變位齒輪及變速器設(shè)計(jì)PPT課件

1、第十二章 變位齒輪及變速器設(shè)計(jì) 1 2 - 1 概 述 12-1 12-1 概 述 隨著生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的要求越來(lái)越高，隨著生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)齒輪傳動(dòng)性能的要求越來(lái)越高，標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)往往不能滿(mǎn)足某些特殊要求需要采用往往不能滿(mǎn)足某些特殊要求需要采用變位變位 齒輪傳動(dòng)齒輪傳動(dòng)，在汽車(chē)變速器中多采用變位齒輪。，在汽車(chē)變速器中多采用變位齒輪。 變速器變速器用來(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，目的是在各種行駛工況下，使汽車(chē)獲得不同的牽引力用來(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，目的是在各種行駛工況下，使汽車(chē)獲得不同的牽引力 和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。和速度，同時(shí)使發(fā)

2、動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。 1 2 - 2 變 位 齒 輪 的 功 用 1. 配湊中心距 兩對(duì)齒輪若都采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，就無(wú)法正常安裝和使用。如果可采用變兩對(duì)齒輪若都采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，就無(wú)法正常安裝和使用。如果可采用變 位齒輪就沒(méi)問(wèn)題了。位齒輪就沒(méi)問(wèn)題了。 如如C-WJ620車(chē)床的走刀箱中，軸車(chē)床的走刀箱中，軸I上的一個(gè)滑移齒輪，要分別能與軸上的一個(gè)滑移齒輪，要分別能與軸 上的兩個(gè)固定齒輪相嚙合，也就是采用三個(gè)齒輪使軸上的兩個(gè)固定齒輪相嚙合，也就是采用三個(gè)齒輪使軸得到兩種不同的轉(zhuǎn)得到兩種不同的轉(zhuǎn) 速。根據(jù)設(shè)計(jì)要求三個(gè)齒輪的齒數(shù)分別為速。根據(jù)設(shè)計(jì)要求三個(gè)齒輪的齒數(shù)分別為z1=18，z2=30， z3

3、=27， m=3mm，壓力角，壓力角=200。如果采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則它們的中心距分別為：。如果采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪，則它們的中心距分別為： mmzz m a723018 2 3 2 2112 mmzz m a5.672718 2 3 2 3113 2使結(jié)構(gòu)緊湊 此外，為了提高齒輪的強(qiáng)度和耐磨性，也常采用變位齒輪傳動(dòng)。此外，為了提高齒輪的強(qiáng)度和耐磨性，也常采用變位齒輪傳動(dòng)。 機(jī)床上供應(yīng)潤(rùn)滑油的齒輪油泵，要求結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)有足夠的供油機(jī)床上供應(yīng)潤(rùn)滑油的齒輪油泵，要求結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)有足夠的供油 量，為此應(yīng)盡量增大油泵齒輪的模數(shù)，減少齒數(shù)。采用范成法加工齒量，為此應(yīng)盡量增大油泵齒輪的模數(shù)，減少齒數(shù)。采用范成法加工齒

4、 輪當(dāng)輪當(dāng)zzmin時(shí)，輪齒將產(chǎn)生根切，對(duì)于壓力角時(shí)，輪齒將產(chǎn)生根切，對(duì)于壓力角200、齒頂高系數(shù)、齒頂高系數(shù) ha*=1的，標(biāo)準(zhǔn)齒輪的，標(biāo)準(zhǔn)齒輪zmin =17，采用變位齒輪后，油泵齒輪可做成，采用變位齒輪后，油泵齒輪可做成10個(gè)個(gè) 齒左右。齒左右。 1 2 - 3 變 位 齒 輪 的 加 工 變位齒輪變位齒輪就是一種非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。就是一種非標(biāo)準(zhǔn)齒輪。當(dāng)用齒條型刀具加工齒輪時(shí)，按當(dāng)用齒條型刀具加工齒輪時(shí)，按r r刀 刀 =r(r=r(r、分別為輪坯的分度圓半徑、角速度分別為輪坯的分度圓半徑、角速度，r r刀 刀為刀具移動(dòng)的速度 為刀具移動(dòng)的速度) ) 關(guān)系，使刀具與輪坯作范成運(yùn)動(dòng)，如果徑向進(jìn)刀

5、使刀具的中線(xiàn)關(guān)系，使刀具與輪坯作范成運(yùn)動(dòng)，如果徑向進(jìn)刀使刀具的中線(xiàn)NNNN與輪坯與輪坯 的分度圓相切的分度圓相切( (圖圖a )a )，則加工出來(lái)的齒輪就是，則加工出來(lái)的齒輪就是標(biāo)準(zhǔn)齒輪標(biāo)準(zhǔn)齒輪。如果在切齒結(jié)如果在切齒結(jié) 束時(shí)，刀具的中線(xiàn)刀刃不與輪坯的分度圓相切，則加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為束時(shí)，刀具的中線(xiàn)刀刃不與輪坯的分度圓相切，則加工出來(lái)的齒輪稱(chēng)為 徑向變位齒輪徑向變位齒輪，簡(jiǎn)稱(chēng)，簡(jiǎn)稱(chēng)變位齒輪變位齒輪。 加工變位齒輪時(shí)，刀具相對(duì)輪坯徑向加工變位齒輪時(shí)，刀具相對(duì)輪坯徑向 移動(dòng)的距離移動(dòng)的距離X X稱(chēng)為稱(chēng)為通常用一系通常用一系 數(shù)數(shù)x x與模數(shù)與模數(shù)m m的乘積來(lái)表示即的乘積來(lái)表示即X Xxmxm。

6、系數(shù)系數(shù)x x稱(chēng)為稱(chēng)為，通常規(guī)定刀具通常規(guī)定刀具 中線(xiàn)離開(kāi)分度圓時(shí)中線(xiàn)離開(kāi)分度圓時(shí)( (圖圖b)b)，變位系數(shù)，變位系數(shù)x x 為正值為正值( (變位量變位量X X也為正值也為正值) )，即，即x x0 0， 這種變位齒輪稱(chēng)為這種變位齒輪稱(chēng)為。反之，。反之， 刀具中線(xiàn)移進(jìn)輪壞分度圓，即與分度刀具中線(xiàn)移進(jìn)輪壞分度圓，即與分度 圓相割（圖圓相割（圖c c） ，變位系數(shù)，變位系數(shù)x x為負(fù)值為負(fù)值 ( (變位量變位量X X也為負(fù)值也為負(fù)值) )，即，即x x0 0，這種，這種 變位齒輪稱(chēng)為變位齒輪稱(chēng)為。 根據(jù)上面分折可歸納為如下三點(diǎn)( (圖d)d) 1. 變位齒輪的主要參數(shù)變位齒輪的主要參數(shù)模數(shù)、齒

7、數(shù)、壓力角模數(shù)、齒數(shù)、壓力角并不改變，即與標(biāo)準(zhǔn)齒輪并不改變，即與標(biāo)準(zhǔn)齒輪 相同。相同。由此可以推論出，由此可以推論出，分度圓分度圓和和基圓基圓也與標(biāo)淮齒輪相同。也與標(biāo)淮齒輪相同。 2. 變位齒輪的某些幾何尺寸，與標(biāo)淮齒輪相比發(fā)生了變化。變位齒輪的某些幾何尺寸，與標(biāo)淮齒輪相比發(fā)生了變化。正變位齒輪的正變位齒輪的 齒頂圓增大，而齒根圓減小，同時(shí)，分度圓齒厚和齒根圓齒厚都增大，齒頂圓增大，而齒根圓減小，同時(shí)，分度圓齒厚和齒根圓齒厚都增大， 齒頂容易變尖，負(fù)變位齒輪的齒頂高減小，而齒根高增大，同時(shí)，分齒頂容易變尖，負(fù)變位齒輪的齒頂高減小，而齒根高增大，同時(shí)，分 度圓齒厚和齒根圓齒厚都減小。度圓齒厚和齒

8、根圓齒厚都減小。 3. 變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪具有相同的漸開(kāi)線(xiàn)變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪具有相同的漸開(kāi)線(xiàn)( (因基圓相同因基圓相同) )，只是其齒廓曲線(xiàn)，只是其齒廓曲線(xiàn) 取用了不同部位的漸開(kāi)線(xiàn)而已。取用了不同部位的漸開(kāi)線(xiàn)而已。 N1Q ha*m -xm N1Q= PN1sina a = rsin2a a (m z sin2a a)/2 zmin = 2 2 h*a / sin2a a min min * )( z zzh x a 2 sin 2 * a az hx a min min * min )( z zzh x a 1 2 - 4 變 位 齒 輪 傳 動(dòng) 的 幾 何 計(jì) 算 一變位齒輪的分度圓齒厚

9、圖圖12-3所示切制正變位齒輪時(shí)刀具的中線(xiàn)不與輪坯的分度圓相切而刀所示切制正變位齒輪時(shí)刀具的中線(xiàn)不與輪坯的分度圓相切而刀 具的節(jié)線(xiàn)與輪坯的分度圓相切，由于刀具節(jié)線(xiàn)上的齒槽寬比刀具中線(xiàn)上具的節(jié)線(xiàn)與輪坯的分度圓相切，由于刀具節(jié)線(xiàn)上的齒槽寬比刀具中線(xiàn)上 的齒厚寬增大了的齒厚寬增大了2ab。所以被切齒輪分度圓上的齒厚也增大了。所以被切齒輪分度圓上的齒厚也增大了2ab。由。由 abc(見(jiàn)右上方放大圖見(jiàn)右上方放大圖)可得可得ab=xmtan。由此可得正變位齒輪分度圓上。由此可得正變位齒輪分度圓上 的齒厚為：的齒厚為： a tan2 2 2 2 xmab m s 對(duì)于負(fù)變位齒輪則上式中的對(duì)于負(fù)變位齒輪則上式

10、中的x x為負(fù)值。因此，與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，為負(fù)值。因此，與標(biāo)準(zhǔn)齒輪相比，正變正變 位齒輪的分度圓齒厚增大負(fù)變位齒輪的分度圓齒厚變小位齒輪的分度圓齒厚增大負(fù)變位齒輪的分度圓齒厚變小。 ii rCCs )inv(inv2a aa a ii i ii r r r srs )inv(inv r s i a aa a 2 )( r s BOCBOB i 22 二變位齒輪的幾何關(guān)系 1嚙合角與實(shí)際中心距a的關(guān)系 變位齒輪傳動(dòng)可以滿(mǎn)足配湊中心距的要求，因此在這種情況下變位齒變位齒輪傳動(dòng)可以滿(mǎn)足配湊中心距的要求，因此在這種情況下變位齒 輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距a常與其標(biāo)準(zhǔn)中心距常與其標(biāo)準(zhǔn)中心距am(

11、z1十十z2)不相等，同時(shí)嚙不相等，同時(shí)嚙 合角合角與壓力角與壓力角也不相等，它們之間的關(guān)系滿(mǎn)足式也不相等，它們之間的關(guān)系滿(mǎn)足式 aacos cos a a 2. 中心距變動(dòng)系數(shù)y 若變位齒輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距若變位齒輪傳動(dòng)的實(shí)際中心距a a與其相應(yīng)的標(biāo)淮中心距與其相應(yīng)的標(biāo)淮中心距a a不相等，不相等， 則則a a-a-a稱(chēng)為稱(chēng)為中心距的變動(dòng)量中心距的變動(dòng)量，且用一系數(shù)，且用一系數(shù)y y與模數(shù)與模數(shù)m m的乘積來(lái)表示即的乘積來(lái)表示即 m aa y aaym 系數(shù)系數(shù)y y稱(chēng)為稱(chēng)為中心距變動(dòng)系數(shù)中心距變動(dòng)系數(shù)。由上可知，當(dāng)。由上可知，當(dāng)a aa a時(shí)，時(shí)，y y為正值；當(dāng)為正值；當(dāng)a a a a時(shí)

12、時(shí)y y為負(fù)值為負(fù)值; ;當(dāng)當(dāng)a a=a=a時(shí)，時(shí)，y=0y=0。 3. 總變位系數(shù)x=x1十x2與嚙合角 的關(guān)系 a 212211 ssesesp a a a a a ainv )(tg2 inv 21 21 zz xx 上式表明了兩齒輪在無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)嚙合角上式表明了兩齒輪在無(wú)側(cè)隙嚙合時(shí)嚙合角 與總變位系數(shù)與總變位系數(shù)x x 之間的關(guān) 之間的關(guān) 系系， a aa a invinv zz xxx tan2 21 21 a 在設(shè)計(jì)變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，如果已求得嚙合角在設(shè)計(jì)變位齒輪傳動(dòng)時(shí)，如果已求得嚙合角 ，則可利用上式求出，則可利用上式求出 總變位系數(shù)總變位系數(shù) 若若(x1+x2)=0,(x1+x2

13、)=0,則則 ，兩齒輪的節(jié)圓與分度圓重合；，兩齒輪的節(jié)圓與分度圓重合； 若若(x1+x2)0(x1+x2)0，則，則 ，兩齒輪的節(jié)圓和分度圓不重合，兩齒輪的節(jié)圓和分度圓不重合, ,分離或分離或 者相交。者相交。 a a a a a ainv )(tg2 inv 21 21 zz xx 4. 齒高變動(dòng)系數(shù)y ymzz m ymaa )( 2 21 aa mxxzz m mxxrr mxchmcmxhrr hrchrrcra aa fafa )()( 2 )( )()( 21212121 2 * 1 * 21 221121 齒頂高：mxhxmmhh aaa )( * mxchxmmcmhh aaf

14、 )( * 齒根高 y ymmxxaaym )( 21 myxhymxmmhh aaa )( * yxxy)( 21 mychhhh afa )2( * aa 5. 變位直齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算 表表12-1 12-1 變位直齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算公式變位直齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算公式( (外嚙合外嚙合) ) 1 2 - 5 變 位 齒 輪 傳 動(dòng) 的 類(lèi) 型 1零傳動(dòng) 如果一對(duì)齒輪的總變位系數(shù)等于零，即如果一對(duì)齒輪的總變位系數(shù)等于零，即x=x1+x2=0 x=x1+x2=0，則此傳動(dòng)稱(chēng)為，則此傳動(dòng)稱(chēng)為零傳動(dòng)零傳動(dòng)。 零傳動(dòng)又可分為如下兩類(lèi)。零傳動(dòng)又可分為如下兩類(lèi)。 (1)(1)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)

15、齒輪傳動(dòng) 標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)的x10、x20。由前式可知。由前式可知 0,0,yyaaaa (2)(2)高度變位齒輪傳動(dòng)高度變位齒輪傳動(dòng)( (簡(jiǎn)稱(chēng)高變位齒輪傳動(dòng)簡(jiǎn)稱(chēng)高變位齒輪傳動(dòng)) ) 若兩齒輪的變位系數(shù)若兩齒輪的變位系數(shù)=x1+x2=0，但是，但是x1=-x20，則此傳動(dòng)稱(chēng)為高度變位齒輪傳動(dòng)。，則此傳動(dòng)稱(chēng)為高度變位齒輪傳動(dòng)。 由前式可知由前式可知 0,0,yyaaaa 高變位齒輪傳動(dòng)的用途主要有以下幾方面 1) 減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸。減小齒輪機(jī)構(gòu)的尺寸。 2) 提高齒輪傳動(dòng)的承載能力。提高齒輪傳動(dòng)的承載能力。 3) 修復(fù)大齒輪。修復(fù)大齒輪。 4) 改善兩齒輪的齒面磨損情況。改善兩齒輪的

16、齒面磨損情況。 2正傳動(dòng) 若總變位系數(shù)。若總變位系數(shù)。x1+x2x1+x20 0，則此傳動(dòng)稱(chēng)為，則此傳動(dòng)稱(chēng)為正傳動(dòng)正傳動(dòng)( (也稱(chēng)為正角度變也稱(chēng)為正角度變 位齒輪傳動(dòng)位齒輪傳動(dòng)) )。由前式可知。由前式可知 0,0,yyaaaa 正傳動(dòng)主要用來(lái)配湊中心距，提高輪齒的強(qiáng)度，消除根切等。正傳動(dòng)主要用來(lái)配湊中心距，提高輪齒的強(qiáng)度，消除根切等。 3負(fù)傳動(dòng) 若總變位系數(shù)若總變位系數(shù)x1+x21，減速；，減速； i121，減速檔，且i 越大，檔位越低； i =1，直接檔； i 1，超速檔。 如捷達(dá)王五檔變速器的檔位情況如下： i1=3.455 i2=1.944 i3=1.370 i4=1.032 i5=0

17、.850 iR=3.167 本部分介紹的變速器是本部分介紹的變速器是手動(dòng)、有級(jí)、普通齒輪變速器手動(dòng)、有級(jí)、普通齒輪變速器，其基本組成，其基本組成 包括：包括： 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：改變轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的大小和旋轉(zhuǎn)方向改變轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的大小和旋轉(zhuǎn)方向 操縱機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)：控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)換檔控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)換檔 1 2 . 7 變 速 器 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是變速器的主體，按工作軸的數(shù)量變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是變速器的主體，按工作軸的數(shù)量(不包括倒檔不包括倒檔 軸軸)可分為可分為三軸式變速器三軸式變速器和和兩軸式變速器兩軸式變速器。 兩種變速器的區(qū)別主要在于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，而操縱機(jī)構(gòu)兩種變速器的

18、區(qū)別主要在于齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的不同，而操縱機(jī)構(gòu) 基本相同。基本相同。 三軸五檔變速器有五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，由殼體、第一軸（輸入 軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機(jī) 構(gòu)等幾部分組成。 在該變速器上，各軸上倒檔齒輪均為直齒園柱齒輪，采用移動(dòng)齒輪 換檔方式。其余各齒輪全部為斜齒園柱齒輪，具有傳動(dòng)平穩(wěn)的特點(diǎn)， 并且全部采用同步器換檔。 在五檔變速器中，往往將第五檔設(shè)計(jì)為超速檔。變速器處于超速檔 工況時(shí)傳動(dòng)比小于1，輸出軸比輸入軸轉(zhuǎn)得要快。 一、 三軸變速器 三軸變速器結(jié)構(gòu) 三軸變速器工作原理 轎車(chē)中間軸式四檔變速器轎車(chē)中間軸式四檔變速器 1 1第一軸；第一軸；2 2第二軸；第二軸

19、；3 3中間軸中間軸 三軸變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)三軸變速器的變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 以以EQ1092為例。為例。 1. 基本結(jié)構(gòu)基本結(jié)構(gòu) 2. 各檔傳動(dòng)路線(xiàn)各檔傳動(dòng)路線(xiàn) 這類(lèi)變速器主要由輸入和輸出兩根軸組成。與傳統(tǒng)的三軸變速 器相比，由于省去了中間軸，在一般檔位只經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪就可 以將輸入軸的動(dòng)力傳至輸出軸，所以傳動(dòng)效率要高一些；同樣 因?yàn)槿魏我粰n都要經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)，所以任何一檔的傳動(dòng)效 率又都不如三軸變速器直接檔的傳動(dòng)效率高。 二、 兩軸變速器 1. 1. 發(fā)動(dòng)機(jī)縱向布置的兩軸變速器 1) 傳動(dòng)系布置傳動(dòng)系布置 2) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 3) 各檔傳動(dòng)路線(xiàn)各檔傳動(dòng)路線(xiàn) 2. 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)橫向布置的兩軸變速器 1

20、) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 2) 動(dòng)力傳動(dòng)路線(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)路線(xiàn) a. 一檔一檔 b. 二檔二檔 c. 三檔三檔 d. 四檔四檔 e. 倒檔倒檔 3. 3. 其他二軸變速器 奧迪奧迪100 五檔變速器。五檔變速器。 三、變速器主要零件的結(jié)構(gòu)形式 1.齒輪形式 齒輪形式分為直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。兩者相比較，斜齒齒輪形式分為直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。兩者相比較，斜齒 圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)、工作時(shí)噪聲低的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)、工作時(shí)噪聲低的優(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。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。 直齒圓

21、柱齒輪僅用于低擋和倒擋。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。 2.換檔結(jié)構(gòu)型式 普通齒輪變速器的換檔方式有三種：普通齒輪變速器的換檔方式有三種： 直齒滑動(dòng)齒輪直齒滑動(dòng)齒輪 接合套接合套 同步器同步器 采用采用同步器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)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)

22、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。器中。 采用采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪軸向滑動(dòng)直齒齒輪換檔，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過(guò)換檔，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過(guò) 早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一檔、倒檔外已很少使用。 常嚙合齒輪可用移動(dòng)常嚙合齒輪可用移動(dòng)嚙合套嚙合套換檔。因承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套換檔。因承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套 不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能

23、消除換檔沖擊。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能消除換檔沖擊。目前這種換檔方法只在某些要求不高的檔 位及重型貨車(chē)變速器上應(yīng)用。位及重型貨車(chē)變速器上應(yīng)用。 使接合套與待嚙合的齒圈迅速同步，縮短換檔時(shí)間；且防止在同步前嚙使接合套與待嚙合的齒圈迅速同步，縮短換檔時(shí)間；且防止在同步前嚙 合而產(chǎn)生換檔沖擊。合而產(chǎn)生換檔沖擊。 同步器的功用 分類(lèi)：鎖環(huán)式和鎖銷(xiāo)式同步器。分類(lèi)：鎖環(huán)式和鎖銷(xiāo)式同步器。 （1） 鎖環(huán)式慣性同步器鎖環(huán)式慣性同步器 同步器的構(gòu)造與工作原理 1) 構(gòu)造構(gòu)造 2) 工作原理工作原理 a. 空檔時(shí)空檔時(shí) b. 掛檔掛檔 c. 鎖止鎖止 d. 同步掛檔同步掛檔 鎖銷(xiāo)

24、式同步器的工 作原理與鎖環(huán)式同 步器相仿，其摩擦 面為錐盤(pán)2與錐環(huán) 3的接觸面，其倒 角的位置是鎖銷(xiāo)8 與結(jié)合套5在換檔 時(shí)接觸的位置。 （2） 鎖銷(xiāo)式同步器鎖銷(xiāo)式同步器 3.變速器軸承 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、 滑動(dòng)軸套等?；瑒?dòng)軸套等。 第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)，可布置圓柱滾子軸承，若空間不第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)，可布置圓柱滾子軸承，若空間不 足則采用滾針軸承。足則采用滾針軸承。 變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，按直徑系列變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及

25、中間軸前、后軸承，按直徑系列 一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。 滾針軸承、滑動(dòng)軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有滾針軸承、滑動(dòng)軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。 1 2 - 8 變 速 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇 一、檔數(shù) 增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)越多，變速增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)越多，變速 器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換擋頻率也器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換擋頻率也 增高。增高。 擋數(shù)選擇的要

26、求：擋數(shù)選擇的要求： 1.1.相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值在相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值在1.81.8以下。以下。 2.2.高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的比值小。高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的比值小。 目前，轎車(chē)一般用目前，轎車(chē)一般用4 45 5個(gè)擋位變速器，個(gè)擋位變速器， 貨車(chē)變速器采用貨車(chē)變速器采用4 45 5個(gè)擋或多擋，多擋變個(gè)擋或多擋，多擋變 速器多用于重型貨車(chē)和越野汽車(chē)。速器多用于重型貨車(chē)和越野汽車(chē)。 二、傳動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比 的比值。的

27、比值。 傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車(chē)的最高車(chē)速和使用條傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車(chē)的最高車(chē)速和使用條 件等因素有關(guān)。件等因素有關(guān)。 目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在3 34 4之間，輕型貨車(chē)在之間，輕型貨車(chē)在5 56 6之間，其它貨之間，其它貨 車(chē)則更大。車(chē)則更大。 三、中心距A 對(duì)中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離稱(chēng)為對(duì)中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離稱(chēng)為變速器中心距變速器中心距 A A。變速器中心距是一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)變速器中心距是一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì) 量大小、輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。量大小、輪齒

28、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(lái)確定。許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。 初選中心距初選中心距A A時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 3 1maxgeA iTKA 四、外形尺寸 轎車(chē)四擋變速器殼體的軸向尺寸為（轎車(chē)四擋變速器殼體的軸向尺寸為（3.03.03.43.4）A A。貨車(chē)變速器殼體。貨車(chē)變速器殼體 的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用：的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四擋四擋 （2.22.2

29、2.72.7）A A 五擋五擋 （2.72.73.03.0）A A 六擋六擋 （3.23.23.53.5）A A 當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，應(yīng)取給出范圍的上限。當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，應(yīng)取給出范圍的上限。 五、軸的直徑 中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑d0.45Ad0.45A， 軸的最大直徑軸的最大直徑d d和支承間距離和支承間距離L L的比值，的比值， 對(duì)中間軸，對(duì)中間軸，d/L 0.16d/L 0.160.180.18， 對(duì)第二軸，對(duì)第二軸，d/L 0.18d/L 0.180.210.21。 第一軸花鍵直徑第一軸

30、花鍵直徑d d（mmmm）可按下式初選）可按下式初選 3 maxe TKd 六、齒輪參數(shù) 1模數(shù)的選取 1 1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬； 2 2）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬； 3 3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)； 4 4）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。 微型、普通級(jí)轎車(chē)微型、普通級(jí)轎車(chē) 中級(jí)轎車(chē)中級(jí)轎車(chē) 中型貨車(chē)中型貨車(chē) 重型貨車(chē)重型貨車(chē) 2.252.252.75 2

31、.752.75 2.753.00 3.53.00 3.54.5 4.54.5 4.56.0 6.0 齒輪模數(shù)選取的一般原則：齒輪模數(shù)選取的一般原則： 2壓力角 壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)， 可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度?？商岣咻嘄X的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。 對(duì)于轎車(chē)，為了降低噪聲，應(yīng)選用對(duì)于轎車(chē)，為了降低噪聲，應(yīng)選用14.514.5、1515、1616、16.516.5等小些的壓力角。等小些的壓力角。 對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用22.522.5或或2525等大些的

32、壓力角。等大些的壓力角。 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為2020，所以普遍采用的壓力角為，所以普遍采用的壓力角為2020。 嚙合套或同步器的壓力角有嚙合套或同步器的壓力角有2020、2525、3030等，普遍采用等，普遍采用3030壓力角。壓力角。 3螺旋角 齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。選用大些的螺旋齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。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。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。 隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相

33、應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于3030時(shí)，時(shí)， 其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。 斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同 時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡。時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡。 轎車(chē)變速器：轎車(chē)變速器： 兩軸式為兩軸式為20202525 ；中間軸式為；中間軸式為22223434 貨車(chē)變速器：貨車(chē)變速器：18182626 4齒寬b 齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、

34、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等 均有影響。均有影響。 選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量。但齒寬減少使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量。但齒寬減少使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn) 的優(yōu)點(diǎn)被削弱，齒輪的工作應(yīng)力增加。的優(yōu)點(diǎn)被削弱，齒輪的工作應(yīng)力增加。 選用較大的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并選用較大的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并 在齒寬方向磨損不均勻。在齒寬方向磨損不均勻。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)通常根據(jù)齒輪模數(shù)m m（mnmn）的大小來(lái)選定齒寬）的大小來(lái)選定齒寬b b： 直齒：直齒：b=Kcm

35、b=Kcm，KcKc為齒寬系數(shù)，取為為齒寬系數(shù)，取為4.54.58.0 8.0 斜齒：斜齒：b=Kcmnb=Kcmn，K cK c取為取為6.06.0 8.5 8.5 嚙合套或同步器接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為（嚙合套或同步器接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為（2 24 4）m mm m。 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)KcKc可取大些，使接觸線(xiàn)長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以可取大些，使接觸線(xiàn)長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以 提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。 5齒輪變位系數(shù)的選擇原則 1 1）配湊中心距；）配湊中心距； 2 2）提高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命；）提高齒輪

36、的強(qiáng)度和使用壽命； 3 3）降低齒輪的嚙合噪聲。）降低齒輪的嚙合噪聲。 1 1）對(duì)于高擋齒輪，應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變）對(duì)于高擋齒輪，應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變 位系數(shù)。位系數(shù)。 2 2）對(duì)于低擋齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來(lái)）對(duì)于低擋齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來(lái) 選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。 3 3）總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強(qiáng)度越低。但易于吸收沖擊振動(dòng)，噪聲要小一）總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強(qiáng)度越低。但易于吸收沖擊振動(dòng)，噪聲要小一 些。些。 七

37、、各擋齒輪齒數(shù)的分配 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳 動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。 下面以圖下面以圖12-912-9所示四擋變速器為例，說(shuō)明分配齒數(shù)的方法。所示四擋變速器為例，說(shuō)明分配齒數(shù)的方法。 1 2 - 9 變 速 器 操 縱 機(jī) 構(gòu) （1 1）換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位；）換擋時(shí)只能掛入一個(gè)擋位； （2 2）換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng)上嚙合；）換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng)上嚙合； （3 3）防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋；）防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋； （4 4）防止誤掛倒擋；）防止

38、誤掛倒擋； （5 5）換擋輕便。）換擋輕便。 根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋 和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足如下主要要求： 變速器的操縱機(jī)構(gòu)的組成 1-變速桿防塵套 2-變速桿殼體 3-自鎖彈簧 4-自鎖銷(xiāo) 5-換檔撥叉 6-齒輪 7-互鎖裝置 8-撥叉軸 9-變速器頂蓋 10-球形關(guān)節(jié) 11-變速桿 一、直接操縱式 二、遠(yuǎn)距離操縱式 三、電控自動(dòng)換擋變速器 在固定軸式機(jī)械變速器基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)和電子控制技術(shù)，在固定軸式機(jī)械變速器基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算機(jī)和電

39、子控制技術(shù)， 使之實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制使之實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制 油門(mén)踏板，汽車(chē)在行駛過(guò)程中就能自動(dòng)完成換擋時(shí)刻的判斷，自動(dòng)實(shí)油門(mén)踏板，汽車(chē)在行駛過(guò)程中就能自動(dòng)完成換擋時(shí)刻的判斷，自動(dòng)實(shí) 現(xiàn)收油門(mén)、離合器分離、選擋、換擋、離合器接合和油門(mén)等一系列動(dòng)現(xiàn)收油門(mén)、離合器分離、選擋、換擋、離合器接合和油門(mén)等一系列動(dòng) 作，使汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有所提高。其工作原理框圖見(jiàn)圖。作，使汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性有所提高。其工作原理框圖見(jiàn)圖。 對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求：對(duì)操縱機(jī)構(gòu)的要求： a) 要有要有自鎖裝置自鎖裝置，防止自動(dòng)脫檔或掛檔；，防止自動(dòng)脫檔或掛檔

40、； b) 要有要有互鎖裝置互鎖裝置，防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔位；，防止同時(shí)掛上兩個(gè)檔位； c) 要有要有倒檔鎖裝置倒檔鎖裝置，防止誤掛倒檔。，防止誤掛倒檔。 換檔鎖裝置 變速器的鎖止機(jī)構(gòu) CA1091汽車(chē)六檔變速器操縱機(jī) 構(gòu) 1-五、六檔撥叉 2-三、四檔撥叉 3-一、二檔撥塊 4-倒檔撥塊 5-一、二檔撥叉 6-倒檔撥叉 7-倒檔撥叉軸 8-一、二檔撥叉軸 9-三、四檔撥叉軸 10-五、六檔撥叉軸 11-換檔軸 12-變速桿 13-叉軸撥桿 14-五、六檔撥塊 15-自鎖彈簧 16-自鎖鋼球 17-互鎖銷(xiāo) 1. 1. 自鎖裝置 自鎖鋼球與自鎖彈簧自鎖鋼球與自鎖彈簧 齒端倒斜面齒端倒斜面 減薄齒減薄

41、齒 2. 2. 互鎖裝置 互鎖裝置 3. 3. 倒檔鎖裝置 EQ1090 倒檔鎖裝置 CVT變速箱工作原理 CVT也叫無(wú)級(jí)變速器，是汽車(chē)變速器的一種，與有級(jí)變速器的主要 區(qū)別在于：它的速比不是間斷的點(diǎn)，而是一系列連續(xù)的值，從而實(shí)現(xiàn)了 良好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和駕駛平順性，而且降低了排放和成本。 所謂無(wú)級(jí)變速，顧名思義就是在一定傳動(dòng)比范圍內(nèi)能線(xiàn)性的調(diào)節(jié)傳 動(dòng)比，理論上相當(dāng)于有無(wú)數(shù)個(gè)檔位。它的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，由兩個(gè)錐型盤(pán)和 一個(gè)鋼片鏈條組成。錐型盤(pán)就是把兩個(gè)圓錐型的盤(pán)片組合在一起形成一 個(gè)帶V型槽的驅(qū)動(dòng)盤(pán)。如下圖： 錐型盤(pán)可在液壓的推力作用下做軸向移動(dòng)，擠壓鋼片鏈條以此來(lái) 調(diào)節(jié)V型槽的寬度。當(dāng)錐型盤(pán)向內(nèi)側(cè)移動(dòng)時(shí)，鋼片鏈條在錐盤(pán)的擠壓下 向圓心以外的方向（離心方向）運(yùn)動(dòng)。這樣，鋼片鏈條帶動(dòng)