十二擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)

　　

【正文】 (b) 齒厚切薄 (c) 工作面加工成倒錐角 防止自動(dòng)脫擋的措施（1）將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開(kāi)。直齒滑動(dòng)齒輪換擋要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器）才能使換擋時(shí)齒輪無(wú)沖擊；換擋行程長(zhǎng)，換擋瞬間駕駛員注意力被分散，又影響行駛安全。力求位置合理并縮短變速器的軸向長(zhǎng)度。倒擋布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）倒擋齒輪在非工作位置時(shí)，不得與第二軸的齒輪有嚙合現(xiàn)象；（2）換入倒擋時(shí)不得與其他齒輪發(fā)生干涉；（3）倒擋軸在變速器殼體上的支承不得與與中間軸的齒輪相碰。因此，對(duì)于相同的傳動(dòng)比要求，中間軸式變速器的徑向尺寸可以比兩軸式變速器小得多。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(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。齒輪無(wú)級(jí)變速器的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為： (1) 傳動(dòng)功率大200KW的傳動(dòng)功率是很容易達(dá)到的； (2) 傳動(dòng)效率高，90%以上的傳動(dòng)效率是很容易達(dá)到的； (3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動(dòng)變速箱的1/10； (4) 對(duì)汽車而言，提高傳動(dòng)效率，節(jié)油20%；(5) 發(fā)動(dòng)機(jī)在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對(duì)環(huán)境的破壞。這是汽車的無(wú)奈和缺憾。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。近年來(lái)重型汽車需要更多檔位（816個(gè)）前進(jìn)檔，需要爬行檔（最低檔）速比為1017。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(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器的倒擋使汽車能倒退行駛；其空擋使汽車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、停車和滑行時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系分離。而組合式機(jī)械變速器則能滿足上述要求。而自動(dòng)變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在今后，摩擦傳動(dòng)CVT；液力傳動(dòng)；電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(Automated Mechanical Transmission簡(jiǎn)稱AMT)；齒輪無(wú)級(jí)變速器（Gear Continuously Variable Transmission）是圍繞著汽車變速箱四個(gè)主要的研究方向。主箱是中間軸式六檔的變速器，采用慣性鎖環(huán)式同步器，最高檔位為直接檔1。包括變速器傳動(dòng)比計(jì)算、中心距計(jì)算、齒輪參數(shù)計(jì)算、各檔齒輪齒數(shù)的分配；變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算。在直接擋時(shí)，齒輪只空轉(zhuǎn)，不影響齒輪壽命。與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍有復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力，這對(duì)軸承不利。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大。（2）將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切薄（～），這樣，換擋后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫擋。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大。 變速器傳動(dòng)比是指變速器最高擋與最低擋傳動(dòng)比的比值。 則， =～初選中心距=153mm。、15176。 實(shí)驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高。初選一擋斜齒輪齒輪螺旋角為24176。 確定七檔擋齒輪的齒數(shù) 中間軸一擋齒輪齒數(shù)，貨車可在1217之間選用，最小為1214，取=17，一擋齒輪為斜齒輪。端面嚙合角 = 變位系數(shù)之和 =查變位系數(shù)線圖得： = =計(jì)算精確值： =176。初選=16，=10，則：==78mm為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，則齒輪13的齒頂圓直徑應(yīng)為 =2154－6(10+2)－1=235mm =－2=，取=38計(jì)算倒擋軸和第二軸的中心距 = =162mm計(jì)算倒擋傳動(dòng)比 == 分度圓直徑 =386=228 mm 106=60 mm 166=96 mm齒頂高 mm = mm = mm齒根高 = mm = mm= mm齒全高 =齒頂圓直徑 = ==齒根圓直徑 = mm = mm = mm（6） 確定副變速箱低速擋齒輪的齒數(shù) 取=17，齒輪為斜齒輪。合理選擇材料配對(duì) 如對(duì)硬度≤350HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在30～50HBS左右。mm）；—法向模數(shù)（mm）；—齒數(shù)；—斜齒輪螺旋角（176。= ==100～250MPa ==100～250MPa（6）計(jì)算常嚙合齒輪1，2的彎曲應(yīng)力=24，=32， =，=，=，=，=176。最后計(jì)算出各擋齒輪所受的力，為下章對(duì)軸及軸承進(jìn)行校核做準(zhǔn)備。變速器的最大直徑和支承間的距離可按下列關(guān)系初選：中間軸 mm故中間軸可初選為438mm。應(yīng)當(dāng)對(duì)每個(gè)擋位下的軸的剛度和強(qiáng)度都進(jìn)行驗(yàn)算，因?yàn)閾跷徊煌粌H齒輪的圓周力、徑向力和軸向力不同，而且著力點(diǎn)也有變化。（2）第二軸軸應(yīng)力計(jì)算在垂直面內(nèi)的彎矩為 =72644MPa在水平面內(nèi)的彎矩為 =3097702MPa則在彎矩和轉(zhuǎn)矩的聯(lián)合作用下 =故第二軸的軸應(yīng)力為 =所以第二軸的強(qiáng)度合格。計(jì)算中間軸時(shí)，通常只計(jì)算與第二軸上齒輪相嚙合的齒輪處的軸截面的撓度。（2）第二軸轉(zhuǎn)角的校核 =所以第二軸轉(zhuǎn)角符合要求。當(dāng)量動(dòng)載荷的計(jì)算公式為 式中：，－徑向、軸向載荷系數(shù)；。 本章小結(jié)本章完成的主要任務(wù)是對(duì)于軸和軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，達(dá)到正確的裝配關(guān)系，在滿足裝配關(guān)系的條件下還要進(jìn)行強(qiáng)度的校核，以滿足設(shè)計(jì)的需要。用得最廣泛的是鎖環(huán)式、鎖銷式等慣性鎖止式同步器，它們雖然結(jié)構(gòu)有所區(qū)別，但工作原理無(wú)異，都有摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。摩擦元件是鉚在鎖銷兩端的同步錐環(huán)及與之相配并固定在齒輪上的內(nèi)錐面。換擋時(shí)，嚙合套帶動(dòng)滑塊推動(dòng)鎖環(huán)與被接合齒輪的錐面相靠，轉(zhuǎn)速差產(chǎn)生的摩擦力矩使鎖環(huán)相對(duì)于嚙合套及滑塊轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度并由滑塊定位，恰使嚙合套齒端與鎖環(huán)齒端以鎖止斜面相抵，如圖63a所示，此類同步器的工作原理是：換檔時(shí)，沿軸向作用在嚙合套上的換檔力，推嚙合套并帶動(dòng)定位銷和鎖環(huán)移動(dòng)，直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。1—嚙合套接合齒 2—滑塊 3—鎖環(huán) 4—齒輪接合齒圖64 接近尺寸和分度尺寸（2）分度尺寸a 滑塊側(cè)面與鎖環(huán)缺口側(cè)邊接觸時(shí)，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒中心線間的距a（圖64） ,稱為分度尺寸。鎖環(huán)端面與齒輪接合齒端面應(yīng)留有間隙（圖66并稱之為后備行程。（2）、分度尺寸a 鎖銷中部倒角與銷孔的倒角互相抵觸時(shí)，滑動(dòng)齒套接合齒與摩擦錐環(huán)接合齒中心線間的距離a，稱為分度尺寸。 同步器主要參數(shù)的確定摩擦因數(shù)汽車在行駛過(guò)程中換擋，同步器經(jīng)常處于工作頻繁的狀態(tài)。同步環(huán)常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造，如錳黃銅、鋁黃銅和錫黃銅等。實(shí)驗(yàn)還證明：螺紋的齒頂寬對(duì)的影響很大，隨齒頂?shù)哪p而降低，換擋費(fèi)力，故齒頂寬不易過(guò)大。（3）、摩擦錐面平均半徑。（5）、同步環(huán)徑向厚度。以鋼質(zhì)為基體的同步環(huán)不僅可以節(jié)約銅，還可以提高同步環(huán)的強(qiáng)度。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算換擋過(guò)程中依據(jù)同步器改變轉(zhuǎn)速的零件，統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動(dòng)盤、中間軸及其上的齒輪、與中間軸上齒輪向嚙合的第二軸上的常嚙合齒輪。根據(jù)變速器操縱方式的不同，變速器可分為：直接操縱手動(dòng)換擋變速器當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時(shí)，可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)變速桿直接完成換擋功能的手動(dòng)換擋變速器，稱為直接操縱變速器。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過(guò)程中就能自動(dòng)完成換擋，能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收油門、離合器分離、選擋、換擋、離合器接合和回油門等一系列動(dòng)作，使汽車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有所提高，減輕了駕駛員的駕駛強(qiáng)度 變速器操縱機(jī)構(gòu)分析如圖67所示為汽車六擋變速器操縱機(jī)構(gòu)的組成和布置示意圖。當(dāng)使叉形撥桿下端的球頭深入撥塊14的凹槽中，并使其向前移動(dòng)一段距離時(shí)，則掛入倒擋。撥叉2和撥塊14的頂部制有凹槽。這種手動(dòng)換擋變速器，稱為遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位，換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng)上嚙合，防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。除去同步器的結(jié)構(gòu)尺寸、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)同步時(shí)間有影響。鍛造時(shí)選用錳黃銅等材料，鑄造時(shí)選用鋁黃銅等材料。（4）、錐面工作長(zhǎng)度。 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。為此，在同步環(huán)錐面處制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽及與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)。摩擦因數(shù)除與選用的材料有關(guān)外，還與工作面的表面粗糙度、潤(rùn)滑油種類和溫度等因數(shù)有關(guān)。（4）、鎖銷端隙 鎖銷端隙系指鎖銷端面與摩擦錐環(huán)端面之間的間隙，同時(shí)，滑動(dòng)齒套端面與摩擦錐環(huán)端面之間的間隙為，要求＞。 一般應(yīng)取=～。滑塊寬度d、滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離c與缺口寬度尺寸E之間的關(guān)系如下E=d+2c 滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離c與接合齒齒距t的關(guān)系如下： c 式中，為滑塊軸向移動(dòng)后的外半徑（即鎖環(huán)缺口外半徑）；為接合齒分度圓半徑。齒輪與鎖環(huán)的角速度逐漸靠近，在角速度相等的瞬間，同步過(guò)程結(jié)束，完成換檔過(guò)程的第二階段工作。鎖銷式同步器多用于中、重型貨車的變速器中。鎖銷與同步環(huán)2剛性連接。得到廣泛使用的是慣性式同步器。所以軸承失效前汽車行駛的時(shí)間為h而軸承壽命的計(jì)算公式為 式中：－壽命系數(shù)，對(duì)滾動(dòng)軸承，；－軸承轉(zhuǎn)速。對(duì)汽車變速器滾動(dòng)軸承耐久性的評(píng)價(jià)是以軸承滾動(dòng)體與滾道表面的接觸疲勞為依據(jù)，承受的動(dòng)載荷是其工作的基本特征。變速器齒輪在軸上的位置如圖所示時(shí)，若軸在垂直面內(nèi)撓度為，在水平面內(nèi)撓度為和轉(zhuǎn)角為，可分別按下式計(jì)算： 式中： －齒輪齒寬中間平面上的徑向力(N)；－齒輪齒寬中間平面上的圓周力(N)；－彈性模量(MPa)，MPa；－慣性矩(mm4)，對(duì)于實(shí)心軸，；－軸的直徑(mm)，花鍵處按平均直徑計(jì)算；，－齒輪上的作用力到支座、的距離(mm)；－支座間的距離(mm)。（對(duì)于低檔齒輪處軸截面的總撓度，又于低檔工作時(shí)間較短，又接近軸的支撐點(diǎn)，～。則軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為： 式中: (MPa)；為軸的直徑(mm)，花鍵處取內(nèi)徑；為抗彎截面系數(shù)(mm178。該軸承不承受軸向力，軸的軸向定位一般由后軸承用卡環(huán)和軸承蓋實(shí)現(xiàn)。軸的徑向及軸向尺寸對(duì)其剛度影響很大，且軸長(zhǎng)與軸徑應(yīng)協(xié)調(diào)。將作用在變速器第一軸上的載荷作為計(jì)算載荷時(shí)。= ==100～250MPa ==100～250MPa（2）計(jì)算八擋齒輪9，10的彎曲應(yīng)力 ，=37，=21，=，=，=，=，=176。，齒輪傳動(dòng)效率99%，離合器傳動(dòng)效率98%，軸承傳動(dòng)效率96%。=齒頂高 = = 式中：=（）/5= =+=齒根高 = =齒全高 =齒頂圓直徑 = =齒根圓直徑 =