【正文】 低效或者減小中間軸上的軸向力出發(fā)，還須滿足 2123162tantan zz ziz g????? , （ ） 計(jì)算3825 231 ? ?????zz ziz g, 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 19 選 o186?? ，則有 tantan 62 ???，與 相比很接近，基本可以滿足軸向力相互抵消的要求，從而可以求得 ?z ，取整 266?z ?z ，取整 415?z ， 下面精確計(jì)算螺旋角，由665cos2 )( ?zzmA n ?? ，代入數(shù)據(jù)得 ?? oo 2618 ?? 故調(diào)整齒數(shù)，將 5z 調(diào)整為 40， 6z 不變；或者 5z 不變，將 6z 調(diào)整為 25； 經(jīng)過(guò)計(jì)算，方案 5z =41 6z =25 引起的速比誤差較小，故綜上 5z =41 6z =25 計(jì)算此時(shí)的精確螺旋角為 ?? ， 此時(shí)oo 62 ???=，與 相比接近核算傳動(dòng)比，有 413861 523 ????? zz zzig 速比誤差 ?? 基本滿足要求。 將 o8 18?? 回代得： ?z ， ? ； 取整為： 19z8? ， 48z7? ； 由此數(shù)據(jù)即可算出精確的螺旋角： 由（ ）即可得出 oo o8 ??? ?? 。 （ 2） 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) 由公式（ ），求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比，常嚙合傳動(dòng)齒輪 1z ， 2z 的中心距和一檔齒輪的中心距相等，由式子 ?cos2 )(m 21 zzA n ?? （ ） 得到： 常嚙合齒輪 1,2 采用斜圓柱齒輪，模數(shù)為 nm =，初步 選取螺旋角 o25?? ，帶入以上兩式子，求得 ? ，取整得 251?z 得 ?z ，取整得 382?z ； 核算傳動(dòng)比：101921 zz zzig ? = 12254838?? = 計(jì)算誤差： ? ％ ? 5％ （合格） 根據(jù)算出來(lái)的齒數(shù)，按照式（ ）算出精確的螺旋角 ?? ，在 o18 —— o26之間，所以螺旋角符合要求。貨車2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 17 變速箱中間軸的 1檔直齒輪的最小齒數(shù)為 12～ 17。為了使 z9/z10盡量大一些，應(yīng)將 z10取得盡量小一些，這樣，在 ig1已定的條件下 z2/z1的傳動(dòng)比可小些，以使第一軸常嚙合齒輪可分配到較多齒數(shù)，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承。 帶入式（ ）得： mAz 2h?= ?? 發(fā)現(xiàn) hz 不為整數(shù)，所以說(shuō)明中心距選得不太合適，現(xiàn)在將齒數(shù) hz 湊為 60，則此時(shí)中心距變?yōu)?105mm. 綜上，修正后的中心距為 105。 各檔齒輪齒數(shù)的分配 在初選變速箱的檔位數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、軸向尺寸及齒輪模數(shù)和螺旋角并繪出變速箱的結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖后，即可對(duì)各檔齒輪的齒數(shù)進(jìn)行分配?，F(xiàn)代轎車變速器多采用齒頂高系數(shù)大于 1 的“高齒齒輪”（或相對(duì)于短齒齒輪而言而稱為長(zhǎng)齒齒輪），因?yàn)樗粌H可使重合度增大，而且在強(qiáng)度、噪聲、動(dòng)載荷和振動(dòng)等方面均比正常齒高的齒輪有顯著改善，但存在相對(duì)滑動(dòng)速度大、易發(fā)生輪齒根切或齒頂變尖（齒頂厚小于 ）等問(wèn)題。 具體齒輪寬度，根據(jù)對(duì)齒輪的強(qiáng)度驗(yàn)算，來(lái)確定。 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 16 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)可取大些，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 第一軸的常嚙合直齒齒輪寬度系數(shù)可以取得大一些，使得接觸線長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高平穩(wěn)性和使用壽命。齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等均有影響。本課題的所有齒輪選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。強(qiáng)度增加不多；實(shí)際上，因國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。試 驗(yàn)證明對(duì)于直齒輪壓力角為 28176。、25176?！?26176。 一般貨車 標(biāo)準(zhǔn)齒輪GB135678 20176。 25176。、 16176。 表 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角和螺旋角 項(xiàng)目 車型 齒形 壓力角（度） 螺旋角（度） 轎車 高齒并修形 176。按照取用范圍，選取較小的模數(shù)可使得齒數(shù)增多，有2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 15 利于換擋，在此取 。 由表 并且參照同類車型選取一檔和倒檔齒輪模數(shù)選取 m=，其他檔位齒輪選取模數(shù) m=。表 31 給出了汽車變速箱齒輪模數(shù)范圍。 ,f0=） 根據(jù)參考同類車型，初選第一軸的軸齒輪的齒數(shù) z=19，查圖 33 得 y=。齒高系數(shù) f 相同、節(jié)點(diǎn)處壓力角不同時(shí)： yy ? ， yy ? ， yy ? ， 2025 yy ? ；壓力角相同、齒高系數(shù)為 時(shí)， ?? ? ff yy ； w? —— 輪齒彎曲應(yīng)力，當(dāng) maxej TT ? 時(shí)，直齒齒輪的許用應(yīng)力 850~400][ ?w? MPa。降低噪聲水平對(duì)轎車很重要，而對(duì)載貨汽車則應(yīng)重視減小質(zhì)量。 齒輪參數(shù) m 齒輪模數(shù)由輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度或最大載荷作用下的靜強(qiáng)度所決定。 m 由公式（ )得 : 33 m a x ???? ⅠA TKA mm 變速箱的外形尺寸 變速箱的軸向尺寸與檔位數(shù)、齒輪型式、換檔機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式等都有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)初可根據(jù)中心距 A的尺寸參用下列關(guān)系初選。對(duì)轎車取 ～ ；對(duì)貨車取 ～ ；對(duì)多檔主變速器，取 ～ 11 對(duì)本設(shè)計(jì)，輕型貨車去 ； max1T —— 變速箱處于 1檔時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩， gge iTT ?1maxmax1 ? ； （ ) maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， N?m； gⅠi —— 變速箱的 1檔傳動(dòng)比； g? —— 變速箱的傳動(dòng)效率，取 。 主要參數(shù)的選擇和計(jì)算 中心距 中心距對(duì)變速箱的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。中間軸軸承的徑向尺寸常受中心距尺寸限制，2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 12 故有時(shí)采用無(wú)內(nèi)圈的短圓柱滾子軸承。 旋轉(zhuǎn)式中間軸前端多采用向心短圓柱滾子軸承，此軸承不承受軸向力，因?yàn)樵谠撎幉贾幂S承蓋困難；后軸承為帶止動(dòng)槽的向心球軸承。 第二軸前端多采用滾針軸承或短圓柱滾子軸承；后端采用帶止動(dòng)槽的單列向心球軸承或者圓錐滾子軸承，因?yàn)樗惨惺芟蛲獾妮S向力。 第一軸前軸承（安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪內(nèi)腔中）采用向心球軸承：后軸承為外圈帶止動(dòng)槽的向心球軸承或者圓錐滾子軸承，因?yàn)樗粌H受徑向負(fù)荷而且承受向外的軸向負(fù)荷。 軸承型式 變速箱多采用滾動(dòng)軸承，即向心球軸承、向心短圓柱滾子軸承、滾針軸承以及圓錐滾子軸承。剛度主要由支承于其上的連體齒輪（寶塔齒輪）的結(jié)構(gòu)保證。其上的一檔齒輪常與軸做成一體，而高檔齒輪則用鍵或過(guò)盈配合與軸連接以便于更換。 變速器中間軸分為旋轉(zhuǎn)式及固定式兩種。漸開(kāi)線花鍵固定連接的精度要求比矩形花鍵低，但定位性能好，承載能力大，且鍵齒高較小使小徑相應(yīng)增大，可增強(qiáng)軸的剛度。第一軸的花健尺寸與離合器從動(dòng)盤(pán)轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮，目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，鍵齒之間為動(dòng)配合。軸的結(jié)構(gòu)形狀除應(yīng)保證其強(qiáng)度與剛度外，還應(yīng)考慮齒輪、軸承等的安裝、固定，它與加工工藝也有密切關(guān)系。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒檔。 綜上，該五檔變速箱傳動(dòng)方案如下： 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 10 圖 五檔變速箱傳動(dòng)方案示意圖 各檔速比計(jì)算如下： 一檔傳動(dòng)比 : 101921 zz zzig ? () 二檔傳動(dòng)比 : 81722 zzzzig ? () 三檔傳動(dòng)比 : 61523 zzzzig ? () 四檔傳動(dòng)比 : 41324 zzzzi ? () 五檔傳動(dòng)比 : 15?gi 倒檔傳動(dòng)比 : 1312191121 zzz zzzig ? () 零部件的結(jié)構(gòu)分析 齒輪型式 本設(shè)計(jì)中采用斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪，兩者相比較，斜齒圓柱齒輪有2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 11 使用壽命長(zhǎng)、工作時(shí)噪聲低的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍微復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。 倒檔的形式及布置方案： 倒檔的使用率不高，所以，直齒滑動(dòng)齒輪方案換入倒檔被普遍采用。 液力機(jī)械式 由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速箱組成 ,其特點(diǎn)是傳動(dòng)比可在最大值和最小值之間的幾個(gè)間斷范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，傳動(dòng)效率低。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、二軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩．因此，直接檔的傳動(dòng)效率高，磨損及噪聲也最小 , 其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。 三軸式 三軸式變速箱的第一軸常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、二軸同心。除倒檔常用滑動(dòng)齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他檔位均采用常嚙合齒輪（斜齒圓柱齒輪）傳動(dòng) ,但兩軸式變速器沒(méi)有直接檔，因此在高檔工作時(shí)，齒輪和軸承均承載，因而噪聲較大，也增加了磨損。兩軸式變速箱的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體。 最近幾年液力機(jī)械變速箱和機(jī)械式無(wú)級(jí)變速箱在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，根據(jù)目前廣泛使用變速器的種類，以及應(yīng)用的范圍，初步擬定三種設(shè)計(jì)方案。則各個(gè)檔位速比大致為： ?gi ?? qig ??qig ??qig 15?gi 設(shè)計(jì)方案的確定 輕型載貨車變速箱一般選用機(jī)械式變速箱，它采用齒輪傳動(dòng)，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。因此，各檔位傳動(dòng)比的大致關(guān)系為： qiiiigggg ??? ......3221 （ q為各檔之間的傳動(dòng)比）（ ） 因此，各檔傳動(dòng)比為 21 gg qii ? （ ） 32 gg qii ? （ ） 43 gg qii ? （ ） ....... 若為五檔變速箱，且 ?gi ，則各檔傳動(dòng)比與 q有如下關(guān)系： qqii gg ?? 54 （ ） 243 qqii gg ?? （ ） 32 qig ? （ ） 41 qig ? （ ） 若檔位數(shù)為 n,有 1 1??n giq （ ） 暫定檔位數(shù)為 5，則 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 8 641 1 ??? ?n giq 對(duì)于選擇的檔位數(shù)有如下要求： 1. 為了減小換擋難度，相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在 以下； 2. 高檔區(qū)相鄰檔位 之間的傳動(dòng)比比值要比低檔位區(qū)相鄰檔位之間的比值小。在確定汽車最大和最小傳動(dòng)比之后，應(yīng)該確定中間各個(gè)檔位的傳動(dòng)比。但是，檔位數(shù)越多，變速箱的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使得輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換擋頻率也會(huì)增高。 一檔傳動(dòng)比還應(yīng)滿足附 著條件： ?? FriTF tge ?? 1m axm ax （ ） 對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)汽車，最大附著力有如下公式： ???? gGFF Z 222 m??? （ ） 取 ? =，式子中 2m 為后軸軸載，可以從汽車設(shè)計(jì)手冊(cè)中查得 ?? a ； 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 7 回代得： ?gi 綜上：暫取 ?gi 。 本課題變速器 igh=1，該貨車的最大爬坡度約為 30%，即 max? =176。 確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng) maxti ，要考慮三個(gè)問(wèn)題：最大爬坡度，一檔最大動(dòng)力因數(shù)、附著力和汽車最低穩(wěn)定車速。 確定檔位數(shù)和各檔速比 一般來(lái)說(shuō)，汽車發(fā)揮最大車速時(shí)對(duì)應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速就是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速pn 。輕型貨車變速器的傳動(dòng)比變化范圍約為5～ 6，其他貨車為 7 以上，其中總質(zhì)量在 以下者多用四檔變速器，為了降低油耗亦趨向于增加 1 個(gè)超速檔；總質(zhì)量為 ～ l0t 多用五檔變速器；大于 l0t的多用 6個(gè)前進(jìn)檔或更多的檔位。 查表 得 min/4500n rp ? 表 最大功率轉(zhuǎn)速 pn 的范圍（ r/min) 汽油機(jī) 30007000 乘用車 40007000 輕型、微型貨車 40005000 中型貨車 4000以下 柴油機(jī) 1800— 4000 乘用車、輕型、微型貨車 32004000 大貨車 18002600 2)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 Tn 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 mNnPTT pepe .2264500 m a xm a x ??????? ?? 2t 輕型貨車機(jī)械傳動(dòng)式變速箱設(shè)計(jì) 4 查相關(guān)資料的Tpnn 的值在 至 之間，在此取 ，計(jì)算得 min/2800n rT ? pn 最大功率時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)