摘要本次的設(shè)計(jì)題目是ZG1040輕卡變速器闡述了變速器的功能和設(shè)計(jì)要求方案進(jìn)行了論證選用三軸傳動(dòng)倒檔采用正齒輪換檔方式介紹了變速器主要參數(shù)的確定、齒輪幾何參數(shù)列出齒輪強(qiáng)度的計(jì)算、校核、軸的設(shè)計(jì)和強(qiáng)度校核。軸承選擇和校準(zhǔn)。合理的變速器設(shè)計(jì)和布置，可以最合理地利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力從而提高車輛的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一種能夠提高汽車動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的機(jī)械變速器具有傳動(dòng)效率高、操作方便、運(yùn)行可靠、噪音低等特點(diǎn)。為防止跳檔，誤掛倒檔，同時(shí)掛兩檔；操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有自鎖、倒檔鎖定和聯(lián)鎖裝置。關(guān)鍵詞：1引言隨著經(jīng)濟(jì)和科技的不斷發(fā)展汽車工業(yè)逐漸成為我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)汽車的使用已遍布全國(guó)隨著中國(guó)加入世貿(mào)組織人民生活水平不斷提高在中國(guó)，小型貨車、轎車等高端消費(fèi)品已進(jìn)入普通家庭。在中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)起步較晚加入WTO后中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)面臨機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著中國(guó)的不斷開放中國(guó)的汽車工業(yè)也將有質(zhì)的飛躍隨著我國(guó)汽車工業(yè)的不斷壯大和汽車工業(yè)的快速發(fā)展如何設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)可靠性能優(yōu)良當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)者亟待解決的問題工科畢業(yè)生不得不肩負(fù)重任在面臨前所未有的機(jī)遇的同時(shí)我們必須努力為我們的汽車產(chǎn)業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)2變速器的功能和設(shè)計(jì)要求現(xiàn)代汽車幾乎都采用往復(fù)式活塞式燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，其扭矩和轉(zhuǎn)速在很小的范圍內(nèi)變化而復(fù)雜的使用條件則要求車輛的牽引力和速度可以在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化為了解決這個(gè)矛盾傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了一個(gè)變速器在汽車行駛過程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的傳動(dòng)比，通過換檔工作在最佳動(dòng)態(tài)性能狀態(tài)通常變速器還配備倒檔和空檔齒輪，以便在車輛倒檔行駛和空檔滑行或停車時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)可以保持分離，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。變速器也應(yīng)該能夠取力。傳輸功能：(1改變傳動(dòng)比以適應(yīng)頻繁變化的行駛工況，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在有利條件下；(2)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向不變的前提下，車輛可以倒車行駛；(3使用空檔中斷動(dòng)力傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)怠速并便于變速器換檔或動(dòng)力輸出。為保證變速器具有良好的工作性能滿足使用要求，的設(shè)計(jì)必須滿足以下使用條件：1合理選擇變速器的齒數(shù)和傳動(dòng)比，汽車具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；2工作可靠中不應(yīng)有自動(dòng)跳移、移震動(dòng)；3操作方便，減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度縮短換檔時(shí)間提高加速性能和動(dòng)力性能；4傳動(dòng)效率高，噪音為減少齒輪的嚙合損失，設(shè)置直接齒輪此外，還有合理的齒輪型號(hào)和結(jié)構(gòu)參數(shù)，提高其制造和安裝精度；設(shè)置倒檔和空檔；5)結(jié)構(gòu)緊湊，力求重量輕、體積小、制造成本低。3傳輸方案演示3.1傳輸選型及傳輸方案設(shè)計(jì)變速器的種類很多按傳動(dòng)比的變化方式器整體按其軸中心線的位置分為定軸式、斜軸（行星齒輪）式和綜合式。其中，固定式傳動(dòng)應(yīng)用廣泛，可分為二軸、三軸和多軸傳動(dòng)。大多數(shù)現(xiàn)代汽車使用三軸變速器以下是二軸和三軸變速器的傳動(dòng)方案。應(yīng)該采用哪種方案，除了車輛總體布局的要求外，主要考慮以下四個(gè)方面：3.二軸傳動(dòng)的輸出軸與主減速器的主動(dòng)齒輪為一體發(fā)動(dòng)機(jī)垂直安裝主減速器可采用螺旋錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪發(fā)動(dòng)機(jī)水平安裝時(shí)，采用圓柱齒輪從而簡(jiǎn)化了制造工藝。3.兩軸變速器有一對(duì)前進(jìn)齒輪，而三軸變速器有兩對(duì)齒輪。因此在相同的傳動(dòng)比要求下三軸傳動(dòng)的徑向尺寸可以比兩軸傳動(dòng)小很多。3.二軸傳動(dòng)的低速齒輪副的尺寸差別很大小齒輪的工作循環(huán)數(shù)遠(yuǎn)高于大齒輪因此小齒輪的工作壽命比大齒輪短三軸傳動(dòng)的每個(gè)前進(jìn)檔都是常嚙合齒輪傳動(dòng)大小齒輪的徑向尺寸都比較小所以使用壽命比較接近在直接齒輪中，齒輪只是空轉(zhuǎn)，不影響齒輪的壽命。3.雙軸傳動(dòng)等于1的傳動(dòng)比但還是有一對(duì)齒輪傳動(dòng)所以有功率損耗三軸傳動(dòng)直接連接輸入軸和輸出軸，直接齒輪，因此傳動(dòng)效率高，磨損小，噪音小。本次設(shè)計(jì)的主題是輕型卡車變速器，因此采用了三軸變速器。3.2傳輸傳輸機(jī)制分析根據(jù)3.1采用中間軸式變速器在齒輪數(shù)相同的情況下，變速器的區(qū)別主要在于常嚙合齒輪副的數(shù)量、換檔方案和倒檔方案。3.目前汽車上機(jī)械變速器的換檔結(jié)構(gòu)包括直齒滑動(dòng)齒輪嚙合套和同步器換檔?；瑒?dòng)換檔滑動(dòng)正齒輪通常用于變速但也使用滑動(dòng)斜齒輪滑動(dòng)直齒輪變速緊湊易于制造缺點(diǎn)是換檔時(shí)齒端面受到較大沖擊，會(huì)導(dǎo)致齒輪過早損壞而正齒輪工作噪音大所以這種換檔方式一般只用于I檔和倒檔。齒輪。(2網(wǎng)套移位用嚙合套換檔可將具有一定傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪制成常嚙合斜齒輪用嚙合套換檔，由于嚙合齒數(shù)多，同時(shí)承受換檔沖擊載荷，齒輪不參與換檔，不會(huì)過早損壞但換檔沖擊無法消除所以司機(jī)還是需要熟練的。操作技術(shù)此外由于增加了嚙合套筒和嚙合齒輪增加了變速器的軸向尺寸和轉(zhuǎn)動(dòng)部分的總慣性矩因此這種換檔方式目前只用于一些要求不高的檔位和重型貨車變速器這是因?yàn)橹匦拓涇嚨臋n位陽比小換檔手感要求強(qiáng)不適合在此類車輛上使用同步器（壽命短，維修不便。(3同步器換檔今天大多數(shù)汽車變速器使用同步器換檔使用同步器，無論操作熟練程度如何震動(dòng)無噪音從而提高汽車的加速性經(jīng)濟(jì)性和行車安全性。通常，倒檔和一檔采用滑動(dòng)正齒輪或嚙合套筒的形式，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單對(duì)于常用的高速檔，使用同步器或嚙合套在該方案中，一檔倒檔通過滑動(dòng)正齒輪進(jìn)行換檔。其余齒輪由同步器換檔。3.倒檔使用率不高常采用直齒滑動(dòng)齒輪方案換入倒檔為了實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)，有的在前進(jìn)檔的傳動(dòng)路線中增加了一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪也有使用兩個(gè)連體齒輪的方案。該方案中所有齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔方便。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用如圖1所示的倒檔換檔方式。優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于所有常嚙合齒輪副，換檔較輕。圖1倒檔排列方案3.3傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)方案分析3.傳動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的作用是保證每個(gè)齒輪、嚙合套或同步器移動(dòng)規(guī)定的距離以獲得所需的齒輪，不內(nèi)容同時(shí)掛兩個(gè)齒輪。3.(1必須有鎖定裝置，包括自鎖、互鎖和反向鎖；（2換擋動(dòng)作要輕、省力，降低駕駛員的疲勞強(qiáng)度；(3駕駛員應(yīng)獲得必要的感覺。3.設(shè)計(jì)操作機(jī)構(gòu)的第一步是確定換檔位置。換檔位置的確定主要是從換檔的方便性考慮。為此，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：（一按班次排列；（2將普通塊放在中間位置，其他塊放在兩邊；（3為避免誤掛倒檔，倒檔往往布置在最遠(yuǎn)的位置，有時(shí)與I檔排成一列。根據(jù)以上三點(diǎn)，設(shè)計(jì)的變速器換檔位置如圖2所示：圖2換檔位置圖3.4傳輸方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)傳輸方案的傳輸路徑：I齒輪：一軸→1→2→中間軸→8→7→5、7齒輪間同步器→兩軸→輸出二齒輪：一軸→1→2→中間軸→6→5→5、7間同步器齒輪→兩軸→輸出III齒輪：一根軸→1→2→中間軸→4→3→1、3齒輪間同步器→兩軸→輸出IV齒輪：一根軸→1→1、3齒間同步器→二軸→輸出R齒輪：一軸→1→2→中間軸→10→11→9→二軸→輸出4傳動(dòng)齒輪參數(shù)的確定4.1變速器的齒數(shù)和傳動(dòng)比本次設(shè)計(jì)的變速器為四檔變速器，各檔位的傳動(dòng)比為：Ⅰ二ⅢⅣR6.093.091.711.004.954.2中心距的選擇中心距直接影響變速器的尺寸和質(zhì)量，選擇的中心距要保證齒輪的強(qiáng)度由于本次設(shè)計(jì)的變速器為三軸變速器其中心距可根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式初步選擇：(4-1)式中：KA——中心距系數(shù)，對(duì)于卡車，KA取8.6～9.6；1max-變速器處于一檔時(shí)，第二軸輸出的扭矩emax——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出扭矩，N·m；ig1-變速器第一檔的傳動(dòng)比；ηg——傳動(dòng)的傳動(dòng)效率，取0.96初級(jí)：KA=9.4ig1=6.09,09,ηg=0.96,emax=179.3代入上式計(jì)算：毫米取中心距為：A=95mm4.3齒輪參數(shù)的確定4.汽車變速器中有許多對(duì)齒輪。到齒應(yīng)力的合理性和強(qiáng)度每對(duì)齒輪都應(yīng)該有自己的模數(shù)但從工藝的角度來看一個(gè)變速器的齒輪模數(shù)應(yīng)該盡量統(tǒng)一，通常采用折衷方案即高速齒輪使用同一個(gè)模數(shù)，低速齒輪另一個(gè)模數(shù)對(duì)于本設(shè)計(jì)變速器的模數(shù)選擇方案I檔和倒檔使用相同的模數(shù)因?yàn)檫@兩個(gè)齒輪的齒輪承受較大的載荷都應(yīng)該使用大模數(shù)其他齒輪齒輪使用相同的模數(shù)；對(duì)于m=3.5，常嚙合齒輪和高速齒輪的法向模數(shù)為mn=3設(shè)計(jì)選用的模量值應(yīng)符合國(guó)標(biāo)GB1357-78的要求4.3.2壓力角的選擇壓力角小，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低；當(dāng)壓力角較大時(shí)，可以提高輪齒的彎曲強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度對(duì)于汽車為了增加重合度，降低噪音應(yīng)采用較小的壓力角，如14.5°15°16°16.5°對(duì)于載重汽車為了提高齒輪的承載能力，采用22.5°或25°。更大的壓力角其實(shí)因?yàn)閲?guó)標(biāo)壓力角是20°所以傳動(dòng)齒輪一般采用20°的壓力角。4.3.3斜齒輪螺旋角的選擇Thehelixangleβshouldbechosenappropriately如果β太小，斜齒輪的優(yōu)點(diǎn)就無法發(fā)揮增大螺旋角可以增加齒輪嚙合的重合度增強(qiáng)承載能力工作平穩(wěn)降低噪音中的軸向力也會(huì)增大，影響軸承的壽命。而當(dāng)β>30°時(shí)，雖然接觸強(qiáng)度會(huì)繼續(xù)增加，但彎曲強(qiáng)度會(huì)突然下降。因此，從提高低速齒輪抗彎強(qiáng)度的角度來看，β不能太大。一般卡車的螺旋角為20°至30°。在變速器中間軸上齒輪的節(jié)圓半徑從高速檔到低速檔逐漸減小因此螺旋角也逐個(gè)齒輪減小。本設(shè)計(jì)初選恒嚙合齒輪的螺旋角β=其他齒輪的螺旋角。當(dāng)兩個(gè)齒輪副的中心距不相等時(shí)，可以通過調(diào)整螺旋角來統(tǒng)一中心距。4.3.4種齒寬選擇齒寬的選擇既要考慮變速器質(zhì)量小、軸向尺寸緊湊的要求，又要考慮齒輪的強(qiáng)度和工作的穩(wěn)定性。齒寬b通常根據(jù)齒輪模數(shù)確定：正齒輪：b=(4.4～7.0)m斜齒輪：b=(7.0～8.6)mn第一軸的恒嚙合齒輪副的齒寬優(yōu)選較大，以提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性和齒輪的壽命。采用嚙合套或同步器換檔，初選時(shí)組合齒工作寬度可?。?-4）m。根據(jù)上述模數(shù)的值，計(jì)算本設(shè)計(jì)中齒輪的齒寬周長(zhǎng)I和倒檔：b=(4.4～7.0)m=(4.4～7.0)×3.5=(15.4～24.5)高速檔：b=(7.0～8.6)mn=(7.0～8.6)×3=(21.0～25.8)大齒寬可以增加齒輪的重合度，提高齒輪的強(qiáng)度和承載能力，同時(shí)也增加了齒輪的質(zhì)量，從而增加了傳動(dòng)的質(zhì)量。為兼顧齒輪的強(qiáng)度和質(zhì)量，低速齒輪的齒寬要小一些，高速齒輪的齒寬可以大一些，所以初步選擇齒寬為如下：I齒輪寬度：b=17.5mm II、III和IV齒輪寬度：b=21mm恒嚙合齒輪齒寬：b=21mm倒檔齒輪齒寬：b=17.5mm選擇的齒寬最終由齒輪的強(qiáng)度來檢驗(yàn)如果齒輪強(qiáng)度不夠應(yīng)適當(dāng)增加齒輪的寬度。4.3.5.每個(gè)齒輪的輪齒分布4.3.5.1每個(gè)齒輪的輪齒數(shù)倒檔的反向：=(4-2)現(xiàn)在取Z12=13，所以Z11=33倒檔中心距：校正中心距A,=(4-3)倒檔齒輪的齒數(shù)比較少，傳遞的扭矩也很大，所以齒輪會(huì)承受很大的彎曲應(yīng)力和接觸應(yīng)力。為防止齒輪過早失效，倒檔的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪應(yīng)采用正排量。因此，取實(shí)際中心距為：A'=84mm。4.3.5.2確定恒嚙合傳動(dòng)齒輪的齒數(shù)(4-4)確定其他齒輪的齒數(shù)一檔：載重汽車變速器中間軸齒輪正齒輪的最小齒數(shù)為12～14；所以小齒輪的齒數(shù)是Z10=13，那么大齒輪的齒數(shù)是：Z9=Z∑-Z10=53-13=40Ⅱ塊：=A=(4-5)解決方案必須：Ⅲ塊：=(4-6)解決方案必須：4.3.6齒輪幾何形狀和強(qiáng)度校核汽車變速器的齒輪均為漸開線齒輪，其齒形為GB1356-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形。各尺寸的計(jì)算可參照計(jì)算公式計(jì)算輪齒接觸應(yīng)力的計(jì)算(4-7)式中：——輪齒接觸應(yīng)力，MPa；F——齒面正應(yīng)力，，N；——圓周力，，N；—計(jì)算載荷,,Nmm,;D——節(jié)圓半徑，mm；——節(jié)點(diǎn)處的壓力角，°；——齒輪螺旋角，°；E——齒輪材料的彈性模量，MPa；B——實(shí)際齒輪接觸寬度，mm；,——主從動(dòng)齒輪、正齒輪、、斜齒輪、、mm節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑；,——主、從動(dòng)齒輪的節(jié)圓半徑，mm。本設(shè)計(jì)中，主、從動(dòng)齒輪材料均為20CrMnTi，故取E=2.1x108，Mpa。Ⅰ檔與倒檔的許用接觸應(yīng)力：MPa。常嚙合和高速齒輪的內(nèi)容接觸應(yīng)力：MPa。(1)一檔齒輪的接觸應(yīng)力I檔：（4-8）滿足要求。(2)二檔齒輪的接觸應(yīng)力Ⅱ檔：（4-9）滿足要求。(3)三檔齒輪的接觸應(yīng)力Ⅲ塊：（4-10）滿足要求。第四齒輪接觸應(yīng)力Ⅳ區(qū)：（4-11）滿足要求。(5)常嚙合傳動(dòng)齒輪的接觸應(yīng)力恒嚙合齒輪：（4-12）滿足要求。(6)倒檔接觸應(yīng)力反向：（4-13）滿足要求。直齒輪彎曲應(yīng)力式中：——彎曲應(yīng)力，MPa；——圓周力，，N；—計(jì)算載荷,,Nmm;D——節(jié)圓直徑，mm；——應(yīng)力集中系數(shù)，；—影響摩擦系數(shù)、主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪；B——齒寬，mm；T——端面齒距，mm，，m為模量，mm；Y——齒形系數(shù)。斜齒輪的彎曲應(yīng)力(4-14)式中：——彎曲應(yīng)力，MPa；——圓周力，，N；—計(jì)算載荷,,Nmm;D——節(jié)圓直徑，，mm；——法向模量，mm；Z——齒數(shù)；——斜齒輪螺旋角，°；——應(yīng)力集中系數(shù)，；B——齒寬，mm；T——法向齒距，，mm；Y——齒形系數(shù)；-重合影響系數(shù)，。一、倒檔的許用彎曲應(yīng)力：MPa。常嚙合齒輪和高速齒輪的內(nèi)容彎曲應(yīng)力：MPa。(1)一檔齒輪的彎曲應(yīng)力I檔：（4-15）滿足要求。(2)Ⅱ齒輪的彎曲應(yīng)力Ⅱ檔：（4-16）滿足要求。(3)齒輪Ⅲ的彎曲應(yīng)力第三塊：（4-17）滿足要求。(4)齒輪IV彎曲應(yīng)力第四塊：（4-18）滿足要求。(5)等嚙合傳動(dòng)齒輪的彎曲應(yīng)力恒網(wǎng)傳輸：（4-19）滿足要求。(6)倒檔彎曲應(yīng)力反向：（4-20）;;毫米;;;滿足要求5軸設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)計(jì)算軸的強(qiáng)度剛度和軸承選擇，第一步是分析軸的力和軸承壓力這取決于作用在齒輪上的力。5.1齒輪受力分析圓周力：Ft=2×M/d徑向力：Fr=Ft×tann/coosβ力：Fa=Ft×tanβ在：M-計(jì)算扭矩，N·mn——常壓角，°β——分度圓的壓力角，°齒輪力分析齒輪上的力被認(rèn)為作用在有效齒面寬度的中心軸承支座反作用力對(duì)于向心軸承，取寬度方向的中點(diǎn)：對(duì)于向心推力軸承，取滾動(dòng)體載荷與軸中心線的交點(diǎn)；對(duì)于圓錐滾子軸承，取滾動(dòng)體寬度中心點(diǎn)的滾動(dòng)中心線。對(duì)于交點(diǎn)其尺寸可以在軸承的標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)中找到。5.2軸尺寸確定三軸變速器的第一軸通常與常嚙合齒輪集成在一起，增加軸的剛度它的前端通過軸承支撐在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上后端支撐在變速箱殼體上第一軸花鍵部分直徑可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩選擇，花鍵節(jié)圓直徑d=24mm，第一軸其他部分尺寸根據(jù)軸承標(biāo)準(zhǔn)確定和花鍵齒輪。變速器第二軸為階梯形其徑向尺寸根據(jù)滾針軸承標(biāo)準(zhǔn)花鍵尺寸標(biāo)準(zhǔn)和擋圈尺寸標(biāo)準(zhǔn)確定。軸向尺寸根據(jù)齒輪的寬度和同步器齒的寬度來確定。變速器中間軸也做成階梯形，徑向尺寸按半圓鍵的尺寸標(biāo)準(zhǔn)確定。此設(shè)計(jì)主要針對(duì)兩個(gè)軸進(jìn)行檢查。5.3檢查變速器兩軸變速器工作時(shí)，其軸承承受彎矩和扭矩，軸是否滿足要求的強(qiáng)度、剛度等條件，是否滿足使用要求，是設(shè)計(jì)過程中的一個(gè)重要步驟，主要檢查設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求。要求。本設(shè)計(jì)選用的軸材質(zhì)為45#鋼。副軸和中間軸的最大直徑是理想的：d=0.45A=0.4584=38mm(5-1)中心軸：d/L=0.16,(5-2)兩個(gè)軸：d/L=0.20,(5-3)軸花鍵部分直徑：d==4.0=23.3mm(5-4)軸在垂直面的偏轉(zhuǎn)，在水平面的偏轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)角分別為(5-5)(5-6)(5-7)式中——輪齒寬中間平面上的徑向力，N；——輪齒寬中間平面上的圓周力，N；E——彈性模量，MPa，MPa；I——慣性矩，mm4，對(duì)于實(shí)心軸，；D——軸的直徑，mm，按花鍵處的平均直徑計(jì)算；a,b——作用在齒輪上的作用力與支座A、B的距離，mm；L——軸承之間的距離，mm。軸的全偏轉(zhuǎn)公式為：(5-8)其作用下的應(yīng)力為：兆帕(5-9)式中：N·mm；——彎曲截面系數(shù)，mm3；-軸的直徑，以mm為單位。5.3.1檢查第二軸I和倒檔的軸強(qiáng)度毫米(5-10)=N(5-11)數(shù)（5-12）數(shù)（5-13）毫米(5-14)所以：.mm(5-15)毫米(5-16)拉德(5-17)牛毫米(5-18)N毫米(5-19)牛毫米(5-20)帕（5-21）因此，二軸I和倒檔處的軸強(qiáng)度滿足要求。5.3.2第二軸II齒輪齒輪處的軸強(qiáng)度毫米(5-22)數(shù)（5-23）數(shù)（5-24）數(shù)（5-25）a=72mma=193.5-72=121.5mm(5-26)所以：毫米(5-27)毫米(5-28)拉德_(5-29)牛頓毫米(5-30)牛頓毫米(5-31)牛頓毫米(5-32)帕__(5-33)因此，二軸Ⅱ齒輪齒輪處的軸強(qiáng)度滿足要求。5.3.3檢查二軸三檔軸強(qiáng)度毫米(5-34)數(shù)（5-35）數(shù)（5-36）數(shù)（5-37）b=51mma=193.5-51=142.5mm(5-38原因：毫米(5-39)毫米(5-40)弧度<0.002rad(5-41)N·mm(5-42)N·mm(5-43)=99000N·mm(5-44)兆帕因此，二軸三檔處的軸強(qiáng)度滿足要求。6軸承選型與驗(yàn)證6.1軸承選擇傳動(dòng)軸承一般按結(jié)構(gòu)排列，參照同類型號(hào)的相應(yīng)軸承，國(guó)家規(guī)定的軸承標(biāo)準(zhǔn)選用然后檢驗(yàn)其使用壽命這種設(shè)計(jì)是輕型卡車變速器。二軸齒輪和軸上多處使用滾針軸承，箱體支撐多采用圓錐滾子軸承。第一軸前端軸承為深溝球軸承，直徑35mm，外徑72mm，寬度17mm。第二軸后端軸承為：直徑35mm；外徑；72mm圓錐滾針軸承，寬度為17mm。中間軸前端選用的軸承為直徑35mm的深溝球軸承；外徑72mm；和17毫米的寬度。后端選用的軸承為：直徑25mm；外徑55mm；寬度為15mm的圓錐滾針軸承。倒檔軸采用外徑27mm、外徑40mm、厚43mm軸承殼，無外緣。軸承的選擇是標(biāo)準(zhǔn)件。6.2檢查軸承壽命《機(jī)械設(shè)計(jì)了解到，軸承的公稱壽命L106轉(zhuǎn)為單位與軸承當(dāng)量動(dòng)載荷的關(guān)系為：L=(C/P)(6-1)C——向心軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷（N），推力軸承的軸向當(dāng)量動(dòng)載荷，N；P——向心軸承的徑向當(dāng)量動(dòng)載荷（N），推力軸承的軸向當(dāng)量動(dòng)載荷，N；ε——壽命指數(shù)，滾珠軸承ε=3，滾動(dòng)軸承ε=10/3。檢查軸承壽命首先要計(jì)算軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷軸承的當(dāng)量動(dòng)載荷與軸承上的徑向力和軸向力密切相關(guān)因此應(yīng)首先分析軸承上的受力。(1)軸承使用壽命的計(jì)算軸承的使用壽命按汽車從平均車速vam到大修的總里程S計(jì)算：(6-2)汽車平均速度vam=0.6vmax空載：1900kg滿載：4100kg車輪和輪胎型號(hào)選擇245/75R22.5車輪半徑r≈469.5mm；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速，nP=4200rpm；i0—最終傳動(dòng)比，=。估計(jì)汽車的平均速度：am=0.6ax=0.6×100=60(Km/h)汽車大修前的總里程為25萬公里，因此軸承的使用壽命為：(2)各檔位使用率統(tǒng)計(jì)顯示，輕卡四檔變速器各檔位的利用率為：Ⅰ2% Ⅱ12% Ⅲ16% Ⅳ70% 每個(gè)齒輪中兩軸軸承的實(shí)際循環(huán)時(shí)間和等效循環(huán)時(shí)間計(jì)算如下：LⅠ=0.7102LⅡ=3.5579LⅢ=10.9570LⅣ=52.4419L′Ⅰ=0.1912L′Ⅱ=1.3513L′Ⅲ=4.6951L′Ⅳ(3)各檔位軸承載荷的確定在變速器工作過程中，一、二軸的后軸承將承受軸向力和徑向力的作用。在水平面上，軸承上的徑向力是由齒輪的圓周力引起的；在垂直平面上，軸承上的徑向載荷是由齒輪的徑向力和軸向力引起的。因此，軸承上的徑向力是水平面上的徑向力和垂直面上的徑向力的結(jié)果。軸承除承受徑向力外，還承受一定的軸向力，該軸向力是斜齒輪工作產(chǎn)生的。根據(jù)受力分析，各檔位兩橋后軸承和中間橋前后軸承的計(jì)算載荷6-2-1見表：表6-2-1加載徑向力(N)軸向力(N)當(dāng)量動(dòng)載荷(N)Ⅰ兩軸后軸承23339.416351.524356.3中間軸前軸承5391.811710.512289.3中間軸后軸承24453.816617.024889.9二兩軸后軸承12005.58577.220039.3中間軸前軸承5952.19011.311144.2中間軸后軸承12153.09001.914222.1Ⅲ兩軸后軸承5411.34512.26032.0中間軸前軸承6239.04412.56353.0中間軸后軸承5113.14371.85818.2Ⅳ兩軸后軸承3355.74134.55060.0中間軸前軸承6186.93993.16191.2中間軸后軸承3231.94006.85101.2(4)軸承總當(dāng)量動(dòng)載荷d∑對(duì)于本設(shè)計(jì)中使用的角接觸球軸承ε=3經(jīng)計(jì)算，二軸后軸承的額定動(dòng)載荷為36.8KN，因此二軸后軸承的壽命是足夠的。計(jì)算得到的中間軸軸承總動(dòng)載荷為：4.2x103(N)C=d∑=4.2×476.41/3=32.(KN)(6-4)中間軸后軸承額定壽命為35.2KN，中間軸軸承壽命足夠。7 同步器設(shè)計(jì)7.1同步器結(jié)構(gòu)的選擇目前，變速器中使用的同步器多為滑塊式和鎖環(huán)式前者多用于小型客車但錐體直徑往往難以增大限制了其使用由于錐體直徑可以根據(jù)需要增加，同步扭矩大，在卡車得到這次設(shè)計(jì)的變速器用于輕型卡車。為了減少同步時(shí)間，鎖環(huán)同步器是合適的。7.2基本參數(shù)的確定 摩擦錐角a指摩擦面與同步器軸線的夾角a越好。在換擋力相同的情況下，a越小可以承受的同步扭矩越大。(7-1)在上面的公式中：Ms——同步轉(zhuǎn)矩，Nm；P——換檔力，N；N——錐面正壓力，N；a——摩擦錐角，°；Rcp——錐面的平均摩擦半徑，m；x-摩擦之間的摩擦系數(shù)。但錐角不能太小，即錐角的切線不能小于所選外錐材料的最大摩擦系數(shù)，否則會(huì)出現(xiàn)楔入現(xiàn)象，摩擦錐角應(yīng)滿足：α≥arctgx銅與硬化光滑鋼表面的摩擦系數(shù)可取為0.12則α≥arctg0.12，即α≥7°，取α=7°30′。其設(shè)計(jì)參數(shù)還有錐徑Ds：指摩擦錐大端的直徑按解雇安排第二軸上Φ136。錐螺紋槽：對(duì)變速器的性能和壽命也有很大的影響。8個(gè)機(jī)械手8.1運(yùn)行機(jī)構(gòu)的作用變速器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是保證各齒輪的齒輪、嚙合套或同步器移動(dòng)規(guī)定的距離以獲得所需的齒輪不內(nèi)容兩個(gè)齒輪嚙合的齒輪、嚙合套或同步器。同時(shí)訂婚傳動(dòng)的工作與運(yùn)行機(jī)構(gòu)有很大關(guān)系往往由于操作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不良換檔困難或不可能此外，換檔占用了駕駛員很大一部分的勞動(dòng)因此使操縱機(jī)構(gòu)更輕、更自動(dòng)化是一個(gè)非常重要的問題。8.2換檔位置設(shè)計(jì)操作機(jī)構(gòu)的第一步是確定換檔位置圖。換檔位置的確定主要是從換檔的方便性考慮。為此，應(yīng)注意以下三點(diǎn)：1按換檔次數(shù)進(jìn)行排序2將普通齒輪放在中間位置，其他齒輪放在兩側(cè)。3為避免換檔錯(cuò)誤倒檔往往放在最遠(yuǎn)的位置有時(shí)與I檔排成一列。但是，由于傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案的限制，無法獲得最方便的換檔程序。8.3鎖定裝置8.聯(lián)鎖裝置保證當(dāng)某一撥叉移動(dòng)其他撥叉相互鎖定聯(lián)鎖裝置的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：⑴聯(lián)鎖銷型(2)擺動(dòng)鎖塊式(3)旋轉(zhuǎn)鎖定型⑷三通鎖銷式在本設(shè)計(jì)中，選擇了第一個(gè)聯(lián)鎖裝置。8.自鎖裝置的作用是定位防止兩者因車輛振動(dòng)或較小的軸向力而脫檔保證嚙合齒輪全齒長(zhǎng)嚙合，使駕駛員感覺到換檔定位功能是通過自鎖裝置中的彈簧將鋼球（或鎖定銷在叉軸的凹窩中來實(shí)現(xiàn)的。撥叉軸凹窩之間的距離由齒輪移動(dòng)的距離決定。8.在汽車行駛過程中，為防止倒檔被誤掛，造成安全事故和傳動(dòng)系損壞，在操作機(jī)構(gòu)中設(shè)有倒檔鎖或倒檔安全裝置倒檔鎖可以讓駕駛員在倒檔時(shí)有清晰的感覺，起到提醒作用，防止駕駛員誤掛倒檔。綜上所述通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我不僅了解了ZG1040輕卡變速器設(shè)計(jì)的全過程，也讓我體會(huì)到了專注、專注、再專注的精神。我設(shè)計(jì)了ZG