【文章內(nèi)容簡介】 一些標(biāo)準(zhǔn)件 (螺栓，螺母，彈性擋圈和油氈封圈等 )和 非標(biāo)準(zhǔn)件 ，如軸套，軸承端蓋等，根據(jù)相關(guān)參考 書的建議值 和公式選取確定，然后進(jìn)行強(qiáng)度校核。 課題設(shè)計方案 變速器設(shè)計是一個重要的課題， 因此要充 分利用 現(xiàn) 有參考文獻(xiàn)，資 料 進(jìn)行認(rèn)識，不斷的分析增進(jìn)對變速器 的了解。 在對變速器有了較深的理解后開始對變速器的各個部分進(jìn)行 了分步設(shè)計。 （ 1）確定檔數(shù)，這里 選擇 12 檔。 （ 2）選定車型，確定基 本參數(shù)。 （ 3）變速器主 要參數(shù)的確定。其中包括軸數(shù)，傳動比 范圍 。中心距 A，外形尺寸，齒輪參數(shù)的確定 (模數(shù)，壓力角，螺旋角，齒輪寬度，齒輪變位系數(shù)，齒項(xiàng)高系數(shù) )，各擋 齒輪齒數(shù)的分配 : 齒輪齒數(shù)。 中 心距 A 的修正 。 動齒輪副的齒數(shù)。 各擋的齒 數(shù)。 。 （ 4） 輪齒強(qiáng)度的計算。 （ 5）軸的強(qiáng)度 計算。 （ 6） 組裝配合。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 2 變速器總體方案 及參數(shù)的選擇 車型及基本參數(shù)的選擇 本文主要設(shè)計的是 十二擋變速器，而 12 檔變速器 目 前來說主要用于重型 工 程車，所以我們選擇的車型應(yīng)該為重型卡車。 目前 在國際 上 重 卡 配裝的手動重 型 變速器主要有 兩 種結(jié)構(gòu)，以德國采埃孚技術(shù)為代表的單 中間 軸結(jié)構(gòu)和以美國伊頓技術(shù)為代表的雙 中間 抽結(jié)構(gòu)。根據(jù)緒論中對 兩 種變速器優(yōu)缺點(diǎn)的比較，我們知道雙中 間 軸結(jié)構(gòu)變速器擁有絕對的優(yōu)勢，所以我們選擇雙中間軸式變速器。 根據(jù)以上分析，我們選擇解放 J6 重卡作為研究車型，對其變速器進(jìn)行設(shè)計和分折，車 型 的基本數(shù)據(jù)如表 。 表 CA4250P66K24T1A3HE 基本參數(shù) 公告型號： CA4250P66K24T1A3HE 驅(qū)動形式： 6X4 軸距： 3200+1350mm 車身長度： 車身寬度： 車身高度： 輪距： 前輪距： 2050，后輪距： 1830/1830mm 整車重量： 最大總質(zhì)量： 牽引總質(zhì)量： 40噸 最高車速： 120KM/h 最小轉(zhuǎn)彎直徑： 17米 備注： 2021款 J6全浮高頂駕駛室，自動空調(diào)、 600L鋁合金油箱 、高效空濾、前后少平片簧結(jié)構(gòu)；駕駛室后兩點(diǎn)空氣懸置；電動液壓舉升裝置、 TRW轉(zhuǎn)向機(jī)、獨(dú)立暖風(fēng)、燃油預(yù)熱。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 根據(jù)汽車 型號 我們查得 發(fā)動機(jī)參數(shù) 如 下表 表 錫柴 CA6DM242E3基本參數(shù) 發(fā)動機(jī)： 錫柴 CA6DM242E3 汽缸數(shù)： 6 燃料種類： 柴油 汽缸排列形式： 直列 排量： 排放標(biāo)準(zhǔn)： 國三 /歐三 最大馬力： 420馬力 最大輸出功率： 309KW 扭矩： 1900N m 最大扭矩轉(zhuǎn)速： 1400RPM 額定轉(zhuǎn)速： 1900RPM 根據(jù) 汽車型號 查 得底 盤基本參數(shù) 如下 表 表 底盤基本參數(shù) 后橋描述： 解放 440后橋 后橋允許載荷： 18000KG 后橋速比： 懸掛形式： 彈簧片數(shù)： 3/4 數(shù)的選擇 近年來，為 了降低油耗，變速器的擋 數(shù) 有增加的趨勢。日前，乘用車一般 用 45個擋位的變速器。發(fā)動 機(jī) 排量 大的乘用 車 變速器多用 5個擋 。商用車變速器采用 45個擋或多擋 。載質(zhì) 量 在 10t內(nèi) 的貨車采用 五擋 變速器，多檔變速器多用 在 總質(zhì) 大 些 的貨車和越野車上 擋數(shù)選擇的要求： 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 1 相鄰擋 位之 間的傳動比比值在 以下。 2 高擋區(qū)相鄰 擋 位之間的傳動比比 值要比低擋區(qū)相 鄰 擋位之間的比值小。 解放 J6重卡為牽引質(zhì)量 40t 的大型 卡車，需要較 大的傳功率扭矩和較高傳動比，所以本次 設(shè)計選的變速器為 多擋 變速器。 變速器 傳動比范圍是指 變速器 最高檔于最低檔傳動比的比值 。 最高擋 通常是 直接擋，傳 動比為 1； 有的變速器 最高擋 是超速檔，傳動比為 。 影響最低擋傳動比選取的因 素有 ：發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速 所要求 的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動輪與地面間的附著力、主 減速比和 驅(qū) 動輪的滾動半徑以及所要求達(dá)到的最低 穩(wěn) 定行駛 車速等 。 目前重型卡車 的傳動 比范 圍 l0 左右。 解放 J6重卡采用 12 檔變速器，擋位較多，考慮到其在平直高 速路 上有 較 高 車速的要求 ，我們采用一個超速檔，六個高速擋 (包括一個 1 個直接 接檔 ),六個低速擋 和兩個倒擋布置。 本 次 設(shè)計 參考 的變速器為 一汽 CA12TA（ X） 190M 變 速器。 通過閱讀相關(guān)資料查的相關(guān)數(shù)據(jù)為表 ： 表 變速器 相關(guān) 參數(shù) 品牌： 一汽 變速箱： 一汽 CA12TAX190M超速檔 系列： 一汽 CA12TA(X)系列 檔位數(shù)： 12個 換擋形式： 雙中間軸、主副箱結(jié)構(gòu)，副箱帶同步器 產(chǎn)品特點(diǎn)： 采用的雙中間軸結(jié) 構(gòu)，可匹配單桿、雙桿操縱；可近、遠(yuǎn)距離操縱； 匹配范圍： 滿足載重車、牽引車、自卸車、越野車、礦用車等各種車輛的使用要求 前進(jìn)檔位： 12個 倒檔檔位數(shù)： 2個 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 是否有同步器： 副箱帶同步器 最大扭矩： 額定轉(zhuǎn)速： 1900rpm 換擋方式： 手動 頭檔速比： 2檔傳動比： 3檔傳動比： 4檔傳動比： 5檔傳動比： 6檔傳動比： 7檔傳動比： 8檔傳動比： 9檔傳 動比： 10檔傳動比： 11檔傳動比： 12檔傳動比： 倒檔 1傳動比： 倒檔 2傳動比： 變速箱重量： 342Kg 變速箱油容量： 13/(帶取力器） L 計算傳動比 范圍 在選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比 0i 時 ,首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機(jī)參數(shù)、車輪參數(shù)來確定 ,其值可按下式計算 : 0 m a x 1 20 .3 7 7 vagrni vi? () 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 式中 : maxav 汽車的最高車速 ,已知 120km/h； vn 最高車速時發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速 ,一般 pv nn )( ?? ,r/min； 這里 vn 取 1，則 1 19 00vpnn? ? ? ； r車輪半徑 ,本車輪胎型號 315/，查得 r=； oi驅(qū)動橋主減速器減速比， 取oi=； 故12 m 77 vg a orni v i?= 1900120 ??= 在確定變速器一檔傳動比 1gi 時 ,需要考慮驅(qū)動條件和附著條件。 （ 1） 滿足驅(qū)動條件 ,其值應(yīng)符合下式 : ? ?Teag iT riifgmi ?0m a xm a xm a x1 s inc os ?? （ ） 式中： maxi ………最大爬坡度， maxi = ? 代入相關(guān)數(shù)據(jù) ,計算得 : ? ?Teag iT riifgmi ?0m a xm a xm a x1 s inc os ?? = ? ?3 9 9 5 0 9 . 8 0 . 0 2 c o s 1 6 . 7 s in 1 6 . 7 0 . 5 4 7 51 9 0 0 4 . 1 1 0 . 9? ? ? ? ???= （ 2） 滿足附著條件 ,其值也應(yīng)符合下式 TtqZg iT rFi ???01 ? () 式中：φ 路面附著系數(shù) ,為 ～ ,這里取 帶入相關(guān)數(shù)據(jù) ,可得 : TtqZg iT rFi ???01 ?= 2 4 9 9 0 9 .8 0 .5 4 7 5 0 .81 9 0 0 4 .1 1 0 .9? ? ???= 即是 9,346≤ 1gi ≤ 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 計算各擋傳動比 由于本次設(shè)計有一個超速檔12gi= 1q? =，因此 q=，1gi= 10q = 1gi= 10q =，2gi= 9q =，3gi= 8q =，4gi= 7q =， 5gi= 6q =，6gi= 5q =，7gi= 4q =，8gi= 3q =， 9gi= 2q =，10gi= 1q =，11gi= 0q =1， 12gi= 1q? = 各擋傳動比 需 滿足： 12ggii ? 23ggii ? 34ggii ? 45ggii ? 56ggii ? 67ggii ? 78ggii ? 89ggii ? 910ggii ? 1011ggii ? 1112ggii 且相鄰擋間傳動比比值在 以下 經(jīng)調(diào)整后各擋傳動比如下： 前進(jìn)擋 : 1gi=，2gi=，3gi=，4gi=，5gi=，6gi=，7gi=，8gi=，9gi=，10gi=，11gi=1， 12gi= 倒檔 : 1gi=，2gi= 由于為雙中間軸設(shè)計，兩個中間軸 完全相同，故總布置圖 只標(biāo)出一個 軸上齒輪，如下圖： 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 圖 變速器總布置圖 由圖得到傳動路線為： 一擋：1 2 4 3 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? 二擋：1 2 6 5 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? 三擋：1 2 8 7 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? 四擋：1 2 10 9 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? 五擋：1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z??? 六擋：1 2 12 11 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? 七擋：1 2 4 3z z z z??? 八擋： 1 2 6 5z z z z? ? ? 九擋： 1 2 8 7z z z z? ? ? 十 擋： 1 2 10 9z z z z? ? ? 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 十一擋：主、副箱均直接擋 十二擋：1 2 12 11z z z z? ? ? 倒擋一：1 2 22 2 11 2 11 1 1 2 4 339。 39。 39。 39。z z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ? ? 倒擋二：1 2 22 2 11 2 11 1z z z z z? ? ? ? 齒輪的設(shè) 計計算 中心距的計算 中心距的優(yōu)勢 單中間軸變速器初選中心距時，根據(jù)以往的中心距經(jīng)驗(yàn)公式有： 3A K T?? （ ） 式中， K 為中心距系數(shù)，對于轎車， K=13 15，對于中重型車， K=1517； A為中心距；T為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩 。 而對于雙中間軸變速器，根據(jù)其結(jié)構(gòu)對齒輪中心距的初選公式進(jìn)行修正，修正后的公式為 ： 3A K BT?? （ ） 式中， B 為載荷分布不均勻系數(shù)， B=。 通過比較可知 ： 雙中間軸變速器中心距可以比單中間軸結(jié)構(gòu)減小 15%— 20%，這對于改善變速器的經(jīng)濟(jì)性和輕量化有著重要意義。 中心距影響變速器的尺寸和質(zhì)量。中心距過大將使變速器的質(zhì)量增加較多 ； 中心距過小勢必使變速器長度增加，影響軸的剛度和同步器的容量，還可能使兩軸承孔之間的距離過小，影響殼 體的強(qiáng)度。 根據(jù)公式 主箱： 3( 13 15 ) 19 00 13 15 ? ? ? ? ? ?mm 取中心距 A=156mm。 沈陽航空航天大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 齒輪參數(shù)的選擇 選取齒輪模數(shù)時一般要遵守的原則是： 為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時增加齒寬；為使質(zhì)量最小整，應(yīng)該增加模數(shù)，同時減少齒寬；從工藝加工考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)，對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些 。對于貨車減小質(zhì)量比減小噪聲更重