【導讀】變速器能在發(fā)動機旋轉方向不變的前提下，使汽車倒退行駛，而且利用。擋位可以中斷動力的傳遞。設計要求達到換擋迅速、省力、方便、有較高的工作效率、工作噪。因此變速器在汽車中得到廣泛應用。本次設計的是東風EQ1090載貨型汽車變速器。它的布置方案采用三軸式5+1. 的軸線在同一直線上。情況下，減少齒輪數(shù)目，從而使變速器結構更加緊湊。由中心矩確定箱體的長度、高度和中間軸及二軸的軸徑，然后對中間軸和。最后繪制裝配圖及零件圖。設計結論表明，變速器齒輪及各軸尺寸確定，各軸強度的校核滿足設計要求，

　　

【正文】 內錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸產生摩擦。鎖止角與錐面在設計時已作了適當選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進行嚙合。 當同步鎖環(huán)內錐面與待接合齒輪齒圈外錐面接觸后，在摩擦力矩的作用下齒輪轉速迅速降低（或升高）到與同步鎖環(huán)轉速相等，兩者同步旋轉，齒 本科生畢業(yè)設計（論文） 24 輪相對于同步鎖環(huán)的轉速為零，因而慣性力矩也同時消失，這時在作用力的推動下，接合套不受阻礙地與同步鎖環(huán)齒圈接合，并進一步與待接合齒輪的齒圈接合而完成換 擋 過程。 同步器的 參數(shù)的確定 摩擦因數(shù) 同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強度和硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等。早期用青銅合金制造的同步環(huán) 因使用壽命短，已遭淘汰。由黃銅合金與鋼材構成的摩擦 副，在油中工作的摩擦因數(shù) f 取為 。摩擦因數(shù) f 對換擋齒輪和軸的角速度能迅速達到相同有重要作用。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán)錐面處制有破壞油膜的細牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽，用來保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數(shù)。 同步環(huán)主要尺寸確定 (1) 同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過窄會影響接 觸面壓強，使磨損加快。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對 f 的影響很大， f 隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設計得大些，可使被刮下來的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。圖 3— 20a中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖 3— 20b則適用于重型汽車。通常軸向泄油槽為 6～ 12個，槽寬 3～ 4mm。 (2) 錐面半錐角 ? 摩擦錐面半錐角 ? 越小，摩擦力矩越大。但 ? 過小則摩擦錐面將產生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是 tana≥ f 。一般取 ? =6176。 ～ 8176。 。 ? =6176。 時，摩擦力矩較大，但在錐面表面粗糙度控制不嚴時，則有粘著和咬住的傾向 。在 ? =7176。時就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 ， (3)摩擦錐面平均半徑 R R設計得越大，則摩擦力矩越大。 R往往受結構 限制，包括變速器中心距及 本科生畢業(yè)設計（論文） 25 相關零件的尺寸和布置的限制，以及 R取大以后還會影響到同步環(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。 (4)錐面工作長度 b 縮短錐面工作長度 b(圖 3— 17)，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。設計時可根據(jù)下式計算確定 b 22 pfRMb m?? (5)鎖止角 ? 鎖止角 ? 選取的正確，可以保證只有在換檔的 兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。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 ? 。已有結構的鎖止角在 26?~46?范圍內變化。 (6)同步時間 t 同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好 。除去同步器的結構尺寸，轉動慣量對同步時間有影響以外，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，均對同步時間有影響。軸 向力大，同步時間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時間與車型有關，計算時可在下屬范圍內選?。簩I車變速器高檔取 ~,低檔取 0~。對貨車變速器高檔取~，低檔取 ~。 (7)轉動慣量的計算 換檔過程中依靠同步器改變轉速的零件統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動盤，中間軸及其上的齒輪，與中間軸上齒輪相嚙合的第二周上的常嚙合齒輪。其轉動慣量的計算：首先求得各零件的轉動慣量，然后按不同檔位轉換 到被同步的零件上。對已有的零件，其轉動慣量值通常用扭擺法測出 。若零件未制成 ,可將這些零件分解為標準的幾何體 ,并按數(shù)學公式合成求出轉動慣量。 本科生畢業(yè)設計（論文） 26 第 7 章 變速器操縱機構 根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機構應當滿足如下主要要求：換擋時只能掛 入 一個擋位，換擋后應使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫擋或自動掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。 用于機械式變速器的操縱機構，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手 力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。 對變速器操縱機構的要求 為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機構應能滿足以下要求： （ 1）掛 擋 后應保證結合套于與結合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換 擋 時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構應保證變速器不自行掛 擋 或自行脫 擋 。為此在操縱機構中設有自鎖裝置。 （ 2）為了防止同時掛上兩個 擋 而使變速器卡死或損壞，在操縱機構中設有互鎖裝置。 （ 3）為了防止在汽車前進時誤掛倒 擋 ，導致零件損壞，在操縱機構中設有倒 擋 鎖裝置。 直接操縱手動換擋變速器 當變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動換擋變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結構最簡單，已得到廣泛應用。近年來，單軌式操縱機構應用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各擋同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構簡化，但它要求各擋換擋行程相等。 本科生畢業(yè)設計（論文） 27 遠距離操縱手動換擋變速器 平頭式汽車或發(fā)動機后置后輪驅動汽車的變速器，受總體布置限制變速器距駕駛員座位較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換擋手力經過這些轉換機構才能完成換擋功能。這種手 動換擋變速器稱為遠距離操縱手動換擋變速器。 在發(fā)動機后置或前輪驅動的汽車上，通常汽車變速器距離駕駛員座位較遠，變速桿和變速器之間 通常需要用連桿機構聯(lián)接，進行遠距離操縱。 這時要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性，且各連接件之間間隙不能過大，否則換擋手感不明顯，并增加了變速桿顫動的可能性。此時，變速桿支座應固定在受車架變形、汽車振動影響較小的地方，最好將換擋傳動機構、發(fā)動機、離合器、變速器連成一體，以避免對操縱有不利影響。 變速器自鎖、互鎖、倒擋鎖裝置 自 鎖裝置 掛 擋 后應保證結合套于與結合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換 擋 時，全齒長都進入嚙合）。在振動等條件影響下，操縱機構應保證變速器不自行掛 擋或自行脫 擋 。為此在操縱機構中設有自鎖裝置。如圖所示，換 擋 撥叉軸上方有三凹坑，上面有被彈簧壓緊的鋼珠。當撥叉軸位置處于空 擋 或某一 擋 位置時，鋼珠壓在凹坑內。起到了自鎖的作用。 本科生畢業(yè)設計（論文） 28 互鎖鎖裝置 當中間換 擋 撥叉軸移動掛 擋 時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。防止同時掛上兩個 擋 而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。 倒擋鎖裝置 當換 擋 桿下端向倒 擋 撥叉軸移動時，必須壓縮彈簧才能進入倒 擋 撥叉軸上的撥塊槽中。防止了在汽車前進時誤掛倒 擋 ，而導致零件損壞，起到了倒擋 鎖的作用。當?shù)?擋 撥叉軸移動掛 擋 時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。 本科生畢業(yè)設計（論文） 29 結 論 本設計是對 EQ1090 載貨汽車 變速器 的 設計 。 根據(jù)設計的目的、方法和步驟，對 EQ1090 貨車變速器進行了調研，收集 資料 ，然后匯總， 進行設計計算，最后繪制裝配圖和零件圖。 通過計算和設計，我得到以下幾點結論： 汽車變速器設計中，齒輪的設計、軸的設計、軸承的設計和同步器的設 計 是最主要內容。其中齒輪的設計中，齒輪各擋的齒數(shù)分配需要精心調整齒輪的齒數(shù)、螺旋角和變位系數(shù)才能獲得比較好的結果。在分配齒數(shù)時，應多方面參考資料，力求獲得理想的齒數(shù)分配； 應合理選擇變速器的檔數(shù)和傳動比，使汽車具有良好的動力性和經濟性。 3．變速器的軸的設計應考慮多方面因素，包括齒輪結構，花鍵標準、軸承 標準、檔圈標準等。結構設計之后，應對軸進行強度和剛度校核，如不滿足，要重新設計；軸承也根據(jù)結構查機械設計手冊選用。 4．合理地選擇齒輪型式及結構參數(shù)，提高其制造和安裝精度，都是提高效 率和減小噪聲的 有效措施。采用同步器換檔是齒輪式變速器的基本要求。 5．變速器，操縱應輕便，以減輕駕駛員的勞動強度。操縱機構中應設置各 中鎖止機構，以保證變速器工作的可靠性。變速器應結構緊湊，盡量做到質量輕、體積小、制造成本低。 本科生畢業(yè)設計（論文） 30 參考文獻 [1] 陳家瑞 . 汽車構造 . 北京：人民交通出版社， 2020 [2] 王望予 . 汽車設計 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [3] 余志生 . 汽車理論 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [4] 王大全 . 汽車常用數(shù)據(jù)手冊 . 北京：化工工業(yè)出版社， 2020 [5] 劉彥戎 . 汽車標準匯編 第四卷 . 中國汽車技術研究中心標準化所出版社，2020 [6] 中國汽車技術研究中心汽車標準化研究所 . 汽車設計標準資料手冊 . 長春：吉林科學技術出版社， 2020 [7] 顧柏良 . 汽車工程手冊 . 北京：北京理工文學出版社， 1999 [8] 張啟明 . 汽車 CAD 技術 . 北京：人民交通出版社， 2020 [9] 阮米慶 . 基于 MATLAB 的汽車機械式變速器的可靠性優(yōu)化設計 . 南京：航空航天大學能源與動力 學院， 2020 [10] 羅錦陵 . 汽車配件實用手冊 . 上海：上海交通大學出版社， 1997 [11] 程乃士 . 減速器和變速器設計與選用手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [12] 龔微寒 . 汽車現(xiàn)代設計制造 . 北京：人民交通出版社， 1995 [13] 崔心存 . 汽 現(xiàn)代汽車新技術 . 北京：人民交通出版社， 2020 [14] 黃瑋 . 汽車變速器的結構與維修 . 北京：國防工業(yè)出版社， 2020 [15] 葉克明 . 齒輪手冊 . 北京：機械工業(yè)出版社， 1990 [16] 林慕義 . 車輛 底盤構造與設計 . 北京： 冶金 工業(yè)出版社， 2020 [17] 劉世凱 . 汽車 傳動系構造原理 . 北京 ： 人民 交通出版社， 1996 [18] 湯子興 . 國產輕型貨車 (客 )汽車 . 北京 ： 人民交通出版社 ,1998 [19] 黃瑋 . 汽車變速器的結構與維修 . 北京：國防工業(yè)出版社， 1999 [20] HansHermann Braess, Ulrich Seiffert, Handbook of Automotive Engineering, SAE International, 2020 本科生畢業(yè)設計（論文） 31 致 謝 經過近三個多月的努力，在 畢業(yè)設計接近 結尾 是 ，我心里存在了太多的感激，太多的感謝。設計的過程中遇到了許多問題，正是在廣大老師和同學不斷幫助、不斷探討中解決的。 在此對他們表示深深的謝意。 尤其是 導師 王言松 教授 的耐心教導，讓我受益非淺， 王 老師 嚴謹?shù)目蒲凶黠L，創(chuàng)造性的思維方式和淵博的學識、豐厚的經驗令我終身難忘，積極向上樂觀的精神永遠是我學習的榜樣。導師對我的設計工作傾注了大量心血， 可以說是在 韓老師 不啻辛勞的奔波下，我的設計才得以完成，在此我對 韓老師 表示衷心的感謝。 另外，感謝學校給了這個機會，使我學到了許 多課本上學不到的知識，并且使我在設計這方面的興趣更加濃厚，為我將來的工作打好了基礎，同時也鍛煉了自己動手和解決問題的能力。 還要 感謝全體老師，是你們的辛勤工作使我度過了人生最有意義的四年。 最后，由衷地感謝我的父母多年來對我學習的全力支持和幫助，正是他們無私的愛和奉獻使我能夠完成學業(yè)。 本科生畢業(yè)設計（論文） 32 附錄一 程序編程 1 齒輪校核程序 z1=16。z2=34。z3=23。z4=28。z5=31。z6=21。z7=40。z8=14。z9=36。z10=14。z11=22。 y1=。 y2=。 y3=。 y4=。 y5=。 y6=。 y7=。 y8=。 y9=。 y10=。 y11=。 m1=。m3=。m5=。m7=。m9=。m11=。 z=[z1 z4 z6]。 zw=[z2 z3 z5]。 zxw=[z7 z10 z11]。 zx=[z8 z9 z10]。 kc=[8 8 8]。 kcw=[8 8 8] 。 kcx=[8 8 8]。 kcxw=[8 8 8]。 y=[y1 y4 y6]。 yw=[y2 y3 y5]。 yxw=[y7 y10 y11]。 yx