【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 力是由彈簧壓力造成的，故其壓力大小有限，不能保證被嚙合體在同步狀態(tài)下（即角度相同時(shí)）換擋的缺點(diǎn)。所以這種形式的同步器只在重型汽車上有所應(yīng)用，本變速器不采用這種同步器。 慣性增力式同 步器：該同步器又稱為波舍爾同步器。它能可靠的保證只在同步狀態(tài)下?lián)Q擋。只要嚙合套與齒輪間存在角速度差，同步器上彈簧片的支承力就阻止同步環(huán)縮小，從而也就阻止了嚙合套的移動(dòng)。只有在轉(zhuǎn)速差為零時(shí)，彈簧片才卸除載荷，由于對(duì)同步環(huán)直徑的縮小失去阻力，這樣才能實(shí)現(xiàn)換擋。波舍爾同步器的摩擦力矩大、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、軸向尺寸短，適用于貨車變速器。 慣性式同步器：這種形式的同步器與常壓式同步器一樣，是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但是它從結(jié)構(gòu)上保證了接合套與待接合花鍵齒圈未達(dá)到同步時(shí)不接觸，避免了齒間沖擊和噪聲。從結(jié)構(gòu)上分，慣性式 同步器有鎖銷式、鎖環(huán)式、滑塊式、多片式和多錐式等幾種。雖然它們的結(jié)構(gòu)不同，但都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。 (1) 滑塊式同步器：其本質(zhì)上是鎖環(huán)式同步器。它工作可靠，零件耐用，但因結(jié)構(gòu)布置上的限制，彎矩容量不大，齒面磨損大，易失效。它主要用于轎車和輕型貨車上。故從汽車的安全性方面考慮，不采用這種同步器。 (2) 鎖環(huán)式同步器：這種同步器的鎖止面在同步錐環(huán)和嚙合套的倒錐面上，省去了同步錐環(huán)的接合齒，這樣就使軸向尺寸變小?？紤]到結(jié)構(gòu)上布置的合理性、緊湊性及錐面產(chǎn)生摩擦力矩大小等因素，多用于轎車和輕型貨車上。 本變速器不采用這種同步器。 (3) 鎖銷式同步器：這種同步器的優(yōu)點(diǎn)是零件數(shù)量少，摩擦錐面平均半徑較大，轉(zhuǎn)矩容量得到提高。軸向尺寸大是它的缺點(diǎn)。它多用于中、重型汽車變速器上，本次設(shè)計(jì)采用這種形式的同步器。 (4) 多錐式同步器：該同步器的鎖止面仍在同步環(huán)的接合齒上，只是在原有的兩個(gè)錐面之間再插入兩個(gè)輔助同步錐。由于錐表面的有效摩擦面積成倍地增加，同步轉(zhuǎn)矩（在同步器摩擦錐面上產(chǎn)生的摩擦力矩）也相應(yīng)的增加，因而具有較大的轉(zhuǎn)矩容量和低熱負(fù)荷。這不但改善了同步效能，增加了可靠性，而且使換畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 8 擋 力大為減小。若保持換擋力不 變，則可縮短同步時(shí)間。多錐式同步器多用于重型貨車的主、副變速器以及分動(dòng)器中。 軸承形式的選擇 變速器要求增大傳遞功率與質(zhì)量的比值，而且要求工作軸承的可靠性，容量大，壽命長(zhǎng)，故軸承的選用比較重要。 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動(dòng)軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)的限制，并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。 汽車變速器的結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、采用尺寸大些的軸承受結(jié)構(gòu)的限制，常在布置上有困難。如變速器的二軸前端支撐在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)可布置圓柱滾子軸承 ，若空間不足則采用滾針軸承。變速器第一軸前端支承在飛輪的內(nèi)腔里，因有足夠大的空間可采用角接觸球軸承來(lái)承受徑向力。作用在第一軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)第一軸后部軸承傳遞給變速器殼體，此處用軸承外圈有擋圈的圓柱滾子軸承。第二軸的后端也采用此種圓柱軸承，以承受徑向力和軸向力。中間軸上齒輪工作時(shí)產(chǎn)生很大的軸向力，原則上有前或后軸承承受均可以，但當(dāng)在殼體前斷面布置軸承蓋有困難時(shí)，必須由后軸承來(lái)承受軸向力。本設(shè)計(jì)前后軸承均采用圓錐滾子軸承。 變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸的前后軸承，按直徑系列，一般選用中系列 圓柱滾子軸承、球軸承和圓錐滾子軸承。軸承的直徑根據(jù)變速器的中心距確定，并要保證殼體后臂兩軸承孔之間的距離不小于 6－ 20mm，下限使用與轎車和輕型貨車。滾針軸承主要用于齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。滾針軸承有滾動(dòng)摩擦損失小、傳動(dòng)效率高、徑向配合間隙小、定位及運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、有利于齒輪嚙合等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)中，由于第一軸和二軸由于轉(zhuǎn)速較高，承受載荷中等，選用圓柱滾子軸承。二軸前端通過(guò)滾針軸承支撐在一軸后端的內(nèi)腔內(nèi)。中間軸由于跨度大，直徑大，質(zhì)量大，軸向力大，故采用圓錐滾子軸承。 變速器軸上零件的定 位 二軸上的齒輪松套在軸上，通過(guò)卡環(huán)、止推環(huán)軸向定位。中間軸通過(guò)卡環(huán)和軸承調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整和定位。軸上齒輪和同步器通過(guò)軸肩和軸套來(lái)定位。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 9 變速器的殼體 殼體有整體式和對(duì)分式兩種。整體式殼體與上蓋組成一體，優(yōu)點(diǎn)是變速器前后軸承孔的同心度容易保證，裝配、檢查方便，殼體多用鑄鐵制造，上蓋多用鋁合金壓鑄；對(duì)分式殼體又分為前后對(duì)分式和上下（左右）對(duì)分式，其加工精度要求高，并多為鋁合金壓鑄件，主要用于轎車和輕型車。 變速器殼體尺寸盡可能小，同時(shí)質(zhì)量也要小，并且具有足夠大的剛度，用來(lái)保證軸和軸承工作時(shí)不會(huì)歪斜。變速器橫向 斷面尺寸應(yīng)能保證布置下齒輪，而且設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)注意到殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪的齒頂之間留有 5－ 8mm 的間隙，否則增加了潤(rùn)滑油的液壓阻力，會(huì)產(chǎn)生噪聲和使變速器過(guò)熱。齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g要留有不小于 15mm的間隙。 為了加強(qiáng)變速器殼體的剛度，在殼體上應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)筋。加強(qiáng)筋的方向與軸支承處的作用力的方向有關(guān)。變速器殼體不應(yīng)有不利于吸收齒輪的震動(dòng)和噪聲的大平面。 為了注油和放油，在變速器殼體上設(shè)有注油孔和放油孔。為保證變速器內(nèi)部為大氣壓力，在頂部有通氣塞，殼體設(shè)有動(dòng)力輸出孔，還有倒擋檢查孔。為了減小變速器的質(zhì)量，殼 體采用壓鑄鋁合金鑄造時(shí)，壁厚取 。采用鑄鐵鑄造時(shí)，壁厚取 5— 6mm。增加變速器壁厚，雖然能提高殼體的強(qiáng)度和剛度，但會(huì)增加變速器的質(zhì)量，并使消耗的材料增加，提高了成本。本設(shè)計(jì)中，變速器的殼體的壁厚取 6mm。 變速器操縱機(jī)構(gòu)的方案分析 變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)能保證駕駛員能夠準(zhǔn)確可靠的使變速器掛入所需要的任意擋位，并隨時(shí)可以退到空擋狀態(tài)。一般變速器操縱機(jī)構(gòu)由變速桿、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成。 對(duì)五擋變速器而言，一般具有三根撥叉軸。一倒擋、二三擋和四五擋各占一根撥叉軸。 不同的變速器其擋數(shù)和操縱機(jī)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)和布置都可能不同，從而相應(yīng)于各擋位的變速桿上端手柄位置排列（擋位排列）也不同，應(yīng)此，汽車駕駛室內(nèi)的儀表盤上（或操縱手柄上）應(yīng)由該變速器的擋位排列圖。 為了保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作，對(duì)其操縱機(jī)構(gòu)提出以下要求： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 10 掛擋過(guò)程中，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前移或后移的距離不足時(shí)，則滑動(dòng)齒輪（或接合套）與相應(yīng)的齒輪（或接合齒圈）將不能在全齒圈上嚙合，因而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到全齒圈嚙合，也可能由于汽車的振動(dòng)或其它原因，使滑動(dòng)齒輪（或接合套）自動(dòng)軸向移動(dòng)，因而減少齒輪的嚙合長(zhǎng)度，甚至完全脫離嚙合（ 自動(dòng)脫擋）。為防止自動(dòng)脫擋，并保證齒輪全齒嚙合， 應(yīng)在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)置自鎖裝置。 若變速桿能同時(shí)推動(dòng)兩個(gè)撥叉，即可能同時(shí)掛入兩個(gè)擋位。由于兩個(gè)擋位的傳動(dòng)比不同，必將使嚙合的各個(gè)齒輪相互產(chǎn)生機(jī)械干涉，變速器將無(wú)法工作，情況嚴(yán)重時(shí)還將使零件破壞。為防止同時(shí)掛入兩個(gè)擋位，必須在操縱機(jī)構(gòu)內(nèi)設(shè)置互鎖裝置。 汽車在行進(jìn)中，若誤掛倒擋，變速器齒輪間將發(fā)生極大的沖擊，導(dǎo)致零件的損壞。汽車起步時(shí)若誤掛倒擋或者高速擋，則容易出現(xiàn)安全事故。為防止誤掛倒擋或者高速擋，操縱機(jī)構(gòu)中應(yīng)設(shè)有倒擋鎖和高速擋鎖裝置。 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 齒輪形式： 變速器中的齒輪一般不外于兩種 : 直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。直齒圓柱齒輪在 一 檔和倒檔使用較多 , 它們結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 制造容易。 但是使用滑動(dòng)式直齒圓柱齒輪在換檔時(shí)會(huì)在齒輪端面產(chǎn)生沖擊 , 并伴 隨有噪聲。這使齒輪端部磨損加劇并過(guò)早損壞 , 同時(shí)使駕駛員的精神緊張 , 而換檔時(shí)產(chǎn)生的噪聲又使乘坐舒適性降低。只有駕駛員用熟練的操作技術(shù) ( 如兩腳離合器 ), 使齒輪換檔時(shí)無(wú)沖擊 , 才能克服上述缺點(diǎn)。但是該瞬間駕駛員的注意力 被分散 , 會(huì)影響行駛安全性。斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)平穩(wěn) , 噪音很小 , 磨損小 , 壽命長(zhǎng)。唯 一 的缺點(diǎn)是工作時(shí)產(chǎn)生軸向力 , 這個(gè)缺點(diǎn)可以在進(jìn)行軸的載荷計(jì)算予以平衡。 通過(guò)比較兩種形式的齒輪的優(yōu)缺點(diǎn) , 在本設(shè)計(jì)中一、倒檔采用直齒圓柱齒輪 , 這是考慮到一、倒檔使用率低 , 綜合衡量經(jīng)濟(jì)性和使用性而定的。其余各檔全部采用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng) , 這樣可充分發(fā)揮其傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低等優(yōu)點(diǎn)。 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 11 第 3 章 傳動(dòng)參數(shù) 設(shè)計(jì) 檔位數(shù)選擇 檔數(shù)增加能夠改善汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。但檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，輪廓尺寸和質(zhì)量越大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)也越復(fù)雜。 最大 傳動(dòng)比的確定 ： Ig1≥ mg*Ψ max r/(Temax*i0*η t) …………………………………… ① 分部求解各參數(shù)： (1) mg=9290kg*=91042N， 貨車最大爬坡度為 imax=28%，坡度角 amax=arctg imax (2) 根據(jù)汽車?yán)碚摰?14頁(yè)公式 ： Ψ max=fmax+imax 已知 imax= 又根據(jù)汽車?yán)碚摰?10頁(yè) f= 代入 得： Ψ max= fcos?max+sin?max= (3) 查劉惟信《汽 車設(shè)計(jì)》 48頁(yè)，滾動(dòng)半徑 rr = (4) 最大扭矩 Temax= (5) 主減速比 i0= (6) 傳動(dòng)系總效率 η t= 把各參數(shù)代入 ① 得： ig1≥ : ig1≤ G2*u*rr/(Temax*i0*η t)……………………………………………… ② 分部求解各參數(shù)： (1) G2=9290*74%*= (2) u= 把各參數(shù)代入 ② 得： ig1≤ 綜合 2計(jì)算結(jié)果，并考慮到貨車爬坡和運(yùn)貨的需要預(yù)先選取 ig1= 最小傳動(dòng)比的確定 最高檔為直接檔， imin=1 確定各檔傳動(dòng)比 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 12 (1)傳動(dòng)比范圍 ig1/ig5= 根據(jù)等比級(jí)數(shù)分配速比，公比為 q = 514 igig = (2)汽車主要是用較高檔位行駛的，所以較高檔位相鄰檔位間的傳動(dòng)比間隔應(yīng)該小一些，特別是最高檔與次高檔根應(yīng)該小。因此，實(shí)際上各檔傳動(dòng)比常按下面的關(guān)系分布： 6554433221 igigigigigigigigigig ???? 已知 ig1=， ig5=1 ，令 qm為相鄰檔位的傳動(dòng)比比值， 則 qm1=,qm2=,qm3=,qm4= 還應(yīng)該考慮到相鄰傳動(dòng)比的比值不應(yīng)太大（ q≤ ～ ），以防換檔困難， 最后確定 ig2=,ig3=,ig4=， ig5=1 (3)倒檔傳動(dòng)比 iR 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)預(yù)先選取 iR= 中心距的確定 根據(jù)汽車設(shè)計(jì)第 66 頁(yè)：初選中心距時(shí) A=KA* ?g1emaxi3 T 計(jì)算得中心距為： A=，取整為 132mm 齒輪參數(shù)選擇 相關(guān)知識(shí) 本變速器均采用了斜齒輪，需要確定齒輪的模數(shù)， 壓力角，螺旋角，齒寬，變位系數(shù)等參數(shù)。 齒輪模數(shù) 齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取因素很多，如齒輪的強(qiáng)度質(zhì)量噪聲工藝要求等。 應(yīng)當(dāng)指出，選取齒輪模數(shù)時(shí)一般遵循的原則是：為了減小噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增大齒寬；為使質(zhì)量減小，應(yīng)當(dāng)增大模數(shù)，同時(shí)減小齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)，而從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒輪應(yīng)當(dāng)有不同的模數(shù)。對(duì)貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，故對(duì)齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)。 模數(shù)按以下的經(jīng)驗(yàn)公式求得，再按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圓整： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）用紙 佳木斯大學(xué)教務(wù)處 13 對(duì)于第一軸減速齒輪 ,模數(shù)可用下式確定 。 3 1TKm mn? nm 第一軸齒輪 mm mK 模數(shù)系數(shù) ,一般 mK =~ 根據(jù)公式計(jì)算出 30 .4 6 3 5 2 .8 3 .2 5nm ?? 30 .3 7 2 3 0 3 4 .8 8m ?? 又根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)選擇出 nm 取 4mm,m取 5mm 其余各檔模數(shù)遵循低檔用大模數(shù)，高檔用小模數(shù)的 原則，結(jié)合速比分配，選用適當(dāng)?shù)哪?shù)?？紤]工藝方便，減少刀具種類，模數(shù)種類不宜選得過(guò)多，本變速器選用兩種模數(shù)。倒擋和一擋直齒齒輪： 5mm ；其他擋齒輪： 4mm。 壓力角 壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高齒輪的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)貨車，應(yīng)選用較大的壓力角。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定壓力角為 20，同一變速器，往往低檔齒輪用大壓力角，高檔齒輪用小壓力角。嚙合套和同步器的接合齒壓力角有 20176。 , 25176。 ,30176。，普遍用 30176。 斜齒輪的螺旋角 螺旋角的確定，主要從它對(duì)嚙合性能，強(qiáng)度的影響及軸向 力平衡等方面綜合考慮。 螺旋角值增大，則齒輪嚙合的重合系數(shù)增大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲低；但螺旋角過(guò)大，會(huì)使軸向力過(guò)大，對(duì)軸承工作不利，且傳動(dòng)效率降低，實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)β 30 時(shí)，齒輪的彎曲強(qiáng)度急劇下降，而接觸強(qiáng)度仍在提高。因此，從提高低檔齒輪的彎曲強(qiáng)度，高檔齒輪的接觸強(qiáng)度