【正文】 ，后一位數(shù)字表示驅(qū)動輪數(shù)。采用42驅(qū)動形式的汽車結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，多用于轎車和總質(zhì)量小些的公路用車輛上。 布置形式 汽車的布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身(或駕駛室)的相互關(guān)系和布置特點而言。本次設(shè)計采用發(fā)動機前置前輪驅(qū)動。 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距等。 軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑有影響。而且對汽車的軸荷分配有影響。汽車的輪距B會使車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、側(cè)傾剛度、最小轉(zhuǎn)彎直徑等因素發(fā)生變化、增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度，汽車橫向穩(wěn)定性更好；但是此時汽車總寬和總質(zhì)量增加，會使汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機動性變壞。取定前輪距范圍時，應(yīng)能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，而且轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運動間隙。本車的前輪距為1429mm，后輪距為1422mm。 整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具，備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量。 質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即 。本車取 = 汽車總質(zhì)量是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量。其中，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按計，于是 （21） 式中，為包括駕駛員在內(nèi)的載客數(shù)； 為行李系數(shù)；查表得， 軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。軸荷分配如下：滿載前軸：47%～60% 取為55% ：40%～53% 取為45% ，空載前軸：56%～66%取為60%軸荷為750kg空載后軸：34%～44%取為40% 取為500kg。對于低于或等于100的汽車，加速時間可用加速到60km/h所需的時間來評價t=10。通常要求貨車能克服30%坡度。 最大功率對應(yīng)轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機的在3000～7000r/min，因乘用車最高車速高，值多在4000r/min以上，故取為5400r/min。m)；為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，～,；為發(fā)動機最大功率(kW)；為最大功率轉(zhuǎn)速(r／min)。本車為總質(zhì)量＜4t的汽油機，～。 最小轉(zhuǎn)彎直徑轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。GB7258一1997《機動車運行安全技術(shù)條件》中規(guī)定：機動車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。本車型為轎車, 最小轉(zhuǎn)彎直徑在8~12范圍內(nèi)。本車才用的是42乘用車。=15～22取為20176。 制動性參數(shù)汽車制動性是指汽車在制動時，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定，下長坡時能維持較低的安全車速并有在一定坡道上長期駐車的能力。有關(guān)(GB7258—1997)《機動車運行安全條件》中規(guī)定的路試檢驗行車制動和應(yīng)急制動性能要求見。前、后輪側(cè)偏角之差作為評價參數(shù)。～2176。（2）車身側(cè)傾角 ，車身側(cè)傾角控制在3176。（3）制動前俯角 ，176。 變速器傳動方案分析與選擇機械式變速器傳動機構(gòu)布置方案主要有兩種：兩軸式變速器和中間軸式變速器。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點。但兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在工作時齒輪和軸承均承載，工作噪聲增大且易損壞，受結(jié)構(gòu)限制其一檔速比不能設(shè)計的很大。而中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的汽車上。對不同類型的汽車，具有不同的傳動系檔位數(shù)，其原因在于它們的使用條件不同、對整車性能要求不同、汽車本身的比功率不同。就動力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動機發(fā)揮最大功率附近高功率的機會，提高了汽車的加速和爬坡能力。從而能提高汽車生產(chǎn)率，降低運輸成木。 綜上所述，由于此次設(shè)計的是家庭經(jīng)濟型變速器，驅(qū)動形式屬于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動，且可布置變速器的空間較小，對變速器的要求較高，要求運行噪聲小，設(shè)計車速高，故選用二軸式變速器作為傳動方案。 倒檔布置方案常見的倒檔布置方案如圖31所示。但換檔時有兩對齒輪同時進入嚙合，使換檔困難；圖31c方案能獲得較大的倒檔傳動比，缺點是換檔程序不合理；圖31d方案對31c的缺點做了修改；圖31e所示方案是將一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長；圖31f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，換檔換更為輕便。圖31 倒檔布置方案 零部件結(jié)構(gòu)方案分析齒輪形式變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。變速器齒輪可以與軸設(shè)計為一體或與軸分開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動支承等方式之一與軸連接。要求尺寸應(yīng)該大于或等于輪齒危險斷面處的厚度。為了減小質(zhì)量，輪輻處厚度應(yīng)在滿足強度條件下設(shè)計得薄些。圖32 變速器齒輪尺寸控制圖齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。要求齒輪制造精度不低于7級。當(dāng)變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個滾動軸承有困難時，輸出軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不動。兩軸式變速器輸入軸和中間軸式變速器中間軸上的高檔齒輪，通過軸與齒輪內(nèi)孔之間的過盈配合和鍵固定在軸上。此時，軸的表面粗糙度不應(yīng)低與μm，硬度不低于58～63HRC。倒檔軸為壓入殼體孔中并固定不動的光軸，并由螺栓固定。此外，還要注意工藝上的有關(guān)問題。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。 由于本設(shè)計的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計中變速器輸入軸、輸出軸的前、后軸承按直徑系列均選用圓錐滾子軸承。變速器操縱機構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換檔時只能掛入一個檔位，換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫檔或自動掛檔，防止誤掛倒檔，換檔輕便。變速器操縱機構(gòu)操縱第二軸上的滑動齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。直接操縱式手動換檔變速器當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動換檔變速器，稱為直接操縱變速器。近年來 ，單軌式操縱機構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構(gòu)簡化，但它要求各檔換檔行程相等。這種手動換檔變速器，稱為遠距離操縱手動換檔變速器。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動完成換檔，這種變速器成為電動自動換檔變速器。 典型的操縱機構(gòu)及其鎖定裝置圖33 為典型的操縱機構(gòu)圖定位裝置的作用是將被嚙合件保持在一定位置上，并防止自動嚙合和分離，一般采用彈簧和鋼球式機構(gòu)。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。常嚙合齒輪可用移動嚙合套換檔。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔位及重型貨車變速器上應(yīng)用。同上述兩種換檔方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛應(yīng)用。通過比較，考慮汽車的操縱性能，本設(shè)計全部檔位均選用同步器換檔。常見的互鎖機構(gòu)有：（1）互鎖銷式圖34是汽車上用得最廣泛的一種機構(gòu)，互鎖銷和頂銷裝在變速叉軸之間，用銷子的長度和凹槽來保證互鎖。圖34，b、c、d為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。（3）轉(zhuǎn)動鉗口式圖36為與上述鎖塊機構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖裝置。選檔時操縱桿轉(zhuǎn)動鉗形板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時鉗形板的一個或兩個鉗爪抓住其它兩個變速叉，保證互鎖作用。通常是在倒檔叉或叉頭上裝有彈簧機構(gòu)，使司機在換檔時因有彈簧力作用，產(chǎn)生明顯的手感。自鎖機構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長參加嚙合，并防止自動脫檔和掛檔。倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對變速桿施加更大的力，方能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，以防誤掛倒檔，造成安全事故。采用自鎖鋼球來實現(xiàn)自鎖，通過互鎖銷實現(xiàn)互鎖。 本章小結(jié)本章主要介紹了變速器傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)的類型，分析了各類型機構(gòu)的優(yōu)缺點，并針對所設(shè)計的變速器的類型、特點、及功用，對變速器的傳動方式、操縱機構(gòu)的布置方式、及主要零件的形式，做出了初步的選擇，為后期的設(shè)計工作打下基礎(chǔ)。 檔數(shù)近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。發(fā)動機排量大的乘用車變速器多用5個檔。～，～。檔數(shù)選擇的要求： 因此，本次設(shè)計的轎車變速器為5檔變速器。最高檔通常是直接檔，；有的變速器最高檔是超速檔，～?！?，其它商用車則更大。 變速器各檔傳動比的確定主減速器傳動比的確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為： （41）式中：——汽車行駛速度（km/h）； ——發(fā)動機轉(zhuǎn)速（r/min）； ——車輪滾動半徑（m）； ——變速器傳動比； ——主減速器傳動比。用公式表示如下： （42）式中：G ——車輛總重量(N)； ——坡道面滾動阻力系數(shù)(對瀝青路面μ=~)；——發(fā)動機最大扭矩(Nm；；g=；，把以上數(shù)據(jù)代入（43）式：滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。公式表示如下： （44）式中：——驅(qū)動輪的地面法向反力，； ——驅(qū)動輪與地面間的附著系數(shù)；~。變速器各檔速比的配置按等比級數(shù)分配其它各檔傳動比，即： 中心距的選擇轎車變速器的中心距在60～80mm范圍內(nèi)變化。 變速器的外形尺寸變速器的橫向外形尺寸，可以根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構(gòu)的布置初步確定。乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列公式選用：mm初選長度為240mm。對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對于貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。壓力角壓力角較小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。、15176。、176。對貨車，為提高齒輪強度，176。等大些的壓力角。所以普遍采用的壓力角為20176。、25176。等，普遍采用30176。本變速器為了加工方便，故全部選用標(biāo)準壓力角20176。選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。本設(shè)計初選螺旋角全部為22176?？紤]到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。齒寬較小又會使齒輪的工作應(yīng)力增加。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬：斜齒，～，mm齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對重合度、輪齒強度、工作噪聲、輪齒相對滑動速度、輪齒根切和齒頂厚度等有影響。因此，從前因齒輪加工精度不高，并認為輪齒上受到的載荷集中齒頂上，～。為了增加齒輪嚙合的重合度，降低噪聲和提高齒根強度。 各檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動比的計算在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。根據(jù)圖41確定各檔齒輪齒數(shù)和傳動比。轎車可在12～17之間選取，取13，則。二檔齒數(shù)及傳動比的確定 （46） （47）已知：=80mm，=，=，；將數(shù)據(jù)代入（46）、（47）兩式，齒數(shù)取整得：，所以二檔傳動比為：計算三檔齒輪齒數(shù)及傳動比 （48） （49）已知：=80mm，=，=，；將數(shù)據(jù)代入（48）、（49）兩式，齒數(shù)取整得：，所以三檔傳動比為：計算四檔齒輪齒數(shù)及傳動比 （410） （411）已知：=80mm，=，=，；將數(shù)據(jù)代入（410）、 （411）兩式，齒數(shù)取整得：，所以四檔傳動比為：計算五檔齒輪齒數(shù)及傳動比 （412） （413）已知：=80mm，=，=，；將數(shù)據(jù)代入（412）、（413）兩式，齒數(shù)取整得：，所以五檔傳動比為：計算倒檔齒輪齒數(shù)及傳動比初選倒檔軸上齒輪齒數(shù)為=25，輸入軸齒輪齒數(shù)=13，即滿足以下公式： （414）已知：，把數(shù)據(jù)代入（414）式，齒數(shù)取整，解得：，則倒檔傳動比為：輸入軸與倒檔軸之間的距離：mm輸出軸與倒檔軸之間的距離：mm 變速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整采用變位齒輪的原因：配湊中心距；提高齒輪的強度和使用壽命；降低齒輪的嚙合噪聲。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐檔增大。為了減小軸向力，抵檔選用較小的螺旋角，一檔選，二檔選；為了增加重合度，減小噪聲，三檔、四檔、五檔選用較大的螺旋角，都選為。不同的工作條件，對齒輪傳動有不同的要求，故對齒輪材料亦有不同的要求。（2）合理選擇材料配對。為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)