【正文】 確定 （ 310） 而常嚙合齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等 （ 311） 由此可得： (312)而根據(jù)已求得的數(shù)據(jù)可計(jì)算出： 5221 ??ZZ 。 上面根據(jù)初選的 A 及 m 計(jì)算出的 ?Z 可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（ 38）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從 ?Z 及齒輪變位系數(shù)反過(guò)來(lái)計(jì)算中心距重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 101212 ZZiZZ gI ?? ?ZZ?cos2 )( 21 ZZmA n ??nmAZZ ?c os221 ??10912 ZZZZig ??? ?ZZnmAZ ?cos2????giA，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明分配各擋齒數(shù)的方法。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬： 直齒 b=(~)m， mm 斜齒 b=(~)m， mm 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 輪的承載能力降低。為此，中間軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸和第二軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力 經(jīng)軸承蓋由殼體承受。；斜齒輪螺旋角β取 30176。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 α 取 20176。 壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；較大時(shí)可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。 25176。 16176。 表 31 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺 旋角 項(xiàng)目 車型 齒形 壓力角 α 螺旋角 β 轎車 高齒并修形的齒形 176。本設(shè)計(jì)取 。 同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。 第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 3 m a 7nem T m m? (35) 其中 maxeT =170Nm，可得出 mn=，取 。 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 6+1 手動(dòng)擋變速器，其殼體的軸向尺寸是?=， 變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。貨車變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)： 五擋 (~)A 六擋 (~)A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。三軸式變速器的中心局 A（ mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初定： A = 3 1max 0AK T i η (34) 式中， K A中心距系數(shù)。根據(jù)上式可的出： q=。 由已知條件：滿載質(zhì)量 1800kg； rr=307mm； Te max=200N m)； i0主減速比； 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 max 2e gI TrTi Gr ? ??2max 0rgIeTGri Ti???max1mingngiq i?? η汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。 汽車爬陡坡時(shí)車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。本設(shè)計(jì)也采用 5 個(gè)擋位。同步器的結(jié)構(gòu)如圖 27 所示： 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 m a x 0 m a x m a x m a x( c o s s in )e g I TrT i i m g f m gr ? ? ? ?? ? ?maxmax 0rgemg ri Ti? ??三、 變速器主要參數(shù)的選擇 表 相關(guān)參數(shù) 主減速比 最高時(shí)速 最大扭矩 最大功率 最高轉(zhuǎn)速 215km/h 200//Nm/3600rpm 115kw/6400rpm 6500r/min (一 )變速器主要參數(shù)的選擇 近年來(lái)，為了降低油耗，變速器的擋數(shù)有增加的趨勢(shì)。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。此外因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大，因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上使用。 當(dāng)變速器第二軸上的齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)時(shí)，可以用移動(dòng)嚙合套換擋。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。因此，除一擋、倒擋外很少采用。 換擋結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓 柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。 重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (二 )變速器主要零件結(jié)構(gòu)方案的分析 變速器的設(shè)計(jì)方案必需滿足使用性能、制造條件、維護(hù)方便及三化等要求。 本設(shè)計(jì)采用圖 26f 所示的傳動(dòng)方案 圖 26 變速器倒擋傳動(dòng)方案 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速 器的低擋與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低擋到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車倒擋傳動(dòng)采用圖 26g 所示方案。圖 26e 所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。圖 26c 所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 是換擋程序不合理。圖 26b 所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。圖 24c 所示方案的高擋從動(dòng)齒輪處于懸臂狀態(tài)，同時(shí)一擋和倒擋齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里，而中間擋的同步器布置在中間軸上是這個(gè)方案的特點(diǎn)。 變速器用圖 24c 所示 的多支承結(jié)構(gòu)方案，能提高軸的剛度。伸長(zhǎng)后的第二軸有時(shí)裝在三個(gè)支承上，其最后一個(gè)支承位于加長(zhǎng)的附加殼體上。同一變速器中，有的擋位用同步器換擋，有的擋位用嚙合套換擋，那么一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。 圖 24 中間軸式五擋變速器傳動(dòng)方案 圖 25a 所示方案中的一擋、倒擋和圖 b 所示方案中的倒擋用直齒滑動(dòng)重慶航天職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 齒輪換擋，其余各擋均用常嚙合齒輪。 圖 24a 所示方案，除一，倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換擋外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動(dòng) 。在擋數(shù)相同的條件下，各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對(duì)數(shù)，換擋方式和到擋傳動(dòng)方案上有差別。使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可 達(dá) 90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少因?yàn)橹苯訐醯睦寐矢哂谄渌鼡跷?，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋，還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第 二軸上。圖 2圖 2圖 25 分別是幾種中間軸式四，五，六擋變速器傳動(dòng)方案。但是在本設(shè)計(jì)中，由于倒擋齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。后者比直齒輪有更長(zhǎng)的壽命 、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。另外，低擋傳動(dòng)比取值的上限（ igⅠ =~）也受到較大限制，但這一缺點(diǎn)可通過(guò)減小各擋傳動(dòng)比同時(shí)增大主減速比來(lái)取消。除倒擋常用滑動(dòng)齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他擋均采用常嚙合斜齒輪傳動(dòng)；個(gè)擋的同步器多裝在第二軸上，這是因?yàn)橐粨醯闹鲃?dòng)齒輪 尺寸小，裝同步器有困難；而高擋的同步器也可以裝在第一軸的后端，如圖示。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。與三軸式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、緊湊且除最到擋外其他各擋的傳動(dòng)效率高、噪聲低。其缺點(diǎn)是：除直接擋外其他各擋的傳動(dòng)效率有所下降。因此。因此，直接擋的傳遞效率高，磨損及噪音 也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。將第一、第二軸直接連接起來(lái)傳遞扭矩則稱為直接擋。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應(yīng)用。但與傳動(dòng)比為 1 的直接擋比較，采用超速擋會(huì)降低傳動(dòng)效率。 某些轎車的變速器，采用僅在好路和空載行駛時(shí)才使用的超速擋。因此，直接操縱式變速器擋位數(shù)的上限為 6 擋。 變速器擋位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率 利用效率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。目前，轎車變速器的傳動(dòng)比范圍為 ~。 傳動(dòng)比范圍是變速器低擋傳動(dòng)比與高擋傳動(dòng)比的比值。 有級(jí)變速器與無(wú)級(jí) 變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造低廉，具有高的傳動(dòng)效率（ η =~），因此在各類汽車上均得到廣泛的應(yīng)用。完成齒輪、軸和軸承等主要零件以及同步器同步過(guò)程的分析。 (三 )研究的 內(nèi)容 本文主要參考同類齒輪軟件的設(shè)計(jì)，結(jié)合變速箱設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，對(duì)手動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)、工作原理及工作過(guò)程進(jìn)行一定的研究。而前置后驅(qū)的布置，使得寶馬汽車的前后軸荷可以達(dá)到完美的 50:50。以寶馬為例，除其中某幾款四驅(qū)車型以外，其余車型均采用前置后驅(qū)的形式。 采用前置后驅(qū)形式的轎車一直被認(rèn)為是極具駕駛樂(lè)趣的車型。它可以直接將一個(gè)復(fù)雜的要求引入到設(shè)計(jì)過(guò)程中，能在不改變或較少改變?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)的情況下，進(jìn)行進(jìn)一步設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)其合理性。 綜上所述，不僅從變速 箱本身的特點(diǎn)，還是設(shè)計(jì)手段與方法的整個(gè)趨勢(shì)來(lái)看，將先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法引入變速箱的設(shè)計(jì)是及其必要的。當(dāng)今科技日新月異，轎車生產(chǎn)的手段方法與目標(biāo)也不斷在改變。傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)公式已經(jīng)無(wú)法滿足新型變速器設(shè)計(jì)的要求。發(fā)達(dá)國(guó)家汽車開發(fā)能力的高低已不再用它擁有多少高級(jí)開發(fā)能力的人才和先進(jìn)設(shè)備的多少來(lái)評(píng)價(jià)，而是用更重要的一個(gè)方面就是它是否擁有最先進(jìn)的開發(fā)軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)評(píng)價(jià)。這種設(shè)計(jì)方法在一定程度上伴隨著主觀性，而通過(guò)變速器專業(yè)軟件的優(yōu)化功能，可適當(dāng)?shù)南@種盲目性和主觀性 [8]。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)選定時(shí)，就要求設(shè)計(jì)的變速器在規(guī)定的使用年限內(nèi)保證其性能，而且要求變速器體積最小，節(jié)省材料，降低成本。傳統(tǒng)的汽車變速器設(shè)計(jì)是采用許多經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算和測(cè)繪同類型變速器來(lái)初步確定其參數(shù)，這樣設(shè)計(jì)出來(lái)的變速器盲目性比較大，常過(guò)于保守。另一方面，設(shè)計(jì)人員也 在其齒輪提供轉(zhuǎn)矩輸出的設(shè)計(jì)上進(jìn)行了認(rèn)真的研究，提高了耐久性和低噪聲水平。齒輪盤片的激光和摩擦焊接同時(shí)保證了所需機(jī)器設(shè)計(jì)空間的降低，這是一種由雷諾公司在 5檔副