畢業(yè)設(shè)計(jì)---手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中一個(gè)比較關(guān)鍵的部件，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響到汽車(chē)的實(shí)際使用性能。本文主要說(shuō)明了輕型客車(chē)變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，主要分為兩大部分——設(shè)計(jì)部分和工藝部分。</p><p>　　設(shè)計(jì)部分?jǐn)⑹隽溯p型汽車(chē)手動(dòng)機(jī)械變速器的功用，要求，比對(duì)了變速器各種結(jié)構(gòu)方案，說(shuō)明了變速器主要參數(shù)的確定方法，齒輪

2、的幾何計(jì)算和校核過(guò)程，軸的尺寸確定和校核過(guò)程，軸承等標(biāo)準(zhǔn)零件的選用方法和同步器的選用方法。同時(shí)分析設(shè)計(jì)了與之相適應(yīng)的操縱機(jī)構(gòu)，最后給變速器殼體的設(shè)計(jì)方案圖紙。計(jì)算主要包括齒輪強(qiáng)度校核程序，軸的強(qiáng)度校核程序和軸的剛度校核程序。</p><p>　　機(jī)械加工工藝是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)，組織生產(chǎn)，加工操作，保證產(chǎn)品質(zhì)量的重要依據(jù)技術(shù)保證。本文的工藝部分主要主要對(duì)典型零件的工藝過(guò)程進(jìn)行了分析，包括軸類零件，齒輪類零件，殼體類零件

3、，叉類零件及其他類零件，并選取有代表性的零件，確定了各類零件的材料，制定了工藝過(guò)程卡片。另外，對(duì)裝配過(guò)程也給出了詳細(xì)的說(shuō)明。</p><p>　　關(guān)鍵詞：手動(dòng)變速器 齒輪 軸 同步器 殼體 工藝。</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　AS a common type of commercial

4、car,the light-duty coach makes our living more convenient.The transmission is a key component in the driveline of an automotive vehicle.This paper,which mainly consists of two parts--the part design and the machining, in

5、troduces how the manual transmission for light-duty coach is designed and produced.</p><p>　　The first part introduces the function of the transmission and the demand.By comparing some kinds of alinements,th

6、e paper made an optimiZation.The paper also introduces how to choose the main parameters of transmission,the gears,the shafts,the synchronizers etc.The paper gives some MATLAB programs to check the gears and shafts in or

7、der to ensure that transmission is safe enough when it is working.The main program of the calculation and the result will be explained in details in another appendix.</p><p>　　The second part introduces the

8、processing of machining.Machining is an important guarantee and proof for for succeed of product design,manufacturing,processing operation and high quality.This part mainly analyzes the machining processing of typical co

9、mponents, such as shafts,gears, shells, picks and so on. It also takes some of the typical components and makes the flowchart for the processing.Finally,the assembly process will be explained in details.</p><p

10、>　　Keywords：Manual transmission Gear Shaft Synchronizer Housing Machining </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　ABSTRACTII</p

11、><p>　　第一章 概 述1</p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1</p><p>　　二、變速器的功用和設(shè)計(jì)要求1</p><p>　　三、變速器的分類2</p><p>　　第二章 變速器結(jié)構(gòu)方案的選擇4</p><p>　　一、兩軸式變速器和中間軸式變速器5<

12、;/p><p><b>　　二、齒輪的安排6</b></p><p>　　三、換擋結(jié)構(gòu)形式7</p><p>　　四、倒檔的結(jié)構(gòu)方案及倒檔的位置9</p><p>　　第三章 變速器主要參數(shù)的選擇11</p><p>　　一、變速器檔數(shù)及各擋傳動(dòng)比11</p><p&g

13、t;<b>　　二、中心距11</b></p><p><b>　　三、外形尺寸11</b></p><p>　　第四章 變速器齒輪參數(shù)的確定12</p><p>　　一、模數(shù)的選取12</p><p><b>　　二、壓力角12</b></p>&

14、lt;p><b>　　三、螺旋角13</b></p><p><b>　　四、齒寬13</b></p><p>　　五、各檔齒輪齒數(shù)的分配13</p><p>　　第五章 同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p><b>　　一、摩擦因數(shù)18</b></p

15、><p>　　二、同步環(huán)主要尺寸的確定18</p><p>　　三、鎖止角的確定19</p><p><b>　　四、裝配間隙20</b></p><p>　　第六章 變速器結(jié)構(gòu)元件21</p><p><b>　　一、齒輪21</b></p><

16、;p>　　二、 軸的相關(guān)零件21</p><p>　　三、變速器殼體23</p><p>　　第七章 零件的校核24</p><p>　　一、 齒輪的校核24</p><p>　?。ㄒ唬┹嘄X彎曲強(qiáng)度計(jì)算24</p><p>　　二、 軸的校核25</p><p>　　第八章

17、 變速器操縱機(jī)構(gòu)28</p><p>　　第九章 工藝分析29</p><p>　　一、殼體加工工藝29</p><p>　　二、撥叉加工工藝29</p><p>　　三、 齒輪加工工藝29</p><p><b>　　結(jié) 論31</b></p><p&g

18、t;<b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　第一章 概 述</b></p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求</p><p>　　題 目： 輕型汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)</p><

19、p>　　設(shè)計(jì)參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩： 94N·m/3000rpm ；</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率： 51KW/6000rpm ；</p><p>　　最高車(chē)速： 120km/h ；</p><p>　　主減速器速比: 5.125 ；</p><p>　　課題類容：完成變速器的選型，設(shè)計(jì)計(jì)算并繪制相關(guān)圖紙。<

20、/p><p>　　二、變速器的功用和設(shè)計(jì)要求</p><p>　　現(xiàn)代汽車(chē)廣泛采用往復(fù)活塞式類燃機(jī)作為動(dòng)力裝置，它具有體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但其性能與汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，轉(zhuǎn)速與汽車(chē)的牽引力，車(chē)速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車(chē)的內(nèi)燃機(jī)本身是無(wú)法解決的。為此，在汽車(chē)傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器和主減速器。既可以使驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的扭矩增大為發(fā)動(dòng)機(jī)的若干倍，同時(shí)又

21、可以使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的若干分之一。</p><p>　　此外，汽車(chē)的使用條件頗為復(fù)雜，如汽車(chē)的載貨量，道路坡度，路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車(chē)的牽引力和車(chē)速具有較大的變化范圍，以適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車(chē)在平坦的道路上，以高速行駛時(shí)，掛入變速器高檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時(shí)，則應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車(chē)的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車(chē)動(dòng)力性的要求，而且也是汽車(chē)燃油經(jīng)濟(jì)性的要求。&l

22、t;/p><p>　　汽車(chē)在某些情況下，需要倒向行駛。然而，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)不能倒轉(zhuǎn)工作，因此在變速器內(nèi)設(shè)有倒檔。此外，變速器還設(shè)有空擋，可中斷動(dòng)力傳遞，以滿足汽車(chē)暫時(shí)停駛和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檢查調(diào)整的需要。對(duì)變速器的要求，除一般便于制造，使用和維護(hù)以及質(zhì)量輕，尺寸緊湊外，主要還有一下幾點(diǎn):</p><p>　?。ㄒ唬?yīng)保證汽車(chē)具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)</p><p>　　在汽車(chē)整體

23、設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)汽車(chē)載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及汽車(chē)使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比，來(lái)滿足這一要求。</p><p>　　（二）工作可靠，操縱輕便</p><p>　　汽車(chē)在行駛過(guò)程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動(dòng)跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過(guò)采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換檔或自動(dòng)、半自動(dòng)換檔來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><

24、p>　?。ㄈ┲亓枯p、體積小影響</p><p>　　這一指標(biāo)的主要參數(shù)是變速器的中心距。選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。</p><p><b>　?。ㄋ模﹤鲃?dòng)效率高</b></p><p>　　為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔。提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑

25、油都可以提高傳動(dòng)效率。</p><p><b>　?。ㄎ澹┰肼曅?lt;/b></p><p>　　采用斜齒輪傳動(dòng)及選擇合理的變位系數(shù)，提高制造精度和安裝剛性可減小齒輪的噪聲。</p><p><b>　　三、變速器的分類</b></p><p>　　從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車(chē)型所配置的變速器來(lái)看，主要分為：手動(dòng)

26、變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）、手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）、無(wú)級(jí)變速器（CVT）。</p><p>　?。ㄒ唬┦謩?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

27、動(dòng)比，總共只有5個(gè)值(即有5級(jí))，所以說(shuō)它是有級(jí)變速器。</p><p>　　曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn)，阻礙了汽車(chē)高速發(fā)展的步伐，手動(dòng)變速器會(huì)在不久“下課”，從事物發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，這話確實(shí)有道理。但是從目前市場(chǎng)的需求和適用角度來(lái)看，筆者認(rèn)為手動(dòng)變速器不會(huì)過(guò)早的離開(kāi)。</p><p>　　首先，從商用車(chē)的特性上來(lái)說(shuō)，手動(dòng)變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車(chē)為例，卡車(chē)用來(lái)運(yùn)輸，

28、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(chē)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(jiǎn)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(lái)說(shuō)，他們的最愛(ài)還是手動(dòng)變速器。從我國(guó)的具體情況來(lái)看，手動(dòng)變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國(guó)的汽

29、車(chē)發(fā)展歷史，資歷郊深的司機(jī)都是“手動(dòng)”駕車(chē)的，他們對(duì)手動(dòng)變速器的認(rèn)識(shí)程度是非常深刻的，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(wú)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(chē)時(shí)手動(dòng)變速帶來(lái)的那種快感，所以一些中高檔的汽車(chē)（尤其是轎車(chē)）也不敢輕易放棄手動(dòng)變速器。另外，現(xiàn)在在我國(guó)的汽車(chē)駕駛學(xué)校中，教練車(chē)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?cǎi){駛協(xié)調(diào)性。</

30、p><p>　　第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對(duì)于普通工薪階級(jí)的老百姓來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)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(chē)廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車(chē)的銷(xiāo)量一直在車(chē)市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等國(guó)內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車(chē)都是手動(dòng)變速的車(chē)，它們的各款車(chē)型基本上都是5檔手動(dòng)變速。</p><p>　?。ǘ┳詣?dòng)變速器（AT）</p><p>

31、;　　自動(dòng)變速器（AutomaticTransmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門(mén)踏板程度和車(chē)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(chē)速即可。雖說(shuō)自動(dòng)變速汽車(chē)沒(méi)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(chē)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(chē)的市場(chǎng)上，自動(dòng)變速器有著一片自己的天空。使用此類車(chē)型的用戶希望在駕駛汽車(chē)的時(shí)候?yàn)榱撕?jiǎn)便操作

32、、降低駕駛疲勞，盡可能的享受高速駕駛時(shí)快樂(lè)的感覺(jué)。在高速公路上，這是個(gè)體現(xiàn)地非常完美。而且，以北京市來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的交通狀況不好，堵車(chē)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(lái)說(shuō)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(chǎng)上，此類汽車(chē)銷(xiāo)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(chē)時(shí)力求便捷。而我國(guó)要普及這種

33、車(chē)型，關(guān)鍵要解決的是路況問(wèn)題，現(xiàn)在的路況狀況不均勻，難以發(fā)揮自動(dòng)檔汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)。</p><p>　?。ㄈ┦謩?dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）</p><p>　　其實(shí)通過(guò)對(duì)一些車(chē)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(jué)。這樣手動(dòng)/自動(dòng)變速器便由此誕生。這種變速器在德國(guó)保時(shí)捷車(chē)廠911車(chē)型上首先推出，稱為T(mén)iptronic，它可使高性能跑車(chē)不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)檔束縛

34、，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換檔的樂(lè)趣。此型車(chē)在其檔位上設(shè)有“+”、“-”選擇檔位。在D檔時(shí)，可自由變換降檔(-)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(lè)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(guó)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(lái)的麻煩，這樣對(duì)于一些夫妻

35、雙方均會(huì)駕車(chē)的家庭來(lái)說(shuō)，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)含量，但這類的汽車(chē)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(chē)型價(jià)格均在10萬(wàn)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(chē)在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。而汽車(chē)廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機(jī)

36、，根據(jù)市場(chǎng)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(chǎng)的。</p><p><b>　?。ㄋ模o(wú)級(jí)變速器</b></p><p>　　當(dāng)今汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對(duì)于汽車(chē)性能的要求是越來(lái)越高的。汽車(chē)變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無(wú)級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。無(wú)級(jí)變速器最早由荷蘭人范·多尼斯（VanDoorne’s）發(fā)明。無(wú)級(jí)變速系

37、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(lái)變速，其傳動(dòng)比可以隨意變化，沒(méi)有換檔的突跳感覺(jué)。它能克服普通自動(dòng)變速器“突然換檔”、油門(mén)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(wú)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(shuō)的檔，一般自動(dòng)變速器有2～7個(gè)檔。而無(wú)級(jí)變速器能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化，并選定幾個(gè)常用的速比作為常用的“檔”。裝

38、配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。本次我設(shè)計(jì)的主要是五速手動(dòng)變速器。</p><p>　　第二章 變速器結(jié)構(gòu)方案的選擇</p><p>　　目前，汽車(chē)上采用的變速器結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，這是由于各國(guó)汽車(chē)的使用，創(chuàng)造，修理等條件不同，也是由于各種類型汽車(chē)的使用要求不同所決定的。盡管如此，一般變速器的結(jié)構(gòu)形式，仍具有很多共同點(diǎn)。</p><p>

39、　　各種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)隨主管和客觀條件的變化而變化。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們應(yīng)深入實(shí)際，收集資料，調(diào)查研究，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化，通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。</p><p>　　機(jī)械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳功效率高，制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在不同形式的汽車(chē)上得到廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)方案如圖2-1所示，下文將對(duì)其進(jìn)行具體說(shuō)明。</p&

40、gt;<p>　　圖2—1 變速器結(jié)構(gòu)方案圖</p><p>　　一、兩軸式變速器和中間軸式變速器</p><p>　　現(xiàn)代汽車(chē)大多數(shù)大多數(shù)都采用中間軸式變速器。兩軸式變速器只用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置，前輪驅(qū)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置，后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)上。除了汽車(chē)總體布置的要求外，主要思考以下幾個(gè)方面，本次輕型汽車(chē)變速器的設(shè)計(jì)中選擇三軸式變速器。</p><p>　　（一

41、） 變速器的徑向尺寸</p><p>　　兩軸式變速器的前進(jìn)擋均由一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，當(dāng)需要大的傳動(dòng)比時(shí)，需將主動(dòng)齒輪做的小些，而將從動(dòng)輪做的很大，因此兩軸的中心距和變速器間的相關(guān)尺寸也必然增大。受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一檔傳動(dòng)比不可能設(shè)計(jì)的很大。而三軸式變速器，由兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力。在同樣傳動(dòng)比的情況下，可將大齒輪的徑向尺寸做的小些，因此中心距及變速器殼的相關(guān)尺寸均可減小。在中心距不大的條件下，一檔仍然有較大的傳

42、動(dòng)比。</p><p>　?。ǘ?變速器的功率</p><p>　　兩軸式變速器，雖然可以有等于1的傳動(dòng)比，但仍要經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，因此有功率損失。而三軸式變速器，第二軸的前端經(jīng)軸承在第一軸孔內(nèi)，且保持兩軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接擋，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(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)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)到90﹪以上

43、，噪聲低，齒輪的磨損減少。然而，在除直接擋以外的其他擋工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。</p><p><b>　?。ㄈ┳兯倨鞯膲勖?lt;/b></p><p>　　兩軸式變速器的低檔齒輪副，大小相差懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒輪要高得多。因此小齒輪的壽命，比大齒輪的壽命短。三軸式變速器各前進(jìn)擋（除直接擋），均為常嚙合齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺

44、寸相差較小，工作循環(huán)次數(shù)和齒輪壽命也比較接近。用直接擋工作時(shí)，因第一軸與第二軸直接連在一起，齒輪只是空轉(zhuǎn)，并不傳通動(dòng)力，故不影響齒輪壽命。應(yīng)為直接擋的利用率要高于其他擋位，因而提高了變速器的使用壽命。</p><p><b>　　二、齒輪的安排</b></p><p>　　各齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。各擋位置的安排，考慮到以下四個(gè)方面

45、的要求：</p><p><b>　?。ㄒ唬┱?chē)總體布置</b></p><p>　　根據(jù)整車(chē)的總體布置，對(duì)變速器輸入軸與輸出軸的相對(duì)位置和變速器的輪廓形狀以及換擋機(jī)構(gòu)提出要求。</p><p>　　（二）駕駛員的使用習(xí)慣</p><p>　　有人認(rèn)為人們習(xí)慣于按檔位的高低順序，由左到右或由右到左排列來(lái)?yè)Q擋，但是也有人認(rèn)

46、為應(yīng)該將常用檔放在中間位置而將不常用的低檔放在兩邊。值得注意的是倒檔，雖然它是平常換擋序列之外的一個(gè)特殊檔位，但它卻是決定序列組合方案的重要環(huán)節(jié)。按習(xí)慣，倒檔最好不與序列結(jié)合。否則，從安全考慮，按倒擋與一檔放在一起較好。在五檔變速器中，倒檔與序列結(jié)合與不結(jié)合兩者比較，前者在結(jié)構(gòu)上可以省去一個(gè)撥叉和一根變速滑桿；后者如布置適當(dāng)，則可使變速器的軸向長(zhǎng)度縮短。本設(shè)計(jì)中采用如圖2-1所示的方案：倒檔與序列結(jié)合，并與一檔放一起。</p>

47、;<p>　　（三）提高平均傳動(dòng)效率</p><p>　　為提高平均傳動(dòng)效率，采用具有直接擋的傳動(dòng)方案，并盡可能地將使用時(shí)間最多的檔位設(shè)計(jì)成直接擋。</p><p>　　（四）改善齒輪受載狀況</p><p>　　各檔位齒輪在變速器中的位置安排，考慮到齒輪的受載狀況。承受載荷大的低檔齒輪，安置在離軸承較近的地方，以減少軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降

48、過(guò)多。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過(guò)高而造成表面點(diǎn)蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)叫較小，故齒輪的偏載也小。因?yàn)樽兯倨髟谝粰n和倒檔工作時(shí)有較大的力。所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒檔，都應(yīng)當(dāng)布置在我靠近軸的支承處。以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多;然后按照從低檔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。本設(shè)計(jì)中采用了中間支承這種結(jié)構(gòu)形式，將五檔

49、和倒檔分別布置在中間支撐板兩側(cè)。這種方案不僅可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲，而且可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)擋的變速器。</p><p><b>　　三、換擋結(jié)構(gòu)形式</b></p><p>　　目前汽車(chē)上的機(jī)械式變速器采用的換擋結(jié)構(gòu)形式有三種：</p><p><b>　?。ㄒ唬┗瑒?dòng)齒輪換擋&

50、lt;/b></p><p>　　通常是采用滑動(dòng)直齒輪進(jìn)行換擋，但也有采用滑動(dòng)斜齒輪換擋的。滑動(dòng)直齒輪換擋的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，容易制造。缺點(diǎn)是換擋時(shí)齒端面承受很大的沖擊，會(huì)導(dǎo)致齒輪過(guò)早損壞，并且直齒輪工作噪聲大。所以這種換擋方式，一般僅用在一檔和倒檔上。采用滑動(dòng)斜齒輪換擋，雖有工作平穩(wěn)，承載能力大，噪聲小的優(yōu)點(diǎn)，但它的換擋仍然避免不了齒端面承受沖擊，所以現(xiàn)代汽車(chē)的變速器中，前進(jìn)擋采用滑動(dòng)齒輪換擋的已甚為

51、少見(jiàn)。</p><p><b>　?。ǘ﹪Ш咸讚Q擋</b></p><p>　　用嚙合套換擋，可將構(gòu)成某傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來(lái)與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，沖擊力集中在1~2個(gè)輪齒上的缺陷。因?yàn)樵趽Q擋時(shí)，由嚙合套以及相嚙合的接合齒上所有的輪齒共同承擔(dān)所受到的沖擊，所

52、以嚙合套和接合齒的輪齒所受的沖擊損傷和磨損較小。它的缺點(diǎn)是增大了變速器的軸向尺寸，未能徹底消除齒輪端面所受到的沖擊。</p><p><b>　?。ㄈ┩狡鲹Q擋</b></p><p>　　現(xiàn)在大多數(shù)汽車(chē)的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒在換擋時(shí)引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換擋時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，從而改善了汽車(chē)的加速性，經(jīng)濟(jì)性和山區(qū)行駛的

53、安全性。其缺點(diǎn)是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。但是近年來(lái)，由于同步器廣泛使用，壽命問(wèn)題已解決。比如在其工作表面上鍍一層金屬，不僅提高了耐磨性，而且提高了工作表面的磨镲系數(shù)。本設(shè)計(jì)中前進(jìn)擋采用鎖環(huán)式同步器換擋方式，其結(jié)構(gòu)如下圖（鎖環(huán)式同步器）所示。</p><p>　　1—第一軸 2、13—滾動(dòng)軸承 3—四擋結(jié)合齒圈 4、9—鎖環(huán) 5—滑塊 6—定位銷(xiāo)7—結(jié)合套 8—

54、三擋結(jié)合齒圈 10—第二軸三擋齒輪 12、18、19—卡環(huán) 14—第二軸 15—花鍵 16—彈簧 17—中間軸三擋齒輪 20—擋圈</p><p>　　此外，自動(dòng)脫檔是變速器的主要故障之一。由于接合齒磨損，變速器軸剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫檔。為解決這個(gè)問(wèn)題，除工藝上采取措施以外，在結(jié)構(gòu)上也采用相應(yīng)的措施。本設(shè)計(jì)中將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（傾斜2°），使接

55、合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力，如圖2-2所示。</p><p>　　圖2—2 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施</p><p>　　四、倒檔的結(jié)構(gòu)方案及倒檔的位置</p><p>　　倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及倒檔軸位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時(shí)考慮。有些方案利用在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(jiǎn)單，但是

56、中間傳動(dòng)齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對(duì)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，并使倒檔傳動(dòng)比略有增加。在輕型汽車(chē)中，通常只采用一個(gè)倒檔齒輪，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。為了使結(jié)構(gòu)更加緊湊，本設(shè)計(jì)中采用前一種結(jié)構(gòu)方案，如圖2-3所示。</p><p>　　圖2—3 倒擋布置方案</p><p>　　因倒檔傳動(dòng)比較大，工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸

57、產(chǎn)生較大的繞度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作。噪聲增加。為此，把倒檔布置在靠近軸的中間支承位置，便于改善上述不良狀況。此外，結(jié)構(gòu)布置上，倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時(shí)能順利換入倒檔，而不和其他齒輪發(fā)生干涉。倒檔齒輪安排在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上均能表現(xiàn)，但關(guān)系到操縱桿撥動(dòng)的方向和倒檔軸的受力狀況。掛倒檔時(shí)，操縱桿向左側(cè)（由變速器后部向前看）撥動(dòng)，比較符合習(xí)慣要求。但此時(shí)倒檔齒輪需安置右側(cè)

58、，這使倒檔軸的軸承受較大的作用力。反之，操縱桿向右側(cè)撥動(dòng)，雖不符合使用習(xí)慣，但可以減輕倒檔軸的負(fù)荷。</p><p>　　圖2—4 倒擋軸位置與受力分析</p><p>　　為防止以外掛入倒檔，設(shè)置倒檔鎖，在掛倒檔時(shí)需克服倒檔鎖彈簧所產(chǎn)生的力，用來(lái)提醒駕駛員注意。</p><p>　　第三章 變速器主要參數(shù)的選擇</p><p>　　一

59、、變速器檔數(shù)及各擋傳動(dòng)比</p><p>　　汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)與變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比密切相關(guān)。擋數(shù)多，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在最大功率附近的轉(zhuǎn)速工作，而且使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍小，發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率高，故可提高汽車(chē)的動(dòng)力性，即提高汽車(chē)的加速能力和爬坡能力。檔數(shù)多，也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可靠性，因而提高了汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性。檔數(shù)多少還影響相鄰的低檔與高檔間傳動(dòng)比的比值。檔數(shù)多，則此比值小，換擋容易

60、。檔數(shù)多的缺點(diǎn)是使變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量增大，操縱不輕便等。不同類型汽車(chē)的變速器檔數(shù)也不相同。目前一般用4～5個(gè)檔位的變速器，級(jí)別高的轎車(chē)變速器多用5個(gè)擋，貨車(chē)變速器采用4～5個(gè)擋或多擋。裝載質(zhì)量在2～3.5t的貨車(chē)采用5擋變速器，裝載質(zhì)量在4～8t的貨車(chē)采用6擋變速器。多擋變速器多用于重型貨車(chē)和越野車(chē)。根據(jù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，采用五檔變速方案。各擋傳動(dòng)比如下； </p><p><b>　　二、中

61、心距</b></p><p>　　對(duì)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A。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)輪齒的接觸強(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(lái)確定。變速器的軸經(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的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。此外，受一檔小

62、齒輪齒數(shù)不能過(guò)少的限制，要求中心距也要取大些。此外，受一檔小齒輪齒數(shù)不能過(guò)少的限制，要求中心距也要取大些。乘用車(chē)變速器的中心距在65～80mm范圍內(nèi)變化，原則上總質(zhì)量小的汽車(chē)，變速器中心距也小些.根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： A= ，式中，A為變速器中心距（mm）； 為中心距系數(shù)，乘用車(chē)：=8.9～9.6； 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(N·m); 為變速器一擋傳動(dòng)比；為變速器傳動(dòng)效率，取96% 可確定中心距： A=（8.9～9.6）× m

63、m為檢測(cè)方便，圓整中心距取A=65㎜.</p><p><b>　　三、外形尺寸</b></p><p>　　變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置初步確定。乘用車(chē)五擋變速器殼體的軸向尺寸為（3.4～3.7）A ,即220～240㎜。第四章 變速器齒輪參數(shù)的確定</p><p><b>　　一、模數(shù)的

64、選取</b></p><p>　　齒輪模數(shù)是一個(gè)重要的參數(shù)，并且影響它的選取因素有很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪音、工藝要求、載荷等。決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最重要的是載荷的大小。由于高檔齒輪盒低檔齒輪載荷不同，故高檔和低檔齒輪的模數(shù)不宜相同。從加工工藝及維修觀點(diǎn)考慮，同一變速器中齒輪模數(shù)種類不應(yīng)過(guò)多?，F(xiàn)代汽車(chē)變速器通常是高檔齒輪用一種模數(shù)，一檔及倒檔齒輪用另一種模數(shù)，其他各檔齒輪模數(shù)在二者之間。根

65、據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB1357—78的規(guī)定，選取各齒輪副模數(shù)如下:</p><p><b>　　常嚙合齒輪： </b></p><p><b>　　一擋： </b></p><p><b>　　二擋： </b></p><p><b>　　三擋：

66、 </b></p><p><b>　　五擋： </b></p><p>　　倒擋： </p><p>　　同步器采用漸開(kāi)線齒形，同一變速器中的接合齒數(shù)相同，取m=1mm.</p><p><b>　　二、壓力角</b></p><p>　

67、　壓力角較小時(shí)，重合度度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于轎車(chē)，為加大重合度以降低噪聲，應(yīng)取用小些的壓力角；對(duì)于 貨車(chē)，為提高齒輪承載能力，應(yīng)選用大些的壓力角。實(shí)際上,因國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 ，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為 。嚙合套或同步器的接合齒壓力角有 等，但普通采用壓力角 。</p><p><b>　　三、螺旋角 </b><

68、/p><p>　　關(guān)于螺旋角的方向，第一軸齒輪采用左旋，這樣可使第一軸所受的軸向力直接經(jīng)過(guò)軸承蓋作用在變速器殼體上，而不必經(jīng)過(guò)軸承的彈性擋圈傳遞。中間軸齒輪全部采用友旋，因此同時(shí)嚙合的兩對(duì)齒輪軸向力方向相反，軸向力了互相抵消一部分。</p><p><b>　　四、齒寬</b></p><p>　　齒輪寬度大，承載能力高。但齒輪受載后，由于齒向誤差

69、及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。</p><p>　　齒寬根據(jù)下列公式初選：直齒輪b=(4.5～7.5)m，</p><p>　　斜齒輪為b=(6.0～8.5) 。</p><p>　　綜合各個(gè)齒輪的情況，倒檔齒輪為直齒輪，齒寬為18mm；前進(jìn)擋均為斜齒輪，齒寬選為20mm。五、各檔齒輪齒數(shù)的分配</p><p>

70、;　?。ㄒ唬?確定常嚙合齒輪副齒數(shù)和一擋齒輪齒數(shù)</p><p>　　在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。</p><p><b>　　先求齒數(shù)和：</b></p><p><b>　　取整得 </b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)

71、數(shù)值，第一軸一擋齒輪齒數(shù)在 間選取。不妨通過(guò)下列關(guān)系對(duì)由這三個(gè)數(shù)值得出的參數(shù)經(jīng)行比較。</p><p>　　通過(guò)比較可以得出當(dāng) 時(shí)， ，與設(shè)計(jì)要求 ，最接近。下面以 為例對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明： </p><p>　　對(duì)中心距A進(jìn)行修正，取A=65mm</p><p>　　重新確定螺旋角 ，其精確值應(yīng)為</p><p><b>

72、　　下面根據(jù)方程組：</b></p><p>　　確定常嚙合點(diǎn)齒輪副齒數(shù)分別為 </p><p>　　重新確定螺旋角 ，其精確值應(yīng)為： </p><p>　?。ǘ┐_定其他各擋的齒數(shù)</p><p><b>　　1、 二擋齒輪</b></p><p>　　根據(jù)，

73、 </p><p><b>　　可以得出 </b></p><p>　　于是可以解出 </p><p>　　重新確定螺旋角 ，其精確值應(yīng)為</p><p><b>　　2.三擋齒輪</b></p><p><b>　　根據(jù)

74、 </b></p><p><b>　　可以得出 </b></p><p>　　于是可以解出. </p><p>　　重新確定螺旋角 ，其精確值應(yīng)為</p><p><b>　　3、五擋齒輪</b></p><p><b>　

75、　根據(jù)， </b></p><p><b>　　可以得出 </b></p><p>　　于是可以解出 </p><p>　　重新確定螺旋角 ，其精確值應(yīng)為：</p><p>　　齒輪的其他重要參數(shù)見(jiàn)表4—1.</p><p><b>　

76、　表4-1</b></p><p>　?。ㄈ┐_定倒擋齒輪的齒數(shù)</p><p>　　倒擋齒輪選用短齒制直齒圓柱齒輪。中間軸倒擋齒輪11和第二軸倒擋齒輪131齒頂圓之間留有一定距離，所以 ，參照一擋齒輪的齒數(shù)，選取中間軸倒擋齒輪109齒數(shù) 。</p><p>　　根據(jù)給定傳動(dòng)比 ， 可以求得 。下面來(lái)確定倒擋中間齒輪的齒數(shù)。為了結(jié)構(gòu)更加緊湊，箱體外形更為

77、規(guī)則，將其齒數(shù)選為19.</p><p>　　前進(jìn)擋個(gè)擋位齒輪基本參數(shù) </p><p>　　第五章 同步器的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　一、摩擦因數(shù)</b></p><p>　　摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)外，還與工作面得表面粗糙、潤(rùn)滑油種類和溫度等因素有關(guān)。作為與同步環(huán)錐面接觸的齒輪上

78、的錐面部分與齒輪做成一體，用低碳合金鋼制成。同步環(huán)選用能保證具有足夠高的強(qiáng)度和硬度、耐磨性能良好的黃銅合金制成。由黃銅合金與鋼材構(gòu)成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù)取為0.1。摩擦因數(shù)f對(duì)換擋齒輪盒和軸的角速度能迅速達(dá)到相同重要作用。摩擦因數(shù)大，換擋省力或縮短同步時(shí)間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán) 錐面處制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽垂直的泄油槽，用來(lái)保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數(shù)。</p><p>

79、;　　二、同步環(huán)主要尺寸的確定</p><p>　　下面對(duì)以三、四擋同步器的尺寸確定過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明：</p><p>　?。ㄒ唬?錐面半錐角 </p><p>　　摩擦錐面半錐角 越小，摩擦力矩越大。但 過(guò)小則每次錐面將產(chǎn)自鎖現(xiàn)象，避免自鎖現(xiàn)象的條件是 , 于是可知 。一般取 ，本設(shè)計(jì)中取 ，這樣每次力矩較大，也很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。</p><p&

80、gt;　?。ǘ┠Σ铃F面平均半徑R</p><p>　　R設(shè)計(jì)得越大，則每次力矩越大。使R受結(jié)構(gòu)限制，包括變速器中心距及相關(guān)零件的尺寸和限制，以及R取大以后還會(huì)影響同步環(huán)徑向厚度尺寸要取小的約束，故不能取大。原則上是在可能的條件下，盡可能將R取大些。根據(jù)機(jī)構(gòu)和布置要求取平均半徑R=25mm。</p><p>　?。ㄈ╁F面工作長(zhǎng)度b</p><p>　　縮短錐面工作

81、長(zhǎng)度，可使變速器的軸向長(zhǎng)度縮短，但同時(shí)也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。根據(jù)公式確定工作長(zhǎng)度為7～8mm.</p><p>　　(四) 同步環(huán)錐面上的螺旋槽</p><p>　　如果螺旋槽螺線的頂部設(shè)計(jì)得窄些，則刮去存在于每次錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過(guò)窄會(huì)影響接觸面壓強(qiáng).使每次加快。實(shí)驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對(duì)f的影響很大，f隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不

82、易過(guò)大。輕型汽車(chē)同步環(huán)尺寸宜選用。</p><p>　　圖5—1所示的方案。</p><p>　　圖5—1 螺紋槽形式</p><p>　　螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來(lái)的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會(huì)是、使接觸面減少，增加摩擦速度。根據(jù)上述原則，設(shè)定軸向泄油槽位12個(gè)，槽寬3～4mm。</p><p>　?。ㄎ澹┩江h(huán)徑向厚度&

83、lt;/p><p>　　與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度受結(jié)構(gòu)布置上的限制，不易取很厚，但是同步環(huán)的徑向厚度必須保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。乘用車(chē)同步環(huán)選用錳黃銅等材料通過(guò)精密鍛造工藝加工制成，這能提高材料的屈服強(qiáng)度和疲勞壽命。同步環(huán)基體的錐孔表面噴上厚0.07～0.12mm的鉬制成。</p><p><b>　　三、鎖止角的確定</b></p><

84、;p>　　鎖止角 選取得正確，可保證只有省在換擋的兩個(gè)部分之間角速度差達(dá)到零值才能經(jīng)行換擋。影響鎖止角 選用的因素主要有摩擦因數(shù)f、摩擦錐面平均半徑R,鎖止面平均r徑和錐面半錐角 ，它們的關(guān)系如下： 選取 經(jīng)驗(yàn)算滿足鎖止條件。</p><p><b>　　四、裝配間隙</b></p><p>　　同步器的各個(gè)零件裝配成套后，零件彼此之間的裝配間隙正確與否，對(duì)同步

85、器能否正常工作十分有關(guān)。嚙合套端面間隙應(yīng)大于滑塊斷面間隙，即 （參看圖5—1）。否則換擋時(shí)在尚未同步的時(shí)刻，會(huì)出現(xiàn)摩擦錐面尚未接觸，還沒(méi)有產(chǎn)生使同步環(huán)端面和嚙合套端面錯(cuò)開(kāi)成鎖止位置的摩擦力矩，嚙合套就可能通過(guò)同步環(huán)齒，導(dǎo)致不同步嚙合和換檔沖擊的情況。取 ， 這樣在滑塊緊貼同步環(huán)缺口的端面時(shí)，還可以保證嚙合套語(yǔ)同步環(huán)之間有一定的工作間隙，這是在兩錐面同步過(guò)程中所必須的?？紤]到同步環(huán)錐面的摩擦，同步環(huán)齒的端面和結(jié)合齒圈之間應(yīng)保持一定的間隙

86、，使同步環(huán)錐面的摩擦在一定程度內(nèi)不影響正常的同步作用和拔正效果。取 </p><p>　　圖5—2 裝配間隙</p><p>　　第六章 變速器結(jié)構(gòu)元件</p><p><b>　　一、齒輪</b></p><p>　　變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或者與軸分開(kāi)，然后

87、用花鍵、過(guò)盈配合或者滑動(dòng)支撐等方式之一與軸連接。第一軸上的齒輪與軸制成一體制成齒輪軸；中間軸上除一擋齒輪外，均設(shè)計(jì)成與軸分開(kāi)的形式，并以花鍵連接；第二軸上的全部齒輪均設(shè)計(jì)成與其分開(kāi)的形式，通過(guò)滾針軸承連接。變速器的軸選用與齒輪相同的材料制造。</p><p><b>　　二、 軸的相關(guān)零件</b></p><p>　　設(shè)計(jì)軸時(shí)主要考慮到以下幾個(gè)問(wèn)題：軸的直徑和長(zhǎng)度，軸

88、的結(jié)構(gòu)形狀，軸的強(qiáng)度和剛度，軸上花鍵的形狀和尺寸等。</p><p>　?。ㄒ唬?軸的尺寸初選</p><p><b>　　1、軸的直徑</b></p><p>　　在已經(jīng)確定了的中間軸式變速器中心距A后，第二軸和中間軸中部直徑可以初步確定，。在草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，將最大直徑初步確定為如下數(shù)值：第二軸：d=36mm，中間軸：d=30mm。</

89、p><p><b>　　2、軸的長(zhǎng)度</b></p><p>　　軸的長(zhǎng)度對(duì)軸的強(qiáng)度影響很大，在草圖設(shè)計(jì)得過(guò)程中，軸的長(zhǎng)度可以初步確定下來(lái)。為了滿足剛度要求，軸的長(zhǎng)度必須和直徑保證一定的協(xié)調(diào)關(guān)系。第一軸的長(zhǎng)度根據(jù)離合器總成軸向尺寸確定。第二軸和中間軸直徑和支撐跨度之間關(guān)系可按以下方法計(jì)算。</p><p>　　第二軸L=d/(0.18～0.21)=

90、(172～200)mm</p><p>　　中間軸:L=d/(0.16～0.18)=(143～188)mm</p><p><b>　?。ǘ┹S的結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　軸的結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)保證齒輪、同步器部件及軸承等安裝、固定，并與工藝要求有密切關(guān)系。本設(shè)計(jì)的中間軸式變速器中，第一軸和齒輪做成一體，前端支撐在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪內(nèi)腔的軸承上。其軸

91、徑根據(jù)前軸承內(nèi)徑確定，公差選。第一軸軸承外徑比第一軸上常嚙合齒圈外徑大，便于裝拆。第二軸前軸勁通過(guò)軸承安裝在第一軸常嚙合齒圈的內(nèi)腔里，前軸勁上安裝滾針軸承。第二軸安裝同步器花鍵轂的花鍵采用漸開(kāi)線花鍵。第二軸各檔齒輪與軸之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，無(wú)論裝滾針軸承、襯套（滑動(dòng)軸承）還是鋼件對(duì)鋼件直接接觸，軸的表面粗糙度均要求很高，不低于0.8，表面硬度不低于HRC58—63。第二軸制成階梯式，便于齒輪安裝，從受力和合理使用材料看，這也是需要的。各截

92、面尺寸避免相差懸殊，軸上供磨削用的砂輪越程槽產(chǎn)生應(yīng)力集中，易造成軸拆斷。輕型汽車(chē)變速器各檔齒輪常用彈性擋圈軸向定位，彈性擋圈定位簡(jiǎn)單，但拆裝不方便，并且與旋轉(zhuǎn)件表面有相對(duì)摩擦，同時(shí)彈性擋圈亦不能傳遞很大的軸向力，這是很不利的。因此只在輕型變速器中采用。第二軸尾端螺紋不應(yīng)淬硬。中間軸有旋轉(zhuǎn)式和固定式兩種，本設(shè)計(jì)中采用旋轉(zhuǎn)式中間軸。旋轉(zhuǎn)式中間軸支撐在前后兩個(gè)滾動(dòng)軸承上，一般軸向力常由后軸承承受。由</p><p>　

93、?。ㄈ┗ㄦI的形式和尺寸</p><p>　　第一軸花鍵部分直徑可按下式初選 ，式中K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0～4.6; 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。其他花鍵的形式和尺寸根據(jù)周的結(jié)構(gòu)和尺寸確定，公差等級(jí)為IT12。具體參數(shù)見(jiàn)表5—1，</p><p><b>　?。ㄋ模┹S承的選用</b></p><p>　　變速器的軸經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)，常采用圓

94、柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滾動(dòng)襯套等。軸承的選用受到結(jié)構(gòu)的限制，并隨所承受載荷的特點(diǎn)不同而不同，在本設(shè)計(jì)中選用深溝球軸承將軸裝與殼體上，軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于6mm。在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方采用滾針軸承。</p><p><b>　　三、變速器殼體</b></p><p>　　殼

95、體采用左右對(duì)分式，為鋁合金壓鑄件，要求較高的加工精度。殼體壁厚度取4mm；殼體側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪齒頂之間留有5～8mm的間隙；齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g留有不小于15mm的間隙。在殼體上設(shè)有一方面避免了在變速器殼壁上出現(xiàn)不利于吸收齒輪的震動(dòng)和噪聲的大平面，另一方面增強(qiáng)了殼體的剛度。為了注油和放油，在變速器殼體上設(shè)計(jì)有注油和放油孔。注油孔位置設(shè)立在潤(rùn)滑油所在平面處，放油螺塞采用永久磁性螺塞，可以吸住存留于潤(rùn)滑油內(nèi)的金屬顆粒。為了保持變速器

96、內(nèi)部的大氣壓力，在變速器頂部裝有通氣塞。</p><p><b>　　零件的校核</b></p><p><b>　　一、轉(zhuǎn)矩的計(jì)算</b></p><p>　　校核過(guò)程中，不考慮功率損失，取最大轉(zhuǎn)矩 ，進(jìn)行計(jì)算。</p><p><b>　　第一軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></

97、p><p><b>　　中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩 </b></p><p><b>　　第二軸傳遞的轉(zhuǎn)矩</b></p><p><b>　　當(dāng)掛入一擋時(shí) </b></p><p><b>　　當(dāng)掛入二擋時(shí) </b></p><p><b

98、>　　當(dāng)掛入三擋時(shí) </b></p><p><b>　　當(dāng)掛入四擋時(shí) </b></p><p><b>　　當(dāng)掛入五擋時(shí) </b></p><p><b>　　當(dāng)掛入倒擋時(shí) </b></p><p><b>　　二、 齒輪的校核</b>

99、</p><p>　　與其它行業(yè)比較，不論用途汽車(chē)的變速器齒輪使用條件仍是相似的。用比計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些計(jì)算公式來(lái)計(jì)算汽車(chē)齒輪，同樣可以獲得較為準(zhǔn)確的效果。</p><p>　　（一）輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　直齒輪彎曲應(yīng)力 </p><p>　　為彎曲應(yīng)力(MPa)； 為計(jì)算載荷(N mm)；為應(yīng)

100、力集中系數(shù)，可近似取 ； 為摩擦力影響系數(shù)，主、從動(dòng)齒輪在嚙合點(diǎn)上的摩擦力方向不同，對(duì)彎曲應(yīng)力的影響也不同；主動(dòng)齒輪 ，從動(dòng)齒輪 ；b為齒寬(mm)；m為模數(shù)；z為齒數(shù)；y為齒形系數(shù)。在本設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中，只有倒擋采用漸開(kāi)線圓柱直齒輪。計(jì)算載荷 取作用到第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩 。中間軸倒擋齒輪為主動(dòng)齒輪，彎曲應(yīng)力為：</p><p><b>　　惰輪彎曲應(yīng)力為：</b></p>

101、;<p><b>　　= </b></p><p>　　第二軸倒擋齒輪彎曲應(yīng)力為：</p><p>　　此時(shí)，倒擋直齒輪許用應(yīng)力在400～800Mpa,故強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　二、 軸的校核</b></p><p>　　計(jì)算軸的強(qiáng)度、剛度及選擇軸承要首先分析軸的受力和

102、支承反力，這些取決于齒輪輪齒殺上的作用力。不同擋位時(shí)，軸所受的力及支承反力是不同的，須分別計(jì)算。齒輪上的作用力認(rèn)為作用在效齒面寬中點(diǎn)。軸承上支承反力作用電對(duì)于心軸承取寬度方向。求支承反力，先從第二軸開(kāi)始，然后依次計(jì)算中間軸、第一軸。軸力分析圖如下：</p><p><b>　　支承反力計(jì)算</b></p><p>　　下面以掛入三擋的情況為例對(duì)計(jì)算過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明：&

103、lt;/p><p><b>　　（一）第二軸的校核</b></p><p><b>　　圓周力： </b></p><p><b>　　徑向力 ： </b></p><p><b>　　軸向力 ： </b></p><p

104、><b>　　1.軸的剛度驗(yàn)算</b></p><p><b>　　= </b></p><p>　　軸在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為, [ ]=0.10～0.15。齒輪在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)超過(guò)，故強(qiáng)度足夠。</p><p><b>　　2.軸的強(qiáng)度驗(yàn)算</b></p><p&

105、gt;　　作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。</p><p>　　,經(jīng)計(jì)算可得出軸的強(qiáng)度足夠。</p><p>　　第八章 變速器操縱機(jī)構(gòu)</p><p>　　根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換檔或退到空擋，變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換檔時(shí)只能掛入一個(gè)擋位，換檔后應(yīng)使齒

106、輪在全齒長(zhǎng)上嚙合，防止自動(dòng)脫檔或掛檔，防止誤掛倒擋，換檔輕便。為實(shí)現(xiàn)上述要求，砸死變速器操縱機(jī)構(gòu)中分別設(shè)置了互鎖裝置，自鎖裝置和倒擋鎖。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的輕型客車(chē)選用直接操作手動(dòng)換檔變速器。變速器布置在駕駛員座椅附近，將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過(guò)變速桿直接完成換檔功能。換檔位置的安排只要考慮到了一下三點(diǎn)：（1）按換檔次序來(lái)排列；（2）將常用擋放在中間位置，其他擋放任兩邊；（3）

107、為了避免誤掛倒擋，將倒擋安放在最靠邊的位置。換檔位置如圖所示：</p><p>　　圖8-1 檔位分布圖</p><p>　　第九章 工藝分析</p><p><b>　　一、殼體加工工藝</b></p><p>　　殼體零件在整個(gè)變速器總成中的作用，是保證其他零件戰(zhàn)局合理的位位置，使之有一個(gè)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)構(gòu)件。其質(zhì)量

108、的優(yōu)越直接影響到軸和齒輪等零件互相位置的準(zhǔn)確性及變速器使用總成的靈活性和壽命。</p><p>　　殼體使用鋁合金材料通過(guò)壓鑄工藝制成，主要的加工表面為平面和軸承孔。</p><p>　　殼體機(jī)械加工過(guò)程按照先面后孔的原則，最后加工螺紋孔。這樣安排，可以首先把鑄件毛怌的氣孔、砂眼、裂紋等缺陷在加工平面時(shí)暴露出來(lái)，以減少不必要的工時(shí)消耗。此外，以平面為定位基準(zhǔn)加工內(nèi)孔可以保證孔與平面、孔與孔

109、之間的相對(duì)位置精度。螺紋預(yù)孔攻絲安排在后段工序加工。殼體的機(jī)械加工工藝過(guò)程基本上分散三個(gè)階段，即粗加工、半精加工和精加工階段。</p><p><b>　　二、撥叉加工工藝</b></p><p>　　拔叉是典型的叉標(biāo)桿類零件。在工作過(guò)程中，叉爪部位產(chǎn)生摩擦，叉桿同時(shí)受到彎曲應(yīng)力的作用。因此，拔叉結(jié)構(gòu)形式、材料選擇、熱處理方式及硬度指標(biāo)等，均以增強(qiáng)耐磨性和強(qiáng)度為基點(diǎn)，

110、以適應(yīng)撥叉的工作條件。撥叉的毛抷材料是45鋼。采用模鍛方法制造，其拔莫斜度為，模鍛成型后切邊，并進(jìn)行調(diào)質(zhì)，調(diào)質(zhì)硬度為220~260HV。撥叉的主要加工表面有：叉軸孔，撥叉軸兩端面、叉爪對(duì)口面及定位銷(xiāo)孔。 械加工工藝過(guò)程：平面 叉軸孔叉爪銷(xiāo)孔叉爪部高頻淬火。由于撥叉剛度差，易產(chǎn)生彎曲變形，精基準(zhǔn)選在叉軸孔德一個(gè)端面。用叉軸孔的一個(gè)端面作為精基準(zhǔn)定位加工叉軸孔，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)重合，保證叉軸孔和端面的垂直度。為了提高精基準(zhǔn)的加工精度，

111、叉軸端面和叉軸孔在次裝夾中加工完畢。其他的軸向尺寸均以該端面作為基準(zhǔn)平面。該平面可以限制一個(gè)移動(dòng)自由度。后續(xù)各工序的加工用叉軸孔和端面定位，限制五個(gè)自由度。為了避免在加工產(chǎn)生夾緊變形，根據(jù)夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面，作用在剛度較大部位的原則，夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在叉軸孔的另一端面，不能使用在叉桿上。</p><p><b>　　三、齒輪加工工藝</b></p><p>　　

112、在汽車(chē)變速器箱總成中，齒輪的使用壽命和噪聲是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵項(xiàng)目。齒輪精度指標(biāo)只要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)精度、工作的平穩(wěn)性、接觸精度和齒側(cè)間隙四個(gè)方面。汽車(chē)行駛時(shí)，齒輪始終在重載荷、高速運(yùn)轉(zhuǎn)中工作。變速齒輪需要具有較高的齒面硬度和心部具有良好的韌性，以提高耐磨性和抗沖擊性能。齒輪材料選用低碳鋼，這樣可得到較好的纖維組織，提高了其強(qiáng)度和材料利用率。齒輪加工分為齒抷和輪齒加工。齒抷的加工部位有輪緣、輪輻、輪轂和內(nèi)孔。齒輪輪齒的加工部位有齒形及倒角，同

113、時(shí)還要進(jìn)行熱處理，以提高承載能力和使用壽命。熱處理后還要進(jìn)行內(nèi)孔、內(nèi)孔端面的磨削加工和齒形的精整加工。齒輪機(jī)械加工工藝過(guò)程分為齒抷加工、熱處理前齒輪輪齒加工和熱處理后精加工三個(gè)階段。其加工路線為：齒抷加工（粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)）→齒形加工（滾齒、插齒、齒端倒角、剃齒）→熱處理→內(nèi)孔加工（磨內(nèi)齒及端面）→齒形精整加工（磨削齒形）→強(qiáng)力噴丸→磷化處理。</p><p><b>　　結(jié) 論</b>

114、</p><p>　　本此設(shè)計(jì)是輕型汽車(chē)變速器，變速器是車(chē)輛不可或缺的一部分，其中機(jī)械式變速器發(fā)展到今天，其技術(shù)已經(jīng)成熟，我的設(shè)計(jì)在現(xiàn)代社會(huì)的一些車(chē)型上已經(jīng)落伍，特別是一些豪華車(chē)，人們購(gòu)買(mǎi)它不僅僅是一種代步工具，而是身份，地位的象征；同時(shí)汽車(chē)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展人們買(mǎi)車(chē)的眼觀也不再停留在有車(chē)或是無(wú)車(chē)，而更追求的是有啥車(chē)，車(chē)的性能好壞與否，動(dòng)力性，操控性，舒適性是否好，所以在現(xiàn)在這個(gè)社會(huì)手動(dòng)變速器不會(huì)立馬被取消，但在將來(lái)