【文章內(nèi)容簡介】 數(shù)，取為 ； a x21 ??? ????? Te rg iT rGi ?? 通過公式（ ） 、 （ ）計算可得到 ≤ 1gi ≤11，在本設(shè)計中，取 7 根據(jù)一檔傳動比可求得低檔傳動比 即 ： m i n10m i n1 ??? ????ggrF iii rni 根據(jù)設(shè)計要求 ： Fgi = 所以高速級傳動比： ?高 ；低速級傳動比： ?低 。 分動器傳動方案的確定 分動器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，各種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點，這些優(yōu)缺點隨著主觀和客觀條件的變化而變化。因此在設(shè)計過程中我們應(yīng)深入實際，收集資料，調(diào)查研究，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。 機(jī)械式具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，在 不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計采用的結(jié)構(gòu)方案如圖 21 所示。分動器的設(shè)計類比于變速器和減速器的設(shè)計。現(xiàn)在汽車大多數(shù)都采用中間軸式變速器，由《汽車構(gòu)造》中EQ208 型汽車分動器的結(jié)構(gòu)圖，采用輸入軸與后輪輸出軸同軸的形式，輸入軸的后端 6 經(jīng)軸承在后輪輸出軸的軸孔內(nèi)，后輪輸出要經(jīng)過兩對齒輪副的傳遞，因此傳動效率有所降低 。 圖 分動器傳動示意圖 換檔結(jié)構(gòu)形式 目前用于齒輪傳動中的換擋結(jié)構(gòu)形式主要有三種： 1）滑動齒輪換擋 通常是采用滑動直齒輪進(jìn)行換擋，但也有采用滑動斜齒輪換擋 的?；瑒又饼X輪換擋的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。缺點是換擋時齒端面承受很大的沖擊，會導(dǎo)致齒輪過早損壞，并且直齒輪工作噪聲大。所以這種換擋方式，一般僅用在較低的檔位上，例如變速器中的一擋和倒擋。采用滑動斜齒輪換擋，雖有工作平穩(wěn)、承裁能力大、噪聲小的優(yōu)點，但它的換擋仍然避免不了齒端面承受沖擊。 2）嚙合套換擋 用嚙合套換擋，可將構(gòu)成某傳動比的一對齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動 7 的優(yōu)點，同時克服了滑動齒輪換擋時，沖擊力集中在 1～ 2 個輪齒上的缺陷。因為在換擋時，由嚙合套以及相嚙合的接合齒上所有的輪齒共同承擔(dān)所受到的沖擊，所以嚙合套和接合齒的輪齒所受的沖擊損傷和磨損較小。它的缺點是增大了分動器的軸向尺寸，未能徹底消陳齒輪端面所受到的沖擊。 本設(shè)計中倒擋采用這種換擋方式。 3）同步器換擋 現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒在換擋時引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換擋時間等優(yōu)點，從而改善了汽車的加速性、經(jīng)濟(jì)性和山區(qū)行駛的安全性。其缺點是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高 ，同步環(huán)磨損大，壽命低。但是近年來，由于同步器廣泛使用，壽命問題已解決。比如在其工作表面上鍍一層金屬，不僅提高了耐腐性，而且提高了工作表面的摩擦系數(shù)。 軸和齒輪的結(jié)構(gòu) 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計軸時主要考慮以下幾個問題：軸的直徑和長度，軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸的強(qiáng)度和剛度，軸上花鍵的形式和尺寸等軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、嚙合套及軸承等安裝、固定，并與工藝要求有密切關(guān)系。本設(shè)計中，輸入軸和低速檔齒輪做成一體，前端通過矩形花鍵安裝半聯(lián)軸器，其后端通過滾針軸承安裝在后橋輸出軸齒輪內(nèi)腔里。高速檔齒輪通過普通 平鍵固定在輸入軸上。 中間軸有旋轉(zhuǎn)式和固定式兩種，本設(shè)計中采用旋轉(zhuǎn)式中間軸。中間軸與嚙合套的齒座做成一體，兩端通過圓錐滾子軸承支撐。高、低速檔齒輪均用滾針軸承安裝在軸上，常嚙合齒輪通過花鍵固定在軸上。中間軸兩端做有螺紋，用來定位軸承，螺紋不應(yīng)淬硬。 后橋輸出軸與其上齒輪做成一體，齒輪做有內(nèi)腔以安裝輸入軸，齒輪懸臂布置，采用兩個圓錐滾子軸承支撐。 中橋輸出軸上的齒輪用平鍵固定在軸上，與前橋輸出軸對接處做有漸開線花鍵，通過嚙合套可以與前橋輸出軸上的漸開線花鍵聯(lián)接，用以接上、斷開前橋輸出。 各檔齒輪與軸之間有相對 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的，無論裝滾針軸承、襯套 (滑動軸承 )還是鋼件對鋼件直接接觸，軸的表面粗糙度均要求很高，不低于 ，表面硬度不低于HRC5863。各截面尺寸避免相差懸殊。 齒輪的安排 分動器齒輪可以與軸設(shè)計為一體或者與軸分開，然后用鍵、過盈配合或者滑動、滾 8 動支撐等方式之一與軸聯(lián)接。輸入軸上的低速檔齒輪與軸制成一體制成齒輪軸，高速擋齒輪用平鍵固定在輸入軸上；中間軸上的齒輪均設(shè)計成與軸分開的形式，并以滾針軸承聯(lián)接；后橋輸出軸上的齒輪與軸做成一體 。 各齒輪副的相對安裝位置，對于整個分動器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影 響，要考慮到以下幾個方面的要求： 1）整車總布置 ； 根據(jù)整車的總布置，對分動器輸入軸與輸出軸的相對位置和分動器的輪廓形狀以及換擋機(jī)構(gòu)提出要求 ； 2）駕駛員的使用習(xí)慣 ； 3）提高平均傳動效率 ； 4）改善齒輪受載狀況 ； 各擋位齒輪在分動器中的位置安排，考慮到齒輪的受載狀況。承受載荷大的低擋齒輪，安置在離軸承較近的方，以減小鈾的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過多 。分動器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過高而造成表面點蝕損壞，因此將高擋齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。 中心距 A 的確定 將中間軸與第二軸之間的距離稱為中心距 A。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對分動器的外形尺寸、體積個質(zhì)量大小，而且對輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。分動器的軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置軸承的可能與方便和不影響殼體的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。 根據(jù)經(jīng)驗公式： 3 ge m a xi ?低TKA A? 式中，為分動器中心距（ mm）； KA 為中心距系數(shù)，取 KA=～ 12； Temax 為輸入最大扭矩（ N m）； i 低 為低速檔傳動比； g? 為分動器傳動效率，取 96%。 可確定中心距： 2 5 3 ）～（）～（ ?????A 為檢測方便，圓整中心距 A=130mm。 9 齒輪參數(shù) 模數(shù) 齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求、載荷等。 決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最主要的是載荷的大小。由于高檔齒輪和低檔齒輪載荷不同，股高速擋和低速檔的模數(shù)不宜相同。從加工工藝及維修觀點考 慮，同一齒輪機(jī)械中的齒輪模數(shù)不宜過多。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) GB1357— 78 的規(guī)定，選取各齒輪副模數(shù)如下： 常嚙合齒輪： mn=4mm； 低速檔： mn=4mm； 高速擋： mn=3mm； 嚙合套采用漸開線齒形，取 m=3mm。 壓力角 ? 理論上對于乘用車，為加大重合度降低噪聲應(yīng)取用 176。、 15176。、 16176。、 176。等小些的壓力角；對商用車，為提高齒輪承載能力應(yīng)選用 176?；?25176。等大些的壓力角。 國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。，所以 分動器齒輪普遍采用的壓力角為 20176。 螺旋角 ? 實驗證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高。在齒輪選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。 兩軸式分動器螺旋角： 20176。～ 25176。 齒寬 b 齒輪寬度大，承載能力高。但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。 直齒 mkb c? ， ck 為齒寬系數(shù)，取為 ～ ，取 ； 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ 。 綜合各個齒輪的情況，均為斜齒輪，齒寬選為 30mm。 采用嚙合套或同步器換擋時，其接合齒的工作寬度初選時可取為 2～ 4mm，取4mm。 齒頂高系數(shù) 10 在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。 本章小結(jié) 通過初始數(shù)據(jù)，首先確定分動器的高低檔傳動比，然后根據(jù)變速器中心距 A 與發(fā)動機(jī)排量的關(guān)系，初選變速器的中心距。然后確定齒輪的模數(shù)，壓力角，螺旋角，齒寬等參數(shù)，為下一章齒輪參數(shù)的計算做準(zhǔn)備 。 11 第 3 章 齒輪的設(shè)計計算與校核 齒輪的設(shè)計與計算 各檔齒輪齒數(shù)的分配 （ 1）確定低速檔齒輪副齒數(shù) 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 齒數(shù)和： 20c os1302c os2zS 21 ??????? ?nmAz ? 圓整取 S=61。 根據(jù)經(jīng)驗數(shù)值，一軸低速檔齒輪齒數(shù)在 z1=24～ 28 之間選取。不妨通過 下列關(guān)系對著三個數(shù)值得出的參數(shù)進(jìn)行比較。 表 不同齒數(shù)時傳動比對比 z1 24 25 26 27 28 z2 37 36 35 34 33 Z3 35 36 37 38 39 Z4 26 25 24 23 22 I 低 通過表 比較可以得出 z1=25， z2=36 時， i 低 =，與設(shè)計要求 最接近。 下面以 z1=25 為例對計算過程進(jìn)行說明： z1=25， z2=36 mmmmA n 2 920c o s2 461c o s2 Sm ?? ??? ? 修正中心 距，取 A=130。 重新確定螺旋角 β，其精確值應(yīng)為 ： 9121202 0 5 614c o s2c o s12 ????????? ??ASm n? 12 下面根據(jù)方程組： 4 2 3 614 20c o s1 3 02c o s221431243??????????zzizzmAzzn低?? 確定常嚙合齒輪副齒數(shù)分別為 2536z 43 ?? z， 。 重新確定螺旋角 β，其精確值為 ： 614c o s2c o s 1134 ????????? ?? ??ASm n? （ 2）確定其他齒輪的齒數(shù) 齒輪 5 為中橋輸出軸齒輪，因此齒輪 5 與后橋輸出軸齒輪 4 各參數(shù)應(yīng)相同。低速檔齒輪： 3467 ???? zziz 高 根據(jù) ： )(2536 36)1(t a nt a n 6743 36734 ???????? zzzz z?? 可以得出 ： 8463206 1 3 3 2 2 0 5 ant an 167 ?????? ? ???? os1302c os2 6776 ，取?????? ?nmAzz ? 于是可得 ： 。， 76 ?? z 圓整取 。， 3547z 76 ?? z 重新確定螺旋角 β，其精確值為 ： 823c o s2 )(c o s 176167 ?????????? ?? ??A zzm n? 計算各個齒輪的參數(shù) （ 1）計算低速擋齒輪 2 參數(shù)： 實際傳動比為 ： 121 ZZig? = 分度圓直徑 ： 211n1 c o s/m ?zd ? =425/cos 912120 ???? = 212n2 c o s/m ?zd ? =436/ 912120cos ???? = 齒頂高 ： ?1ah =4mm ?2ah =4mm 13 齒根高 ： ?1fh =5mm ?2fh =5mm 齒頂圓直徑 ： 11a1 2 ahdd ?? = 2a22 2hdda ?? = 齒根圓直徑 ： 111 2 ff hdd ?? = 222 2 ff hdd ?? = 當(dāng) 量齒數(shù) ： 21311v c os/zz ?? = 21322v cos/zz ?? = （ 2） 計算高速擋齒輪 6 7 參數(shù) ： 模數(shù)為 3， 76?? = 613518 ??? 。 實際傳動比為 ： 782 ZZig? = 分度圓直徑 ： 7666 cos?? ?nmzd = 7677 cos?? ?nmzd = 齒頂高 ： ?6ah =3mm ?7ah =3mm 齒根高 ： ?6fh = ?7fh = 齒頂圓直 徑 ： 66a6 2 ahdd ?? = 7a77 2hdda ?? =