【正文】 卸便于拆裝也是選擇軸承類型時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)因素。另外，軸承類型的選擇還應(yīng)考慮軸承裝置整體設(shè)計(jì)的要求。如軸承的配置使用要求、游動(dòng)要求等。三、軸承的選擇與校核軸承的使用壽命可按汽車以平均速度行駛至大修前的總行駛里程S來計(jì)算，對(duì)于汽車軸承壽命的要求是轎車30萬公里，貨車和大客車25萬公里。，式子中，h （1）選軸承型號(hào)根據(jù)軸承處直徑選擇7208型號(hào)角接觸球軸承，該軸承只能承受單向軸向載荷。查得：KN，KN，d=40mm（2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P 當(dāng)變速器在一軸承受到的力分別為：N，N，N， 查《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》得到，查《機(jī)械原理與設(shè)計(jì)》得到，當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算 （320）將各已知參數(shù)代入式（320）：，軸承壽命計(jì)算公式為： （321）將個(gè)已知參數(shù)代入式（321）得到：h 對(duì)于汽車軸承壽命的要求是轎車30萬公里，貨車和大客車25萬公里。，式子中，h。 如表36所示，變速器各檔位相對(duì)工作使用率為：表36 五檔變速器各檔位相對(duì)工作使用率車型檔位數(shù)最高檔傳動(dòng)比/%變速器檔位貨車ⅠⅡⅢⅣⅤ5113516755113126420 所以所選軸承滿足設(shè)計(jì)要求。 根據(jù)中間軸齒輪23處裝軸承處軸直徑選擇NU206E型號(hào)內(nèi)圈無擋邊圓柱滾子軸承，該軸承只能承受徑向載荷，不限制軸的軸向移動(dòng)，允許軸傾角2~4度。KN，KN，d=30mm 根據(jù)中間軸15處裝軸承處軸直徑選擇6206型號(hào)軸承，查得KN，KN，d=30mm 二軸14處裝軸承處由直徑選擇6208型號(hào)深溝球軸承，查得：KN，KN，d=30mm4 同步器設(shè)計(jì)同步器有常壓式、慣性式和慣性增力式三種。常壓式同步器結(jié)構(gòu)雖然簡單，但又不能保證嚙合件在同步狀態(tài)下（即角速度相同）換檔的缺點(diǎn)，現(xiàn)已很少使用。得到廣泛使用的是慣性式同步器。慣性式同步器能做到換檔時(shí)兩換檔元件之間的角速度達(dá)到完全相等之前，不允許換檔，因而能完善地完成同步器的功能和實(shí)現(xiàn)對(duì)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。雖然它們的結(jié)構(gòu)不同，但又摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。，分別在它們的內(nèi)圈和外圈設(shè)計(jì)有相互接觸的錐形摩擦面。鎖止元件位于滑動(dòng)齒套1的圓盤部分孔中做出的錐形肩角和裝在上述孔中、在中部位置處有相同角度的斜面鎖銷4。鎖銷與同步環(huán)2剛性連接。彈性元件是位于滑動(dòng)齒套1圓盤部分徑向孔中的彈簧7。在空擋位置，鋼球5在彈簧壓力作用下處在銷6的凹槽中，使之保持滑動(dòng)齒套與同步環(huán)之間沒有相對(duì)移動(dòng)。滑動(dòng)齒套與同步環(huán)之間為彈性連接。，是通過滑動(dòng)齒套8及鎖環(huán)9上的錐面來實(shí)現(xiàn)的。作為鎖止元件是鎖環(huán)9的內(nèi)齒和做在齒輪10上的接合齒端部。齒輪10和鎖環(huán)9之間是彈性連接。在慣性式同步器中b彈性元件的重要性僅次于摩擦元件和鎖止元件，它用來使有關(guān)部分保持在中立位置的同時(shí)，又不妨礙鎖止、解除鎖止和完成換擋的進(jìn)行。原理： 同步器換擋過程由三個(gè)階段組成。第一階段：同步器離開中間位置，做軸向移動(dòng)并靠在摩擦面上。摩擦面相互接觸瞬間，由于齒輪3的角速度ω3，和滑動(dòng)齒套1的角速度ωl不同，在摩擦力矩作用下鎖銷4相對(duì)滑動(dòng)齒套1轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)不大的角度，并占據(jù)圖上所示的鎖止位置。此時(shí)鎖止面接觸，阻止了滑動(dòng)齒套向換擋方向移動(dòng)。第二階段：來自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動(dòng)齒套上的力F，經(jīng)過鎖止元件又作用到摩擦面上。由于，ω3和ωl不等，在上述表面產(chǎn)生摩擦力?；瑒?dòng)齒套1和齒輪3分別與整車和變速器輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)零件相連接。于是，在摩擦力矩作用下，滑動(dòng)齒套1和齒輪3的轉(zhuǎn)速逐漸接近，其角速度差Δω=|ω1ω3|減小了。在Δω=0瞬間同步過程結(jié)束。第三階段：Δω=0，摩擦力矩消失，而軸向力F仍作用在鎖止元件上，使之解除鎖止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)滑動(dòng)齒套和鎖銷上的斜面相對(duì)移動(dòng)，從而使滑動(dòng)齒套占據(jù)了換擋位置。鎖銷式同步器的做優(yōu)點(diǎn)是零件數(shù)量小，摩擦錐面平均半徑較大，使轉(zhuǎn)矩容量增加。這種同步器軸向尺寸長是它的缺點(diǎn)。鎖銷式同步器根據(jù)同步環(huán)錐面不同，又分為外錐式和內(nèi)錐式兩種。外錐式因摩擦錐面直徑不受齒輪尺寸限制，可以大些，故轉(zhuǎn)矩容量增大較多。圖41慣性使同步器結(jié)構(gòu)方案 inertial type of synchronizer a)鎖銷式 b)鎖環(huán)式8—滑動(dòng)齒套 2—同步環(huán) 10—齒輪 4—鎖銷 5—鋼球 6—銷 7—彈簧 9—鎖環(huán) 如圖所示，鎖環(huán)式同步器在的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是同步器的摩擦元件位于鎖環(huán)和齒輪凸肩部分的錐形斜面上。作為鎖止元件是做在倘環(huán)上的齒和做在 嚙合套上齒的端部，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的滑塊壓向嚙合套。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，使同步器用來換擋的零件持在中立位置上?；瑝K兩端伸入鎖環(huán)缺口內(nèi)，而缺口尺寸要比滑塊寬一個(gè)接合齒。工伯原理： 換擋時(shí)，沿軸向作用在嚙合套上的換擋力，推嚙合套并帶動(dòng)滑志和鎖環(huán)移動(dòng)，直到鎖環(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，并由滑塊予以定位。接下來，跌倒套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸 ，使嚙合套移動(dòng)受阻，同步器處在鎖止?fàn)顟B(tài)，換擋的第一階段工作至此已完成。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(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，力矩隨之消失，而撥環(huán)力使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，嚙合套上的接合齒在換擋力作用下通過鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合。多錐式同步器的鎖止面仍在同步環(huán)的接合齒上，只是在原有的兩個(gè)錐面之間再插入兩個(gè)輔助同步錐。由于錐表面的有效摩擦面積成倍地增加，同步轉(zhuǎn)矩(在同步器摩擦錐面上產(chǎn)生的摩擦力矩)也相應(yīng)增加，因而具有較大的轉(zhuǎn)矩容量和低熱負(fù)荷。這不但改善了同步效能，增加了可靠性，而且使換擋力大為減小。若保持換擋力不變，則可縮短同步時(shí)間。多錐式同步器多用于重型貨車的主、副變速器以及分動(dòng)器中。圖42多錐式同步器慣性增力式同步器又稱為波舍(Porsehe)式同步器。它能可靠地保證只在同步狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換擋。只要嚙合套和換擋齒輪之間存在轉(zhuǎn)速差，彈簧片的支承力就阻止同步環(huán)縮小，從而也就阻止了嚙合套移動(dòng)。只有在轉(zhuǎn)速差為零時(shí)，彈簧片才卸除載荷，于是對(duì)同步環(huán)直徑的縮小失去阻力，這樣才可能實(shí)現(xiàn)換擋。波舍式同步器的摩擦力矩大、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、軸向尺寸短，適用于貨車變速器。圖43波舍式同步器汽車在行駛過程中換擋，特別是在高擋區(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(yīng)當(dāng)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)大而且性能穩(wěn)定的材料制作同步環(huán)。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因數(shù)減小，這就為設(shè)計(jì)工作帶來困難。 摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)外，還與工作面的表面粗糙度、潤滑油種類和溫度等因素有關(guān)。作為與同步環(huán)錐面接觸的齒輪上的錐面部分與齒輪做成一體，用低碳合金鋼制成。對(duì)錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證在使用過程中摩擦因數(shù)變化小。若錐面的表面粗糙度差，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的強(qiáng)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(gòu)成的摩擦副。 摩擦因數(shù)對(duì)換擋齒輪和軸的角速度能迅速達(dá)到相同有重要作用。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時(shí)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(xì)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)。圖44同步器螺紋槽形式(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)的影響很大，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。、中型汽車；。通常軸向泄油槽為6～12個(gè)，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(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是tan≥。一般取=6176?！?176。=6176。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=7176。時(shí)就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。 (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。(4)錐面工作長度b縮短錐面工作長度b，便使變速器的軸向長度縮短，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b（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。鍛造時(shí)選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強(qiáng)度、高耐磨性的鋼與鉬配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鉬（～），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?！娿f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。鎖止角選取的正確，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。影響鎖止角選取的因素主要有摩擦因數(shù)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(jié)構(gòu)的鎖止角在26?~42?范圍內(nèi)變化。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錐面上的軸向力，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)選取：~,低檔取0~。~，~.變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用是使駕駛員能夠根據(jù)道路情況準(zhǔn)確可靠地掛上或摘下變速器某個(gè)擋位，以保證汽車安全行駛。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動(dòng)脫檔或自動(dòng)掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。用于機(jī)械式的變速器操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥叉、撥塊、撥叉軸以及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要零件組成，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(dòng)換擋變速器。如果變速器布置在駕駛員座位附近，則變速桿可以從駕駛室底板伸出，由駕駛員直接操縱。這種操縱機(jī)構(gòu)稱為直接操縱機(jī)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應(yīng)用。近年來，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各擋同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡化，但它要求各擋換擋行程相同。圖51直接操縱式換擋機(jī)構(gòu) automatic generating system gearshift平頭式汽車或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后國化驅(qū)動(dòng)汽車的為速器，受總體布置限制，變速器距駕駛員座位較遠(yuǎn)，這時(shí)需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動(dòng)件，換擋手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動(dòng)換擋變速器，稱為遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器。這時(shí)要求整套系統(tǒng)有足夠的同旬性，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(dòng)的可能性。此時(shí)，變速桿支座應(yīng)固定在受車架變形、汽車振動(dòng)影響較小的地方，最好將換擋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器連成一體，以避免對(duì)操縱有不利影響。圖52遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu) remote handing of gearshift撥叉軸的兩端均支承于變速中順蓋的相應(yīng)孔中，可以軸向滑動(dòng)。所有的撥叉的撥塊都 固 定于相應(yīng)的撥叉軸上。三、四擋撥叉的上端加工出撥塊，它與其他撥塊的頂部都制有這樣的凹槽。變速器處于空擋時(shí)，各凹槽在橫向平面內(nèi)對(duì)齊，叉形撥桿下端的球產(chǎn)學(xué)研即伸入這些凹槽中。選擋時(shí)可使變速桿繞其中部球形支點(diǎn)橫向擺動(dòng)，其下端插入叉形撥桿槽中的球頭就推動(dòng)叉形撥桿繞換擋軸的軸線擺動(dòng)，從而使叉形撥桿下端球頭對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)擋位撥塊的凹槽，然后使變速桿縱向擺動(dòng)，通過叉形撥桿帶動(dòng)撥叉軸及撥叉向前或向后移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)掛擋。對(duì)于五擋變速器，只需要三根撥叉軸。圖53 六擋變速中順操縱機(jī)構(gòu)示意圖 the scketch map of operating mechanism of speed changer為了保證變速器在任何情況下都能準(zhǔn)確、安全、可靠地工作，其操縱機(jī)構(gòu)必須設(shè)置安全裝置。它包括自鎖、互鎖、和倒檔鎖裝置。對(duì)于六擋變速器，還應(yīng)設(shè)置選檔鎖裝置。換擋過程中，若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前、后移動(dòng)的距離不足時(shí)，則滑動(dòng)齒輪（或接合套）與相應(yīng)的齒輪（或接合齒圈）將不能在全齒寬上嚙合，因而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到全齒寬嚙合，也可能由于汽車振動(dòng)或其他原因，使滑動(dòng)齒輪（接合套）自動(dòng)產(chǎn)生軸向移動(dòng)，因而減少了齒的嚙