十二擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)(專(zhuān)業(yè)版)

　　

【正文】 所有的撥叉和撥塊都以彈性銷(xiāo)固定于相應(yīng)的撥叉軸上。對(duì)已有的零件，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值通常用扭擺法測(cè)出；若零件未制成，可將這些零件分解為標(biāo)準(zhǔn)的幾何體，并按數(shù)學(xué)公式合成求出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值。乘用車(chē)同步環(huán)厚度比貨車(chē)小些，應(yīng)選用鍛件或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。通常軸向泄油槽為6～12個(gè)，槽寬3～4mm。為了獲得較大的摩擦力矩，又要求用摩擦因數(shù)大而且性能穩(wěn)定的材料制作同步環(huán)。隨著磨損的增加，這種移動(dòng)量也逐漸增多，導(dǎo)致間隙逐漸減少，直至為零；此后，兩摩擦錐面間會(huì)在這種狀態(tài)下出現(xiàn)間隙和失去摩擦力矩。接下來(lái)，嚙合套的齒端與鎖環(huán)齒端的鎖止面接觸，使嚙合套的移動(dòng)受阻，同步器在鎖止?fàn)顟B(tài)，換檔的第一階段結(jié)束。4同步錐環(huán)；2鎖銷(xiāo)；3嚙合套；5嚙合齒座；6定位銷(xiāo)圖61鎖銷(xiāo)式同步器如圖61所示鎖銷(xiāo)式同步器的摩擦元件是同步環(huán)1，4和齒輪上的凸肩部分，分別在它們的內(nèi)圈和外圈設(shè)計(jì)有相互接觸的錐形摩擦面。 = 對(duì)汽車(chē)軸承壽命的要求是轎車(chē)30萬(wàn)Km，貨車(chē)和大客車(chē)25萬(wàn)Km。對(duì)齒輪工作影響最大的是軸的垂向撓度和軸在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)角，前者改變了齒輪的中心距并破壞了齒輪的正確嚙合；后者使大小齒輪相互歪斜導(dǎo)致沿齒長(zhǎng)方向壓力分布不均勻。求第二軸支反力（1）在垂直平面內(nèi)的支反力 由得 =由得 =（2）在水平面內(nèi)的支反力由得 =－ =求第一軸支反力 = =求中間軸的支反力（1）在水平面內(nèi)的支反力 = =（2）在垂直平面內(nèi)的支反力 =2527N =驗(yàn)算軸的強(qiáng)度 作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直平面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面彎曲變形。剛度不足會(huì)引起彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產(chǎn)生過(guò)大的噪聲，降低齒輪的強(qiáng)度、耐磨性及壽命。當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車(chē)常嚙合齒輪和高擋齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍，對(duì)貨車(chē)為100～250MPa。 斜齒==即==5617=39對(duì)齒輪進(jìn)行角度變位：端面嚙合角 ： tan=tan/cos= = 嚙合角 ： cos== =變位系數(shù)之和 =查變位系數(shù)線(xiàn)圖得： 計(jì)算精確值：A= 計(jì)算一擋齒輪119參數(shù)：分度圓直徑 =539/176。===154mm。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開(kāi)線(xiàn)。目前，乘用車(chē)一般用4～5個(gè)擋位的變速器。使用同步器能保證迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲換擋，而與操作技術(shù)的熟練程度無(wú)關(guān)，從而提高了汽車(chē)的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。包括各軸直徑及長(zhǎng)度計(jì)算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的強(qiáng)度計(jì)算、軸的加工工藝分析；變速器軸承的選擇及校核；同步器的設(shè)計(jì)選用和參數(shù)選擇；變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用；變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。 據(jù)最新消息：一種齒輪無(wú)級(jí)變速裝置(Gear Continuously Variable Transmission簡(jiǎn)稱(chēng)GCVT)已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗(yàn)。 設(shè)計(jì)目的意義 重型貨車(chē)裝載數(shù)十噸的貨品，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。十二擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘要 IAbstract II第1章 緒論 1 汽車(chē)變速器概述 1 課題研究現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)的目的和意義 1 研究現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)目的意義 2 汽車(chē)變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 2 變速器的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 3 變速器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 3第2章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 5 5 結(jié)構(gòu)工藝性 5 變速器的徑向尺寸 5 變速器齒輪的壽命 5 變速器的傳動(dòng)效率 5 5. 零、部件結(jié)構(gòu)方案分析 6 齒輪形式 6 換擋機(jī)構(gòu)形式 7 自動(dòng)脫擋 7 本章小結(jié) 8第3章 變速器主要參數(shù)的選擇及齒數(shù)的分配 9 9 擋數(shù) 9 9 9 11 12 模數(shù) 12 壓力角 12 13 齒寬 13 齒頂高系數(shù) 13 13 確定七檔擋齒輪的齒數(shù) 14 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪 16 確定其他各擋的齒數(shù) 18 本章小結(jié) 33第4章 齒輪校核 34 34 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 34 36 輪齒彎曲強(qiáng)度計(jì)算 36 輪齒接觸應(yīng)力 41 本章小結(jié) 45第5章 變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算 46 46 變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算 47 齒輪和軸上的受力計(jì)算 47 軸的強(qiáng)度計(jì)算 48 軸的剛度計(jì)算 52 56 第二軸軸承的選擇和校核 56 中間軸軸承的選擇和校核 57 本章小結(jié) 58第6章 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及格選用 59 同步器的設(shè)計(jì) 59 鎖銷(xiāo)式同步器 59 鎖環(huán)式同步器 60 同步器主要尺寸的確定 61 同步器主要參數(shù)的確定 64 變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 66 變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求及分類(lèi) 66 變速器操縱機(jī)構(gòu)分析 67 變速器箱體的設(shè)計(jì) 68 本章小結(jié) 69結(jié)論 70致謝 71參考文獻(xiàn) 72附錄 73第1章 緒 論 汽車(chē)變速器概述變速器用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車(chē)在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，滿(mǎn)足驅(qū)動(dòng)車(chē)輪牽引力及車(chē)速不同要求的需要。大家都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量將車(chē)帶動(dòng)。齒輪無(wú)級(jí)變速裝置結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只有不足20種非標(biāo)零件，51個(gè)零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動(dòng)變速箱。 第2章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 結(jié)構(gòu)工藝性?xún)奢S式變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器可用螺旋圓錐齒輪或雙曲面齒輪，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)用圓柱齒輪，因而簡(jiǎn)化了制造工藝。.為了充分利用空間，縮短變速器的軸向長(zhǎng)度，；缺點(diǎn)是一、倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有結(jié)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。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車(chē)變速器多用5個(gè)擋。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)力求使中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生的軸向力平衡，以減小軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。對(duì)七擋齒輪進(jìn)行角度變位：端面嚙合角 ： tan=tan/cos= = 嚙合角 ： cos== =變位系數(shù)之和 =查變位系數(shù)線(xiàn)圖得： 計(jì)算精確值：A= 計(jì)算七擋齒輪112參數(shù)：分度圓直徑 =539/176。= =513/176。（1）計(jì)算七擋齒輪11，12的彎曲應(yīng)力 ，=39，=17，=，=，=，=，=176。設(shè)計(jì)變速器軸時(shí)，其剛度大小應(yīng)以能保證齒輪能有正確的嚙合為前提條件。在求取支點(diǎn)的垂直面和水平面內(nèi)的反力后，計(jì)算相應(yīng)的垂向彎矩、水平彎矩。 計(jì)算時(shí)，僅計(jì)算齒輪所在位置處的撓度和轉(zhuǎn)角。則軸承的使用預(yù)期使用壽命可按汽車(chē)以平均車(chē)速行駛至大修前的總行駛里程S來(lái)計(jì)算： 式中的汽車(chē)平均車(chē)速可取 。鎖止元件位于滑動(dòng)齒套3的圓盤(pán)部分孔中做出的錐形肩角和裝在上述孔中、在中部位置處有相同角度的斜面鎖銷(xiāo)4。換檔力將鎖環(huán)繼續(xù)壓靠在錐面上，并使摩擦力矩增大，與此同時(shí)在鎖止面處作用有與之方向相反的撥環(huán)力矩。而此刻，若鎖環(huán)上的摩擦錐面還未達(dá)到許用磨損的范圍，同步器也會(huì)因失去摩擦力矩而不能實(shí)現(xiàn)鎖環(huán)等零件與齒輪同步后換擋，故屬于因設(shè)計(jì)不當(dāng)而影響同步器壽命。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因數(shù)減小，這就為設(shè)計(jì)工作帶來(lái)困難。（2）、錐面半錐角。貨車(chē)同步環(huán)可用壓鑄加工。 變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求及分類(lèi)根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋。三四擋撥叉2的上端具有撥塊。撥叉軸9和10的兩端均支承于變速器蓋的相應(yīng)孔中，可以軸向滑動(dòng)。其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算是：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后按不同擋位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。 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，包括變速器中心距及相關(guān)零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不易取得很厚，但必須保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。螺紋槽設(shè)計(jì)得大些，可使被刮下來(lái)的油存在于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會(huì)使接觸面減少，增加磨損速度。同步器是在同步環(huán)與連接齒輪之間存在角速度差的條件下工作，要求同步環(huán)有足夠的使用壽命，應(yīng)當(dāng)選用耐磨性能良好的材料。預(yù)留后備行程的原因是鎖環(huán)的摩擦面會(huì)因摩擦而磨損，并在接下來(lái)的換擋時(shí)，鎖環(huán)要向齒輪方向增加少量移動(dòng)。之后，因作用在錐面上的法向力與兩錐面之間存在角速度差，致使在錐面上作用有摩擦力矩，它使鎖環(huán)相對(duì)嚙合套和滑塊轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，并滑塊予以定位。掛擋時(shí)，在軸向力作用下摩擦元件相靠，在慣性轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生摩擦力矩，使被結(jié)合的兩部分逐漸同步；鎖止元件用于阻止同步前強(qiáng)行掛擋；彈性元件使嚙合套等在空擋時(shí)保持中間位置，又不妨礙整個(gè)結(jié)合和分離過(guò)程。－考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù)，對(duì)汽車(chē)來(lái)說(shuō)。常嚙合齒輪副的撓度不必計(jì)算，因?yàn)榫嚯x支撐點(diǎn)較近，符合較小，撓度值不大。驗(yàn)算時(shí)可將軸看作是鉸接支承的梁，第一軸的計(jì)算轉(zhuǎn)矩為發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。第5章 變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)計(jì)算變速器在工作時(shí)承受著轉(zhuǎn)矩及來(lái)自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。）；—應(yīng)力集中系數(shù)，=；—齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖中查得；—齒寬系數(shù)=—重合度影響系數(shù)，=。低速檔傳動(dòng)比為 為了求，的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和，初選=25176。一擋傳動(dòng)比為 為了求，,的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和， 斜齒 ==即==5617=39對(duì)中心距進(jìn)行修正因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和后，經(jīng)過(guò)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，再以修正后的中心距作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。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)、噪聲降低。 模數(shù)對(duì)貨車(chē)，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)；從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)。　尤尼克2764基本參數(shù)整備質(zhì)量最大總質(zhì)量最高車(chē)速最大爬坡度最大功率最大扭矩輪胎變速器擋數(shù)后橋速比9055kg25000kg90km/h30%19112 擋數(shù)近年來(lái)，為了降低油耗，變速器的擋數(shù)有增加的趨勢(shì)。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(chē)變速器上應(yīng)用。(a) 小客車(chē)常用 (b) 直齒滑動(dòng)嚙合四擋 (c) 多數(shù)五擋采用 (d) c方案的改進(jìn) (e) 前進(jìn)擋常嚙合 (f) 前進(jìn)擋常嚙合 (g) 一、倒擋各用一跟撥叉軸。變速器齒輪幾何尺寸計(jì)算；變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇；計(jì)算各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速；齒輪強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)；變速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算。 齒輪無(wú)級(jí)變速器（Gear Continuously Variable Transmission）這是一種全新的設(shè)計(jì)思想，是利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。而組合機(jī)械變速器的組成是在傳統(tǒng)變速器（稱(chēng)主箱）后部（或前部）加裝一個(gè)副變速器（稱(chēng)副箱，一般為兩檔），將主箱的檔位數(shù)增加一倍，所增加檔位的速比值增大到等于主箱速比和副箱速比的乘積，而齒輪對(duì)數(shù)小于檔位數(shù)，因此箱體尺寸大為縮小，軸的長(zhǎng)度減短，剛度增大，并且增大了變速器的容量。隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車(chē)車(chē)型的多樣化、個(gè)性化、智能化已成為汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。特別是面對(duì)爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。預(yù)計(jì)今年進(jìn)行裝車(chē)試驗(yàn)。 變速器的徑向尺寸兩軸式變速器的前進(jìn)擋均為一對(duì)齒輪副，而中間軸式變速器則有二對(duì)齒輪副。倒檔結(jié)