【正文】 速能在相當大的范圍內變化，因此要用齒輪傳動來適應駕駛時車速的變化。 手動機械變速器可以完全遵從駕駛者的意志，且結構簡單、傳動效率高、故障率相對較低、經(jīng)濟性好 、環(huán)保性強 、 物美價廉 ,因此在市場上仍占有 一席之地，開發(fā)手動機械變速器也適應當代世界經(jīng)濟的發(fā)展和需要。 全套圖紙，加 153893706 變速器發(fā)展和國內外研究現(xiàn)狀 教練車都是手動 早期的汽車傳動系，從發(fā)動機到車輪之間的動力傳遞形式是很簡單的，一般都采用皮革作襯墊的油浴離合器。自 20世紀 40 年代起人們就不遺余力地發(fā)展自動變速器 1940 年奧茲莫比爾采用液力自動變速器，這是在批量生產的美國汽車上最早采用的全自動變速器，也是第一臺現(xiàn)代意義上的自動變速器。 1983 年，豐田汽車公司生產了A140E 型自動變速驅動橋。在我國上海通用汽車公司在其生產的別克轎車上裝備了 4T65E 型電控自動變速器，這是我國第一家汽車公司將自動變速器作為標準裝備裝于轎車 。而在日本變速器市場， CVT 的市場占據(jù)絕對優(yōu)勢。另外，現(xiàn)在在我國的汽車駕校中， 變速器的，除了經(jīng)濟適用 輕的司機還是崇尚手動，尤其是喜歡超車時手動變速帶來的那種快感，所以一些 之外，關鍵是能夠讓學員打好基礎以及鍛煉駕駛協(xié)調 ??1性 。 研究的基本內容 本次設計的具體內容是結合設計要求， 在保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性的前提下， 利用所選定的發(fā)動機參數(shù)，完成變速器結構布置和設計。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 第 2 章 機械式變速器 方案的 設計 變速器的功用和要求 變速器的功用是根據(jù)汽車在不同的行駛條件下提出的要求，改變發(fā)動機的扭矩和轉速，使汽車具有適合的牽引力和速度，并同時保持發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。在有動力輸出需要時，還應有功率輸出裝置。在汽車整體設計時，根據(jù)汽車載重量、發(fā)動機參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動比，來滿足這一要求。汽車在行駛過程中，變速器內不應有自動跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。 （ 3） 重量輕、體積小。 選用優(yōu)質鋼材，采用合理的熱處理，設計合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。為減小齒輪的嚙合損失，應有直接檔。 （ 5） 噪聲小。 變速器結構方案的確定 變速器傳動機構的結構分析與型式選擇 有級變速器與無級變速器相比，其結構簡單、制造低廉，具有高的傳動效率（ η=~），因此在各類汽車上均得到廣泛的應用。 傳動比范圍是變速器低檔傳動比與高檔傳動比的比值。目前，轎車變速器的最高傳動比范圍為 ~；一般用途的貨車和輕型以上的客車為 ~；越野車與牽引車為 ~。 變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動機的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟性及平均車速，從而可提高汽車的運輸效率，降低運輸成本。因此，直接操縱式變速器檔位數(shù)的上限為 5 檔。 某些轎車和貨車的變速器，采用僅在好路和空載行駛時才使用的超速檔。但與傳動比為 1 的直接檔比較，采用超速檔會降低傳動效率。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應用。將第一、第二軸直接連接起來傳遞 扭矩則稱為直接檔。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點。因此。其缺點是：除直接檔外其他各檔的傳動效率有所下降。 1— 第一軸； 2— 第二軸； 3— 同步器 圖 兩軸式變速器 示意圖 與三軸式變速器相比 ， 兩軸式變速器 結構簡單、緊湊且除 倒 檔外其他各檔的傳動效率高、噪聲低。兩軸式變速器則方便于這種布置且 使傳動系 結構簡 單。除倒檔常用滑動齒輪外，其他檔均采用常嚙合斜齒輪傳動； 低 檔的同步器多裝在第二軸上，這是因為一檔的主動 齒輪尺寸小，裝同步器有困難；而高檔的同步器也可裝在第一軸的后端，如圖。另外，低檔傳動比取值的上限 也受到較大限制 ,但這一缺點可通過減小各檔傳動比同時增大主減速比來取消。后者比直齒輪有更長的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復雜些且在工作中有軸向力。但是在本設計中， 倒檔齒 輪采用直 齒輪。 兩軸式變速器沒有直接檔，因此在高檔工作時齒輪和軸承均受載，因此噪聲較大也曾加了磨損，這是它的缺點。 ( a ) ( b ) ( c ) （ d ） 圖 兩軸式變速器的傳動方案 圖 中的 (a)、 (b)、 (c)、 (d)分別示出來了幾種兩軸式變速器的傳動方案，它們的共同的特點是： 一檔和倒檔的齒輪都布置的靠近支撐 。也有設置附加支撐的，如圖 中（ d）， 這些措施均可減小齒輪的磨損及降低噪音。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 倒檔傳動方案 圖 倒檔傳動方案 圖 為常見的倒擋布置方案。但換擋時有兩對齒輪同時進入嚙合，使換擋困難。圖 （ d） 所示方案針對前者的缺點做了修改，因而取代了圖 （ c） 所示方案。圖 (f)所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。其缺點是一，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構復雜一些。因為變速器在一擋和倒擋工作時有較大的力，所以無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應當布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。 變速器主要零件結構的方案分析 變速器的設計方案必需滿足使用性能、制造條件、維護方便及三化等要求。 齒輪型式 的選擇 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導致變速器的轉動慣量增大。但是，在本設計中由于一檔采用的是常嚙合方案，因此一檔也采用斜齒輪傳動方案，即除倒檔外，均采用斜齒輪傳動。 直齒滑動齒輪換檔的特點是結構簡單、緊湊，但由于換檔不輕便、換檔時齒端面受到很大沖擊、導致齒輪早期損壞、滑動花鍵磨 損后易造成脫檔、噪聲大等原因，除一檔、倒檔外很少采用。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動載荷，提高了齒輪的強度和壽命。結合套換檔結構簡單，但還不能完全消除換檔沖擊，目前在要求不高的檔位上常被使用。其缺點是結構復雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質同步環(huán)的使用壽命較短。 利用同步器換擋，其換擋行程要比滑動齒輪換擋行程短。為了操縱方便，要求換入不同檔位的變速桿行程應盡可能一樣，如利用同步器或嚙合套換擋，就很容易實現(xiàn)這一點。 .防止自動脫檔的措施 自動脫檔是變速器的主要故障之一。為解決這一問題，除工藝上采用措施以外，目前在結構上采取措施且行之有效的方案有以下幾種： (1)將嚙合套做得長一些 如 圖 中 (a）或者兩接合齒的嚙合位置錯開 如圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 中 （ b），這樣在嚙合時使接合齒端部超過被接合齒約 1～ 3mm。 (2)將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。?～ ），這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動脫檔 如圖 中 （ c）。 ( （ a) (b) （ c） （ d） 圖 常見嚙合套形式 在本設計中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的。同步器的結構如圖 所 ??3示 ： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 l、 4同步環(huán) 。3接合套 。6— 滑塊 。8卡環(huán) 。 11齒輪 圖 鎖環(huán)式同步器 本章小結 通過對變速器傳動方案的分析，確定了變速器軸的布置方案， 選擇 齒輪 的形式 ，倒檔的傳動方案， 討論了防止自動脫檔的方法，換擋機構 與同步器 的 工作原理的 分析與 選擇，為下一步做好準備 。目前，乘用車一般用 4～ 5個檔位的變速器。 本設計采用 4 個檔 。目前乘用車的傳動比范圍在 ~ 之間，總質量輕些的商用車在 ~ 之間，其他商用車更大。故有 （ ） 則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動比為 （ ） 式中 ： m—— 汽車總質量； G—— 重力加速度； ψmax—— 道路最大阻力系數(shù)； rr—— 驅動輪的滾動半徑； Temax—— 發(fā)動機最大轉矩； i0—— 主減速比； η—— 汽車傳動系的傳動效率。 由已知條件：滿載質量 1030kg； rr=； Te max=138Nm； i0=； η=。 變速 器各檔傳動比的確定 發(fā)動機轉速與汽車行駛速度之間的關系為 ? ?500 .3 7 7 /aau r n u i? （ ） 式中 ： au —— 汽車行駛速度， au =161km/h。 gi —— 變速器傳動比，最高檔傳動比為 4gi ，最低檔傳動比為 1gi ； 0i —— 主減速器傳動比。 中間檔的傳動比理論上按公比為 q的等比數(shù)列分配 ： （ ） 實際上與理論上略有出入，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)動機參數(shù)的合 理匹配。 計算的各檔傳動比為： ?i 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 ?i 中心距 A 的確定 中心距對變速器的尺寸及質 量有直接影響，所選的中心距、應能保證齒輪的強度 。對轎車， AK =～ ；對貨車， AK =～ 。 1i —— 變速器一檔傳動比。 計算得： A=~ 取 A=70 軸向尺寸 的確定 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構的布置初步確定。貨車變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關： 四檔 (～ )A 五檔 (～ )A 六檔 (～ )A 當變速器選用常嚙合齒輪對數(shù)和同步器多時，中心距系數(shù) KA應取給出系數(shù)的上限。 本次設計為 轎車四檔變速器，其殼體的軸向尺寸為 （ ～ ） A=210～ 238 變速器殼體的最終軸向尺寸應由變速器總圖的結構尺寸 鏈確 ??6定 。 模數(shù)的選取 齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，影響它的選取因素有很多，如齒輪的強度 、質量、噪音、工藝要求等。由于工藝上的原因同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 所有齒輪的模數(shù)定 為 。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。 螺旋角的確定 斜齒輪咋變速器中得到廣泛的應用。斜齒輪傳遞轉矩時， 為使工藝簡便，可將螺旋角設計成一樣的，中間軸上全部齒輪的螺旋方向應一律取為右旋。 齒寬的確定 齒輪寬度 b 的大小直接影響著齒輪的承載能力， b 加大，齒的承載能力增高。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速 器的重量和縮短其軸向尺寸。 規(guī)定齒頂高系數(shù)取 ?? 。 齒輪尺寸小 又與軸分開，其內徑直徑到齒頂圓處的厚 b 影響齒輪強度。為了使齒輪裝在軸上以后，保持足