【正文】 計算的轉(zhuǎn)數(shù)壽命折合為里程壽命為：=10/=71110/1896=10=10/=58910/1896=10=10/=116510/=10=10/=748610/=10=10/=225610/=10由于軸承的實際使用壽命受到許多條件的影響，例如制造精度、鋼材質(zhì)量、潤滑條件、工作情況等，都極大地影響軸承的使用壽命。即使同一批生產(chǎn)的軸承，其使用壽命往往相差幾倍，幾十倍，甚至上百倍，所以計算結(jié)果與實際情況相差很大。在計算軸承壽命時，必須結(jié)合實際使用經(jīng)驗參考目前同類產(chǎn)品中同部位的軸承使用壽命加以調(diào)整。6 同步器設(shè)計在普通齒輪變速器采用同步器，可以保證換檔時齒輪嚙合不受沖擊，消除噪聲，延長齒輪壽命，使換檔動作方便迅速，首利于改善換檔品質(zhì)，提高汽車的動力性和燃料經(jīng)濟性。 同步器的工作原理齒輪式變速器無論是采用滑動直齒輪換檔，還是采用嚙合套換檔，部存在待嚙合的新齒輪副不同步而造成換檔沖擊的問題，圖61是變速器用嚙合套從低檔換高檔的示意圖。圖中，是變速器輸入端的轉(zhuǎn)動慣量，是變速器輸出端的轉(zhuǎn)動慣量，顯然。低檔傳動比=，高檔傳動比=，且。 低檔時，齒輪1和嚙合套3的角速度、應(yīng)等于輸出軸的角速度即==，而=/，因此==/。齒輪2的角速度為：=/，=/。 圖61 嚙合套換檔示意圖 由于換檔時間很短，可認為在脫離原1低檔齒輪；2高檔齒輪；3嚙合套 檔進入空檔的這段時間內(nèi)，齒輪l、3和嚙合套3的角速度基本保持不變，因此在換上新檔前的一瞬間，齒輪2和嚙合套3之間存在著轉(zhuǎn)速差= －=（－），且齒輪2要超前于嚙合套3，如果換上新檔，必然會造成沖擊，由于，所以最簡單的辦法是用制動來使齒輪2減速以達到|同步換檔。同理，當從高檔換回低檔時，要做到同步換檔，必須使齒輪l升速。由此可見，用嚙合套換檔不僅操縱復雜，而且還不能做到比較準確的同步攙檔。目前所有的同步器均采用摩擦原理，即在工作表面產(chǎn)生摩擦力矩，克服被嚙合件的慣性力矩，使之升、降速以在最短的時間內(nèi)達到同步狀態(tài)。 下面以滑塊式慣性同步器為例說明同步過程(見圖62)。當變速桿撥動嚙合套時，嚙合套帶動由彈簧壓緊的滑塊一起推動同步環(huán)壓向被同步齒輪的錐面，由于力F的作用和轉(zhuǎn)速差的存在，兩錐面一經(jīng)接觸即產(chǎn)生摩擦力矩 圖62 滑塊式同步器工作過程 M，使同步環(huán)相對嚙合套轉(zhuǎn)動一個角度。因 1被同步齒輪2同步環(huán) 同步環(huán)上開有尖齒頂?shù)穆菪?，可將齒輪錐面 3彈簧 4滑塊 5嚙合套 上的潤滑油膜切斷，故錐面間的摩擦系數(shù)很快提高。此時，力F繼續(xù)增加，嚙合套克服壓緊滑塊的彈簧力繼續(xù)移動，由于同步環(huán)已相對嚙合套轉(zhuǎn)動一個角度，使嚙合套的齒端鎖止倒角面正好壓住同步環(huán)的齒端鎖止倒角面。在力F作用下，同步環(huán)齒的鎖止倒角斜面上受一正壓力N，這時軸向力F由Ncos與Nsin組成(見圖63)，即F=N（cos+sin） 而切向力由N cos和Nsin組成，即 = N（sin－cos） 由式(235)得 圖63鎖止面上的受力分析 N= 將式（237）代入式（236）得 = 式中：——鎖止角； ——鎖止倒角斜面間的靜摩擦系數(shù)。 力F在摩擦錐面上形成正壓力，進而在摩擦錐面上產(chǎn)生摩擦力矩M M= 式中： ——工作錐面的摩擦系數(shù)； ——錐面半錐角； R ——錐面平均半徑。力則形成一撥環(huán)力矩（又稱分度力矩），即=，力圖使同步環(huán)反轉(zhuǎn)而脫離嚙合套齒端鎖止倒角斜面，但作用在同步環(huán)上的慣性力矩（其數(shù)值等于磨檫力矩）卻阻止同步環(huán)反轉(zhuǎn)。因此設(shè)計上保證只有在同步后才能換檔的鎖止條件是： M≥M即 ≥ 假定 =0，則變成 ≥ 式中：——鎖止倒角節(jié)圓半。方程式用來確定滿足鎖止條件所需要的鎖止角度。在設(shè)計中，鎖止角的選擇必須使最小的摩擦力矩能克服最大的撥環(huán)力矩。隨著力F的不斷增大，工作錐面上的摩擦力矩不斷增加，當摩擦力矩達最大值即等于輸入端的慣性力矩時，被連接兩端速度相等，慣性力矩消失，摩擦力矩變?yōu)榱悖S向力F仍起作用，因而力F也起作用，在撥環(huán)力矩作用下將同步環(huán)連同輸入端的零件反轉(zhuǎn)一個角度，使鎖止面脫開，嚙合套即可自由地通過同步環(huán)，而與齒輪的接合齒嚙合。如果此時嚙合套齒的倒角與齒輪接合齒倒角接觸，則在齒輪接合齒倒角處再次產(chǎn)生切向力，使齒輪移至一邊，讓嚙合套通過，完成換檔。而待同步的齒輪是靠同步環(huán)與之接觸的錐面之間 的摩擦力矩來升速或降速的，根據(jù)動量矩定理可列出同步器工作的基本方程式： －M=0 式中：——同步器輸入端零件的轉(zhuǎn)動慣量； 圖64 同步器計算簡圖 ——同步器輸入端零件的角速度； t——同步時間。 同步器的結(jié)構(gòu)型式及其特點 同步器可分為常壓式、慣性式和慣性增力式三種類型。由于常壓式同步不能保證被嚙合件在同步狀態(tài)下?lián)Q檔，除少數(shù)重型車尚有應(yīng)用外一般不用。應(yīng)用最廣泛的是慣性式同步器，其結(jié)構(gòu)型式有滑塊式、鎖銷式、鎖環(huán)式和多錐式等。習慣上所稱的滑塊式同步器本質(zhì)是鎖環(huán)式同步器，見圖它工作可靠，零件耐用， 但因結(jié)構(gòu)布置上的限制，轉(zhuǎn)矩容量不大，而且由于鎖止面在同步錐環(huán)的接齒上，會因齒端磨損而失效，因而主要用于轎車和輕型貨車上。鎖銷式同步器的鎖止面在鎖銷上，避免了上述缺點，且因摩擦錐面平均半徑的增大，使其轉(zhuǎn)矩容量提高。此外，零件數(shù)量也少，但這種型式的軸向尺寸較大。鎖環(huán)式(又稱VOLVO式)同步器的鎖止面在同步錐環(huán)和嚙合套的倒錐面上，而省去了同步錐環(huán)的接合齒，因此除具有上述優(yōu)點外，軸向尺寸較小。鎖銷式和鎖環(huán)式同步器多用于中型和重型貨車上。多錐式(又稱SMITH式)同步器的鎖止面仍在同步環(huán)的接合齒上，只是在原有的兩個間再插入兩個輔助同步錐，由于錐表面的有效摩擦面積成倍地增加，同步轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)地增加。因而具有較大的轉(zhuǎn)矩容量和低的熱負荷，這不但改善了同步效能，增加了可靠性，而 圖65鎖環(huán)式同步器1接合齒環(huán)；2同步錐環(huán)；3導套4齒合套；5鋼球；6彈簧 圖66 多錐式同步器且可使換檔力大為減少，若保持換檔力不變，則可縮短同步時間。多錐式同步器多用于重型貨車的主、副變速器以及分動器中。慣性增力式同步器又稱為波舍(porsche)式同步器(參見圖67)。它能可靠地保證只有在同步狀態(tài)下實現(xiàn)換檔。只要嚙合套和換檔齒輪間存在轉(zhuǎn)速差，彈簧片的支承力就阻止同步環(huán)直徑縮小，從而也就阻止了嚙合套移動。只有在轉(zhuǎn)速差為零時，彈簧片卸圖67 波舍同步器除載荷，于是對同步環(huán)直徑的縮小失去阻力，這樣才能實現(xiàn)換檔。該同步器的特點是同步環(huán)產(chǎn)生的摩擦力矩由于同步環(huán)內(nèi)部的彈簧片作用而得到成倍的增長，增長的程度隨兩嚙合件的轉(zhuǎn)差而變化，轉(zhuǎn)差愈大，增力作用愈強。因此，用不大的換檔力就可以在很短的時間內(nèi)完成換檔。在完成換檔后，同步環(huán)處于嚙合套的屋頂狀凹槽里，被可靠地固定住，故在掛檔位置，無需采用自鎖裝置。此外，波舍同步器還具有結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，軸向尺寸短等優(yōu)點，因此適用于貨車變速器，且愈來愈多。 根據(jù)經(jīng)濟性、便于維修、等很多的因素。故選擇一個和CA1091汽車相配套的鎖銷式同步器。 7 操縱機構(gòu)設(shè)計變速器操縱機構(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上兩個檔。設(shè)計變速器操縱機構(gòu)時，應(yīng)滿足以下基本要求：1. 要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖。2. 要使換檔動作輕便、省力，以減輕駕駛員的勞動強度。3. 應(yīng)使駕駛員得到必要的手感。 換檔位置圖設(shè)計操縱機構(gòu)首先要確定換檔位置圖。換檔位置圖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將常用檔放在中間位置，其它檔放在兩邊； ③為了避免誤掛倒檔，往往將倒檔安排 在最靠邊的位置，有時與I檔組成一排。圖71表示了幾種變速器換檔位置圖。圖71a的換檔位置圖比較理想，便于操縱，圖71b的換檔順序并不方便，圖71換檔位置圖 圖71c比較理想，但I檔與倒檔相距太遠，往復倒車時不方便。經(jīng)比較我們采用圖71a的分布形式。 直接操縱和遠距離操縱 直接操縱多數(shù)汽車采用傳統(tǒng)的直接操縱方案，即變速桿由駕駛室底板伸出，布置在駕駛室座位旁。這種操縱方式結(jié)構(gòu)簡單，駕駛員的手感強， 遠距離操縱 某些轎車、大客車和具有 平頭、短頭駕駛室的貨車，由于總布置的關(guān)系，變速器布置在離駕駛室座椅較遠的位置，因此就需要采用遠距離操縱方案，即通 過一套換檔傳動機構(gòu)操縱變速器，這種機構(gòu)應(yīng)有足夠的剛性，且各連接件間隙不能過大，否則換檔手感不明顯。此外，變速桿支座應(yīng)固定在受車架變形、 汽車振動影響較小的地方，最好使換檔傳動機構(gòu)、發(fā)動機、離合器變速器連成一體，圖72 遠距離操縱機構(gòu)以避免對操縱的不利影響。變速桿力傳動比的范圍一般是：當變速桿裝在轉(zhuǎn)向柱上時多用6～8；當變速桿從底板伸出直接操縱時多用5～7。由于遠距離操縱結(jié)構(gòu)復雜，故采用直接操縱。 鎖止裝置 互鎖裝置互鎖裝置是保證移動某一變速叉軸時，其它變速叉被鎖住，互鎖裝置的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：1．互鎖銷式圖73是汽車上廣泛使用的一種互鎖裝置。在相鄰兩變速叉軸之間各有一個互鎖銷2，其長度為?；ユi銷的兩端可以進入相鄰變速叉軸的側(cè)面凹臼內(nèi)，以鎖住這個變速叉軸。凹臼的深度為入。中間一個變速叉軸的兩側(cè)都有互鎖凹臼，而且是相互對著的， 在此變速叉軸內(nèi)有 通孔把兩個凹臼連通。孔內(nèi)裝有一個頂銷l，其長度為如變速叉軸直圖73互鎖式鎖止裝置 徑為D，變速叉軸的中心距為A，則彼1互鎖頂銷；2互鎖銷；3撥叉軸；4撥叉軸套 此間存在如下的關(guān)系：=D－h(huán) ＝A－D+h 從上面的關(guān)系可以看出，每當由空檔位置推動任一根變速叉軸時，其它兩根變速叉軸即被鎖止在空檔位置。從而避免同時掛上兩個檔位。2．擺動鎖塊式 圖74為擺動鎖塊式互鎖裝置。鎖塊用同心軸螺釘安裝在蓋體上，并可 繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動。變速桿頭置于鎖塊槽內(nèi)，選檔時變速桿擺動鎖塊選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時，鎖塊的一個或兩個突起部分A擋住其它兩個變速叉軸槽，保證 換檔時不能同時換上兩個檔。 圖74擺動鎖塊式互鎖裝置3．轉(zhuǎn)動鉗口式(見圖75)選檔時，選檔傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)動鉗形板，使換檔桿頭進入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時 鉗形板的一個或兩個鉗爪擋住其余變速叉軸槽而起到互銷作用。這種型式的結(jié)構(gòu)工 圖75轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖裝置作也很可靠，適用于遠距離操縱。 4．三向鎖銷式 圖76所示為三向鎖銷式互鎖裝置，左右兩塊鎖板各與兩個檔的變速叉連接，每塊鎖板可繞A軸轉(zhuǎn)動，而下面的倒檔換檔搖臂與倒檔變速叉相連。當換入某一檔時，由于三向鎖銷的作用，其它兩鎖板不得轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)互鎖。經(jīng)比較采用CA1091常用的互鎖裝置。 圖76 三向鎖銷式互鎖裝置 自鎖裝置自鎖裝置的作用是防止因汽車振動或有小的軸向力作用而導致脫檔，保證嚙合齒輪在全齒長上進行嚙合，并使駕駛員有換入檔位的感覺。如圖72所示，自鎖作用通常是由鋼球和彈簧組成的自鎖裝置來保證的。對于中型貨車，當鋼球落入變速叉軸凹槽時，其彈簧壓力一般有100～150N。當接合齒具有倒錐角起到防止自動脫檔作用時，此力可相應(yīng)減小。自鎖裝置可裝在變速器蓋內(nèi)，也可裝在變速叉內(nèi)。 倒檔鎖在汽車行駛過程中，為了防止誤掛倒檔而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。倒檔鎖的形式很多，圖77為一種典型的倒檔鎖裝置。從變速桿頭接觸倒檔鎖銷開始換倒檔時，由于彈簧和鋼球的作用，阻力很大，使駕駛員產(chǎn)生明顯的手感，從而引起注意。圖77所示裝置比a好。因換倒檔時首先要克服鋼球的阻力，然后再克服彈簧阻力，阻力先大后小(彈簧阻力較小)，手感比較明顯，又便于操縱。或者只有鋼球，克服鋼球阻力后，手感消失，換檔輕便。圖77a所示裝置只有彈簧阻力，阻力先小后大。開始時手感不明顯，至掛倒檔時彈簧阻力又很大，不便于操縱。有的汽車還裝有倒檔指示燈觸頭，在變速桿撥進