【正文】 考慮，要求滿足制造、使用、維修等條件。 （ 1）固定軸式應(yīng)用廣泛，主要有兩軸式和三軸式變速器。將第一、二擋直接連接起來傳遞轉(zhuǎn)矩稱為直接擋。其他前進(jìn)擋需要依次經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。但也有缺點(diǎn)，除直接擋外其他各擋的傳動(dòng)效率有所降低。 （ 2）齒輪型式：變速器用斜齒輪和直齒圓柱齒輪。直齒圓柱齒輪用于一擋和倒擋。使用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋，會(huì)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。使用同步器能保證換擋迅速、無沖擊、無噪聲，得到廣泛應(yīng)用。所以輕型貨車的二、三、四擋應(yīng)采用同步器換擋，而一擋、倒擋應(yīng)用直齒滑動(dòng)齒輪換擋。 （ 4）變速器軸承常采用滾珠軸承、滾針軸承、滾柱軸承等。優(yōu)點(diǎn)有：直徑較小，寬度大，因而容量大 ，可承受高負(fù)荷，能確?？煽啃?，使用壽命長。為了防止汽車行駛時(shí)誤掛倒擋，在導(dǎo)快上裝有帶彈簧的安全止柱。工作時(shí)它們除了傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來自齒輪作用的徑向力，結(jié)果是斜齒輪也產(chǎn)生軸向力，在這些力的作用下，軸的剛度如果不足就會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和耐磨性均有不利影響，還會(huì)增加噪聲。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第一軸花鍵部分直徑可按下式初選： 3 maxeTKD? 式中： K— 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， K=，取 K=4 maxeT — 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 ,求得 D= 齒輪模數(shù)的確定 本變速器設(shè)計(jì)一、倒擋為直齒，其它擋為斜齒，選取齒輪模數(shù)要保證齒輪有足夠的剛度，同時(shí)兼顧它對(duì)噪聲和質(zhì)量的影響，減少模數(shù)、增加齒寬會(huì)使噪聲降低，反之則能減輕變變速器的質(zhì)量。從齒輪強(qiáng)度觀點(diǎn)出發(fā)，每對(duì)齒輪應(yīng)有各自的模數(shù)，而從工藝的觀點(diǎn)出發(fā)，全部齒輪選用一種模數(shù)是合理的，中型貨車模數(shù)取直范圍為 。 齒輪壓力角的選擇 為減少工作噪聲和提高強(qiáng)度，汽車變速器齒輪多數(shù)用斜齒輪，只有倒檔齒輪及貨車一檔采用直齒輪。實(shí)驗(yàn)還證明：隨著β角的增大，齒輪的強(qiáng)度相應(yīng)的增 大，不過當(dāng)螺旋角大于 30176。因此，從提高低檔齒輪的彎曲強(qiáng)度出發(fā)，并不希望β角過大，而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，可選取較大的β角。設(shè)計(jì)時(shí)要求中間軸上的軸向力平衡，故中間軸上的全部的齒輪的螺旋角采用右旋，而第一、二軸上的斜齒輪取左旋，其軸向力由變速器殼體承載。 斜齒輪的螺旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用：中型專用汽車變速器為 18176。初選為 20 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 各檔齒輪齒數(shù)的分配 確定一擋齒輪的齒數(shù) 直齒輪兩嚙合齒輪齒數(shù)和： 2 2 1 2 6 634h AZ m ?? ? ? 齒輪兩嚙合齒輪齒數(shù)和： 2 c os 2 126 c os 20 684h AZ m ? ???? 2911 10ZZi ZZ? 中型專用車中間軸上一檔齒輪次數(shù)（ 12 17） 初選 10 16Z ? ，則 9 63 16 47Z ? ? ? 中心矩的修正 二軸與中間軸之間的直齒圓柱齒輪的中心距 hmZ 4 6 3= = = 1 2 622A ?直 二軸與中間之間的斜齒圓柱齒輪的中心距 nhmZ 3. 5 68= = = 12 6. 642c os 2 c os2 0A ? ??斜 故調(diào)整 =1911? ， A =126斜 確定常嚙合齒輪的齒數(shù) 102 119ZZ 16= i = 7 .3 4Z Z 4 7? nm z +z 3. 5 z +zA = 12 6 =2cos c os 19 19? ?? ?1 2 1 2 ，（ ） （ ）2 ∴一軸常五檔齒輪與中間軸五檔齒輪的齒數(shù)分別為 : 1z=19 2z=47 3 1442Z Z 19 = i = 1 .6 5 =0 .6 6 7Z Z 4 7? 3 4 n 2 12 6 c os 19 19z + z = 2A c os / m = = 67 .? ??， ∴二軸常四檔齒輪與中間軸四檔齒輪的齒數(shù)分別為 : 3z=27 4z=41 5 1362Z Z 19 = i = 2 .7 2 = 1 .0 9 9Z Z 4 7? 5 6 n 2 12 6 c os 19 19z + z = 2A c os / m = = 67 .? ??， 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ∴二軸常三檔齒輪與中間軸三檔齒輪的齒數(shù)分別為 : 5z=35 6z=32 7 1282Z Z 19 = i = 4 .4 9 = 1 .8 2Z Z 4 7? 7 8 n 2 12 6 c os 19 19z + z = 2A c os / m = = 67 .? ??， ∴二軸常二檔齒輪與中間軸二檔齒輪的齒數(shù)分別為 : 7z=44 8z=24 確定其它各檔的齒數(shù) 確定倒檔齒輪的齒數(shù)（倒檔齒輪齒數(shù)，一般在 21～ 33） 2 1 2 9 g1 1 3 1 1z z zi = = i = 7 .3 4z z z倒 91 2 11 3 1 1 2zzz 19= 7 . 3 4 = 7 . 3 4 = 2 . 9 7z z z 4 7?? 1 2 A 2 1 2 6A = m z + z z + z = = 6 32 m 4???9 1 3 9 1 3（ ） 而 z9 =47 則 z13 =6347=16 則 1211z 16= = 47? 取 11z =25 12z =26 11 12z = 25 z = 26? ， 9 12z =47 z =16， 中間軸與倒檔軸的中心距： 1A = m z + z = 4 =2 ??1 2 1 3 1（ ） （ 26+16 ） 842 變位系數(shù)的選擇 采用變位齒輪，除了避免齒輪產(chǎn)生干涸 \根切和配湊中心距外，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、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(duì)于本次設(shè)計(jì)， 當(dāng)直齒輪 minZ ? 17 時(shí)，采用正變位，和它相嚙合的齒輪則采用負(fù)變位。而 不根切的最小變位系數(shù) ξmin 分別為： m inm in0m in Z ZZf ??? 式中： 0f —— 齒頂高系數(shù)。時(shí) 1717m inm inm in ZZ ZZ ????? 采用非變位齒輪，變位系數(shù)為 0?? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 齒輪齒寬的設(shè)計(jì)計(jì)算 在選擇齒寬時(shí)，應(yīng)該注意齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等均有影響。 根據(jù)模數(shù)的大小選定齒寬： 直齒： b= mKC ， CK 為齒寬系數(shù)，其范圍 — ，因此在 18～ 30 取 20 斜齒： b= nCmK ， CK 范圍 — ，因此在 ～ 取 25 各擋齒輪的齒 寬值如下： 一軸常嚙合斜齒： 11b =25 二軸一擋直齒： b21 =20 二軸二擋斜齒： b22 =25 二軸三擋斜齒： b23 =25 二軸四擋斜齒： b24 =25 二軸五擋斜齒： b25 =25 二軸倒擋直齒： bd2 =20 中間軸一擋直齒： b1z =20 中間軸二擋斜齒： b2z =25 中間軸三擋斜齒： b3z =25 中間軸四擋斜齒： b4z =25 中間軸五擋斜齒： b5z =25 中間軸倒檔直齒輪： bdz =20 變速器同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算 使降低汽車變速器噪聲和百公里油耗 、消除換檔沖擊、延長齒輪和傳動(dòng)系壽命 ,實(shí)現(xiàn)可靠平穩(wěn)迅速而又輕便的換檔 ,汽車變速器普遍采用了同步器。 同步器的工作原理：在變速瞬間 ,變速器的輸入端和輸出端的轉(zhuǎn)速都在變化著 ,輸出端與汽車整車相連其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 出相當(dāng)大 ,換檔作用時(shí)間較短 ,可認(rèn)為在換檔 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 的瞬間輸出端轉(zhuǎn)速是恒定的。 通過同步器使將要嚙合的齒輪達(dá)到一致的轉(zhuǎn)速而順利嚙合。 變速器的換擋操作，尤其是從高擋向低擋的換擋操作比較復(fù)雜，而且很容易產(chǎn)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(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專設(shè)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。鎖止角與錐面在設(shè)計(jì)時(shí)已作了適當(dāng)選擇，錐面摩擦使得待嚙合的齒套與齒圈迅速同步，同時(shí)又會(huì)產(chǎn)生一種鎖止作用，防止齒輪在同步前進(jìn)行嚙合。 鎖銷式同步器的結(jié)構(gòu)見圖 2。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 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(yīng)盡量取小值。 1 同步環(huán)錐面螺紋和油槽的設(shè)計(jì) 為了破壞被同步齒輪內(nèi)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(shè)排油槽 ,油槽的大小及數(shù)量應(yīng)根據(jù)同步環(huán)錐面直徑來確定。同步環(huán)螺紋齒頂寬對(duì)摩擦系數(shù)的影響較大 ,在設(shè)計(jì)時(shí) ,一般螺紋齒頂寬為 ～ ,螺紋牙形角為 50176。 2 同步環(huán)錐面直徑和寬度的確定 在中間軸結(jié)構(gòu)允許的情況下 ,為了增大錐面間的摩擦力矩 ,縮短同步時(shí)間 ,同步環(huán)錐面直徑應(yīng)盡量取大值。 3 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(jìn)行機(jī)加工 ,其強(qiáng)度高 ,耐磨性好。 4 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 :tanβ≥ R錐μ R鎖 sinα?！?45176。 5 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(yīng)選擇合適的鎖銷差 ,一般取鎖銷差為 ～ 。鎖銷孔的直徑應(yīng)根據(jù)鎖銷的最大直徑來確定 ,鎖銷孔兩端的倒角應(yīng)與鎖銷的倒角一致。 7 齒套接合齒的設(shè)計(jì) 同步器齒套接合齒的模數(shù)、齒數(shù)應(yīng)根據(jù)所傳遞的最大扭矩來確定。 8 同步時(shí)間 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 同步器工作時(shí) ,要連接兩個(gè)部分達(dá)到同步器的時(shí)間越短越好。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 第四章 變速器中間軸的校核 軸的校核是評(píng)定變速器是否滿足所要求的強(qiáng)度、剛度等條件，是否滿足使用要求，是設(shè)計(jì)過程中的重要步驟，主要是為了對(duì)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)校核，達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。 E～為彈性模量， ??E Mpa， I～為慣性力矩，對(duì)于實(shí)心軸： 644dI ?? 。 a 、 b～為齒輪上作用力矩與支座 A、 B的距離， L～為支座間的距離。 軸在垂直面和水平面撓度的允許值為 fc =— ， fs =— .齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過 。 為了保證變速器的可靠工作，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)能滿足以下要求： （ 1）掛 擋后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，全齒長都進(jìn)入嚙合）。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。 （ 3）為了防止在汽車前進(jìn)時(shí)誤掛倒擋，導(dǎo)致零件損壞，在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有倒擋鎖裝置。這種操縱方案結(jié) 構(gòu)最簡單，已得到廣泛應(yīng)用。 變速器自鎖、互鎖、倒擋鎖裝置： 自鎖裝置： 掛擋后應(yīng)保證結(jié)合套于與結(jié)合齒圈的全部套合（或滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，全齒長都進(jìn)入嚙合）。為此在操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)有自鎖裝置。起到了自鎖的作用。防止同 時(shí)掛上兩個(gè)擋而使變速器卡死或損壞，起到了互鎖作用。防止了在汽車前進(jìn)時(shí)誤掛倒擋，而導(dǎo)致零件損壞，起到了倒擋鎖的作用。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 第七章 變速器軸承的選擇 變速器軸承常用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承、圓錐滾針軸承、滑動(dòng)軸 套等，軸承在變速器中起支撐作用，其選擇需依據(jù)軸的直徑，公差配合，還要保證能夠軸向定位，饒徑向轉(zhuǎn)動(dòng)。 軸承的選用應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的系列，同時(shí)包括軸的直徑，但應(yīng)以齒輪作為選取軸承的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)檩S承是標(biāo)準(zhǔn)件。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第八章 取力器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 取力器的布置 在現(xiàn)在汽車發(fā)展中，除少量專用汽車的工作裝置因考慮工作可靠和特殊要求而專門動(dòng)力輸出外，絕大多數(shù)專用汽車上的專用設(shè)備都是以汽車自身的發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)過取力裝置，用來驅(qū)動(dòng)齒輪泵、水泵、空壓機(jī)等，從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車 、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車、后欄板起重車等諸多專用汽車配套使用。 根據(jù)取力裝置相對(duì)于汽車地盤變速器的位置，取力裝置的取力方式可分為前置、中置和后置三種基本類型。由于在設(shè)計(jì)變速器的時(shí)候已經(jīng)考慮了動(dòng)力輸出，因而一般在變速器左側(cè)留有標(biāo)準(zhǔn)的取力窗口，也有專門生產(chǎn)與之配套的取力器廠家，因此，這種取力器比較常用。它由取力機(jī)構(gòu)齒輪箱、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)軸、泵架等組成。結(jié)構(gòu)緊湊、操縱也方便。 傳動(dòng)比的計(jì)算和齒數(shù)的確定： 按發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的輸出轉(zhuǎn)速來確定傳動(dòng)比，因而有 ??總i 設(shè)輸出軸齒輪的齒數(shù)為 20 輸出軸一級(jí)齒輪的齒數(shù)為 18 輸出軸二級(jí)齒輪的齒數(shù)為 14 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 齒輪的模數(shù)為直齒齒輪取 m=4，斜齒輪 m= 變速箱內(nèi)一對(duì)常嚙合齒輪的傳動(dòng)比為 ??? ZZi 齒輪的材料為 40Cr,初選精度為 8級(jí)。 2F ～為齒輪齒寬在中間面上的徑向力。 取力器一