十二擋手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)說(shuō)明書畢業(yè)設(shè)計(jì)(留存版)

　　

【正文】 構(gòu)方案的選擇，應(yīng)根據(jù)其它檔布置情況。 自動(dòng)脫擋由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫擋。商用車變速器采用4～5個(gè)擋或多擋。其取值范圍是：～～；～。因此，中間軸上不同擋位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的。= =517/176。=齒頂高 = = 式中：=（）/5= =+=齒根高 = =齒全高 =齒頂圓直徑 = =齒根圓直徑 = =（7） 確定副變速箱常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)（=25）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比 ==常嚙合傳動(dòng)齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等，即 = =得=，==21，=35，則：==≈對(duì)常嚙合齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距 =端面壓力角 tan=tan/cos= =176。= ==100～250MPa ==100～250MPa（2）計(jì)算八擋齒輪9，10的彎曲應(yīng)力 ，=37，=21，=，=，=，=，=176。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)。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。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)。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。鎖銷與同步環(huán)2剛性連接。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。 一般應(yīng)取=～。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)。 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。鍛造時(shí)選用錳黃銅等材料，鑄造時(shí)選用鋁黃銅等材料。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。撥叉2和撥塊14的頂部制有凹槽。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。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。（5）、同步環(huán)徑向厚度。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。 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)。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。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。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。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)；。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。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。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。mm）；—法向模數(shù)（mm）；—齒數(shù)；—斜齒輪螺旋角（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。 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。 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。 則， =～初選中心距=153mm。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。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。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。而組合式機(jī)械變速器則能滿足上述要求。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。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。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。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。力求位置合理并縮短變速器的軸向長(zhǎng)度。為解決這個(gè)問(wèn)題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種：(a) 接合齒位置錯(cuò)開 (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。～，～。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利于換擋。為使工藝簡(jiǎn)便，在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的，或者僅取為兩種螺旋角。=齒頂高 = = 式中：=（）/5= ==齒根高 = =齒全高 =齒頂圓直徑 = =齒根圓直徑 = = 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪 取 ==常嚙合傳動(dòng)齒輪的中心距與一擋齒輪的中心距相等，即 = =得=，==24，=32，則：=≈對(duì)常嚙合齒輪進(jìn)行角度變位：理論中心距 ==端面壓力角 tan=tan/cos= =176。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 常嚙合齒輪參數(shù)：分度圓直徑 = =齒頂高 =（1++）5= =（+）5= 式中：=（）/5= =+= 齒根高 =（1+）5= =（1++）5=齒全高 =齒頂圓直徑 = =齒根圓直徑 = = 本章小結(jié)本章首先根據(jù)所學(xué)汽車?yán)碚摰闹R(shí)計(jì)算出主減速器的傳動(dòng)比，然后計(jì)算出變速器的各擋傳動(dòng)比；接著確定齒輪的參數(shù)，如齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒寬、齒頂高系數(shù)；介紹了齒輪變位系數(shù)的選擇原則，并根據(jù)各擋傳動(dòng)比計(jì)算各擋齒輪的齒數(shù)，根據(jù)齒數(shù)重新計(jì)算各擋傳動(dòng)比，同時(shí)對(duì)各擋齒輪進(jìn)行變位。= ==100～250MPa ==100～250MPa（3）計(jì)算九擋齒輪7，8的彎曲應(yīng)力=34，=24， =，=，=，=，=176。變速器第二軸與中間軸的最大直徑d可根據(jù)中心距按以下公式初選 則 =～故可取第二軸的最大直徑=76mm，中間軸的最大直徑=70mm。)，在低擋工作時(shí)，≤400MPa。軸的全撓度為mm。將參數(shù)代入公式后得： =5541h所以第二軸軸承的使用壽命符合要求。彈性元件是位于滑動(dòng)齒套1圓盤部分徑向孔中的彈簧7。之后，摩擦力矩隨之消失，而撥環(huán)力矩使鎖環(huán)回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止?fàn)顟B(tài)，接合套上的接合齒在換檔力的作用下通過(guò)鎖環(huán)去與齒輪上的接合齒嚙合，如圖63b所示，鎖止斜面脫開，嚙合套克服滑塊的彈簧力而越過(guò)鎖環(huán)與齒輪的接合齒同步嚙合，保證無(wú)沖擊掛擋。在空擋位置，～。作為與同步環(huán)錐面接觸的齒輪上的錐面部分與齒輪做成一體，用低碳合金鋼制成。但過(guò)小則摩擦錐面將產(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是。有的變速器用高強(qiáng)度、高耐磨性的鋼與鉬配合的摩擦副，即在鋼質(zhì)或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層（～），使其摩擦因數(shù)在鋼與銅合金的摩擦副范圍內(nèi)，而耐磨性和強(qiáng)度有顯著提高。變速器操縱機(jī)構(gòu)通常裝在頂蓋或側(cè)蓋內(nèi)，也有少數(shù)是分開的。變速器處于空擋時(shí)