【正文】 的凹槽中被擠出，同時(shí)通過互鎖銷和其他鋼球?qū)⑤S和軸均鎖止在空擋位置。當(dāng)移動(dòng)中間撥叉軸 2 時(shí)，軸 2 兩側(cè)的內(nèi)鋼球從其側(cè)凹槽中被擠出，而兩外鋼球則分別嵌入兩根撥叉軸的側(cè)面凹槽中，因而將兩根撥叉軸剛性地鎖止在其空擋位置?；ユi裝置由互鎖鋼球和互鎖銷組成。當(dāng)需要換擋時(shí)，駕駛員通過變速桿對撥叉軸施加一定的軸向力，克服自鎖彈簧的壓力而將自鎖鋼球從撥叉軸凹槽中擠出并推回孔中，撥叉軸便本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20可滑過鋼球進(jìn)行軸向移動(dòng)，并帶動(dòng)撥叉及相應(yīng)的接合套或滑動(dòng)齒輪軸向移動(dòng)，當(dāng)撥叉軸移至其另一凹槽與鋼球相對正時(shí)，鋼球又被壓入凹槽，駕駛員具有很強(qiáng)的手感，此時(shí)撥叉所帶動(dòng)的接合套或滑動(dòng)齒輪便被撥入空擋或被撥入另一工作擋位。中間的凹槽對正鋼球時(shí)為空擋位置，前邊或后邊的凹槽對正鋼球時(shí)則處于某一工作擋位置，相鄰凹槽之間的距離保證齒輪處于全齒長嚙合或是完全退出嚙合。大多數(shù)變速器的自鎖裝置都是采用自鎖鋼球?qū)懿孑S進(jìn)行軸向定位鎖止。它具有變速桿占據(jù)駕駛室空間小，乘坐方便等優(yōu)點(diǎn)。 另外，有些轎車和輕型貨車的變速器，將變速桿安裝在轉(zhuǎn)向柱管上。這種操縱機(jī)構(gòu)多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，如桑塔納 2022 轎車的五擋手動(dòng)變速器，由于其變速器安裝在前驅(qū)動(dòng)橋處，遠(yuǎn)離駕駛員座椅，因此需要采用這種操縱方式。例如，上述的五擋變速器的五個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋用了三根撥叉軸，而東風(fēng)解放 CAl091 的六擋變速器具有四根撥叉軸，其倒檔占一根撥叉軸。例如，橫向擺動(dòng)變速桿使叉形撥桿下端球頭深入撥塊頂部凹槽中，撥塊連同撥叉軸和撥叉沿縱向向前移動(dòng)一定距離，便可掛擋；若向后移動(dòng)一段距離，則掛人另一擋。變速器處于空擋時(shí)，各凹槽在橫向平面內(nèi)對齊，叉形撥桿下端的球頭即伸人這些凹槽中。三、四擋撥叉的上端具有撥塊。 撥叉軸的兩端均支承于變速器蓋的相應(yīng)孔中，可以軸向滑動(dòng)。（3）為了防止在汽車前進(jìn)時(shí)誤掛倒擋，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有倒擋鎖裝置。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。 對變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求：（1）掛擋后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，全齒長都進(jìn)入嚙合） 。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。若零件未制成,可將這些零件分解為標(biāo)準(zhǔn)的幾何體,并按數(shù)學(xué)公式合成求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后按不同檔位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下屬范圍內(nèi)選取：對轎車變速器高檔取 ~,低檔取 0~。軸向力大，同步時(shí)間減少。同步時(shí)間同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 26?~46?范圍內(nèi)變化。鎖止角鎖止角選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個(gè)部分之間角速度差達(dá)到零值才能進(jìn)行換檔。時(shí)，摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時(shí)，則有粘著和咬住的傾向；在 =7176?！?176。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 tana≥ 。通常軸向泄油槽為 6～12 個(gè),槽寬 3～4mm。試驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對的影響很大， 隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過大。 同步環(huán)主要尺寸確定同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計(jì)得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時(shí)間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。由黃銅合金與鋼材構(gòu)成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù)取為 。同步環(huán)常選用能保證具有足夠高的強(qiáng)度和硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制造，如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等。對錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證在使用過程中摩擦因數(shù)變化小。 同步器的 參數(shù)的確定 摩擦因數(shù)摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)外，還與工作面的表面粗糙度、潤滑油種類和溫度等因素有關(guān)。鎖止角與錐面在設(shè)計(jì)時(shí)已作了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。目前全部同步式變速器上采用的是慣性同步器，它主要由接合套、同步鎖環(huán)等組成，它的特點(diǎn)是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步。相鄰擋位相互轉(zhuǎn)換時(shí)，應(yīng)該采取不同操作步驟的道理同樣適用于移動(dòng)齒輪換擋的情況，只是前者的待接合齒圈與接合套的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度要求一致，而后者的待接合齒輪嚙合點(diǎn)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16的線速度要求一致，但所依據(jù)的速度分析原理是一樣的。在 Δω=0 瞬間同步過程結(jié)束?；瑒?dòng)齒套 1 和齒輪 3 分別與整車和變速器輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)零件相連接。第二階段：來自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動(dòng)齒套上的力 F，經(jīng)過鎖止元件又作用到摩擦面上。摩擦面相互接觸瞬間，假如齒輪 3 的角速度 ω3，和滑動(dòng)齒套 1的角速度 ωl 不同，在摩擦力矩作用下鎖銷相對滑動(dòng)齒套 1 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)不大的角度，并占據(jù)鎖止位置。 同步器的 工作原理同步器換擋過程由三個(gè)階段組成。變速器的換擋操作，尤其是從高擋向低擋的換擋操作比較復(fù)雜，而且很容易產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊。但這個(gè)操作比較復(fù)雜，難以掌握精確。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度不一樣齒輪強(qiáng)行嚙合必然會(huì)發(fā)生沖擊碰撞，損壞齒輪。慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。常壓式同步器結(jié)構(gòu)雖然簡單，但有不能保證嚙合件在同步狀態(tài)下(即角速度相等)換擋的缺點(diǎn)，現(xiàn)已不用。經(jīng)過計(jì)算校核后該軸滿足要求。1～為齒輪齒寬在中間面上的徑向力。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(yàn)公式初步選定：第一軸： .).0~4( ????Ad第二軸： 與 關(guān)系：l一軸： ..二軸： 20~0?ld所以，一軸 . 二軸 mm45l軸的校核是評定變速器是否滿足所要求的強(qiáng)度、剛度等條件，是否滿足使用要求，是設(shè)計(jì)過程中的重要步驟，主要是為了對設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)校核，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 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。） ；?E齒輪材料的彈性模量（MPa） ，材料為 45 可取 ；3190EMPa??b齒輪接觸的實(shí)際寬度（mm） ；直齒輪 b=20mm、斜齒輪 b=主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（ mm） ；z?b直齒輪： ??sinzr? (422) ib (423) 斜齒輪： ???2cos)in(zr? (424) b (425)其中， 分別為主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm） 。2）齒輪接觸應(yīng)力 j (421) 式中 齒輪的接觸應(yīng)力（ MPa） ；j? 齒面上的法向力（ N） ， ；F????cos1? 圓周力在（N） ， ；1 dTFg21 節(jié)點(diǎn)處的壓力角（ 20176。 （mm）d 應(yīng)力集中系數(shù)，可近似取 ；?K 摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 ，從動(dòng)齒輪取 ；f 齒寬（mm） ，取 24mmb端面齒距（mm） ；t .???mt? y齒形系數(shù)，如齒形系數(shù)圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11圖 齒形系數(shù)圖 當(dāng)處于一檔時(shí),故由 112dTgF? (410)???ieg Nm (411)31z mm (412) N (413)????w? Mpa (414) MPa (415)當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大扭矩 時(shí)，一檔直齒輪的彎曲應(yīng)maxeT力在 400~850MPa 之間。在這里所選擇的齒輪材料為 45。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于 7 級。但不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。變?yōu)橄禂?shù)為。變位系數(shù) 17Z??? (48)式中 Z 為要變位的齒輪齒數(shù)。根據(jù)上述理由，為降低噪聲，變速器中除去一、二檔和倒檔以外的其他各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小的一些數(shù)值，以便獲得低噪聲傳動(dòng)?？傋兾幌禂?shù)越小，一對齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強(qiáng)度越低。為提高接觸強(qiáng)度，應(yīng)使總變位系數(shù)盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開線離基圓較遠(yuǎn)，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。變速器齒輪是在承受循環(huán)負(fù)荷的條件下工作，有時(shí)還承受沖擊負(fù)荷。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)，故采用的較多。為保證各對齒輪有相同的中心距，此時(shí)應(yīng)對齒輪進(jìn)行變位。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點(diǎn)，有避免了其缺點(diǎn)。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強(qiáng)度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。這里 修正為 39，反推出 A=60mm。 取 ； 8。下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來說明分配各檔齒數(shù)的方法。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬：直齒 b=(~)m，mm b=83=24mm斜齒 b=(~)m，mm b=7=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 20176。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 α 取 15186。小螺旋角本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8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。重型車 同上 低檔、倒檔齒輪 176。 20176?！?5176。176。15176。根據(jù)變速器用齒輪模數(shù)的范圍（見表 4表 42）及計(jì)算得本設(shè)計(jì)所用變速箱齒輪模數(shù)如下：斜齒輪： 根據(jù)汽車設(shè)計(jì)書 P91 ??Ten第一系列的模數(shù)所以取 52n直齒輪：表 41 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) mm乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量 V/L 貨車的最大總質(zhì)量 ma/t車型V V ma Ma模數(shù) ma/mm ~ ~ ~ ~表 42 汽車變速器常用的齒輪模數(shù) mm第一系列 第二系列 (2)齒形、壓力角 α、螺旋角 β 和齒寬 b 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 43 選取。另外根據(jù)變速箱在電動(dòng)汽車中的安裝空間來設(shè)計(jì)。3）外型尺寸變速箱的橫向外型尺寸，根據(jù)齒輪直徑以及換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。對轎車，K A =~；對貨車，K A =~；對多檔主變速器，K A =~11；在此取 K A =。2）中心距的計(jì)算中心距對變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。由30*?? (42)得到 。本設(shè)計(jì)選用直接檔，傳動(dòng)比為 1，即減速比為 1。最高檔通常是直接擋，傳動(dòng)比為 。用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動(dòng)換擋變速器。6）變速器操縱機(jī)構(gòu)根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。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。如汽車變速器齒輪用低碳鋼制作，采用剃赤和磨赤精加工 ，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度為 JB179—83，6 級 和 7 級。(2) 齒輪強(qiáng)度計(jì)算與其他機(jī)械行業(yè)相比，不同用途汽車的變速器齒輪使用田間仍是相似 的。輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復(fù)載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。盡可能使各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該不是整數(shù)。3) 各檔齒輪齒數(shù)的分配在初選中心距，齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可更據(jù)變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力大，齒輪壽命短。轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，汽車的最高車速和使用條件等因素有關(guān)。由于