【正文】 提高，從而大大地提高了他們的競爭力，為他們帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。 國外的這些汽車公司已有 CAD 程序，但涉及各公司的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范及試驗(yàn)都很保密。目前一些高校和大中型企業(yè)已開始進(jìn)行 CAD 的研究，在產(chǎn)品的改進(jìn)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)后的計(jì)算機(jī)繪圖及有限元分析等方面已陸續(xù)取得一些效果。采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，是提高自行設(shè)計(jì)、消化吸收和國產(chǎn)化的極其重要手段。眾多的汽車工程師在改進(jìn)汽車變速器性能的研究中傾注了大量的心血，使變速器技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。雖然它有諸多缺點(diǎn)，如換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等；但是，它也有很多優(yōu)點(diǎn)，如傳動效率高，工作可靠，壽命長，制造工藝成熟和成本低等。如果在減小機(jī)械式變速器的體積和提高傳動平穩(wěn)性兩方面做一些研究，就可以解決這些問題。學(xué)習(xí)掌握 Pro/E 軟件，并為了縮短設(shè)計(jì)周期和降低開發(fā)成本，基于虛擬樣機(jī)技術(shù)，通過 Pro/E 軟件平臺，對變速器進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，并進(jìn)行虛擬裝配 。運(yùn)用 Pro/E 軟件建立各零部件的三維實(shí)體模型，通過鏈接關(guān)系進(jìn)行虛擬裝配，完成裝配圖、關(guān)鍵的零件圖一份。 表 整體設(shè)計(jì)中的汽車參數(shù) 傳動裝置布置方案分析 固定軸式變速器中的兩軸式和中間軸式變速器應(yīng)用廣泛。 與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少，所以有結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間擋位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時噪聲也低。還有，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很大。 額定總質(zhì)量 12100kg 載質(zhì)量 5000 kg 自重 7430 kg 車寬 2470 mm 車長 10000mm 軸距 5720 mm 車高 3630 mm 轉(zhuǎn)數(shù) 2600r/min 最大轉(zhuǎn)矩 650 N 離合器 單片，干式 軸荷分配 滿 載 空 載 前 36%，后 64% 前 45%，后 55% 最高車速 93km/h 發(fā)動機(jī)功率 136kW 車輪 半 徑 504mm 5 中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動的客車上。 圖 中間軸式四擋 變速器 傳動方案 圖 中間軸式五擋 變速器 傳動方案 圖 、圖 分別示出了幾種中間軸式四、五擋變速器傳動方案。絕大多數(shù)方案的第二軸 前端經(jīng)軸承支承在第一軸后端的孔內(nèi)，且保持兩軸軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接擋。因?yàn)橹苯訐醯睦寐室哂谄渌麚跷?，因而提高了變速器的使用壽命；在其他前進(jìn)擋位工作時，變速器傳遞的動力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪 傳動，擋位低的齒輪可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動；多數(shù)傳動方案中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋，還有格擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。 在擋數(shù)相同的條件下，各中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù)、軸的支承方式、換擋方式和倒擋傳動方案以及擋位布置順序上有差別。為實(shí)現(xiàn)倒擋傳動，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動路線中加入一個中間傳動齒輪的方案。 圖 倒擋布置方案 7 本章小結(jié) 本章對將要設(shè)計(jì)的變速器的主要參數(shù)、傳動機(jī)構(gòu)布置方案進(jìn)行了分析確定，確定 選擇 中間 軸式變速器 ，中間軸式變速器可以設(shè)置直接擋，當(dāng)汽車在直接擋下行駛時，可以降低變速器各齒輪的磨損，增加了變速器的使用壽命。 8 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇 擋數(shù)的選擇及各檔傳動比的確 定 確定擋數(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(jī)排量大的乘用車變速器多用 5個擋。 本次設(shè)計(jì)采用的是五擋變速器，即五個前進(jìn)擋、一個倒擋，五擋為超速擋。最高擋通常是直接擋，傳動比為 ；有的變速器最高擋是超速擋，傳動比為 ～ 。 所以 由 iinrugra ??? 可知 2 60 05 50 ? ???? ??? ga riu nri =。故有 )s inc os( m a xm a x01m a x ??? ?? fmgr iiT r Tge （ ） 式中： m — 汽車總 質(zhì)量； g— 重力加速度； maxeT — 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； 0i — 主減速比； T? — 汽車傳動系的傳動效率； r — 驅(qū)動車輪的滾動半徑； 9 取 ??????? 萬變主 ???? T 其中 ??? 則 ) i ( 0)s i nc os( 0m a x m a xm a x1 ?? ??????????Terg iT rfmgi ? ?? =。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小，而且對齒輪的接觸強(qiáng)度有影響。m），已知 maxeT =650 N 計(jì)算得 A = mm,取 A=154。 應(yīng)該指出，選取齒輪模數(shù)時一般要遵守的原則是： 在變速器中心距相同的條件下，選取較小的模數(shù)，就可以 增加齒輪的齒數(shù)，同時增加齒寬可使齒輪嚙合的重合度增加，并減少齒輪噪聲，所以為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時減小齒寬；從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)，而從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)；減少乘用車齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選得小些；對貨車，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，故齒輪應(yīng)該選用大些的模數(shù)；變速器抵擋齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)，其他擋位選用另一種模數(shù)。在給定模數(shù)范圍內(nèi)， 初選模數(shù)：直齒輪模數(shù) m ＝ 4mm；斜齒輪法面模數(shù)nm =5mm。 表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù) nm 車 型 微型、輕型轎車 中級轎車 中級貨車 重型貨車 mmmn/ ～ ～ 3 ～ ～ 6 所選模數(shù)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T13571987 的規(guī)定，見表 。 表 汽車變速器 常用的齒輪 模數(shù) （摘自 GB/T13571987） (mm) 第一系列 第二系列 （ ） （ ） 壓力角 因國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。；嚙合套或同步器的接合齒 壓力角有 20176。、 30176。的壓力角?！?25176?！?34176?！?26176。通常根據(jù)齒輪模數(shù) )( nmm 的大小來選定齒寬： 直齒： mKb c? ， cK 為 齒寬系數(shù) ， cK 可在 ～ 內(nèi)選取。 各擋齒輪齒數(shù)的分配 確定一擋齒輪的齒數(shù) 一 擋 傳動比 101921 zz zzi ? 并 且已知 1i = 為了求 9z 、 10z 的齒數(shù)，先求其齒數(shù)的和 hz 直齒 mAZh 2? 斜 齒 nh mAZ ?cos2? 由已知 A =154 mm， m =4mm， nm =5mm， 圖 變速器示意圖 計(jì)算得： 一擋 直齒 hz =77。中間軸上的一 擋 小齒輪的齒數(shù)盡可能取小些， 以便使 109/zz 的傳動比大些，在 1i 已定 的條件下 ， 12/zz 的傳動比可 12 分配小些，使第一軸常嚙合齒輪齒數(shù)多些，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承并保證輪輻有足夠的厚度。設(shè)計(jì)中， 取 10z =18，且 9z = 10zzh? ，則 9z =59。 由 mAzh 2?，計(jì)算 得 A =154mm。 傳動比修正： 7 1820 5935101 921 ????? zz zzi 修正螺旋角的值 根據(jù)所確定的齒數(shù)和公式2121cos2 )(??? ? zzmA n ，計(jì)算 校核得 21?? =176。如相差太大，則要調(diào)整螺旋角 87?? ，重復(fù)上述過程，直至符合設(shè)計(jì)要求為止。 取整得： 7z =38， 8z =21 修正螺旋角： 9 5 5 42 5952 )(c o s 8787 ??????? A zzm n?， ?? ? 修正傳動比 ： 2021 353881 722 ????? zz zzi 修正中心距： 395 )2138(5c o s2 )( 87 87 ?? ????? ?? zzmA n 15 端面壓力角： o st a nt a n 87 ??? ???? t ?? ? 分度圓直徑： 385c os 8777 ???? ??zmd n 099 215c os 8788 ???? ??zmd n 基圓直徑： o s77 ?? tddb ? s88 ?? tddb ? 齒頂高： 5)( 1*7 ????? nnnaa myXhh 5)( 2*8 ????? nnnaa myXhh 齒根高： )(1**7 ???? nnaf mXchh )( 2**8 ???? nnaf mXchh 齒高： ????? fa hhh ????? fa hhh 齒頂圓直徑： 0 9 82 777 ?????? aa hdd 888 ?????? aa hdd 齒根圓直徑： 8 9 82 777 ?????? ff hdd 888 ?????? ff hdd ②確定三擋齒輪參數(shù)： 由 于三擋 齒輪為斜齒輪，螺旋角 87?? 和常嚙合齒輪的 21?? 不同，有公式 65zz213zzi? （ ） 而 6565c os2 )(??? ?zzmA n （ ） 此外，從抵消或減少中間軸的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式 16 ???6521tantan??212zzz? ）（651 zz? （ ） 根據(jù)上述的 公式解 得： 5z =， 6z =， 65?? =176。 取整得： 3z =16， 4z =37 修正螺旋角： 5 42 5352 )(c o s 4343 ??????? A zzm n?， ?? ? 修正傳動比 ： 2037 351641 325 ????? zz zzi 修正中心距： 54 535c os2 )( 43 43 ?????? ?? zzmA n 端面壓力角： o st a nt a n 43 ??? ???? t ?? ? 分度圓直徑： 165c os 4333 ???? ??zmd n 1 375c os 4344 ???? ??zmd n 基圓直徑： 6 6 o s33 ?? tddb ? 1 0 9 8c o s44 ?? tddb ? 齒頂高： 5)( 3*3 ????? nnnaa myXhh 18 5)( 4*4 ????? nnnaa myXhh 齒根高： )(3**3 ???? nnaf mXchh )( 4**4 ???? nnaf mXchh 齒高： ????? fa hhh ????? fa hhh 齒頂圓直徑： 0 2 0 3520 2 333 ?????? aa hdd 1 1 2 5521 1 1 52 444 ?????? aa hdd 齒根圓直徑： 333 ?????? ff hdd 6 1 0 1 1 52 444 ?????? ff hdd 確定倒擋的齒數(shù) 一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設(shè)計(jì)中倒檔傳動比 gri 取 。 此處取 13Z =35。 ??????? zzmA （ ） 而倒檔軸與第二軸的中心 : 176)3553(421)(211311 ??????? zzmA （ ） 修正傳動比： 1820 533513121 11132 ????? zzz zzzi R 分度圓直徑： 2125341111 ???? mzd 1403541313 ???? mzd 齒頂高： 4*11 ?? mhh aa 19 4*13 ?? mhh aa 齒根高： 5)( **11 ??