【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 16 1i —— 變速器一檔傳動 比為 ； g?—— 變速器傳動效率，取 96%。還有，變速器中心 距 取得過小，會使變速器長度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞 [11]。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。將各數(shù)代入式中得 ： q= 則變速器其他各擋的傳動比為 1 ? 2 ? 3 ? 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 15 4 ? 5 ? 6 ? 7 ? 8 ? 9 ? 10 ? 11 1gi ? 12 ? 主副箱傳動比為 611 2 7.. .. .. 4 .4 6ggg iii ? ? ? ? 中心距 A 的確定 對中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距 A ；它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小有影響，而且對輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。 因此， 本次 設(shè)計的 重型貨車 變速器為 12檔變速器。 檔數(shù)選擇的要求： 相鄰檔位之間的傳動比比值在 以下。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。 將各數(shù)據(jù)代入式 ()中得 ： 1 ? 根據(jù)驅(qū)動車輪與路面的附著條件 ： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 14 ?? 201m ax Gr iiT r Tge ? 可求得變速器一擋傳動比為 ： 式中 ： 2G － 汽車滿載靜止與水平路面時驅(qū)動橋給地面的 載荷，150002 ?G Kg； ? － 道路的附著系數(shù)，計算時取 ?? ～ ； Terg iT rGi ??0max21 ? = 所以取一檔傳動比為 變速器擋數(shù)和傳動比范圍的確定 變速器的檔位數(shù)根據(jù)不同種類車的用途以及 為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。 汽車爬坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力 [10]。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 第 3 章 變速器 齒輪參數(shù)選擇及 齒數(shù)分配 汽車 主要技術(shù)參數(shù) 型號 陜西陜汽 發(fā)動機(jī)額定功率 (kw) 193 外廓尺寸 (mm)(長 寬 高 ) 11916 2500 3162 發(fā)動機(jī)最大 轉(zhuǎn) 矩 () (3000～ 3500r/min) 646 輪距 (前 )(mm) 1939 滿載軸荷 前 (kg) 13000 輪距 (后 )(mm) 1800 后 (kg) 16000 軸距 (mm) 前 中（ 4000） 中 后（ 1350） 主減速器減速比 最高車速 (km/h) 90 載質(zhì)量 (kg) 14000 最大爬坡度 (%) 整車整備質(zhì)量 (kg) 15000 輪胎規(guī)格 滿載總重 (kg) 29000 變速器 擋數(shù)和 傳動比的確定 主減速比的確定 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。在 變速器 零部件的 結(jié)構(gòu) 選擇部分 中 ，對變速器齒輪、 軸、 換擋機(jī)構(gòu)的形式和變速器防止自動脫擋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析和說明。上海 SH130 型載重 汽 車的變速器互鎖機(jī)構(gòu)就采用這種型式。 操縱桿撥頭置于鉗 口 中，鉗形板可繞 A 軸轉(zhuǎn)動。 圖 23互鎖銷式工作原理 擺動鎖塊式 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 10 圖 24 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 檔住其他兩個變速叉軸槽，保證換檔時不能同 時掛入兩檔。 圖 23， a 為空檔位置，此時任一 叉 軸可自由移動。由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動等原因，都會導(dǎo)致自動脫擋。對于常用的檔位則采用同步器或嚙合套。 上述三種換檔方案，可同時用在同一變速器中的不同檔位上。其缺點(diǎn)是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。使用同步器可減輕結(jié)合齒在換檔時引起的沖擊及零件的損壞。它的缺點(diǎn)是增大了變速器的軸向尺寸，未能徹底消除齒輪端面所受到的沖擊。這種結(jié)構(gòu)具有斜齒輪的傳動優(yōu)點(diǎn)，同時克服了滑動齒輪換檔時沖 擊力集中在 12 個輪齒上的缺陷。 2. 嚙合套換檔：用接合套換檔，可將構(gòu)成某傳動比的一對齒輪，制成常嚙合斜齒輪。滑動直齒輪換檔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并要保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于 6～ 20mm。第二軸后端常采用 深溝球軸承 ，用來承受軸向力和徑向力。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然 有直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 8 圖 22 常見的十二檔變速器 變速器軸承的選擇 變速器軸承常采用 深溝球軸承、 圓柱滾子軸 承 圓錐滾子軸承、 滾針軸承、 滑動軸套等等。 設(shè)計變速器軸時主要考慮以下幾個問題：軸的結(jié)構(gòu)形狀，軸直徑、長度、軸的強(qiáng)的和剛度，軸上花鍵型式和尺寸。軸的鋼的不足，在負(fù)荷作用下，軸會產(chǎn)生過大的變形，影響齒輪的正常嚙合， 產(chǎn)生過大的噪聲，并會降低齒輪的使用壽命。 所以本設(shè)計 各檔均 選用直齒輪 。 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 齒輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種 。 在三軸式變速器中，普遍采用具有直接檔的傳動方案，并盡可能地將使用時間最多的檔位設(shè)計成直接檔。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過高而造成表面點(diǎn)蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支撐較遠(yuǎn)處較好。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 7 除此以外，倒擋的中間齒輪位于變速器的左側(cè)或右側(cè)對倒擋軸的受力狀況有影響，與此同時 為防止意外掛入倒擋，一般在掛倒 擋時設(shè)有一個掛倒擋時需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員注意 傳動機(jī)構(gòu)布置 其他問題 的分析 各檔齒輪在變速器中的位置安排，應(yīng)考慮齒輪的受載狀況。倒擋的傳動比雖然與一擋的傳動比接近，但因為使用倒擋的時間非常短，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。 綜上所述本次設(shè)計選擇第 6 種倒擋布置方案。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車倒擋傳動采用圖 22g 所示方案。圖 22e 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。圖 22c所示方案能獲得較大 的倒擋傳動比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖 22b 所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長度。前者雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是中間傳動齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對稱變化的彎曲應(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，并使倒擋傳動比略有增加。 與前進(jìn)擋位比較，倒擋使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實現(xiàn)換 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 6 倒擋，故多數(shù)方案采用直齒滑動齒輪方式換倒擋。在結(jié)構(gòu)布置上，要注意在不掛入倒檔時，不能與第二軸齒輪有嚙合情況。 ，有利于提高加速性。體積小，質(zhì)量輕，降低噪音，提高壽命。 綜上所述，由于 本次設(shè)計的為重型貨車變速器 ， 布置形式采用發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動， 變速器 布置的 空間較 大 ，對變速器的 結(jié)構(gòu) 要求較高，要求運(yùn)行 時 噪聲 要 小，故選用 雙中間 軸 十二檔 變速 檔，并且 五 檔為直接檔 1 ，六檔為超速檔。采用傳動比小于 1（約為 ～ ）的超速擋，可充分地利用發(fā)動機(jī)功率，降低單位行駛里程的發(fā)動機(jī)曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會減少發(fā)動機(jī)的磨損，降低燃料消耗。但擋位數(shù)的增多也使變速器的尺寸及質(zhì)量增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本提高，操縱也復(fù)雜。 通常，有級變速器具有三個、四個、五 個前進(jìn)擋；重型載貨汽車和重型越野車則采用多擋變速器，其前進(jìn)擋位數(shù)多大 6～ 16 個甚至 20 個。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 5 機(jī)械式變速器具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造成本 低 和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。盡管如此，一般變速器的結(jié)構(gòu)形式，仍具有很多共同點(diǎn)。 除此以外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小，制造成本低，維修方便等要求，滿足汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 對于變速器的要求： (l)保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性； (2)設(shè)置空檔，用來切斷發(fā)動機(jī)的動力傳輸； (3)設(shè)置倒梢，使汽車能倒退行駛； (4)設(shè)置動力輸出裝置； (5)換檔迅速、省力、方便； (6)工 作可靠。副箱采用一對直接檔齒輪傳動和一對減速檔齒輪傳動并采用鎖銷式同步器來改變傳動比 。 在本設(shè)計中主要設(shè)計是帶有主副變速箱的三軸式十二檔變速器。變速器設(shè)有空檔，可在發(fā)動機(jī)起動、汽車滑行或停車時使發(fā)動機(jī)的動力停止向驅(qū)動輪工作。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 4 第 2 章 傳動方案及零部件結(jié)構(gòu)分析 變速器用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器的發(fā)展使汽車好像有了人的智慧，甚至比人更善于思索，它根據(jù)外界路面的變 化，經(jīng)過計算，代替人作出準(zhǔn)確聰明的決斷。將變速器智能化，并且普及到 大 眾化的汽車 上。變速器智能化、集成化 是 信息、電子集成技術(shù)和控制技術(shù)．與變速器技術(shù)的結(jié)合。陶瓷材料、高分 子 聚合物、納米材料、梯度材料、表面渡膜技術(shù)等獨(dú)特的性能特點(diǎn)，將對變速器的性能產(chǎn)生重要的影晌： (3)高性能、低成本、微型化。材料科學(xué) 域 技術(shù)是 21 世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。變速器的節(jié)能 與環(huán)境保護(hù)既包括傳動系本身的節(jié)能與環(huán)境保護(hù)，也包括發(fā)動機(jī)的節(jié)能 與 保護(hù)。 目 前自動變速器得到 了廣 泛的應(yīng)用。固定 軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多剛于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車上 ，中 間 軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的汽車上。 根據(jù)軸的形式分為：同定軸式，旋轉(zhuǎn)軸式。 21 世紀(jì)能源與環(huán)境、先進(jìn)的制造技術(shù)、新型材料技術(shù)、信息與控制技術(shù)等是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要領(lǐng)域，這些領(lǐng)域的科技進(jìn)步推動 了 變速器技術(shù)的發(fā)展。 目 前國內(nèi)外的變速器主要向著 多檔位 方向發(fā)展， 多檔位 變速器在實際 中 所占的比例越 來越大，目 前有 一 部分重型載貨汽車上使用的是 多檔 變速器。 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展方向 變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的總要組成 部分 ，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的 一 項 重 要依據(jù)。 全套圖紙，加 153893706 變速器的結(jié)構(gòu) 除了對 汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性 有影響同時對汽車 操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。 變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內(nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定車速是難以達(dá)到的。 但變速器設(shè)計一直是汽車設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速， 同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作 。 關(guān)鍵詞： 變速器；傳動比；參數(shù)；設(shè)計計算；校 核 ；齒輪；軸 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 II ABSTRACT Transmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, Automotive transmission parts in the automobile assembly of an important part of the main drive system. Transmission of the power structure of the vehicle, economy, manipulation of the reliability and portability, the smooth drive and have a direct impact on efficiency. This design study of the threeaxis 12speed manual transmission, t