【正文】 1 確定其他各擋的齒數(shù)二擋齒輪是斜齒輪 求得二擋齒輪齒數(shù)為 三擋齒輪齒數(shù) 求得 四擋齒輪齒數(shù) 求得 確定倒擋齒輪齒數(shù)取中間軸上的倒擋齒輪和中間軸上一擋齒輪齒數(shù)相同，即==15有中心距 求得 =40倒擋齒輪選用的模數(shù)往往與一檔相同，倒擋齒輪的齒數(shù)，一般在2122之間，初選后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距取=21 ===54mm為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，則齒輪14的齒頂圓直徑應(yīng)為=2=56mm 所以 求出 =165 變速器的校核 齒輪的損壞形式齒輪的損壞形式分三種：輪齒折斷，齒面疲勞剝落，移動(dòng)換擋齒輪端部破壞。轎車(chē)中間軸式變速器一擋傳動(dòng)比=~，中間軸上一擋齒輪數(shù)可在15~17間取，貨車(chē)在2~17間取。中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸經(jīng)尺寸的限制，即受剛度的限制。中間軸上的一檔小齒輪的齒數(shù)盡可能取小些，以便使/的傳動(dòng)比大些，在已定的情況下，/的傳動(dòng)比可分配小些，使第一軸常嚙合齒輪的齒數(shù)多些，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承并保證輪軸有足夠的厚度。直齒：b=m， 為齒寬系數(shù)，~ 取=5斜齒：b=，~ ，取=7第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)，可取大些，使接觸線長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。使用寬些的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻?？紤]到盡可能的減少質(zhì)量和縮短變速器的軸向尺寸，應(yīng)該選用較小的齒寬。圖41 中間軸軸向力的平衡斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用：轎車(chē)中間軸式變速器為 22～34176。根據(jù)圖41可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，需滿足下述條件 （43） （44）由于T=，為使兩軸向力平衡，必須滿足 （45）式中，F(xiàn)a1，F(xiàn)a2為作用在中間軸齒輪2上的軸向力，F(xiàn)n1，F(xiàn)n2為作用在中間軸齒輪2上的圓周力；r1，r2為齒輪2的節(jié)圓半徑；T為中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。不過(guò)當(dāng)螺旋角大于30時(shí)，其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍然繼續(xù)上升。在齒輪選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低[12]。 螺旋角斜齒輪在變速器中得到廣泛的應(yīng)用。對(duì)轎車(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些[11]。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利換擋。由于工藝上的原應(yīng)，同一變速器的接合齒模數(shù)相同。少數(shù)情況下汽車(chē)變速器各擋齒輪均選用相同的模數(shù)。減少轎車(chē)齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選??；對(duì)貨車(chē)，減小質(zhì)量比噪聲更重要，故齒輪應(yīng)選大些的模數(shù)。中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑D=，軸的最大直徑D和支撐間距離L的比值，對(duì)中間軸，D/L=~；對(duì)第二軸，D/L=~。在這些力的作用下，變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。設(shè)計(jì)的是五擋變速器，初定軸向殼體尺寸為300mm。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)K應(yīng)取給出系數(shù)的上限。 外形尺寸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。轎車(chē)變速器的中心距在65~80mm變化范圍。此外受一擋小齒輪齒數(shù)不能過(guò)少的限制，要求中心距也要大些。最小允許中心距當(dāng)有保證齒輪有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸，體積和質(zhì)量大小，而且對(duì)輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在3~4之間，輕型貨車(chē)在5~6之間，其他貨車(chē)則更大。 傳動(dòng)比范圍變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值。多擋變速器多用于重型貨車(chē)和越野車(chē)[9]。目前轎車(chē)一般用4~5個(gè)擋位，級(jí)別高的轎車(chē)變速器多用5個(gè)擋，貨車(chē)變速器采用4~5個(gè)擋位或多擋。要求高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值小。在最低擋傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的當(dāng)屬會(huì)是變速器相鄰的低擋與高擋之間傳動(dòng)比比值減小，是換擋工作容易進(jìn)行。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且是尺寸輪廓和質(zhì)量加大。在本次設(shè)計(jì)中主要選用了圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和滾針軸承?；瑒?dòng)軸套的徑向配合間隙大，易磨損，間隙增大后影響齒輪的定位和運(yùn)轉(zhuǎn)精度并使工作噪聲增加。滾針軸承，滑動(dòng)軸套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。變速器第一軸，第二軸的后部軸承以及中間軸前，后軸承，按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。中間軸上齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力，原則上由前或后軸承來(lái)承受都可以，但當(dāng)在殼體前端面布置軸承蓋有困難的時(shí)候，必須由后端軸承承受軸向力，前端采用圓柱滾子軸承來(lái)承受徑向力[7]。作用在第一軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)第一軸后部軸承傳給變速器殼體，此處常用軸承外圈有擋圈的球軸承。如變速器的第二軸前端支承在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。~3176。2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切薄（~），這樣，換擋后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫擋，見(jiàn)圖32。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過(guò)被接合齒約1~3mm。自動(dòng)脫擋是變速器的主要故障之一。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(chē)變速器上應(yīng)用。而輪齒又不參與換擋，它們都不會(huì)過(guò)早損壞，但不能消除換擋沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)，所以可用移動(dòng)嚙合套換擋。但是該瞬間駕駛員注意力被分散，會(huì)影響行駛安全性。這使齒輪端部磨損加劇并過(guò)早損壞，同時(shí)使駕駛員精神緊張，而換擋產(chǎn)生的噪聲又使乘坐舒適性降低。 換擋機(jī)構(gòu)形式變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪，嚙合套和同步器換擋三種形式。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。圖22 倒擋軸位置與受力分析3 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 齒輪形式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。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一擋的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處，然后再布置倒擋。 圖21 倒擋布置方案綜上所述選擇第四種倒擋布置方案。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車(chē)倒擋傳動(dòng)采用圖22所示方案。圖21e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21c所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖21b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。前者雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是中間傳動(dòng)齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對(duì)稱(chēng)變化的彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，而后者是在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，并使倒擋傳動(dòng)比略有增加。 倒擋布置方案與前進(jìn)擋位比較，倒擋使用率不高，而且都是在停車(chē)狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒擋，故多數(shù)方案采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒擋。如果在附加殼體內(nèi)，布置倒擋傳動(dòng)齒輪和換擋機(jī)構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)采用中間軸式變速器，為縮短傳動(dòng)軸長(zhǎng)度，可將變速器后端加長(zhǎng)。凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很大。與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輪廓尺寸小，布置方便，中間擋位傳動(dòng)效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。2 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 固定軸式變速器固定軸式又分為兩軸式，中間軸式，雙中間軸式變速器。滿足汽車(chē)有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。7）變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率。6）工作可靠。4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。2）設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 汽車(chē)參數(shù)的選擇 根據(jù)變速器設(shè)計(jì)所選擇的汽車(chē)基本參數(shù)如下表11所示 項(xiàng)目參數(shù)值發(fā)動(dòng)機(jī)： V6擋數(shù):5最大功率(kW/n)：1526最大扭矩(N而前者又分為兩軸式、中間軸式和多中間軸式變速箱。根據(jù)前進(jìn)擋數(shù)的不同，變速箱有三、四、五和多擋幾種。發(fā)動(dòng)機(jī)本身是不可能倒轉(zhuǎn)的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來(lái)實(shí)現(xiàn)。駕駛員可以根據(jù)具體情況，選擇變速箱的某一擋位，來(lái)減少燃油的消耗。變速箱的多擋位選擇就能滿足這些需求。這就要求汽車(chē)的牽引力和車(chē)速能在較大范圍內(nèi)變化，以適應(yīng)使用的要求。另外，現(xiàn)代汽車(chē)的使用條件極為復(fù)雜，在不同場(chǎng)合下有不同的要求。因此就出現(xiàn)了車(chē)用變速箱和主減速器。而且一般發(fā)動(dòng)機(jī)如果直接與車(chē)輪相連，其輸出轉(zhuǎn)速換算到對(duì)應(yīng)的汽車(chē)車(chē)速上，將達(dá)到現(xiàn)代汽車(chē)極限速度的數(shù)倍。但其性能與汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。關(guān)鍵詞：變速器；傳動(dòng)比；機(jī)械式；齒距；The car mechanical transmission designAbstractTransmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, is aimed at marking start, climbing, turning, accelerate various driving conditions, the