【正文】 =1300 Kg 。由于畢業(yè)設(shè)計(jì)具有特殊的重要意義，在兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間里我們到單位實(shí)習(xí)，并閱讀了大量的汽車資料，虛心向老師請(qǐng)教，且在老師的指導(dǎo)下，將老師傳授的設(shè)計(jì)方法運(yùn)用到自己的設(shè)計(jì)中，使本次畢業(yè)設(shè)計(jì)得以順利完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們?cè)诖髮W(xué)期間所學(xué)知識(shí)的一次檢閱，充分體現(xiàn)了一個(gè)設(shè)計(jì)者的知識(shí)掌握程度和創(chuàng)新思想。經(jīng)過四年的刻苦學(xué)習(xí)，我掌握了四十多門基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，閱讀了大量的專業(yè)書籍，為從事汽車行業(yè)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著汽車工業(yè)的不斷壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計(jì)出更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國(guó)國(guó)情的汽車已經(jīng)是當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)者的緊迫問題，也是我們作為汽車工程本科畢業(yè)生，必須肩負(fù)的重任。前 言變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同要求的需要。變速器在汽車中起著重要的作用，它能使汽車以非常低且穩(wěn)定的車速行駛，而這種低的車速只靠?jī)?nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是難以達(dá)到的。在面臨著前所未有的機(jī)遇的同時(shí)，我們要努力為我們的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。在大學(xué)畢業(yè)，即將走向工作崗位之際，按國(guó)家教委的要求，進(jìn)行了這次設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)總體質(zhì)量的好壞也直接體現(xiàn)了畢業(yè)生的獨(dú)立創(chuàng)造設(shè)計(jì)能力。本人的設(shè)計(jì)題目、要求及任務(wù)是：輕型貨車變速器設(shè)計(jì)（4＋1）檔設(shè)計(jì)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī): Memax=160 N設(shè)計(jì)要求: 采用中間軸式、全同步器換檔。設(shè)計(jì)工作量:集資料、進(jìn)行方案論證、結(jié)構(gòu)分析，確定合理的結(jié)構(gòu)方案。繪制變速器總裝圖1張（0號(hào)圖）、殼體圖1張（0號(hào)圖）、操縱機(jī)構(gòu)總裝圖1張（0號(hào)圖）、（0號(hào)圖）。英譯中大于5000字符（折合中文約大于3000字）。設(shè)計(jì)過程中，本人按時(shí)、按質(zhì)、按量完成了各階段的工作，最終順利完成了設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)出一臺(tái)適用于輕型貨車的四檔變速器。 2008. 5第一章 變速器的功用和要求 現(xiàn)代汽車采用的活塞式內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變化范圍較小，不能適應(yīng)汽車在各種條件下阻力變化的要求，因此在汽車傳動(dòng)系中，采用了可以改變轉(zhuǎn)速比和傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩比的裝置，即變速器。變速器的功用：（1）改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；（3）利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器還應(yīng)能進(jìn)行動(dòng)力輸出。為了減少齒輪的嚙合損失，應(yīng)設(shè)有直接檔。 （5）結(jié)構(gòu)緊湊，盡量做到質(zhì)量輕、體積小、制造成本底。 第二章 變速器的方案論證第一節(jié) 變速器類型選擇及傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)變速器的種類很多，按其傳動(dòng)比的改變方式可以分為有級(jí)、無(wú)級(jí)和綜合式的。其中，固定式變速器應(yīng)用較廣泛，又可分為兩軸式，三軸式和多軸式變速器。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的轎車，如變速器傳動(dòng)比小，則常采用兩軸式變速器。要采用哪一種方案，除了汽車總布置的要求外，主要考慮以下四個(gè)方面：一、結(jié)構(gòu)工藝性兩軸式變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器可用螺旋圓錐齒輪或雙曲面齒輪，而發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)用圓柱齒輪，因而簡(jiǎn)化了制造工藝。因此，對(duì)于相同的傳動(dòng)比要求，三軸式變速器的徑向尺寸可以比兩軸式變速器小得多。三軸式變速器的各前進(jìn)檔均為常嚙合齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，因此壽命比較接近。四、變速器的傳動(dòng)效率兩軸式變速器，雖然可以有等于1的傳動(dòng)比，但是仍要有一對(duì)齒輪傳動(dòng)，因而有功率損失。 轎車，尤其是微型汽車，采用兩軸式變速器比較多，這樣可將變速器和主傳動(dòng)器組成一個(gè)整體，使傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)緊湊，汽車得到較大的有效空間，便于汽車的總體布置。而中、重型載貨汽車則多采用三軸式變速器。第二節(jié) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析根據(jù)第一節(jié)所述，采用中間軸式變速器，在各檔數(shù)相同的條件下，各變速器的差別主要在常嚙合齒輪對(duì)數(shù)，換檔方案和倒檔傳動(dòng)方案。（一）滑動(dòng)齒輪換檔通常是采用滑動(dòng)直齒輪換檔，但也有采用滑動(dòng)斜齒輪換檔的。缺點(diǎn)是換檔時(shí)齒端面承受很大的沖擊會(huì)導(dǎo)致齒輪過早損壞，并且直齒輪工作噪聲大，所以這種換檔方式一般僅用在一檔和倒檔上。用嚙合套換檔，因同時(shí)承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，而輪齒又不參與換檔，因此它們都不會(huì)過早損壞，但是不能消除換檔沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。因此，這種換檔方法目前只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上使用。（三）同步器換檔現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器換檔。同上述兩種換檔方法相比，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大、同步環(huán)使用壽命短等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。上述三種換檔方案，可同時(shí)用在同一變速器中的不同檔位上，一般倒檔和一檔采用結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的滑動(dòng)直齒輪或嚙合套的形式，對(duì)于常用的高檔位則采用同步器或嚙合套.本次設(shè)計(jì)方案一、二檔和三、四檔采用同步器換檔，倒檔使用倒檔軸上滑動(dòng)直齒輪換檔。為實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)有些利用在前進(jìn)檔的傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案，也有利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪的方案。此方案廣泛用于轎車和輕型貨車的四檔全同步器式變速器中。某些輕型貨車四檔變速器采用此方案。方案4.（）所示）此方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)作了修改，因而經(jīng)常在貨車變速器中使用。方案6.（）所示）此方案中，采用了全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔方便。綜合考慮，本次設(shè)計(jì)采用輸出軸上直齒滑動(dòng)換入倒檔換檔方式。但換檔時(shí)容易發(fā)生沖擊，產(chǎn)生噪聲大壽命短。二、設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該滿足的基本要求（一）要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖。（三）應(yīng)使駕駛員得到必要的手感。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。第四節(jié) 變速器傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)各齒輪副的相對(duì)安排位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。比如說是該車是采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)還是發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)動(dòng)等等，這些問題都牽連著變速器的設(shè)計(jì)方案。值得注意的是倒檔，雖然它是平常換檔序列之外的一個(gè)特殊檔位，然而卻是決定序列組合方案的重要環(huán)節(jié)。其中b和c是倒檔與序列不結(jié)合的方案，即掛檔時(shí)，需先換位再掛倒檔。按習(xí)慣，倒檔最好與序列不結(jié)合。 圖 根據(jù)以上的要求，： 圖 三、提高平均傳動(dòng)效率為提高平均傳動(dòng)效率，在三軸式變速器中，普遍采用具有直接檔的傳動(dòng)方案，并盡可能地將使用時(shí)間最多的檔位實(shí)際成直接檔。承受載荷大的低檔齒輪，一般安置在離軸承較近的地方，以減小軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過多。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。二、傳動(dòng)比的選擇汽車在最大爬坡路面上行使時(shí)，最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)能克服輪胎與路面間滾動(dòng)阻力及上坡阻力。即 =sin 把以上參數(shù)代入（31）得： () 以上是根據(jù)最大爬坡度確定一檔傳動(dòng)比，式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，=160 N 由中等比性質(zhì)；得：——檔位數(shù)，取=2,3,4,——檔數(shù)，n=4 ；===(直接檔)===符合q的要求。三、中心矩A對(duì)于中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距A初選中心矩A時(shí)，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算= () —— 中心距系數(shù)：=~,； —— 變速器一檔傳動(dòng)比； —— 變速器傳動(dòng)效率：?。?6％； —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出轉(zhuǎn)矩，單位為（Nm）；∴A=(160)1/3取=89mm四、齒輪參數(shù)選擇（一）模數(shù)的選擇影響齒輪模數(shù)選取的因素很多，如齒輪強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。對(duì)貨車，減輕質(zhì)量比減小噪聲更重要，故齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)。m ——變速器一檔傳動(dòng)比； —— 變速器傳動(dòng)效率：?。?6％；該設(shè)計(jì)選用同一模數(shù)進(jìn)行，故斜齒輪法向模數(shù)取=3；直齒輪模數(shù)取=3（二）壓力角α的選擇壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；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。,15176。176?；?5176。實(shí)際上，因國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20176。（三）螺旋角β選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)注意到它對(duì)齒輪工作噪聲，輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。隨著β增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高，不過，當(dāng)螺旋角大于30176。貨車變速器斜齒螺旋角β的選擇范圍：18176。初選β1,2=25176?！　。ㄋ模X寬b齒寬的選擇，應(yīng)注意到齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)行、齒強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度。一檔齒輪齒數(shù) ⑴斜齒=2 ()選?。?0176。/3= 取=56由進(jìn)行大小齒輪齒數(shù)分配，為使的傳動(dòng)比更大些，取=38,=18；⑵=(+)/(2cos) ()=(38＋18)/(2 cos20176。/3=取=17，=37（圓整）；⑸修正=/() ()=3738/（1728）=%=||/=%5% (合格)；⑹修正由＝(+)/（2cos） ()得＝arccos［(+)/（2A）］= 176。確定二檔齒輪齒數(shù)（?。?0176。/3 = 取=24, =32(圓整)；⑶修正＝/（） ()＝3732/（1724）＝％＝||/100%＝%5% (合格)；⑷＝arccos［(+)/（2A）］=176。確定三檔齒輪齒數(shù)（＝20176。,得＋＝2cos/ =290cos20176。⑸從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，齒數(shù)還必須滿足下列關(guān)系式：tg/tg=/(+)(1+/)tg/tg=/(+)(1+/)=||=兩者相差不大，近似滿足軸向力的平衡條件。初選＝22。修正后各檔的傳動(dòng)比為：i1 =, i2 =,i3 =,i4 =, ir =（六）齒輪精度的選擇根據(jù)推薦，提高高檔位齒輪的性能，取Z1～Z4為6級(jí)，Z5～Z11為7級(jí)。關(guān)于螺旋角的方向，第一、二軸齒輪采用左旋，這樣可使第一、二軸所受的軸向力直接經(jīng)過軸承蓋作用在變速器殼體上，而不必經(jīng)過軸承的彈性檔圈傳遞。（八）齒輪變位系數(shù)的選擇及計(jì)算采用變位系數(shù)，除了避免齒輪產(chǎn)生干涉、根切和配湊中心距以外，還因?yàn)樽兯倨鞑煌瑱n位的齒輪在彎曲強(qiáng)度、接觸強(qiáng)度、使用平穩(wěn)性、耐磨性及抗膠合能力等方面有不同的要求，采用齒輪變位就能分別予以兼故。對(duì)實(shí)際中心距等于已知中心距時(shí)，采用高度變位，反之采用角度變位。使用表明,變速器齒輪大多是因?yàn)辇X面剝落和疲勞斷裂而損壞的,因此,變位系數(shù)只要應(yīng)按提高接觸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。為提高接觸強(qiáng)度,應(yīng)使所選用的變位系數(shù)盡可能取大些,這樣兩齒輪的齒廓漸開線離基圓較遠(yuǎn)，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。為提高耐磨性及抗膠合能力，應(yīng)使所選用的變位系數(shù)能降低兩齒合齒輪的相對(duì)滑動(dòng)系數(shù)，并使兩齒輪齒根外的滑動(dòng)系數(shù)趨于平齊。使用該圖分配變位系數(shù)可不必校核是否干涉，根切，齒頂變尖以及重合系數(shù)過低等情況。176。176。33333320176。20176。20176。本次設(shè)計(jì)的齒輪的材料選用40Cr。可以把齒輪看作是懸臂梁，輪齒根部彎曲應(yīng)力很大，過渡圓角處又有應(yīng)力集中，故輪齒根部很容易發(fā)生斷裂。另一種是受到多次重復(fù)載荷的作用，齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫，裂縫逐漸擴(kuò)展到一定深度以后，齒輪突然折斷。采用下列措施，可提高輪齒的彎曲強(qiáng)度：增大輪齒根部齒厚；加大輪齒根部過渡圓角半徑；采用長(zhǎng)齒齒輪傳動(dòng)；提高重合度；使同時(shí)嚙合的輪齒對(duì)數(shù)增多；使齒面及齒根部過渡圓角處盡量光滑；提高材料的許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。因閉式齒輪在潤(rùn)滑油中工作，齒面長(zhǎng)期受到脈動(dòng)的接觸應(yīng)力作用，會(huì)逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。 提高接觸強(qiáng)度的措施：一方面是合理選擇齒輪參數(shù)，使接觸應(yīng)力降低；另一方面是提高齒面硬度，如采用許用應(yīng)力大的鋼材等。 防止膠合的措施有：一方面采用較大或加有耐壓添加劑的潤(rùn)滑油，提高油膜強(qiáng)度，使油膜不破壞，就可以不產(chǎn)生局部溫升；另一方面可提高齒面硬度，或嚙合齒輪采用不同材料等。（2）彎曲強(qiáng)度計(jì)算直齒輪用下式計(jì)算彎曲應(yīng)力： = （MPa） ()斜齒輪用下列公式計(jì)算： = （MPa） ()式中：——圓周力，=，N； ——應(yīng)力集中系數(shù)，； ——摩擦力影響系數(shù)，； b ——齒面寬 ——端面周節(jié)，=； ——法面周節(jié)，=； ——齒形系數(shù)； ——重合度影響系數(shù)，=。(齒輪的接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的計(jì)算程