【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 =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構(gòu)的設(shè)計 同步器的設(shè)計 同步器的結(jié)構(gòu)在前面已經(jīng)說明，本設(shè)計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，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動定位銷和鎖環(huán)移動，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)相對嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個角度，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） ，使嚙合套的移動受阻，同步器在鎖止狀態(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，同步器解除鎖止狀態(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，換擋費力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設(shè)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 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，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，摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴時，則有粘著和咬住的傾向；在α=7176。 時就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。本次設(shè)計中采用的錐角均為取 7176。3. 摩擦錐面平均半徑 R R 設(shè)計得越大，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)計中采用的 R 為 50～60mm。4. 錐面工作長度 b縮短錐面工作長度，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(shè)計時可根據(jù)下式計算確定 2pfRMbm??設(shè)計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度和疲勞壽命。貨車同步環(huán)可用壓鑄加工。段造時選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強度，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)的強度。本設(shè)計中同步器徑向?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部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。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?！?6176。范圍內(nèi)變化。本次設(shè)計鎖止角 β 取 ?30。7. 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(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)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(guān)，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(guān)，計算時可在下屬范圍內(nèi)選取：對轎車變速器高檔取 ～，低檔取 ～ ；對貨車變速器高檔取 ～，低檔取 ～。 變速器的操縱機構(gòu) 變速器操縱機構(gòu)的功用變速器操縱機構(gòu)的功用是保證各檔齒輪、嚙合套或同步器移動規(guī)定的距離，以獲得要求的檔位，而且又不允許同時掛兩個檔位。 設(shè)計變速器操縱機構(gòu)時，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某一變速叉軸時，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：互鎖銷式、擺動鎖塊式、轉(zhuǎn)動鎖止式、三向鎖銷式，此次設(shè)計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，防止因汽車振動或有小的軸向力作用而致脫檔，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）推入叉軸的凹臼中實現(xiàn)的。變速叉軸的凹臼間距是由掛檔齒輪移動的距離來決定的，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系，在操縱機構(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，若操縱變速桿推動撥叉前后移動的距離不足時，齒輪將不能在完全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。即使達到完全齒寬嚙合，也可能由于汽車震動等原因，齒輪產(chǎn)生軸向移動而減少了齒輪的嚙合長度，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） 要使換檔動作輕便、省力，以減輕駕駛員的疲勞強度。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)歷幾個月的緊張忙碌，畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，這次設(shè)計是對我大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗，也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過程。畢業(yè)設(shè)計不僅使我學(xué)習(xí)和鞏固了專業(yè)課知識而且了解了不少相關(guān)專業(yè)的知識，個人能力得到很大提高。同時也鍛煉了與人協(xié)作的精神，為以后我踏入社會工作打下了良好的基礎(chǔ)。對于本次設(shè)計的變速箱來說，其特點是：扭矩變化范圍大可以滿足不同的工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)、使用和維修，價格低廉，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)計中采用了 5+1檔手動變速器，通過較大的變速器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達到其經(jīng)濟性和動力性的要求；變速器掛檔時用結(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，齒輪傳動更平穩(wěn)。本著實用性和經(jīng)濟性的原則，在各部件的設(shè)計要求上都采用比較開放的標準，因此，安全系數(shù)不高，這一點是本次設(shè)計的不理想之處。但是，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究變速器技術(shù)，以求其設(shè)計更加合理和經(jīng)濟。通過本次設(shè)計，我認識到在實際設(shè)計中，好多設(shè)計都很巧妙的解決了所遇到的問題，有些獨一無二，比如捷達變速器離合器分離推桿在輸入軸中間穿過；還有中國的汽車行業(yè)還比較落后，有些軸承還缺少相應(yīng)的國家標準。參考文獻[1] [M].北京：清華大學(xué)出版社， 2022[2] [M].北京：機械工業(yè)出版社， 1981[3] [M].第二版 .北京：機械工業(yè)出版社， 2022[4] [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2022[5] 彭文生，張志明，[M]. 北京：高等教育出版社， 2022：[6] ：機械工業(yè)出版社[M] ，2022[7] 陳煥江，[M]. 北京：機械工業(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] (.) J. El Jiawei Ke. vehicle speed manual transmission and drive axle[M]. Beijing: China Machine Press, 1998[11] 陳殿云，張淑芬，[M]. 蘭州：蘭州大學(xué)出版設(shè)， 2022[12] （單行本）機械傳動[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2022[13] 濮良貴，[M]. ：高等教育出版社， 2022[14] 侯洪生，[M]. 北京：科學(xué)出版社， 2022[15] HansHermann Braess, Ulrich Seiffert. Handbook of Automotive Engineering[M]. SAE International, 2022[16] James , Chase . Automotive technology: principle, diagnosis, and service[M]. Pearson Education lnc. 2022.致 謝時間過得真快，幾個月的時間幾乎在眨眼之間就過去了。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我不但鞏固了以前所學(xué)的知識，并從中學(xué)到了很多新的東西，尤其是自學(xué)了《汽車設(shè)計》 、 《汽車理論》及《汽車設(shè)計》這三本教材，對汽車知識有了進一步的了解。在這里，我向那些在這四年里給于過我巨大幫助的老師和同學(xué)們表示衷心的感謝，正是他們的幫忙才讓我得以圓滿的完成四年的學(xué)業(yè)和最后的畢業(yè)設(shè)計。最后，再次感謝我的老師和同學(xué)們，謝謝你們對我?guī)椭x謝你們