【正文】 ? ? ? ? ? ? 螺旋角 ? ? 25? 25? ? ? ? ? 26? 26? 分度圓直徑 齒頂高 齒根高 齒全高 齒頂圓直徑 中心距 80 80 80 80 80 基圓直徑 變位系數(shù) 本章小結(jié) 本章主要介紹了變速器主要參數(shù)的選擇，包括確定擋數(shù)、傳動比范圍，根據(jù)最大爬坡度和驅(qū)動輪與地面的附著力確定一擋傳動比和五擋傳動比，進(jìn)而確定其它各擋傳 25 動比，選擇中心距、外形尺寸以及齒輪參數(shù)，根據(jù)變速器的傳動示意圖確定各擋齒輪齒數(shù)，進(jìn)行各擋齒輪變 位系數(shù)的分配。 理論中心距 A= 2 21 zz? tm = 2349? ? = mm 中心距變動系數(shù) ty =tmAA?/ = ? = zy = AAA?/ = ty ?212zz? =? 432 = 則總變位系數(shù) ?x = 根據(jù)齒數(shù)比 1u = 934 =，按線圖分配變位系數(shù)得 1x =，則 2x = ?x － 1x =－ = 二檔： 23 法面模數(shù) nm = 端面模數(shù) tm = ?cosnm = ? ≈ 法面壓力角 n? =20176。 ??? zzmA n mm （ 8）計(jì)算各檔齒輪變位系數(shù) 一檔： 法面模數(shù) nm = 端面模數(shù) tm = ?cosnm = ? ≈ 法面壓力角 n? =25176。 ??? ? zzmA n mm 輸出軸與倒檔軸之間的距離 )( 121339。則一檔傳動比為： ??? zzi （ 2） 對中心距 A 進(jìn)行修正 ?cos2 hnzmA? （ ） mmA os2 ??? ?? 取整得 800 ?A mm， 0A 為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。 （ 1） 一檔齒數(shù)及傳動比的確定 一檔 傳動比為： 25c o s78225c o s2????????hnnhzmmAz?? 取整得 43。 各檔齒輪齒數(shù)的分配以及傳動比的計(jì)算 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 在齒輪加工精度提高以后，包括我國在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為 。若齒頂高系數(shù)小，則齒輪重合度小，工作噪聲大；但因輪齒受到的彎矩減小，輪齒的彎曲應(yīng)力也減少。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) ? ?nmm 的大小來選定齒寬： 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ 。齒寬較小又會使齒輪的工作應(yīng)力增加。 考慮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。因此，從提高低 檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。 試驗(yàn)證明，隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于 30176。 （ 3） 螺旋角 ? 齒輪的螺旋角對齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。 另外還應(yīng)該指出，國外有些企業(yè)生產(chǎn)的乘用車變速器齒輪采用的壓力角不一致，即高檔齒輪采 用小些的壓力角以減少噪聲；而低檔和倒檔齒輪采用較大的壓力角，以增加強(qiáng)度。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。對貨車，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用 176。、 176。、 15176。 （ 2） 壓力角 ? 壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。在少數(shù)情況下，汽車變速器的各檔齒輪均選用相同模數(shù)。 齒輪參數(shù)的選擇 （ 1） 模數(shù) 選取齒輪模數(shù)時一般要遵守的原則是：為了減少噪聲應(yīng) 合理減小模數(shù)，同時增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時減少齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)形式以及齒輪形式。增加變速器殼體壁厚，雖然能提高殼體的剛度和強(qiáng)度，但會使質(zhì)量加大，并使消耗的材料增加，提高了成本。 為了減小質(zhì)量，變速器殼體采用壓鑄鋁合金鑄造時， 壁后取 ～ 4mm 。為了使從第一軸或第二軸后支承的軸承間隙處流出的潤滑油再流回變速器殼體內(nèi)，常在變速器殼體前或后端面的兩軸承孔之間開設(shè)回油孔。放油孔應(yīng)設(shè)計(jì)在殼體的最低處。 為了注油和放油，在變速器殼體上設(shè)計(jì)有注油孔和放油孔。變速器殼壁不應(yīng)該有不利于吸收齒輪振動和噪聲的大平面。 為了加強(qiáng)變速器殼體的剛度，在殼體上應(yīng)設(shè)計(jì)有加強(qiáng)肋。變速器橫向斷面尺寸應(yīng)保證能布置下齒輪，而且設(shè)計(jì)時還應(yīng)當(dāng)注意到殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動齒輪齒頂之間留有 5～ 8mm的間隙，否則由于增加了潤滑油的液壓阻力，會導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲和使變速器過熱。初取 A=78mm。m）； 1i —— 變速器一檔傳動比為 ； g? —— 變速器傳動效率，取 96%。中間檔的傳動比理論上按公比為m ax 111m in nggnniiq ????（其中 n 為檔位數(shù)）的幾何級數(shù)排列，實(shí)際上與理論值略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機(jī)參數(shù)的合理匹配。 （ 3） 各檔傳動比的選定 ： 變速器的 Ⅰ 檔傳動比應(yīng)根據(jù)上述條件確定。公式表示如下： ?? ntge Fr iiT ?10m ax teng iT rFi ??0max1? （ ） 式中 nF —— 驅(qū)動輪的地面法向反力， gmFn 1? ； ? —— 驅(qū)動輪與地面間的附著系數(shù)；對混凝土或?yàn)r青路面 ? 可取 ~ 之間。m； ?i ； g=； ?t? ，把以上數(shù)據(jù)代入（ ）式： ) i (1 ??? ???????? ??gi 滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。用公式表示如下： m a xm a x0m a x s i nc os ??? GGfr iiT tge ?? （ ） 式中 G —— 車輛總重量（ N）； f —— 坡道面滾動阻力系數(shù)（對瀝青路面 μ=~）； maxeT —— 發(fā)動機(jī)最大扭矩（ N 因此，本次設(shè)計(jì)的轎車變速器為 5 檔變速器，最高檔傳動比初定為 左右 各檔傳動比的確定 （ 1） 主減速器傳動比的確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為： 14 iirnuga ? （ ） 式中 au —— 汽車行駛速度（ km/h）； n —— 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（ r/min）； r —— 車輪滾動半徑（ m）； gi —— 變速器傳動比； 0i —— 主減速器傳動比。 傳動比范圍的選擇要求： 相鄰檔位之間的傳動比比值在 以下。影響最低檔傳動比選取的因素有：發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動輪與路面間的附著力、 主減速比和驅(qū)動輪的滾動半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車速等。 傳動比范圍 變速器傳動比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動比的比值。載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用五檔變速器，載質(zhì)量在 ～ 的貨車采用六檔變速器。發(fā)動機(jī)排量大的乘用車變速器多用 5 個檔。m 最大功率時轉(zhuǎn)速 6000r/min 最大轉(zhuǎn)矩時轉(zhuǎn)速 3800r/min 最高車速 189km/h 總質(zhì)量 1712kg 整備質(zhì)量 1162kg 檔數(shù) 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。 13 第 4章 變速器主要參數(shù)的選擇 本次 變速器 設(shè)計(jì)的主要參數(shù)如下表所示。并且對操縱機(jī)構(gòu)做了詳細(xì)的介紹。倒檔鎖采用限位彈簧來實(shí)現(xiàn)，使駕駛員有感覺，防止誤掛倒檔。本次設(shè)計(jì)屬于前置前輪驅(qū)動的轎車，操縱機(jī)構(gòu)采用直接操縱方式，鎖定機(jī)構(gòu)全部采用，即設(shè)置自鎖、互鎖、倒檔鎖裝置。自鎖機(jī)構(gòu)有球形鎖定機(jī)構(gòu)與桿形鎖定機(jī)構(gòu)兩種類型。 鎖止機(jī)構(gòu)還包括自鎖、倒檔鎖兩個機(jī)構(gòu)。 操縱機(jī)構(gòu)還應(yīng)設(shè)有保證不能誤掛倒檔的機(jī)構(gòu)。操縱桿撥頭置于鉗口中，鉗形板可繞 A 軸轉(zhuǎn)動。 圖 互鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) （ 2）擺動鎖塊式 圖 為擺動鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi)，此時，鎖 塊的一個或兩個突起部分 A 檔住其它兩個變速叉軸槽，保證換檔時不能同時掛入兩檔。 圖 ， a 為空檔位置，此時任一叉軸可自由移動。 防脫檔設(shè)計(jì) 互鎖裝置是保證移動某一 變速叉軸時，其它變速叉軸互被鎖住，該機(jī)構(gòu)的作用是防止同時掛入兩檔，而使掛檔出現(xiàn)重大故障。利用同步器或嚙合套換檔，其換檔行程要比滑動齒輪換檔行程小。 11 使用同步器能保證換檔迅速、無沖擊、無噪聲，而與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)，從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。因承 受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套不會過早被損壞，但不能消除換檔沖擊。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。 換檔機(jī)構(gòu) 變速器換檔機(jī)構(gòu)有直齒滑動齒輪、嚙合套和同步器換檔三種形式。近年來 ，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等。 直接操縱式手動換檔變速器當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動換檔變速器，稱為直接操縱變速器。變速器操縱機(jī)構(gòu)操縱第二軸上的滑動齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。 10 變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求 [9]：換檔時只能掛入一個檔位，換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫檔或自動掛檔，防止誤掛倒檔，換檔輕便。 由于本設(shè)計(jì)的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計(jì)中變速器輸入軸、輸出軸的前、后軸承按直徑系列均選用圓錐滾子軸承。滾針軸承、滑動軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對運(yùn)動的地方。此外，還要注意工藝上的有關(guān)問題。 倒檔軸為壓入殼體孔中并固定不動的光軸，并由螺栓固定。此時，軸的表面粗糙度不應(yīng)低與 μm，硬度不低于 58～ 63HRC。兩軸式變速器輸入軸和中間軸式變速器中間軸上的高檔齒輪，通過軸與齒輪內(nèi)孔之間的過盈配合和鍵固定在軸上。當(dāng)變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個滾動軸承有困難時，輸出軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不動。要求齒輪制造精度 9 不低于 7 級。 圖 變速器齒輪尺寸控制圖 齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。 為了減小質(zhì)量，輪輻處厚度 ? 應(yīng)在滿足強(qiáng)度條件 下設(shè)計(jì)得薄些。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于輪齒危險斷面處的厚度。 變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動支承等方式之一與軸連接。 8 第 3章 變速器主要零件的結(jié)構(gòu)方案分析 變速器齒輪 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 7 圖 倒檔的布置方案 綜合考慮以上因素，為了換檔輕便，減小噪聲，倒檔傳動采用圖 所示方案。圖 方案的優(yōu)點(diǎn)是倒檔利用了一檔齒輪，縮短了中間軸的長度。大體結(jié)構(gòu)可參考如圖 所示的結(jié)構(gòu)。 綜上所述，此次設(shè)計(jì)變 速器是驅(qū)動形式屬于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動，且可布置變速器的空間較小，對變速器的要求較高，要求運(yùn)行噪聲小，設(shè)計(jì)車速高，故選用二軸式變速器作為傳動方案。從而能提高汽車生產(chǎn)率，降低運(yùn)輸成木。就動力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會，提高了汽車的加速和爬坡能力。 對不同類型的汽車，具有不同的傳動系檔位數(shù)，其原因在于它們的使用條件不同、對整車性能要求不同、汽車本身的比功率不同 [5]。 而中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動的汽車上。但兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在工作時齒輪和軸承均承載，工作噪聲增大且易損壞，受結(jié)構(gòu)限制其一檔速比不能設(shè)計(jì)的很大。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu) 點(diǎn)。機(jī)械式變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案主要有兩種：兩軸式變速器和中間軸式變速器。 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算 對于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對軸的剛度和強(qiáng)度分別進(jìn)行校核。 變速器主要參數(shù)的選擇 變速器主要參數(shù)的選擇：檔數(shù)、傳動比、中心距、齒輪參數(shù)等。目前國內(nèi)外轎車的電控自動變速器，主要有三種操縱方式，即電子控制氣