【正文】 .......................... 17 軸的設(shè)計(jì) ............................................ 18 軸的校核 ............................................ 22 軸承的選用及校核 ........................................ 28 變速器軸承型式的選擇 ................................ 28 軸承的校核 .......................................... 29 V 軸承的潤(rùn)滑和密封 .................................... 31 本章小結(jié) ................................................ 31 第四章 變速器同步器的設(shè)計(jì) ......................... 32 同步器的結(jié)構(gòu) ............................................ 32 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 ................................... 33 本章小結(jié) ................................................ 35 第 5 章 主減速器和差速器設(shè)計(jì) .................................. 36 主減速齒輪計(jì)算載荷的確定 ................................ 36 主減速器螺旋錐齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 .............. 38 主減速器齒輪的材料及熱處理 .............................. 43 主減速器軸承的計(jì)算及潤(rùn)滑 ................................ 44 差速器齒輪的幾何尺寸計(jì)算與強(qiáng)度計(jì)算 ...................... 47 本章小結(jié) ................................................ 51 結(jié)論 .......................................................... 52 參考文獻(xiàn) ..................................................... 52 致 謝 ..................................................... 53 附錄 1 ........................................................ 55 附錄 2 ........................................................ 56 VI 1 第一章 緒 論 課題的目的和意義 變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的組成部分，它直接影響汽車(chē)的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，是汽車(chē)的重要組件之一。而且變速器應(yīng)在較大范圍內(nèi)改變汽車(chē)行駛速度的大小和汽車(chē)驅(qū)動(dòng) 輪上扭矩的大小。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)以 10款捷達(dá)車(chē)為參考車(chē)型，設(shè)計(jì)兩軸式變速器。通過(guò)在對(duì)汽車(chē)變速器的學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐過(guò)程中，更好的學(xué)習(xí)并掌握現(xiàn)代汽車(chē)設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的全面知識(shí)，強(qiáng)化我們的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)能力，鍛煉自己利用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)，培養(yǎng)不斷思考和學(xué)習(xí)的能力 。國(guó)內(nèi)的許多微型車(chē)廠在研發(fā)、生產(chǎn)方式上，或是購(gòu)買(mǎi)日本技術(shù)，或是與日方聯(lián)合經(jīng)營(yíng)，自主獨(dú)立開(kāi)發(fā)的能力相對(duì)欠缺。同時(shí)，由于國(guó)際市場(chǎng)的導(dǎo)向，微型車(chē)的根據(jù)地日本在此方面的投入也沒(méi)有更大、更新的研究與發(fā)展。 但是根據(jù)我們國(guó)家的實(shí)際現(xiàn) 狀，目前中國(guó)市場(chǎng)對(duì)微型車(chē)的需求，在短 時(shí)間內(nèi)，甚至相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)微型車(chē)仍然具有一定的發(fā)展的空間。近幾年來(lái)，微型車(chē)的銷(xiāo)售占中國(guó)汽車(chē)總銷(xiāo)售量約 25%。據(jù)了解國(guó)內(nèi)生產(chǎn)微型汽車(chē)如長(zhǎng)安、柳洲五菱等車(chē)廠，后驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)所配的變速器結(jié)構(gòu)先進(jìn)、合理，在滿(mǎn)足同等排量發(fā)動(dòng)機(jī)匹配所需的同時(shí)，市場(chǎng)反映效果也較好。變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系的重要組成部分，其發(fā)展無(wú)疑代表著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，它的設(shè)計(jì)也是汽車(chē)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要部分。 我國(guó)汽車(chē)工業(yè)采用 CAD 技術(shù)，從無(wú)到有，至今已有十多年的歷史。各汽車(chē)廠紛紛引進(jìn)軟硬件并逐步建立了計(jì)算機(jī)輔助 系統(tǒng)。 變速器的設(shè)計(jì)思想 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)匹配的微型車(chē)的基本參數(shù)，及發(fā)動(dòng)機(jī)的基本參數(shù)，設(shè)計(jì)能夠匹配各項(xiàng) 橫置前驅(qū)的 變速器。 研究的主要工作內(nèi)容 3 變速器中各檔齒輪按照檔位先后順序在軸上排列；各檔的換 檔 方式；齒輪與軸的配套方案；軸承支承位 置等結(jié)構(gòu)。 齒輪參數(shù)；各檔齒輪齒數(shù)分配；輪齒強(qiáng)度計(jì)算；軸的設(shè)計(jì)及校核；軸 承的設(shè)計(jì)及校核；同步器主要參數(shù)的選取 。 第二章 變速器主要參數(shù)的選擇和 零件的設(shè)計(jì) 變速器主要參數(shù)的選擇 表 21 基本性能參數(shù) 名 稱(chēng) 數(shù) 據(jù) 總質(zhì)量 m M=2021kg 最大道路阻力系數(shù) max? max? = 最大扭矩 Te nT /max maxeT =140/3500rpm 最大功率 P/n P = 70kw/5600rpm 傳動(dòng)系機(jī)械效率 ? η= 最大爬坡度 max? max? = 最高車(chē)速 hkmu /175max ? 前、 后輪胎規(guī)格 185/60 R16 確定主減速器傳動(dòng)比 4 m a x 0 m a x m a x m a x( c o s s in )e g I TrT i i m g f m gr ? ? ? ?? ? ?maxmax 0rgemg ri Ti? ??根據(jù) max pnrUa ii? （ 21） 式中： maxUa —— 最高車(chē)速， 175km/h； pn —— 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率下的轉(zhuǎn)速， 5600r/min； r —— 車(chē)輪半徑， ； 5i —— 變速器最高 檔 傳動(dòng)比， ； 0i —— 變速器主減速比。 各檔傳動(dòng)比及其齒輪齒數(shù)的確定 檔 數(shù)和傳動(dòng)比 確定 近年來(lái)，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)也采用 5 個(gè)檔位。 汽車(chē)爬陡坡時(shí)車(chē)速不高，空氣 阻力可忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件 求得的變速器 I 檔傳動(dòng)比為： （ 23） 式中 G2汽車(chē)滿(mǎn)載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷； φ路面的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 φ=~。 根據(jù)公式（ 23）可得： igI = 由于汽車(chē)傳動(dòng)系各 檔 的傳動(dòng)比大體上是按等比級(jí)數(shù)分配的，且5i = ， q 為各 檔 公 比 ， 則 2 3 44 3 2 1,i q i q i q i q? ? ? ?，故41iq? =, 4i , 3i =, 2i =,1i =。二軸式變速器的中心局 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)公式初定： (23) 式中 K A中心距系數(shù)。 變速器軸尺寸的確定 變速器的軸向尺寸與 檔 位數(shù)、齒輪型式、換 檔 機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式等都有直接關(guān)系，設(shè)計(jì)初可根據(jù)中心距 A 的尺寸參照下式初選。其中包括：變速器傳動(dòng)方案的布置，中心距的確定，檔 位的設(shè)置，各 檔 傳動(dòng)比的確定及軸向尺寸的確定等。 第三章 變速器 主要部件 計(jì)算與材料的選擇 齒輪的設(shè)計(jì)及校核 齒輪參數(shù)確定及各 檔 齒輪齒數(shù)分配 m 齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。 ? 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20 ，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20 。螺旋角應(yīng)選擇適宜，太小時(shí) 發(fā)揮不出斜齒輪的優(yōu)越性，太大 7 又會(huì)使軸向力過(guò)大。 乘用車(chē)中間軸式變速器為 22 ~34 ，選 26?? 。cb Km? ，其中 cK 為齒寬系數(shù)。 齒 頂高系數(shù)對(duì)重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。 檔 齒輪齒數(shù)的分配 分配齒數(shù)時(shí)應(yīng)注意的是，各 檔 齒 輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。 Z1 =12 Z2 =38. 齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)，采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和湊配中心距以外，它還影響齒輪的強(qiáng)度，使用平穩(wěn)性、耐磨損、抗膠合能力及齒輪 的嚙合噪聲 [6]。 () 702 c o s nZ Z mA m m A??? ? ?； 斜齒端面模數(shù) 2 .8 0c o snt mm m m???； 嚙合角 39。 20???? ； 即為高度變位。 表 31 一 檔 齒輪基本參數(shù) 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式 1 端面壓力角 ta nta n 0 .4 0 8 , 2 2 .1 8c o s ntt????? ? ? 2 分度圓直徑 341 ?? tmzd ?? tmzd 3 齒頂高 )( 10 ??? ta mfh ? )( 20 ??? ta mfh ? 4 齒根高 )( 10 ???? tf mcfh ? 2 7 )( 20 ???? tf mcfh ? 5 齒頂圓直徑 ??? aa hdd 1 02 ??? aa hdd 6 齒根圓直徑 262 ??? ff hdd 952 ??? ff hdd 7 當(dāng)量齒數(shù) 17cos 31 ?? ?zzn c os 31 ?? ?zz n 8 齒寬 ?? mkb c ?? mkb c （ 2）對(duì)中心距進(jìn)行修正 因?yàn)橛?jì)算齒輪和 hZ 后，經(jīng)過(guò)取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的 hZ 重新計(jì)算中心距 A 作為各 檔 齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 （ 3） 確定其他各 檔 的齒數(shù) 根據(jù) i nmn mAzz ?c os2?? mnn zz???tantan （ 4）求出 393?z 164?z ?? ? 。 湊配中心距 7839。7839。 ? ? ，正角度變位。 二 檔 齒輪參數(shù)如表 32。 湊配中心距 5639。5639。 ? ? ，正角度變位。 10 三 檔 齒輪參數(shù)如表 33。 湊配中心距 3439。3439。 20? ?? 。 11 四 檔 齒輪參數(shù)如表 34。 湊配中心距 3439。3439。 20? ?? 12 五 檔 齒輪參數(shù)如表 35 表 35 五檔 齒輪基本參數(shù) 序號(hào) 計(jì)算項(xiàng)目 計(jì)算公式 1 端面壓力角 c ostantan ?? ??? nt ?t? 2 分度圓直徑 ?? tmzd ?? tmzd 3 齒頂高 )( 10 ??? ta mfh ? )( 20 ??? ta mfh ? 4 齒根高 )( 10 ???? tf mcfh ? )( 20 ???? tf mcfh ? 5 齒頂圓直徑 ??? aa hdd ??? aa hdd 6 齒根圓直徑 ??? ff hdd ??? ff hdd 7 當(dāng)量齒數(shù) 38cos31 ?? ?zzn c os 31 ?? ?zz n 8 齒寬 ?? mkb c ?? mkb c （ 5）確定倒 檔 齒輪齒數(shù) 倒 檔 齒輪選用的模數(shù)往往與一 檔 相近。A 。1 2 1 2 1 312 1 , ( ) 5 52Z A m Z Z m m? ? ? ?則 。假設(shè)當(dāng)齒輪 11 和 12 嚙合時(shí)，中心距 39。1 1 1 21 ( ) 6 8 . 7 52A m Z Z A? ? ? ?，且 39。 A mm?? 。 根據(jù)中心距 39。? ： 39。c o s ( ) c o s 0 . 9 3 9 72 m ZZA??? ? ?，故 39。 根據(jù)齒數(shù)比 1312 Zu Z??，查得 12 130 , 0 .0 5 , 0 .0 5x x x? ? ? ? ?故。倒 檔 齒輪參數(shù)如表 。 輪齒折斷發(fā)生在下述幾種情況下：輪齒受到足夠大的 沖擊