【正文】 總 =F 合 abL = 12497 = Ma=12Fad =3581480 =859440M= = 22285940607549?= 3001666σ = = 323001666（55 3） = 188MPa＜[σ] 綜上計算內(nèi)容，掛四檔時，軸滿足強度和剛度的要求。所以該軸的強度和剛度在工作時都能滿足要求。5 同步器的設(shè)計 同步器有常壓式、慣性式、和慣性增力式三種。常壓式同步器雖然結(jié)構(gòu)簡單，但不能保證嚙合條件在同步狀態(tài)下（即角速度相等）換擋的缺點，現(xiàn)在已經(jīng)不用。得到廣泛應用的是慣性式同步器。 慣性式同步器慣性式同步器能做到換擋時，在兩換擋原件之間的角速度達到完全相等之前不允許換擋，因而能很好的完成同步器的功能和實現(xiàn)對同步器的基本要求。按結(jié)構(gòu)分，慣性式同步器有鎖銷式、滑塊式、鎖環(huán)式、多片式和多錐式幾種。雖然他們的結(jié)構(gòu)不同，但他們都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。本次設(shè)計的變速器所使用的是鎖環(huán)式同步器。 鎖環(huán)式同步器 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu) 圖 51 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)如圖 51 所示，鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu)特點是同步器的摩擦元件位于鎖環(huán) 4 或 7 和齒輪 1 或 9 凸肩部分的錐形斜面上。作為鎖止元件是做在鎖環(huán) 4 或 7 上的齒和做在嚙合套 11 上齒的端部，且端部均為斜面稱為鎖止面。彈性元件是位于嚙合套座兩側(cè)的彈簧圈，彈簧圈將置于嚙合套座花鍵上中部呈凸起狀得滑塊壓向嚙合套。在不換擋的中間位置，滑塊凸起部分嵌入嚙合套中部的內(nèi)環(huán)槽中，是同步器用來換擋的零件保持在中立位置上?；瑝K兩端伸入鎖環(huán)缺口內(nèi)，而缺口的尺寸要比寬一個結(jié)合齒。 鎖環(huán)式同步器的工作原理換擋時，沿軸向作用在嚙合套上的換擋力，推嚙合套并帶動滑塊和鎖環(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加速度差 Δω，致使在錐面上作用有摩擦力矩，他使鎖環(huán)相對嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過一個角度，并由滑塊予以定位。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖 c） ，使嚙合套的移動受阻，同步器處在所鎖止狀態(tài)，換擋的第一階段工作至此完成。換擋力將鎖環(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拔環(huán)力矩。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸接近，在角速度相等的瞬間，同步過程結(jié)束，完成了換擋過程的第二階段工作。之后，摩擦力矩隨之消失，而拔環(huán)力矩是=使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止狀態(tài)，嚙合套上的結(jié)合齒在換擋力的作用下通過鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合（圖 d） ，完成同步換擋。 圖 52 鎖環(huán)式同步器的工作原理鎖環(huán)式同步器有工作可靠、零件耐用等優(yōu)點，但因結(jié)構(gòu)布置上的限制，轉(zhuǎn)矩容量不大，而且由于鎖止面在鎖環(huán)的接合齒上，會因齒端磨損而失效，因而主要用于乘用車和總質(zhì)量不大的貨車變速器中。 同步器重要參數(shù)的確定 f汽車在行駛過程中換擋，特別是在高檔區(qū)換擋次數(shù)較多，意味著同步器工作頻繁。同步器是在同步環(huán)與連接齒輪之間存在角速度差的條件下工作，要求同步環(huán)有足夠的使用壽命，應當選用耐磨性能良好的材料。為了獲得較大的摩擦力矩，又要求用摩擦因數(shù)打而且性能穩(wěn)定的材料制作同步環(huán)。另一方面，同步器在油中工作，是摩擦因數(shù)減小，這就為設(shè)計工作帶來了困難。摩擦因數(shù)除與選取的材料有關(guān)以外，還與工作表面的粗糙度、潤滑油種類和溫度等因數(shù)有關(guān)。作為同步器錐面接觸的齒輪上的錐面部分與之論做成一體，用低碳合金鋼制成。對錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證使用過程中摩擦因數(shù)變化小。若錐面的表面粗糙度值大，則在使用初期容易損害同步環(huán)錐面。 同步環(huán)常選用能保證具有足夠高強度和硬度、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)，因使用壽命短而淘汰。由于黃銅合金與鋼材構(gòu)成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù) f 取為 （1）同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計的窄些，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，是磨損加快。實驗還證明：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，固齒頂寬不易過大。螺紋槽設(shè)計的大些，可使被刮下來的油存在于螺紋之間的空隙中但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。下圖 a 給出的尺寸適用于輕、中型汽車，圖 b 適用于總質(zhì)量大些的貨車。通常軸向泄油槽為 6~12 個，槽寬 34mm. 同步環(huán)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。一般取 α=6176。~8176。α =6176。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。的時很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 故本次設(shè)計中，取半錐角 α=7176。（3） 摩擦面平均半徑 R R 設(shè)計的越大，則摩擦力矩越大。R 往往受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距級相關(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。原則上是在條件允許的情況下，R 盡可能的大些。此次設(shè)計中 R 取 25mm 左右。（4） 錐面工作長度 b 縮短錐面工作長度 b，可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?？梢园匆韵鹿酱_定 bb=式中 P 為摩擦面的許用壓力，對于黃銅與鋼的摩擦副，p≈~；M m為摩擦力矩；f 為摩擦因數(shù)；R 為摩擦錐面的平均半徑。 經(jīng)初步計算與成本的考慮，初定b=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)的徑向厚度要受結(jié)構(gòu)布置上的限制，包括變速器中心距級相關(guān)零件特別是錐面平均半徑 R 和布置上的限制，不易取得很厚，但必須保證同步環(huán)有足夠的強度。乘用車的同步環(huán)比貨車的小些，應選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，這樣能提高材料的屈服強度和疲勞壽命。鍛造是選用錳黃銅的材料。有的變速器用高強度、高耐磨性的鋼與鉬配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵的表面噴鍍一層鉬（~） ，使其摩擦因數(shù)在剛與銅合金的摩擦副范圍內(nèi)，而耐磨性和強度明顯的提高。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基本的錐孔表面噴上厚 ~ 的鉬制成。噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的 2~3 倍。以鋼質(zhì)為基本的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強度。本次設(shè)計中同步環(huán)的厚度初定 10mm。 β鎖止角 β 選取的正確，可以保證只有在換擋的兩個部分之間的角速度差達到零值時才能換擋。影響鎖止角 β 選取的因數(shù)，主要有摩擦因數(shù) f、摩擦錐面平均半徑R、鎖止平面平均半徑和錐面半錐角 α。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26176。~42176。范圍內(nèi)變化。本次設(shè)計中取鎖止角 β=30176。 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、輸出軸的角速度差級作用在同步器摩擦錐面上的軸向力，均對同步時間有影響。軸向力大，則同步時間減少。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同。為此，同步時間與車型有關(guān)，計算時可在下述范圍內(nèi)選?。簩τ诔擞密囎兯倨鳎邫n取 ~，低檔取 ~；對于貨車變速器，高檔取 ~，低檔取 ~。6 箱體的設(shè)計 視孔用于檢查傳動件的嚙合情況，潤滑狀態(tài)，接觸斑點及齒側(cè)間隙，還可用來注入潤滑油。視孔蓋可用軋制鋼板或鑄鐵制成，它和箱體之間應加低質(zhì)密封墊片，以防止漏油由《課程設(shè)計手冊》查. 通氣器用于通氣,使箱內(nèi)外氣壓一樣，以避免由于減速器運轉(zhuǎn)時箱內(nèi)又問3 升高、內(nèi)壓增大,從而引起箱內(nèi)潤滑油的滲漏。通常在箱體頂部裝設(shè)通氣器。根據(jù)《課程設(shè)計手冊》表115查得,選取M10. 為了排出污油和清潔劑，應在箱體底部、油池的最低位置處于浸放油孔。放油螺塞和箱體接合間應加防漏油的墊圈。根據(jù)《課程設(shè)計手冊》查得d=M36X10。 油面指示器，油標 油面指示器用來檢查減速器內(nèi)油池油面的高低，以保證油池內(nèi)有適當?shù)挠土?，一般在箱體便于觀察，油面較穩(wěn)定的部位。裝設(shè)油面指示器，根據(jù)《課程設(shè)計手冊》表710 查得，選取桿式油標d=M16 采用潤滑脂潤滑，查《課程設(shè)計手冊》表71 選取. LAN32全損耗系統(tǒng)用油，GB44389，滴點不低于150C 氈圈密封，B 形內(nèi)包骨架形。7設(shè)計小結(jié)本次設(shè)計培養(yǎng)了我對設(shè)計工程的設(shè)計能力，學習和掌握課件的基本制作方法和步驟，并給我們以后的工作打下堅實的基礎(chǔ)，通過本次設(shè)計把在課本中學習到的理論知識在此次設(shè)計中本次加以綜合運用，不僅鞏固了所學的理論知識，更對其有了進一步的理解和認識。由于我對所學知識不夠徹底，而且時間較短，又缺乏經(jīng)驗，設(shè)計書中難免會存在疏漏和欠缺之處，懇請老師批評指正，以便在以后的工作和學習中不犯類似的錯誤。 衷心感謝我的導師米林教授在我整個的設(shè)計過程中對我無微不至的關(guān)心和幫助，他那淵博的知識、敏捷慎密的思維邏輯以及高尚的人格魅力等等都將一直影響著我的人生，激勵我不斷前進。 也要感謝譚偉老師在這幾個月對我的點撥和指引，指正了我很多的錯誤，使我少走了很多彎路，給了我很多希望，不管是他對人的態(tài)度，還是做事的能力永遠都將是我學習的榜樣。8 參考文獻[1] ：機械工業(yè)出版社，[2] 下冊 ：機械工程出版社，[3] 上冊 ：機械工程出版社，[4] 裘文言，張繼祖，：高等教育出版社，[5] ：高等教育出版社，[6] 于永泗， ：大連理工出版社，[7] 鄧文英. ： 高等教育出版社，[8] 百度文庫[9]汽車工程手冊 人民交通出版社[10]：機械工業(yè)出版社，1981[11]：機械工業(yè)出版社，2022[12]：機械工業(yè)出版社，2022[13]：機械工業(yè)出版社，1998[13] 徐謹主編. 機械設(shè)計手冊. 北京： 機械工業(yè)出版社，2022 年 6 月[14] 孫恒，陳作模主編. 機械原理第六版. 北京： 高等教育出版社，2022 年 3 月[15] 張則曹主編. 汽車構(gòu)造圖冊. 北京： 人民交通出版社，1998 年 2 月[16] 林清福主編. 國外汽車構(gòu)造最新構(gòu)造圖冊. 北京： 機械工業(yè)出版社，[17]楊裕根，：北京郵電大學出版社，[18]于永泗，齊民主編，. 大連: 大連理工大學出版社, [19]廖念釗編著，：中國計量出版社，[20]劉鴻文編著，材料力學Ⅰ.:高等教育出版社，