1 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 型貨車機(jī)械式 變速器設(shè)計(jì) 院系名稱 ： 汽車與交通工程學(xué)院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 潘雪松 指導(dǎo)教師 ： 孫遠(yuǎn)濤 職 稱 ： 實(shí)驗(yàn)師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月 買文檔就送 紙全套 Q 號交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu) 秀 s 011龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 變速器用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步，爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動機(jī)在最有利工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋和倒擋。需要時(shí)變速器還有動力輸出功能。 因?yàn)樽兯傧湓诘蜋n工作時(shí)作用有較大的力，所以一般變速箱的低檔都布置靠近軸的后支承處，然后按照從低檔到高檔順序布置各檔位齒輪。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證裝配容易。變速箱整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。一般通過控制軸的長度即控制檔數(shù)，來保證變速箱有足夠的剛性。 本文設(shè)計(jì)研究了三軸式五擋手動變速器，對變速器的工作原理做了闡述，變速器的各擋齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了強(qiáng)度校核，對一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型。變速器的傳動方案設(shè)計(jì)并講述了變速器中各部件材料的選擇。 關(guān)鍵詞 ： 械式；齒輪；軸 ；變速器 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) to on is at in of in of at a In to to of of a of to of of of do a of a A of of of 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 究背景 . 1 究目的及意義 . 2 械式變速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) . 4 車參數(shù)的選擇 . 4 動機(jī)構(gòu)布置方案分析 . 4 定軸式變速器 . 4 擋布置方案 . 5 他問題 . 8 部件結(jié)構(gòu)方案分析 . 8 輪形式 . 8 擋機(jī)構(gòu)形式 . 9 速器軸承 . 10 本章小結(jié) . 11 第 3 章 變速器設(shè)計(jì) . 13 數(shù) . 13 動比范圍 . 13 檔傳動比的確定 . 13 減速器傳動比的確定 . 13 低檔傳動比計(jì)算 . 14 檔傳動比的選定 . 15 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 心距的選擇 . 16 速器的外形尺寸 . 16 輪參數(shù) . 16 數(shù)的選取 . 16 力角 . 17 旋角 . 17 寬 b . 18 頂高系數(shù) . 19 位系數(shù)的選擇原則 . 19 擋齒輪齒數(shù)的分配 . 20 定一擋齒輪的齒數(shù) . 20 中心距進(jìn)行修正 . 21 確定常嚙合傳動齒輪副齒數(shù)及變位系數(shù) . 22 定其他各擋的齒數(shù)及變位系數(shù) . 22 定倒擋齒輪齒數(shù)及變位系數(shù) . 24 章小結(jié) . 25 第 4 章 變速器的校核 . 26 輪的損壞形式 . 26 輪強(qiáng)度計(jì)算 . 26 輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 . 26 齒接觸應(yīng)力計(jì)算 . 28 的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) . 30 的強(qiáng)度驗(yàn)算 . 31 的剛度的計(jì)算 . 31 的強(qiáng)度的計(jì)算 . 36 承壽命計(jì)算 . 39 章小結(jié) . 42 第 5 章 同步器的設(shè)計(jì) . 43 環(huán)式同步器 . 43 環(huán)式同步器結(jié)構(gòu) . 43 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 環(huán)式同步器工作原理 . 43 環(huán)式同步器主要尺寸的確定 . 44 章小結(jié) . 46 第 6 章 變速器操縱機(jī)構(gòu) . 47 接操縱手動換擋變速器 . 47 距離操縱手動換擋變速器 . 47 章小結(jié) . 48 結(jié)論 . 49 參考文獻(xiàn) . 50 致謝 . 51 附錄 . 52 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 究背景 近幾年國內(nèi)外汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，車型的多樣化和個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。但變速器設(shè)計(jì)一直是汽車設(shè)計(jì)中最重要的 環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，特別是對輕型商用車而言，其設(shè)計(jì)意義更為明顯。在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價(jià)汽車的一個重要指標(biāo)，而變速器的設(shè)計(jì)如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運(yùn)行噪聲增大。 國產(chǎn)商用車所裝配的變速器主要以國產(chǎn)手動檔變速器為主 ，變速器是由變速傳動機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)前進(jìn)擋數(shù)的不同，變速箱有三、四、五和多擋幾種。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、中間軸式和多中間軸 式變速箱。 汽車變速器是影響整車動力性、經(jīng)濟(jì)性、舒適性的重要總成 ， 國內(nèi)外的汽車制造與銷售數(shù)據(jù)顯示，人們對汽車駕乘的舒適性越來越重視。 國內(nèi) 商用車市場的快速發(fā)展 ， 2008 年全國載貨汽車保有量為 10、 465、404 輛，與 2007 年相比，增加 722、 181 輛，增長 其中輕型載貨汽車 5、 863、787 輛， 貢獻(xiàn)度最大的車型是輕型貨車 ， 輕型貨車對商用車銷量的貢獻(xiàn)度為 其次是重型貨車和微型貨車，其貢獻(xiàn)度分別為 汽車變速器的使用壽命與整車基本相當(dāng)，售后維修市場對變速器總成的需求僅 占少數(shù)，故此可將 輕型商用車市場 近似為 它的 變速器配套市場空間。隨著全球能源及原材料價(jià)格的不斷上漲，汽車銷售價(jià)格的下降，要求汽車變速器向著體積小質(zhì)量輕、承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊上發(fā)展。這就要求零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)機(jī)械性能也要相應(yīng)有所改變，向著小巧緊湊高強(qiáng)度，高剛性方向改進(jìn)，進(jìn)而也要求有新技術(shù)新工藝來保證能夠制造出來。目前許多變速器生產(chǎn)企業(yè)正在研發(fā) 一些 能大幅提高離合器、同步器壽命和行車安全性，且保留了傳統(tǒng)有級機(jī)械變速器傳動效率高、體積小、機(jī)構(gòu)簡單、使用可靠 、 易于制造、成本低、燃油消耗少和維護(hù)與使用費(fèi)用低 、 多檔位、大速比變化范 圍改善了汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和換檔平順性的變速器 。現(xiàn)在汽車變速器的發(fā)展趨勢是向著可調(diào)自動變速箱或無級變速器方向發(fā)展。無級變速機(jī)構(gòu)由兩組錐形輪組成，包括一對主動錐形輪（錐形輪組 1）和一對被動錐形輪（錐形輪組 2） 同時(shí)有一根鏈條運(yùn)行在兩對錐形輪 V 形溝槽中間，鏈條的運(yùn)動如同動力傳遞單元。錐形輪組 1 由發(fā)動機(jī)的輔助減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動，發(fā)動機(jī)的動力通過鏈條傳遞給錐形輪組 2 直至終端驅(qū)動。在每組錐形輪中有一個錐形輪黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 可以在軸向移動，調(diào)整鏈條在錐形輪的工作直徑并傳遞速比。兩組錐形輪必須保持相同的調(diào)整，以保證鏈條始終處與漲緊狀態(tài)，使 傳遞扭矩時(shí)錐形輪接觸充分的壓力。采用無級變速器可以節(jié)約燃料，使汽車單位油耗的行駛里程提高 30%。通過選擇最佳傳動比，獲得最有利的功率輸出，它的傳動比比傳統(tǒng)的變速器輕，結(jié)構(gòu)更簡單而緊湊。世界各大汽車制造商正競相開發(fā)無級變速器。專家預(yù)計(jì) 2008 至 2009 年間無級變速器將成為世界各大汽車制造商的技術(shù)開發(fā)重點(diǎn)。 究目的及意義 通過一步步的計(jì)算和校核來改善變速器的工作狀態(tài)，使其達(dá)到理想的舒適性并減小工作時(shí)的噪聲。傳統(tǒng)的變速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)方法一般是根據(jù)性能要求利用經(jīng)驗(yàn)公式取初值，然后計(jì)算其強(qiáng)度，傳動質(zhì)量指標(biāo)等，如 不符合要求根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式改變某些參數(shù)，繼續(xù)計(jì)算直至符合所有的條件與要求。通過本題目的設(shè)計(jì)，可綜合運(yùn)用所學(xué)知識對輕型商用車的手動變速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。由于本題目模擬工程一線實(shí)際情況，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)可與工程實(shí)踐直接接觸，從而可以提高解決實(shí)際問題的能力，綜合提高自身的設(shè)計(jì)和制造水平。 本設(shè)計(jì)研究基本內(nèi)容是研究輕型商用車的機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與原理，弄清楚同步器、齒輪、軸等零部件之間的配合關(guān)系。選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)在總當(dāng)數(shù)和一檔傳動比確定后，合理分配各檔位的速比，接著計(jì)算出齒輪參數(shù)和中心距，并對齒輪進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，確定齒輪的結(jié)構(gòu) 與尺寸，繪制出所有齒輪的零件圖，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算出所有軸的基本尺寸，對每個檔位下對軸的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，確定出軸的結(jié)構(gòu)與尺寸，繪制出各個軸的結(jié)構(gòu)與尺寸，對現(xiàn)有傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善，最終完成變速器的零件圖和裝備圖的繪制。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制變速器的各零件的零件圖，并完成變速器的總裝配圖。在此次設(shè)計(jì)中對變速器作了總體設(shè)計(jì)，對變速器的傳動方案進(jìn)行了選擇，變速器的齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對同步器和一些標(biāo)準(zhǔn)件做了選型設(shè)計(jì)。 械式變速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 載貨汽車分為輕型、中型、重型三種。 各國分級方法和標(biāo)準(zhǔn)不盡相同。 20 世紀(jì) 70年代以來，由于對運(yùn)輸需求的增加和公路承載能力的提高，各國都在放寬對軸重和車輛總重的限制 ,因而大噸位載貨汽車不斷增加。同時(shí)，城市中為便于集散貨物和零星貨物運(yùn)輸，小噸位載貨汽車也在發(fā)展。為適應(yīng)各種貨物的運(yùn)輸要求，載貨汽車有向?qū)Ｓ没l(fā)展的趨勢，專用運(yùn)輸車的種類和數(shù)量不斷增加。而中國是按汽車載重量分級的，黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 載重量 以下的為輕型載貨汽車 ,4的為中型載貨汽車， 8 噸以上的為重型載貨汽車。載重量 1 噸以下的輕型載貨汽車多用轎車底盤改制而成，主要用于城市運(yùn)送食品、日用工業(yè)品等小 批量貨物；有的制成客貨兩用車。 隨著重型車功率加大、傳遞的扭矩增加和速度的提高，對變速器的要求也不斷家大。首先，變速器的節(jié)油性能被越來越多的用戶所關(guān)注。而業(yè)內(nèi)專家表示，目前變速器的節(jié)油主要通過安裝同步器和增多檔位來實(shí)現(xiàn)。其次，不言而喻的是整車廠對變速器的輕量化也提出更高要求。再次從發(fā)動機(jī)電控系統(tǒng)到模塊化電子儀表到再到 國重卡電子化控制程度越來越高。隨著重卡整車電子化程度的提高，變速器自動化進(jìn)程也將開始加速， 械式自動變速器 )的應(yīng)用被提上日程。 基礎(chǔ)上應(yīng)用自動變速理論和電子控制技術(shù)，通過電控單元控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動換擋，具有傳動效率高、油耗低、經(jīng)濟(jì)性好等諸多優(yōu)點(diǎn)。相對自動變速器而言， 價(jià)低廉，只比傳統(tǒng)機(jī)械式變速器稍貴一點(diǎn)，也很適合中國用戶的消費(fèi)特點(diǎn)。所以，國內(nèi)主流的變速器企業(yè)都在致力于 研發(fā)當(dāng)中，據(jù)了解，法士特、綦齒和大齒等企業(yè)的 經(jīng)開始裝車試驗(yàn)，技術(shù)日趨成熟。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 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 所示 : 表 計(jì)基本參數(shù)表 變速器如下基本要求： (1)保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性。 (2)設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機(jī)動力向驅(qū)動輪的傳輸。 (3)設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛。 (4)設(shè)置動力輸出裝置，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。 除此以外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小，制造成本低，維修方便等要求。滿足汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的檔數(shù)，傳動比范圍和各擋傳動比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜，比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。 動機(jī)構(gòu)布置方案分析 定軸式變速器 固定軸式又分為兩軸式，中間軸式，雙中間軸式變速器。固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的汽車上。與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡單，輪廓尺寸小，布置方便，中間擋位傳動效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋，所以在高擋 工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，且易損壞。此外，發(fā)動機(jī)最大功率 66高車速 110km/h 總質(zhì)量 4060大轉(zhuǎn)矩 210 Nm 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很大。所以我選擇的是中間軸式的變速器。 圖 別示出了幾種中間軸式五擋變速器傳動方案。它們的共同特點(diǎn)是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接擋。使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動效率高，可達(dá) 90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訐醯睦寐矢哂谄渌鼡跷?，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn) 擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動；多數(shù)傳動方案中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或嚙合套換擋，還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。再除直接擋以外的其他擋位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。在擋數(shù)相同的條件下，各種 中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù)，換擋方式和到檔傳動方案上有差別。 圖 2.1(a)所示方案，除一檔和倒擋用直齒滑動齒輪換擋外，其余各擋為常嚙合齒輪傳動。圖 2.1(b)， (c)， (d)所示方案的各前進(jìn)擋，均用常嚙合齒輪傳動；圖 2.1(d)所示方案中的倒擋和超速擋安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速擋的條件下，很容易形成一個只有四個前進(jìn)擋的變速器。以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。同一變速器 中，有的擋位用同步器換擋，有的擋位用嚙合套換擋，那么一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。 發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的貨車采用中間軸式變速器，為加強(qiáng)傳動軸剛度，可將變速器后端加中間支撐。中間軸和第二軸都有三個支承。如果在殼體內(nèi)，布置倒擋傳動齒輪和換擋機(jī)構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。 擋布置方案 與前進(jìn)擋位比較，倒擋使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒擋，故多數(shù)方案采用直齒滑動齒輪方式換倒擋。為實(shí)現(xiàn)倒擋傳動，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動路線中，加入一個中間傳動齒輪的 方案。前者雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是中 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖 間軸式五擋變速器傳動方案 間傳動齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對稱變化的彎曲應(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，并使倒擋傳動比略有增加。 圖 常見的倒擋布置方案。圖 2.2(b)所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長度。但換擋時(shí)有兩對齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖 2.2(c)所示方案能獲得較大的倒擋傳動比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖 2.2(d)所示方案針對前者的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖 2.2(c)所示方案。圖 2.2(e)所示方案是將中間軸上的一，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長。圖 2.2(f)所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車倒擋傳動采用圖 2.2(g)所示方案。其缺點(diǎn)是一，倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無論是兩軸式變速器還是中間黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 軸式變速器的低檔與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低擋到高擋順序布置各 擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動比雖然與一擋的傳動比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處，然后再 圖 擋布置方案 布置倒擋。此時(shí)在倒擋工作時(shí)，齒輪磨損與噪聲在短時(shí)間內(nèi)略有增加，與此同時(shí)在一擋工作時(shí)齒輪的磨損與噪聲有所減少。 除此以外，倒擋的中間齒輪位于變速器的左側(cè)或右側(cè)對倒擋軸的受力狀況有影響，如圖 2示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 擋軸位置與受力分析 他問題 經(jīng)常使用的擋位，其齒輪因接觸應(yīng)力過高而造成表面電蝕 損壞。將高擋布置在靠近軸的支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪保持較好的嚙合狀態(tài)，偏載減少能提高齒輪壽命。 某些汽車變速器有僅在好路或空車行駛時(shí)才使用的超速擋。使用傳動比小于 1（超速擋，能夠充分地利用發(fā)動機(jī)功率，使汽車行駛 1需發(fā)動機(jī)曲軸的總轉(zhuǎn)速降低，因而有助于減少發(fā)動機(jī)磨損和降低燃料消耗。但是與直接擋比較，使用超速擋會使傳動效率降低，噪聲增大。 機(jī)械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力時(shí)處于工作狀態(tài)的齒輪對數(shù)，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。 部件結(jié)構(gòu)方案分析 輪形式 與直齒圓柱齒輪比較，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)是制造時(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，盡管這樣會使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。我的設(shè)計(jì)中一擋和倒擋用的是直齒輪，其他擋都是斜齒輪。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 擋機(jī)構(gòu)形式 變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動齒輪，嚙合套和同步器換擋三種形式。汽車行駛時(shí)各擋齒輪有不同的角速度，因此用軸向 滑動直齒齒輪的方式換擋，會在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨有噪聲。這使齒輪端部磨損加劇并過早損壞，同時(shí)使駕駛員精神緊張，而換擋產(chǎn)生的噪聲又使乘坐舒適性降低。只有駕駛員用熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器），時(shí)齒輪換擋時(shí)無沖擊，才能克服上述缺點(diǎn)。但是該瞬間駕駛員注意力被分散，會影響行駛安全性。因此，盡管這種換擋方式結(jié)構(gòu)簡單，但除一擋，倒擋外已很少使用。 由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)，所以可用移動嚙合套換擋。這時(shí)，因同時(shí)承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多。而輪齒又不參與換擋，它們都不會過早損壞，但不能消除換擋 沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性矩增大。 因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上應(yīng)用。這是因?yàn)橹匦拓涇嚀跷婚g的公比較小，則換擋機(jī)構(gòu)連件之間的角速度差也小，因此采用嚙合套換擋，并且還能降低制造成本及減小變速器長度。 使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換擋，而與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)，從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛 應(yīng)用。 使用同步器或嚙合套換擋，其換擋行程要比滑動齒輪換擋行程小。在滑動齒輪特別寬的情況下，這種差別就更為明顯。為了操縱方便，換入不同擋位的變速桿行程要求盡可能一樣。 自動脫擋是變速器的主要故障之一。為解決這個問題，除工藝上采取措施外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施比較有效的方案有以下幾種： 互鎖裝置是保證移動某一變速叉軸時(shí)，其它變速叉軸互被鎖住，該機(jī)構(gòu)的作用是防止同時(shí)掛入兩檔，而使掛檔出現(xiàn)重大故障。常見的互鎖機(jī)構(gòu)有： (1)互鎖銷式 圖 汽車上用得最廣泛的一種機(jī)構(gòu)，互鎖銷和頂銷裝在變速叉軸之間，用銷子的長度和 凹槽來保證互鎖。 圖 (a)為空檔位置，此時(shí)任一叉軸可自由移動。圖 (b)、 (c)、 (d)為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 圖 鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) (2)擺動鎖塊式 圖 擺動鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi)，此時(shí)，鎖塊的一個或兩個突起部分 A 檔住其它兩個變速叉軸槽，保證換檔時(shí)不能同時(shí)掛入兩檔。 (3)轉(zhuǎn)動鉗口式 圖 與上述鎖塊機(jī)構(gòu)原理相似的轉(zhuǎn)動鉗口式互鎖裝置。操縱桿撥頭置于鉗口中，鉗形板可繞 A 軸轉(zhuǎn)動 。選檔時(shí)操縱桿轉(zhuǎn)動鉗形板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，此時(shí)鉗形板的一個或兩個鉗爪抓住其它兩個變速叉，保證互鎖作用。 操縱機(jī)構(gòu)還應(yīng)設(shè)有保證不能誤掛倒檔的機(jī)構(gòu)。通常是在倒檔叉或叉頭上裝有彈簧機(jī)構(gòu)，使司機(jī)在換檔時(shí)因有彈簧力作用，產(chǎn)生明顯的手感。 鎖止機(jī)構(gòu)還包括自鎖、倒檔鎖兩個機(jī)構(gòu)。 自鎖機(jī)構(gòu)的作用是將滑桿鎖定在一定位置，保證齒輪全齒長參加嚙合，并防止自動脫檔和掛檔。自鎖機(jī)構(gòu)有球形鎖定機(jī)構(gòu)與桿形鎖定機(jī)構(gòu)兩種類型。 倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對變速桿施加更大的力，方能掛入倒檔，起到提醒注意的作用，以防誤掛倒檔，造成安全事故。 本次設(shè)計(jì)鎖定機(jī)構(gòu)采用自鎖、互鎖、倒檔鎖裝置。采用自鎖鋼球來實(shí)現(xiàn)自鎖，通過互鎖銷實(shí)現(xiàn)互鎖。倒檔鎖采用限位彈簧來實(shí)現(xiàn)，使駕駛員有感覺，防止誤掛倒檔。 速器軸承 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承，圓錐滾子軸承，滑動軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 動鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu) 圖 動鉗口式互鎖機(jī)構(gòu) 汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，采用尺寸大些的軸承結(jié)構(gòu)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。變速器第一軸前端支承在飛輪的內(nèi)腔里，因有足夠大的空間長采用球軸承來承受向力。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，此處常用軸承外圈有擋圈的球軸承。第二軸后端常采用球軸承，以軸向力和徑向力。中間軸上齒輪工作時(shí)產(chǎn)生的軸向力，原則上由前或后軸承來承受都可以，但當(dāng)在殼體前端面布置軸承蓋有困難的時(shí)候，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。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑小，寬度較寬 因而容量大，可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊，裝配麻煩，磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。 變速器第一軸，第二軸的后部軸承以及中間軸前，后軸承，按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并要保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于 620限適用于輕型車和轎車。 滾針軸承，滑動軸套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對運(yùn)動的地方。滾針軸承有滾動摩擦損失小，傳動效率高，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)?；瑒虞S套的徑向配合間隙大，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。滑動軸套的優(yōu)點(diǎn)是制造容易，成本低。 在本次設(shè)計(jì)中由于工作條件的需要主要選用了圓錐滾子軸承、深溝球軸承和滾針軸承。 章小結(jié) 本章首先確定了設(shè)計(jì)變速器所需的汽車主要參數(shù)以及設(shè)計(jì)變速器所應(yīng)滿足的基本要求，對自己的設(shè)計(jì)也有了一定的規(guī)范。然后又對變速器的傳動機(jī)構(gòu)和檔位的布置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 形式的進(jìn)行了簡單的介紹，分析了各個傳動方案的優(yōu)缺點(diǎn)，選取了合理高效的的傳動方案和一些在設(shè)計(jì)變速器時(shí)常遇的問題，為后面齒輪和軸的計(jì)算打下了良好的基礎(chǔ)。最后對齒輪的形式做了介紹和優(yōu)缺 點(diǎn)的比較，通過以上比較合理的選擇齒輪形式。分析了幾種換擋形式，和容易出現(xiàn)的問題，并提供了相關(guān)的解決方法，最后很據(jù)軸的工作條件和工作狀態(tài)，對軸承也形式也做了選擇。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 第 3 章 變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 數(shù) 增加變速器的擋數(shù)能改善汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且是尺寸輪廓和質(zhì)量加大。同時(shí)操縱