【正文】 =1486500N則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 （MPa） ；? （4—10）?????32dM將 代入上式可得： ，在低檔工作時(shí) =400Mpa，因此有：M?? ；符合要求。??2. 軸的剛度校核第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 和在水平面內(nèi)的撓度 可分別按下式計(jì)算：cf sf （4—11）EILbaFfc321? （4—12）Ifs2式中， 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）,這里等于 ；1F tF 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N） ，這里等于 ；2 r E彈性模量（ MPa） ， （MPa ） ；??E I慣性矩（ 4m） ， ，d 為軸的直徑（mm） ；64/L? 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） 。將數(shù)值代入式（411）和（412）得?cf故軸的全撓度為， =（mm）≤(mm)符合剛度要求。2scff??第 5 章 變速器同步器與操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 同步器的設(shè)計(jì) 同步器的結(jié)構(gòu)在前面已經(jīng)說明，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 51 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（51 ） ，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)過一個(gè)角度，并滑塊予以定位。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖 52b） ，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，同步過程結(jié)束，完成換檔過程的第二階段工作。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，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鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合（圖 52d） ，完成同步換檔。圖 52 鎖環(huán)同步器工作原理 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，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設(shè)計(jì)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(huì)使接觸面減少，增加磨損速度。圖 53a 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 53 同步器螺紋槽形式2. 錐面半錐角 α 摩擦錐面半錐角 α 越小，摩擦力矩越大。但 α 過小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是 tanα≥f。一般 α=6 176?！?176。α=6 176。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α=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 2pfRMbm??設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的 b 取 5mm。5. 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 β鎖止角 β 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 β 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 α。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 β 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?。簩?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) 變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用是保證各檔齒輪、嚙合套或同步器移動(dòng)規(guī)定的距離，以獲得要求的檔位，而且又不允許同時(shí)掛兩個(gè)檔位。 設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足的條件1. 要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖。1）互鎖裝置是保證移動(dòng)某一變速叉軸時(shí)，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：互鎖銷式、擺動(dòng)鎖塊式、轉(zhuǎn)動(dòng)鎖止式、三向鎖銷式，此次設(shè)計(jì)中互鎖裝置選擇第一種，其結(jié)構(gòu)型式如圖 54 所示。2）自鎖裝置的作用是定位，防止因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長(zhǎng)進(jìn)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）推入叉軸的凹臼中實(shí)現(xiàn)的。變速叉軸的凹臼間距是由掛檔齒輪移動(dòng)的距離來決定的，其結(jié)構(gòu)型式如圖 54 所示。3）在汽車行駛過程中，為了防止誤掛倒檔，以致造成安全事故和損壞傳動(dòng)系，在操縱機(jī)構(gòu)中都設(shè)有倒檔鎖或倒檔安全裝置。倒檔鎖能在駕駛員掛倒檔時(shí)給駕駛員明顯手感，以起到提醒作用，防止誤掛倒檔，2. 在掛檔的過程中，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 54 所示） 。1） 要使換檔動(dòng)作輕便、省力，以減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度。圖 54 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撥叉軸結(jié)論經(jīng)歷幾個(gè)月的緊張忙碌，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗(yàn)，也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我學(xué)習(xí)和鞏固了專業(yè)課知識(shí)而且了解了不少相關(guān)專業(yè)的知識(shí)，個(gè)人能力得到很大提高。同時(shí)也鍛煉了與人協(xié)作的精神，為以后我踏入社會(huì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的變速箱來說，其特點(diǎn)是：扭矩變化范圍大可以滿足不同的工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)、使用和維修，價(jià)格低廉，而且采用結(jié)合套掛擋，可以使變速器掛擋平穩(wěn)，噪聲降低，輪齒不易損壞。在設(shè)計(jì)中采用了 5+1檔手動(dòng)變速器，通過較大的變速器傳動(dòng)比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求；變速器掛檔時(shí)用結(jié)合套，雖然增加了成本，但是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)。本著實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的原則，在各部件的設(shè)計(jì)要求上都采用比較開放的標(biāo)準(zhǔn)，因此，安全系數(shù)不高，這一點(diǎn)是本次設(shè)計(jì)的不理想之處。但是，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究變速器技術(shù)，以求其設(shè)計(jì)更加合理和經(jīng)濟(jì)。通過本次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到在實(shí)際設(shè)計(jì)中，好多設(shè)計(jì)都很巧妙的解決了所遇到的問題，有些獨(dú)一無二，比如捷達(dá)變速器離合器分離推桿在輸入軸中間穿過；還有中國(guó)的汽車行業(yè)還比較落后，有些軸承還缺少相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)[1] [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2022[2] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981[3] [M].第二版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022[4] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022[5] 彭文生，張志明，[M]. 北京：高等教育出版社， 2022：[6] ：機(jī)械工業(yè)出版社[M] ，2022[7] 陳煥江，[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022：[8] [M]. 北京：高等教育出版社，1997[9] 周一明，[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社， 2022[10] (.) 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