【導(dǎo)讀】汽車傳動(dòng)系傳遞扭矩和轉(zhuǎn)速，它也是汽車整體的重要組成部分。變換發(fā)動(dòng)機(jī)的性能；將動(dòng)力傳遞至驅(qū)動(dòng)車輪。汽車變速器完成傳動(dòng)系賦予的功能，不。輕便性，傳動(dòng)平穩(wěn)性等。我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)汽車變速器的設(shè)計(jì)和要求，寸和更好的性能。在設(shè)計(jì)開(kāi)始之前，應(yīng)該根據(jù)汽車變速器運(yùn)用和發(fā)揮功能的實(shí)際情況,查閱相關(guān)資料，大致確定與汽車變速器設(shè)計(jì)相關(guān)一些主要參數(shù)。

　　

【正文】 0 )6 . 9 1 0c s jM M M TN m m? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ?332Md?????2223sF a bfEIL?2213c Fa bf EIL?水平面內(nèi)所受力矩： 31 6 0 1 0 2 1 0 .7 8cAM F N m?? ? ? ? ? 垂直面： （ 338） = 垂直面所受力矩： 31 6 0 1 0 1 1 0 0 . 7 8sAM F N m?? ? ? ? ?。 該軸所受扭矩為： 1 7 0 3 .8 5 6 5 4 .5jTN? ? ?。 故危險(xiǎn)截面所受的合成彎矩為： （ 339） 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 ? （ MPa） : （ 340） 將 M 代入上式可得： ? ? ，在低檔工作時(shí) [? ]=400MPa，因此有： ? ?[? ]； 符合要求。 2）軸的剛度校核 第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 cf 和在水平面內(nèi)的撓度 sf 可分別按下式計(jì)算： （ 341） （ 342） 式中 , 1F 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N） ,這里等于 tF ； 2F 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N），這里等于 rF ； E彈性模量（ MPa）， 10E ??（ MPa）， E = ? MPa； I慣性矩（ 4mm ）， 4 / 64Id?? ， d 為軸的直徑（ mm ）； a、 b為齒輪坐上的作用力距支座 A、 B 的距離（ mm ）； L支座之間的距離（ mm ）。 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 20 sff ??將數(shù)值代入式（ 411）和（ 412）得： 故軸的全 撓度為 22 0 . 1 9 8 0 . 2csf f f m m m m? ? ? ?，符合剛度要求。 第 4 章 變速器同步器和操作機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 變速器的同步器的設(shè)計(jì) 1. 同步器的結(jié)構(gòu) 在前面已經(jīng)說(shuō)明，本設(shè)計(jì)所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器，其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 38 鎖環(huán)式同步器 9變速器齒輪 2滾針軸承 8結(jié)合齒圈 7鎖環(huán)（同步環(huán)） 5彈簧 6定位銷 10花鍵轂 11結(jié)合套 如圖（ 38），此類同步器的工作原理是：換檔時(shí)，沿軸向作用 在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動(dòng)定位銷和鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。之后，因作用在錐面上的法向力與兩錐面之間存在角速度差 ?? ，致使在錐面上作用有摩擦力矩，它使鎖環(huán)相對(duì)嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，并滑塊予以定位。接下來(lái)，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖 39b），使嚙合套的移動(dòng)受阻，同步器在鎖止?fàn)顟B(tài)，換檔的第一階段結(jié)束。換檔力將鎖環(huán)繼續(xù)壓靠在錐面上，并使摩擦力矩增大，與此同時(shí)在鎖止面處作用有與之方向相反的撥環(huán)力矩。齒輪與鎖環(huán)的角速 度逐漸靠近，在角速度相等的瞬間，同步過(guò)程結(jié)束，完成換檔過(guò)程的第二階段工作。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開(kāi)，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，接合套上的接合齒在換檔力的作用下通過(guò)鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合（圖39d），完成同步換檔。 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 21 圖 39鎖環(huán)同步器工作原理 2． 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 (1)同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計(jì)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(guò)窄會(huì)影響接觸面壓強(qiáng)，使磨損加快。試驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對(duì)摩擦因數(shù)的影響很大，摩擦因數(shù)隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過(guò)大。螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來(lái)的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會(huì)使接觸面減少，增加磨損速度 。圖 310a 中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖 53b 則適用于重型汽車。通常軸向泄油槽為 6～ 12 個(gè)，槽寬 3～ 4mm。 圖 310 同步器螺紋槽形式 (2)錐面半錐角 ? 摩擦錐面半錐角 ? 越小，摩擦力矩越大。但 ? 過(guò)小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是 tan? ? f 。一般 ? =6176?！?8176。 ? =6176。時(shí)， 摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時(shí)，則有粘著和咬住的傾向；在 ? =7176。時(shí)就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。本次設(shè)計(jì)中采用的錐角均為取 7176。 (3)摩擦錐面平均半徑 R R 設(shè)計(jì)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(guān)零件的尺寸和布置的限制，以及 R 取大以后還會(huì)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。本次設(shè)計(jì)中采用的 R 為 50～ 60mm。 （ 4)錐面工作長(zhǎng)度 b 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 22 縮短錐面工作長(zhǎng)度，便使變速器的軸向長(zhǎng)度縮短，但同時(shí)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(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)下式計(jì)算確定 22 mMb pfR?? （ 343） 設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的 b 取 5mm。 （ 6）同步環(huán)徑向 厚度 與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度要受機(jī)構(gòu)布置上的限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步環(huán)的徑向厚度必須保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。 轎車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，可提高材料的屈服強(qiáng)度和疲勞壽命。貨車同步環(huán)可用壓鑄加工。段造時(shí)選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強(qiáng)度，高耐磨性的鋼配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鉬（厚約 ～ ），使其摩擦因數(shù)在鋼與銅合金摩擦副范圍內(nèi)，而耐磨性和強(qiáng)度有顯著提高。也 有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體的錐空表面噴上厚 ～ 的鉬制成。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的 2～ 3 倍。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。 本設(shè)計(jì)中同步器徑向?qū)挾热?。 （ 6）鎖止角 ? 鎖止角 ? 選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個(gè)部分之間角速度差達(dá)到零值才能進(jìn)行換檔。影響鎖止角 ? 選取的因素，主要有摩擦因數(shù) f 、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 26176?！?46176。范圍內(nèi)變化。本次設(shè)計(jì)鎖止角 ? 取 ?30 。 （ 7）同步時(shí)間 t 同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好 。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)同步時(shí)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(duì)同步時(shí)間有影響。 軸向力大，同步時(shí)間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關(guān)，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下屬范圍內(nèi)選?。? 對(duì)轎車變速器高檔取 ～ ，低檔取 ～ ；對(duì)貨車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ 。 變速器的操縱機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足以下要求： 1. 換檔時(shí)只允許 掛一個(gè)檔。這通?？炕ユi裝置來(lái)保證，其結(jié)構(gòu)型式有如右圖所示： 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 23 圖 311 變速器自鎖與互鎖結(jié)構(gòu) 1自鎖鋼球 2自鎖彈簧 3變速器蓋 4互鎖鋼球 5互鎖銷 6撥叉軸 ，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前后移動(dòng)的距離不足時(shí)，齒輪將不能在完全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到完全齒寬嚙合，也可能由于汽車震動(dòng)等原因，齒輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)而減少了齒輪的嚙合長(zhǎng)度，甚至完全脫離嚙合。為了防止這種情況的發(fā)生，應(yīng)設(shè)置自鎖裝置（如圖 311 所示）。 ，變速器齒輪間將發(fā)生極大沖擊，導(dǎo) 致零件損壞。汽車起步時(shí)如果誤掛倒檔，則容易出現(xiàn)安全事故。為此，應(yīng)設(shè)置倒檔鎖。 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 房車離合器的設(shè) 計(jì) 24 參考文獻(xiàn) [1] 劉惟信 .汽車設(shè)計(jì) .北京：清華大學(xué)出版社， 2020： 158～ 200 [2] 張洪欣 .汽車設(shè)計(jì) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981： 106～ 126 [3] 陳家瑞 .汽車構(gòu)造 .第二版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 40～ 61 [4] 張文春 .汽車?yán)碚?.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 70～ 83 [5] 彭文生，張志明，黃華梁 .機(jī)械設(shè)計(jì) .北京：高等教育出版社， 2020： 96～ 138 [6] 董寶承 .汽車 底盤 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 32～ 81 [7] 陳煥江，徐雙應(yīng) .交通運(yùn)輸專業(yè)英語(yǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020： 20～ 30 [8] 劉鴻文 .簡(jiǎn)明材料力學(xué) .北京：高等教育出版社， 1997： 254～ 259 [9] 周一明，毛恩榮 .車輛人機(jī)工程學(xué) .北京：北京理工大學(xué)出版社， 1999： 154～ 174 [10]（美） .汽車手動(dòng)變速器和變速驅(qū)動(dòng)橋 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998：49～ 65 [11] 陳殿云，張淑芬，楊民獻(xiàn) .工程力學(xué) .蘭州：蘭州大學(xué)出版設(shè)， 2020： 182～ 196 [12] 葛 志祺 .簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：冶金工業(yè)出版社， 1985： 14～ 16， 113～ 115 [13] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機(jī)械設(shè)計(jì) .第七版 .北京：高等教育出版社， 2020： 184～ 223 [14] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) .課程設(shè)計(jì)手冊(cè) .北京：高等教育出版社， 1995： 47～ 49 [15] 侯洪生，王秀英 .機(jī)械工程圖學(xué) .北京：科學(xué)出版社， 2020： 225～ 333