中型貨車六檔機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　車輛工程系</b></p><p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　題 目：中型貨車六檔機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)</p><p>　　專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化(汽車技術(shù))</p><p>　　Graduation Design (Thesis)</p>

2、<p>　　Design of Six-shift Mechanical Transmission for Medium Truck</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于中型貨車上的六檔機(jī)械式變速器。變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)中比較關(guān)鍵的一個(gè)部件，合理的設(shè)計(jì)和布置變速器能使發(fā)動(dòng)機(jī)功率得到最合理的利用，

3、從而提高汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)過程主要包括兩大部分：設(shè)計(jì)部分和利用Unigraphics軟件進(jìn)行虛擬建模與裝配部分。設(shè)計(jì)過程中首先根據(jù)所給參數(shù)確定六檔機(jī)械式變速器布置方案。其次，確定變速器各檔的傳動(dòng)比，變速器各零部件的參數(shù)。接著進(jìn)行齒輪的強(qiáng)度計(jì)算、強(qiáng)度校核，軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核。然后，采用UG軟件對(duì)變速器進(jìn)行三維實(shí)體建模、虛擬裝配，再導(dǎo)出為二維工程圖原型。最后使用CAD對(duì)變速器

4、的主要零部件及裝配圖進(jìn)行工程圖的制作。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)械式變速器；三維建模；虛擬裝配；Unigraphics；強(qiáng)度校核</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This graduation design is mainly about the design of six-shift mecha

5、nical transmission using in the medium truck. Transmission is a key component in the drive line of an automobile, so rational design and layout of the transmission can increase engine’s power performance and fuel econom

6、y.</p><p>　　This paper, which mainly consists of two parts：the part of design and the three dimensional model and virtual assembly in UG. First，according to the data given, determine the layout scheme of the

7、 six-speed mechanical transmission. Then the transmission ratio of each shift of the transmission, the gear parameter and so on can be made sure. Next, count and analyze the strength of gears, analyze and verify

8、0;the strength of each shaft. Then, the three-dimensional solid models of the transmission’s pa</p><p>　　Keywords：Manual transmission；Three dimensional model；Virtual assembly；Unigraphics；Intension verif

9、ied</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展，汽車的各項(xiàng)性能也日臻完善?，F(xiàn)代汽車已成為世界各國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中不可缺少的交通工具?，F(xiàn)代汽車除了裝有性能優(yōu)良的發(fā)動(dòng)機(jī)外還應(yīng)該有性能優(yōu)異的傳動(dòng)系與之匹配才能將汽車的性能淋漓盡致的發(fā)揮出來，因此汽車變速器的設(shè)計(jì)顯得尤為重要。</p><p>　　目前，

10、手動(dòng)變速器因其維修方便、造價(jià)低、傳動(dòng)效率高仍然是市場的主流。隨著UG的發(fā)展，采用UG軟件對(duì)變速器各零部件進(jìn)行三維實(shí)體建模、虛擬裝配，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法用于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，使得設(shè)計(jì)變得準(zhǔn)確而快捷，且節(jié)省材料。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中，主要采用UG，CAD等軟件，以完成變速器的虛擬裝配，以及工程圖的制作。</p><p><b>　　目 錄</b></p&g

11、t;<p><b>　　前言III</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p><b>　　1.1 概述1</b></p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 課題內(nèi)容及目標(biāo)4</p

12、><p>　　1.3.1 課題內(nèi)容4</p><p>　　1.3.2 課題目標(biāo)4</p><p>　　第二章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的布置5</p><p>　　2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析5</p><p>　　2.1.1 固定軸式變速器5</p><p>　　2.1.2 倒檔布置方案6

13、</p><p>　　2.2零、部件結(jié)構(gòu)方案分析8</p><p>　　2.2.1齒輪型式8</p><p>　　2.2.2換檔結(jié)構(gòu)型式8</p><p>　　2.2.3 自動(dòng)脫檔9</p><p>　　2.2.4變速器軸承9</p><p>　　第三章 變速器主要參數(shù)的選擇11&

14、lt;/p><p><b>　　3.1 檔數(shù)11</b></p><p>　　3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和輪胎參數(shù)的選擇11</p><p>　　3.2.2 確定變速器一檔傳動(dòng)比13</p><p>　　3.2.3 確定變速器其它各檔的傳動(dòng)比14</p><p>　　3.3 中心距的選擇14&l

15、t;/p><p>　　3.4 變速器外形尺寸的設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.5 軸直徑的選擇15</p><p>　　3.6 齒輪參數(shù)的選擇16</p><p>　　3.6.1 模數(shù)的選取16</p><p>　　3.6.2 壓力角的選取16</p><p>　　3.6.3 齒形的選取

16、17</p><p>　　3.6.4 螺旋角 的選取17</p><p>　　3.6.5 齒寬b的選取18</p><p>　　3.7 各檔齒輪齒數(shù)的分配19</p><p>　　3.7.1 確定一檔齒輪的齒數(shù)19</p><p>　　3.7.2 對(duì)中心距A進(jìn)行修正20</p><p&g

17、t;　　3.7.3 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)20</p><p>　　3.7.4 確定其它檔位的齒輪齒數(shù)20</p><p>　　3.7.5 確定倒檔齒輪齒數(shù)20</p><p>　　第四章 變速器的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核23</p><p>　　4.1變速器操縱機(jī)構(gòu)23</p><p>　　4.2齒輪的損壞原

18、因及形式23</p><p>　　4.3 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則25</p><p>　　4.4 齒輪材料的選擇26</p><p>　　4.5 齒輪強(qiáng)度計(jì)算及校核27</p><p>　　4.5.1 輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算28</p><p>　　4.5.2 輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算29</p><p&g

19、t;　　4.6 軸的設(shè)計(jì)29</p><p>　　4.6.1 軸的功用及設(shè)計(jì)要求29</p><p>　　4.6.2 軸尺寸初選30</p><p>　　4.6.3 軸的受力分析30</p><p>　　4.7.1 剛度校核33</p><p>　　4.7.2 強(qiáng)度校核35</p><p

20、>　　第五章 同步器設(shè)計(jì)計(jì)算37</p><p>　　5.1鎖環(huán)式慣性同步器結(jié)構(gòu)37</p><p>　　5.2鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定38</p><p>　　5.3主要參數(shù)的確定39</p><p>　　第六章 變速器軸承的選用41</p><p>　　6.1 變速器軸承形式的選擇41<

21、/p><p>　　6.2 軸承的具體型號(hào)及相關(guān)參數(shù)43</p><p>　　第七章 變速器的潤滑及密封44</p><p>　　7.1 變速器的潤滑44</p><p>　　7.2 變速器的密封44</p><p>　　第八章 UG三維建模與虛擬裝配46</p><p>　　8.1零件

22、三維建模46</p><p>　　8.2虛擬裝配48</p><p><b>　　結(jié)論50</b></p><p><b>　　致謝51</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)52</b></p><p>　　附錄A:英文文獻(xiàn)53<

23、;/p><p>　　附錄B:英文文獻(xiàn)翻譯61</p><p>　　附錄：畢業(yè)設(shè)計(jì)光盤（1張） </p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　每當(dāng)觀看F1大賽時(shí)，總會(huì)被那種極速的感覺所折服。此刻，大家似乎談?wù)摰?/p>

24、最多的就是發(fā)動(dòng)機(jī)的性能以及車手的駕駛技術(shù)。而且，不忘在自己駕車的時(shí)候體會(huì)一下極速感覺或是在買車的時(shí)候關(guān)注一下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，這似乎成為了衡量汽車品質(zhì)優(yōu)劣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。的確，擁有一顆“健康的心”是非常重要的，因?yàn)樗莿?dòng)力的締造者。但是，掌控速度快慢的，卻是它身后的變速器。</p><p>　　從現(xiàn)在市場上不同車型所配置的變速器來看，主要分為：手動(dòng)變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）、手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）、無級(jí)變速器

25、（CVT）。</p><p>　　(1)手動(dòng)變速器(MT)</p><p>　　手動(dòng)變速器（Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值(也就是所謂的“級(jí)” )。比如，一檔變速比是3.85,二檔是2.55,再到五檔的0.75,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有5個(gè)值(即有5級(jí))，所以說它是有級(jí)變速器。</p>

26、;<p>　　曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn)，阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐，手動(dòng)變速器會(huì)在不久被淘汰，從事物發(fā)展的角度來說，這話確實(shí)有道理。但是從目前市場的需求和適用角度來看，筆者認(rèn)為手動(dòng)變速器不會(huì)過早的離開。</p><p>　　首先，從商用車的特性上來說，手動(dòng)變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例，卡車用來運(yùn)輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對(duì)如此高的“壓力”，除了發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)勁的動(dòng)力之外，還

27、需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量將車帶動(dòng)。特別是面對(duì)爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。而對(duì)于其他新型的變速器，雖然具有操作簡便等特性，但這些特點(diǎn)尚不具備。</p><p>　　其次，對(duì)于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來說，他們的最愛還是手動(dòng)變速器。從我國的具體情況來看，手動(dòng)變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國的汽車發(fā)展歷史，資歷較深的司機(jī)都是使用手動(dòng)檔駕車的，他們對(duì)手動(dòng)變速器的認(rèn)識(shí)程度是

28、非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實(shí)的。雖然自動(dòng)變速器以及無級(jí)變速器已非常的普遍，但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動(dòng)，尤其是喜歡超車時(shí)手動(dòng)變速帶來的那種快感，所以一些中高檔的汽車也保留手動(dòng)變速器。另外，現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學(xué)校中，教練車都是手動(dòng)變速器的，除了經(jīng)濟(jì)適用之外，關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實(shí)的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。</p><p>　　第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對(duì)于普通

29、工薪階級(jí)的老百姓來說，經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適，手動(dòng)變速器以其自身的性價(jià)比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動(dòng)變速的車，它們的各款車型基本上都是5檔手動(dòng)變速。</p><p>　　(2)自動(dòng)變速器（AT）</p><p>　　自動(dòng)變速器（Automatic Transmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能

30、根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說自動(dòng)變速汽車沒有離合器，但自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。</p><p>　　在中檔車的市場上，自動(dòng)變速器有著一片自己的天空。使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時(shí)候?yàn)榱撕啽悴僮?、降低駕駛疲勞，盡可能的享受高速駕駛時(shí)快樂的感覺。在高速公路上，這是個(gè)體現(xiàn)地非常完美。而且，以

31、北京市來說，現(xiàn)在的交通狀況不好，堵車是經(jīng)常的事情，有時(shí)要不停地起步停步數(shù)次，司機(jī)如果使用手動(dòng)檔，則會(huì)反復(fù)地掛檔摘檔，操作十分煩瑣，尤其對(duì)于新手來說更是苦不堪言。使用自動(dòng)檔，就不會(huì)這樣麻煩了。</p><p>　　在市場上，此類汽車銷售狀況還是不錯(cuò)的，尤其是對(duì)于女性朋友比較適合，通常女性朋友駕車時(shí)力求便捷。而我國要普及這種車型，關(guān)鍵要解決的是路況問題，現(xiàn)在的路況狀況不均勻，難以發(fā)揮自動(dòng)檔汽車的優(yōu)勢。</p&g

32、t;<p>　　(3)手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）</p><p>　　其實(shí)通過對(duì)一些車友的了解，他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器，而且在某些時(shí)候也需要自動(dòng)的感覺。這樣手動(dòng)/自動(dòng)變速器便由此誕生。這種變速器在德國保時(shí)捷車廠911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)檔束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換檔的樂趣。此型車在其檔位上設(shè)有“+”、“-”選擇檔位。在D檔時(shí)，可自由

33、變換降檔(-)或加檔(+)，如同手動(dòng)檔一樣。</p><p>　　自動(dòng)—手動(dòng)變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式—為了駕駛樂趣使用手動(dòng)檔，而在交通擁擠時(shí)使用自動(dòng)檔，這樣的變速方式對(duì)于我國的現(xiàn)狀還是非常適合的。筆者曾在上面提到，手動(dòng)變速器有著很大的使用群體,而自動(dòng)變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來的麻煩，這樣對(duì)于一些夫妻雙方均會(huì)駕車的家庭來說，可謂是兼顧了雙方，體現(xiàn)了“夫妻檔”。雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)

34、含量，但這類的汽車并不會(huì)在價(jià)格上都高不可攀，比如廣州本田飛度1.3L CVT 兩廂、南京菲亞特2004派力奧1.3 HL Speedgear、南京菲亞特 西耶那Speedgear EL這些“二合一”的車型價(jià)格均在10萬元左右，這個(gè)價(jià)格層面還比較低的。所以，手動(dòng)/自動(dòng)車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。而汽車廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機(jī)，根據(jù)市場要求精心打造此類變速器。因?yàn)檫@類變速器是有比較廣闊的市場的。</p><

35、p><b>　　(4)無級(jí)變速器</b></p><p>　　當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對(duì)于汽車性能的要求是越來越高的。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。無級(jí)變速器最早由荷蘭人范·多尼斯（VanDoorne’s）發(fā)明。無級(jí)變速系統(tǒng)不像手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器那樣用齒輪變速，而是用兩個(gè)滑輪和一個(gè)鋼帶來變速，其傳動(dòng)比可以隨意變化，沒有

36、換檔的突跳感覺。它能克服普通自動(dòng)變速器“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。通常有些朋友將自動(dòng)變速器稱為無級(jí)變速器，這是錯(cuò)誤的。雖然它們有著共同點(diǎn)，但是自動(dòng)變速器只有換檔是自動(dòng)的，但它的傳動(dòng)比是有級(jí)的，也就是我們常說的檔，一般自動(dòng)變速器有2～7個(gè)檔。而無級(jí)變速器能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化，并選定幾個(gè)常用的速比作為常用檔位。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最適合的傳動(dòng)比。</p><p>　　從市場

37、走向來看，雖然無級(jí)變速器是一個(gè)技術(shù)分量比較高的部件，但是也已經(jīng)走進(jìn)了普通轎車的“身體” 之中，廣本兩廂飛度每個(gè)排量都有一款配置了CVT無級(jí)變速器，既方便又省油，且售價(jià)也僅在9.68～11.68萬元。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀</p><p>　　在國外，機(jī)械產(chǎn)品的系列化和多檔化是各個(gè)廠家的開發(fā)重點(diǎn)，使其產(chǎn)品有幾大的方便性和靈活性，能占領(lǐng)更多的市場份額。如德國的ZF公司有中

38、心距80mm、95mm、105mm、120mm、143mm、154mm、等七種類別的變速器，檔位數(shù)從3到17個(gè)。</p><p>　　近年來隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子控制自動(dòng)變速器的問世，給汽車帶來更理想的傳動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)入汽車領(lǐng)域，推動(dòng)了汽車變速裝置的重大變革。隨著電子技術(shù)的應(yīng)用，自動(dòng)變速器裝置均出現(xiàn)電子化趨勢，并且在結(jié)構(gòu)上不同于機(jī)械式變速器。</p><p>　　自1940年

39、美國通用汽車公司首次將液力機(jī)械式自動(dòng)變速器裝車應(yīng)用以來，液力機(jī)械式自動(dòng)變速器的生產(chǎn)形成系列化和專業(yè)化。其發(fā)展之快，應(yīng)用之廣，以致于人們直接命名其為"自動(dòng)變速器"。AT以優(yōu)越的動(dòng)力性能，乘坐舒適性和簡便的操作，在汽車工業(yè)中占有相當(dāng)?shù)牡匚弧Ｎ覈鴰追N系列轎車中和重型載貨車上雖有應(yīng)用，但限于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，獨(dú)立開發(fā)，成批生產(chǎn)AT的能力尚不具備。省油，排污低，操縱方便，行駛舒適的機(jī)械式無級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)一直是人們追求的目

40、標(biāo)。CVT與其它傳動(dòng)相比，操縱方便性和乘坐舒適性均可與液力變矩器相媲美，而其傳動(dòng)效率卻遠(yuǎn)高于液力變矩器。更主要的是它能夠協(xié)調(diào)車輛外界行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)潛力，提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性，使汽車具有良好的牽引特性，顯著地提高超車性能，這是現(xiàn)有的有級(jí)式變速器無法相比的，故CVT是國內(nèi)外汽車傳動(dòng)研究和推廣的重點(diǎn)之一。</p><p>　　在中國，手動(dòng)變速器仍然是車用變速器的主流。具體有兩個(gè)原因：首先，目前國內(nèi)企

41、業(yè)已經(jīng)基本掌握對(duì)手動(dòng)變速器的開發(fā)，所以在一定程度上加大的手動(dòng)變速器的價(jià)格優(yōu)勢；另外，絕大多數(shù)中國駕駛者在學(xué)車時(shí)就用的是手動(dòng)車，他們更加享受手動(dòng)車帶來的駕駛樂趣。手動(dòng)變速器應(yīng)該說是最為節(jié)能的變速方式，另外由于中國企業(yè)已經(jīng)掌握該技術(shù)，而且在生產(chǎn)方面也積累了長期經(jīng)驗(yàn)，從而在價(jià)格和質(zhì)量方面會(huì)有較大優(yōu)勢。所以在短期內(nèi)仍將是變速器主流。其不足在于操控上的不便，尤其是在城市工況。</p><p>　　在國內(nèi)，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展

42、，我國變速器的生產(chǎn)有了較大的發(fā)展，在消化吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，每年都有幾十個(gè)新產(chǎn)品推向市場。不過汽車自動(dòng)變速器總成市場基本上是進(jìn)口產(chǎn)品一統(tǒng)天下。為推動(dòng)中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自動(dòng)變速器技術(shù)發(fā)展，2005年，中國汽車工業(yè)協(xié)會(huì)和中國齒輪專業(yè)協(xié)會(huì)共同完成了“汽車變速器技術(shù)發(fā)展的課題研究”，并達(dá)成了中國汽車自動(dòng)變速器總成技術(shù)的發(fā)展意見：優(yōu)先發(fā)展CVT（機(jī)械無級(jí)自動(dòng)變速器）、AMT（電控電動(dòng)機(jī)械變速器），適時(shí)發(fā)展DCT，適當(dāng)生產(chǎn)AT。</p&

43、gt;<p>　　1.3 課題內(nèi)容及目標(biāo)</p><p>　　1.3.1 課題內(nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)機(jī)械式六檔變速器，除了倒檔其它檔位使用同步器換檔，倒檔處使用嚙合套換檔，且第六檔設(shè)置為直接檔。</p><p>　　1.3.2 課題目標(biāo)</p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括根據(jù)所給條件確定六檔機(jī)械式變速器的傳動(dòng)方案

44、，各檔位傳動(dòng)比，確定變速器的具體結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)變速器的各零部件，校核齒輪和軸的剛度等。然后利用UG軟件完成機(jī)械式六檔變速器的三維建模以及虛擬裝配。最后在AUTOCAD中畫出總裝配圖及各零部件圖。</p><p>　　第二章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)方案的布置</p><p>　　2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)應(yīng)用在現(xiàn)今使用廣泛的發(fā)動(dòng)機(jī)前置、后輪驅(qū)動(dòng)的4

45、×2總體布置方案，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力依次經(jīng)過離合器、變速器、萬向傳動(dòng)裝置（萬向節(jié)和傳動(dòng)軸）、主減速器、差速器、半軸，傳到驅(qū)動(dòng)輪，如圖2.1所示。</p><p>　　1.離合器； 2.變速器； 3.萬向傳動(dòng)裝置； 4.驅(qū)動(dòng)橋</p><p>　　圖2.1發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車傳動(dòng)系</p><p>　　變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)前進(jìn)檔數(shù)的不同，

46、變速器有三、四、五和多檔幾種。根據(jù)軸的不同類型，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類。而前者又分為兩軸式、三軸式和多中間軸式變速器。</p><p>　　2.1.1 固定軸式變速器</p><p>　　(1)兩軸式變速器 固定軸式中的兩軸式和中間軸式變速器應(yīng)用廣泛。其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)汽車上。與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸承數(shù)少，所以有結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小和容易布置等

47、優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲也低。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，而且易損壞。還有，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一檔速比不可能設(shè)計(jì)得很大。對(duì)于前進(jìn)檔，兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是中型貨車，所以兩軸式變速器不適用于本設(shè)計(jì)

48、。</p><p>　　(2)中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，第一軸上的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動(dòng)盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。各傳動(dòng)方案的共同特點(diǎn)是：變速器的第一軸后端與常嚙合主動(dòng)齒輪做成一體。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

49、檔。是直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訖n的利用率要高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不太大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的

50、齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔外的其它檔位換檔機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換檔，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合齒套換檔，還有各檔同步器</p><p>　　凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，有的檔位用同步器換檔，有的檔位用嚙合套換檔，那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。</p><p>　　前

51、置后驅(qū)的乘用車多采用中間軸式變速器。</p><p>　　2.1.2 倒檔布置方案</p><p>　　與前進(jìn)檔位比較，倒檔使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)倒檔，故多次數(shù)方案均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒檔。為實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)，有些方案利用中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案；也有利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪方案的。前者雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是中間傳動(dòng)齒輪的輪齒是在最不利的正、負(fù)交替變化的

52、彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作；而后者是在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，并使倒檔傳動(dòng)比略有增加。也有少數(shù)變速器采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜和使成本增加的嚙合套或同步器方案換入倒檔。</p><p>　　圖2.2 倒檔布置方案</p><p>　　圖2.2為常見的倒檔布置方案。圖2.2(a)所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒檔時(shí)利用了中間軸上的一檔齒輪，因而縮短了中間軸的長度；但換檔時(shí)要求有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換檔困難。

53、圖2.2(b)所示方案能獲得較大的倒檔傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換檔程序不合理。圖2.2(c)所示方案是將中間軸上的一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長。圖2.2(d)所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，換檔更為輕便。</p><p>　　綜上所述,選用方案（d）</p><p>　　變速器的一檔或倒檔因傳動(dòng)比大，工作時(shí)在齒輪上作用的力增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變

54、壞，最終表現(xiàn)出齒輪磨損加快和工作噪聲增加。為此，無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的一檔與倒檔，都應(yīng)當(dāng)布置在靠近軸的支承處，以便改善上述不良狀況，然后按照從抵檔到高檔的順序布置各檔齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒檔的傳動(dòng)比雖然與一檔的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箼n的時(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一檔布置在靠近軸的支承處，然后再布置倒檔。此時(shí)在倒檔工作時(shí)，輪齒磨損與噪聲在短時(shí)間內(nèi)略有增加，而在一檔工作時(shí)輪齒的磨損與

55、噪聲有所減少。</p><p>　　倒檔設(shè)置在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上均能實(shí)現(xiàn)，不同之處是掛倒檔時(shí)駕駛員移動(dòng)變速桿的方向改變了。為防止意外掛入倒檔,一般在掛倒檔時(shí)設(shè)有一個(gè)掛倒檔時(shí)需克服彈簧所產(chǎn)生的力，即在變速器中設(shè)置倒檔鎖，用來提醒駕駛員注意。</p><p>　　2.2零、部件結(jié)構(gòu)方案分析</p><p>　　變速器的設(shè)計(jì)方案必需滿足使用性能、制造條件、維護(hù)方

56、便及三化等要求。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換檔結(jié)構(gòu)型式、軸承型式、潤滑和密封等因素。</p><p><b>　　2.2.1齒輪型式</b></p><p>　　直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增

57、大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒檔。但是，在本設(shè)計(jì)中由于倒檔采用的是常嚙合方案，因此倒檔也采用斜齒輪傳動(dòng)方案，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。</p><p>　　2.2.2換檔結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。</p><p>　　直齒滑動(dòng)齒輪換檔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，但由于換檔不輕便、換檔時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期

58、損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫檔、噪聲大等原因，初一檔、倒檔外很少采用。</p><p>　　嚙合套換檔型式一般是配合斜齒輪傳動(dòng)使用的。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。嚙合套有分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合式，以減小軸向尺寸。結(jié)合套換檔結(jié)構(gòu)簡單，但還不能完全消除換檔沖擊，目前在要求不高的檔位上常被使用。</p><p

59、>　　采用同步器換檔可保證齒輪在換檔時(shí)不受沖擊，使齒輪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，同時(shí)操縱輕便，縮短了換檔時(shí)間，從而提高了汽車的加速性、經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)

60、合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。</p><p>　　常用檔位的齒輪因接觸應(yīng)力過高而易造成表面點(diǎn)蝕損壞。將高檔布置在靠近軸的兩端支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高、齒輪壽命。</p><p>　　機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力時(shí)處于工作狀態(tài)的齒輪對(duì)數(shù)、

61、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪和殼體等零件的制造精度等。</p><p>　　2.2.3 自動(dòng)脫檔</p><p>　　自動(dòng)脫檔是變速器的主要障礙之一。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施外，在結(jié)構(gòu)上，目前比較有效的方案有以下幾種：</p><p>　　(1)將嚙合套做得長一些或者兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開，這樣在嚙合時(shí)使接合齒部超過被接合齒約1~3mm。使

62、用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部成凸肩，以阻止自動(dòng)脫檔。</p><p>　　(2)將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。?.3~0.6mm），這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫檔（圖2.3）。</p><p>　　(3)將接合齒的工作面加工成斜齒面，形成倒錐角（一般傾斜20~30），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效采用較多。 &l

63、t;/p><p>　　圖2.3 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施</p><p>　　2.2.4變速器軸承</p><p>　　作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的變速器軸支承在殼體或其它部位的地方以及齒輪與軸不做固定連接處應(yīng)安置軸承。變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐輥?zhàn)虞S承、滑動(dòng)軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種類型的軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同的。</p>

64、;<p>　　汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小的特點(diǎn)，采用尺寸大些的軸承受限制，常在布置上有困難。如變速器的第二軸前端支承在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。本設(shè)計(jì)主要針對(duì)的是中型貨車，采用滾針軸承，而第二軸后端采用圓錐滾子軸承，用來承受軸向力和徑向力。作用在第一軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)第一軸后部軸承傳給變速器殼體，此處用軸承外圈有擋圈的球軸承。中間軸上齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力

65、，原則上由前或后軸承來承受都可以，但在殼體前端面布置軸承蓋有困難，必須由后端軸承承受軸向力，前端采用圓柱滾子軸承來承受徑向力，而后端采用外圈有擋圈的球軸承或圓柱滾子軸承，本設(shè)計(jì)兩端均采用有擋圈的球軸承。</p><p>　　變速器第一軸、第二軸的后部軸承，以及中間軸前、后軸承，按之直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱輥?zhàn)虞S承。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并要保證后壁兩軸承孔之間的距離不小于6～20mm。<

66、/p><p>　　滾針軸承、滑動(dòng)軸承主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。滾針軸承有滾動(dòng)摩擦損失小、傳動(dòng)效率高、徑向配合間隙小、定位及運(yùn)轉(zhuǎn)精度高、有利于齒輪嚙合等優(yōu)點(diǎn)?；瑒?dòng)軸承的徑向配合間隙大、易磨損、間隙增大后影響齒輪的定位和運(yùn)轉(zhuǎn)精度并使工作噪聲增加。滑動(dòng)軸承的優(yōu)點(diǎn)是制造容易、成本低，但為了設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，在設(shè)計(jì)中只采用滾針軸承。</p><p>　　第三章 變速器主要

67、參數(shù)的選擇</p><p><b>　　3.1 檔數(shù)</b></p><p>　　變速器的檔數(shù)可在3～20個(gè)檔位范圍內(nèi)變化，通常變速器的檔數(shù)在6檔以下。增加變速器的檔數(shù)，能夠改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及平均車速。但是檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，因此，需要設(shè)計(jì)者綜合考慮設(shè)計(jì)要求來選取合適的檔位。</p>&

68、lt;p>　　在最近檔傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的檔數(shù)會(huì)使變速器相鄰的低檔與高檔之間的傳動(dòng)比比值小，換檔工作容易進(jìn)行，一般要求相鄰檔位之間的傳動(dòng)比值在1.8以下。</p><p>　　近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。目前，乘用車一般用4～5個(gè)檔位的變速器。商用車變速器采用4～5個(gè)檔或多檔。載荷質(zhì)量在2.0～3.5噸的貨車采用五檔變速器，載質(zhì)量在4.0～8.0噸的貨車采用六檔變速器。本設(shè)計(jì)

69、主要應(yīng)用于中型貨車上，所以采用六檔變速器。</p><p>　　3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和輪胎參數(shù)的選擇</p><p>　　在確定變速器傳動(dòng)比范圍前，應(yīng)根據(jù)所給的數(shù)據(jù)，選擇合適的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)和輪胎參數(shù)，這樣才能保證確定出來的傳動(dòng)比合理。</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：汽車整備質(zhì)量4850kg、裝載質(zhì)量5000kg、最高車速：90 km/h等條件，發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)與輪

70、胎參數(shù)選擇如下：</p><p><b>　　發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的選擇：</b></p><p>　?。?-1） </p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　----發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大功率</p><p>　　----傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，取0.9<

71、;/p><p>　　----滾動(dòng)摩擦系數(shù)(取0.02 )</p><p><b>　　----最高車速</b></p><p>　　----空氣阻尼系數(shù)(取0.9 )</p><p>　　----汽車正面投影面積</p><p>　　注:比外特性最大功率低12%~20%</p><

72、p>　　所以得出： =84.8/0.848=100kw</p><p>　　根據(jù)現(xiàn)有的車型，以及 ，選擇以下發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)：</p><p>　　表3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)</p><p>　　(2)輪胎參數(shù)的選擇</p><p>　　由于貨車一般都采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)形式，故輪胎參數(shù)按以下方式選擇： </p><p>&l

73、t;b>　　前軸： </b></p><p><b>　　后軸： </b></p><p>　　根據(jù)以上計(jì)算出的數(shù)據(jù)，查表3.2得</p><p>　　表3.2 國產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件</p><p>　　最終選取的輪胎規(guī)格為：11.00R20</p><p>　　

74、3.2.2 確定變速器一檔傳動(dòng)比 </p><p>　　在確定變速器一檔傳動(dòng)比之前應(yīng)根據(jù)所選輪胎的半徑最大功率時(shí)所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速、最高車速變速器的最高檔傳動(dòng)比、最大爬坡度，先確定主減速比 及 。</p><p><b>　　確定主減速比 ：</b></p><p>　　= 0.377 （3-2） </p>

75、;<p><b>　　式中：</b></p><p>　　---- 最高檔傳動(dòng)比，取 =1</p><p>　　----最高車速，取90km/h</p><p>　　---最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，取2800r/m</p><p>　　----驅(qū)動(dòng)輪的車輪半徑，取0.5425m</p><p

76、><b>　　(2)確定 </b></p><p>　　載貨汽車的最大爬坡度一般為30%，即 。</p><p>　　∴由 = 0.3= </p><p>　　(3)確定一檔傳動(dòng)比</p><p><b>　?。?-3）</b></p><p><b>

77、　　式中：</b></p><p>　　---汽車總質(zhì)量，取9850kg</p><p>　　---驅(qū)動(dòng)輪半徑，取0.5425 m</p><p>　　---發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，取 402N?m</p><p>　　---主減速比，取6.3</p><p>　　---汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，取0.97 <

78、/p><p>　　---道路的附著系數(shù)，取 0.55</p><p>　　由于一檔的傳動(dòng)比最大,故取 =6.6</p><p>　　3.2.3 確定變速器其它各檔的傳動(dòng)比</p><p>　　變速器的最高檔一般為直接檔，有時(shí)也為超速檔。由于此變速器在設(shè)計(jì)時(shí)，最高檔設(shè)計(jì)為直接檔，所以 </p><p>　　在確定變速器其它各

79、檔傳動(dòng)比之前，應(yīng)先確定公比 。</p><p><b>　　(1)確定公比 </b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　(2)確定其它各檔傳動(dòng)比</p><p>　　在確定其它各檔傳動(dòng)比時(shí)，可按等比數(shù)級(jí)來分配傳動(dòng)比</p><p>　　按等

80、比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的主要目的在于充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率，提高汽車的動(dòng)力性。當(dāng)汽車需要大功率時(shí)，如全力加速或上坡，若排檔選擇恰當(dāng)，具有按等比級(jí)數(shù)分配傳動(dòng)比的變速器，能使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率 附近處的大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而增加汽車的后備功率，提高了汽車的加速或上坡能力。</p><p>　　由求得的公比可求出其它各檔傳動(dòng)比為： </p><p>　　3.3 中心距的選擇</p&

81、gt;<p>　　對(duì)于中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距 。它是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小，而且對(duì)齒輪的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置軸承的可能與方便和不影響殼體強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。此外，受一檔小齒輪不能過少的限制，要求中心距也要取大些

82、。</p><p><b>　　初選中心距 ：</b></p><p><b>　　mm </b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　圓整取值為130 mm</p><p><b>　　式中：</b>

83、;</p><p>　　A----變速器中心距</p><p>　　----中心距系數(shù),取9.5</p><p>　　----發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,402N?m</p><p>　　----變速器一檔傳動(dòng)比，取6.6 </p><p>　　----變速器傳動(dòng)效率，取0.96 </p><p>　　一

84、般轎車變速器的中心距在65-80mm范圍內(nèi)變化，而貨車的變速器中心距在80-170mm范圍內(nèi)變化。原則上總質(zhì)量小的汽車，變速器中心距也小些。</p><p>　　由上面算得的數(shù)據(jù)可知，所初選的中心距符合要求。</p><p>　　3.4 變速器外形尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑及倒檔中間（過度）齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。&l

85、t;/p><p>　　轎車四檔變速器殼體的軸向尺寸為（3.0-3.4）A ，貨車變速器的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)?？蓞⒖枷铝袛?shù)據(jù)選用：</p><p>　　四檔 （2.2-2.7）A </p><p>　　五檔 （2.7-3.0）A </p><p>　　六檔 （3.2-3.5）A</p><p>　　當(dāng)

86、變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器時(shí)，中心距系數(shù)K應(yīng)取給出范圍的上限。為了檢測方便，中心距A最好取為整數(shù)。</p><p>　　由于是六檔機(jī)械式變速器，所以其軸向尺寸為：（3.2-3.5）A，一般取3.5A ，即455mm。</p><p>　　3.5 軸直徑的選擇</p><p>　　變速器工作時(shí)，軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來自齒輪作用的徑向力，如果是斜齒輪則還有軸向力

87、。在這些力的作用下，變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。軸的剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲的變形，破壞齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和耐磨度均產(chǎn)生不利的影響，還會(huì)增加工作噪聲。</p><p>　　中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑，即58.5 mm</p><p>　　軸的最大直徑和支承間距離的比值，對(duì)中間軸，，對(duì)第二軸，。</p><p>　　第一軸花鍵部分直徑d（mm）可

88、按下式初選：</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p><b>　　式中：K取4.5。</b></p><p>　　3.6 齒輪參數(shù)的選擇</p><p>　　3.6.1 模數(shù)的選取</p><p>　　齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取的因素有很

89、多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝等要求。</p><p>　　模數(shù)選取原則：為了減消噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減小齒寬；從工藝反面考慮，各檔齒輪應(yīng)該用一種模數(shù)，而從強(qiáng)度反復(fù)面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。減少轎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)選的小些。對(duì)于貨車，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)。</p><p>　

90、　變速器低檔齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)，其它檔位選用另一種模數(shù)。少數(shù)情況下汽車變速器各檔齒輪均選用相同的模數(shù)。</p><p>　　其模數(shù)的選取范圍如表3.3所示：</p><p>　　表3.3 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)</p><p>　　嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開線齒形。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。其取用范圍是：轎車和輕、中型貨車2-3.5

91、mm；重型貨車3.5-5mm。選取較小的模數(shù)可使齒數(shù)增多，有利于換檔。所選模數(shù)值應(yīng)符合國家GB1357-78的規(guī)定。</p><p>　　由于是中型貨車，故變速器用齒輪模數(shù)可取 4mm。</p><p>　　嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開線齒形。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。由于是中型貨車，故取3 mm。</p><p>　　3.6.2 壓力角

92、的選取</p><p>　　齒輪壓力角較小時(shí)，重合度較大并降低了齒輪的剛度，為此能減少進(jìn)入嚙合和退出嚙合的動(dòng)載荷，使傳動(dòng)平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。因此，理論上對(duì)于乘用車為加大重合度以降低噪聲應(yīng)取用14.5°、15°、16°16.5°等小些的壓力角；對(duì)商用車為提高齒輪承載能力應(yīng)選用22.5°或25°等大些的壓力角

93、。其壓力角可按表3.4選?。?lt;/p><p>　　表3.4 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、螺旋角</p><p>　　實(shí)際上，因國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20o，所以變速器齒輪普遍采用</p><p>　　的壓力角為20o。因此，按國家標(biāo)準(zhǔn)取該變速器的壓力角 20o。</p><p>　　3.6.3 齒形的選取</p><p&

94、gt;　　齒形可按表3.4選?。?lt;/p><p>　　由于是中型貨車，所以選取GB1357-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒型。</p><p>　　3.6.4 螺旋角 的選取</p><p>　　斜齒輪在變速器中得到廣泛的應(yīng)用。選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意到它對(duì)齒輪工作噪音，輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。在齒輪選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪音降低。隨著螺

95、旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高，不過當(dāng)螺旋角大于30°時(shí)，其抗彎強(qiáng)度下降的很快，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角；而從提高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著手，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。</p><p>　　斜齒輪傳遞扭矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡，以減小軸承的負(fù)荷，提高軸承壽命。因此，中間軸上不同檔位齒輪的螺旋角應(yīng)該

96、是不一樣的，為使工藝簡便，在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的，或者僅取兩種螺旋角。中間軸上全部齒輪的螺旋 應(yīng)一律取為右旋，則第一軸、第二軸上的斜齒輪應(yīng)取為左旋。軸向力經(jīng)軸承蓋作用到殼體上。一檔和倒檔設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，在這些檔位上工作時(shí)，中間軸上的軸向力不能抵消（但因這些檔位使用的較少，所以也是允許的），而此時(shí)第二軸沒有軸向力作用。</p><p>　　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，必

97、須滿足以下條件： </p><p>　　由于 , 為使兩軸向力平衡，必須滿足:</p><p>　　圖3.1 中間軸軸向力的平衡</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　----齒輪1、2的節(jié)圓半徑</p><p>　　----中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</p>

98、<p>　　最后可用調(diào)整螺旋角的方法，使各對(duì)嚙合齒輪因模數(shù)或齒數(shù)不同等原因而造成的中心距不等現(xiàn)象得以消除。</p><p>　　斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用：</p><p>　　兩軸式變速器為20o-25o</p><p>　　中間軸式變速器為22o-34o</p><p>　　貨車變速器：18o-26o</p>

99、;<p>　　3.6.5 齒寬b的選取</p><p>　　在選擇齒寬時(shí)，應(yīng)該注意齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪工作平穩(wěn)、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)的受力均勻程度等均有影響。</p><p>　　考慮到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。另一方面，齒寬減小時(shí)斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)被削弱，此時(shí)雖然可以用增加齒輪螺旋角的方法給予補(bǔ)償，但這時(shí)軸承承受的軸向力增大，

100、使其壽命降低。</p><p>　　通常根據(jù)齒輪模數(shù) 的大小來選定齒寬：</p><p>　　直齒： , 為齒寬系數(shù)，取為4.5-8.0</p><p>　　斜齒： , 為齒寬系數(shù),取為6.0-8.5</p><p>　　其中： 為齒寬（mm）。當(dāng)采用嚙合套或同步器換檔時(shí)，幾何齒的工作寬度初選時(shí)可取為 (2-4)m。</p>

101、<p>　　第一軸常嚙合齒輪副齒寬系數(shù) 可取大些，使接觸線長度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。</p><p>　　3.7 各檔齒輪齒數(shù)的分配</p><p>　　在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。應(yīng)該注意的是各檔齒輪的齒數(shù)比盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。</p><p>

102、　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案簡圖如圖3.2所示:</p><p>　　圖3.2傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案簡圖:</p><p>　　3.7.1 確定一檔齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　　一檔傳動(dòng)比： </b></p><p><b>　?。?-7）</b></p><p>　　如果 和

103、的齒數(shù)確定了，則 與 的傳動(dòng)比可求出。為了求 和 的齒數(shù)的，先求其齒數(shù)和 。</p><p>　　直齒 　（3-8）</p><p>　　斜齒 　 （3-9）</p><p>　　計(jì)算后取 為整數(shù)，然后進(jìn)行大、小齒輪

104、齒數(shù)的分配。中間軸上的一檔小齒輪的齒數(shù)盡可能取的小些，以便使 的傳動(dòng)比大些，在i1 已定的條件下， 的傳動(dòng)比可分配小些，使第一軸常嚙合齒輪的齒數(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?？紤]殼體上的第一軸軸承孔的限制和裝配的可能性，該齒輪齒數(shù)又不宜取多。</p><p>　　中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸徑的限制，即受剛度的限制。在選定時(shí)，對(duì)軸的尺寸及齒輪齒數(shù)要統(tǒng)一考慮。轎車中間軸式

105、變速器一檔傳動(dòng)比i1 =3.5-3.8時(shí)，中間軸上一檔齒輪齒數(shù)可在 =15-17之間選取，貨車可在 =12-17之間選用。一檔大齒輪齒數(shù)用 計(jì)算求得。</p><p>　　由于變速器的一檔選擇斜齒，故</p><p><b>　　∴圓整 </b></p><p><b>　　取 故 </b></p>&l

106、t;p>　　3.7.2 對(duì)中心距A進(jìn)行修正</p><p>　　因?yàn)橛?jì)算齒數(shù) 后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的 和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距A，再以修正后的中心距A作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。</p><p>　　由于一檔是斜齒，故由 </p><p>　　故A=129.8mm</p><p><b>　　

107、圓整A=130mm</b></p><p>　　3.7.3 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) </p><p><b>　　則 =2.55</b></p><p><b>　　又 ,得 </b></p><p>　　3.7.4 確定其它檔位的齒輪齒數(shù)</p><p

108、>　　二檔選斜齒，螺旋角 與常嚙合齒輪的 不同時(shí)，由下式得</p><p><b>　　（3-10）</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　初選 </b></p><p><b>　　由 , 得 </b

109、></p><p><b>　　同理得 ， ， </b></p><p>　　3.7.5 確定倒檔齒輪齒數(shù)</p><p>　　一般情況下，倒檔傳動(dòng)比與一檔傳動(dòng)比較為接近，在本設(shè)計(jì)中倒檔傳動(dòng)比 取6.5。中間軸上倒檔傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)比一檔主動(dòng)齒輪Z12略小，取15。而通常情況下，倒檔軸齒輪取Z15 21~23，此處取23。</p>

110、;<p><b>　?。?-12）</b></p><p>　　可計(jì)算出Z13=38。</p><p>　　因本設(shè)計(jì)倒檔齒輪業(yè)也是斜齒輪，故可得出中間軸與倒檔軸的中心距: </p><p>　　而倒檔軸與第二軸的中心距計(jì)算如下：</p><p>　　中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部 </p&g

111、t;<p>　　且 。 （3-13）</p><p><b>　　式中：</b></p><p><b>　　----齒頂高 </b></p><p>　　----變位系數(shù)。選非變位齒輪，則取 </p><p>　

112、　----齒頂高系數(shù)。由表3.5選取</p><p>　　表3.5 漸開線圓柱齒輪基準(zhǔn)齒形</p><p>　　因?yàn)檫x取標(biāo)準(zhǔn)齒，則取，代入得 mm。</p><p>　　將 mm 代入3-13中得 </p><p>　　為避免干涉，間之應(yīng)有不小于0.5mm的間隙，則取</p><p><b>　　mm

113、mm</b></p><p>　　綜合一、二、三、四、五，得出下列數(shù)據(jù)</p><p><b>　　， ， </b></p><p>　　表3.6 變速器相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)</p><p>　　第四章 變速器的設(shè)計(jì)、計(jì)算與校核</p><p>　　4.1變速器操縱機(jī)構(gòu)</p>

114、<p>　　根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選檔和實(shí)現(xiàn)換檔或退到空檔的工作。</p><p>　　變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足如下主要要求：</p><p>　　（1）換檔時(shí)只能掛入一個(gè)檔位</p><p>　?。?）換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合</p><p>　?。?）防止自動(dòng)脫檔或自動(dòng)掛檔</p>

115、<p><b>　　（4）防止誤掛倒檔</b></p><p><b>　?。?）換檔輕便</b></p><p>　　機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)一般是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒檔鎖裝置等主要件組成。</p><p>　　依靠駕駛員手力完成選檔、換檔或退到空檔工作，稱為手動(dòng)換檔變速器，其又有如下