【正文】 及結構設計 6，以及具體的結構計算 6 6 6 6 7 9 9 9 10 10 12 13 14 15 15. 2齒輪接觸應力計算 17 19 22 23 23 24 24 25第4章工藝過程設計 26 26 27 28 29結論 30參考文獻 31致謝 33附錄1程序編程 34附錄2英文翻譯 38IV第1章緒論取力器是專用汽車的一個重要部件，是專用汽車實現(xiàn)其專用功能的動力來源。通過本次設計，使所設計的取力器工作平穩(wěn)可靠，傳動效率良好。在確定了基本結構和給定的數(shù)據(jù)基礎上,確定傳動比,設計兩軸中心距,軸的直徑,進一步算得嚙合齒輪的基本參數(shù),進而對齒輪和軸進行校核，同時對軸承進行了選擇。利用斜齒輪，與變速箱中間軸上的斜齒輪嚙合獲得動力，由兩直齒輪嚙合，以及接合套，同步器等的應用，將力傳遞到輸出軸上。本次畢業(yè)設計設計的取力器是與CA1061K28L3型載貨汽車變速箱相配合的取力器。取力器一般情況下安裝在變速器上。本科生畢業(yè)設計（論文）摘要取力器是專用車輛上的重要組成部分，是專用車輛能實現(xiàn)其專用功能的動力來源。取力器的質量好壞，嚴重影響專用車輛的試用狀況。通常取力器是一種齒輪傳動裝置，其主要功用全部或部分的是取出變速器所傳遞的動力，或直接將發(fā)動機的功率通過法蘭和傳動軸傳遞到被驅動的工作機上，使汽車實現(xiàn)特有的專用功能。在設計過程中，取力器的動力是由變速箱中間軸輸入的。最后，由輸出軸通過內外花鍵配合，將力傳遞到下一級機械機構上。在設計過程中，利用CAXA繪圖，運用MATALAB軟件編程。關鍵詞：汽車；取力器；同步器；雙聯(lián)齒輪。隨著國民經濟的快速發(fā)展，專用汽車涉及的行業(yè)也越來越廣泛，由于汽車用途的多樣化，要求取力器必須有動力輸出裝置[16]。在變速器上安裝各種取力裝置可以滿足各種特種車輛的使用要求。取力裝置的用途頗為廣泛，它可用來驅動汽車絞盤傳動裝置、自卸車、炸藥現(xiàn)場混裝車和汽車起重吊油泵、消防車水泵，以及工程機械中各種輔助裝置，如空氣壓縮機、燃油泵、廢料集收器、制冷機等。目前，取力器的傳遞形式多數(shù)是齒輪傳遞。再經另一對齒輪的嚙合傳遞以及齒輪與軸的配合，將動力傳遞出去。最后取力器直齒輪通過嚙合套與軸相連，將動力通過輸出軸傳遞出去[7]。在汽車取力器中使用最為廣泛。其中以兩軸式結構最為普遍；一軸式結構最為簡單；三軸式主要用于輸出有雙速異向用途的取力器，如越野車絞盤取力器；也有原為一軸式或兩軸式后為改變輸出軸旋向而增加一軸新成為兩軸式或三軸式；帶副箱式主要是在原取力器基礎上進一步增速或減速，以擴展其使用性能；單操縱雙輸出式的兩輸出可同軸也可不同軸，但由同一操縱機構同時控制；雙操縱雙輸出式的兩輸出可同軸也可不同軸，但由不同的操縱機構獨立控制。 總體結構：有一軸式、兩軸式、三軸式等幾種形式。 夾心式取力器又稱前夾式取力器或一軸上取力器，系夾在變速箱殼與離合器殼之間并在變速箱一軸上取力的一種多軸齒輪箱，具有傳輸功率大、使用可靠等特點，用在輕、中、重型車底盤上，可改裝消防車和高壓清洗車等車型[14]。第2章取力器概述及基本結構的確定取力器的功用是根據(jù)不同專用車輛，不同行駛條件下提出的要求，將發(fā)動機或變速器傳遞的動力部分或全部的提取出來，作為專用功能的動力源。對取力器的基本要求是[3]：工作可靠，操縱輕便。為減輕駕駛員的疲勞強度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預選氣動換檔或自動、半自動換檔來實現(xiàn) [7]。影響這一指標的主要參數(shù)是取力器的中心距。傳動效率高。噪聲小。取力器由傳動機構和操縱機構組成。與其他結構相比，齒輪傳遞取力器結構簡單，造價低廉，有較高的傳動效率，（η=~）[9]，因此在各類汽車上均得到廣泛的應用。傳動比范圍是取力器低檔傳動比與高檔傳動比的比值。通常取力器具有一個擋位，如果有特殊要求的取力器設置有多個擋位。在汽車取力器中使用最為廣泛的形式是總體結構：有一軸式、兩軸式、三軸式、帶副箱式、單操縱雙輸出式和雙操縱雙輸出式等幾種形式。對于本次設計，有三個備選方案： 方案一：采用三軸式，通過斜齒輪與變速箱相連，將動力引入取力器，再利用齒輪傳遞，通過輸入軸的斜齒輪與中間軸斜齒輪的配合，中間軸齒輪空套在軸上，傳遞力，僅改變傳遞的方向。最后，輸出軸外部鏈接法蘭，利用法連接傳遞動力。方案二：通過斜齒輪與取力器相連將動力引入取力器，同時，與取力器相連的斜齒輪直接與輸出軸上的齒輪配合。當動力傳入時，利用花鍵，將動力傳遞到輸出軸。方案三：將與變速箱連接的斜齒輪變?yōu)殡p聯(lián)齒輪。由于是雙聯(lián)齒輪，所以她的兩個輪齒是同步的。利用直齒輪與輸出軸的直齒輪相配合，將動力傳遞到輸出軸的直齒輪上，輸出軸直齒輪通過接合套與輸出軸鏈接，將動力傳遞到輸出軸上。方案一中，由于是三軸傳動形式，所占空間尺寸較大，結構形式較為復雜。而且，整車安排時也要預留一定得空間給取力器。方案二相對于方案一，空間尺寸有所減少，而且各部分零件都得到了充分的引用。對齒輪的材料要求較嚴格，制造工藝較復雜，成本較高。對于取力器這種成批生產的部件不是很適合。同時又能解決第二種方案的缺陷。直齒輪與輸出軸上的齒輪配合，將動力傳遞到輸出軸上。同時，在第三種方案中，力由輸出軸向下一機構傳遞時不用法蘭而是利用了內花鍵。綜合考慮，本次設計選擇第三種結構布置方案。第3章分析計算及結構設計，以及具體的結構計算已知條件：取力器輸出最大轉矩700NM。 傳動比 [33]初定中心距可用以下公式： [34] 式中：——中心距系數(shù)，— 取——取力器最大轉矩，——取力器一擋傳動比，i= ——取力器傳動效率[3]，求得A=取力器的軸必須有足夠的剛度和強度。；軸的最大直徑d個支承間距離L的比值，對中間軸，d/,對第二軸d/[11]。降低噪聲對轎車有意義，減輕質量對貨車比較重要。根據(jù)齒輪模數(shù)選用的優(yōu)先原則及本取力器的特點，進行模數(shù)的選取，直齒輪為3mm,斜齒輪為4mm[3]。雙聯(lián)齒輪中的斜齒輪 [36] [37] [38] 雙聯(lián)齒輪中直齒輪： m=3. 直齒輪兩嚙合齒輪齒數(shù)和： [39] [310] [311] [37] [38] 直齒輪 m=3?？紤]盡量減少軸向尺寸和質量，齒寬應小些，但齒輪傳動平穩(wěn)性消弱，此時雖然可以用增加齒輪螺旋角來補償，但這時軸承的軸向力增大，使之壽命降低，齒寬窄還會使齒輪的工作應力增加，選用寬些的齒寬，工作時因軸的變型導致沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻。選取斜齒輪的螺旋角應注意以下問題：首先，增大β角使齒輪嚙合的重合系數(shù)增加，工作平穩(wěn)、噪聲降低。時，其彎曲強度驟然下降，而接觸強度仍驟然上升。且，螺旋角的選取必須與所嚙合的斜齒輪的螺旋角相一致[2]。設計時要求輸入軸上的軸承能夠承受一定的軸向力，其余軸向力有箱體承擔。斜齒輪的螺旋角可在下面提供的范圍內選用：中型專用汽車取力器為18176。[4]。壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。，嚙合套或同步器取30186。采用變位齒輪，除了避免齒輪產生干涸，根切和配湊中心距外，還因為取力器不同檔位的齒輪在彎曲強度、接觸強度、耐磨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兼顧。對于本次設計，當直齒輪17時，采用正變位，和它相嚙合的齒輪則采用負變位。而不根切的最小變位系數(shù)ξmin分別為： [315]式中：——齒頂高系數(shù)。時采用非變位齒輪，變位系數(shù)[17]使降低汽車取力器噪聲和百公里油耗、消除換檔沖擊、延長齒輪和傳動系壽命,實現(xiàn)可靠平穩(wěn)迅速而又輕便的換檔,汽車取力器普遍采用了同步器。同步器的工作原理：在變速瞬間,取力器的輸入端和輸出端的轉速都在變化著,輸出端與汽車整車相連其轉動慣量J出相當大,換檔作用時間較短,可認為在換檔的瞬間輸出端轉速是恒定的。通過同步器使將要嚙合的齒輪達到一致的轉速而順利嚙合[10]。取力器的換擋操作，尤其是從高擋向低擋的換擋操作比較復雜，而且很容易產生輪齒或花鍵齒間的沖擊。同步器有常壓式和慣性式。慣性式同步器是依靠摩擦作用實現(xiàn)同步的，在其上面設有專設機構保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊[11]。鎖止角與錐面在設計時已作了適當選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時又會產生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進行嚙合。在同步階段中摩擦力矩隨著錐面角α的減小而增大,為了增大同步器的容量,錐面角α應盡量取小值。 鎖銷式同步器。為了破壞被同步齒輪內錐面上的油膜，增大摩擦力矩，同步環(huán)錐面上需車制螺紋，并在螺紋垂直方向開設排油槽，油槽的大小及數(shù)量應根據(jù)同步環(huán)錐面直徑來確定。同步環(huán)螺紋齒頂寬對摩擦系數(shù)的影響較大，在設計時,～，螺紋牙形角為50176。同步環(huán)錐面直徑和寬度的確定在中間軸結構允許的情況下，為了增大錐面間的摩擦力矩,縮短同步時間,同步環(huán)錐面直徑應盡量取大值。同步環(huán)的材料同步環(huán)的材料采用銅合金，精鍛成型后進行機加工，其強度高，耐磨性好。同步器鎖止角的確定要使同步環(huán)在同步階段中鎖止，必須滿足鎖止條件[3]:tanβ≥R錐μR鎖sinα?！?5176。同步器鎖差的確定由于同步器鎖銷差大換檔沉，鎖銷差小換檔輕便，所以應選擇合適的鎖銷差，～。鎖銷孔的直徑應根據(jù)鎖銷的最大直徑來確定，鎖銷孔兩端的倒角應與鎖銷的倒角一致。齒套接合齒的設計同步器齒套接合齒的模數(shù)、齒數(shù)應根據(jù)所傳遞的最大扭矩來確定。同步時間同步器工作時，要連接兩個部分達到同步器的時間越短越好?，F(xiàn)在，市場上常用的軸承有，深溝球軸承，角接觸球軸承，圓錐棍子軸承，圓柱滾針軸承，調心軸承，圓柱軸承，調心滾子軸承，推力球軸承等多種形式。本次設計對于軸承的選擇，考慮到了該軸承所處位置的，直徑，空間大小以及受力情況。最終由箱體來承受齒輪傳動所產生的徑向力與軸向力。所以選用據(jù)角接觸球軸承7027AC[4]，完全滿足設計所需。所以選用滾針軸承NA6907。軸承的選用應符合國家標準規(guī)定的系列，同時包括軸的直徑，但應以齒輪作為選取軸承的標準，因為軸承是標準件。取力器操縱機構的功用是使駕駛員能夠根據(jù)道路情況，專用車輛的使用功能準確可靠的掛上或斷開取力器得了連接，使專用車能夠有效地發(fā)揮其專業(yè)功能。用于機械式取力器的操縱機構，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和空擋鎖裝置等主要件組成，并依靠駕駛員手力完成鏈接、斷開或退到空擋工作，稱為手動換擋取力器[14]。在振動等條件影響下，操縱機構應保證取力器不自行掛擋或自行脫擋。為了防止汽車在不需要取力器工作時誤掛上檔，取力器應該設有一個空檔鎖的裝置。當取力器的安裝位置距離駕駛員較遠，情況較復雜的情況下，我們可以采用電控操縱機構，將取力器的撥叉軸上安裝有電信號控制的模塊，模塊的另一端通過電線，與取力器儀表盤相連接，可以通過接觸儀表盤發(fā)出電信號來控制模塊，再由模塊控制與之相連的撥叉軸的動作，來控制取力器的接通和斷開。對于取力器安裝位置距離駕駛員較遠，但是空間位置關系不是十分復雜的情況下，也可以采用氣動控制操縱機構。當取力器布置在駕駛員座椅附近，可以將變速桿直接安裝在取力器上，并依靠駕駛員手力來改變變速桿進而直接完成換擋功能的手動換擋取力器，稱之為直接操縱取力器。近年來，單軌式操縱機構應用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各擋同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構簡化，但它要求各擋換擋行程相等[15]。取力器自鎖、互鎖、空擋鎖裝置：自鎖裝置：掛擋后應保證結合套于與結合齒圈的全部套合（或滑動齒輪換擋時，全齒長都進入嚙合）。為此在操縱機構中設有自鎖裝置。當撥叉軸位置處于空擋或某一擋位置時，鋼珠壓在凹坑內。互鎖鎖裝置 ：當中間換擋撥叉軸移動掛擋時，另外兩個撥叉軸被鋼球瑣住。空擋鎖裝置 ：當換擋桿下端向空擋撥叉軸移動時，必須壓縮彈簧才能進入空擋撥叉軸上的撥塊槽中。取力器箱體主要是采用鑄鐵進行鑄造。內壁尺寸的大小要根據(jù)取力器內部結構，各組成關系，以及各個組成零件的相對位置關系來確定[11]。mm===46mm==57. 72mm [319]= 所以的接觸強度合格（2） 一軸雙聯(lián)齒輪直齒輪校核 b=21mmm=3mmmm=======