大眾途觀三軸六檔變速器設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 摘要 變速器是汽車(chē)傳動(dòng)系統(tǒng)中重要的部件，主要用來(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，它設(shè)計(jì)的好壞直接影響到汽車(chē)的實(shí)際使用性能。本文參考現(xiàn)有變速器參數(shù)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的改進(jìn)，說(shuō)明了 汽車(chē) 變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程，主要內(nèi)容是參數(shù)的選擇和所選零件參數(shù)的校核。 本文敘述了機(jī)械式變速器的功用、要求，在已提供的設(shè)計(jì)參數(shù)基礎(chǔ)上，通過(guò)計(jì)算分析確定結(jié)構(gòu)方案和主要參數(shù)。說(shuō)明了變速器主要參數(shù)的確定方法、齒輪的幾何計(jì)算和校核過(guò)程、軸的尺寸確定和校核過(guò)程和同步器的選用方法。 汽車(chē)變速器是通過(guò)改變傳動(dòng)比，改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的 轉(zhuǎn)拒，適應(yīng)在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪牽引力及車(chē)速不同要求的需要 。 關(guān)鍵詞 : 變速器 ；傳動(dòng)機(jī)構(gòu) ；齒輪 ；離合器 ；傳動(dòng)比 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 Abstract Transmission System is the most important automotive components, mainly used to change the engine driving wheel on the spread of torque and speed, its designed to have a direct impact on the actual use of motor vehicles. In this paper, reference information on the existing transmission parameters on the basis of certain improvements on the vehicle transmission design and calculation process, the main contents of the parameters of choice and selected parts of the parameters check. This paper describes the function of mechanical transmission, requested that the provision has been on the basis of the parameters, determined by calculating the structure of the programme and the main parameters. Description of the main parameters of transmission methods, the geometric computing gear and checking process, the shaft size and the identification and verification process for the selection method of synchronization. Calculation includes gear strength, the axis of mild stiffness Automobile transmission is by changing the transmission ratio, the engine crankshaft in turn refused to change and adapt at the start, acceleration, road traffic and to overcome the obstacle of different driving conditions and speed of the drive wheel traction with different demands and needs. Key words: transmission； transmission； gear； clutch； transmission ratio 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 全套圖紙， 扣扣 加 414951605 目 錄 摘要 .I Abstract.II 第 1 章 緒論 .1 第 2 章 機(jī)械式變速器的概述及其方案的確定 .3 2.1 變速器的功用和要求 .3 2.2 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 .3 2.2.1 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 .3 2.2.2.倒檔傳動(dòng)方案 .8 2.3 變速器主要零件 結(jié)構(gòu)的方案分析 .9 2.3.1 齒輪型式 .9 2.3.2 換檔結(jié)構(gòu)型式 .9 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì) .15 3.1 變速器主要參數(shù)的選 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 3.1.1 檔數(shù)和傳動(dòng)比 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3.1.2 中心距 . .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3.1.3 軸向尺寸 .14 3.1.4 齒輪參數(shù) . 15 3.2 各檔傳動(dòng)比及其齒輪齒數(shù)的確定 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3.2.1 確定一檔齒輪的齒數(shù) .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 3.2.2 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù) .21 3.2.3 確定其他檔位的齒數(shù) .21 3.2.4 確定倒檔齒輪的齒數(shù) . 22 3.3 齒輪變位系數(shù)的選擇 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 4 章 變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇 .,.19 4.1 齒輪的損壞原因及形式 .19 4.2 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與校核 .19 4.2.1 齒輪彎曲強(qiáng)度計(jì)算 .19 4.2.2 齒輪接觸應(yīng)力 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 5 章 變速器軸的強(qiáng)度計(jì)算與校核 .24 5.1 變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 .24 5.1.1 軸的結(jié)構(gòu) .24 5.1.2 確定軸的尺寸 .24 5.2 軸的 校核 .25 5.2.1 第一軸的強(qiáng)度與剛度校核 .25 5.2.2 第二軸的校核計(jì)算 .26 第 6 章 變速器同步器的設(shè)計(jì) .29 6.1 同步器的結(jié)構(gòu) . .29 6.2 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 .39 6.2.1 同步環(huán)錐面上的螺紋槽 .39 6.2.2 錐面半錐角 .30 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 6.2.3 摩擦錐面平均半徑 R.30 6.2.4 錐面工作長(zhǎng)度 b.31 6.2.5 同步環(huán)徑向厚度 .31 6.2.6 鎖止角 .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 6.2.7同步時(shí)間 t.錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 7 章 變速器的操縱機(jī)構(gòu) .36 結(jié)論 .38 致 謝 . .35 參考獻(xiàn) .錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 第 1 章 緒論 現(xiàn)在，每當(dāng)人們觀看 F1 大賽，總會(huì)被那種極速的感 覺(jué)所折服。此刻，大家似乎談?wù)摰米疃嗟木褪前l(fā)動(dòng)機(jī)的性能以及車(chē)手的駕駛技術(shù)。而且，不忘在自己駕車(chē)的時(shí)候體會(huì)一下極速感覺(jué)或是在買(mǎi)車(chē)的時(shí)候關(guān)注一下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，這似乎成為了橫量汽車(chē)品質(zhì)優(yōu)劣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。的確，擁有一顆“健康的買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 心”是非常重要的，因?yàn)樗莿?dòng)力的締造者。但是，掌控速度快慢的，卻是它身后的變速器。 從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車(chē)型所配置的變速器來(lái)看，主要分為：手動(dòng)變速器（ MT）、自動(dòng)變速器（ AT）、手動(dòng) /自動(dòng)變速器（ AMT）、無(wú)級(jí)變速器（ CVT）。 本次設(shè)計(jì)的課題為 三軸六檔手動(dòng)變速器 設(shè)計(jì)，該課題來(lái)源于結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際 。 本次課題研究的主要內(nèi)容是： 1.進(jìn)行變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（不包括同步器），完成標(biāo)準(zhǔn)件的選型。 2.完成強(qiáng)度計(jì)算。 3.對(duì)軸、齒輪等主要零件進(jìn)行制造工藝分析。 4.對(duì)變速器裝配工藝進(jìn)行分析，包括裝配順序、軸承游隙調(diào)整、潤(rùn)滑等 關(guān)于變速器的設(shè)計(jì)，首先要確定變速器的各檔位的傳動(dòng)比和中心距，然后計(jì)算出齒輪參數(shù)以選擇合適的齒輪并且對(duì)其進(jìn)行校核，接著是初選變速器軸與軸承并且完成對(duì)軸和軸承的校核，最終完成了變速器的零件圖和裝配圖的繪制。 本課題所設(shè)計(jì)出的變速器可以解決如下問(wèn)題： a.正確選擇變速 器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配，以保證汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性； b.設(shè)置空檔以保證汽車(chē)在必要時(shí)能將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分離；設(shè)置倒檔使汽車(chē)可以倒退行駛； c.操縱簡(jiǎn)單、方便、迅速、省力； d.傳動(dòng)效率高，工作平穩(wěn)、無(wú)噪聲； e.體小、質(zhì)輕、承載能力強(qiáng)，工作可靠； f.制造容易、成本低廉、維修方便、使用壽命長(zhǎng)； g.貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化及總成系列化等設(shè)計(jì)要求，遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 本設(shè)計(jì)是根據(jù)流行 1.8L 大眾途觀 車(chē)型而開(kāi)展的，設(shè)計(jì)中所采用的相關(guān)參數(shù)均來(lái)源于此種車(chē) 型： 主減速比： 4.782 最高時(shí)速： 190km/h 輪胎型號(hào)： 215/65R16 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： 1.8TSIEA888 最大扭矩： 250Nm 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 最大功率： 118kw 扭矩轉(zhuǎn)速： 4200r/min 第 2 章機(jī)械式變速器的概述及其方案的確定 2.1 變速器的功用和要求 變速器的功用是根據(jù)汽車(chē)在不同的行駛條件下提出的要求，改變發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和轉(zhuǎn)速，使汽車(chē)具有適合的牽引力和速度，并同時(shí)保持發(fā)動(dòng)機(jī)在最有買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 利的工況范圍內(nèi)工作。為保證汽車(chē)倒車(chē)以 及使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系能夠分離，變速器具有倒檔和空檔。在有動(dòng)力輸出需要時(shí)，還應(yīng)有功率輸出裝置。 對(duì)變速器的主要要求是： 1. 應(yīng)保證汽車(chē)具有高的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。在汽車(chē)整體設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)汽車(chē)載重量、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)及汽車(chē)使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動(dòng)比，來(lái)滿足這一要求。 2. 工作可靠，操縱輕便。汽車(chē)在行駛過(guò)程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動(dòng)跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過(guò)采用同步器和預(yù)選氣動(dòng)換檔或自動(dòng)、半自動(dòng)換檔來(lái)實(shí)現(xiàn)。 3. 重量輕、體積小。影響這一指標(biāo)的主 要參數(shù)是變速器的中心距。選用優(yōu)質(zhì)鋼材，采用合理的熱處理，設(shè)計(jì)合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。 4. 傳動(dòng)效率高。為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔。提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油都可以提高傳動(dòng)效率。 5. 噪聲小。采用斜齒輪傳動(dòng)及選擇合理的變位系數(shù)，提高制造精度和安裝剛性可減小齒輪的噪聲。 2.2 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 2.2.1 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 有級(jí)變速器與無(wú)級(jí)變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造低廉，具有高的傳動(dòng)效率（ =0.960.98），因此在各類(lèi)汽車(chē)上均 得到廣泛的應(yīng)用。 設(shè)計(jì)時(shí)首先應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的使用條件及要求確定變速器的傳動(dòng)比范圍、檔位數(shù)及各檔的傳動(dòng)比，因?yàn)樗鼈儗?duì)汽車(chē)的動(dòng)力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。 傳動(dòng)比范圍是變速器低檔傳動(dòng)比與高檔傳動(dòng)比的比值。汽車(chē)行駛的道路以上的客車(chē)為 5.08.0；越野車(chē)為 10.020.0。 通常，有級(jí)變速器具有 3、 4、 5 個(gè)前進(jìn)檔；重型載貨汽車(chē)和重型越野汽車(chē)則采用多檔變速器，其前進(jìn)檔位數(shù)多達(dá) 616個(gè)甚至 20 個(gè)。 變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)狀況愈多樣，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率與汽車(chē)質(zhì)量之比愈小，則變速器的傳動(dòng)比范圍應(yīng)愈大。目 前，轎車(chē)變速器的傳動(dòng)比范圍為 3.04.5；一般用途的貨車(chē)和輕型的功率利用效率、汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車(chē)速，從而可提高汽車(chē)的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。但采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)迅速、無(wú)聲換檔，對(duì)于多于 5 個(gè)前進(jìn)檔的變速器來(lái)買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 說(shuō)是困難的。因此，直接操縱式變速器檔位數(shù)的上限為 5檔。多于 5個(gè)前進(jìn)檔將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，或者需要加裝具有獨(dú)立操縱機(jī)構(gòu)的副變速器，后者僅用于一定行駛工況。 某些轎車(chē)和貨車(chē)的變速器，采用僅在好路和空載行駛時(shí)才使用的超速檔。采用傳動(dòng)比小于 1（ 0.70.8）的超速檔，可以更充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī) 功率，降低單位行駛里程的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，降低燃料消耗。但與傳動(dòng)比為 1的直接檔比較，采用超速檔會(huì)降低傳動(dòng)效率。 有級(jí)變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應(yīng)用。 三軸式變速器如圖 2-1所示，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來(lái)傳遞扭矩則稱(chēng)為直接檔。此時(shí)，齒輪、軸承及中 間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動(dòng)比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：處直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所下降。 兩軸式變速器如圖 2-2所示。與三軸式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊且除最到檔外其他 各檔的傳動(dòng)效率高、噪聲低。轎車(chē)多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的布置，因?yàn)檫@種布置使汽車(chē)的動(dòng)力 -傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊、操縱性好且可使汽車(chē)質(zhì)量降低 6%10%。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如圖所示，兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）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)，主減速器可用螺旋錐齒輪或雙面齒輪；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則可用圓柱齒輪，從而簡(jiǎn)化了制造工藝，降低了成本。除倒檔常用滑動(dòng)齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他檔均采用常嚙合斜齒輪傳動(dòng)；個(gè)檔的同步器多裝在第二軸上，這是因?yàn)橐粰n的主動(dòng)齒輪尺寸小，裝同步器有困難 ；而高檔 的同步器也可以裝在第一 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 軸的后端，如圖示。兩軸式變速器沒(méi)有直接檔，因此在高檔工作時(shí)，齒輪和軸承均承載，因而噪聲比較大，也增加了磨損，這是它的缺點(diǎn)。另外，低檔傳動(dòng)比取值的上限（ ig =4.04.5）也受到較大限制 ,但這一缺點(diǎn)可通過(guò)減小各檔傳動(dòng)比同時(shí)增大主減速比來(lái)取消。 有級(jí)變速器結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì) 是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒輪。后者比直齒輪有更長(zhǎng)的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。因此，在變速器中，除低檔及倒檔外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。但是在本設(shè)計(jì)中，由于倒檔齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。 由于所設(shè)計(jì)的汽車(chē)是發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)，因此采用中間軸式變速器。圖 2-3、圖 2-4、圖 2-5分別示出了幾種中間軸式四，五，六檔變速器傳動(dòng)方案。它們的共同特點(diǎn)是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接檔。 由于所設(shè)計(jì)的汽車(chē) 是發(fā)動(dòng)機(jī)前置，后輪驅(qū)動(dòng)，因此采用中間軸式變速器。圖 2-3、圖 2-4、圖 2-5分別示出了幾種中間軸式四，五，六檔變速器傳動(dòng)方案。它們的共同特點(diǎn)是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接檔。使用直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 圖 2-2 兩軸式變速器 1 第一軸； 2 第二軸； 3 同步器 不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二 軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá) 90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸，中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除一檔以外的其他檔位的換檔機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換檔，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合套換檔， 還有各檔同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。再除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。在檔數(shù)相同的條件下，各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對(duì)數(shù)，換檔方式和到檔傳動(dòng)方案上有差別。 如圖 2-3 中的中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案示例的區(qū)別：圖 2-3a、 b所示方案有四對(duì)常嚙合齒輪，倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔；圖 2-3c所示傳動(dòng)方案的二，三，四檔用常嚙合齒輪傳動(dòng)，而一檔和倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔。 圖 2-4a所示方案，除倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換檔外，其余各檔為常嚙合齒輪傳動(dòng)。圖 2-4b、 c、 d所示方案的各前進(jìn)檔，均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；圖 2-4d 圖 2-3 中間軸式四檔變速器傳動(dòng)方案 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi)，這樣布置除可以提高軸的剛度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲外，還可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個(gè)只有四個(gè)前進(jìn)檔的變速器。 圖 2-5a 所示方案中的一檔、倒檔和圖 b所示方案中的倒檔用直齒滑動(dòng) 齒輪換檔，其余各檔均用常嚙合齒輪。 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，有的檔 位用同步器換檔，有的檔位用嚙合套換檔，那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)采用中間軸式變速器，為縮短傳動(dòng)軸長(zhǎng)度， 可將變速器后端加長(zhǎng)，如圖 2-3a、 b所示。伸長(zhǎng)后的第二軸有時(shí)裝在三個(gè)支 圖 2-4 中間軸式五檔變速器傳動(dòng)方案 圖 2-5 中間軸式六檔變速器傳動(dòng)方 案 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 承上，其最后一個(gè)支承位于加長(zhǎng)的附加殼體上。如果在附加殼體內(nèi)，布置倒檔傳動(dòng)齒輪和換檔機(jī)構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。 變速器用圖 2-4c所示的多支承結(jié)構(gòu)方案，能提高軸的剛度。這時(shí)，如用在軸平面上可分開(kāi)的殼體，就能較好地解決軸和齒輪等零部件裝配困難的 問(wèn)題。圖 2-4c所示方案的高檔從動(dòng)齒輪處于懸臂狀態(tài)，同時(shí)一檔和倒檔齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里，而中間檔的同步器布置在中間軸上是這個(gè)方案的特點(diǎn)。 2.2.2.倒檔傳動(dòng)方案 圖 2-5為常見(jiàn)的倒擋布置方案。圖 2-5b 所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒擋時(shí)利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖 2-6c所示方案能獲得較大的倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖 2-6d所示方案針對(duì)前者的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖 2-6c所示方案。圖 2-6e所示方案是將中間軸上的一 ，倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。圖 2-6f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車(chē)倒擋傳動(dòng)采用圖 2-6g所示方案。其缺點(diǎn)是一，倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 本設(shè)計(jì)采用圖 2-6f所示的傳動(dòng)方案。 因?yàn)樽兯倨髟谝粨鹾偷箵豕ぷ鲿r(shí)有較大的力，所以無(wú)論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足 夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一擋的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處。 圖 2-6 變速器倒檔傳動(dòng)方案 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 2.3 變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 變速器的設(shè)計(jì)方案必需滿足使用性能、制造條件、維護(hù)方便及三化等要求。在確定變速器結(jié)構(gòu)方案時(shí)，也要考慮齒輪型式、換檔結(jié)構(gòu)型式、軸承型式、潤(rùn)滑和密封等因素。 2.3.1 齒輪型式 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓 柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。但是，在本設(shè)計(jì)中由于倒檔采用的是常嚙合方案，因此倒檔也采用斜齒輪傳動(dòng)方案，即除一檔外，均采用斜齒輪傳動(dòng)。 2.3.2 換檔結(jié)構(gòu)型式 換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。 直齒滑動(dòng)齒輪換檔的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但由于換檔不輕便、換檔時(shí)齒端面受到很大沖擊、導(dǎo)致齒輪早期損壞、滑動(dòng)花鍵磨損后易造成脫檔、噪聲大等原因， 除 一檔、倒檔外很少采用。 嚙合套換檔型式一般是配合斜齒輪傳動(dòng)使用的。由于齒輪常嚙合，因而減少了噪 聲和動(dòng)載荷，提高了齒輪的強(qiáng)度和壽命。嚙合套有分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合式，以減小軸向尺寸。結(jié)合套換檔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但還不能完全消除換檔沖擊，目前在要求不高的檔位上常被使用。 采用同步器換檔可保證齒輪在換檔時(shí)不受沖擊，使齒輪強(qiáng)度得以充分發(fā)揮，同時(shí)操縱輕便，縮短了換檔時(shí)間，從而提高了汽車(chē)的加速性、經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實(shí)現(xiàn)操縱自動(dòng)化。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質(zhì)同步環(huán)的使用壽命較短。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中 。 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 自動(dòng)脫檔是變速器的主要障礙之一。為解決這個(gè)問(wèn)題，除工藝上采取措施外，在結(jié)構(gòu)上，目前比較有效的方案有以下幾種： 1） 將嚙合套做得長(zhǎng)一些（如圖 2-7a） 或者兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開(kāi)（圖 2-7b），這樣在嚙合時(shí)使接合齒端部超過(guò)被接合齒約 13mm。使用中因接觸部分?jǐn)D壓和磨損，因而在接合齒端部形成凸肩，以阻止自動(dòng)脫檔。 2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切?。?0.30.6mm），這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動(dòng)脫檔（圖 2-8）。 3）將接合齒的工作面加工成斜齒面，形成倒錐角（一般 傾斜 2030），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力 (圖 2-9）。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效 ,采用較多。 在本設(shè)計(jì)中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。同步器的結(jié)構(gòu)如圖 2-10 所示： 圖 2-7 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施 a b 圖 2-9 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施 圖 2-8 防止自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)措施 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 第 3章 變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì) 3.1 變速器主要參數(shù)的選 3.1.1 檔數(shù)和傳動(dòng)比 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 不同類(lèi)型汽車(chē)的變 速器，其檔位數(shù)也不盡相同。轎車(chē)變速器傳動(dòng)比變化范圍較?。s為 3 4），過(guò)去常用 3個(gè)或 4個(gè)前進(jìn)檔，但近年來(lái)為了提高其動(dòng)力性尤其是燃料經(jīng)濟(jì)性，多已采用 5個(gè)前進(jìn)檔。輕型貨車(chē)變速器的傳動(dòng)比變化范圍約為 5 6，其他貨車(chē)為 7 以上，其中總質(zhì)量在 3.5t 以下者多用四檔變速器，為了降低油耗亦趨向于增加 1 個(gè)超速檔；總質(zhì)量為 3.5 l0t多用五檔變速器；大于 l0t 的多用 6個(gè)前進(jìn)檔或更多的檔位。 選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車(chē)最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著力、汽車(chē)的最低穩(wěn)定車(chē)速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考慮、確定。 a.根據(jù)汽車(chē)最大爬坡度確定 汽車(chē)爬陡坡時(shí)車(chē)速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有： m a xm a xm a x0m a x )s i nc os( mgfmgr iiTrtg e （ 3-1) 則由最大爬坡度要求的變速器檔傳動(dòng)比為： temaxrg iTmgri0max （ 3-2） 式中 m 汽車(chē)總質(zhì)量； g 重力加速度； f 道路阻力系數(shù)； max 道路最大阻力系數(shù)； max 最大爬坡要求； r 驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的滾動(dòng)半徑； maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩； 0i 主減速比； t 汽車(chē)傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率。 主減速比 i0的確定： ghaprivnrimax0377.0 (3-3) 式中 rr 車(chē)輪的滾動(dòng)半徑， m； np 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速， r/min； igh 變速器最高檔傳動(dòng)比； vamax 最高車(chē)速， km/h。 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 本課題變速器 igh=1，一般貨車(chē)的最大爬坡度約為 60%，即 max =31， f=0.02 由公式（ 3-3）得： 100377.0377.0 max0prghapr nrivnri 由公式（ 3-2）得： max=0.02cos31 +sin31 =0.532 kgnmmm eo 2 6 7 55655 5 01 5 3 065 1 99.39.04 2 0 03 7 7.02 5 0 1 0 05 3 2.0102 6 7 50m a x tem axrg iTm g ri b.根據(jù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件確定 變速器檔傳動(dòng)比為： terg iT rGi 0max2 （ 3-4） 式中 2G 汽車(chē)滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷； 道路的附著系數(shù) ，計(jì)算時(shí)取 =0.6 0.8。 因?yàn)樨涇?chē) 4 2后輪單胎滿載時(shí)后軸的軸荷分配范圍為 60% 68%所以 G2=2675 10 68 =18190N 由公式（ 3-3）和公式（ 3-4）得： 08.49.04 2 0 02 5 03 7 7.0 1 0 08.01 8 1 9 00m a x2 terg iT rGi 綜合 a和 b條件得： 3.99 ig1 4.08，取 ig1=（ 3.99+4.08） /2 4.04 變速器的 1檔傳動(dòng)比應(yīng)根據(jù)上述條件確定。變速器的最高檔一般為直接檔，有時(shí)用超速檔。中間檔的傳動(dòng)比理論上按公比為 1 1 n gng iiq （其中 n為檔位數(shù)）的幾何級(jí)數(shù)排列。 因?yàn)?32.1104.441 1 ngng iiq ，所以 ig5=q=1.32， ig4= ig5 q=1.75， ig3= ig4 q=3.389， ig2= ig3 q=3.04， 實(shí)際上與理論值略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的合理匹配。 在變速器結(jié)構(gòu)方案、檔位數(shù)和傳動(dòng)比確定后，即可進(jìn)行其他基本參數(shù)的選擇與計(jì)算。 3.1.2 中心距 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 中心距對(duì)變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。三軸式變速器的中心距 A（ mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初選： 3 maxA TKA （ 3-5） 式中 AK 中心距系數(shù)。對(duì)轎車(chē)取 8.9 9.3；對(duì)貨車(chē)取 8.6 9.6；對(duì)多檔主變速器，取 9.5 11； maxT 變速器處于檔時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩，gge iTT 1maxmax ； （ 3-6） maxeT 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， Nm； gi 變速器的檔傳動(dòng)比； g 變速器的傳動(dòng)效率，取 0.96。 由公式（ 3-6）得： gge iTT m axm ax =250 4.04 0.96=969.6N m 由公式（ 3-5）得 : mmTKA A 048.92089.886.969)3.99.8( 33 m a x 初選中心距也可以由發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩按下式直接求出： 3 maxeAe TKA （ 3-7） 式中 AeK 按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩直接求中心距時(shí)的中心距系數(shù)，對(duì)轎車(chē)取14.5 16.0，對(duì)貨車(chē)取 17.0 19.5。 由公式（ 3-7）得 : 794.100344.91250)0.165.14( 33 m a x TKA eAe mm 商用車(chē)變速器的中心距約在 65 170mm 范圍內(nèi)變化 ,初選 A=92mm 3.1.3 軸向尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定 。 六檔變速器殼體的軸向尺寸 3.03.4A。貨車(chē)變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)： 四檔 (2.22.7)A 五檔 (2.73.0)A 六檔 (3.23.5)A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。為檢測(cè)方便， A取整。 本次設(shè)計(jì)采用 6+1 手動(dòng)擋變速器，變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 器 總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。 3.1.4 齒輪參數(shù) （ 1）齒輪模數(shù) 建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，所選取的模數(shù)大小應(yīng)符合 JB111-60 規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。 第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn 3m a x0 . 4 7nem T m m（ 3-5） 其中maxeT=250Nm，可得出 mn=2.96。 一檔直齒輪的模數(shù) m 31 m a x0 .3 3mTmm （ 3-6） 通過(guò)計(jì)算 m=3.27。 同步器和嚙合套的 接合大都采用漸開(kāi)線齒形。由于制造工藝上的原因，同一變速器中的結(jié)合套模數(shù)都是相同，轎車(chē)和重輕型貨車(chē)取 23.5。本設(shè)計(jì) 3.5。 （ 2）齒形、壓力角、螺旋角和齒寬 b 汽車(chē)變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表 3-1選取。 表 3-1 汽車(chē)變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 項(xiàng)目 車(chē)型 齒形 壓力角 螺旋角 轎車(chē) 高齒并修形的齒形 14.5， 15， 16 16.5 2545 一般貨車(chē) GB156-78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形 20 2030 重型車(chē) 同上 低、倒檔齒輪 22.5 25 小螺旋角 壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；較大時(shí)可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)轎車(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪承載力，取大些。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角 取 20 ,嚙合套或同步器取 30；斜齒輪螺旋角 取 30。 應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時(shí)應(yīng)力求使中間軸上是軸向力相互抵消。為此，中間軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸和第二軸上的的斜齒輪去左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。 齒輪寬度 b的大小直接影響著齒輪的承載能力， b加大，齒的承載能力增高 。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 mAZ 291012 ZZiZZ gI 26.212 ZZcos2 )( 21 ZZmA n nmAZZ c os221 121112 ZZZZigI 輪的承載能力降低。所以，在保證齒輪的強(qiáng)度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬： 直齒 b=(4.58.0)m， mm 斜齒 b=(6.08.5)m， mm 第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長(zhǎng)度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。 3.2 各檔傳動(dòng)比及其齒輪齒數(shù)的確定 在初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù)、傳動(dòng)比 和結(jié)構(gòu)方案來(lái)分配各檔齒輪的齒數(shù)。下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明分配各檔齒數(shù)的方法。 3.2.1 確定一檔齒輪的齒數(shù) 為了確定 Z11和 Z12的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 Z : 其中 A =92mm、 m =3.5；故有 53Z 。 當(dāng)三軸式的變速器 9.35.3gIi時(shí)，則 范圍內(nèi)選擇可在 171510Z，此處取 12Z =19，則可得出11Z=34。 上面根據(jù)初選的 A 及 m 計(jì)算出的 Z 可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從公式看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從 Z 及齒輪變位系數(shù)反過(guò)來(lái)計(jì)算中心距A，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。 這里 Z 修正為 53，則根據(jù)公式反推出 A=92.75mm。 3.2.2 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù) 由公式求出常嚙合齒輪的傳動(dòng)比 由已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)可確定 而常嚙合齒輪的中心距與 一檔齒輪的中心距相等 由此可得： 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 買(mǎi)文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢(xún) QQ414951605 4gIi10912 ZZZZig 36.1109 ZZnmAZ cos21214151513 ZZZZZZigr )(21 1514 ZZm n )(21 1513 ZZA 04.3gi41gi 11.32 gi 318.23 gi 731.14 gi38.15 gi 16 gi而根據(jù)已求得的數(shù)據(jù)可計(jì)算出： 5521 ZZ。 聯(lián)立可得： 1Z =17、 2Z =38。 則根據(jù)公式可計(jì)算出一檔實(shí)際傳動(dòng)比為： 。 3.2.3 確定其他檔位的齒數(shù)