【正文】 這樣的設(shè)計(jì)可以滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書提出的要求。將變速器作為一個(gè)整體來考慮其設(shè)計(jì)問題，可以使傳動系的結(jié)構(gòu)緊湊，汽車得到較大的有效空間，便于汽車的總體布置。 小 結(jié) 在進(jìn)行變速器設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動比范圍、檔位數(shù)及各檔傳動比，因?yàn)樗鼈儗ζ嚨膭恿π耘c燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。變速叉軸的凹間距是有掛檔是齒輪移動的距離來決定的。 鎖止裝置 (1)互鎖裝置 互鎖裝置是 保證移動某以變速叉軸時(shí)，其他變速桿叉軸互被鎖止，互鎖裝置的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種： a 互鎖銷式 b擺動鎖塊式 c轉(zhuǎn)動鎖止式 d三向鎖銷式 (2)自鎖裝置 自鎖裝置的作用是定位，防止因汽車振動或有小的軸向力作用導(dǎo)致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長進(jìn)行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺。通常是將變速桿布置在方向盤下的轉(zhuǎn)向柱上，通過聯(lián)動機(jī)構(gòu)操縱選檔核換檔搖臂實(shí)現(xiàn)換檔，但機(jī)構(gòu)復(fù)雜。這種傳動機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的鋼性，且各連接件間的間隙不能過大，否則換檔手感不明顯。 變速桿的布置 (1）大變速桿 a近距離操縱 一般采用傳統(tǒng)的布置方法，將便去桿安裝在變速器蓋上，有駕駛室底板伸出，布置在駕駛員座椅旁。 (3) 為了避免誤掛檔，往往將倒檔安放在最靠邊的位置，有時(shí)與工檔組成一排。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。加之為重型貨車，要加上操縱輔助機(jī)構(gòu)。變速器的工作與操縱機(jī)構(gòu)有很大的關(guān)系，往往因操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不好，發(fā)生掛檔困難或掛不上檔的情況。經(jīng)過分析比較，我決定采用片式常壓同步器原理圖結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，可布置較大的錐徑，這是獲得較大的同步扭矩，實(shí)現(xiàn)快速或省力換檔的必要條件。后者由于錐徑可以按需要加大，且同步扭矩較大，卡車上采用的不少。 同步器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) 目前變速器用同步器以滑塊式和鎖銷式居多。14 l—— 齒的工作長度（ mm） 160； h—— 鍵齒工作高度（ mm）， h=m,m 為模數(shù)； 2 md —— 平均直徑（ mm） .45 只需校核一、倒擋同步器處花鍵。 以上各個(gè)齒 輪處滾針軸承的 c? 均小于許用的 [ c? ] 即各滾針軸承均滿足要求。 按上式計(jì)算出的應(yīng)力應(yīng)小于 [ c? ]= 62( 3000 ~ 3200) 10 Nm?。 第二軸其他檔位校核 方法同上 中間軸的校核方法如第二軸 軸承的壽命的計(jì)算 由軸的直徑可選深溝球軸承 6013 6010 N207E 6007 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里程 S計(jì)算： hVSL amh ?； 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 40 汽車平均速度： amV ＝ maxV ＝ 95＝ 57kmh ， S 取大修前行駛的里程數(shù)： 15 萬公里，即 510 Km： hVSL amh ? ＝ 150000/57＝ 2631h； 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速取最大扭矩時(shí)轉(zhuǎn)速 1100 minr 的 60﹪即 660 minr ； 速比取最常用的 i＝ 時(shí)計(jì)算，于是： Dn ＝ 1500 minr ； Nn ＝ 2500 minr 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和計(jì)算，得下表相關(guān)參數(shù)： 軸承代號 e X Y 6013 1 0 6010 1 0 6007 1 0 N207E 根據(jù)前面所計(jì)算的支反力和軸向力，通過公式 xh PCnL )(60106?? 對每個(gè)軸承進(jìn)行校核，球軸承 x取 3，；載荷系數(shù) pf 取 。 第二軸在垂直面內(nèi)的撓度 cf 和在水平面內(nèi)的撓度 sf 可分別按下式計(jì)算： 式中 , 1F 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N） ,這里等于 tF ； 2F 齒 輪齒寬中間平面上的圓周力（ N），這里等于 rF ； E彈性模量（ MPa）， 10E ??（ MPa）， E = ? MPa； I慣性矩（ 4mm ）， 4 / 64Id?? ， d為軸的直徑（ mm ）； a、 b為齒輪坐上的作用力距支座 A、 B的距離（ mm ）； L支座之間的距離（ mm）。 mm。； ? 螺旋角，為 22176。 mm； 310 1000 37 m a xm a xm a x22 ta nc os2 ta netereaTiFdTiFdTiFd?????? G 軸的材料的剪切彈性模量， MPa,對于鋼材， G = 410? MPa； PI 軸截面的極慣性矩， 4mm ， 32/4dIp ?? ； 將已知數(shù)據(jù)代入上式可得： ? = 對于一般傳動軸可取 [ ] ~ 1( ) / m? ??；故也符合剛度要求。 軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角 ? 來表示。 mm； TW 軸的抗扭截面系數(shù)， 3mm ； P軸傳遞的功率 ， kw； d計(jì)算截面處軸的直徑， mm； [T? ]許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力， MPa。 1. 第一軸的強(qiáng)度與剛度校核 因?yàn)榈谝惠S在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，所受的彎矩很小，可以忽略，可以認(rèn)為其只受扭矩。由于第二軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對象。 軸的校核 由變速器結(jié)構(gòu)布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強(qiáng) 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 36 ? ?TPTnWd??? ? ? 10PTGI? ??度是足夠的，僅對其危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算即可。 在變速器的結(jié)構(gòu)方案確定以后，軸的長度可以初步選定。 35 許用應(yīng)力為 400～ 850N/mm2（直齒輪）； 100～ 250N/mm2（斜齒輪） 解的σ F 倒 2（主） =549 N/mm2 σ F倒 2（從） =164N/mm2 所以齒輪全部合格 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 軸的尺寸 變速器軸在工作時(shí)承受轉(zhuǎn)矩和彎矩，因此應(yīng)具備足夠的強(qiáng)度和剛度。 解的σ F2（主 )=235N/mm2 σ F2(從） = 三檔齒輪校核 接觸強(qiáng)度：用以下公式計(jì)算接觸應(yīng)力 12110. 41 8 ( ) / c osbnH FEb? ? ? ??? （ N/mm2） Fbn=Ft/cosα cosβ b—— 齒輪接觸實(shí)際寬度 b=KCm kc 取 8 m= 得 b=30 解得 σ H3=297N/mm21400N/mm2 31 彎曲強(qiáng)度 斜齒輪用以下公式計(jì)算： tFtnFKbP yK??? ? 式中： Ft—— 圓周力， max2 et MF d? N； Fσ —— 應(yīng)力集中系數(shù)，斜齒輪取 ； Ptn—— 法面周節(jié)， Ptn=π mn Kε —— 重合度影響系數(shù) ， Kε =2 許用應(yīng)力為 400～ 850N/mm2（直齒輪）； 100～ 250N/mm2（斜齒輪）。 解的 σ F1（主） =742N/mm2 σ F1（從） =135N/mm2 二檔齒輪校核 接觸強(qiáng)度：用以下公式計(jì)算接觸應(yīng)力 12110. 41 8 ( ) / c osbnH FEb? ? ? ??? （ N/mm2） Fbn=Ft/cosα cosβ 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 30 b—— 齒輪接觸實(shí)際寬度 b=KCm kc 取 m= 得 b=26 解得 σ H2=508N/mm21400N/mm2 所以合格。 圖 22 齒形系數(shù) 一檔齒輪校核 接觸強(qiáng)度：用以下公式計(jì)算接觸應(yīng)力 29 12110. 41 8 ( ) / c osbnH FEb? ? ? ??? Fbn=Ft/cosα cosβ b—— 齒輪接觸實(shí)際寬度 b=KCm kc 取 m= b=28 解得 σ H1=900N/mm22020N/mm2 彎曲強(qiáng)度：直齒輪用以下公式計(jì)算彎曲應(yīng)力： tfF tFK KbPy?? ?（ N/mm2）： 式中 Ft—— 圓周力， max2 et MF d? N； Fσ —— 應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取 ； Kf—— 摩擦力影響系數(shù)；主動齒輪取 ；從動齒輪取 Pt—— 端面周節(jié)， Pt=π m。 彎曲強(qiáng)度：直齒輪用以下公式計(jì)算彎曲應(yīng)力： tfF tFK KbPy?? ?（ N/mm2） 斜齒輪用以下公式計(jì)算： tFtnFKbP yK??? ? 式中： Ft—— 圓周力 max2 et MF d? N； Me max=T igI η η = Fσ —— 應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取 ，斜齒輪取 ； Kf—— 摩擦力影響系數(shù)；主動齒輪取 ；斜齒輪取 ； 解放 CA10B手動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 28 Pt—— 端面周節(jié)， Pt=π m。 防止膠合的措施有：一方面采用粘度大或加有耐壓添加劑的潤滑油，提高油膜強(qiáng)度，使油膜不破壞，就可以不產(chǎn)生局部溫升，另一方面可提高齒面硬度，或嚙合齒輪采用不同材料等。 提高接觸強(qiáng)度的措施，一方面是合理選擇齒輪參數(shù)，使接觸應(yīng)力降低；另一方面是提高齒面硬度，如采用許用應(yīng)力大的鋼材等。若以節(jié)圓為界，把輪齒分為根部及頂部兩 段，則靠近節(jié)圓的根部齒面處，較靠近節(jié)圓的頂部齒面處點(diǎn)蝕嚴(yán)重，兩個(gè)互相嚙合的齒輪中，主動的小齒輪點(diǎn)蝕嚴(yán)重。因閉式齒輪傳動齒輪在潤滑油中工作，齒面長期受到脈動的接觸應(yīng)力作用，會逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。采用下列措施，可提高輪齒彎曲強(qiáng)度；增大輪齒根部 齒厚；加大輪齒根部過渡圓角半徑；采用長齒齒輪傳動，提高重合度，使同時(shí)嚙合的輪齒對數(shù)增多；使齒面及齒根部過渡圓角處盡量光滑；提高材料許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。變速器中齒輪的折斷以疲勞破壞居多數(shù)。另一種是受到多次重復(fù)載荷的作用，齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫，裂縫逐漸擴(kuò)展到