五菱宏光s轎車變速器的設(shè)計(jì)-三軸式五檔手動(dòng)變速器含5張CAD圖

五菱宏光s轎車變速器的設(shè)計(jì)-三軸式五檔手動(dòng)變速器含5張CAD圖,五菱宏光,轎車,變速器,設(shè)計(jì),三軸式,五檔,手動(dòng),CAD 五菱宏光s變速器的設(shè)計(jì) Design of Wuling Hongguang s transmission 摘 要 變速器用于改變從汽車發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞到驅(qū)動(dòng)輪的扭矩和速比。它的主要目的是保持停車、起步上坡、轉(zhuǎn)向、加速和其他駕駛條件。汽車獲得不同的速度和驅(qū)動(dòng)力，此外，同時(shí)使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可以在最有利的工作條件下工作。變速箱配備倒檔和空檔。必要時(shí)，變速器還起到驅(qū)動(dòng)力輸出的作用。 由于變速箱在低擋時(shí)功率很大，一般變速箱的低擋都布置在靠近軸后支架的位置，然后各擋的傳動(dòng)齒輪從低擋到高擋依次排列。這樣做不僅可以使軸具有足夠的剛性，而且可以確保安裝非常容易。齒輪箱的整體結(jié)構(gòu)剛度與軸和外殼的結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般用控制軸的長(zhǎng)度，即齒輪數(shù)來保證齒輪箱有足夠的剛性。 文章的設(shè)計(jì)方案對(duì)三軸式五檔手動(dòng)變速器進(jìn)行了科學(xué)的設(shè)計(jì)。對(duì)傳輸?shù)脑斫?jīng)過詳細(xì)的討論；對(duì)傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)齒輪和軸都經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算；而且已經(jīng)進(jìn)行了剛度的校核；同時(shí)進(jìn)行了型號(hào)選擇。介紹了變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案和變速器各部件原材料的選用。 關(guān)鍵字：變速器；設(shè)計(jì)；齒輪；軸；校核 II ABSTRACT The transmission is used to change the torque and transmission ratio of the engine to the driving wheels. The goal is to drive the car safely in different ways under different safe driving standards, such as on-site development and design, uphill starting, turning and acceleration. In addition, force and speed make the engine work under the most favorable working standard. The transmission is set to neutral and shifted. If necessary, the transmission also has drive output function. As the transmission has a large output power in low gear, the low gear of the transmission is generally arranged near the rear support frame of the shaft, and then the transmission gears of each gear transmission system are arranged in turn from low gear to high gear. Gear. This not only makes the shaft have enough bending stiffness, but also ensures easy installation. The bending stiffness of the whole structure of gearbox is related to the structure of shaft and shell. Generally, the length of the control shaft, that is, the number of transmission gears, is used to ensure that the transmission system has enough rigidity. In this paper, the design of the three-axis five speed manual transmission is studied scientifically, and the principle of the transmission is discussed. The transmission gear and shaft are measured and calculated in detail, and the stiffness is calculated. The model was selected. This paper introduces the design scheme of the transmission system of the gearbox and the selection of raw materials for various parts of the gearbox. Key words: transmission; Design; Gear; Axis; check IV 目 錄 第1章 緒 論 1 1.1選題的背景 1 1.2 目的及意義 2 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 4 2.1 汽車參數(shù)的選擇 4 2.2 變速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 4 2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 5 2.3.1 固定軸式變速器 5 2.3.2 倒擋布置方案 6 2.3.3 其他問題 8 2.4 齒輪形式 9 2.5換擋機(jī)構(gòu)形式 9 2.5.1互鎖銷式 10 2.5.2擺動(dòng)鎖塊式 10 2.5.3轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式 10 2.6變速器軸承 11 2.7 本章小結(jié) 12 第3章 變速器設(shè)計(jì)和計(jì)算 14 3.1 擋數(shù) 14 3.2 傳動(dòng)比范圍 14 3.3 各檔傳動(dòng)比的確定 14 3.3.1主減速器傳動(dòng)比的確定 14 3.3.2最低檔傳動(dòng)比計(jì)算 14 3.3.3 各檔傳動(dòng)比的選定 15 3.3.4中心距的選擇 16 3.3.5變速器的外形尺寸 16 3.4 齒輪參數(shù) 17 3.4.1 模數(shù)的選取 17 3.4.2 壓力角 17 3.4.3 螺旋角 17 3.4.4 齒寬b 19 3.4.5 齒頂高系數(shù) 20 3.4.6 變位系數(shù)的選擇原則 20 3.5 各擋齒輪齒數(shù)的分配 21 3.5.1 確定一擋齒輪的齒數(shù) 21 3.5.2 對(duì)中心距進(jìn)行修正 23 3.5.3 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)及變位系數(shù) 23 3.5.4 確定其他各擋的齒數(shù)及變位系數(shù) 24 3.5.5 確定倒擋齒輪齒數(shù)及變位系數(shù) 28 3.6 本章小結(jié) 29 第4章 變速器的校核 30 4.1 齒輪的損壞形式 30 4.2 齒輪強(qiáng)度計(jì)算 30 4.2.1 齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 31 4.2.2輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算 32 4.3 軸的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) 33 4.4 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 34 4.4.1 軸的剛度的計(jì)算 34 4.4.2 軸的強(qiáng)度的計(jì)算 38 4.5軸承壽命計(jì)算 41 1、變速器一檔工作時(shí) 41 2、變速器四檔工作時(shí) 42 4.6 本章小結(jié) 44 第5章 同步器的計(jì)算 45 5.1 鎖銷式同步器 45 5.1.1 鎖銷式同步器結(jié)構(gòu) 45 5.1.2 鎖銷式同步器工作原理 45 5.2 鎖環(huán)式同步器 46 5.2.1 鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu) 46 5.2.2 鎖環(huán)式同步器工作原理 47 5.2.3 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 48 5.3 本章小結(jié) 50 第6章 變速器操縱機(jī)構(gòu) 51 6.1 直接操縱手動(dòng)換擋變速器 51 6.2 遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器 51 6.3 本章小結(jié) 52 結(jié) 論 53 參考文獻(xiàn) 54 致 謝 55 VIII 第1章 緒 論 1.1選題的背景 近年來，世界各地的汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，汽車系列產(chǎn)品的多樣化、個(gè)性化早已成為汽車發(fā)展趨勢(shì)的發(fā)展趨勢(shì)。眾所周知，輸電方案設(shè)計(jì)一直是新能源技術(shù)中最重要的環(huán)節(jié)之一。用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪的扭矩和傳動(dòng)比，因此其特性危及車輛的驅(qū)動(dòng)力和合理性。使用價(jià)值，特別是對(duì)于輕型商用車，其設(shè)計(jì)的實(shí)際意義更為顯著。在對(duì)汽車性能要求越來越高的今天，汽車的舒適性也是評(píng)價(jià)汽車的重要指標(biāo)。如果變速器的設(shè)計(jì)不合理，很可能會(huì)降低汽車的舒適性，增加汽車的運(yùn)行噪音。國(guó)產(chǎn)商用車安裝的變速器以國(guó)產(chǎn)手動(dòng)變速器為主。變速箱由調(diào)速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)前進(jìn)檔數(shù)，變速器有三檔、四檔、五檔和二檔。根據(jù)軸的類型，有固定爪式和轉(zhuǎn)軸式兩種。第一個(gè)分為兩個(gè)爪子，中爪和多中心爪傳動(dòng)。汽車變速器是危及整車驅(qū)動(dòng)力、合理性和舒適性的關(guān)鍵過程。世界各國(guó)的汽車工業(yè)和銷售數(shù)據(jù)表明，大家越來越關(guān)注車輛的舒適性。中國(guó)商用車市場(chǎng)的快速發(fā)展趨勢(shì)。 2008年，全國(guó)貨車銷量分別為10輛、465輛、404輛。與2007年相比，貨車銷量分別增加722輛和181輛，增長(zhǎng)7.41%。增長(zhǎng)率最大的車輛是輕型卡車。輕卡商用車銷量增速為44.16%，其次是大中型卡車和小型貨車，均呈現(xiàn)增速。它們分別為 19.89% 和 12.93%。汽車變速器的使用壽命與整車的使用壽命基本非常相似。售后維修服務(wù)項(xiàng)目的市場(chǎng)銷售對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的范圍只有少量的規(guī)定。因此，輕型商用車市場(chǎng)可以類似于傳輸服務(wù)設(shè)施市場(chǎng)中銷售的內(nèi)部空間設(shè)計(jì)。隨著全球范圍內(nèi)電磁能和原材料價(jià)格的不斷上漲，以及汽車交易市場(chǎng)價(jià)格的下降，汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)是體積小、質(zhì)量輕、承載能力大、且結(jié)構(gòu)緊湊。這規(guī)定了零件設(shè)計(jì)方案的物理性能應(yīng)作相應(yīng)的改變，向致密、致密、高韌性、高剛性方向提高，也規(guī)定有新技術(shù)、新工藝、新過程以確保它們可以制造?，F(xiàn)階段，許多變速箱制造企業(yè)開發(fā)出的產(chǎn)品可以大大提高離合器和同步控制器的使用壽命和行駛安全系數(shù)，同時(shí)保持傳統(tǒng)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)的高效率、小體積、簡(jiǎn)單組織和高效率。分級(jí)機(jī)械設(shè)備。應(yīng)用可靠，制造容易，成本低，車用汽柴油機(jī)消耗低，維護(hù)操作少，多檔位，減速比大。更新范圍提高了汽車的驅(qū)動(dòng)力，成品油的合理化，換擋的平順性。如今，汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)是朝著可調(diào)式自動(dòng)變速器或無級(jí)變速器的發(fā)展趨勢(shì)。無級(jí)變速機(jī)構(gòu)由2組錐輪組成，包括一對(duì)主動(dòng)錐輪（錐輪組1）和一對(duì)被動(dòng)錐輪（錐輪組2）。此外，兩對(duì)斜輪上還有一條傳動(dòng)鏈。在異形輪的V形管槽中間，傳動(dòng)鏈的健身鍛煉就像一個(gè)驅(qū)動(dòng)力傳遞控制模塊。錐輪組1由發(fā)動(dòng)機(jī)輔助減速驅(qū)動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力根據(jù)傳動(dòng)鏈傳遞給錐輪組2至智能終端控制器。每組錐齒輪中都有一個(gè)錐齒輪，它可以沿軸向移動(dòng)，調(diào)節(jié)傳動(dòng)鏈的直徑，并在錐齒輪的工作中傳遞減速比。兩組錐齒輪必須保持相同的調(diào)節(jié)，以保證傳動(dòng)鏈和從頭到尾的張力，使錐輪在傳遞扭矩時(shí)接觸到足夠的工作壓力。使用無級(jí)變速器可以節(jié)省燃料，使車企的行駛里程增加30%。根據(jù)最佳減速比的選擇，獲得最有利的輸出功率輸出。其減速比比傳統(tǒng)齒輪箱輕，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊。世界各地的各種汽車公司都在競(jìng)相開發(fā)和設(shè)計(jì)無級(jí)變速器。權(quán)威專家預(yù)測(cè)，2008-2009年，無級(jí)變速器將成為全球各汽車企業(yè)科研開發(fā)的關(guān)鍵。 1.2 目的及意義 在逐步計(jì)算和校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，改善變速箱的運(yùn)行狀態(tài)，以達(dá)到理想的舒適度并降低工作噪音。傳統(tǒng)的齒輪箱設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方法一般采用經(jīng)驗(yàn)公式法根據(jù)特性取初值，隨后，測(cè)量傳輸系統(tǒng)軟件產(chǎn)品的抗拉強(qiáng)度和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，如果不符合要求，則根據(jù)要求更改一些基本參數(shù)。對(duì)經(jīng)驗(yàn)公式和規(guī)律，重新計(jì)算，直到滿足所有的規(guī)范和要求?；诳傮w目標(biāo)方案設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用專業(yè)技能，輕型商用車手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)方案。由于主題模擬模擬的是建設(shè)項(xiàng)目的一線細(xì)節(jié)，因此可以直接聯(lián)系到基于畢業(yè)設(shè)計(jì)論文和畢業(yè)論文的建設(shè)項(xiàng)目的具體主題活動(dòng)。提高處理具體問題的工作能力，全面提高自身能力。設(shè)計(jì)方案和制造水平。 本設(shè)計(jì)方案科學(xué)研究的基本內(nèi)容是對(duì)輕型商用車機(jī)械設(shè)備變速箱的組成、結(jié)構(gòu)和基本原理進(jìn)行科學(xué)研究，了解同步控制器、傳動(dòng)齒輪、軸等部件之間的相互配合。 .選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)。明確總數(shù)和第一級(jí)減速比后，有效分配各齒輪的傳動(dòng)比，然后計(jì)算齒輪參數(shù)和管理中心距，檢查傳動(dòng)齒輪的抗壓強(qiáng)度，明確傳動(dòng)齒輪。生產(chǎn)所有傳動(dòng)齒輪的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，所有軸的基本規(guī)格基本按經(jīng)驗(yàn)公式法測(cè)定。檢查每個(gè)齒輪中軸的彎曲剛度和抗壓強(qiáng)度，并明確確定軸。制作了各軸的結(jié)構(gòu)和規(guī)格，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)齒輪箱的結(jié)構(gòu)和規(guī)格進(jìn)行了改進(jìn)和完善。最后制作了變速箱的零件圖和武器裝備圖。使用輔助設(shè)計(jì)繪圖軟件制作齒輪箱各零件的零件圖，并制作齒輪箱的總cad零件圖。在這個(gè)五菱宏光變速器設(shè)計(jì)方案中，主要是設(shè)計(jì)了齒輪箱的總體方案，主要是選擇了齒輪箱的傳動(dòng)系統(tǒng)方案。對(duì)變速箱的傳動(dòng)齒輪和軸進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)量和計(jì)算。計(jì)算了同步控制器和一些標(biāo)準(zhǔn)件。做好選型設(shè)計(jì)方案。 69 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1 汽車參數(shù)的選擇 變速器設(shè)計(jì)所需的汽車基本參數(shù)如下表: 表2.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù)表 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 73kw 最高車速 155km/h 總質(zhì)量 1230kg 最大轉(zhuǎn)矩 140N·m 2.2 變速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 對(duì)變速器如下基本要求: 1）保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 3）設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛。 4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。 5）換擋迅速，省力，方便。 6）工作可靠。汽車行駛過程中，變速器不得有跳擋，亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 7）變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率。 此外，齒輪箱還應(yīng)滿足外形規(guī)格和質(zhì)量低、產(chǎn)量低、制造少、維修方便的要求。達(dá)到車輛必要的驅(qū)動(dòng)力和合理性指標(biāo)值，這與變速箱的檔數(shù)、減速比范圍和各檔的減速比有關(guān)。車輛工作中路面標(biāo)準(zhǔn)越復(fù)雜，比功率越小，變速箱減速比范圍越大。 2.3 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 2.3.1 固定軸式變速器 固定爪型分為中心爪型和雙中心爪型齒輪箱兩種爪型。固定爪被廣泛使用。二爪變速箱多用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)接前輪驅(qū)動(dòng)的汽車，中顎變速箱多用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)接后輪驅(qū)動(dòng)的汽車。與中央齒輪箱相比，二爪齒輪箱具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪徑小、布置方便、中央齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)效率高、噪音小等優(yōu)點(diǎn)。由于兩爪變速箱無法設(shè)置為速動(dòng)齒輪，因此在中高端作業(yè)中安裝了變速齒輪和滾動(dòng)軸承，不僅工作時(shí)噪音增大，而且還很容易破壞。另外，由于結(jié)構(gòu)上的限制，二爪變速箱的一檔傳動(dòng)比不太可能設(shè)計(jì)的很大。因此，我選擇了帶有中顎齒輪的變速箱。 圖2.1，每個(gè)都展示了幾種類型的中顎五速傳輸系統(tǒng)的軟件規(guī)劃方案。它們的共同特點(diǎn)是齒輪箱的第一軸和第二軸的中心線在同一條平行線上，并按齒套連接，得到一個(gè)正中間齒輪。使用直接齒輪時(shí)，不裝傳動(dòng)齒輪、滾動(dòng)軸承和傳動(dòng)中間軸。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩根據(jù)變速器的第一軸和第二軸立即輸出。此時(shí)，變速器的傳動(dòng)系統(tǒng)效率很高，可以達(dá)到90%。低噪音，減少傳動(dòng)齒輪和滾動(dòng)軸承的損壞。由于中間齒輪的利用率比其他齒輪高，增加了齒輪箱的使用壽命；當(dāng)工作在其他前進(jìn)檔時(shí)，變速器傳遞的驅(qū)動(dòng)力必須設(shè)置在第一軸、中間軸和第一軸上。第二軸上的兩對(duì)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行傳動(dòng)，因此在傳動(dòng)中間軸與第二軸之間的距離（管理距離）不大的規(guī)范下，第一齒輪仍具有較大的傳動(dòng)比；高速檔傳動(dòng) 齒輪選用恒齒傳動(dòng)齒輪。低速傳動(dòng)齒輪（一檔）可選擇或不使用恒齒傳動(dòng)齒輪；大部分傳動(dòng)系統(tǒng)規(guī)劃方案除第一檔換檔機(jī)構(gòu)外，均選用同步控制器或齒套換檔，極少數(shù)第一檔也采用同步控制器或齒套換檔，有大多數(shù)情況下還有各種齒輪同步控制器或齒輪套。在除中間齒輪以外的其他齒輪工作時(shí)，中顎齒輪箱傳動(dòng)系統(tǒng)的高效率略有降低，這是它的缺陷。在相同檔位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，各種中顎式變速箱的關(guān)鍵在于傳動(dòng)檔位中的檔位居多，而檔位傳動(dòng)系統(tǒng)的換檔方式和方案也存在差異。 . 圖 2.1a 顯示了該計(jì)劃。除一種外，除用于換檔的直齒旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)齒輪外，其余齒輪均為恒齒傳動(dòng)齒輪。圖2.1b、c、d所示方案的前進(jìn)檔均采用恒頻傳動(dòng)齒輪；圖 3.1d 所示平面設(shè)計(jì)的換檔和超速齒輪安裝在位于變速箱后面的輔助齒輪上。如此合理的布置，不僅可以增加軸的抗彎剛度，減少傳動(dòng)齒輪的損壞，降低工作時(shí)的噪音，而且很容易生產(chǎn)出只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速箱，而且有沒有超速檔規(guī)格。在上述各種規(guī)劃方案中，在選擇恒頻傳動(dòng)齒輪的檔位時(shí)，可以按照相同的控制板或齒輪套進(jìn)行換檔方法。在同一個(gè)變速箱中，有的檔位由同一個(gè)控制面板換檔，有的檔位由檔套換檔。然后變速必須由同步控制器換檔為高檔，而檔套為低檔。文件。 對(duì)于外置后驅(qū)發(fā)動(dòng)機(jī)的大型卡車，選擇中間齒輪箱。為增加轉(zhuǎn)軸的抗彎剛度，可開發(fā)齒輪箱后端，升高中間樞軸點(diǎn)。中間軸和第二軸均具有三個(gè)支撐點(diǎn)。如果將變速傳動(dòng)系統(tǒng)軟件的變速齒輪和變速組織機(jī)構(gòu)裝在殼體內(nèi)，還可以降低變速器關(guān)鍵部件的規(guī)格。 2.3.2 倒擋布置方案 與前進(jìn)檔相比，倒檔利用率不高，停車時(shí)倒檔完全換檔。因此，大部分規(guī)劃方案采用直擋方式換擋倒擋。為了更好更強(qiáng)地進(jìn)行倒檔，中間軸和兩軸的齒輪傳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有一些方案，也有升級(jí)正中間傳動(dòng)齒輪的方案。第一個(gè)雖然構(gòu)造簡(jiǎn)單，但 圖2.1 中間軸式五擋變速器傳動(dòng)方案 中間傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)齒輪在正負(fù)置換對(duì)稱過渡的最惡劣應(yīng)力條件下工作，而后者在更有利的單邊循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)力條件和倒檔下工作。傳動(dòng)比略有增加。 圖 2.2 顯示班次布局的建筑計(jì)劃。圖2.6b所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換擋時(shí)使用中間軸上的第一個(gè)齒輪，從而減少了中間軸的長(zhǎng)度。但換擋時(shí)，有兩對(duì)齒輪進(jìn)入齒輪，換擋困難。圖2.2c所示方案可以實(shí)現(xiàn)較大的調(diào)速比。缺點(diǎn)是換班程序不科學(xué)。圖 2.2d 所示的計(jì)劃改變了之前的缺陷，從而取代了圖 2.2c 所示的計(jì)劃。圖2.2e所示方案是在中間軸上集成一檔調(diào)速，并增加其齒寬。圖 2.2f 所示的方案是合適的。為了更好地利用車內(nèi)空間設(shè)計(jì)，減少變速箱軸向長(zhǎng)度，部分重卡采用圖2.4g所示方案進(jìn)行倒檔。缺點(diǎn)之一是必須使用變速器撥叉軸換擋，導(dǎo)致變速器罩內(nèi)的控制機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 由于變速箱在一檔換擋工作中承受很大的力，所以無論是二爪變速箱還是低檔換擋中檔變速箱，都應(yīng)靠近支撐架的支撐點(diǎn)放置。軸。為了減少軸的變形，要確保幾乎不減小齒輪的重合度，然后將齒輪從低速檔到高速檔和中速檔的順序排列，這不僅可以使軸具有足夠的剛度，但也要確保它很容易安裝。雖然變速比接近一檔，但變速時(shí)間很短。從這個(gè)角度來看，有一些計(jì)劃將第一個(gè)齒輪放在軸的支撐附近，然后再 圖2.2 倒擋布置方案 圖2.3 倒擋軸位置與受力分析 倒檔布置合理。此時(shí)，在倒檔工作時(shí)，齒輪損壞和噪音在短時(shí)間內(nèi)略有增加。此外，在第一檔工作時(shí)，此外，在變速器的一檔工作時(shí)，齒輪損壞和噪音也得到了一定程度的降低。 另外，變速器左側(cè)或右側(cè)的倒檔中間齒輪的存在對(duì)倒檔軸的承載能力有影響。如圖2.3所示。 2.3.3 其他問題 在常用的齒輪中，齒輪傳動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力過高，造成表面電腐蝕。將中高端布置在靠近軸線的支撐點(diǎn)中間更為合理。在該區(qū)域，由于傳動(dòng)齒輪因軸變形而產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角小，傳動(dòng)齒輪長(zhǎng)期嚙合可減輕轉(zhuǎn)盤凈重，增加傳動(dòng)齒輪的使用壽命。一些車輛變速器具有超速擋，僅在良好道路上行駛或在寬闊道路上行駛時(shí)才使用。使用傳動(dòng)比小于1（0.7~0.8）的超速檔，可以靈活利用發(fā)動(dòng)機(jī)排量，降低汽車行駛1km所需發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸總傳動(dòng)比，有利于減少汽車發(fā)動(dòng)機(jī)損壞和減少油耗。但是，與直接齒輪相比，使用超速齒輪會(huì)降低傳動(dòng)系統(tǒng)軟件的效率并增加噪音。 踏板變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)的高效率與所采用的傳動(dòng)系統(tǒng)規(guī)劃方案有關(guān)，包括傳遞驅(qū)動(dòng)力時(shí)工作的大部分傳動(dòng)齒輪、每分鐘速比、傳遞的輸出功率、進(jìn)氣系統(tǒng)的有效性，傳動(dòng)齒輪和外殼等零件的制造精度。 2.4 齒輪形式 與直齒斜齒圓柱齒輪相比，斜齒斜齒圓柱齒輪具有使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)行時(shí)噪音低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是生產(chǎn)制造稍復(fù)雜，操作過程中存在軸向力。變速器中恒齒傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)齒輪都是斜齒圓柱齒輪，雖然這樣會(huì)增加恒齒傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)齒輪總數(shù)，增加傳動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。直齒和斜齒圓柱齒輪僅用于低速傳動(dòng)齒輪和換檔。在我的設(shè)計(jì)中，正齒輪用于第一檔和換檔，所有其他齒輪都是錐齒輪。 2.5換擋機(jī)構(gòu)形式 變速箱換檔機(jī)構(gòu)有直齒滾動(dòng)傳動(dòng)齒輪、齒輪套和同步控制器換檔三種方式。車輛行駛時(shí)，每個(gè)檔位的傳動(dòng)齒輪有不同的角速度。因此，徑向滾動(dòng)直齒傳動(dòng)齒輪的方法會(huì)引起傳動(dòng)齒輪內(nèi)孔的沖擊和噪音。這使得傳動(dòng)齒輪的頂部更容易被破壞和過早破壞，也讓駕駛員感到焦慮和焦慮。換檔產(chǎn)生的噪音降低了乘坐舒適性。只有駕駛員可以根據(jù)操作過程（如兩腿離合）的技能，在換檔時(shí)無沖擊，才能擺脫上述缺陷。但是，此時(shí)駕駛員注意力分散，會(huì)嚴(yán)重危害行車安全性能。因此，這種換擋方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但除一檔換擋外很少使用。 由于變速器的第二軸的傳動(dòng)齒輪和中間軸的傳動(dòng)齒輪是恒齒，因此可以通過移動(dòng)齒輪套來換檔。在這種情況下，為承受換擋沖擊載荷而增加的齒數(shù)較大。傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)齒輪不參與換檔，不易過早損壞，但換檔的影響無法消除。因此，駕駛員在操作過程中仍需熟練。另外，由于等速齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪套和傳動(dòng)齒輪的升級(jí)，使減速箱轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。 因此，目前，這種換擋方法僅用于齒輪和規(guī)格不太高的大中型卡車變速器。這是因?yàn)榕寇嚨凝X輪間隙比較小，換擋機(jī)構(gòu)之間的角速度差比較小。因此，選擇檔位可以降低制造成本和變速器長(zhǎng)度。 使用同一個(gè)控制面板，可以保證快速換檔、無沖擊、無噪音，與操作過程和技術(shù)掌握無關(guān)，從而提高汽車的加速性、成品油的合理化和行車安全系數(shù)。元素。與上述兩種換擋方式相比，雖然存在組織復(fù)雜、制造精度要求高、徑向模型規(guī)格大等缺陷，但仍被廣泛使用。 使用同步控制器或齒輪套換檔時(shí)，換檔行程安排小于滾動(dòng)傳動(dòng)齒輪。當(dāng)滾動(dòng)傳動(dòng)齒輪特別寬時(shí)，這種差異更加明顯。為了更好地控制和方便，換檔桿換到不同檔位的時(shí)間表應(yīng)盡可能相同。 自動(dòng)換檔是變速器常見的關(guān)鍵故障之一。針對(duì)這一問題，除了在加工工藝上采取一定的有效措施外，現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)類型采取一定的有效措施，較為合理的規(guī)劃方案包括以下幾類： 自鎖聯(lián)鎖裝置是為了確保當(dāng)一個(gè)撥叉軸移動(dòng)時(shí)，其他撥叉軸相互鎖定。該機(jī)構(gòu)的作用是防止另外兩個(gè)齒輪掛入，可能導(dǎo)致?lián)Q檔時(shí)出現(xiàn)嚴(yán)重和常見的故障。常見的自鎖和互鎖機(jī)構(gòu)有： 2.5.1互鎖銷式 圖 2.4 是車輛中最常用的組織方式。自鎖互鎖銷和頂銷安裝在撥叉軸中間。銷的長(zhǎng)度和凹槽用來保證自鎖互鎖。 圖2.4，a為中立位置，此時(shí)任意叉軸都可以隨意移動(dòng)。圖 2.4 b、c、d 是一個(gè)叉軸的工作位置，其他叉軸處于鎖定狀態(tài)。 圖2.4 互鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) 2.5.2擺動(dòng)鎖塊式 圖2.5為擺鎖塊式夾緊聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)的廣告設(shè)計(jì)。鎖塊和船軸螺釘安裝在殼體上，可繞螺釘中心線自由轉(zhuǎn)動(dòng)。工作時(shí)，曲柄臂的換檔頭置于鎖塊槽體上。此時(shí)，鎖塊的一兩個(gè)突出部分有一部分驅(qū)動(dòng)齒輪A覆蓋在叉軸的另外兩個(gè)凹槽上，以確保換檔時(shí)不容易掛兩個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)齒輪。 2.5.3轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式 圖2.6所示為轉(zhuǎn)軸式自鎖聯(lián)鎖裝置，與上述鎖塊機(jī)構(gòu)的基本原理相似。操作手柄的換檔頭置于軸內(nèi)，夾形板可繞A軸轉(zhuǎn)動(dòng)。選擇檔位時(shí)，操作手柄將鉗子板旋轉(zhuǎn)到撥叉軸的凹槽中。此時(shí)，鉗板的一個(gè)或兩個(gè)鉗口夾住另外兩個(gè)撥叉，以確保自鎖和互鎖效果。控制機(jī)構(gòu)還應(yīng)建立一個(gè)機(jī)構(gòu)，以確保不會(huì)意外接合換檔。一般換擋撥叉頂部或撥叉頭頂部裝有彈性黃色組織，使駕駛員在換檔時(shí)容易產(chǎn)生彈性效果，從而產(chǎn)生明顯的觸感。 自鎖裝置的作用是將滑軌鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長(zhǎng)參與嚙合，避免自動(dòng)換擋和換擋。自鎖裝置有球形鎖緊機(jī)構(gòu)和桿形鎖緊機(jī)構(gòu)兩種。 換檔鎖的作用是讓駕駛者在換檔前向換檔桿施加更大的力。具有提示注意、防止意外移位、造成安全生產(chǎn)事故的功能。 該設(shè)計(jì)方案旨在鎖定組織選擇鎖定，自鎖聯(lián)鎖和變速鎖的設(shè)備。選用鎖緊軸承鋼球完成鎖緊，根據(jù)自鎖互鎖銷完成自鎖互鎖。換檔鎖止是通過限位開關(guān)的彈跳來完成的，使駕駛員感覺并避免意外換檔。 2.6變速器軸承 傳動(dòng)滾子軸承一般采用圓柱滾子軸承、圓柱滾子軸承、球軸承、圓錐滾子軸承、翻轉(zhuǎn)套等規(guī)格。使用哪種類型的滾子軸承受結(jié)構(gòu)限制，并根據(jù)必須承受的載荷的特性而變化。 圖2.5 擺動(dòng)鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu) 圖2. 6轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖機(jī)構(gòu) 該汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。大、中、小滾子軸承結(jié)構(gòu)的應(yīng)用相關(guān)性比較有限，整體規(guī)劃難度較大。例如，變速器第二軸的前支點(diǎn)在第一軸的固定聯(lián)軸器傳動(dòng)齒輪的螺紋中。當(dāng)直徑足夠時(shí)，可配置圓柱滾子軸承。很可能使用的圓柱滾子軸承不足。變速器第一軸的前支點(diǎn)在離心水泵飛輪的螺紋內(nèi)。由于室內(nèi)空間充足且大，采用滾動(dòng)軸承承載。作用在第一軸固定聯(lián)軸器上的軸向力通過第一軸的后滾動(dòng)軸承傳遞到齒輪箱殼體。在這里，通常使用滾動(dòng)軸承外側(cè)帶有平墊圈的球軸承。滾子軸承常見于副軸后端承受軸向力和軸向力的發(fā)展趨勢(shì)。一般情況下，前滾子軸承或后滾子軸承可以承受中間軸上的傳動(dòng)齒輪引起的軸向力。傳動(dòng)系統(tǒng)中使用的圓錐滾子軸承雖然直徑小，總寬度大，體積大，承載能力高，但也有必須調(diào)整的預(yù)緊力，但當(dāng)滾動(dòng)軸承蓋不能設(shè)置在軸承座的前表面時(shí)，軸向力必須為由后部滾動(dòng)軸承承受：用于圓柱滾子軸承來承受軸向力。 增加傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)齒輪的數(shù)量，可以增加車輛的驅(qū)動(dòng)力和合理化。傳動(dòng)齒輪越多，傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就越復(fù)雜，規(guī)格、外形和質(zhì)量就越大。裝不便、易后輪等缺陷。損壞時(shí)傾斜，這會(huì)損害牙齒。正確的齒輪。 變速箱第一，第二軸的后方滾動(dòng)軸承，以及中間軸的前后，左右滾動(dòng)軸承，通常根據(jù)變速箱的直徑使用中鏈球滾動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承鏈。滾動(dòng)軸承的直徑是根據(jù)傳輸管理中心之間的距離來定義的。后殼內(nèi)壁兩個(gè)滾動(dòng)軸承孔之間的距離不應(yīng)小于6-20毫米，至少適合輕型車和小型車。 圓柱滾子軸承和滾動(dòng)套規(guī)格對(duì)于齒輪和軸連接不牢固的區(qū)域很關(guān)鍵，并且相互之間的相對(duì)速度有規(guī)定。圓柱滾子軸承具有滾動(dòng)摩擦損傷小、傳動(dòng)效率高、軸向間隙適中、定位精確、運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、齒輪間嚙合好等優(yōu)點(diǎn)。滑蓋軸向配合間隙大，極易損壞。增大間隙會(huì)危及齒輪的精確定位，危及其運(yùn)轉(zhuǎn)的精度，并增加工作時(shí)的噪音。滾動(dòng)防水套管的優(yōu)點(diǎn)是制造非常容易，成本低。 在此設(shè)計(jì)方案中，關(guān)鍵工作條件必須是圓錐滾子軸承，角接觸球軸承和圓柱滾子軸承。 2.7 本章小結(jié) 本章首先定義了變速器設(shè)計(jì)室所要求的汽車基本參數(shù)和變速器設(shè)計(jì)方案必須滿足的基本規(guī)定，對(duì)自己的設(shè)計(jì)方案也有一定的標(biāo)準(zhǔn)。隨后，我對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)設(shè)備進(jìn)行了簡(jiǎn)單詳細(xì)的介紹，分析了各傳動(dòng)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了行之有效的傳動(dòng)方案以及一些傳動(dòng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的問題。軸的計(jì)算奠定了良好的基礎(chǔ)。最后詳細(xì)介紹了齒輪的實(shí)體模型，比較了優(yōu)缺點(diǎn)，從中有效地選擇了齒輪形狀。對(duì)幾種傳動(dòng)方式、暴露的問題、相關(guān)解決辦法進(jìn)行了分析，最后根據(jù)軸的工況和工況，選擇了軸承。 第3章 變速器設(shè)計(jì)和計(jì)算 3.1 擋數(shù) 增加傳動(dòng)齒輪總數(shù)可以增加汽車的驅(qū)動(dòng)力和合理性。齒輪越多，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，規(guī)格、輪廓和質(zhì)量就越大。另外，實(shí)際的操作組織很復(fù)雜，并且在整個(gè)申請(qǐng)過程中增加了班次的頻率。 在低速檔從頭到尾的減速比相同的標(biāo)準(zhǔn)下，擴(kuò)大減速比無疑會(huì)降低與變速箱相鄰的低檔和高檔之間的減速比，從而更容易換檔。相鄰齒輪之間的減速比必須小于1.8。課程越小，遷移就越容易。快擋位相鄰傳動(dòng)齒輪中間的減速比必須低于低擋位相鄰傳動(dòng)齒輪中間的減速比。 近年來，為了更好地降低油耗，變速器檔位總數(shù)不斷增加?，F(xiàn)階段轎車一般采用4-5檔，高檔轎車變速箱采用5檔，大型貨車變速箱采用4-5檔或兩檔。載重塊在2-3.5噸之間的卡車應(yīng)配備五檔變速箱，載貨臺(tái)在4-8噸之間的卡車應(yīng)配備六檔變速箱?；h(huán)電機(jī)變速器是重型卡車和越野車的關(guān)鍵。這種類型的設(shè)計(jì)是五速變速器。 3.2 傳動(dòng)比范圍 傳動(dòng)比類別是指最小檔的傳動(dòng)比與高檔的傳動(dòng)比的比值。很明顯，傳動(dòng)比類別與所選汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)、汽車的最高速度、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。如今，貨運(yùn)比例在3比4中間，輕卡在5比6中間，其他貨車甚至更高。 3.3 各檔傳動(dòng)比的確定 3.3.1主減速器傳動(dòng)比的確定 主減速器傳動(dòng)比告知為4.75 3.3.2最低檔傳動(dòng)比計(jì)算 根據(jù)較大爬坡能力的設(shè)計(jì)方案，可達(dá)到較大工作能力的標(biāo)準(zhǔn)，即使用第一檔按規(guī)定的較大坡度傾斜時(shí)，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)大于或等于轉(zhuǎn)彎摩擦阻力和此時(shí)的上坡起步摩擦阻力（加速摩擦阻力為零，忽略摩擦阻力）。公式計(jì)算顯示如下： （3.2） 式中 G ——車輛總重量（N）； ——滾動(dòng)阻力系數(shù)； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（N·m）； ——主減速器傳動(dòng)比； ——變速器傳動(dòng)比； ——為傳動(dòng)效率（0.85~0.9）； R ——車輪滾動(dòng)半徑； ——最大爬坡度本設(shè)計(jì)為能爬30%的坡，大約。 由公式（3.2）得： （3.3） 已知：m=1230kg；；；r=0.2425m；Temax=140 N·m；i0=4.75；g=9.8m/s2；，把以上數(shù)據(jù)代入（3.3）式： ig1≥(1230×9.8×0.012×cos16.7°+1230×9.8×sin16.7°)×0.2425140×4.75×0.9=1.46 滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。即用一檔發(fā)出最大驅(qū)動(dòng)力時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。公式表示如下： （3.4） 式中 ——驅(qū)動(dòng)輪的地面法向反力，； ——驅(qū)動(dòng)輪與地面間的附著系數(shù)。 取0.55，把數(shù)據(jù)代入（3.4）式得： ig1≤1230×9.8×0.55×0.2425140×4.75×0.9=2.69 所以，一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的選擇范圍是： 1.46≤ig1≤2.69 初選一檔傳動(dòng)比為2.6。 3.3.3 各檔傳動(dòng)比的選定 變速器一檔的傳動(dòng)比應(yīng)按上述標(biāo)準(zhǔn)明確。變速器的高速檔一般為立即檔，有時(shí)也使用超速檔。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，高速檔是超速檔。正中齒輪的傳動(dòng)比理論上按具有公比的幾何級(jí)數(shù)排序（其中n為齒輪的十位數(shù)字）。其實(shí)和標(biāo)準(zhǔn)差略有不同，因?yàn)辇X數(shù)是整數(shù)，普通齒輪通用。比值要小一些，另外還要考慮與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)的有效配對(duì)。又由于公式 q=4i1i5=42.61=1.27 i2=i1q=2.61.27=2.05 i3=i2q=2.051.27=1.61 i4=i3q=1.611.27=1.27 3.3.4中心距的選擇 初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （3.5） 式中 ——變速器中心距（mm）； ——中心距系數(shù)，商用車=8.6~9.6； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為140（N·m）； ——變速器一檔傳動(dòng)比為2.6； ——變速器傳動(dòng)效率，取96%。 9.0×3140×2.6×0.96=63.4mm 商用車變速器的中心距在80～170mm范圍內(nèi)變化。所以根據(jù)計(jì)算結(jié)果，初取A=63mm。 3.3.5變速器的外形尺寸 變速箱的橫向規(guī)格基本可以根據(jù)齒輪的直徑、換擋傳動(dòng)軸的布置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來確定。影響變速箱殼體徑向規(guī)格的因素包括齒輪總數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)和齒輪。 乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列公式選用： L=(4.0~4.4)A=(4.0~4.4)×63=252~277.2mm 當(dāng)變速器選用大量互鎖固定同步器的齒輪副時(shí)，應(yīng)考慮中心距系數(shù)K作為規(guī)定系數(shù)的上限。為便于檢測(cè)，字母A被倒圓，設(shè)計(jì)為五速變速器，初始橋殼尺寸為270毫米。 3.4 齒輪參數(shù) 3.4.1 模數(shù)的選取 應(yīng)遵循的一般原則：為降低噪音，應(yīng)合理減少單位，增加尺子的寬度；為了使質(zhì)量變小，同時(shí)增加尺子的數(shù)量和減少寬度；在技??術(shù)方面，每個(gè)齒輪應(yīng)該使用相同的系數(shù)，但在功率方面，記住齒輪的齒數(shù)必須有不同的系數(shù)。降低汽車齒輪的工作噪音很重要，所以齒輪系數(shù)要小；對(duì)于卡車來說，減重比噪音更重要，所以必須選擇系數(shù)較大的檔位。 較低檔位選擇較大的單位，其他檔位選擇另一個(gè)單位。在少數(shù)情況下，變速箱中的每個(gè)檔位都指定了相同的系數(shù)。 離合器和同套的自鎖和互鎖齒多為伸縮齒輪。由于技術(shù)原因，同一傳動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)檔位指標(biāo)是相同的。應(yīng)用領(lǐng)域：2.0-3.5mm，用于總質(zhì)量1.8-14.0噸的新能源客車和卡車。選擇較小的應(yīng)變率值可以增加齒數(shù)并使換檔更容易。 初選齒輪模數(shù) =3.0mm 齒輪法向模數(shù) =3.0mm 3.4.2 壓力角 壓縮角小，殼度大，噪音低，傳動(dòng)平穩(wěn)；當(dāng)壓力角變大時(shí)，可以提升齒輪齒的彎曲強(qiáng)度與表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于商用車，以增加機(jī)會(huì)程度，這是較低的。 變速器齒輪壓力角為 20 嚙合套或同步器的接合齒壓力角用30° 3.4.3 螺旋角 斜齒輪通常用于驅(qū)動(dòng)設(shè)備。在選擇斜齒輪的螺旋角時(shí)，請(qǐng)注意其對(duì)齒輪工作中的噪聲和軸向力的抗壓強(qiáng)度的危害。實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，隨著外螺紋視角的增加，齒的抗壓強(qiáng)度也相應(yīng)提高。眾所周知，當(dāng)螺旋角超過30°時(shí)，彎曲力突然減小，接觸力再次增大。因此，在逐漸增加下齒輪的抗彎強(qiáng)度時(shí)，不建議施加過大的傾角，宜選用15-25。需要選擇較大視角的螺旋線，以緊緊圍繞較高檔的接觸抗壓強(qiáng)度和提升的重疊程度。 斜齒輪傳遞扭矩時(shí)，會(huì)產(chǎn)生軸向力，作用于滾子軸承。設(shè)計(jì)方案時(shí)，需要在中間軸上設(shè)計(jì)兩個(gè)具有其他功能的齒輪，以平衡軸向力，減少滾子軸承的負(fù)荷，增加滾子軸承的使用壽命。因此，中間軸上不同齒輪的傾斜角必須不同。為了使操作過程更容易，當(dāng)中間軸的軸向力不大時(shí)，螺旋角設(shè)計(jì)可以相同，并且只能指定兩個(gè)螺旋角。將中間軸上所有齒輪的螺旋趨勢(shì)視為左旋體，將第一軸和第二軸上的斜齒輪視為左旋體。根據(jù)座軸承的效率，軸向力作用在座軸承上。當(dāng)?shù)谝粰n和換檔設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，該功能無法補(bǔ)償此檔中間軸上的軸向力。（但由于這種齒輪使用較少，故允許），第二檔軸沒有軸向力能量。 根據(jù)圖3.1可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，需滿足下述條件 （3.6） （3.7） 由于T=，為使兩軸向力平衡，必須滿足 （3.8） 在式中，F(xiàn)a1，F(xiàn)a2是作用在中間齒輪1、2上的軸向力； Fn1、Fn2為作用在中間齒輪1、2上的圓周力； r1、r2為齒輪1、2半經(jīng)線的節(jié)圓； T是中間軸傳遞的扭矩。 最后，可以采用螺旋角回歸分析方法消除變異系數(shù)或齒數(shù)引起的每對(duì)齒輪管理中心距的差異。 圖3.1 中間軸軸向力的平衡 斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用： 商用車中間軸式變速器為 20～30° 初選的螺旋角=25 3.4.4 齒寬b 必須注意，齒寬對(duì)傳動(dòng)的徑向規(guī)格、齒輪的光潔度、齒輪的承載能力和齒輪工作時(shí)的對(duì)稱耐熱性有影響。 考慮到傳動(dòng)質(zhì)量的降低和徑向規(guī)格的降低，應(yīng)選擇較小的齒寬。減小齒寬會(huì)削弱斜齒輪傳動(dòng)穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)，增加工作疲勞。使用較寬的齒寬會(huì)造成齒輪在運(yùn)行過程中產(chǎn)生變形和傾斜，造成齒輪齒寬疲勞和不均勻，破壞齒寬不均勻。齒寬一般根據(jù)減速機(jī)規(guī)格型號(hào)m確定。 直齒：b=m， 為齒寬系數(shù)，取為4.5~8.0 取=6 斜齒：b=，取6.0~8.5 ，取=6 第一軸固定嚙合齒輪副的齒寬模數(shù)可以較大，以增加接觸線的長(zhǎng)度，減少接觸應(yīng)力，從而提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪的壽命。 直齒 b==63=18mm 斜齒 b==63=18mm 3.4.5 齒頂高系數(shù) 此外，縱橫比指數(shù)對(duì)重疊程度、傳動(dòng)齒輪的抗壓強(qiáng)度、工作噪音、傳動(dòng)齒輪的相對(duì)滑動(dòng)率、傳動(dòng)齒輪的錯(cuò)位、齒尖的厚度等都有危害。加寬指數(shù)小，齒輪重疊小，工作時(shí)噪音大；但是由于減小了傳動(dòng)齒輪的彎曲距離，所以也減小了傳動(dòng)齒輪的應(yīng)力。因此，以往由于齒輪生產(chǎn)制造精度不高，感覺傳動(dòng)齒輪的負(fù)荷集中在附件上，所以選用了額外長(zhǎng)徑比指數(shù)為0.75～0.80的短齒齒輪。 在提高了包括其自身的齒輪的精度之后，附件的長(zhǎng)寬比指標(biāo)顯然為1.00。為了更好地改善輪齒收縮，降低噪音，提高輪齒的抗壓強(qiáng)度，一些齒輪箱采用了較大的子長(zhǎng)徑比指數(shù)和1.00的高檔齒輪。 3.4.6 變位系數(shù)的選擇原則 齒齒輪參考點(diǎn)是齒輪設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的部分?？勺凖X輪的應(yīng)用除了防止損壞和匹配齒輪的管理中心距外，還危及抗壓強(qiáng)度、應(yīng)用可靠性、耐磨性、抗粘連工作能力和齒輪齒噪聲。 錨具有兩種重要類型：縱橫比錨點(diǎn)和錨點(diǎn)視角。改變縱橫比的齒輪副中緊密相連的齒輪副的調(diào)整指標(biāo)值之和為零。高參考點(diǎn)會(huì)增加小齒輪的齒力，使其接近大齒輪的力?？焖冽X輪副的缺點(diǎn)是不能增加一對(duì)齒輪的承載能力，難以降低噪音。變速齒輪對(duì)的偏移指數(shù)值之和不為零。角速度不僅具有偏移量大的優(yōu)點(diǎn)，而且可以避免其缺點(diǎn)。 中間軸和第二軸裝有多組齒輪，構(gòu)成一個(gè)共同的傳動(dòng)裝置。因?yàn)楸仨毐ＷC每個(gè)齒輪的傳動(dòng)比，所以每對(duì)齒輪的齒數(shù)會(huì)有所不同。為確保每對(duì)齒輪具有相同的管理中心距，這個(gè)時(shí)候一定要換檔。當(dāng)齒數(shù)多的齒輪副選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)或高參考點(diǎn)時(shí)，齒數(shù)少的齒輪副必須選擇正角速度。由于角速度可以獲得優(yōu)良的聯(lián)鎖特性和傳輸質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，所以經(jīng)常使用。對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)，根據(jù)選擇合適的螺旋角可以達(dá)到相同的管理中心距。 傳動(dòng)齒輪在循環(huán)系統(tǒng)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)下運(yùn)行，有時(shí)在沖擊負(fù)荷下運(yùn)行。對(duì)于優(yōu)質(zhì)齒輪，關(guān)鍵的損壞標(biāo)準(zhǔn)是軸頸地應(yīng)力下降。因此，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選擇變形指數(shù)，以保證更大的接觸抗壓強(qiáng)度和最佳的抗粘耐磨性能標(biāo)準(zhǔn)。為提高接觸壓力強(qiáng)度，整體位移調(diào)整系數(shù)應(yīng)盡量大，使換擋桿避開基圓，從而增大齒廓角，減小接觸壓力。對(duì)于低速齒輪，由于小齒輪齒力小，傳動(dòng)載荷大，小齒輪容易因輪齒處的拉應(yīng)變而斷裂。 整體調(diào)整模數(shù)越小，一對(duì)輪齒的總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強(qiáng)度越低。但是，輪齒的剛性較低，更容易吸收沖擊和振動(dòng)，因此噪音較低。 根據(jù)上述原因，為了降低噪音，變速器中不包括一、二、倒檔的齒輪的整體調(diào)整系數(shù)應(yīng)確定得較小，以獲得低噪音的傳動(dòng)。 3.5 各擋齒輪齒數(shù)的分配 在中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角基本選定后，可以根據(jù)變速器的齒輪數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)系統(tǒng)定制每個(gè)齒輪的齒數(shù)。 圖3.2 五擋變速器傳動(dòng)方案 3.5.1 確定一擋齒輪的齒數(shù) 一擋傳動(dòng)比 i1=z2×z9z1×z10 （3.9） 如果，齒數(shù)確定了，則與的傳動(dòng)比可求出，為了求，的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 直齒=2A/m （3.10） 斜齒=2A/ （3.11） 因?yàn)橐粨跤玫氖侵饼X輪，所以=2A/m=263/3=42 計(jì)算后，四舍五入到最接近的整數(shù)，與初始分布尺寸的齒輪的齒數(shù)。中間軸上一檔的齒數(shù)應(yīng)盡量小，使傳動(dòng)比/大。在一定的標(biāo)準(zhǔn)下，傳動(dòng)比/可定制得更小，使第一軸的齒數(shù)自始至終與齒輪嚙合，方便第二軸的前軸承安裝在第二軸上。孔并確保傳動(dòng)軸有足夠的厚度。充分考慮到汽車底盤上第一軸的有限開口規(guī)格和安裝概率，齒輪的齒數(shù)不宜過大。 中間軸上小齒輪的最小齒數(shù)也受中間軸扭力大小的限制，即受硬度的限制。選擇時(shí)，應(yīng)統(tǒng)一考慮軸的尺寸和齒輪的齒數(shù)，中間軸上一檔的檔數(shù)可選15～17個(gè)，載貨車12～17個(gè)檔位。 因?yàn)?2.6取中間軸上一擋齒輪=17 輸出軸上一擋齒輪=-=42-17=25 根據(jù)確定的中心距A求嚙合角： =0.9397 根據(jù)齒數(shù)比u=z9z10=2517=1.47 參數(shù) 分度圓直徑d=zm=253=75mm 齒頂高 =m=m=3mm( =1) 齒根高 =(+)m=1.25m,=3.75mm 齒頂圓直徑=d+2=(z+2)m=81mm 齒根圓直徑=d-2=(z-2.5)m=67.5mm 中心距 A= =63mm 參數(shù) 分度圓直徑d=zm=173=51mm 齒頂高 =m=m=3mm( =1) 齒根高 =(+)m=1.25m,=3.75mm 齒頂圓直徑=d+2=(z+2)m=57mm 齒根圓直徑=d-2=(z-2.5)m=43.5mm 中心距 A= =63mm 兩齒輪分度圓仍相切，節(jié)圓與分度圓重合，合齒高度不變。 3.5.2 對(duì)中心距進(jìn)行修正 由于是計(jì)算齒數(shù)，管理中心距已經(jīng)四舍五入為整數(shù)，所以新的數(shù)據(jù)中心距應(yīng)以傳動(dòng)齒輪位移指數(shù)為基礎(chǔ)，調(diào)整后的管理中心距作為分配傳動(dòng)齒輪齒數(shù)的依據(jù)。因此，調(diào)整后管理中心距A為63mm。 3.5.3 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)及變位系數(shù) 求出傳動(dòng)比 （3.12） z2z1=2.61725 而常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一檔齒輪的中心距相等，即 A=/2 （3.13） 63=3（+）/2cos25 求得常嚙合齒輪齒數(shù)為 =14 =25 參數(shù) 分度圓直徑d=z=z/=46.34mm 齒頂高 ===3mm( =1) 齒根高 =(+)m=1.25=3.75mm(=0.25) 齒頂圓直徑=d+2=45.72mm 齒根圓直徑=d-2=38.84mm 中心距 A=62.89mm 參數(shù) 分度圓直徑d=z=z/=82.75mm 齒頂高 ===3mm( =1) 齒根高 =(+)m=1.25=3.75mm(=0.25) 齒頂圓直徑=d+2=88.75mm 齒根圓直徑=d-2=75.25mm 中心距 A=62.89mm 核算 =2.52 在誤差允許范圍內(nèi) 3.5.4 確定其他各擋的齒數(shù)及變位系數(shù) 二擋齒輪是斜齒輪螺旋角與常嚙合齒輪不同 =2.05×1425 （3.14） （3.15） 此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式： （3.16） 聯(lián)解上述三式，采用試湊法，當(dāng)螺旋角為時(shí)，解（3.14）、（3.15）得： 求得二擋齒輪齒數(shù)為 ： z7=17 z8=24代入上式近似滿足軸向力平衡 湊配中心距A'=(z7+z8)mn2cosβ8=63mm 所以需變位 yn=a'+amn=63-633=0 z7參數(shù) 分度圓直徑 =56.27mm 節(jié)圓直徑 == 52.28mm (u==1.41) 齒頂高 ===3mm( =1) 齒根高 =(+)m=1.25=3.75mm(=0.25) 全齒高 =6.75mm 齒頂圓直徑 =83.65mm 齒根圓直徑 =70.15mm 參數(shù) 分度圓直徑 =79.4mm 節(jié)圓直徑 == u=73.71 (u==1.41) 齒頂高 =3mm 齒根高 ==3.75mm 全齒高 =6.75mm 齒頂圓直徑 =91.4mm 齒根圓直徑 =71.9mm 圖3.3選擇變位系數(shù)線路圖 同理：三擋齒輪齒數(shù)z5=20 z6=23 時(shí)近似滿足軸向力平衡關(guān)系 湊配中心距 所以需變位 = 1.5923 =0.2923 參數(shù) 分度圓直徑 =63.457mm 節(jié)圓直徑 == 77mm (u==0.87) 齒頂高 =4.51mm 齒根高 ==1.362mm 全齒高 =5.87mm 齒頂圓直徑 =69.20mm 齒根圓直徑 =60.733mm 參數(shù) 分度圓直徑 =72.98mm 節(jié)圓直徑 =u=66.99mm (u==0.87) 齒頂高 =4.51mm 齒根高 ==1.362mm 全齒高 =5.87mm 齒頂圓直徑 =82.00mm 齒根圓直徑 =70.256mm 四擋齒輪齒數(shù) z3=21 z4=22 β4=20°時(shí)近似滿足軸向力平衡關(guān)系 湊配中心距A'=(z3+z4)mn2cosβ4=68mm 所以需變位 yn=a'+amn=63-683=-1.6 cosat'=aa'cosat=6368cos21.52°=0.8619 =30° 1.157 =2.757 參數(shù) 分度圓直徑 =69.5mm 節(jié)圓直徑 == 69.7mm (u==0.95) 齒頂高 =9.51mm 齒根高 ==2.04mm 全齒高 =11.55mm 齒頂圓直徑 =71.44mm 齒根圓直徑 =65.5mm 參數(shù) 分度圓直徑 =72.8mm 節(jié)圓直徑 == 66.53mm (u==0.95) 齒頂高 =9.51mm 齒根高 ==2.04mm 全齒高 =11.55mm 齒頂圓直徑 =77.3mm 齒根圓直徑 =68.72mm 3.5.5 確定倒擋齒輪齒數(shù)及變位系數(shù) 倒檔齒輪選用的模數(shù)往往與一檔相近，倒檔齒輪的齒數(shù)一般在~23之間 初選 計(jì)算中間軸與倒檔軸的中心距 設(shè) 有中心距 圓整后取 為保證換檔齒輪不引起配合干涉，齒輪11和12的嚙合角圓應(yīng)保持0.5mm以上的間隙，因此輸入軸與中間軸的距離應(yīng)達(dá)到。假設(shè)在齒輪 11 和齒輪 12 嚙合時(shí)管理中心距： ==70A且mm 湊配中心距 所以需變位 = =0.0128 =-0.6472 參數(shù) 分度圓直徑 d=m=96mm 節(jié)圓直徑 ==98.03 mm (u==0.469) 齒頂高 =4.97mm 齒根高 ==3.72mm 全齒高 =8.69mm 齒頂圓直徑 =105.94mm 齒根圓直徑 =88.56mm 參數(shù) 分度圓直徑 d=m=45mm 節(jié)圓直徑 ==45.98 mm (u==0.469) 齒頂高 =4.95mm 齒根高 ==3.74mm 全齒高 =8.69mm 齒頂圓直徑 =54.9mm 齒根圓直徑 =37.52mm 3.6 本章小結(jié) 本章詳細(xì)介紹了變速箱的檔位范圍和減速比，根據(jù)自己的設(shè)計(jì)方案選擇變速箱所涉及的檔位，并根據(jù)相應(yīng)的汽車參數(shù)計(jì)算出減速比的范圍。主要參數(shù)也得到了有效的選擇，計(jì)算了每個(gè)齒輪的齒數(shù)分布原理，并再次調(diào)整了管理中心距。 第4章 變速器的校核 4.1 齒輪的損壞形式 損壞傳動(dòng)齒輪的方法有三種：傳動(dòng)齒輪斷裂、軸頸用盡脫落、換擋傳動(dòng)齒輪頂部損壞。 傳動(dòng)齒輪斷裂有兩種類型：傳動(dòng)齒輪受到足夠的沖擊載荷，導(dǎo)致傳動(dòng)齒輪彎曲斷裂；傳動(dòng)齒輪反復(fù)加載，輪齒產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展加深緩慢增加