【正文】 ............................................................................................ 44 附錄 ...................................................................................................... 45 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 1 頁 共 45 頁 引言 低速載貨 汽車 （原四輪農(nóng)用運輸車）：與三輪汽車是 C3駕駛證規(guī)定的駕駛車型。 農(nóng)用運輸車的載質量一般不超過 ， 當前四輪農(nóng)用運輸車載 貨 質量分為 4個等級，包括 、 。我國農(nóng)村運輸?shù)奶攸c是運量小、運距短、貨物分散、道路條件差。低速載貨汽 車主要從事城市市區(qū)或農(nóng)村間中短途距離運輸?shù)慕煌üぞ?，具有機動靈活、快捷方便的優(yōu)勢，特別是在運輸噸位不大且距離又比較近時，低速載貨汽車便發(fā)揮出了巨大優(yōu)勢。變速器是汽車傳動系統(tǒng)中重要的組成部分，它直接影響汽車的動力性和燃油經(jīng)濟性，是汽車的重要部件之一。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 2 頁 共 45 頁 1 緒論 課 題研究的背景和意義 現(xiàn)代汽車的動力設置，幾乎都采用往復活塞式內(nèi)燃機。但其性能與汽車的動力性和經(jīng)濟性之間存在著較大的矛盾。即使在平坦的柏油路上，汽車以低速等速直線行駛，也需要克服約占汽車總質量 %的滾動阻力。若需要滿載汽車在坡度為 9%的道路上等速上坡行駛，僅上坡阻力就達 4824N。而 NJ130 汽車發(fā)動機的最大扭矩只有 205N顯然，如此小的牽引力，不僅不能上坡行駛，即使在平坦的道路上也不能行駛。如發(fā)動機和車輪直接相連，則對應于該轉速所換算的汽車速度，竟達到 458km/h.。 上述發(fā)動機的扭矩、轉速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機本身是無法解決 的。既可使驅動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的若干分之一。如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。當汽車在平坦的道路上，以高速行駛時，可掛入變速器的高速檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時，則應掛入變速器的低速檔。例如， 汽車在同樣的載貨量、道路、車速等條件下行時，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。一般變速器具有四個或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動機燃料消耗量減小。然而，汽車發(fā)動機不能倒轉工作，因此在變速器設立倒檔。 對變速器的要求。汽車行駛過程中，變速器不得有跳檔，亂檔以及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生 ； （ 7）變速器應當有高的工作效率 ； （ 8）變速器的工作噪聲低 。 21 世紀能源與環(huán)境、先進的制造技術、新型材料技術、信息與控制技術等是科學技術發(fā)展的重要領域，這些領域的科技進步推動了變速器技術的發(fā)展。變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的總要組成部分，其技術的發(fā)展，是衡量汽車技術水平的一項總要依據(jù)。 根據(jù)前進檔數(shù)分為：三檔變速器，四檔變速器，五檔變速器，多檔變速器。其中固定軸式又分為：兩軸式變速器，中間軸式變速器，雙中間軸式變速器，多中間軸式變速器。 變速器技術的發(fā)展動向如下： （ 1）節(jié)能與環(huán)境保護：變速器的節(jié)能與環(huán)境保護既包括傳動系本 身的節(jié)能與環(huán)境保護，也包括發(fā)動機的節(jié)能與保護。各種新型材料在變速器中的應用已經(jīng)推動了汽車技術的發(fā)展和性能的提高； （ 3）高性能、低成本、微型化：高性能、高效、精密、低噪聲、長壽命、重量輕、體積小、低成本一直以來是變速器的發(fā)展方向； （ 4）智 能化、集成化：變速器智能化、集成化是信息、電子集成技術和控制技術與變速器技術的結合。將變速器智能化，并且普及到大眾化的汽車上。變速器的發(fā)展使汽車好像有了人的智慧它根據(jù)外界路面的變化，經(jīng)過計算，代替人作出準確聰明的決斷。 變速器的設計方法和研究內(nèi)容 在本次設計中，由于是對傳統(tǒng)的變速器進行改進性設計，我們在設計中參考了 低速載貨汽車 YK4015P 宇康牌 的變速器，采用了鎖環(huán)式同步器換檔方式。 在設計的 第一階 段 ，通過在網(wǎng)上找資料，圖書館查看相關書籍，對變速器有了一個大概的了解；在設計的第二階段，通過參考 低速載貨汽車 的變速器，對變速器進行整體結構布置， 確定了最終方案；在設計的第三階段，對齒輪和軸的選擇計算及校核，對同步器和操縱機構的選擇 ；在 設計的 第 四 階段 ， 主要任務是繪制變速器的裝配圖和重要的零件圖，確定零件的精度等級及其它參數(shù)；最后，是對整體論文的編寫 和整理 ，以及對前期設計中的錯誤做出修改。 兩軸式變速器的特點： （ 1）結構簡單；（ 2）變速箱體尺寸小；（ 3）零件布置方便；（ 4）中間檔位傳動效率高和工作噪音低等優(yōu)點；但是，兩軸式變速器不能設置直接檔，一檔速比不可能設計得很大。 綜合考慮，本次關于低速載貨汽車變速器的設計選用中間軸式變速器。 圖 變速器傳動示意圖 1z — 第一軸常嚙合齒輪； 2z — 中間軸常嚙合齒輪； 3z — 第二軸四檔齒輪； 4z — 中間軸四檔齒輪； 5z — 第二軸三檔齒輪； 6z — 中間軸三檔齒輪； 7z — 第二軸二檔齒輪； 8z — 中間軸二檔齒輪； 9z — 第二軸一檔齒輪； 10z — 中間軸一檔齒輪； 11z — 第二軸倒檔齒輪； 12z — 倒檔軸倒檔齒輪； 13z — 中間軸倒檔齒輪； 倒檔布置方案 圖 為常見的倒檔布置方案：圖 （ a） 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，但換檔時有兩對齒輪同時進入嚙合，使換檔困難；圖 (c)方案能獲得較大的倒檔傳動比，缺點是換檔程序不合理；圖 (d)方案對 (c)的缺點做了修改；圖 (e)所示方案是將一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長；圖 (f)所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，檔換更為 輕便；為了縮短變速器軸向長度，倒檔傳動采用圖 (g)所示方案，缺點是一、倒檔各用一根變速器撥叉軸，使變速器上蓋中的操縱機構復雜一些。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 6 頁 共 45 頁 圖 倒檔布置方案 零部件結構方案設計 變速器用 的 齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。與直齒圓柱齒輪相比，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運轉平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點，所以本 次 設計倒 檔 選用直齒輪，其他 檔均 選用斜齒輪。采用軸向滑動直齒齒輪換檔，會在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過早損壞，并伴隨著噪聲。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 。同上述兩種換 檔 方法比較，雖然它有結構復雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛應用。 綜合 考慮 ， 結合實際運用， 本 次 設計所有檔 均 選用同步器換檔。 第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔 尺寸足夠時，可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承 ； 變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，按直徑系列一般選 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 7 頁 共 45 頁 用中系列球軸承或圓柱滾子軸承 ； 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動的地方 ； 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較寬因而容量大、可承受高負荷等優(yōu)點，但也有需要調(diào)整預緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點。 3 變速器主要參數(shù)的設計與計算 根據(jù)相關要求，為了便于計算， 參考了 YK4015P 宇康牌 整車 的一些參數(shù)， 對低速載貨汽車的主要技術參數(shù)進行了一 些 設定，具體參數(shù)如下： 表 低速載貨汽車 主要技術參數(shù) 發(fā)動機功率 總質量 4000kg 發(fā)動機轉矩 主減速器傳動比 轉矩轉速 1800r/min 最高車速 檔數(shù)的選擇 增加變速器的檔數(shù)能夠改善汽車的動力性和經(jīng)濟性。 在最低檔傳動比不變的條件下，增加變速器的檔數(shù)會使變速器相鄰的低檔與高檔之間的傳動比比值減小，使換檔工作容易進行。傳動比范圍的確定與選定的發(fā)動機參數(shù)、汽車的最高車速和使用條件等因素有關。 出于對變速器的綜合考慮，并結合實際，中間軸式變速器選用 五 檔變速器，本課題是關于低速載貨汽車變速器的設計，不需要設置超速檔，直接把最高檔五檔設置為直接檔，五檔傳動比為 1，即 5i =1。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 8 頁 共 45 頁 一檔傳動比應滿足最大驅動力能夠克服汽車輪胎與路面的滾動阻力及最大爬坡阻力 ： ma x0ma x ?? mgr iiT r tge ? （ 31） 由上述公式可得： terg iT rmgi ??0maxmax1 ? （ 32） 式中： maxeT —— 最大轉矩 ， mmNT e ??? 3m a x 10240 ； r —— 車輪半徑 ,選用 輪胎規(guī)格 — R16（ 8 級） 則： mmrr ? ； 0i —— 主減速器傳動比， ?i ； t? —— 傳動系傳動效率 %98%96%95 ????t? ； mg —— 汽車重力， ??mg ； 代入公式（ 32） 可得 ： 00 3 ??? ????gi= 根據(jù)車輪與路面的附著條件： ??201ma x Gr iiT r tge ? （ 33） Terg iT Gi ??0max21 ? （ 34） ? 在 ~ 之間 取 ， 2G =31899N； 代入 公 式（ 33） 可得 ： 31 ??? ???gi= 所以 1gi 的取值范圍為： 1 ?? gi ； 由于本車為低速載貨汽車 且沒有 超速檔， 故 初選一檔 齒輪 傳動比取 。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文） 報告用紙 第 9 頁 共 45 頁 中心距的確定 由于變速器為中間軸式五檔變速器，初選中心距 時 可根據(jù)以下的經(jīng)驗公式計算 ： 31ma x geA iTKA ?? （ 35） 式中： A —— 變速器中心距（ mm ）； AK —— 中心距系數(shù)，低速載貨汽車 ~?AK ； maxeT —— 發(fā)動機最大轉距 mNTe ?? 240max ； 1i —— 變速器一檔傳動比為 ?i ； g? —— 變速器傳動效率，取 %96?g? ； 將各參數(shù)代入 公 式（ 35） 可得 ： mmA ~)~( 3 ????? 貨車的變速器中心距 A 在 ～ 范圍內(nèi)變化，初取 ： mmA 88? 。影響變速器的殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機構形式以及齒輪形式。 齒數(shù)參數(shù)的 選擇 齒輪模數(shù)選取的一般原則： （ 1） 為 了減輕質量 ，應該 在 增加模數(shù) 的 同時 ， 減少齒寬； （ 2）為了減少噪聲 ， 應 該在 減小模數(shù) 的同時， 增加齒寬； （ 3） 考慮到 強度方面，各檔齒輪應 該選用 不同的模數(shù) ； （ 4） 考慮到 工藝方面，各檔齒輪應該選用 相同的 模數(shù) 。而對于貨車 而言 ， 其作用主要是貨運，應該盡量減少質量 ， 所以 模數(shù) 在可能的情況下 應 該盡量取 大 點 。再根據(jù)國家標準的規(guī)定來取模數(shù)值，如下 表 所示： 表 變速器常用的齒輪模數(shù) 第一系列 — — — — — 第二系列 — — — — — — 在選擇 變速器 齒輪的 模數(shù)時，優(yōu)先選用第一系列 。對于轎車，為了降低噪聲，應選用 176。、 16176。等小些的壓力角 ； 對于貨車，為提高齒輪的彎曲強度和表面接觸強度，應選用 176。等大些的壓力角 ； 國家規(guī)定的標準壓力角為 20176。嚙合套或同步器的壓力角有 20176。、 30176。壓力角。 齒輪的螺旋角 ? 對齒輪工作噪聲、輪齒的強度和軸向力有影響。 試驗證明：隨著螺旋角的增大，齒的強度相應提高，但當螺旋角大于 30176。因此，從提高低