【導(dǎo)讀】變速箱設(shè)計畢業(yè)論文--兩軸式四檔手動變速器設(shè)計【畢。兩軸式四檔手動變速器設(shè)計。轎車作為一種最常用汽車已在現(xiàn)代的社會中占有舉足輕重的地位而變速器。是汽車傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中最重要的部分之一汽車的前進后退增速減速都要靠變速。器傳動來實現(xiàn)而且變速器在汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性上也有很重要的影響。尺寸計算和位置的確定選擇設(shè)計滿足其承載能力的同步器另外針對齒輪作用力。第二軸中間軸各個擋齒輪及同步器的設(shè)計。22變速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析。手動變速器ManualTransmission采用齒輪組每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的。首先從商用車的特性上來說手動變速器的功用是其他變速器所不能替。其次對于老司機和大部分男士司機來說他們的最愛還是手動變速器從。所以一些中高檔的汽車尤其是轎車也不敢輕易放棄手動變速器另外現(xiàn)在在我國。的汽車駕駛學(xué)校中教練車都是手動變速器的除了經(jīng)濟適用之外關(guān)鍵是能夠讓學(xué)。階級的老百姓來說經(jīng)濟型轎車最為合適手動變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)。在市場上此類汽車銷售狀況還

　　

【正文】 F 合 5495N M 總 F 合 abL 54951285865215 284085Nmm Ma 12Fad 051864605 56386Nm M 328494Nm ? 323284943142553 207MPa＜ [? ] 綜上計算內(nèi)容掛三檔時軸滿足強度和剛度的要求 5 校核四擋齒輪處軸的強度和剛度 已知 d 26 275 715mmTe 155Nm 壓力角α 20176。螺旋角β 2027176。 a 245mmb 1905mmL 215mmE 210000MPaI πd464 14936mm4 計算徑向力 F1 21 55000tg20176。715cos2027176。 1682N 計算圓周力 F2 2155000715 4335N 計算軸向力 Fa 2155000tg20176。715 1578N 計算水平面撓度 fc 1682190522452321000014936215 0018＜ [fc] 計算垂直面撓度 fs 4335126528852321000014936215 0046＜ [fs] 軸的全撓度 f 0049＜ [f] 計算轉(zhuǎn)角δ 168219052451905 245321000014936215 000064 rad＜ [δ ] 校核剛度 F 合 4649N M 總 F 合 abL 46491905245215 100921Nmm Ma 12Fad 051578715 564135 M 193371Nm ? 321933713142353 15184MPa＜ [? ] 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 第五章 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(yīng)用的是慣性式同步器 51 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 52 鎖環(huán)式同步器 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滑塊兩端伸入鎖環(huán)缺口內(nèi)而缺口的尺寸要比寬一個結(jié)合齒 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?fàn)顟B(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?fàn)顟B(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 53 同步器重要參數(shù)的確定 1 摩擦因數(shù) 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(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)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 01 2 同步環(huán)主要尺寸的確定 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 612 個槽寬 34mm 圖 53 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(yán)時則有粘著和咬住的傾向在α 7176。的時候就很少出現(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設(shè)計時可按以下公式確定 b b 式中 P 為摩擦面的許用壓力對于黃銅與鋼的摩擦副 p≈ 1015MPaMm 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(yīng)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 0305mm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 007012mm 的鉬制成噴鉬環(huán)的壽命是銅環(huán)的 23 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 3 鎖止角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。 4 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)選取對于乘用車變速器高檔取015030s 低檔取 050080s 對于貨車變速器高檔取 030080s 低檔取 100150s 第六章 變速器的操縱機構(gòu) 根據(jù)汽車的使用條件的需要駕駛員利用變速器的操縱機構(gòu)完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋 變速器操縱機構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求換擋時只能掛入一個擋位換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合防止自動脫擋或自動掛擋防止誤掛倒擋輕便換擋 用于機械式變速器的操縱機構(gòu)常見的是有變速桿撥塊撥叉變速叉軸及互鎖自鎖和倒擋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換擋變速器 手動換擋變速器又分為直接操縱手動換擋變速器和遠距離操縱 手動換擋變速器 當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時可將變速桿直接安裝在變速器上并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動變速器稱為直接操縱變速器這種操縱方案結(jié)構(gòu)簡單已得到廣泛應(yīng)用 變速器距離駕駛員座位較遠這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件換擋手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)才能完成換擋功能這種變速器稱為遠距離操縱手動變速器這時要求整套系統(tǒng)又足夠的剛性且各連接件之間間隙不能過大否則換擋時手感不明顯并增加了變速桿顫動的可能性此時變速桿支座應(yīng)固定在受車架變形汽車振動影響較小的地方最好將換擋傳動機構(gòu)發(fā)動機離合器變速器 連成一體以避免對操縱有不利的影響在平頭式汽車上或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的汽車的變速器受總體布置限制多采用遠距離操縱機構(gòu) 本次設(shè)計中結(jié)合總體的要求和對操縱機構(gòu)的布置分析我采用的是直接操縱手動換擋變速器 參考文獻 [1] 王望予汽車設(shè)計 第四版北京機械工業(yè)出版社 20218 [2] 陳家瑞汽車構(gòu)造 下冊 第三版北京機械工程出版社 20212 [3] 陳家瑞汽車構(gòu)造 上冊 第三版北京機械工程出版社 20212 [4] 裘文言張繼祖 高等教育出版社 20216 [5] 劉鴻文簡明材料力學(xué) 第二版北京高等教育出版社 20216 [6] 于永泗齊民機械工程材料 第七版大連大連理工出版社 20212 [7] 鄧文英 金屬工藝學(xué)北京 高等教育出版社 20217 [8] 百度文庫 [9]汽車工程手冊 出版社 [11] 機械工業(yè)出版社 2021 [12] 機械工業(yè)出版社 2021 [13] 變速器和變速驅(qū)動橋北京機械工業(yè)出版社 1998 [13] 徐謹(jǐn)主編 機械設(shè)計手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2021 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 2021 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 致 謝 經(jīng)過兩個月的設(shè)計工作我終于按時的較圓滿地完成了此次設(shè)計任務(wù)從中遇到了以前許多沒注意的問題和一些常見的問題并且進過老師的細(xì)心指導(dǎo)和同學(xué)間的討論都已解決所以在此我感謝老師在此次設(shè)計過程中不辭辛苦的為我解答實際中遇到的問題和同學(xué)對我的幫助 本次設(shè)計培養(yǎng)了我對設(shè)計工程的設(shè)計能力學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)到的理論知識在此次設(shè)計中加以綜合運用不僅鞏固了 所學(xué)的理論知識更對其有了進一步的理解和認(rèn)識由于我對所學(xué)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(xué)習(xí)中不犯類似的錯誤 最后再次真誠的感謝輔導(dǎo)老師老師對我的指導(dǎo)和幫助和同學(xué)們對我的關(guān)心和幫助 腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂 腿節(jié)衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節(jié)蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃