【導讀】件中的重要組成部分，是主要的傳動系統(tǒng)。變速器的結(jié)構(gòu)要求對汽車的。等都有直接的影響。制裝配圖和零件圖等五項內(nèi)容。同時運用汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計、材料力。學、互換性測量等學科知識對三軸式十二檔變速器進行設(shè)計。擇合理的結(jié)構(gòu)方案進行設(shè)計。材料及熱處理方法。對一些標準件進行了選型以及變速器的傳動方案設(shè)。簡單講述了變速器中各部件材料的選擇。構(gòu)進行闡述，講述同步器的類型、工作原理、設(shè)計方法以及重要參數(shù)。

　　

【正文】 3332 2 6 5 1 1 0 0 0 1 3 5 6 2 . 596t TFNd ??? ? ? 33 ta n 1 3 5 6 2 . 5 0 . 3 6 4 8 8 2 . 5c o srtF F N??? ? ? ? ? 4442 2 1 5 3 1 1 0 0 0 12758240t TFNd ??? ? ? 44 ta n 1 2 7 5 8 0 . 3 6 4 5 9 3c o srtF F N??? ? ? ? ? 因為是雙中間軸，所以力平均分配給兩根中間軸。 所以 2 3720tFN? 2 1399rFN? 4 6781tFN? 4 2441rFN? 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 27 軸的撓度 校核 軸的撓度和轉(zhuǎn)角可按《材料力學》的有關(guān)公式計算。計算時，僅計算齒輪所在位置處軸的撓度和轉(zhuǎn)角。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點近 ，負荷又小，通常撓度不大，故可以不必計算。若軸在垂直面內(nèi)撓度為 cf ，在水平而內(nèi)撓度為 sf 和轉(zhuǎn)角為 ? ；，可分別用下式計算 1 223c Fa bf EIL? （ ） 2223s Fa bf EIL? （ ） ? = ? ?1 3Fab b aEIL? （ ） 式中： 1F — 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）； 2F — 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N）； E— 彈性模量（ MPa）， E= 510 MPa； I— 慣性矩（ 4mm ），對于實心軸， I= 464d? ； d—— 軸的直徑（ mm），花鍵處按平均直徑計算； a、 b 為齒輪上的作用力矩支座 A、 B的距離（ mm）； L—— 支座間的距離（ mm）。 軸的全撓度為 f = 22 f mm?? 。 a=38mm,b=400mm,L=438mm,d=70mm 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 28 因為是雙中間軸，所以一軸二軸不受撓度影響。 所以只需計算中間軸的撓度。 1 223c Fa bf EIL? 2214 643c Fa bf E d L? ?? ? ?22 41 3 9 9 3 8 4 0 0 6 4 0 . 0 0 0 9 0 . 0 5 0 . 1 03 2 . 1 3 . 1 4 7 0 4 3 8ccf f m m? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 將各已知參數(shù)代入公 式 2223s Fa bf EIL? ? ?22542 4 4 1 3 8 4 0 0 6 4 0 . 0 0 1 7 0 . 1 0 . 1 53 2 . 1 1 0 3 . 1 4 7 0 4 3 8ssf f m m? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? 將各已知參數(shù)代入公 式 22csf f f?? 220 .0 0 0 9 0 .0 0 1 7 0 .2f m m?? 所以中間軸的撓度合格。 轉(zhuǎn)角 ? 的計算 中間軸 ? ?4 3rF ab b aEIL? ?? ? ?542 4 4 1 3 8 4 0 0 4 0 0 3 8 6 4 0 . 0 0 0 0 4 1 3 0 . 0 0 23 2 . 1 1 0 3 . 1 4 7 0 4 3 8 r a d? ? ? ? ???? ? ? ? ? 故中間軸的轉(zhuǎn)角合格。 二軸 ? ?4 3rF ab b aEIL? ?? ? ?2 544 5 9 3 3 8 3 0 0 3 0 0 3 8 6 4 0 . 0 0 0 0 6 5 1 0 . 0 0 23 2 . 1 1 0 3 . 1 4 6 7 3 3 8 r a d? ? ? ? ???? ? ? ? ? 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 29 故 二 軸的轉(zhuǎn)角合格 。 軸承的選擇與校核 軸承的使用壽命可按汽車以平均速度 amv 行駛至大修前的總行駛坐程 S來計算，對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。 amSL v? ，式子中 m a 110 ,am zvv? ? ? 425 110L ?? ? =3788h 一軸軸承的選擇與校核 (l)初選軸承型號根據(jù)軸承處直徑選擇 6208 型號軸承，查得： Cr = , orC =18kN (2)計算軸承當量動載荷 P 當變速器在一檔 工 作時軸承受到的力分別為： 1 ? , 1aF =, BC=, aorFC = = 查《機械原理 與 設(shè)計》得到 e=， arFF =＞ e,查《機械原理與設(shè)計》得到 y=， x= 當 量動載荷計算 ? ?p r aP f xF yF?? （ ） 將各 已 知參數(shù)代入式 ()： pf 在 到 之間取，取 pf 為 ， p=（ + ） =9675367 軸承壽命計算公式為： 61060h CL nP???? ???? （ ） 將個己知參數(shù)代入式 ()得到： 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 30 61060h CL nP???? ????= 1063310 1060 2100 ?????? ??= 對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。 amSL v? ，式子中 avv? = 110， L= ?? =3788h 3788??1%=，所以所選軸承滿足設(shè)計要求。 當變速器在四檔工作時軸承受到的力分別為： ,rFN? ? aorFC = = 查《機械原理 與 設(shè)計》得到 e=． arFF =＞ e，查表《 機械原理 與 設(shè)計 》得到 x=， y= 當 量動載荷計算代入式 ()： ? ?p r aP f xF yF?? pf 在 到 之間取，取 pf 為 ， p=（ + ） = 將個已知參數(shù)代入式 ()得到： 61060h CL nP???? ????= 1063310 1060 2100 ?????? ??= 對于汽車 軸承壽命的要求轎車 30 萬公里，貨車和大客車 25萬公里。 二軸軸承的選擇與校核 (l)初選軸承型號根據(jù)軸處直徑選擇 6208 型號軸承 查得： Cr=， orC =18 KN (2)計算軸承當量動載荷 p 軸承受力為 Fr=, aF = aorFC = ? = 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 31 查《機械原理與設(shè)計》得到 e= aorFC =＞ e，查表《機械原理與設(shè)計》得到： x=， y= 將已知參數(shù)代入式（ ）： p=（ + ） = 將個已知參數(shù)代入式 ()得到： 61060h CL nP???? ????= 本設(shè)計為貨車，所以合格。 中間軸軸承的選擇與校核 初選軸承型號根據(jù) 中間 軸裝軸承處軸直徑 選擇 32207 型號軸承， 查 得 kN? ， rC =, e=, Y= 軸承受力為： 2rF =, 1rF =, rF =+=， 軸承內(nèi)部軸向力為： 2S = 22rFY = ? =， 11 2rFS Y? = ? =， 假設(shè)左側(cè)為 1．右側(cè)為 2， 1 ASF? =+=, 2S =, 12AS F S?? 所以： 11aFS? =, 21aAF S F?? =+= 左側(cè) 1 8 6 8 .5 6 1 .65 8 9 7 .7 9arF eF ? ? ?，則 x=1， y=0 代入式 ()得： ? ?p r aP f xF yF?? pf 在 到 之間取，取 pf 為 ， p= 1 = 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 32 代入式 ()得 到 ： 61060h CL nP???? ????= 1063310 1060 2100 ?????? ??=270000h 270000h＞ 3788 16%= 所以滿足使用要求。 右側(cè) 2 1 0 0 0 .6 5 0 .1 6 1 .65 8 9 7 .7 9arF eF ? ? ? ?，則 x=1， y=0 代入式（ ）得： ? ?p r aP f xF yF?? pf 在 到 之間取，取 pf 為 ， p= 1 = 代入式 ()得 到 ： 61060h CL nP???? ????= 1063310 1060 2100 ?????? ??=270000h 270000h＞ 3788 16%= 所以滿足使用要求。 本章小結(jié) 本章主要是對變速器的齒輪和軸進行材料的選擇。據(jù)不同檔 位 ，不同扭矩的條件下進行齒輪的接觸強度和彎曲強度的校核，以及各軸在不同扭矩作用下剛度和強度的校核， 本 章 還對各軸的軸承進行了選取和壽命計算，使齒輪軸和軸承滿足使用要求。本章設(shè)計 是 變速器設(shè)計環(huán)節(jié) 中 計算量最大的一部分，涉及到許多的專業(yè)基礎(chǔ)知識，而且變速器的能 不 能滿足許用要求也必 需 進行強度校核這 一 關(guān)鍵步驟。 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 33 第 5 章 同步器和操縱機構(gòu)的設(shè)計 及格 選用 同步器的設(shè)計 同步器使變速器換擋輕便、迅速，無沖擊，無噪聲，且可延長齒輪使用壽命，提高汽車的加速性能并節(jié)省燃油 。 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，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兩換檔元件之間的角速度達到完全相等之前，不允許換檔，因而能 確保 完成 同步嚙合換擋，性能穩(wěn)定、可靠，因此在現(xiàn)代汽車變速器中得到了最廣泛的應用。 同步器的功能和實現(xiàn)對同步器的基本要求。 它又可分為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。用得最廣泛的是鎖環(huán)式、鎖銷式等慣性鎖止式同步器，它們雖然結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，但工作原理無異，都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件 [14]。掛擋時，在軸向力作用下摩擦元件相靠，在慣性轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生摩擦力矩，使被結(jié)合的兩部分逐漸同步 ；鎖止元件用于阻止同步前強行掛擋；彈性元件使嚙合套等在空擋時保持中間位置，又不妨礙整個結(jié)合和分離過程。 鎖銷式同步器 4同步錐環(huán)； 2鎖銷； 3嚙合套； 5嚙合齒座； 6定位銷 圖 如圖 1， 4 和齒輪上的凸肩部分，分別在它們的內(nèi)圈和外圈設(shè)計有相互接觸的錐形摩擦面。鎖止元件位于滑動齒套 3 的圓盤部分孔中做出的錐形肩角和裝在上述孔中、 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 34 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，使之保持滑動齒套與同步環(huán)之間沒有相對移動?；瑒育X套與同步環(huán)之間為彈性連接。 摩擦元件是鉚在鎖銷兩端的同步錐環(huán)及與之相配并固定在齒輪上的內(nèi)錐面。 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，又不妨礙鎖止、解除鎖止和完成換擋的進行。 鎖銷式同步器的優(yōu)點是零件數(shù)量少，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。鎖銷式同步器多用于中、重型貨車的變速器中。 鎖環(huán)式同步器 4鎖環(huán)（同步錐環(huán)）； 2滑塊 3彈簧圈； 8齒輪； 6嚙合套座； 7嚙合套 圖 鎖環(huán)式同步器 如圖 所示，鎖環(huán)式同步器工作可靠、耐用，因摩擦錐面半徑受限，其轉(zhuǎn)矩容量不大，適于輕型以下汽車，廣泛應用于轎車及輕型客、貨汽車。在其嚙合套外花鍵上的三個軸向槽中放著可沿槽移動的滑塊，它們由兩個彈簧圈壓向嚙合套并以其中部的凸起定位于嚙合套中間的內(nèi)環(huán)槽中?；瑝K兩端伸入鎖環(huán)缺口，缺口比滑塊寬一個接合齒寬。換擋時，嚙合套帶動滑塊推動鎖環(huán)與被接合齒輪的錐面相靠，轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生的摩擦力矩使鎖環(huán)相對于嚙合套及 滑塊轉(zhuǎn)過一個角度并由滑塊定位，恰使嚙合套齒端與鎖環(huán)齒端以鎖止斜面相抵，如圖 所示， 此類同步器的工作 哈爾濱工業(yè)大學 華德應用技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 35 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