輕型貨車變速器設計畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 卸便于拆裝也是選擇軸承類型時應考慮的一個因素。另外，軸承類型的選擇還應考慮軸承裝置整體設計的要求。如軸承的配置使用要求、游動要求等。三、軸承的選擇與校核軸承的使用壽命可按汽車以平均速度行駛至大修前的總行駛里程S來計算，對于汽車軸承壽命的要求是轎車30萬公里，貨車和大客車25萬公里。，式子中，h （1）選軸承型號根據軸承處直徑選擇7208型號角接觸球軸承，該軸承只能承受單向軸向載荷。查得：KN，KN，d=40mm（2）計算軸承當量動載荷P 當變速器在一軸承受到的力分別為：N，N，N， 查《機械原理與設計》得到，查《機械原理與設計》得到，當量動載荷計算 （320）將各已知參數代入式（320）：，軸承壽命計算公式為： （321）將個已知參數代入式（321）得到：h 對于汽車軸承壽命的要求是轎車30萬公里，貨車和大客車25萬公里。，式子中，h。 如表36所示，變速器各檔位相對工作使用率為：表36 五檔變速器各檔位相對工作使用率車型檔位數最高檔傳動比/%變速器檔位貨車ⅠⅡⅢⅣⅤ5113516755113126420 所以所選軸承滿足設計要求。 根據中間軸齒輪23處裝軸承處軸直徑選擇NU206E型號內圈無擋邊圓柱滾子軸承，該軸承只能承受徑向載荷，不限制軸的軸向移動，允許軸傾角2~4度。KN，KN，d=30mm 根據中間軸15處裝軸承處軸直徑選擇6206型號軸承，查得KN，KN，d=30mm 二軸14處裝軸承處由直徑選擇6208型號深溝球軸承，查得：KN，KN，d=30mm4 同步器設計同步器有常壓式、慣性式和慣性增力式三種。常壓式同步器結構雖然簡單，但又不能保證嚙合件在同步狀態下（即角速度相同）換檔的缺點，現已很少使用。得到廣泛使用的是慣性式同步器。慣性式同步器能做到換檔時兩換檔元件之間的角速度達到完全相等之前，不允許換檔，因而能完善地完成同步器的功能和實現對同步器的基本要求。按結構分，慣性式同步器有鎖銷式、滑塊式、鎖環式、多片式和多錐式幾種。雖然它們的結構不同，但又摩擦元件、鎖止元件和彈性元件。，分別在它們的內圈和外圈設計有相互接觸的錐形摩擦面。鎖止元件位于滑動齒套1的圓盤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4。鎖銷與同步環2剛性連接。彈性元件是位于滑動齒套1圓盤部分徑向孔中的彈簧7。在空擋位置，鋼球5在彈簧壓力作用下處在銷6的凹槽中，使之保持滑動齒套與同步環之間沒有相對移動。滑動齒套與同步環之間為彈性連接。，是通過滑動齒套8及鎖環9上的錐面來實現的。作為鎖止元件是鎖環9的內齒和做在齒輪10上的接合齒端部。齒輪10和鎖環9之間是彈性連接。在慣性式同步器中b彈性元件的重要性僅次于摩擦元件和鎖止元件，它用來使有關部分保持在中立位置的同時，又不妨礙鎖止、解除鎖止和完成換擋的進行。原理： 同步器換擋過程由三個階段組成。第一階段：同步器離開中間位置，做軸向移動并靠在摩擦面上。摩擦面相互接觸瞬間，由于齒輪3的角速度ω3，和滑動齒套1的角速度ωl不同，在摩擦力矩作用下鎖銷4相對滑動齒套1轉動一個不大的角度，并占據圖上所示的鎖止位置。此時鎖止面接觸，阻止了滑動齒套向換擋方向移動。第二階段：來自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動齒套上的力F，經過鎖止元件又作用到摩擦面上。由于，ω3和ωl不等，在上述表面產生摩擦力。滑動齒套1和齒輪3分別與整車和變速器輸入軸轉動零件相連接。于是，在摩擦力矩作用下，滑動齒套1和齒輪3的轉速逐漸接近，其角速度差Δω=|ω1ω3|減小了。在Δω=0瞬間同步過程結束。第三階段：Δω=0，摩擦力矩消失，而軸向力F仍作用在鎖止元件上，使之解除鎖止狀態，此時滑動齒套和鎖銷上的斜面相對移動，從而使滑動齒套占據了換擋位置。鎖銷式同步器的做優點是零件數量小，摩擦錐面平均半徑較大，使轉矩容量增加。這種同步器軸向尺寸長是它的缺點。鎖銷式同步器根據同步環錐面不同，又分為外錐式和內錐式兩種。外錐式因摩擦錐面直徑不受齒輪尺寸限制，可以大些，故轉矩容量增大較多。圖41慣性使同步器結構方案 inertial type of synchronizer a)鎖銷式 b)鎖環式8—滑動齒套 2—同步環 10—齒輪 4—鎖銷 5—鋼球 6—銷 7—彈簧 9—鎖環 如圖所示，鎖環式同步器在的結構特點是同步器的摩擦元件位于鎖環和齒輪凸肩部分的錐形斜面上。作為鎖止元件是做在倘環上的齒和做在 嚙合套上齒的端部，且端部均為斜面稱為鎖止面。彈性元件是位于嚙合套座兩側的彈簧圈。彈簧圈將置于嚙合套座花鍵上中部呈凸起狀的滑塊壓向嚙合套。在不換擋的中間位置，滑塊凸起部分嵌入嚙合套中部的內環槽中，使同步器用來換擋的零件持在中立位置上。滑塊兩端伸入鎖環缺口內，而缺口尺寸要比滑塊寬一個接合齒。工伯原理： 換擋時，沿軸向作用在嚙合套上的換擋力，推嚙合套并帶動滑志和鎖環移動，直到鎖環錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。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，它使鎖環相對嚙合套和滑塊轉過一個角度，并由滑塊予以定位。接下來，跌倒套的齒端與鎖環齒端的鎖止面接觸 ，使嚙合套移動受阻，同步器處在鎖止狀態，換擋的第一階段工作至此已完成。換擋力將鎖環繼續壓靠在錐面上，并使摩擦力矩增大，與此同時在鎖止面處作用有與之方向相反的撥環力矩。齒輪與鎖環的角速度逐漸接近，在角速度相等的瞬間，同步過程 結束，完成了換擋過程的第二階段工作。之后，力矩隨之消失，而撥環力使鎖環回位，兩鎖止面分開，同步器解除鎖止狀態，嚙合套上的接合齒在換擋力作用下通過鎖環去與齒輪上的接合齒嚙合。多錐式同步器的鎖止面仍在同步環的接合齒上，只是在原有的兩個錐面之間再插入兩個輔助同步錐。由于錐表面的有效摩擦面積成倍地增加，同步轉矩(在同步器摩擦錐面上產生的摩擦力矩)也相應增加，因而具有較大的轉矩容量和低熱負荷。這不但改善了同步效能，增加了可靠性，而且使換擋力大為減小。若保持換擋力不變，則可縮短同步時間。多錐式同步器多用于重型貨車的主、副變速器以及分動器中。圖42多錐式同步器慣性增力式同步器又稱為波舍(Porsehe)式同步器。它能可靠地保證只在同步狀態下實現換擋。只要嚙合套和換擋齒輪之間存在轉速差，彈簧片的支承力就阻止同步環縮小，從而也就阻止了嚙合套移動。只有在轉速差為零時，彈簧片才卸除載荷，于是對同步環直徑的縮小失去阻力，這樣才可能實現換擋。波舍式同步器的摩擦力矩大、結構簡單、工作可靠、軸向尺寸短，適用于貨車變速器。圖43波舍式同步器汽車在行駛過程中換擋，特別是在高擋區換擋次數較多，意味著同步器工作頻繁。同步器是在同步環與連接齒輪之間存在角速度差的條件下工作，要求同步環有足夠的使用壽命，應當選用耐磨性能良好的材料。為了獲得較大的摩擦力矩，又要求用摩擦因數大而且性能穩定的材料制作同步環。另一方面，同步器在油中工作，使摩擦因數減小，這就為設計工作帶來困難。 摩擦因數除與選用的材料有關外，還與工作面的表面粗糙度、潤滑油種類和溫度等因素有關。作為與同步環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。對錐面的表面粗糙度要求較高，用來保證在使用過程中摩擦因數變化小。若錐面的表面粗糙度差，在使用初期容易損害同步環錐面。 同步環常選用能保證具有足夠高的強度和硬度、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。早期用青銅合金制造的同步環因使用壽命短，已遭淘汰。 由黃銅合金與鋼材構成的摩擦副。 摩擦因數對換擋齒輪和軸的角速度能迅速達到相同有重要作用。摩擦因數大，換擋省力或縮短同步時間；摩擦因數小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環錐面處制有破壞油膜的細牙螺紋槽及與螺紋槽垂直的泄油槽，用來保證摩擦面之間有足夠的摩擦因數。圖44同步器螺紋槽形式(1)同步環錐面上的螺紋槽 如果螺紋槽螺線的頂部設計得窄些，則刮去存在于摩擦錐面之間的油膜效果好。但頂部寬度過窄會影響接觸面壓強，使磨損加快。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對的影響很大，隨齒頂的磨損而降低，換擋費力，故齒頂寬不易過大。螺紋槽設計得大些，可使被刮下來的油存于螺紋之間的間隙中，但螺距增大又會使接觸面減少，增加磨損速度。、中型汽車；。通常軸向泄油槽為6～12個，槽寬3～4mm。 (2)錐面半錐角 摩擦錐面半錐角越小，摩擦力矩越大。但過小則摩擦錐面將產生自鎖現象，避免自鎖的條件是tan≥。一般取=6176。～8176。=6176。時，摩擦力矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴時，則有粘著和咬住的傾向；在=7176。時就很少出現咬住現象。 (3)摩擦錐面平均半徑R R設計得越大，則摩擦力矩越大。R往往受結構限制，包括變速器中心距及相關零件的尺寸和布置的限制，以及R取大以后還會影響到同步環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。(4)錐面工作長度b縮短錐面工作長度b，便使變速器的軸向長度縮短，但同時也減少了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。設計時可根據下式計算確定b（5）同步環徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環的徑向厚度要受機構布置上的限制，包括變速器中心距及相關零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚，但是同步環的徑向厚度必須保證同步環有足夠的強度。轎車同步環厚度比貨車小些，應選用鍛件或精密鍛造工藝加工制成，可提高材料的屈服強度和疲勞壽命。貨車同步環可用壓鑄加工。鍛造時選用錳黃銅等材料。有的變速器用高強度、高耐磨性的鋼與鉬配合的摩擦副，即在鋼質或球墨鑄鐵同步環的錐面上噴鍍一層鉬（～），使其摩擦因數在鋼與銅合金摩擦副范圍內，而耐磨性和強度有顯著提高。～。噴鉬環的壽命是銅環的2～3倍。以鋼質為基體的同步環不僅可以節約銅，還可以提高同步環的強度。鎖止角選取的正確，可以保證只有在換檔的兩個部分之間角速度差達到零值才能進行換檔。影響鎖止角選取的因素主要有摩擦因數擦錐面的平均半徑R,鎖止面平均半徑和錐面半錐角。已有結構的鎖止角在26?~42?范圍內變化。同步器工作時，要連接的兩個部分達到同步的時間越短越好。除去同步器的結構尺寸，轉動慣量對同步時間有影響以外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦錐面上的軸向力，均對同步時間有影響。軸向力大，同步時間減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時間與車型有關，計算時可在下屬范圍內選取：~,低檔取0~。~，~.變速器操縱機構的功用是使駕駛員能夠根據道路情況準確可靠地掛上或摘下變速器某個擋位，以保證汽車安全行駛。變速器操縱機構應當滿足如下主要要求：換擋時只能掛入一個擋位，換擋后應使齒輪在全齒長上嚙合，防止自動脫檔或自動掛擋，防止誤掛倒擋，換擋輕便。用于機械式的變速器操縱機構，常見的是由變速桿、撥叉、撥塊、撥叉軸以及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要零件組成，并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。如果變速器布置在駕駛員座位附近，則變速桿可以從駕駛室底板伸出，由駕駛員直接操縱。這種操縱機構稱為直接操縱機構。這種結構最簡單，已得到廣泛應用。近年來，單軌式操縱機構應用較多，其優點是減少了變速叉軸，各擋同用一組自鎖裝置，因而使操縱機構簡化，但它要求各擋換擋行程相同。圖51直接操縱式換擋機構 automatic generating system gearshift平頭式汽車或發動機后置后國化驅動汽車的為速器，受總體布置限制，變速器距駕駛員座位較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換擋手力經過這些轉換機構才能完成換擋功能。這種手動換擋變速器，稱為遠距離操縱手動換擋變速器。這時要求整套系統有足夠的同旬性，且各連接件之間間隙不能過大，否則換擋手感不明顯，并增加了變速桿顫動的可能性。此時，變速桿支座應固定在受車架變形、汽車振動影響較小的地方，最好將換擋傳動機構、發動機、離合器、變速器連成一體，以避免對操縱有不利影響。圖52遠距離操縱機構 remote handing of gearshift撥叉軸的兩端均支承于變速中順蓋的相應孔中，可以軸向滑動。所有的撥叉的撥塊都 固 定于相應的撥叉軸上。三、四擋撥叉的上端加工出撥塊，它與其他撥塊的頂部都制有這樣的凹槽。變速器處于空擋時，各凹槽在橫向平面內對齊，叉形撥桿下端的球產學研即伸入這些凹槽中。選擋時可使變速桿繞其中部球形支點橫向擺動，其下端插入叉形撥桿槽中的球頭就推動叉形撥桿繞換擋軸的軸線擺動，從而使叉形撥桿下端球頭對準相應擋位撥塊的凹槽，然后使變速桿縱向擺動，通過叉形撥桿帶動撥叉軸及撥叉向前或向后移動，即可實現掛擋。對于五擋變速器，只需要三根撥叉軸。圖53 六擋變速中順操縱機構示意圖 the scketch map of operating mechanism of speed changer為了保證變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作，其操縱機構必須設置安全裝置。它包括自鎖、互鎖、和倒檔鎖裝置。對于六擋變速器，還應設置選檔鎖裝置。換擋過程中，若操縱變速桿推動撥叉前、后移動的距離不足時，則滑動齒輪（或接合套）與相應的齒輪（或接合齒圈）將不能在全齒寬上嚙合，因而影響齒輪的壽命。即使達到全齒寬嚙合，也可能由于汽車振動或其他原因，使滑動齒輪（接合套）自動產生軸向移動，因而減少了齒的嚙