【文章內(nèi)容簡介】 398mm軸的校核是評定變速器是否滿足所要求的強度、剛度等條件，是否滿足使用要求，是設計過程中的重要步驟，主要是為了對設計的數(shù)據(jù)校核，達到設計的要求。由于第二軸支撐點較長，所以只對中間軸進行校核若符合要求則其他軸不用計算。軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面為，轉(zhuǎn)角為，則 ； ；；～為輪齒齒寬在中間平面上的圓周力?！珵辇X輪齒寬在中間面上的徑向力。E～為彈性模量，MpaI～為慣性力矩，對于實心軸：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 ；軸在垂直面和水平面撓度的允許值為f=—，f=—.。(1)對第二軸三擋齒輪處進行剛度校核a=131mm b=398131=267mm = ； NNN所以mm 合格mm 合格== 合格 合格（2）對第二軸二擋齒輪處進行剛度校核a=180mm b=398180=218mm = ； NNN所以mm 合格mm 合格== 合格 合格（3）對第二軸倒擋齒輪處進行剛度校核a=260mm b=398260=138mm ； NNN所以 合格 合格== 合格 合格在其作用下應力為式中：M～ W～為抗彎截面系數(shù)（1）對第二軸三擋齒輪處進行強度校核 = 合格（2）對第二軸二擋齒輪處進行強度校核 = 合格（3）對第二軸倒擋齒輪處進行強度校核 = 合格第6章 同步器的設計由于變速器輸入軸與輸出軸以各自的速度旋轉(zhuǎn)，變換擋位時合存在一個 同步問題。兩個旋轉(zhuǎn)速度不一樣齒輪強行嚙合必然會發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。因此，舊式變速器的換擋要采用兩腳離合的方式，升擋在空擋位置停留片刻，減擋要在空擋位置加油門，以減少齒輪的轉(zhuǎn)速差。但這個操作比較復雜，難以掌握精確。因此設計師創(chuàng)造出同步器，通過同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。相鄰擋位相互轉(zhuǎn)換時，應該采取不同操作步驟的道理同樣適用于移動齒輪換擋的情況，只是前者的待接合齒圈與接合套的轉(zhuǎn)動角速度要求一致，而后者的待接合齒輪嚙合點的線速度要求一致，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置同步器。性式同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的，在其上面設有專設機構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。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，它的特點是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步。　　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。鎖止角與錐面在設計時已作了適當選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進行嚙合。　　當同步鎖環(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)，齒輪相對于同步鎖環(huán)的轉(zhuǎn)速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換擋過程。同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強度和硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等。早期用青銅合金制造的同步環(huán) 因使用壽命短，已遭淘汰。由黃銅合金與鋼材構(gòu)成的摩擦副。摩擦因數(shù)對換擋齒輪和軸的角速度能迅速達到相同有重要作用。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán)錐面處制有破壞油膜的細牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽，用來保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數(shù)。(1) 同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過窄會影響接觸面壓強，使磨損加快。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對的影響很大，隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設計得大些，可使被刮下來的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。圖3—20a中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖3—20b則適用于重型汽車。通常軸向泄油槽為6～12個，槽寬3～4mm。(2) 錐面半錐角 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。但過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是tana≥。一般取=6176?！?176。=6176。時，摩擦力矩較大，但在錐面表面粗糙度控制不嚴時，則有粘著和咬住的傾向。在=7176。時就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 ，(3)摩擦錐面平均半徑R R設計得越大，則摩擦力矩越大。R往往受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距及相關零件的尺寸和布置的限制，以及R取大以后還會影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。原則上是在可能的條件下，盡可能將R取大些。(4)錐面工作長度b縮短錐面工作長度b(圖3—17)，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。設計時可根據(jù)下式計算確定b(5)鎖止角 鎖止角選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。影響鎖止角選取的因素主要有摩擦因數(shù)擦錐面的平均半徑R,鎖止面平均半徑和錐面半錐角。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在26?~46?范圍內(nèi)變化。(6)同步時間t同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)動慣量對同步時間有影響以外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦追面上的軸向力，均對同步時間有影響。軸向力大，同步時間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時間與車型有關，計算時可在下屬范圍內(nèi)選?。簙,低檔取0~。~，~。(7)轉(zhuǎn)動慣量的計算換檔過程中依靠同步器改變轉(zhuǎn)速的零件統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動盤，中間軸及其上的齒輪，與中間軸上齒輪相嚙合的第二周上的常嚙合齒輪。其轉(zhuǎn)動慣量的計算：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動慣量，然后按不同檔位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。對已有的零件，其轉(zhuǎn)動慣量值通常用扭擺法測出。若零件未制成,可將這些零件分解為標準的幾何體,并按數(shù)學公式合成求出轉(zhuǎn)動慣量。第7章 變速器操縱機構(gòu)根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構(gòu)完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。變速器操縱機構(gòu)應當滿足如下主要要求：換擋時只能掛入一個擋位，換擋后應使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫擋或自動掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。用于機械式變速器的操縱機構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機構(gòu)應能滿足以下要求：（1）掛擋后應保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換擋時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應保證變速器不自行掛擋或自行脫擋。為此在操縱機構(gòu)中設有自鎖裝置。（2）為了防止同時掛上兩個擋而使變速器卡死或損壞，在操縱機構(gòu)中設有互鎖裝置。（3）為了防止在汽車前進時誤掛倒擋，導致零件損壞，在操縱機構(gòu)中設有倒擋鎖裝置。當變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動換擋變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應用。近年來，單軌式操縱機構(gòu)應用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各擋同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構(gòu)簡化，但它要求各擋換擋行程相等。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，換擋手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動換擋變速器稱為遠距離操縱手動換擋變速器。在發(fā)動機后置或前輪驅(qū)動的汽車上，通常汽車變速器距離駕駛員座位較遠，變速桿和變速器之間 通常需要用連桿機構(gòu)聯(lián)接，進行遠距離操縱。 這時要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性，且各連接件之間間隙不能過大，否則換擋手感不明顯，并增加了變速桿顫動的可能性。此時，變速桿支座應固定在受車架變形、汽車振動影響較小的地方，最好將換擋傳動機構(gòu)、發(fā)動機、離合器、變速器連成一體，以避免對操縱有不利影響。、互鎖、倒擋鎖裝置　 掛擋后應保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換擋時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構(gòu)應保證變速器不自行掛擋或自行脫擋。為此在操縱機構(gòu)中設有自鎖裝置。如圖所示，換擋撥叉軸上方有三凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當撥叉軸位置處于空擋或某一擋位置時，鋼珠壓在凹坑內(nèi)。起到了自鎖的作用。 　 當中間換擋撥叉軸移動掛擋時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時掛上兩個擋而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。 當換擋桿下端向倒擋撥叉軸移動時，必須壓縮彈簧才能進入倒擋撥叉軸上的撥塊槽中。防止了在汽車前進時誤掛倒擋，而導致零件損壞，起到了倒擋鎖的作用。當?shù)箵鯎懿孑S移動掛擋時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。結(jié) 論本設計是對EQ1090載貨汽車變速器的設計。根據(jù)設計的目的、方法和步驟，對EQ1090貨車變速器進行了調(diào)研，收集資料，然后匯總，進行設計計算，最后繪制裝配圖和零件圖。通過計算和設計，我得到以下幾點結(jié)論： 汽車變速器設計中，齒輪的設計、軸的設計、軸承的設計和同步器的設計是最主要內(nèi)容。其中齒輪的設計中，齒輪各擋的齒數(shù)分配需要精心調(diào)整齒輪的齒數(shù)、螺旋角和變位系數(shù)才能獲得比較好的結(jié)果。在分配齒數(shù)時，應多方面參考資料，力求獲得理想的齒數(shù)分配； 應合理選擇變速器的檔數(shù)和傳動比，使汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性。 3．變速器的軸的設計應考慮多方面因素，包括齒輪結(jié)構(gòu)，花鍵標準、軸承標準、檔圈標準等。結(jié)構(gòu)設計之后，應對軸進行強度和剛度校核，如不滿足，要重新設計；軸承也根據(jù)結(jié)構(gòu)查機械設計手冊選用。 4．合理地選擇齒輪型式及結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高其制造和安裝精度，都是提高效率和減小噪聲的有效措施。采用同步器換檔是齒輪式變速器的基本要求。 5．變速器，操縱應輕便，以減輕駕駛員的勞動強度。操縱機構(gòu)中應設置各中鎖止機構(gòu)，以保證變速器工作的可靠性。變速器應結(jié)構(gòu)緊湊，盡量做到質(zhì)量輕、體積小、制造成本低。 參考文獻[1] 陳家瑞 . 汽車構(gòu)造 . 北京：人民交通出版社，2006[2] 王望予 . 汽車設計 . 北京：機械工業(yè)出版社，2004[3] 余志生 . 汽車理論 . 北京：機械工業(yè)出版社，2006[4] 王大全 . 汽車常用數(shù)據(jù)手冊 . 北京：化工工業(yè)出版社，2006[5] 劉彥戎 . 汽車標準匯編 第四卷 . 中國汽車技術(shù)研究中心標準化所出版社，2000[6] 中國汽車技術(shù)研究中心汽車標準化研究所 . 汽車設計標準資料手冊 . 長春：吉林科學技術(shù)出版社，2000[7] 顧柏良 . 汽車工程手冊 . 北京：北京理工文學出版社，1999[8] 張啟明 . 汽車CAD技術(shù) . 北京：人民交通出版社，2005[9] 阮米慶 . 基于 MATLAB 的汽車機械式變速器的可靠性優(yōu)化設計 . 南京：航空航天大學能源與動力學院，2006[10] 羅錦陵 . 汽車配件實用手冊 . 上海：上海交通大學出版社，1997[11] 程乃士 . 減速器和變速器設計與選用手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2007[12] 龔微寒 . 汽車現(xiàn)代設計制造 . 北京：人民交通出版社，1995[13] 崔心存 . 汽現(xiàn)代汽車新技術(shù) . 北京：人民交通出版社，2001[14] 黃瑋 . 汽車變速器的結(jié)構(gòu)與維修 . 北京：國防工業(yè)出版社，2005[15] 葉克明 . 齒輪手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社，1990[16] 林慕義 . 車輛底