轎車五檔手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-15 08:48本頁面
【正文】 （39）由已知數(shù)據(jù)可得： 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等，且斜齒輪中心距 （310）由此可得： （311）根據(jù)已知數(shù)據(jù)可計(jì)算出：。則根據(jù)式（37）可計(jì)算出一檔實(shí)際傳動(dòng)比為： 。按同樣的方法可分別計(jì)算出：三檔齒輪 ；五檔齒輪 。中間軸上倒檔傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)比一檔主動(dòng)齒輪10略小，取。由 （314）可計(jì)算出。與其他機(jī)械設(shè)備使用的變速器比較，不同用途汽車的變速器齒輪使用條件仍是相似的。如汽車變速器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級。在這里所選擇的齒輪材料為40Cr。mm），d為節(jié)圓直徑。（1） 斜齒輪彎曲應(yīng)力 （43）式中 為重合度影響系數(shù)，；其他參數(shù)均與式（41）注釋相同，選擇齒形系數(shù)y時(shí)，按當(dāng)量模數(shù)在圖（41）中查得。故可求得： 同理可得： 。因此，上述對直齒輪和斜齒輪的計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求。）；——齒輪螺旋角（176。將作用在變速器第一軸上的載荷作為計(jì)算載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見下表：表41 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力齒輪/MPa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一檔和倒檔1900~2000950~1000常嚙合齒輪和高檔1300~1400650~700通過計(jì)算可以得出各檔齒輪的接觸應(yīng)力分別如下：一檔：=；二檔：=；三檔：=四檔：=；五檔：=；倒檔：=對照上表41可知，所設(shè)計(jì)變速器齒輪的接觸應(yīng)力基本符合要求。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。第一軸如圖51所示：圖51 變速器第一軸 中間軸分為旋轉(zhuǎn)軸式和固定軸式。由于一檔和倒檔齒輪較小，通常和中間軸做成一體，而高檔齒輪則分別用鍵固定在軸上，以便齒輪磨損后更換。在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，由齒輪、換檔部件的工作位置和尺寸可初步確定軸的長度。m為保證設(shè)計(jì)的合理性，軸的強(qiáng)度與剛度應(yīng)有一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。由變速器結(jié)構(gòu)布置考慮到加工和裝配而確定的軸的尺寸，一般來說強(qiáng)度是足夠的，僅對其危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算即可。由于第二軸結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，故作為重點(diǎn)的校核對象。因?yàn)榈谝惠S在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中，所受的彎矩很小，可以忽略，可以認(rèn)為其只受扭矩。mm；——軸的抗扭截面系數(shù)，；P ——軸傳遞的功率，kw；d ——計(jì)算截面處軸的直徑，mm；[] ——許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa。軸的扭轉(zhuǎn)變形用每米長的扭轉(zhuǎn)角來表示。mm；G ——軸的材料的剪切彈性模量，MPa,對于鋼材，G =；——軸截面的極慣性矩，；將已知數(shù)據(jù)代入上式可得： 對于一般傳動(dòng)軸可??；故也符合剛度要求。； ——螺旋角，為30176。mm。 危險(xiǎn)截面的受力圖為： 圖53 危險(xiǎn)截面受力分析水平面：（160+75）=75 ，可得出=；水平面內(nèi)所受力矩：垂直面： （58）可求出 =垂直面所受力矩：。故危險(xiǎn)截面所受的合成彎矩為： （59）可得M則在彎矩和轉(zhuǎn)矩聯(lián)合作用下的軸應(yīng)力（MPa）： （510）將代入上式可得：，在低檔工作時(shí)[]=400MPa，因此有： ，符合要求。將數(shù)值代入式（511）和（512）得： ， 。第六章 變速器同步器與操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在前面已經(jīng)說明，本設(shè)計(jì)所采用的同步器類型為鎖環(huán)式同步器，其結(jié)構(gòu)如下圖61所示：圖61 鎖環(huán)式同步器9變速器齒輪 2滾針軸承 8結(jié)合齒圈 7鎖環(huán)（同步環(huán)） 5彈簧 6定位銷 10花鍵轂 11結(jié)合套如圖62，此類同步器的工作原理是：換檔時(shí)，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動(dòng)定位銷和鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。接下來，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸（圖62b），使嚙合套的移動(dòng)受阻，同步器在鎖止?fàn)顟B(tài)，換檔的第一階段結(jié)束。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸靠近，在角速度相等的瞬間，同步過程結(jié)束，完成換檔過程的第二階段工作。圖62 鎖環(huán)同步器工作原理(1)同步環(huán)錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設(shè)計(jì)得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。試驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對摩擦因數(shù)的影響很大，摩擦因數(shù)隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過大。圖63a中給出的尺寸適用于輕、中型汽車；圖63b則適用于重型汽車。圖63 同步器螺紋槽形式(2)錐面半錐角 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。一般=6176。=6176。時(shí)就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。(3)摩擦錐面平均半徑R R設(shè)計(jì)得越大，則摩擦力矩越大。原則上是在可能的條件下，盡可能將R取大些。(4)錐面工作長度b （61）設(shè)計(jì)中考慮到降低成本取相同的b取5mm。轎車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，可提高材料的屈服強(qiáng)度和疲勞壽命。段造時(shí)選用錳黃銅等材料?！Ｒ凿撡|(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。(6)鎖止角鎖止角選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個(gè)部分之間角速度差達(dá)到零值才能進(jìn)行換檔。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在26176。范圍內(nèi)變化。(7)同步時(shí)間t同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部分達(dá)到同步的時(shí)間越短越好。軸向力大，同步時(shí)間減少。為此，同步時(shí)間與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在下屬范圍內(nèi)選?。骸?；～，～。二、設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：1．要有鎖止裝置，包括自鎖、互鎖和倒檔鎖。，防止因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而致脫檔，保證嚙合齒輪以全齒長進(jìn)行嚙合，并使駕駛員有換檔的感覺。變速叉軸的凹臼間距是由掛檔齒輪移動(dòng)的距離來決定的，其結(jié)構(gòu)型式如圖64所示。倒檔鎖能在駕駛員掛倒檔時(shí)給駕駛員明顯手感，以起到提醒作用，防止誤掛倒檔，其結(jié)構(gòu)見總裝配圖。3．應(yīng)使駕駛員得到必要的手感。換檔位置的確定主要從換檔方便考慮。根據(jù)以上三點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)變速器的換檔位置如圖65所示：圖65 換檔位置圖
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