【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 衡，壓盤單件的平衡精度應(yīng)不低于15～20 gcm 。4)壓盤高度(從承壓點(diǎn)到摩擦面的距離)公差要小。壓盤形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好，具有較高的摩擦因數(shù)，通常采用灰鑄鐵，一般采用HT200、HT250、HT300，硬度為170～227HBS。（二）壓盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與選擇取溫升t=10 ，t = =℃ m = = = 所以h=取h=25mm 為鑄鐵密度，取7800 kg/m，V為壓盤估算面積式中，t為壓盤溫升(℃),不超過8～10℃；c為壓盤的比熱容，鑄鐵：c= J/(kg℃)；m為壓盤質(zhì)量(kg)；γ為傳到壓盤的熱量所占的比例。4變速器設(shè)計(jì)前已述及，現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)短和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這—矛盾，在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。它的功用是：①改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；②在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；③利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，根據(jù)需要，還可加裝動(dòng)力輸出器。按傳動(dòng)比變化方式，變速器時(shí)分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。1)有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛。它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。所用輪系形式不同，有軸線固定式變速器(普通齒輪變速器)和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器(行星齒輪變速器)兩種。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有3—5個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋；在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多擋位。所謂變速器擋數(shù)，均指前進(jìn)擋位數(shù)。2)無級(jí)式變速器的傳動(dòng)比在一定的范圍內(nèi)可按無限多級(jí)變化，常見的有電力式和液力式(動(dòng)液式)兩種。電力式的在傳動(dòng)系中也有廣泛采用的趨勢(shì)，其變速傳動(dòng)部件為直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)。液力式的傳動(dòng)部件是液力變矩器。3)綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器，其傳動(dòng)比可在最大值和最小值之間的幾個(gè)間斷范圍內(nèi)作無級(jí)變化，目前應(yīng)用較多。按操縱方式，變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。1)強(qiáng)制操縱式變速器靠駕駛員直接操縱變速桿換擋，為大多數(shù)汽車所采用。2)自動(dòng)操縱式變速器的傳動(dòng)比選擇(換擋)是自動(dòng)進(jìn)行的。駕駛員只需操縱加速踏板，即可控制車速。3)半自動(dòng)操縱式變速器有兩種形式。一種是常見的幾個(gè)擋位自動(dòng)操縱，其余擋位則由駕駛員操縱；另一種是預(yù)選式，即駕駛員預(yù)先用按鈕選定擋位，在踩下離臺(tái)器踏板或松開加速踏板時(shí)，接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來進(jìn)行換擋。在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車上，變速器之后還裝有分動(dòng)器，以便把轉(zhuǎn)矩分別輸送給各驅(qū)動(dòng)橋。對(duì)變速器提出如下基本要求:1)保證汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。2)設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)功輪的傳輸。3)設(shè)置倒擋，使汽車能倒退行駛。4)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出、〕5)換擋迅速、省力、方便。6)工作可靠。汽車行駛過程中，變速器不得有跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。7)變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率:8)變速器的工作噪聲低。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。滿足汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。 圖41 解放CAl040系列輕型載貨汽車變速器傳動(dòng)示意圖1—第一軸 2—第一常嚙合齒輪 3—第一軸齒輪接合齒圈 4—四擋同步器鎖環(huán) 120—接合套 6—五檔同步器鎖環(huán) 7—五擋齒輪接合齒圈 8—第二軸五擋齒輪 9—第二軸三擋齒輪 10—三擋齒輪接合齒圈 11—三擋同步器鎖環(huán) 1235—花鍵轂 14—二擋同步器鎖 15—二擋齒輪接合齒圈 16—第二軸二擋齒輪 17—第二軸一擋齒輪 18—一擋齒輪接合齒圈 19—一擋同步器鎖環(huán) 21—一倒擋齒輪接合齒圈 22—第二軸倒擋齒輪 23—第二軸 25—中間軸倒檔齒輪 26—中間軸 27—倒檔軸 28—倒檔中間齒輪 29—中間軸一擋齒輪 30—中間軸二擋齒輪 31—中間軸三擋齒輪 32—中間軸四擋齒輪 33—中間軸常嚙合傳動(dòng)齒輪 34—變速器殼體 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案的確定 機(jī)械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。 有級(jí)變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪、軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。中間軸式和兩軸式變速器的應(yīng)用比較廣泛。由于兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)汽車上。而本次設(shè)計(jì)的汽車為前置后驅(qū)汽車，采用中間軸式變速器。中間軸式變速器，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來傳遞扭矩則稱為直接擋。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接擋的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是中間軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得大的一擋傳動(dòng)比，這是中間軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。 變速器擋位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用效率、汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。但采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)迅速、無聲換擋，對(duì)于多于5個(gè)前進(jìn)擋的變速器來說是困難的。因此，直接操縱式變速器擋位數(shù)的上限為5擋。有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。后者比直齒輪有更長的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。因此，除低擋及倒擋外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。 倒擋傳動(dòng)方案的確定 與前進(jìn)擋比較，倒擋使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒擋，故多數(shù)方案均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒擋。為了實(shí)現(xiàn)倒擋，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中加入了一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案。圖42為常見的倒擋布置方案。圖42b所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長度。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖42c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42d所示方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖42c所示方案。圖42e所示方案是將中間軸上的一擋，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長。圖42f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車倒擋傳動(dòng)采用圖42g所示方案。其缺點(diǎn)是一，倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 圖42 倒擋布置方案 本設(shè)計(jì)采用圖f所示的傳動(dòng)方案。 變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 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)方便等要求。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換擋結(jié)構(gòu)型式、軸承型式、潤滑和密封等因素。(1)齒輪型式 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。本設(shè)計(jì)除一擋和倒擋外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。(2)換擋結(jié)構(gòu)型式 換擋結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。 直齒滑動(dòng)齒輪換擋的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但由于換擋不輕便、換擋時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫擋、噪聲大等原因，除一擋、倒擋外很少采用。 嚙合套換擋型式一般是配合斜齒輪傳動(dòng)使用的。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。嚙合套有分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合式，以減小軸向尺寸。嚙合套換擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但還不能完全消除換擋沖擊，目前在要求不高的擋位上常被使用。 采用同步器換擋可保證齒輪在換擋時(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，縮短了換擋時(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。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。 自動(dòng)脫擋是變速器的主要障礙之一。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施外，在結(jié)構(gòu)上，目前比較有效的方案有以下幾種：1) 將嚙合套做得長一些（或者兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開），這樣在嚙合時(shí)使接合齒端部超過被接合齒約1~3mm。使用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動(dòng)脫擋。2)將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。▇），這樣，換擋后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫擋）將接合齒的工作面加工成斜齒面，形成倒錐角（一般傾斜20~30），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫擋的軸向力。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效，采用較多。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。同步器的結(jié)構(gòu)如圖43所示： 圖43 鎖環(huán)式同步器 l、4同步環(huán)。2同步器齒鼓。3嚙合套。5彈簧。6—滑塊。7止動(dòng)球。8卡環(huán)。9—輸出軸。11齒輪（一）擋數(shù)和傳動(dòng)比近年來，為了降低油耗，變速器的擋位數(shù)有增加的趨勢(shì)。目前，乘用車一般用4~5個(gè)擋位的變速器。本設(shè)計(jì)采用4個(gè)擋位。根據(jù)AQ10642008《煤礦用防爆柴油機(jī)無軌膠輪車安全使用規(guī)范》中規(guī)定：車輛在巷道中行駛的最高速度:運(yùn)送物料40km/h。運(yùn)送人員20km/h。初選膠輪車最高速=36km/h。1)傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比可由以下公式求出： （41） 式中： ——最高車速； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速； ——車輪半徑； ——變速器最小傳動(dòng)比； ——主減速器傳動(dòng)比；r=（英寸直徑）247。2+輪胎斷面寬 =162+===1600 r/min===2)確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比 （42）則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ擋傳動(dòng)比為 即 式中：G——作用在汽車上的重力，——汽車質(zhì)量，——重力加速度；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=；——主減速器傳動(dòng)比，=；——傳動(dòng)系效率，=90%；——車輪半徑，=；——滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)于貨車取=；——爬坡度，取=14176。= (43)為了滿足附著條件。 φ (44)在瀝青混凝土干路面，φ=~，取φ=即 ≤= (45)由(43)(45)得 ≤≤；所以取 =。3） 其他各擋位傳動(dòng)比的確定：按等比級(jí)數(shù)原則，一般汽車各擋位傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系： (46) 式中：q為常數(shù)，也就是各擋位之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為：，，==所以其他各擋位傳動(dòng)比為：，（二）中心距中心距對(duì)變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。三軸式變速器的中心局A（mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初定： (47)式中 K A中心距系數(shù)。對(duì)轎車，K A =~；對(duì)貨車，K A =~；對(duì)多擋主變速器，K A =~11；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；——變速器一擋傳動(dòng)比；——變速器傳動(dòng)效率，取96%。mm 故可得出初始中心距A=115mm。（三） 軸向尺寸變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。貨車變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)：四擋(~)A五擋(~)A六擋(~)A當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù)KA應(yīng)取給出系數(shù)的上限。為檢測(cè)方便，A取整。本次設(shè)計(jì)采用4+1手動(dòng)擋變速器，=276mm，變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。 齒輪參數(shù)（一）模數(shù)選取齒輪模數(shù)應(yīng)遵循的原則：1，為了減少噪聲應(yīng)合理減少模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；2，為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減小齒寬；3，從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一