【正文】 選用范圍： 電動(dòng)飛行器變速器： 兩軸式為20176。倒擋設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，在這個(gè)擋位上工作時(shí)，中間軸上的軸向力不能抵消（但因?yàn)閾跷皇褂玫纳?，所以也是允許的），而此時(shí)第二軸上沒有軸向力作用，中間軸的受力如圖37所示。中間軸上的齒輪螺旋方向一律取為右旋，則第一軸、第二軸上的斜齒輪應(yīng)取為左旋。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡，以減少負(fù)荷提高軸承壽命。為宜；從而提高高擋齒輪的接觸強(qiáng)度和增加重合度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。因此，從提高低擋齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角，以15176。時(shí)，其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。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。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)教材齒輪壓力角相關(guān)知識(shí)可知，本設(shè)計(jì)中壓力角選為，同步器的壓力角選為30176。等，普遍采用30176。、25176。所以普遍采用的壓力角為20176。等大些的壓力角。對(duì)于商用車，176。、176。、15176。③齒輪參數(shù)模數(shù)的選取變速器齒輪模數(shù)范圍大致如下：微型、普通級(jí)轎車 ～ 中級(jí)轎車 ～ 中型貨車 ～ 重型貨車 ～本設(shè)計(jì)為：一擋 二擋 三擋 四擋 五擋 倒擋 （2）壓力角α 齒輪壓力角較小時(shí)，重合度較大并降低了輪齒剛度，為此能減少進(jìn)入嚙合和退出嚙合時(shí)的動(dòng)載荷，使傳動(dòng)平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。擋數(shù)越多變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且在使用時(shí)換擋頻率增高并增加了換擋難度。5個(gè)擋多適用于商用車變速器。自動(dòng)操縱式機(jī)械換檔變速器又稱或稱自動(dòng)化機(jī)械換檔變速器，它是在原手動(dòng)機(jī)械換檔變速器（MT）的基礎(chǔ)上，對(duì)其離合器、變速器的控制系統(tǒng)和操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造而形成的。要使變速器操縱機(jī)構(gòu)可靠地工作，應(yīng)滿足下列要求： (l)設(shè)有自鎖裝置，防止變速器自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔； (2)設(shè)有互鎖裝置，保證變速器不會(huì)同時(shí)換入兩個(gè)檔，否則會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，甚至?xí)p壞零件； (3)設(shè)有倒檔鎖，防止誤換倒檔。 變速器操縱機(jī)構(gòu)的概述電動(dòng)飛行器變速器操縱機(jī)構(gòu)作為變速器的控制機(jī)構(gòu)，較之電動(dòng)飛行器設(shè)計(jì)中的其它環(huán)節(jié)，只是一個(gè)小裝置，但它卻和電動(dòng)飛行器的正常行駛有著十分緊密的關(guān)系，并在變速器的設(shè)計(jì)中占有重要的地位。 (3)離合器接合的溫升 (3－12）式中：t 壓盤溫升，； C 壓盤的比熱容，； 傳到壓盤的熱量所占的比例，單片離合器壓盤；代入，計(jì)算得，因此滿足設(shè)計(jì)要求。表37 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值（ ）離合器規(guī)格D/mm210210～250250～325325/單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值可選＝（），根據(jù)計(jì)算可得出(1)為降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，對(duì)于不同車型，單位壓力的最大范圍為,即(2)為了減少電動(dòng)飛行器起步過程中離合器的滑磨，防止摩擦片表面溫度過高而發(fā)生燒傷，離合器每一次接合的單位摩擦面積滑磨功應(yīng)小于其許用值，即 （3－10）式中： 單位摩擦面積滑磨功，焦； 單位摩擦面積滑磨功許用值，焦； 汽車起步時(shí)離合器接合一次所產(chǎn)生的總滑磨功， ，焦；對(duì)于乘用車：，：，：；可根據(jù)下式計(jì)算 （3－11）式中： 汽車總質(zhì)量，kg； 輪胎滾動(dòng)半徑，m； 汽車起步時(shí)所用變速器檔位的傳動(dòng)比； 主減速器傳動(dòng)比； 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，；計(jì)算時(shí)乘用車取，商用車取。②摩擦片的內(nèi)、～，即③為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過載，不同車型的值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，～＝。前面已經(jīng)初步確定了摩擦片的基本尺寸：外徑 內(nèi)徑 厚度 內(nèi)徑與外徑比值 由公式 （3－6）和 （3－7）式中： 壓緊力； 摩擦片的摩擦因數(shù)； 摩擦面數(shù)量（單片，雙片）； 摩擦片的單位壓力, ；得 滿足表37的要求。當(dāng)摩擦片的外徑較大時(shí)也要適當(dāng)降低摩擦片摩擦面上的單位壓力P。表36 離合器后備系數(shù)的取值范圍車 型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的車用車～最大總質(zhì)量為6～14t的商用車～掛車～(3)單位壓力P的確定摩擦面上的單位壓力P的值和離合器本身的工作條件，摩擦片的直徑大小，后備系數(shù)，摩擦片材料及質(zhì)量等有關(guān)。表35 離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)（即GB145774）外徑D/mm160180200225250280300325350內(nèi)徑d/mm110125140150155165175190195厚度h/mm4=d/D1單位面積a/cm106132160221302402466546678摩擦片相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸可?。和鈴? 內(nèi)徑 厚度 內(nèi)徑與外徑比 單位面積（2）離合器后備系數(shù)的確定后備系數(shù)是離合器的重要參數(shù)，反映離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩的可靠程度，選擇時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：①摩擦片在使用中有一定磨損后，離合器還能確保傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；②防止離合器本身滑磨程度過大；③要求能夠防止傳動(dòng)系過載；通常轎車和輕型貨車。表34 直徑系數(shù)的取值范圍車型直徑系數(shù)乘用車～～（單片離合器）～（雙片離合器）～摩擦片外徑也可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（）按如下經(jīng)驗(yàn)公式選用 （3－5）式中：直徑系數(shù)取值范圍如表34。 離合器基本機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定（1）摩擦片主要參數(shù)的選擇摩擦片外徑是離合器的主要參數(shù)，它對(duì)離合器的輪廓尺寸、質(zhì)量和使用壽命有決定性的影響。改善離合器散熱通風(fēng)結(jié)構(gòu)的措施有：在壓盤上設(shè)置散熱筋，或鼓風(fēng)筋；在離合器中間壓盤內(nèi)鑄通風(fēng)槽；將離合器蓋和壓桿制成特殊的葉輪形狀，用以鼓風(fēng)；在離合器外殼內(nèi)裝導(dǎo)流罩。過高的溫度能使壓盤受壓變形產(chǎn)生裂紋和碎裂。當(dāng)壓盤工作表面超過180～2000OC時(shí)摩擦片磨損劇烈增加，正常使用條件的離合器壓盤工作表面的瞬時(shí)溫度一般在1800OC以下。因此，本設(shè)計(jì)壓盤的驅(qū)動(dòng)方式選擇彈性傳動(dòng)片式，材料選用HT200。壓盤形狀較復(fù)雜，要求傳熱性好，具有較高的摩擦因數(shù)，通常采用灰鑄鐵，一般采用HT200、HT250、HT300，硬度為170～227HBS。當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，傳動(dòng)片受拉，當(dāng)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，傳動(dòng)片受壓。前三種的共同缺點(diǎn)是在連接件之間都有間隙，在傳動(dòng)中將產(chǎn)生沖擊和噪聲，而且在零件相對(duì)滑動(dòng)中有摩擦和磨損，降低了離合器的傳動(dòng)效率。因此，本設(shè)計(jì)選用膜片彈簧式離合器，材料選取為。當(dāng)離合器分離時(shí)，彈簧壓力不像圓柱彈簧那樣升高，而是降低，從而降低踏板力；②膜片彈簧兼起壓緊彈簧和分離杠桿的作用，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，軸向尺寸??； 零件數(shù)目少，質(zhì)量??；③高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓緊力降低很少，性能較穩(wěn)定；而圓柱彈簧壓緊力明顯下降；④由于膜片彈簧大端面環(huán)形與壓盤接觸，故其壓力分布均勻，摩擦片磨損均勻，可提高使用壽命；⑤易于實(shí)現(xiàn)良好的通風(fēng)散熱，使用壽命長；⑥平衡性好；⑦有利于大批量生產(chǎn)，降低制造成本；但膜片彈簧的制造工藝較復(fù)雜，對(duì)材料質(zhì)量和尺寸精度要求高，其非線性特性在生產(chǎn)中不易控制，開口處容易產(chǎn)生裂紋，端部容易磨損。其中膜片彈簧的主要特點(diǎn)是用一個(gè)膜片彈簧代替螺旋彈簧和分離杠桿。因此本設(shè)計(jì)選擇單片離合器。膜片彈簧離合器在技術(shù)上比較先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)性合理，同時(shí)其性能良好，使用可靠性高壽命長，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，操作輕便。離合器是設(shè)置在電動(dòng)機(jī)與變速器之間的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，其功用是能夠在必要時(shí)中斷動(dòng)力的傳遞，保證電動(dòng)飛行器平穩(wěn)地起步；保證傳動(dòng)系換檔時(shí)工作平穩(wěn)；限制傳動(dòng)系所能承受的最大扭矩，防止傳動(dòng)系過載。顧名思義，離合器是“離”與“合”矛盾的統(tǒng)一體。 離合器操縱機(jī)構(gòu)的概述離合器是電動(dòng)飛行器傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與電動(dòng)機(jī)相連接的部件。表33 式(34)中各參數(shù)的值載荷系數(shù)K轉(zhuǎn)矩( N*mm)133000齒輪分度園直徑( mm)25齒寬b(mm)30齒形系數(shù)應(yīng)力修正系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù) 電動(dòng)飛行器離合器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算離合器是電動(dòng)飛行器傳動(dòng)系統(tǒng)中直接與電動(dòng)機(jī)相連接的部件。表33 式(31)中參數(shù)的值載荷系數(shù)K轉(zhuǎn)矩( N*mm)133000齒輪模數(shù)齒輪分度園直徑( mm)25齒寬b(0mm)30齒數(shù)比u彈性系數(shù) 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù)重合度系數(shù)螺旋角系數(shù)④由于選擇的齒輪材料為，因此接觸疲勞極限應(yīng)為MPa 壽命系數(shù)安全系數(shù)因此 由式(31)得： 滿足齒面接觸疲勞強(qiáng)度（2）齒輪抗彎強(qiáng)度校核由校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度公式： (34)根據(jù)公式(32)、(33)以及查詢資料可得到式(34)中各參數(shù)的值，如表33。圖36的基本結(jié)構(gòu)原理是，當(dāng)電動(dòng)飛行器受到巨大沖擊時(shí)，轉(zhuǎn)向軸產(chǎn)生軸向位移，使支架或某些支撐件發(fā)生塑性變形，從而吸收沖擊能量。這些年來，車速逐漸提高，轉(zhuǎn)向軸上面也要有相應(yīng)的吸能裝置。我選擇轉(zhuǎn)向盤外徑380mm ，轉(zhuǎn)向盤輪緣直徑50mm，如圖36所示。因此主動(dòng)小齒輪基本尺寸如表32。由于所研究的是電動(dòng)飛行器，根據(jù)車型的特點(diǎn)和現(xiàn)況，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)選擇無助力的機(jī)械式轉(zhuǎn)向器。萬向節(jié)選擇中碳合金鋼，調(diào)質(zhì)處理，滾針軸承材料一般采用。為了避免萬向節(jié)傳動(dòng)的不等速性，采取雙萬向節(jié)等速傳動(dòng)，如圖35所示。 圖33 轉(zhuǎn)向盤 圖34 萬向節(jié)因?yàn)閱蝹€(gè)十字軸式剛性萬向節(jié)在輸入軸和輸出軸有夾角的情況下，其兩軸的角速度是不相等的，兩軸夾角越大，轉(zhuǎn)角差越大，萬向節(jié)的不等速特性越嚴(yán)重。如果萬向節(jié)在扭轉(zhuǎn)方向沒有動(dòng)力靠零件的鉸鏈?zhǔn)竭B接傳遞，是剛性萬向節(jié)，根據(jù)設(shè)計(jì)的幾何參數(shù)，本設(shè)計(jì)選擇剛性萬向節(jié)。轉(zhuǎn)向盤輪轂的細(xì)牙內(nèi)花鍵與轉(zhuǎn)向軸連接，轉(zhuǎn)向盤上都裝有喇叭按鈕，有些電動(dòng)飛行器的轉(zhuǎn)向盤上還裝有車速控制開關(guān)和安全氣囊。 圖31 V形斷面齒條 圖32 Y形斷面齒條 電動(dòng)飛行器轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)是轉(zhuǎn)向盤到轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸的一系列零部件，包括轉(zhuǎn)向盤，轉(zhuǎn)向柱，轉(zhuǎn)向軸，萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸，其中萬向節(jié)和轉(zhuǎn)向盤需要簡單設(shè)計(jì)。當(dāng)車輪跳動(dòng)、轉(zhuǎn)向或轉(zhuǎn)向機(jī)工作時(shí)，如在齒條上作用有使齒條旋轉(zhuǎn)的力矩時(shí)，應(yīng)選用V形和Y形斷面齒條，用來防止因齒條旋轉(zhuǎn)而破壞齒輪、齒條的齒不能正確捏合的情況出現(xiàn)。圓形斷面齒條的制造工藝比較簡單。圖22 V形斷面齒條為了使運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性提高，沖擊減小，降低工作噪聲，采用斜齒圓柱齒輪與斜條式轉(zhuǎn)向器。表31 07款奇瑞3 MT基本型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)引擎CACSQR372/直列3缸雙頂置凸輪軸12V多點(diǎn)電噴汽油機(jī)標(biāo)準(zhǔn)變速器手動(dòng)5檔標(biāo)準(zhǔn)排量812cc最大功率38/6000 KW/rpm最大扭矩70/35004000N采用兩端輸入方案時(shí)，由于轉(zhuǎn)向拉桿長度受到限制，容易與懸架系統(tǒng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉。拉桿與齒條用螺栓固定連接。采用側(cè)面輸入，中間輸出方案時(shí)，與齒條固連的左、右拉桿延伸到接近汽車縱向?qū)ΨQ平面附近?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的微型汽車種類繁多，我結(jié)合設(shè)計(jì)的方案選擇了07款奇瑞3 MT基本型，該車的基本配置數(shù)據(jù)如下：齒輪齒條式轉(zhuǎn)向器是由與轉(zhuǎn)向軸作為一體的轉(zhuǎn)向齒輪和常與轉(zhuǎn)向橫拉桿做成一體的齒條組成。 電動(dòng)飛行器轉(zhuǎn)向機(jī)的選擇由于研究的是電動(dòng)飛行器，所以設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向機(jī)應(yīng)該滿足微型車空間小、能源消耗小、成本低等特點(diǎn)，因此我選擇機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向機(jī)選擇應(yīng)用最為廣泛、成本最低的結(jié)構(gòu)體積小的齒輪齒條式轉(zhuǎn)向機(jī)。駕駛員并不能對(duì)這6個(gè)自由度全部實(shí)施單獨(dú)的或彼此完全獨(dú)立的控制。通過改變蓄電池的供油量，可以改變電動(dòng)機(jī)的輸出功率，來控制旋翼的轉(zhuǎn)速。對(duì)于揮舞鉸偏置的旋翼，在改變H力和s力的同時(shí)，也改變了槳毅力矩M份和MoZ。也可以控制螺旋槳來行進(jìn)或控制航向。圖23 機(jī)身平面圖結(jié)合以上幾何參數(shù)，初步確定電動(dòng)飛行器的整體機(jī)架如圖24所示。 因?yàn)闄C(jī)身底板只受很小的氣動(dòng)載荷，幾乎不受結(jié)構(gòu)載荷，所以一層航空層板可以滿足功能強(qiáng)度的要求，能滿足基本強(qiáng)度要求的情況下，對(duì)邊緣材料進(jìn)行一定的修剪，以減輕電動(dòng)飛行器的重量。由于電動(dòng)飛行汽車的最大設(shè)計(jì)平飛速度為200km/h，屬于中速電動(dòng)飛行器之列，所以其機(jī)身的外形設(shè)計(jì)主要是按照內(nèi)部裝載的需要以及安裝機(jī)翼、電動(dòng)機(jī)、尾翼的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，當(dāng)然也必須兼顧氣動(dòng)力的要求。（5）行駛距離：300km。（3）速度：≤300km/h ，不能太高也不能太低，以保證實(shí)用性