徑可取 d==? 126==57mm 中間軸： d/L= 取為 L=315mm 二軸： d/L= 取為 L=315mm 軸在垂直面內(nèi)撓度為 cf ，在水平面為 sf ，轉(zhuǎn)角為 ? ，則 EILbaFfc 3 221? ； EILbaFfs 3 222? ； ? ?EIL ababF 31 ??? ； 1F 為輪齒齒寬在中間平面上的圓周力， 2F 為齒輪齒寬在中間面上的徑向力。 E～為彈性模量， ??E Mpa， I～為慣性力矩，對(duì)于實(shí)心軸： 644dI ?? 。 D～為軸的直徑，花鍵處按平均直徑。 a 、 b～為齒輪上作用力矩與支座 A、 B的距離， L～為支座間的距離。 軸的全撓度為 ； 22 sc fff ?? 在其作 用下應(yīng)力為332dMWM ?? ?? M～ 222 nsc MMMM ??? ， W～為抗彎截面系數(shù)。 軸在垂直面和水平面撓度的允許值為 fc =— ， fs =— .齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過 。 中間軸常嚙合齒輪處進(jìn)行校核 mmZmr n os2 2 ?? ? ； 19100039021m a x ?? ?????? rZ ZTF en N 6 1 o 7 5 7c o s1 ?????? ?nFF N i 7 5 7s i n2 ?????? ?nFF N mma 22? ； mmb 2 9 3223 1 5 ??? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 所以 0 0 0 8 6 1 03 4522221 ?????? ????? EIL baFf c mmfc ~? 合格 45 22222 ?????? ????? EIL baFf s mmfs ~? 合格 ? ? ? ? 0 0 0 0 3 6 1 03 451 ?????? ???????? E I L ababF? rad ?? 合格 mmNaFM c ????? 5 4 5 mmNaFM s ????? 5 4 3 6 1 01 mmNZ ZTT en ?????? 19 50 0 046 10 002339 02 1m a x 232223 3232 mmNd MMMdMWM nsc ??????? ??? ? ? 2400 mmN?? ； ? ???? 合格 對(duì)中間軸四擋齒輪處進(jìn)行校核 mmZmr n o s2 4 ?? ? ； 19100 039021m a x ?? ?????? rZ ZTF en N 9 6 o 0 7 5c o s1 ?????? ?nFF N i 0 7 5s i n2 ?????? ?nFF N mma 104? ； mmb 211104315 ??? 所以 4522221 ?????? ????? E I LbaFf c mmfc ~? 合格 45 22222 ?????? ????? EIL baFf s mmfs ~? 合格 ? ? ? ? 0 0 0 0 5 8 641 0 42 1 12 1 11 0 9 6 03 451 ?????? ??????? 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