中型貨車六檔機(jī)械式變速器設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 式中： 最高檔傳動比，取=1最高車速，取90km/h 最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，取2800r/m 驅(qū)動輪的車輪半徑，(2)確定載貨汽車的最大爬坡度一般為30%，即 。∴由= =(3)確定一檔傳動比 （33）式中： 汽車總質(zhì)量，取9850kg 驅(qū)動輪半徑， m 發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，取 402N?m 主減速比， 汽車傳動系的傳動效率， 道路的附著系數(shù)，取 由于一檔的傳動比最大,故取= 確定變速器其它各檔的傳動比變速器的最高檔一般為直接檔，有時也為超速檔。由于此變速器在設(shè)計時，最高檔設(shè)計為直接檔，所以在確定變速器其它各檔傳動比之前，應(yīng)先確定公比 。(1)確定公比 （34）(2)確定其它各檔傳動比在確定其它各檔傳動比時，可按等比數(shù)級來分配傳動比按等比級數(shù)分配傳動比的主要目的在于充分利用發(fā)動機(jī)提供的功率，提高汽車的動力性。當(dāng)汽車需要大功率時，如全力加速或上坡，若排檔選擇恰當(dāng)，具有按等比級數(shù)分配傳動比的變速器，能使發(fā)動機(jī)經(jīng)常在接近外特性最大功率 附近處的大功率范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而增加汽車的后備功率，提高了汽車的加速或上坡能力。由求得的公比可求出其它各檔傳動比為： 中心距的選擇對于中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距 。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小，而且對齒輪的接觸強(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)度來確定。變速器軸經(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強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。此外，受一檔小齒輪不能過少的限制，要求中心距也要取大些。初選中心距 ：mm （35）圓整取值為130 mm式中： A變速器中心距 中心距系數(shù), 發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩,402N?m 變速器一檔傳動比， 變速器傳動效率， 一般轎車變速器的中心距在6580mm范圍內(nèi)變化，而貨車的變速器中心距在80170mm范圍內(nèi)變化。原則上總質(zhì)量小的汽車，變速器中心距也小些。由上面算得的數(shù)據(jù)可知，所初選的中心距符合要求。 變速器外形尺寸的設(shè)計變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑及倒檔中間（過度）齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。轎車四檔變速器殼體的軸向尺寸為（）A ，貨車變速器的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)。可參考下列數(shù)據(jù)選用：四檔 （）A 五檔 （）A 六檔 （）A當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對數(shù)和同步器時，中心距系數(shù)K應(yīng)取給出范圍的上限。為了檢測方便，中心距A最好取為整數(shù)。由于是六檔機(jī)械式變速器，所以其軸向尺寸為：（）A， ，即455mm。 軸直徑的選擇變速器工作時，軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來自齒輪作用的徑向力，如果是斜齒輪則還有軸向力。在這些力的作用下，變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。軸的剛度不足會產(chǎn)生彎曲的變形，破壞齒輪的正確嚙合，對齒輪的強(qiáng)度和耐磨度均產(chǎn)生不利的影響，還會增加工作噪聲。中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑， mm軸的最大直徑和支承間距離的比值，對中間軸，對第二軸。第一軸花鍵部分直徑d（mm）可按下式初選： （36）式中：。 齒輪參數(shù)的選擇 模數(shù)的選取齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，并且影響它的選取的因素有很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝等要求。模數(shù)選取原則：為了減消噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時減小齒寬；從工藝反面考慮，各檔齒輪應(yīng)該用一種模數(shù)，而從強(qiáng)度反復(fù)面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。減少轎車齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選的小些。對于貨車，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)。變速器低檔齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)，其它檔位選用另一種模數(shù)。少數(shù)情況下汽車變速器各檔齒輪均選用相同的模數(shù)。： 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開線齒形。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。其取用范圍是：轎車和輕；。選取較小的模數(shù)可使齒數(shù)增多，有利于換檔。所選模數(shù)值應(yīng)符合國家GB135778的規(guī)定。由于是中型貨車，故變速器用齒輪模數(shù)可取 4mm。嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開線齒形。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。由于是中型貨車，故取3 mm。 壓力角的選取齒輪壓力角較小時，重合度較大并降低了齒輪的剛度，為此能減少進(jìn)入嚙合和退出嚙合的動載荷，使傳動平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角大時，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。因此，176。、15176。、16176。176。等小些的壓力角；176。或25176。等大些的壓力角。： 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、螺旋角實(shí)際上，因國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20o，所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20o。因此，按國家標(biāo)準(zhǔn)取該變速器的壓力角 20o。 齒形的選取：由于是中型貨車，所以選取GB135778規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒型。 螺旋角的選取斜齒輪在變速器中得到廣泛的應(yīng)用。選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意到它對齒輪工作噪音，輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。在齒輪選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪音降低。隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高，不過當(dāng)螺旋角大于30176。時，其抗彎強(qiáng)度下降的很快，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角；而從提高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著手，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。斜齒輪傳遞扭矩時，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計時應(yīng)力求中間軸上同時工作的兩對齒輪產(chǎn)生軸向力平衡，以減小軸承的負(fù)荷，提高軸承壽命。因此，中間軸上不同檔位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的，為使工藝簡便，在中間軸軸向力不大時，可將螺旋角設(shè)計成一樣的，或者僅取兩種螺旋角。中間軸上全部齒輪的螺旋 應(yīng)一律取為右旋，則第一軸、第二軸上的斜齒輪應(yīng)取為左旋。軸向力經(jīng)軸承蓋作用到殼體上。一檔和倒檔設(shè)計為直齒時，在這些檔位上工作時，中間軸上的軸向力不能抵消（但因這些檔位使用的較少，所以也是允許的），而此時第二軸沒有軸向力作用。，欲使中間軸上兩個斜齒輪的軸向力平衡，必須滿足以下條件： 由于, 為使兩軸向力平衡，必須滿足: 中間軸軸向力的平衡式中：齒輪2的節(jié)圓半徑中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩最后可用調(diào)整螺旋角的方法，使各對嚙合齒輪因模數(shù)或齒數(shù)不同等原因而造成的中心距不等現(xiàn)象得以消除。斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用：兩軸式變速器為20o25o中間軸式變速器為22o34o貨車變速器：18o26o 齒寬b的選取 此處省略NNNNNNNNNNNN字。扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計下載！該論文已經(jīng)通過答辯7）如果和的齒數(shù)確定了，則與 的傳動比可求出。為了求和的齒數(shù)的，先求其齒數(shù)和。直齒 　（38）斜齒 　 （39）計算后取為整數(shù)，然后進(jìn)行大、小齒輪齒數(shù)的分配。中間軸上的一檔小齒輪的齒數(shù)盡可能取的小些，以便使 的傳動比大些，在i1 已定的條件下， 的傳動比可分配小些，使第一軸常嚙合齒輪的齒數(shù)多些，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承并保證輪輻有足夠的厚度。考慮殼體上的第一軸軸承孔的限制和裝配的可能性，該齒輪齒數(shù)又不宜取多。中間軸上小齒輪的最少齒數(shù)，還受中間軸軸徑的限制，即受剛度的限制。在選定時，對軸的尺寸及齒輪齒數(shù)要統(tǒng)一考慮。轎車中間軸式變速器一檔傳動比i1 =，中間軸上一檔齒輪齒數(shù)可在=1517之間選取，貨車可在=1217之間選用。一檔大齒輪齒數(shù)用 計算求得。由于變速器的一檔選擇斜齒，故 ∴圓整取故 對中心距A進(jìn)行修正因為計算齒數(shù) 后，經(jīng)過取整數(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)重新計算中心距A，再以修正后的中心距A作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。由于一檔是斜齒，故由故A=圓整A=130mm 確定常嚙合傳動齒輪副的齒數(shù) 則 =又 ,得 確定其它檔位的齒輪齒數(shù)二檔選斜齒，螺旋角 與常嚙合齒輪的 不同時，由下式得 （310） （311）初選由, 得同理得， 確定倒檔齒輪齒數(shù)一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近。中間軸上倒檔傳動齒輪的齒數(shù)比一檔主動齒輪Z12略小，取15。而通常情況下，倒檔軸齒輪取Z15 21~23，此處取23。 （312）可計算出Z13=38。 因本設(shè)計倒檔齒輪業(yè)也是斜齒輪，故可得出中間軸與倒檔軸的中心距: 而倒檔軸與第二軸的中心距計算如下：中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部 且。 （313）式中：齒頂高 變位系數(shù)。選非變位齒輪，則取齒頂高系數(shù)。 漸開線圓柱齒輪基準(zhǔn)齒形因為選取標(biāo)準(zhǔn)齒，則取，代入得mm。將mm 代入313中得為避免干涉，則取mm mm綜合一、二、三、四、五，得出下列數(shù)據(jù)， 變速器相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)檔位齒輪齒數(shù)傳動比模數(shù)螺旋角六檔171 420o44420oⅤ檔22320o39320oⅣ檔27320o34320oⅢ檔333320o28320oⅡ檔38420o23420oⅠ檔44420o17420o倒檔38420o15420o23420o第四章 變速器的設(shè)計、計算與校核根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選檔和實(shí)現(xiàn)換檔或退到空檔的工作。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足如下主要要求：（1）換檔時只能掛入一個檔位（2）換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長上嚙合（3）防止自動脫檔或自動掛檔（4）防止誤掛倒檔（5）換檔輕便 機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)一般是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒檔鎖裝置等主要件組成。依靠駕駛員手力完成選檔、換檔或退到空檔工作，稱為手動換檔變速器，其又有如下形式： （1）直接操縱手動換檔變速器 當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近，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變速桿直接完成換檔功能的手動換檔變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應(yīng)用。（2）遠(yuǎn)距離操縱手動換檔變速器 平頭式汽車或發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動汽車的變速器距駕駛員座椅較遠(yuǎn)，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換檔手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換檔功能。這種手動換檔變速器稱為遠(yuǎn)距離操縱的動換檔變速器。（3）電控自動換檔變速器 在固定軸式機(jī)械變速器基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用計算機(jī)和電子控制技術(shù)，使之實(shí)現(xiàn)自動換檔，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動完成換檔時刻的判斷，自動實(shí)現(xiàn)收油門、離合器分離、選檔、換檔、離合器接合和油門等一系列動作，使汽車動力性、經(jīng)濟(jì)性有所提高。變速器齒輪的損壞形式主要有：輪齒折斷、齒面點(diǎn)蝕、齒面膠合、齒面磨損、齒面塑性變形。(1)輪齒折斷輪齒折斷是指齒輪的一個或多個齒輪的整體或局部斷裂，是齒輪最危險的失效形式。輪齒折斷有很多形式，正常情況下主要是齒根彎曲疲勞折斷。齒輪在嚙合過程中，輪齒表面承受有集中載荷的作用。可以把輪齒看作懸臂梁，輪齒根部彎曲應(yīng)力很大，過渡圓角處又有應(yīng)力集中，故輪齒根部很容易發(fā)生斷裂。輪齒折斷有兩種形式，一種是輪齒受到足夠大的突然載荷的沖擊作用，導(dǎo)致輪齒斷裂，這種破壞的斷面為粗粒狀。另一種是受到多次重復(fù)載荷作用，齒根受拉面的最大應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)疲勞裂縫，裂縫逐漸擴(kuò)展到一定深度后，輪齒突然折斷。這種破壞的斷面在疲勞斷裂部分呈光滑表面，在突然斷裂部分呈粗粒狀表面。變速器中輪齒的折斷以疲勞破壞居多數(shù)。為避免齒輪輪齒折斷，需降低輪齒的彎曲應(yīng)力，即提高輪齒彎曲強(qiáng)度。采用下列措施，可提高輪齒彎曲強(qiáng)度；增加輪齒根部厚度；加大輪齒根部過渡圓角半徑；采用常齒齒輪傳動，提高重合度，使同時嚙合的輪齒對數(shù)增多；使齒面及齒根部過度圓角處盡量光滑；選擇合適的材料，提高許用應(yīng)力，如采用優(yōu)質(zhì)鋼材等。(2)齒面點(diǎn)蝕齒面點(diǎn)蝕是閉式齒輪傳動經(jīng)常出現(xiàn)的一種損壞形式。因閉式齒輪傳動齒輪在潤滑油中工作，齒面長期受到脈動的接觸應(yīng)力作用，會逐漸產(chǎn)生大量與齒面成尖角的小裂縫。而裂縫中充滿了潤滑油，嚙合時，由于齒面互相擠壓，裂縫中油壓力增高，使裂縫繼續(xù)擴(kuò)展，最后導(dǎo)致齒面表面剝落，齒面出現(xiàn)大量的扇型小麻點(diǎn)，這就是齒面點(diǎn)蝕現(xiàn)象。若以節(jié)圓為界，把輪齒分為根部及頂部兩段，則靠近節(jié)圓的根部齒面處，較靠近節(jié)圓的頂部齒面處點(diǎn)蝕嚴(yán)重；兩個互相嚙合的齒輪中，主動小齒輪點(diǎn)蝕較嚴(yán)重。點(diǎn)蝕的后果不僅是齒面出現(xiàn)小麻點(diǎn)，而且由此使齒形誤差加大，產(chǎn)生動載荷，也可能引起輪齒折斷。提高接