【正文】 變速器是車輛不可或缺的一部分，其中機械式變速箱設(shè)計發(fā)展到今天，其技術(shù)已經(jīng)成熟，但對于我們還沒有踏出校門的學(xué)生來說，其。倒檔鎖的結(jié)構(gòu)見本設(shè)計裝配圖中 6 6 69 所示。汽車起步時如果誤掛倒檔，則容易出現(xiàn)安全事故。為了防止這種情況的發(fā)生，應(yīng)設(shè)置自鎖裝置（如圖 61所示）。這通?？炕ユi裝置來保證，其結(jié)構(gòu)型式有如右圖所示： 圖 61 變速器自鎖與互鎖結(jié)構(gòu) 1自鎖鋼球 2自鎖彈簧 3變速器蓋 4互鎖鋼球 5互鎖 銷 6撥叉軸 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 34 ，若操縱變速桿推動撥叉前后移動的距離不足時，齒輪將不能在完全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。為此，同步時間與車型有關(guān)，計算時可在下屬范圍內(nèi)選?。簩I車變速器高檔取 ～ ，低檔取 ～ ；對貨車變速器高檔取 ～ ，低檔取～ 。軸向力大，同步時間減少。 （ 7）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 。范圍內(nèi)變化。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26176。 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 33 （ 6）鎖止角 ? 鎖止角 ? 選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。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)的強度。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體的錐空表面噴上厚 ～ 的鉬制成。段造時選用錳黃銅等材料。 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度和疲勞壽命。設(shè)計時可根據(jù)下式計算確定 22 mMb pfR?? （ 51） 設(shè)計中考慮到降低成本取相同的 b取 5mm。本次設(shè)計中采用的 R為 50～ 60mm。 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 取大以后還會影響到同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。本次設(shè)計中采用的錐角均為取 7176。 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 ? =7176。～ 8176。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? ? f 。通常軸向泄油槽為 6～ 12個，槽寬 3～ 4mm。螺紋槽設(shè)計得大些，可使被刮下來的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。但頂部寬度過窄會影響接觸面壓強，使磨損加快。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回 位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止狀態(tài)，接合套上的接合齒在換檔力的作用下通過鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合（圖 52d），完成同步換檔。換檔力將鎖環(huán)繼續(xù)壓靠在錐面上，5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 31 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撥環(huán)力矩。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。 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 30 sff ??將數(shù)值代入式（ 411）和（ 412）得： 故軸的全撓度為 22 0 . 1 9 8 0 . 2csf f f m m m m? ? ? ?，符合剛度要求。 故危險截面所受的合成彎矩為： （ 49） 則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力 ? （ MPa） : （ 410） 將 M 代入上式可得： ? ? ，在低檔工作時 [? ]=400MPa，因此有： ? ?[? ]； 符合要求。 危險截面的受力圖為： 圖 41 危險截面受力分析 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 29 160216 0 75atAdFFF ? ? ?? ? ?2 2 22 2 25( 2 1 0 . 7 8 1 0 0 0 ) ( 1 1 0 . 7 8 1 0 0 0 ) (6 5 4 . 5 1 0 0 0 )6 . 9 1 0c s jM M M TN m m? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ?332Md?????2223sF a bfEIL?2213c Fa bf EIL?水平面： AF （ 160+75） = rF 75 AF =； 水平面內(nèi)所受力矩： 31 6 0 1 0 2 1 0 .7 8cAM F N m?? ? ? ? ? 垂直面： （ 48） = 垂直面所受力矩： 31 6 0 1 0 1 1 0 0 . 7 8sAM F N m?? ? ? ? ?。 mm。； ? 螺旋角，為 30176。 對于一般傳動軸可取 [ ] ~ 1( ) / m? ??；故也符合剛度要求。其計算公式為： （ 44） 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 28 444170 100 10 1032? ?? ? ????m a xm a xm a x22 ta nc os2 ta netereaTiFdTiFdTiFd??????traFNFN???式中， T 軸所受的扭矩， N 其中 P =95kw， n =5750r/min,d =24mm；代入上式得： 由查表可知 [T? ]=55MPa，故 T? ? [T? ]，符合強度要求。此中情況下，軸的扭矩強度條 件公式為 （ 43） 式中： T? 扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa； T軸所受的扭矩， N下面對第一軸和第二軸進行校核。對于本設(shè)計的變速器來說，在設(shè)計的過程中，軸的強度和剛度都留有一定的余量，所以，在進行校核時只需要校核一檔處即可；因為車輛在行進的過程中，一檔所傳動的扭矩最大，即軸所承受的扭矩也最大。因此，軸的直徑5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 27 ? ?TPTnWd??? ? ?3959550000 57505 0 . 50 . 2 2 5T M P a? ???? 10PTGI? ??d與軸的長度 L的關(guān)系可按下式選?。? 第一軸和中間軸： d/L=~ ； 第二軸： d/L=~ 。而軸的直徑可參考同類汽車變速器軸的尺寸選定，也可由下列經(jīng)驗公式初步選定： 第一軸和中間軸： (0 .4 ~ 0 .5) ,d A m m? （ 41） 第二軸： 3 m ,ed T m m? （ 42） 式中 maxeT 發(fā)動機的最大扭矩， N其結(jié)構(gòu)如下圖所示： 一檔齒輪 倒檔齒輪 圖 42 變速器中間軸 2. 確定軸的尺寸 變速器軸的確定和尺寸，主要依據(jù)結(jié)構(gòu)布置上的要求并考慮加工工藝和裝配工藝要求而定。本設(shè)計采用的是旋轉(zhuǎn)軸式傳動方案。第一 軸長度由離合器的軸向尺寸確定，而花鍵尺寸應(yīng)與離合器從動盤轂的 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 26 內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮。 第四章 變速器軸的強度計算與校核 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 1. 軸的結(jié)構(gòu) 第一軸通常和齒輪做成一體，前端大都支撐在飛輪內(nèi)腔的軸承上，其軸徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定。）； E齒輪材料的彈性模量（ MPa），查資料可取 3190 10E M Pa?? ； b齒輪接觸的實際寬度， 20mm； zb??、 主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑（ mm）； 直齒輪： （ 36） （ 37） 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 25 ? ?? ? 22s i n / coss i n coszzbbrr? ? ?? ? ???123451 9 9 8 .6 11 3 2 5 .1 71 2 3 3 .11 2 0 8 .51 0 1 5 .7 81 9 0 4 .3 2jjjjjjRM P aM P aM P aM P aM P aM P a????????????斜齒輪： （ 38） （ 39） 其中， zbrr、 分別為主從動齒輪節(jié)圓半徑（ mm）。 2. 齒輪接觸應(yīng)力 （ 35） 式中， 齒輪的接觸應(yīng)力（ MPa）； F齒面上的法向力（ N）， 1 /(cos cos )FF ??? ； 1F 圓周力在（ N）， ； ? 節(jié)點處的壓力角（176。 故 同理可得： 7 231 .99w M Pa? ? 。 （ 2） 斜齒輪彎曲應(yīng)力 （ 33） 式中 K? 為重合度影響系數(shù)，取 ；其他參數(shù)均與式（ 31）注釋相同， ? ? ， 選擇齒形系數(shù) y時 ，按當(dāng)量模數(shù) 3/cosnzz ?? 在圖（ 31）中查得。 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ； fK 摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取 ，從動齒輪取 ； b齒寬（ mm），取 20 t端面齒距（ mm）； y齒形系數(shù)，如圖 31 所示。 1. 齒輪彎曲強度計算 （ 1） 直齒輪彎曲應(yīng)力 W? （ 31） 5+1 檔轎車手動變速箱設(shè)計說明書 23 10 2/tgF T d?K?10 2/gF T d?9 2max10 1geZ ZTT ZZ? ? ?10 2 gTF d?1w FKbtyK??? ?87 82 gtt TFF d??gT式中， W? 彎曲應(yīng)力（ MPa）； 10tF 一檔齒輪 10 的圓周力（ N） ， ；其中 為計算載荷（ N因此，比用于計算通用