【正文】 計(jì)算得： 1 2 0 0 0 9 . 8 0 . 0 1 8 c o s 2 0 s in 2 0 0 . 3 0 8 2 . 8 71 8 6 . 2 4 . 5 0 . 9? ? ? ? ? ? ?????gi 水平路面行駛時(shí)，車輛驅(qū)動(dòng)輪不能打滑 。 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車與路面的附著條件： e m a x 1 0 2?? ? ???gTrT i i Gr (33) 則 由式（ 33）可得： 21 max 0rg eTGri Ti???? ? ?? (34) 式中： 2G —汽車 總重 在 水平路面時(shí)給地面的載荷 , 2G =??????， ??是軸荷分 配 百分比。 汽車在行駛時(shí)除去起步階段或特殊路況，一般都是掛高速擋行駛的， 所以在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)高 擋 區(qū)的傳動(dòng)比比低擋區(qū)的小 。 倒檔傳動(dòng)比與 1 擋 傳動(dòng)比類似，比 1 擋 略大選為 = 。中心距 的大小主要由各擋位傳動(dòng)比和齒數(shù)確定的，它能影響 自動(dòng)變速器的尺寸、體積及質(zhì)量 ，可以進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整時(shí)首先要能保證齒輪的接觸強(qiáng)度。這樣設(shè)計(jì)還能夠簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，使制造方便。 等確定了齒輪模數(shù)和 所布置的擋位齒輪數(shù)后 ， 可計(jì)算出 2A 。 汽車 變速器的齒輪多采用 滲 碳合金鋼 制作 ， 為滲碳合金鋼 20CrMnTi。 輸入軸上的齒輪選擇左旋。 模數(shù)的選取一般遵循的原則： 在 中心距 相同 的 條件 下， 小模數(shù)齒輪有更寬的齒寬和 更多的齒數(shù) ，能增加兩齒輪嚙合的重合度，減少因接觸過(guò)小而產(chǎn)生的震蕩，減小噪聲；大模數(shù)的齒輪可以減小齒數(shù)和齒寬，減輕齒輪重量；齒輪盡量選擇一樣的模數(shù)，這將方便生產(chǎn)。 表 汽 車變速器齒輪 模數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 V / L V ≤ V ≤ 模數(shù) nm / mm ~ ~ 選取較小模數(shù)并增多齒數(shù)有利于換檔，所選模數(shù)值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 ② 壓力角 ? 、螺旋角 ? 壓力角 ? 的選擇： 乘用車選擇的壓力角主要考慮噪聲影響，應(yīng)選擇小些的壓力角，根據(jù) 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。 螺旋角 ? 的選擇：一般選擇為 15 176。螺旋角越大，齒輪強(qiáng)度越高 。 ③ 齒寬 b 齒寬 b 的選擇：斜齒輪齒寬 : ?? b k m ， ck 為齒寬系數(shù)，取為 ~。則齒寬 b=22mm 第 3 章 DCT 變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 19 ④ 齒頂高系數(shù) 0f 齒頂高系數(shù) 0f 的選擇：汽車變速器齒輪的齒頂高系數(shù)規(guī)定為 0f =。變位 系數(shù) ξc 的分析選擇： 變?yōu)辇X輪能夠避免齒輪根部相切，提高齒輪運(yùn)行時(shí)的平穩(wěn)性，避免不必要磨損降低齒輪使用壽命 。中心距 1A 確定，則 1 擋、 2 擋、 3 擋和 4 擋齒輪應(yīng)采用高度變位， 5 擋和 6 擋齒輪確定后計(jì)算出中心距 2A ，也可以使用高度變位齒輪 。 ① 1 擋齒輪 副 齒數(shù)的計(jì)算 1 擋傳動(dòng)比： 121 11?g Zi Z 式中： 11Z —1 擋主動(dòng)齒輪齒數(shù) 12Z —1 擋從動(dòng)齒輪齒數(shù) 1 擋嚙合齒輪 齒數(shù)和 為 ΣZ ，計(jì)算公式為： 1Σ 2 cos??nAZ m （ 38） 由初算的 1A 和 β角，代入式（ 38）可計(jì)算出 1Σ 2 c o s 2 7 4 c o s 2 0 5 0 . 4 92 . 7 5? ? ? ?? ? ?nAZ m 在取 齒數(shù)和 時(shí)應(yīng)注意 最好不 使 ΣZ 為偶數(shù)，以減 少 大小齒輪 有 公約數(shù)的機(jī)會(huì)， 否則會(huì)出現(xiàn)齒面的 不均磨損。 11Z 的最小齒數(shù)受到中間軸軸徑的限制 ，盡可能取小些 ， 11Z 的選定應(yīng)與中間軸軸徑統(tǒng)一考慮 ， 11Z =12， 12Z =39。 ② 修正中心距和螺旋角 確定齒數(shù)后， 按式 (38)反算 中心距，修正 后 的中心距 1A Σ1 51 m m2 c os 2 c os 20?? ? ?? ? ?nZmA 學(xué)士學(xué)位論文 20 中心距 準(zhǔn)確值 為 1A =75mm。 由式（ 34）計(jì)算 出 1 擋齒輪的螺旋角 β 11Σ15 1 2 . 7 5β c o s c o s 2 0 . 7 72 2 7 5?? ?? ? ? ??nZm A ③ 中間軸 1 上其他擋位齒輪副計(jì)算 1) 2 擋 齒輪 副 齒數(shù)計(jì)算 2 擋 齒輪的齒數(shù)和 134 2 c o s 2 7 5 c o s 2 0 512 . 7 5? ? ? ? ? ?? ? ? ?nAZZ m 式中： 3Z —2 擋主動(dòng)齒輪齒數(shù) 4Z —2 擋從動(dòng)齒輪齒數(shù) 齒數(shù)和選 51。 校核 2 擋 傳動(dòng)比： 42335 ? ? ?g Zi Z 結(jié)果與 近似相等 ， 可以 確定 2 擋傳動(dòng)齒輪的齒數(shù) 3Z =16, 4Z =35。 由 初選 的 3 ?i ，根據(jù) 式（ 38） 可計(jì)算出 8 20?Z ， 9 31?Z 。 3) 4 擋齒輪 副 齒數(shù)的計(jì)算 根據(jù)初選的 4 擋傳動(dòng)比 4 ?i ，可計(jì)算出 4 擋齒輪齒數(shù) 6 23?Z ， 7 28?Z 。 ④ 6 擋齒輪 副 齒數(shù)的計(jì)算 因?yàn)?6 擋與 4 擋共用空心輸入軸上的主傳動(dòng)齒輪，已計(jì)算出 6 23?Z 和初選的 6 ?gi ，根據(jù)式（ 38）可計(jì)算出 5 19?Z 。 ⑤ 中心距 2A 的計(jì)算 算出了 4 擋和 6 擋傳動(dòng)齒輪齒數(shù)后，可根據(jù)它們共用公共齒輪 6Z 計(jì)算 中間軸 2 與 空心輸入軸的中心距 ： 562 ( ( 19 24 ) 2. 75 63 .2 3 m m2 c os 2 c os 20) .77? ??? ? ?? ? ?nZ Z mA (39) 式中： 2A —中心距 2， 6 擋從動(dòng)齒輪所在軸與空心輸入軸距離 ⑥ 5 擋齒輪齒數(shù)的計(jì)算 根據(jù)式（ 39）所計(jì)算出的中心距 2A ，可計(jì)算出 5 擋齒輪齒數(shù)。 核算 5 擋傳動(dòng)比大小 ： 1351421 0 .9 622? ? ?g Zi Z ⑦ 惰輪 齒數(shù)的計(jì)算 1) 倒擋齒數(shù)的計(jì)算 倒擋 齒輪 模數(shù)為 r ?gi 。參考原型車變速器的倒擋齒數(shù)， 初 選 1 15?Z 由倒擋傳動(dòng)比 10 2r 1 21 1 1? ? ? ?g R RZ Zi i i ZZ (312) 式中： 1Ri —倒擋常嚙合齒輪 11 的傳動(dòng)比 2Ri —倒擋常嚙合齒輪 2 的傳動(dòng)比 將數(shù)據(jù)代入式（ 312）可得 10 27?Z 。 經(jīng)過(guò)計(jì)算所得各擋傳動(dòng)比和各擋 的兩個(gè) 傳動(dòng) 齒輪 齒數(shù)如下表 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)所示 表 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù) 擋位 1 2 3 4 5 6 R1 R2 傳動(dòng)比 主動(dòng)齒輪齒數(shù) 12 16 20 23 22 23 12 15 從動(dòng)齒輪齒數(shù) 39 35 31 28 21 19 27 23 第 3 章 DCT 變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 23 DCT軸的參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 軸的結(jié)構(gòu)分析 雙中間軸式 DCT 的 布置由兩根輸入軸，兩根中間軸，一根倒擋軸組成 ，它們成平行軸式的分布 。把擋位分為奇偶擋分別布置在兩根輸入軸上，其中實(shí)心輸入軸上布置的是 1 擋 、 3 擋和 5 擋主動(dòng)齒輪，空心輸入軸上布置的是 2 擋 、 4 擋和 6 擋主動(dòng)齒輪，并且 4 擋和 6 擋共用空心軸上的主動(dòng)齒輪 6Z 。 實(shí)心輸入軸在空心輸入軸中轉(zhuǎn)動(dòng)，兩根軸 都 采用階梯軸的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)。軸上還有脈沖信號(hào)輪， 軸的長(zhǎng)度要根據(jù)齒輪寬度， 脈沖信號(hào)輪 、彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)件 和安裝要求來(lái)設(shè)計(jì)。具體軸長(zhǎng)尺寸要考慮安裝在實(shí)心輸入軸的尺寸和安裝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。中間軸 1 和中間軸 2 上 都 有兩個(gè)同步器，同時(shí)輸出軸齒輪也在兩個(gè)中間軸上，所以中間軸的長(zhǎng)度要考慮各 擋位 齒輪的 布置、同步器布置 、輸出軸齒輪 、彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)件 和安裝方便等方面 因素。 軸的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)計(jì)算 初選軸徑 ，用以確定軸的階梯。 3) 對(duì)于 空心輸入軸的 內(nèi)外徑有如下關(guān)系： ? ? ?nwdd (315) 式中： nd — 空心輸入軸內(nèi)徑 wd — 空心輸入軸外徑 在 初選出每軸的尺寸后 根據(jù)具體安裝情況 畫出零件圖。實(shí)心輸入軸上有兩個(gè)花鍵軸分別與 5 擋和 3 擋主動(dòng)齒輪嚙合，選擇的花鍵為 45176。軸上有一個(gè)脈沖信號(hào)輪， 一個(gè)定位卡簧，軸向有三個(gè)主動(dòng)齒輪，寬度為 22mm，其中 1 擋主動(dòng)齒輪與軸設(shè)計(jì)成一體，考慮到重合度，應(yīng)略寬 2mm，另外空心軸上還有兩擋齒輪的齒寬長(zhǎng)度和空心軸脈沖信號(hào)輪，最后考慮兩端安裝支撐的選用軸承的長(zhǎng)度和安裝直徑?？招妮斎胼S上 4 擋、 6 擋共用的主動(dòng)齒輪和 2 擋主動(dòng)齒輪都為齒輪軸，這樣設(shè)計(jì)能夠提高軸的強(qiáng)度?？招妮斎胼S的長(zhǎng)度主要是兩個(gè)齒輪齒寬和支撐端軸承安裝長(zhǎng)度，還有 2 擋和 6 擋齒輪之間同步器的安裝長(zhǎng)度。 中間軸 1 如圖 所示。中間軸上有兩個(gè)同步器，同步器軸的連接是靠漸開線花鍵連接，在初選最大直徑之后，根據(jù)具體安裝要設(shè)計(jì)成階梯狀，在根據(jù)接替情況具體選擇花鍵尺寸。 中間軸 2 如圖 所示。與中間軸 1 的設(shè)圖 空心輸入軸 圖 中間軸 1 學(xué)士學(xué)位論文 26 計(jì)相似，中間軸 2 的設(shè)計(jì)還要考慮倒擋惰輪 R1 的情況，因?yàn)榈箵跤昧藘蓚€(gè)齒輪傳遞動(dòng)力，齒輪 R1 要和輸入軸一擋主動(dòng)齒輪嚙合，齒輪 R2 要和中間軸 2 上的齒輪嚙合。倒擋與 6 擋的空轉(zhuǎn)從動(dòng)齒輪通過(guò)同步器與中間軸 2 連接， 5 擋單獨(dú)用一個(gè)同步器。根據(jù)脈沖信號(hào)輪的大小和其他擋位的布置情況，及安裝要求，最終確定了中間軸 2 的軸結(jié)構(gòu)。倒擋軸上只有兩個(gè)倒擋齒輪通過(guò)花鍵與軸相連。齒輪的定位采用套筒與軸肩兩邊定位。 由于安裝空間狹小，用 沖壓外圈滾針軸承 ， 具體選擇型號(hào)根據(jù)軸的尺寸確定后選擇。 每根軸的兩端都要用軸承支撐，考慮到傳動(dòng)齒輪為斜齒， 傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生軸向力， 所以選擇的為圓錐滾子軸承 。 應(yīng)用到的圓錐滾子軸承都為 30000 型：倒擋軸選用型號(hào)： 30302；中間軸 2 選用型號(hào)： 30203；中間軸 1 選用型號(hào)： 30204；輸入軸選用型號(hào)： 30205。 沖壓外圈滾針軸承選用的型號(hào)： HKH1218 和 HK2520。 圖 主箱體 （ a）主視圖；（ b）左視圖；（ c）俯視圖 （ a） （ b） （ c） 學(xué)士學(xué)位論文 28 箱體是能夠安裝支撐軸承，為齒輪傳動(dòng)提供保證，還可以起到密封作用，保證內(nèi)部的齒輪軸不會(huì) 進(jìn)塵，同時(shí)還能保證內(nèi)部的潤(rùn)滑不外漏。箱體的設(shè)計(jì)不僅要考慮內(nèi)部安裝還要考慮在整車的安裝。 變速箱箱體材料一般用鑄件 ，材料為 ZL107， ZL107 為鑄造鋁合金。因?yàn)閭鲃?dòng)軸是空間布置的沒有都在一條水平線上，所以不能采用水平剖分，參考原車型變速箱箱體，將箱體沿一側(cè)軸承分開。 變速箱的密封和潤(rùn)滑 汽車變速器是整個(gè)汽車傳動(dòng)過(guò)程中重要部分，它能把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按不同的速度傳遞到車輪上，也能把發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩按不同的需要傳遞到車輪上。為避免機(jī)械部件的直接摩擦，需要對(duì)齒輪之間進(jìn)行潤(rùn)滑，在齒輪工作面之間形成一層保護(hù)的膜，油膜能夠使工作面隔開，從而保證了齒輪等接觸的機(jī)械機(jī)構(gòu)的工效和長(zhǎng)久的使用壽命。對(duì)于軸承的潤(rùn)滑可以通過(guò)齒輪側(cè)的油槽使濺射的油潤(rùn)滑軸承，從而實(shí)現(xiàn)軸承的潤(rùn)滑。同時(shí)密封材料還要與潤(rùn)滑油的化學(xué)性能相適應(yīng)。密封一般為軸透蓋部分加密封毛氈，根據(jù)空心軸的外徑尺寸和轉(zhuǎn)速計(jì)算出線速度小于 3m/s，選擇的粗毛氈密封。 本章小結(jié) 本章根據(jù) 汽車 變速箱設(shè)計(jì) 步驟 ， 按照雙中間軸式自動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法 ，對(duì)變速箱內(nèi)部的齒輪傳動(dòng)比 、 齒數(shù) 、中心距和初選軸的 大小進(jìn)行了 計(jì)算 ， 計(jì)算結(jié)果確定了各軸間的布置距離；再根據(jù)階梯軸的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)出實(shí)心輸入軸、空心輸入軸、中間軸 1 和中間軸 2 及倒檔軸的具體結(jié)構(gòu)； 同時(shí)結(jié)合軸的設(shè)計(jì)選擇出所用軸承；最后對(duì)變速箱箱體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和初步設(shè)計(jì)。 斜齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 斜齒彎曲應(yīng)力 ?w : 1 b t y ???? ? ? ??w FKK (41) 式中： 1F —圓周力（ N），1 2 ?? gTF d； gT 為計(jì)算載荷（ N?mm） d—節(jié)圓直徑（ mm）， ()cos?? ?nmZd ?K —應(yīng)力集中系數(shù) , ?K = b—齒面寬度（ mm） t—法向齒距（ mm）， t π??nm y—齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)3 cos? ?n ZZ在齒形系數(shù)圖 查得 ?K —重合度影響系數(shù)， ??K 圖 齒形系數(shù) y 第 4 章 齒輪軸系的校核 31 將上述 參數(shù)代入式（ 41）， 計(jì)算得 ： 32 cos ?????? gwncTKZm yK K (42) 計(jì)算載荷 gT 按發(fā)動(dòng)機(jī)的最