【導(dǎo)讀】變速比是個定值。比如，一檔變速比是,二檔。只有5個值，所以說它是有級變速器。曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點，阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐，手動變速器會在不久會被淘汰，從事物發(fā)展的角度來說，這話確實有道理。以卡車為例，卡車用來運輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對如此高。的“壓力”，除了發(fā)動機需要強勁的動力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。特別是面對爬坡路段，它的特點顯露的非常明顯。器，雖然具有操作簡便等特性，但這些特點尚不具備。從我國的具體情況來看，手動變速器幾乎貫穿了整個中國的汽車發(fā)展。也不敢輕易放棄手動變速器?；竟σ约板憻採{駛協(xié)調(diào)性。比配套于經(jīng)濟型車廠家，而且經(jīng)濟適用型車的銷量一直在車市名列前茅。它們的變速器全是五檔手動變速器.妻雙方均會駕車的家庭來說，可謂是兼顧了雙方，體現(xiàn)了“夫妻檔”。此為契機，根據(jù)市場要求精心打造此類變速器。

　　

【正文】 式中 i 至計算齒輪的傳動比，此處為三檔傳動比 ； d 計算齒輪的節(jié)圓直，為 138mm； ? 節(jié)點處的壓力角為 20176。； ? 螺旋角，為 22176。； maxeT 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩，為 95000N mm。 代入上式可得： Ft=2753 Fr=1080 Fa=1112 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 38 ? ?332Md?????危險截面的受力圖為： 圖 23 垂直 面： F1（ a+b） =Fr b 解的 F1=Fr b/(a+b） 垂直面內(nèi)所受力矩： Mc=F1 a 水平面： F2=)( )2/dFa ba bFt? ???（ 水平面所受力矩： Ms=F2 a 該軸所受扭矩為： Tj=T ig3 故危險截面所受的合成彎矩為： M= 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 ? （ MPa） : 將 M 代入上式可得： ? =150，在低檔工作 時 [? ]=400MPa，因此有： 39 2223sFa bfEIL?2213c Fa bf EIL? ? ? [? ]；符合要求。 第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 cf 和在水平面內(nèi)的撓度 sf 可分別按下式計算： 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）。 L=a+b 將數(shù)值代入得： fC= fs = f= 0f f0= fc2+fs2 故軸的全撓度為 f=，符合剛度要求。 第二軸其他檔位校核 方法同上 中間軸的校核方法如第二軸 軸承的壽命的計算 由軸的直徑可選深溝球軸承 6013 6010 N207E 6007 軸承的使用壽命可按汽車以平均速度 amV 行駛至大修前的總行駛里程 S計算： hVSL amh ?； 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 40 汽車平均速度： amV ＝ maxV ＝ 95＝ 57kmh ， S 取大修前行駛的里程數(shù)： 15 萬公里，即 510 Km： hVSL amh ? ＝ 150000/57＝ 2631h； 發(fā)動機轉(zhuǎn)速取最大扭矩時轉(zhuǎn)速 1100 minr 的 60﹪即 660 minr ； 速比取最常用的 i＝ 時計算，于是： Dn ＝ 1500 minr ； Nn ＝ 2500 minr 根據(jù)機械設(shè)計手冊和計算，得下表相關(guān)參數(shù)： 軸承代號 e X Y 6013 1 0 6010 1 0 6007 1 0 N207E 根據(jù)前面所計算的支反力和軸向力，通過公式 xh PCnL )(60106?? 對每個軸承進行校核，球軸承 x取 3，；載荷系數(shù) pf 取 。 軸承受力分析圖 41 圖 24 對于 6類軸承 P=Fr Fa/Fre P=+YFa Fa/Fre 對于 2類軸承 P=Fr= 0Fa/Fr P=+ Fa/Fr xh PCnL )(60106?? 式中 Fr 為徑向載荷 Fa 為軸向載荷 C 為基本額定動載荷 n 為轉(zhuǎn)速 經(jīng)過計算軸承均可滿足要求 滾針軸承的接觸應(yīng)力按下式計算： 6c l1 1 Qσ = 2 7 2 1 0 ( + )d d L? 2mN 式中 Q— 每一個滾針的負荷（ N）， P ZK? ； 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 42 ld — 滾針直徑， d為軸的直徑 P— 作用在一個滾針軸承上的力， P=M2r ； Z— 每個滾針軸承的滾針數(shù)； K— 系數(shù)，表示軸承特性，此種結(jié)構(gòu)取 1 ； L— 滾針工作長度， mm。 按上式計算出的應(yīng)力應(yīng)小于 [ c? ]= 62( 3000 ~ 3200) 10 Nm?。 二軸三擋齒輪處： ld ? ， Z=36 P=M2r P ZK? 解的 σ c=1200N/m2 其他滾針軸承計算方法相同。 以上各個齒 輪處滾針軸承的 c? 均小于許用的 [ c? ] 即各滾針軸承均滿足要求。 花鍵的強度校核 二軸上的花鍵校核 二軸上同步器處的花鍵均為漸開線花鍵，壓力角均為 30 ，模數(shù) 2 齒面的擠壓應(yīng)力為 ppm2Tσ = σψZ hld ??? ?? 式中 T—— 傳遞轉(zhuǎn)矩（ Nmm? ）； 310 ψ—— 各齒間不均勻系數(shù)，一般取 ； 43 Z—— 花鍵的齒數(shù) 。14 l—— 齒的工作長度（ mm） 160； h—— 鍵齒工作高度（ mm）， h=m,m 為模數(shù)； 2 md —— 平均直徑（ mm） .45 只需校核一、倒擋同步器處花鍵。 解的 σ p=41Mpa200Mpa 經(jīng)校核強度滿足要求。 同步器的設(shè)計 設(shè)計結(jié)構(gòu) 目前變速器用同步器以滑塊式和鎖銷式居多。前者多用與小客車，客車上也有采用，但由于增加錐徑往往有困難，限制了它的使用。后者由于錐徑可以按需要加大，且同步扭矩較大，卡車上采用的不少。再者筒式慣性式同步器，由于設(shè)計制造及材質(zhì)上有困難目前還沒有普及。經(jīng)過分析比較，我決定采用片式常壓同步器原理圖結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，可布置較大的錐徑，這是獲得較大的同步扭矩，實現(xiàn)快速或省力換檔的必要條件。 圖 381片式常壓同 步器原理 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 44 1結(jié)合套 2花鍵轂 3 4 摩擦片 操縱機構(gòu) 功用 變速器操縱機構(gòu)的功用是保證各檔齒輪，嚙合套或同步其移動規(guī)定的距離，以獲得要求的檔位，而且有不允許兩個檔的齒輪，嚙合套或同步器同時掛上檔。變速器的工作與操縱機構(gòu)有很大的關(guān)系，往往因操縱機構(gòu)設(shè)計不好，發(fā)生掛檔困難或掛不上檔的情況。而且換檔占駕駛員很大的一部分勞動量，所以，如何使操縱機構(gòu)輕便化，自動化是很重要的問題。加之為重型貨車，要加上操縱輔助機構(gòu)。 換檔位置 設(shè)計操縱機構(gòu)首先要確定換檔 位置圖。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。為此，應(yīng)注意以下三點： (1)按換檔次序來排列 (2)將常用檔次放在中間位置，其他檔放在兩邊。 (3) 為了避免誤掛檔，往往將倒檔安放在最靠邊的位置，有時與工檔組成一排。但往往受變速器結(jié)構(gòu)方案的限制，不能得到最方便的換檔程序。 變速桿的布置 (1）大變速桿 a近距離操縱 一般采用傳統(tǒng)的布置方法，將便去桿安裝在變速器蓋上，有駕駛室底板伸出，布置在駕駛員座椅旁。 b遠距離操縱 45 有些汽車由于總布置的關(guān)系， 變速器布置在距離駕駛員座椅較遠的位置，因而需采用若干輔助桿件或一套換檔傳動機構(gòu)。這種傳動機構(gòu)應(yīng)有足夠的鋼性，且各連接件間的間隙不能過大，否則換檔手感不明顯。 （ 2）小變速桿 不少輕型車小貨車，為在駕駛室核車廂多布置一個座位核使駕駛員能從兩邊側(cè)門進出以及操縱輕便，也采用遠距離操縱。通常是將變速桿布置在方向盤下的轉(zhuǎn)向柱上，通過聯(lián)動機構(gòu)操縱選檔核換檔搖臂實現(xiàn)換檔，但機構(gòu)復(fù)雜。設(shè)計這種機構(gòu)應(yīng)保證足夠的剛性，并注意個連接間的間隙不能過大。 鎖止裝置 (1)互鎖裝置 互鎖裝置是 保證移動某以變速叉軸時，其他變速桿叉軸互被鎖止，互鎖裝置的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種： a 互鎖銷式 b擺動鎖塊式 c轉(zhuǎn)動鎖止式 d三向鎖銷式 (2)自鎖裝置 自鎖裝置的作用是定位，防止因汽車振動或有小的軸向力作用導(dǎo)致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長進行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺。 定位作用是通過自鎖裝置中的彈簧將鋼球（或鎖銷）叉軸的凹中實現(xiàn)的。變速叉軸的凹間距是有掛檔是齒輪移動的距離來決定的。 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計 46 （ 3）倒檔鎖裝置 在汽車行駛過程中，為了防止誤掛倒 檔，以致造成安全事故核損壞傳動系，在操縱機構(gòu)中都設(shè)有倒檔鎖或倒檔安全裝置。 小 結(jié) 在進行變速器設(shè)計時首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動比范圍、檔位數(shù)及各檔傳動比，因為它們對汽車的動力性與燃料經(jīng)濟性都有重要的直接影響。究竟采用哪一種形式，除了汽車的總布置的要求外，還應(yīng)主要考慮一些必要的因素，這些因素包括變速器的徑向尺寸，變速器的壽命，變速器的效率等等。將變速器作為一個整體來考慮其設(shè)計問題，可以使傳動系的結(jié)構(gòu)緊湊，汽車得到較大的有效空間，便于汽車的總體布置。 綜上所述，本設(shè)計采用了三軸五檔式 變速器。這樣的設(shè)計可以滿足設(shè)計任務(wù)書提出的要求。 47 參考文獻 [1] 濮良貴 紀名剛