【文章內容簡介】 高，空氣阻力可忽略，則最大驅動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。故有 m a xm a xm a x0m a x )s i nc os( ???? mgfmgr iiT r TgIe ??? （ 31） 則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動比 式中 m—— 汽車總質量； 1800kg g —— 重力加速度； 2/ sm ψ max —— 道路最大阻力系數；假定取值 rr —— 驅動輪的滾動半徑； 依據本設計提供的車型輪胎參數 175/70R14， 175 是指輪胎斷面寬度 70 是指輪胎扁平比 (公制 )70mm R14 是輪胎配合輪輞 (車輪 )直徑是 14 英寸?？芍? mmr r 0 02 %701 7 0 ????? Temax —— 發(fā)動機最大轉矩； 依據汽車型號五菱宏觀發(fā)動機型號 L2B 可知， 排氣量： 1485ml 最大功率： 81KW 最大扭矩： 146Nm i0—— 主減速比； η —— 汽車傳動系的傳動效率。 95% 根據驅動車輪與路面的附著條件 ?? 2m ax GriTrTgIe ? （ 32 求得的變速器 I 檔傳動比為： 4 6 0 8 0 00m a x2 ??? ????? Te rgI iT rGi ?? 式中 G2—— 汽車滿載靜止于水平路面時驅動橋給路面的載荷； 10 φ —— 路面的附著系數，計算時取φ =~。本設計取用的路面附著系數為 由已知條件：滿載質量 1800kg； rr=； Temax=146Nm； i0=；η =。 根據公式（ 32）可得： ?gi 。 超速檔的的傳動比一般為 ~，本設計取五檔傳動比 ?gi 。 中間檔的傳動比理論上按公比為： )15(1m inm a x ??? ??nggiiq （ 33） 的等比數列，實際上與理論上略有出入，因齒數為整數且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機參數的合理匹配。根據上式可得出： ?q 。 故有： ?gIIi ， ?gIIIi ， ?gIVi 。 gIVi 修正為 1 中心距 中心距對變速器的尺寸及質量有直接影響，所選的中心距、應能保證齒輪的強度。三軸式變速器的中心距 A，可根據對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經驗公式進行初選。 3 ImaxA TKA? （ 34） 式中 AK —— 中心距系數，對轎車取 AK =； ImaxT —— 變速器處于一檔時的輸出扭矩： 5 7 5 4 6Im a xI m a x ????? ?ge iTT 故可得出初始中心距 A=。 軸向尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構的布置初步確定。 轎車四檔變速器殼體的軸向尺寸 ~。貨車變速器殼體的軸向尺寸與檔數有關： 四檔 (~)A 五檔 (~)A 六檔 (~)A 當變速器選用常嚙合齒輪對數和同步器多時，中心距系數 KA 應取給出系數的上限。 11 為檢測方便， A取整。 本次設計采用 5+1 手動擋變速器，其殼體的軸向尺寸是 ?72mm=， 變速器殼體的最終軸向尺寸應由變速器總圖的結構尺寸鏈確定 齒輪模數 齒輪模數選取的一般原則： 1）、為了減少噪聲應合理減小模數，同時增加齒寬； 2）、為使質量小些，應該增加模數，同時減少齒寬； 3）、從工藝方面考慮，各擋齒輪應該 選用一種模數； 4）、從強度方面考慮，各擋齒輪應有不同的模數。 對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數應選得小些；對于貨車，減小質量比減小噪聲更重要，因此模數應選得大些。 所選模數值應符合國家標準的規(guī)定。 建議用下列各式選取齒輪模數，輸入軸常嚙合斜齒輪的法向模數 mn 3 m T mm? （ 35） 其中 maxeT =146Nm，可得出 mn=。 一檔和倒檔直齒輪的模數 m 3 Im a xTm ? （ 36） 其中 NT 557Imax? 通過計算 m=3。 同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。變速器中齒輪上的花鍵和結合套模數取 或 2。 齒輪參數 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 31選取。 表 31 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 齒形 壓力角α 螺旋角β 轎車 高齒并修形的齒形 176。、 15176。、 16176。、176。 25 176。~45176。 一般貨車 GB/T135620xx 規(guī)定的標準齒形 20176。 20 176。~30176。 12 重型車 GB/T135620xx 規(guī)定的標準齒形 低檔、176。、 25176。 小螺旋角 壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。對于轎車為加大重合度已降低噪聲而取小些；對于貨車為了提高齒輪承載力而取大些。實際上， 因國家規(guī)定的標準壓力角為 20176。，所以變速器普遍采用的壓力角為20176。選取斜齒輪的螺旋角，應該注意它對齒輪工作噪聲、輪齒的強度和軸向力有影響。在齒輪選用較大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。實驗還證明：隨著螺旋角的增大，齒的強度也相應提高。不過當螺旋角大于 30176。時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。在本設計中變速器齒輪壓力角α取 20176。 ,嚙合套或同步器取 30176。，螺旋角β取 30176。 應該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時應力求使中間軸上是軸向力相互抵消。為此，中間軸上的全部齒 輪一律去右旋，而輸入軸和輸出軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力經軸承蓋由殼體承受。 齒輪寬度 b的大小直接影響著齒輪的承載能力， b加大，齒的承載能力增高。但試驗表明，在齒寬增大到一定數值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。 通常根據齒輪模數的大小來選定齒寬： ncmkb? 直齒 b=(~)m， mm b=6 3=18 斜齒 b=(~)m， mm b= = 圓整為 18 輸入軸常嚙合齒輪副齒寬的系數值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命 ,具體尺寸根據裝配圖選定。 各檔傳動比及其齒輪齒數的確定 確定一檔齒輪的齒數 已知一檔傳動比91012 zzzzigI ?? （ 37） 為了確定 Z9 和 Z10 的齒數，先求其齒數和 ?Z ： mAz 2?? （ 38） 其中 A =、 m =3；故有 ??Z 。選擇齒輪的齒數時應注意最好不使相配齒輪的齒數和為偶數，以減少因大、小齒輪的齒數間有公約數的機會，否則會引起齒面的不均勻磨 損。則取 ?Z =51。當轎車三軸式的變速器 ~?gIi 時，則 10Z 可在 15～ 13 ?gIi18 之間選擇，此處取 10Z =18，則可得出 9Z =33。 上面根據初選的 A及 m計算出的 ?Z 可能不是整數，將其調整為整數后，從式（ 38）看出中心距有了變化，這時應從 ?Z 及齒輪變位系數反過來計算中心距 A，再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據。 這里 ?Z 修正為 51，則根據式（ 38）反推出 A=。 確定常嚙合齒輪副的齒數 由式（ 37）求出常嚙合齒輪的傳動比 91012 zzizz gI ?? （ 39） 由已知數據可得： ???zz 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等，且斜齒輪中心距 ?cos2 )( 21 zzmA n ?? （ 310） 由此可得： nmAzz ?c os221 ?? （ 311） 根據已知數據可計算出： 5321 ??ZZ 。 聯(lián)立方程式可得： 1Z =1 2Z =34。 則根據式（ 37）可計算出一檔實際傳動比為： 。 確定其他檔位的齒數 二檔傳動比 8712 zzzzigII ?? （ 312） 而 ?gIIi 故有： ?zz ，對于斜齒輪： nmAz ?cos2?? （ 313） 故有： 5387 ??ZZ 聯(lián)立方程式得： 2231 87 ?? ZZ 、 。 14 按同樣的方法可分別計算出：三檔齒輪 2726 65 ?? ZZ 、 ；五檔齒輪 3617 43 ?? ZZ 、 。 確定倒檔齒輪的齒數 一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設計中倒檔傳動比 gri 取 。中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數比一檔主動齒輪 10 略小，取 1312?Z 。而通常情況下，倒檔軸齒輪 13Z 取 21~23，此處取 13Z =23。 由 1212131311 zzzzzzigr ??? （ 314） 可計算出 2711?Z 。 因本設計倒檔齒輪是直齒輪，故可得出中間軸與倒檔軸的中心距 mmzzmA n 54)2313(23)(2`1312 ?????? 而倒檔軸與輸出軸的中心距 mmzzmA n 75)2327(23)(2``1311 ??????取整 72mm 齒輪的變位系數的選擇 變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數的和為零。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達到和大齒輪強度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點是不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數之和不等于零。角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質量指標，故采用得較多。 變位系數的選擇原則 ： （ 1）、對于高檔齒輪，應按保證最大接觸強度和抗膠合及耐磨損最有 利的原則選擇變位系數。 （ 2）、對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強度，應根據危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數。 （ 3）、總變位系數越小，齒輪齒根抗彎強度越低。但易于吸收沖擊振動，噪聲要小一些。 為了降低噪聲，對于變速器中除去一、二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數要選用較小一些的數值。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數應該逐檔增大。一、二檔和 15 倒檔齒