【正文】 .............. 1 設(shè)計二軸五檔變速器的目的和意義 ....................... 2 汽車變速器設(shè)計要求 ................................... 2 研究變速的現(xiàn)狀 ....................................... 3 變速器的設(shè)計思想 .......................................... 3 第 2 章 變速器傳動機構(gòu)與操縱機構(gòu)的布置 ........................... 5 變速器傳動機構(gòu)的布置方案 .................................. 5 變速器傳動方案分析與選擇 ............................. 5 倒檔布置方案 .......................................... 6 操縱機構(gòu)布置方案 .......................................... 7 概述 .................................................. 7 典型的操縱機構(gòu)以及鎖止裝置 ........................... 8 本章小結(jié) ................................................. 10 第 3 章 變速器設(shè)計的總體方案 .................................... 11 變速器主要參數(shù)的選擇 ..................................... 11 檔數(shù) ................................................. 11 傳動比范圍 ........................................... 11 變速器各檔傳動比確定 ................................ 12 中心距的選擇 ......................................... 14 齒輪參數(shù)的選擇 ...................................... 14 各擋齒輪的分配及傳動比的計算 ........................ 15 變速器齒輪強度校核 ....................................... 22 變速器齒輪彎曲強度的校核 ............................. 22 輪齒接觸應(yīng)力的校核 ................................... 23 變速器齒輪的材料及熱處理 ............................. 24 軸的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計 ....................................... 25 初選軸的直徑 ......................................... 25 V 軸的強度驗算 ......................................... 26 主減速比的計算 ........................................... 34 主減速齒輪計算載荷的確定 ............................. 34 主減速器基本參數(shù)的選擇 ............................... 35 主減速器螺旋錐齒輪的強度計算 ......................... 37 主減速器齒輪的材料及熱處理 ........................... 40 差速器設(shè)計 ............................................... 40 差速器齒輪的基本參數(shù)選擇 ............................. 41 差速器齒輪的幾何尺寸計算與強度計算 ................... 42 本章小結(jié) ................................................. 45 第 4 章 變速 器同步器其它零件設(shè)計 ................................ 47 運慣性式同步器 ........................................... 47 鎖環(huán)式同步器的結(jié)構(gòu) ................................... 47 鎖環(huán)式同步器的工作原 理 ............................... 47 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 ........................... 48 主要參數(shù)的確定 ........................................... 49 摩擦因數(shù) f ............................................ 49 同步環(huán)主要尺寸的確定 ................................. 50 鎖止角 ? ............................................. 51 同步時間 ............................................. 51 變速器箱體設(shè)計原則 ....................................... 51 本章小結(jié) ................................................. 52 結(jié) 論 ....................................................... 53 致 謝 ....................................................... 54 參考文獻 ....................................................... 55 附錄 1 ........................................... 錯誤 !未定義書簽。 本文設(shè)計研究了兩軸式五擋手動變速器，對變速器的工作原理做了闡述，變速器的各擋齒輪和軸做了詳細的設(shè)計計算，并進行了強度校核，對一些標準件進行了選型。變速箱整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼 體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。 因為變速箱在低檔工作時作用有較大的力，所以一般變速箱的低檔都布置靠近軸的后支承處，然后按照從低檔到高檔順序布置各檔位齒輪。變速器設(shè)有空擋和倒擋。 I 摘 要 變速器是汽車傳動系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的部件，它的設(shè)計好壞將直接影響到汽車的實際使用性能。變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(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，加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利工況范圍內(nèi)工作。需要時變速器還有動力輸出功能。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證裝配容易。一般通過控制軸的長度即控制檔數(shù)，來保證變速箱有足夠的剛性。變速器的傳動方案設(shè)計并 講述了變速器中各部件材料的選擇。 附 錄 2 ........................................... 錯誤 !未定義書簽?？傊?，汽車工業(yè)的發(fā)展水平直接代表著一個國家基礎(chǔ)工業(yè)和國民經(jīng)濟的實力。因此設(shè)計一種適合我國國情的經(jīng)濟型轎車的變速器具有十分重要的意義，而且也符合全球?qū)Νh(huán)境保護的要求，小排量低排放的經(jīng)濟型轎車肯定是未來汽車的主力。 從先進國家來看，動力革命和傳動革命已經(jīng)完成，目前正處于控制革命階段，要解決的主要是機械太 “ 機械 ” ，沒有靈性的問題，過去機械全靠人來操縱控制，然而人的生理和心理能力（感覺器官的功能、頭腦分析的能力和體能）是有限的，操縱汽車這樣復(fù)雜的機械對于人來說體力和腦力負擔(dān)是很重要的，更主要的是單靠人力操縱將阻礙汽車的發(fā)展和其性能的提高。要解決機械信息處理能力問題，機械本身是無能為力的，液壓控制在性能上也達不到要求，必須引入具有良好控制性能和信息處理能力的電子技術(shù)。 變速器是汽車傳動系中一個比較關(guān)鍵的部件，它設(shè)計的好壞直接影響到汽車的使用性能。其中，減少變速器體積，提高變速器可靠性以及改善其與 發(fā)動機的匹配更是當(dāng)前急需解決的重要問題！ 兩軸式變速器與三變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且除到檔外其他 2 各檔的傳動效率高、噪聲低。兩軸式變速器縱置時，傳動系的結(jié)構(gòu)簡單（即輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體從而簡化了制造工藝，降低了成本）。隨著汽車工業(yè)的告訴發(fā)展和現(xiàn)汽車現(xiàn)代設(shè)計方法的開發(fā)和應(yīng)用 ，人們對汽車變速器的設(shè)計要求是越來越高。 汽車變速器設(shè)計要求 汽車傳動系是汽車的核心組成部分。變速器是完成傳動系任務(wù)的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設(shè)計趨勢是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。主要參數(shù)包括中心距、變速器軸向尺寸、軸的直徑、齒輪參數(shù)、各檔齒輪的齒數(shù)等。 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 。國內(nèi)的許多車廠在研發(fā)、生產(chǎn)方式上，或是購買 技術(shù)，或是與 德因此， 我國的轎車 車型及所屬關(guān)緊部件的研發(fā)方面的發(fā)展相對滯后，進而造成國內(nèi)的許多老型產(chǎn)品一 干就是十幾年，甚至二十幾年的尷尬局面。 汽車變速器發(fā)展經(jīng)歷了 100 多年，從最初采用側(cè)鏈傳動到手動變速器 ，到現(xiàn)在的液力自動變速器和電控機械式自動變速器，再向無級自動變速器方向發(fā)展。手動變速器 (MT)主要采用齒輪傳動的降低原理，變速器內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，汽車行駛時的換擋就是通過操縱機構(gòu)使變速器內(nèi)不同的齒輪副工作。與其他機械產(chǎn)品相比，汽車行業(yè)在計算機應(yīng)用的投入比較多。 AutoCAD 在用戶的心目中也變成了二維設(shè)計軟件的縮影。 （ 1） 發(fā)動機排量 升 ； （ 2） 五個前進擋，一個倒檔 ； （ 3） 輸入、輸出軸保證兩 點支承 ； （ 4） 采用同步器，保證可靠平穩(wěn)換擋 ； 4 （ 5） 齒輪、軸及軸承滿足使用要求 。機械式變速器傳動機構(gòu)布置方案主要有兩種：兩軸式變速器和中間軸式變速器。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。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)計的很大。 而中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的汽車上。 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]。就動力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，提高了汽車的加速和爬坡能力。從而能提高汽車生產(chǎn)率，降低運輸成木。 綜上所述，此次設(shè)計變速器是驅(qū)動形式屬于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動，且可布置變速器的空 間較小，對變速器的要求較高，要求運行噪聲小，設(shè)計車速高，故選用二軸式變速器作為傳動方案。大體結(jié)構(gòu)可參考如圖 21所示的結(jié)構(gòu)。圖 22b 方案的優(yōu)點是倒檔利用了一檔齒輪，縮短了中間軸的長度。 7 圖 22 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。變速器操縱機構(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。變速器操縱機構(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。 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。近年來 ，單軌式操縱機構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機 構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等 。 換檔機構(gòu) 變速器換檔機構(gòu)有直齒滑動齒輪、嚙合套和同步器換檔三種形式。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。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。 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)濟性和行駛安全性。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。 防脫檔設(shè)計 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。 圖 24， a 為空檔位置，此時任一叉軸可自由移動。 （ 2） 擺動鎖塊式 圖 25 為擺動鎖塊式互鎖機構(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。操縱桿撥頭置于鉗口中，鉗形板可繞 A 軸轉(zhuǎn)動。 圖 25 擺動鎖塊式互鎖機構(gòu)