【正文】 （410）為了求各齒輪的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和zh 直齒zh=2A/m=（278）/=52 （411）中間軸上的一擋小齒輪的齒數(shù)盡可能取少些，以便使z9/z10的傳動(dòng)比大些，在i1已定的條件下，z2/z1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)置第二軸的前軸的前軸承并保證輪輻有足夠的厚度。要注意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。現(xiàn)在包括我國(guó)在內(nèi)。 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對(duì)重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度、輪齒根切和齒頂厚度有影響?？傋兾幌禂?shù)越小，一對(duì)齒輪齒根總厚度越薄，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(kāi)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(duì)齒輪有相同的中心距，此時(shí)應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行變位。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點(diǎn)，又避免了其缺點(diǎn)。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對(duì)齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。高度變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。由上可得，一擋和倒擋直齒的齒寬b=kcm=3=21mm，其余各擋斜齒b=kcmn==18mm 齒輪變位系數(shù)的選擇原則采用變位齒輪，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。第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)kc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。通常根據(jù)齒輪模數(shù)m（mn）的大小來(lái)選定齒寬：直齒b=kcm，kc為齒寬系數(shù)，~。齒寬過(guò)窄又會(huì)使齒輪的工作應(yīng)力增加?？紤]到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。同時(shí)為了抵消軸向力，規(guī)定中間軸斜齒輪為右旋，第一軸和第二軸斜齒輪均為左旋。~34。~25。圖41 中間軸向力的平衡最后可用調(diào)整螺旋角的方法，使各對(duì)嚙合齒輪因模數(shù)或齒數(shù)和不同等原因而造成的中心距不等的現(xiàn)象消除。 螺旋角β根據(jù)圖41可知汽車(chē)變速器都采用漸開(kāi)線齒形。本設(shè)計(jì)變速器齒輪采用20。所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20。 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。選擇齒輪模數(shù)時(shí)要優(yōu)先選用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。變速器用齒輪模數(shù)的范圍見(jiàn)表41。初定為變速器殼體軸向尺寸為265mm。為檢測(cè)方便，A取整。乘用車(chē)四擋變速器殼體的軸向尺寸為（~）A。 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（過(guò)渡）齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。m）；i0為變速器一擋傳動(dòng)比；ηg為變速器傳動(dòng)效率。此外，受一擋小齒輪不能過(guò)少的限制，要求中心距也要取大些。最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。 中心距對(duì)于中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸軸線之間的距離稱(chēng)為變速器中心距。根據(jù)上式得q=。本車(chē)型最高擋為直接擋，其傳動(dòng)比ig5=。根據(jù)已知條件，G2=mg=18228N，rr=340mm，Temax=185N故有 （41） 則由最大爬坡度要求的變速器1擋傳動(dòng)比為 （42）式中m——汽車(chē)的總質(zhì)量； g——重力加速度； f——道路阻力系數(shù)； αmax——最大爬坡度； rr——驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑； Temax——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； i0——主減速比；ηt——汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。 傳動(dòng)比范圍選擇最低擋傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車(chē)最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著力、汽車(chē)的最低穩(wěn)定車(chē)速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考慮、確定。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車(chē)變速器多用5個(gè)擋。近年來(lái)，為了降低油耗，變速器擋位有增加的趨勢(shì)。該值越小換擋更容易進(jìn)行。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。4 變速器主要參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算 擋數(shù)變速器的擋數(shù)可在3~20范圍內(nèi)變化?；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。當(dāng)采用錐軸承時(shí)，要注意軸承的預(yù)緊，以免殼體受熱膨脹后軸承出現(xiàn)間隙而使中間軸歪斜，導(dǎo)致齒輪不能正確嚙合而損壞。本次設(shè)計(jì)擬采用圓錐滾子軸承，用于支承變速器第一軸第二軸以及中間軸，同時(shí)承受較大的軸向力，圓錐滾子因有直徑較小、寬度較寬，因而容量大，可承受高負(fù)荷和通過(guò)對(duì)軸承預(yù)緊能消除軸向間隙及軸向竄動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，故在一些變速器得到應(yīng)用。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計(jì)成臺(tái)階形狀，也有阻止自動(dòng)脫擋的效果。），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫擋的軸向力，如圖36所示。圖35 防止自動(dòng)脫擋的結(jié)構(gòu)措施Ⅱ3）將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜2。圖34 防止自動(dòng)脫擋的結(jié)構(gòu)措施Ⅰ2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。▇），這樣，換擋后嚙合套后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫擋。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過(guò)被接合齒約1~3mm。由于接合齒磨損、變速器軸剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫擋。為了操縱方便，要求換入不同擋位的變速桿行程也應(yīng)盡可能一樣，如利用同步器換擋，就很容易實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，本設(shè)計(jì)除倒擋均采用同步器換擋。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。結(jié)合套換擋結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但還不能完全消除換擋沖擊，目前在要求不高的擋位上常被使用。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性矩增大。這時(shí)，因同時(shí)承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多。直齒滑動(dòng)齒輪換擋的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但由于換擋不輕便、換擋時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫擋、噪聲大等原因，除一擋、倒擋外很少采用。汽車(chē)行駛時(shí)，由于變速器內(nèi)各傳動(dòng)齒輪有不同的角速度，所以用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋，會(huì)在輪齒斷面產(chǎn)生沖擊，并伴有噪聲，既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。一擋和倒擋我均采用直齒齒輪。與直齒圓柱齒輪比較，斜齒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，這對(duì)軸承不利。本次設(shè)計(jì)的變速器傳動(dòng)效率將達(dá)到95%。但是與直接擋比較，使用超速擋會(huì)使傳動(dòng)效率降低，噪聲增大。某些汽車(chē)變速器有僅在好路或空車(chē)行駛時(shí)才使用的超速擋。圖33 倒擋軸位置與受力分析 其他問(wèn)題常用擋位的輪齒因接觸應(yīng)力過(guò)高而易造成表面點(diǎn)蝕損壞。倒擋設(shè)置在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上都能實(shí)現(xiàn)，不同之處是掛倒擋時(shí)駕駛員移動(dòng)變速桿的方向變了。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32 倒擋布置方案變速器的一擋或倒擋因傳動(dòng)比大，工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作噪聲增加。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32g所示方案，；其缺點(diǎn)是一、倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。圖32e所示方案是將一、倒擋齒輪做成一體，使其齒寬加長(zhǎng)。圖32d所示方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)作了修改。圖32b中所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸上的長(zhǎng)度；但換擋時(shí)要求有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。 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)方案均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒擋。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31d所示方案中的倒擋和超速擋安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度、減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速擋的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)擋的變速器。圖31a所示方案中，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，各中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對(duì)數(shù)、軸的支承方式、換擋方式和倒擋傳動(dòng)方案以及擋位布置順序上有差別。因此，在齒輪中心距(影響變速器尺寸的重要參數(shù))較小的情況下仍然可以獲得大的一擋傳動(dòng)比，這是中間軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。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，直接擋的傳動(dòng)效率高，磨損及噪聲也最小，這是中間軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。中間軸式變速器第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、二軸同心。另外，低擋傳動(dòng)比取值的上限(ig1＝~)也受到較大限制，所以本設(shè)計(jì)選擇中間軸式變速器。中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車(chē)上。m/）185/3500最大功率（Kw）1526主減速比i0驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑rr（mm）3403 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 有級(jí)變速器與無(wú)級(jí)的相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，因此在各種類(lèi)型的汽車(chē)上均得到了廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，變速器操縱機(jī)構(gòu)有向自動(dòng)化方向發(fā)展的趨勢(shì)。變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可按前進(jìn)擋數(shù)或軸的形式不同分類(lèi)，按前進(jìn)擋數(shù)可分為：三擋、四擋、五擋、多擋變速器；按前進(jìn)擋數(shù)可分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式變速器，其中固定軸式變速器又可劃分為兩軸式、中間軸式、雙中間軸式、多中間軸式變速器。汽車(chē)工作的道路條件越復(fù)雜，比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。2 變速器概述 變速器功能及基本要求變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車(chē)在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪牽引力及車(chē)速的不同要求的需要?？傮w來(lái)看，變速器技術(shù)朝著兼顧舒適性、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方向發(fā)展?？刂萍夹g(shù)和電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，使得自動(dòng)變速