【正文】 Z10 。 m一齒輪模數(shù) 2A Zh =一一 m () Zh 一兩咱合齒輪齒數(shù)之和。 各檔齒輪齒數(shù)的分配 在初選變速箱的檔位數(shù)、傳動(dòng) 比 、 中心 距 、 軸向 尺寸 及齒輪模數(shù)和螺旋角并 繪出變速箱的結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖 后 ， 即可對(duì)各檔齒輪的齒數(shù)進(jìn)行分配?，F(xiàn)代轎車變速器多采 用齒頂高系數(shù) 大 于 1 的 高齒齒 輪 (或相 對(duì) 于 短齒齒輪而言而稱為長(zhǎng)齒齒輪 )， 因?yàn)?它 不 僅可使重合度增 大 ， 而 且 在強(qiáng)度、噪 聲 、 動(dòng)載荷和振動(dòng)等方面均比正常 齒高的齒輪有顯著改善，但存在相對(duì)滑動(dòng)速度大、易發(fā)生輪齒根切或齒頂變尖 (齒 頂 厚 小 于 O. 3 m ) 等 問 題。 具體齒輪寬 度 ， 根據(jù)對(duì)齒輪的強(qiáng)度驗(yàn) 算 ， 來(lái)確定。 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 16 一一一 第一軸常咕合齒輪副的齒寬系數(shù)可取大 些 ， 以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。斜齒輪取 。39。 第一軸的常瞄合直齒齒輪寬度系數(shù) 可 以取得大一些，使得接觸線長(zhǎng)度增加、接 觸應(yīng)力降低，以提高平穩(wěn)性和使用壽命。齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒 輪 工 作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒 輪 工 作 時(shí)受力的均勻程度等均有影響。本課題的所有齒輪選用標(biāo)準(zhǔn)齒輪。時(shí)強(qiáng)度 最高，超過 28。 、 小螺旋角 齒形壓力角較小 時(shí) ， 重合度較大，并降低了輪齒剛度，為此能減少進(jìn)入咕合 和退出瞄合時(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。 180 260 重 型車 標(biāo)準(zhǔn) 齒輪 GB135678 低檔、倒檔 。 16. 50 250 45。 b. 齒形、壓力 角 α 和螺旋 角 β 汽車變速箱齒輪的齒形、壓力角和螺旋角按下表取值。 瞄合套和同步器的結(jié)合齒多數(shù)采用漸開線齒 形 ， 由于工藝上的原 因 ， 同一變 速器中的結(jié)合齒模數(shù)相同 。 表 2. 1汽車變速箱齒輪的法向模數(shù) Dh 微型 、 輕 型轎車 |中級(jí)轎車 中型貨車 2. 75 2. 75 3 3. 504. 5 設(shè)計(jì)時(shí)所選模數(shù)應(yīng)符合國(guó)標(biāo) GB135778 規(guī)定〈表 32) 并滿足強(qiáng)度要求。850) 句 2. 7343. 515 從輪齒應(yīng)力的合理性及強(qiáng)度考慮，每對(duì)齒輪應(yīng)有 各 自 的模數(shù)，但 出 于 工 藝考 慮 ， 模數(shù)應(yīng)盡量統(tǒng)一，多采用折衷方案。39。 一汽~ 由公式 (38) 得 : 2T 。.10 。.1 。 壓力角相同、 齒 高 系數(shù)為 0. 8 肘， V ， 240。 Y 一 一 齒形系數(shù) ， 見圖 33。 K f 一 一 摩擦力影響系 數(shù) ， 主動(dòng)齒輪取 ，被動(dòng)齒輪取 。mm。降低噪聲水平對(duì)轎車很重 要 ， 而對(duì) 載貨汽車則應(yīng)重視減小質(zhì)量。 2. 4. 3 齒輪參數(shù) a. 齒輪模數(shù) m 齒輪模數(shù)由輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度或最大載荷作 用 下的靜強(qiáng) 度 所決定。39。3. 5) A 初選軸向尺寸 : ( ) A= () x 103=27839。39。39。2. 8) A 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 13 Jf= J 五檔 (2. 739。 貨車變速箱殼體的軸向 尺 寸 : 四檔 (2. 439。 由公式 (2. 23) 得 : 由公式 (2. 22) 得 : rnax = r。 (2. 23) Temax 一 一 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ， 。 對(duì)多檔主變 速 器 ， 取 9. 511 對(duì)本設(shè) 計(jì) ， 輕型貨車去 9. 4。39。9. 3。對(duì)轎車取 8. 939。三軸式變 速器的 中 心 距 A ( mm ) 可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公 式初 選 : A= KA罰 。233。L39。 2. 3. 4 換擋機(jī)構(gòu)形式 此 變速箱換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、瞄合套和同步器換擋三種形式。中間軸的軸向力應(yīng)力求相 互抵 銷 ， 未抵銷部分由后軸承承受。某些轎車往往在加 長(zhǎng)的第二軸后端設(shè)置輔助支承 ， 并選擇向心球軸承。為 便 于 第一軸的拆 裝 ， 后軸承的座孔直徑應(yīng) 大 于 第一軸齒輪的齒頂 圓直徑。通常是根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)選 定 ，再 驗(yàn)算其壽命。僅 用 于 當(dāng)殼體上無(wú) 足夠位置設(shè)置滾動(dòng)軸承和軸承蓋肘。 固定式中間軸為僅起支承作用的光 軸 ， 與殼體呈輕壓配合并用鎖片等作軸向定位。 旋轉(zhuǎn)式中間軸支承在前后兩個(gè)滾動(dòng)軸承上。當(dāng)一檔、倒檔采用滑動(dòng)齒 輪掛檔 時(shí) ， 第二軸的相應(yīng)花 鍵 則 采用矩形花鍵及動(dòng)配 合 ， 這 時(shí) 不 僅要求磨削 定 心 的 外 徑 ， 一般也要磨削鍵齒 側(cè) ， 而矩形花鍵的齒側(cè)磨削要比漸開線花鍵容易。 第二軸制成階梯式的以 便 于 齒輪安 裝 ， 從受力及合理利 用 材 料來(lái) 看 ， 也是需 要的。 第一軸通常與齒輪做成一 體 ， 其長(zhǎng)度決 定 于 離合器總成的軸向尺寸。 2. 3. 2 軸的結(jié)構(gòu)分析 變速箱軸 在 工 作時(shí)承受轉(zhuǎn)矩及彎矩 ， 軸的明顯變形將影響齒輪正常瞄 合 ， 產(chǎn) 生較大的噪 聲 ， 降低使用壽命。 變速器中的常咱合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪。 11) hl C) 嚀 十 正 d) e) n ω 國(guó) 常見倒檔布置方案 如圖 2. 1 所示是常用的倒檔布置方 案 ， 經(jīng)過對(duì)比比 較 ， 本次設(shè)計(jì)用 g) 所示的 倒檔方案。 倒檔的形式及布置方 案 : 倒檔的使用 率 不 高 ， 所 以 ， 直齒滑動(dòng)齒輪方案換入倒檔被普遍采用。 2. 2. 3 液力機(jī)械式 由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速箱組成，其特點(diǎn)是傳動(dòng)比可在最大值和最小 值之間的 幾 個(gè) 問斷范圍內(nèi)作無(wú)級(jí) 變 化 ， 但結(jié)構(gòu)復(fù) 雜 ， 造價(jià) 高 ， 傳動(dòng)效率低。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， 直接檔的傳動(dòng)效率 高 ， 磨損及噪聲也最小，其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳遞 轉(zhuǎn)矩。 三軸式 三軸式變速箱的第一軸?？泻淆X輪與第二 軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng) 齒輪相咕 合 ， 且第 一 、 二軸同心。除倒 檔常用滑動(dòng)齒輪〈直齒圓柱齒輪 )外 ， 其他檔位均采用常瞄合齒輪 (斜齒圓柱齒 輪 )傳動(dòng)，但兩軸式變速器沒有直接 檔 ， 因此在高 檔 工 作 時(shí) ， 齒輪和軸承均承 載 ， 因而噪聲較 大 ， 也增加了磨損。兩軸式 變速箱的第二軸 (即輸出軸〉與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體。 最近幾年液力機(jī)械變速箱和機(jī)械式無(wú)級(jí)變速箱在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣 泛 ， 根據(jù) 目前廣泛使用變速器的種 類 ， 以及應(yīng)用的范 圍 ， 初步擬定三種設(shè)計(jì)方案。采用這種變速箱的輕型載貨車通常有 339。 綜 上 ， 選擇 5 檔位滿足要求?！?216〉 暫定檔位數(shù)為 5，則 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 8 q =nj199。實(shí)際上，汽車傳動(dòng)系各檔位傳動(dòng) 比大體上按 照 等 比級(jí)數(shù)分配的。 在最低檔傳動(dòng)比不變的條件 下 ，增加 變速箱的檔位數(shù)會(huì)使得變速箱相鄰的低 檔 和 高 檔之間的傳動(dòng)比值減小，使得換 擋 工 作容易進(jìn)行。 因此，此變速器傳動(dòng)比范圍為 1一 ，傳動(dòng)系統(tǒng)最大傳動(dòng)比為 itmax = igJ xio== () 增加變速箱的檔位數(shù)能改善汽車 的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 b. 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的 附 著 條件確定 一檔傳動(dòng)比還應(yīng)滿足 附 著 條 件 : F..__ =墜生旦 F r v/ () 對(duì) 于 后輪驅(qū)動(dòng) 汽 車 ， 最大附著力有如下公 式 : 凡 =Fdl/ =G21f/=g If/ () 取 If/ =， 式 子 中 m2為后軸軸 載 ， 可以從汽車設(shè)計(jì)手冊(cè) 中 查 得 ffi2 = ma 。 磯 一 一 汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng) 效 率 ， 此處取 O. 9。 αmax一 一 最大爬坡要求 : ♂ 一+ 00 r 一 一 驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半 徑 : α一 173。 一 g 一 一 重力加速度 m一 a 。0 (2. 2) a. 當(dāng)汽車爬坡時(shí)車速很 低 ， 可以忽略空氣阻 力 ， 汽車的最大驅(qū)動(dòng)力 Frnax 應(yīng) 為 : 凡盹 =烏 +乓缸 () 各表達(dá)式 展 : T rnaigJioη = mag(fcosαrnax +sinαmax) () r 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 6 Tm 此處 取 一O 0 則 由最大爬坡度要求的變速器 1檔傳動(dòng)比 為 : iJEFnag(fcosαmax+sinαmax) () 5? Te maio39。39。t max= l X39。 要考慮 三 個(gè) 問 題 : 最大爬坡 度 ， 一檔最大動(dòng)力因 數(shù) 、 附著力和汽車最低穩(wěn)定車速。4 = (2. 1) 1 o 則 車輪半徑為 r=。輕型車輪輪胎尺寸根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可選用 ，即輪胎 名 義 寬度 為 英 寸 ， 輪櫚名義直徑為 16 英 寸 ， 貨車輪胎扁平率 為 90一 100， 在此取 90， 則輪 胎直徑可以計(jì)算 為 : d = \(xO. / 9+， 1v 6)x39。 選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí) ， 應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡 度 、 驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著力、 汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減 速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考 慮 、 確定。輕型貨車變速器的傳動(dòng)比變化范圍約為 5， ...， 其他貨車為 7以 上 ， 其中總質(zhì)量在 以下者多 用 四 檔變速 器 ， 為 了 降低 油耗亦趨 向 于 增加 1 個(gè)超速 檔 。 查 表 得 np = 450/mm 表 最大 功 率 轉(zhuǎn)速 n p 的 范 圍 (r/min) 汽油機(jī) 3000 7000 乘用車 40007000 輕 型 、 微型貨車 40005000 中 型貨車 4000 以下 柴油機(jī) 1800 4000 乘用車、輕型、 微 型 貨車 32004000 大貨車 18002600 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 匯 max 和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 nr 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 aP ._ _ _ ._ T ._… =αT_ = 9545x 一 」旦旦 =9545x 一一一一一 = v np 4500 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 4 查 相關(guān)資料 的 生 的值在 至 2. 0 之 間 ， 在此取 ， 計(jì)算 得 nT = 2800/min nT np 一一最大功率時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)速 : 叫 一 最大轉(zhuǎn)矩時(shí)相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩 : 發(fā)動(dòng)機(jī)主要 參數(shù)如表 表 本設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù) 額定 功 率 /轉(zhuǎn)速 (kw/r/min) 85/4500 最大扭 矩 /轉(zhuǎn)速 (N. m/r/min) 226/2800 汽缸數(shù) 4 缸徑〈刪〉 87. 5 2t 輕型 貨車機(jī)械傳動(dòng) 式 變 速箱 設(shè) 計(jì) 5 ∞ 第 2 章 變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算 變速箱的檔位數(shù)和傳動(dòng)比 不同類型汽車的變速 箱 ， 其檔位數(shù)也不盡相同。a max . 76140αmax/ =1/ (4130 X X 0. 02 X 120/3600+ X 2. 34 X 1203/71640) = 84. 4kw 1 . 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 。 ma汽車總質(zhì) 量 ， 此處為 4130kg 。 A 一一 汽 車 正 面投影面積，對(duì)貨車有 A = BJx H BJ 為前輪 距 ， 對(duì) 于 本設(shè)計(jì)輕型貨車取 BJ = l .3m H為汽車正面投影面 積 ， 此處 H = A = BJ x H == 712。 fr 滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)貨車取 。fJr 一 一 傳動(dòng)系統(tǒng)效 率 ， 對(duì)單級(jí)主減速器型驅(qū)動(dòng)橋的 4x2汽車取 。 表 主要 質(zhì) 量 參數(shù) 1)整車整備 質(zhì) 量 ID. mo=2021kg 2)汽 車 裝 載 質(zhì) 量 me me =200Ckg 3)汽車總 質(zhì) 量 m(I =fnou +m e +n*65 ma =4130kg 2)質(zhì) 量 系 數(shù) r) mO r) ..o=m./mo=2021/2021 =1 q 呻 =1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型 1. 2. 1 根 據(jù) 已知數(shù)據(jù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率進(jìn)行估算 由公式 : P.， .… = 1 /magt … +， 一 C一 DA 、 (1.1) 一C3