機(jī)械式六檔變速器設(shè)計(jì)說明書含10張CAD圖紙

1、摘要變速器是汽車傳動(dòng)系中的主要部件之一。主要用來改變發(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的實(shí)際利用性能。變速器由變 速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)兩部份組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn) 距和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機(jī)構(gòu)的主要作用是控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變速器 傳動(dòng)比的改變，即實(shí)現(xiàn)換擋，以達(dá)到變速變距。本題目主要迸行轎車三軸六 擋機(jī)械式變速器的設(shè)計(jì)，包括變速器的整體結(jié)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)部份的設(shè)計(jì)，并 進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與校核。通過設(shè)計(jì)與校核，該變速器主要結(jié)構(gòu)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、 零件強(qiáng)度也達(dá)到了利用要求。汽車變速器是通過改變傳動(dòng)比，改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸 的轉(zhuǎn)拒，適應(yīng)在起步、加速、行駛和克服各類道路阻礙

2、等不同行駛條件下對驅(qū)動(dòng) 車輪牽引力尺車速不同要求的需要。通俗上分為手動(dòng)變速器(MQ,自動(dòng)變速器 (AT),手動(dòng)/自動(dòng)變速器，無級式變速器。汽車變速器一般由前箱體和后箱體 組成。關(guān)鍵詞：機(jī)械式變速器、三軸六扌當(dāng)、傳動(dòng)比、齒輪AbstractTransmission in the automotive transmission lines, one of the most important used to change the engine drhnng wheel on the spread of torque and speed. Transmission speed by a variab

3、le speed transmission and control mechanism ofof two parts The main role of the variable-speed transmission is to change the value of torque and rotational speed and direction; manipulation of the orgailizatioxrs main role is to control the transmission mechanism, transmission gear ratio to achieve

4、the exchange, that is, to achieve shift inorder to achieve： variable-speed pitch. This subject, mainly for automotive six-axis mechanical transmission gear structural design, including the gear drive parts, control of part of the, etc., and the associated calculation and verification, through the de

5、sign and verification,The main structure of the transmission line design standards, parts intensity reached the use transmission is by changing the transmission ratio, the engine crankshaft in turn refused to chan使 and adapt at the start, acceleration, road traffic and to overcome the obstacle of di

6、fferent driving c()n&lions and speed of the drive wheel traction with different demands and needs. Popular divided into manual transmission (MT), automatic transmission (AT), manual / automatic transmission, noil-stage transmission. Automotive Transmission usually after the f()rmcr cabinet and cabin

7、et composition.Keywords:Traiismission,Axis 6 block,gear ratio,gear wheel（說明書含80頁）需要整套聯(lián)系注:此說明書含部份內(nèi)容，需要完整版聯(lián)系目錄摘要 .1Abstract.1109 KB第二軸一檔齒輪.的g kutoCAIi 圖形99 KB中間軸.dwg AutoCAD 圈形 119 KB二檔從動(dòng)齒輪 AutoCAD 因形 DWG g6 13麥速器換檔叉夾具總 裝閣.dwAutoCAH第二軸.dwg AutoCAD 因形 146 KE惡件國.dwgAutoCAD 因形80 KB508 KI：ton檔趙途林四1四欄舟紐|連B

8、五fi1一L.0.S2110.D0.5八BZ.50433.S2三a90201627IS1176a n-7580.76550SS5915K 15-n.s3030(11- a607065705080so二 606$60706060三5060506060707070四n606060606070五檔W一SOiL -75*70注 K.氏；頁發(fā)動(dòng)機(jī)量大扭矩 N tns G.Nt aib kN.計(jì)算各檔的支承反力。按下式計(jì)算各檔的當(dāng)量軸承載荷：P = XFr+KF1a式中：F FT T-軸承徑向分力。人-軸承的軸向分力。X -徑向系數(shù)。Y -軸向系數(shù)。按路程系數(shù)九計(jì)算軸承的總當(dāng)量載荷P Pm m o路程系數(shù)

9、能夠依照上表選取。 用各軸承的當(dāng)量總載荷P Pnini和承載容量C按下式計(jì)算其壽命L。對于滾珠軸承二3 ,對滾柱軸承取 =-。3 應(yīng)當(dāng)保證其計(jì)算值知足汽車對于軸承利用壽命的要求。 中間軸時(shí)軸承的受力一檔時(shí)：F AVNFHB對A取矩得:FBH簾 x 194- 你 x 156060.577 xl94-2205.87 x 15243243對A取矩得:FBT計(jì)算載荷叫二 f fM M -7；max 二 x 315150 二 157575 N-mm ；_ 2M&COS0 _ 2x157575 xcos26.r. I 二 - -二 -二 X;H Hd d20 x3.25c c F F( tan a an

10、n 4353 .903 x tan 20Frl 二-二 -二 N :cos p pcos 26.104Ffll = Ffltan/? = 二 N；F；2 二 N； Fr2 = N；ZCT7 FHA圖中間軸一擋軸經(jīng)受力示用意圖水平面內(nèi):垂直面內(nèi):齢5+你 x + F,2X194- -二 N243對于軸承g(shù)二晉查下表矢介于之間供1055.234221.54eS /o 一般Q二68。a =6時(shí)，摩擦力 矩較大，但在錐面的表面粗糙度控制不嚴(yán)時(shí)，則有粘著和咬住的偏向；在 a=7a=7時(shí)就很少出現(xiàn)咬住現(xiàn)象。本次設(shè)計(jì)中釆用的錐角均為取7。（3）摩擦錐面平均半徑RR設(shè)計(jì)得越大，則摩擦力矩越大。R往往受結(jié)構(gòu)限制

11、，包括變速器中心距 及相關(guān)零件的尺寸和布置的限制，和R取大以后還會影響到同步環(huán)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。本次設(shè)計(jì)中釆用的R為5060mm。（4）錐面工作長度b縮短錐面工作長度，便使變速器的軸向長度縮短，但同時(shí)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(shè)計(jì)中考慮到降低本錢取相同的b取5mm。（5）同步環(huán)徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環(huán)的徑向厚度要受機(jī)構(gòu)布置上的限制， 包括變速器中心距及相關(guān)零件專門是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取 很厚，可是同步環(huán)的徑向厚度必需保證同步環(huán)有足夠的強(qiáng)度。轎車同步環(huán)厚度比貨車小些，應(yīng)選用鍛

12、件或精密鍛造工藝加工制成，可 提高材料的屈服強(qiáng)度和疲勞壽命。貨車同步環(huán)可用壓鑄加工。段造時(shí)選用鐳 黃銅等材料。有的變速器用高強(qiáng)度，高耐磨性的鋼配合的摩擦副，即在鋼質(zhì) 或球墨鑄鐵同步環(huán)的錐面上噴鍍一層鋁（厚約），使其摩擦因數(shù)在鋼與銅合 金摩擦副范圉內(nèi)，而耐磨性和強(qiáng)度有顯著提高。也有的同步環(huán)是在銅環(huán)基體 的錐空表面噴上厚的鉗制成。噴鈕環(huán)的壽命是銅環(huán)的23倍。以鋼質(zhì)為基 體的同步環(huán)不僅能夠節(jié)約銅，還能夠提高同步環(huán)的強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)中同步器徑向?qū)挾热　＃?）鎖止角0鎖止角0選取的正確，能夠保證只有在換擋的兩個(gè)部份之間角速度差達(dá) 到零值才能進(jìn)行換擋。影響鎖止角0選取的因素，主要有摩擦因數(shù)/、擦錐 面的平均半

13、徑R、鎖止面平均半徑和錐面半錐角Q。已有結(jié)構(gòu)的鎖止角在 2646范圍內(nèi)轉(zhuǎn)變。本次設(shè)計(jì)鎖止角0取30。（7）同步時(shí)刻t同步器工作時(shí)，要連接的兩個(gè)部份達(dá)到同步的時(shí)刻越短越好。除去同步 器的結(jié)構(gòu)尺寸，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對同步時(shí)刻有影響之外，變速器輸入軸，輸出軸的角速度差及作用在同步器摩擦追面上的軸向力，均對同步時(shí)刻有影響。軸向 力大，同步時(shí)刻減少。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關(guān)，不同車型 要求作用得手柄上的力也不相同。為此，同步時(shí)刻與車型有關(guān)，計(jì)算時(shí)可在 下屬范圍內(nèi)選?。簩I車變速器高擋取，低擋?。粚ω涇囎兯倨鞲邠跞? 低擋取。本章小結(jié)通過對變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(jì)，大體肯定了本變速器 的結(jié)

14、構(gòu)?？隙俗兯倨鞯膿鯏?shù)、中心距及齒輪大體參數(shù)，并對所設(shè)汁選用的齒輪、 軸、軸承等進(jìn)行了相關(guān)校核，通過反復(fù)比對校核大體肯定了齒輪與軸的各項(xiàng) 具體參數(shù)。另外對同步器的大體尺寸進(jìn)行了計(jì)算選取。第4章操作機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)的功用變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用是保證各擋齒輪、嚙合或同步器移動(dòng)規(guī)定的距離， 以取得要求的擋位，而且乂不允許兩個(gè)擋位的齒輪、嚙合套或同步器同時(shí)掛上 擋。變速器的工作與操縱機(jī)構(gòu)有專門大關(guān)系，往往因操縱機(jī)構(gòu)不好設(shè)計(jì)，發(fā)生掛擋困難或掛不上擋的情形。而且換擋占駕駛員專門大一部份勞動(dòng)量，所以， 如何使操縱機(jī)構(gòu)輕便化、自動(dòng)化是很重要的問題。換擋位置圖設(shè)訃操縱機(jī)構(gòu)第一要肯定換擋位置。換擋位置圖的肯定主要從換擋

15、方便考 慮。為此，應(yīng)注意以上三點(diǎn)：(1)按換擋順序來排列；(2)將常常利用擋放在中間位置，其它擋放在兩邊；(3)為了避免誤掛倒擋，往往將倒擋放在最鼎邊的位置，有時(shí)和工擋組成 一排。但往往受變速器結(jié)構(gòu)方案的限制，不能取得最方便的換擋程序。圖表示 了兒種常見的變速器換擋位置圖。變速桿的布置(1)直接操縱手動(dòng)換擋變速器當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅周圉，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依 托駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動(dòng)換擋變速器，稱為直接操 縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已取得普遍應(yīng)用。最近兒年來，單軌式 操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其長處是減少了變速義軸，各擋同用一組自鎖裝置，因此 使操縱機(jī)構(gòu)

16、簡化，但它要求各擋換擋行程相等。遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)躺變速器平頭式汽車或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車的變速器，受整體布置限制變速器 距駕駛員座位較遠(yuǎn)，這時(shí)需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動(dòng)件，換擋手力通過這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動(dòng)換擋變速器稱為遠(yuǎn)距離操縱手 動(dòng)換擋變速器。4.4.1鎖止裝置(1)互鎖裝置互鎖裝置是保證移動(dòng)某一變速義軸時(shí)，其它變速桿義軸互被鎖住，互鎖裝 置的結(jié)構(gòu)主要有以下兒種：互鎖銷式圖時(shí)汽車上用得最普遍的一種機(jī)構(gòu)。在相鄰兩變速叉軸之間各有一個(gè)互鎖 銷2,其長度為12?；ユi銷的兩頭能夠進(jìn)入相鄰變速義軸的側(cè)面凹臼內(nèi)，以鎖 住那個(gè)變速義軸。凹臼深度為h。自內(nèi)構(gòu)建一個(gè)變速叉軸的雙側(cè)都有

17、互鎖凹臼而 且是彼此對著的，在此變速義軸內(nèi)有瞳孔把兩個(gè)凹臼連通?？變?nèi)裝有一個(gè)頂銷1, 其長度為11。如變速叉軸直徑為D,變速義軸的中心距為A,則彼其間存在如下 的關(guān)系：ll=D-h； 12二A-D+h3圖互鎖裝置圖擺動(dòng)鎖塊式互鎖裝置從上面的尺寸關(guān)系能夠看出，每當(dāng)有空擋位置推動(dòng)任一根變速義軸時(shí)，其 它兩根變速義軸即被鎖止在空擋位置。從而避免了同時(shí)掛入兩個(gè)工作擋。本次 設(shè)訃中我將銷改變成鋼球，運(yùn)用鎖球式，用彈簧推動(dòng)鋼球的運(yùn)動(dòng)，其原理和互 鎖銷式相同。擺動(dòng)鎖塊式圖為擺動(dòng)鎖塊式互鎖裝置工作示用意。鎖塊用同心軸螺釘安裝在蓋體上，并可繞螺釘軸線自山轉(zhuǎn)動(dòng)。變速桿頭置于鎖塊槽內(nèi)，選擋時(shí)變速桿擺動(dòng)鎖塊選 入某一

18、變速義軸槽內(nèi)，現(xiàn)在，鎖塊的一個(gè)或兩個(gè)突起部份A擋住其它兩個(gè)變速 義軸槽以保證換擋時(shí)不能同時(shí)掛入兩個(gè)擋。轉(zhuǎn)動(dòng)鎖環(huán)式。圖為與上述鎖塊機(jī)構(gòu) 原理相似的轉(zhuǎn)動(dòng)鎖環(huán)式互鎖裝置。變速桿桿頭置于鎖環(huán)中，索環(huán)板可繞A軸轉(zhuǎn) 動(dòng)。選擋時(shí)變速桿轉(zhuǎn)動(dòng)鎖環(huán)板選入某一變速叉軸槽內(nèi)，現(xiàn)在，鎖環(huán)板的一個(gè)或 兩個(gè)鉗爪擋住其它兩個(gè)變速叉軸，以保證互鎖作用。（2）三向鎖銷式圖為三向鎖銷式互鎖裝置。左右兩塊鎖塊各與兩個(gè)擋的變速義相連。每一 個(gè)鎖板可繞A軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)換入一擋時(shí)山于三向鎖銷的作用，其它兩個(gè)鎖板不能 不能轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)互鎖。圖轉(zhuǎn)動(dòng)鎖環(huán)式互鎖裝巻圖三向鎖銷式互鎖裝（3）自鎖裝置自鎖裝置的作用是定位，避免因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而

19、致脫擋， 保證嚙合齒輪以全齒長進(jìn)行嚙合，并使駕駛員乂換入擋位的感覺。定位作用是 通過自鎖裝置中的彈簧將鋼球壓入變速叉軸的凹臼中實(shí)現(xiàn)的。變速義軸凹臼間 的距離時(shí)山掛擋齒輪的移動(dòng)距離來肯定的。當(dāng)鋼球落在凹臼中時(shí)，中型貨車的 彈簧壓力一般有100150N,推動(dòng)變速義軸的力約為200250N。（4）倒擋鎖裝置在汽車行駛進(jìn)程中，為了避免誤掛倒擋，以致造成安全事故和損壞傳動(dòng)系, 在操縱機(jī)構(gòu)中都設(shè)有倒擋鎖或倒擋安全裝置。圖位倒擋安全裝置。通常裝在變 速器蓋上，當(dāng)變速器桿頭接觸安全裝置開始換倒擋時(shí)，山于彈簧或定位鋼球的作用阻力專門大，使駕駛員產(chǎn)生明顯的手感。圖（b）所示裝置比（3）為宜。 換倒擋時(shí)第一要克服定

20、位鋼球的阻力，然后再克服阻力彈簧，阻力先大后小， 手感比較明顯，乂便于操縱?；蛑挥袖撉颍朔撉蜃枇?，手感力消失，換 擋輕便。圖（a）所示裝置只有彈簧阻力，阻力先小后大，開始時(shí)手感不明顯至 掛倒擋時(shí)彈簧阻力有專門大，不便于操縱。圖倒擋安全裝置第5章結(jié)論在本次畢業(yè)設(shè)訃中，山于設(shè)訃的題U主題以前接觸的不是很多，對汽車方 面的知識比較少，故在設(shè)計(jì)的初期階段主如果對汽車方面的知識的了解。對變 速器的現(xiàn)狀作了大量的搜集工作，和對變速器的進(jìn)展趨勢進(jìn)行了了解。由于本 次設(shè)計(jì)的項(xiàng)LI在國內(nèi)外都是和成熟的技術(shù) 這是設(shè)計(jì)的LI的是為了了解現(xiàn)代設(shè) 計(jì)方式、設(shè)計(jì)進(jìn)程和一些設(shè)計(jì)理念。咱們在這次設(shè)計(jì)中參考了一些比較好的

21、設(shè) 計(jì)資料再從中做了一些修改。這次設(shè)計(jì)中的主要工作運(yùn)用AutoCAD繪制變速器 (b)的總裝圖我在設(shè)計(jì)進(jìn)程中采用了一邊設(shè)計(jì)一邊計(jì)算，主如果對變速器的兩大主 要元件一軸和齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。在機(jī)械式變速器中，這兩大元件對變速器的工 作起了主要作用通過改變齒輪組的嚙合組合的不同從而改變了傳動(dòng)轉(zhuǎn)速。在設(shè) 計(jì)進(jìn)程中通過運(yùn)用材料力學(xué)的知識，對軸和齒輪進(jìn)行了力學(xué)分析、校核計(jì)算和 選擇合理的材料和熱處置方式。基于其具體車型與利用條件，主要對本變速箱的結(jié)構(gòu)與大體零部件進(jìn)行 了設(shè)計(jì)，包括齒輪傳動(dòng)部份、操縱機(jī)構(gòu)部份等，并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算與校核。本 變速器選用三軸六擋形式，采用鎖環(huán)式同步器換擋。所設(shè)計(jì)的齒輪、軸及選用 的

22、齒輪結(jié)構(gòu)均符合要求，其強(qiáng)度通過核算也知足要求。本變速器的特點(diǎn)是：扭矩轉(zhuǎn)變范圍大能夠知足不同的工況要求，結(jié)構(gòu)簡 單，易于生產(chǎn)、利用和維修，價(jià)錢低廉，而且采用結(jié)合套換擋，能夠使變速 器換擋平穩(wěn)，噪聲降低，輪齒不易損壞。在設(shè)計(jì)中采用了 6+1擋手動(dòng)變速器， 通過較大的變速器傳動(dòng)比轉(zhuǎn)變范圍，能夠知足汽車在不同的工況下的要求， 從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求；變速器換擋時(shí)用結(jié)合套，雖然增加了本 錢，可是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)。致謝轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)四年專門快就要結(jié)束了。而作為大學(xué)學(xué)習(xí)生活的最后一個(gè) 環(huán)節(jié)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也將接近尾聲。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我不但鞏固了以前所 學(xué)的知識，還從中學(xué)到了很

23、多新的東西，尤其是對汽車設(shè)計(jì)和汽車構(gòu) 造這兩門課程中的知識有了更深的理解。在這里，我向那些在這四年里給于過我龐大幫忙的老師和同窗們表示衷心的感激。在這次設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，指導(dǎo)老師一直都關(guān)注著我的每一步進(jìn)展，并給了 我很多好的意見和建議，同時(shí)也對我提出了嚴(yán)格的要求。我之所以能很順利 地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，這與丁老師的指導(dǎo)是分不開的，在此，我對他表示感 激。另外，平時(shí)碰到困難的時(shí)候，汽車工程系的老師們也給了我很多幫忙。 我也要向他們表示感激。參考文獻(xiàn)1郭新華.汽車構(gòu)造.北京：高等教育出版社，2004： 2552892劉惟信.汽車設(shè)計(jì).北京：清華大學(xué)出版社，2001： 1582003陳家瑞.汽車構(gòu)造.笫二

24、版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005： 40614陳殿云.張淑芬.楊民獻(xiàn).工程力學(xué).蘭州：蘭州大學(xué)出版設(shè)，2003：1821965葛志祺.簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊.北京：冶金工業(yè)出版社，1985： 1416, 1131156濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).第七版.北京：高等教育出版社，2005：1842237王昆.何小柏.汪信遠(yuǎn).課程設(shè)計(jì)手冊.北京：高等教育出版社，1995：47 498侯洪生.王秀英.機(jī)械工程圖學(xué).北京：科學(xué)出版社，2001： 2253339張文春.汽車?yán)碚?北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005： 708310彭文生.張志明.黃華梁.機(jī)械設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，2002：96 13811董

25、寶承.汽車底盤北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004： 328112陳煥江，徐雙應(yīng).交通運(yùn)輸專業(yè)英語.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002： 20 3013劉鴻文.簡明材料力學(xué).北京：高等教育出版社，1997： 25425914周一明.毛恩榮.車輛人機(jī)工程學(xué).北京：北京理工大學(xué)出版社，1999： 15417415（美）J.厄爾賈維克.汽車手動(dòng)變速器和變速驅(qū)動(dòng)橋.北京：機(jī)械工業(yè)出 版社，1998： 496516Joohyung Kim Dukhwan Sung,Changsung Seok and Hyunsoo Kim.Development of Shift Feeling Simulator for a

26、 Manual Transmission SAE2002.附錄變速箱齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：由于汽車變速箱各擋齒輪的工作情形是不相同的，所以按齒輪受力、轉(zhuǎn) 速、噪聲要求等情形，應(yīng)該將它們分為高擋工作區(qū)和低擋工作區(qū)兩大類。齒 輪的變位系數(shù)、壓力角、螺旋角、模數(shù)和齒頂高系數(shù)等都應(yīng)該按這兩個(gè)工作 區(qū)進(jìn)行不同的選擇。高擋工作區(qū)：一般是指三、四、五擋齒輪，它們在那個(gè)區(qū)內(nèi)的工作特點(diǎn) 是行車?yán)寐瘦^高，因?yàn)樗鼈兪瞧嚨慕?jīng)濟(jì)性擋位。在高擋工作區(qū)內(nèi)的齒輪 轉(zhuǎn)速都比較高，因此容易產(chǎn)生較大的噪聲，專門是增速傳動(dòng)，可是它們的受 力卻很小，強(qiáng)度應(yīng)力值都比較低，所以強(qiáng)度裕量較大，即便減弱一些小齒輪 的強(qiáng)度，齒輪匹配壽命也在適用的

27、范圉內(nèi)。因此，在高擋工作區(qū)內(nèi)齒輪的主 要設(shè)計(jì)要求是降低噪聲和保證其傳動(dòng)平穩(wěn)，而強(qiáng)度只是第二位的因素。低擋工作區(qū)：一般是指一、二、倒擋齒輪，它們在那個(gè)區(qū)內(nèi)的工作特點(diǎn) 是行車?yán)寐实停ぷ鲿r(shí)刻短，而且它們的轉(zhuǎn)速比較低，因此山于轉(zhuǎn)速而產(chǎn) 生的噪聲比較小。可是它們所傳遞的力矩卻比較大，輪齒的應(yīng)力值比較高。 所以低擋區(qū)齒輪的主要設(shè)計(jì)要求是提高強(qiáng)度，而降低噪聲卻是次要的。在高擋工作區(qū)，通過選用較小的模數(shù)、較小的壓力角、較大的螺旋角、 較小的正角度變位系數(shù)和較大的齒頂高系數(shù)。通過控制滑動(dòng)比的噪聲指標(biāo)和 控制摩擦力的噪聲指標(biāo)和合理選用總重合度系數(shù)、合理分派端面重合度和軸 向重合度，以知足現(xiàn)代變速箱的設(shè)計(jì)要求，

28、達(dá)到降低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)的最佳 效果。而在低擋工作區(qū)，通過選用較大的模數(shù)、較大的壓力角、較小的螺旋 角、較大的正角度變位系數(shù)和較小的齒頂高系數(shù)，來增大低擋齒輪的彎曲強(qiáng) 度，以知足汽車變速箱低擋齒輪的低速大扭矩的強(qiáng)度要求。以下將具體論述 如何合理選擇這些設(shè)計(jì)參數(shù)。變速箱各擋齒輪大體參數(shù)的選擇：一、合理選用模數(shù)：模數(shù)是齒輪的一個(gè)重要大體參數(shù)，模數(shù)越大，齒厚也就越大，齒輪的彎 曲強(qiáng)度也越大，它的承載能力也就越大。反之模數(shù)越小，齒厚就會變薄，齒 輪的彎曲強(qiáng)度也就越小。對于低速擋的齒輪，由于轉(zhuǎn)速低、扭矩大，齒輪的 彎曲應(yīng)力比較大，所以需選用較大的模數(shù)，以保證其強(qiáng)度要求。而高速擋齒 輪，曲于轉(zhuǎn)速高、扭矩小，

29、齒輪的彎曲應(yīng)力比較小，所以在保證齒輪彎曲強(qiáng) 度的前提下，一般選用較小的模數(shù)，如此就可以夠增加齒輪的齒數(shù)，以取得 較大的重合度，從而達(dá)到降低噪聲的目的。在現(xiàn)代變速箱設(shè)計(jì)中，各擋齒輪模數(shù)的選擇是不同的。例如，某變速箱 一擋齒輪到五擋齒輪的模數(shù)別離是：；3：； 2；從而改變了過去模數(shù)相同或模數(shù)拉不開的狀況。二、合理選用壓力角：當(dāng)一個(gè)齒輪的模數(shù)和齒數(shù)肯定了，齒輪的分度圓直徑也就肯定了，而齒 輪的漸開線齒形取決于基圓的大小，基圓大小乂受到壓力角的影響。對于同 一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。當(dāng)壓力角越 大時(shí)，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會變厚，齒面曲率 半徑增大，

30、從而能夠提高輪齒的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度。當(dāng)減小壓力角時(shí)，基 圓直徑就會變大，齒形漸開線就會變的平直一些，齒根變薄，齒面的曲率半 徑變小，從而使得輪齒的彎曲強(qiáng)度和接觸強(qiáng)度均會下降，可是隨著壓力角的 減小，可增加齒輪的重合度，減小輪齒的剛度，而且能夠減小進(jìn)入和退出嚙 合時(shí)的動(dòng)載荷，所有這些都有利于降低噪聲。因此，對于低速擋齒輪，常采 用較大的壓力角，以知足其強(qiáng)度要求；而高速擋齒輪常釆用較小的壓力角， 以知足其降低噪聲的要求。例如：某一齒輪模數(shù)為3,齒數(shù)為30,當(dāng)壓力角為度時(shí)基圓齒厚為；當(dāng) 壓力角為25度時(shí)，基圓齒厚為；其基圓齒厚增加了 25%左右，所以增大壓力 角能夠增加其彎曲強(qiáng)度。3、合理選用螺旋

31、角：與直齒輪相較，斜齒輪具有傳動(dòng)平穩(wěn)，重合度大，沖擊小和噪聲小等長 處。此刻的變速箱由于帶同步器，換擋時(shí)再也不直接移動(dòng)一個(gè)齒輪與另一個(gè) 齒輪嚙合，而是所有的齒輪都相嚙合，如此就給利用斜齒輪帶來方便，因此 帶同步器的變速箱大多都利用斜齒輪。山于斜齒輪的特點(diǎn)，決定了整個(gè)齒寬不是同時(shí)全數(shù)進(jìn)入嚙合的，而是先 由輪齒的一端進(jìn)入嚙合，隨著輪齒的傳動(dòng)，沿齒寬方向逐漸進(jìn)入嚙合，直到 全數(shù)齒寬都進(jìn)入嚙合，所以斜齒輪的實(shí)際嚙合區(qū)域比直齒輪的大。當(dāng)齒寬一 按時(shí)，斜齒輪的重合度隨螺旋角增加而增加。承載能力也就越強(qiáng)，平穩(wěn)性也 就越好。從理論上講，螺旋角越大越好，但螺旋角增大，會使軸向分力也增 大，從而使得傳遞效率降低了

32、。在現(xiàn)代變速箱的設(shè)計(jì)中，為了保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性、低噪聲和少?zèng)_擊, 所有齒輪都要選擇較大的螺旋角，一般都在30左右。對于高速擋齒輪由于轉(zhuǎn)速較高，要求平穩(wěn)，少?zèng)_擊，低噪聲，因此采用小模數(shù)，大螺旋角；而低 速擋齒輪則用較大模數(shù)，較小螺旋角。4、合理選用正角度變位：對于具有良好潤滑條件的硬齒面齒輪傳動(dòng)，一般以為其主要危險(xiǎn)是在循 環(huán)交變應(yīng)力作用下，齒根的疲勞裂紋逐漸擴(kuò)張?jiān)斐升X根斷裂而失效。變速箱 中齒輪失效正是屬于這一種。為了避免輪齒折斷，應(yīng)盡可能提高齒根彎曲強(qiáng) 度，而運(yùn)用正變位，則可達(dá)到那個(gè)目的。一般悄形下，變位系數(shù)越大，齒形 系數(shù)值就越小，輪齒上彎曲應(yīng)力越小，輪齒彎曲強(qiáng)度就越高。在硬齒面的齒輪傳動(dòng)

33、中，齒面點(diǎn)蝕剝落也是失效原因之一。增大嚙合角， 可降低齒面間的接觸應(yīng)力和最大滑動(dòng)率，能大大提高抗點(diǎn)蝕能力。而增大嚙 合角，則必需對一副齒輪都實(shí)行正變位，如此既可提高齒面的接觸強(qiáng)度，乂 可提高齒根的彎曲強(qiáng)度，從而達(dá)到提高齒輪的承載能力效果?？墒牵瑢τ谛?齒輪傳動(dòng)，變位系數(shù)過大，乂會使輪齒總的接觸線長度縮短，反而降低其承 載能力。同時(shí)，變位系數(shù)越大，山于齒頂圓要隨之增大，其齒頂厚度將會變 小，這會影響齒頂?shù)膹?qiáng)度。因此在現(xiàn)代變速箱的設(shè)計(jì)中，大多數(shù)齒輪均合理采用正角度變位，以最 大限度發(fā)揮其長處。主要有以下兒個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：對于低速擋齒輪副來講，主動(dòng)齒輪的變位系數(shù)應(yīng)大于被動(dòng)齒輪的變位系 數(shù)，而對高速擋齒輪

34、副，其主動(dòng)齒輪的變位系數(shù)應(yīng)小于被動(dòng)齒輪的變位系數(shù)。主動(dòng)齒輪的變位系數(shù)隨擋位的升高而逐漸xiajiango這是因?yàn)榈蛽鯀^(qū)山于 轉(zhuǎn)速低、扭矩大，齒輪強(qiáng)度要求高，因此需采用較da的變位系數(shù)。各擋齒輪的總變位系數(shù)都是正的（屬于角變位修正），而且隨著擋位的升 高而逐漸減小?？傋兾幌禂?shù)越小，一對齒輪副的齒根總的厚度就越薄，齒根 就越弱，其抗彎強(qiáng)度就越低，可是山于輪齒的剛度減小，易于吸收沖擊振動(dòng), 故可降低噪聲。而且齒形重合度會增加，這使得單齒經(jīng)受最大載荷時(shí)的著力 點(diǎn)距齒根近，使得彎曲力矩減小，相當(dāng)于提高了齒根強(qiáng)度，這對山于齒根減 薄而消弱強(qiáng)度的因素有所抵消。所以總變位系數(shù)越大，則齒根強(qiáng)度越高，但 噪聲則有

35、可能增大。因此高速擋齒輪要選擇較小的總變位系數(shù)，而低速擋齒 輪則必需選用較大的總變位系數(shù)。五、提高齒頂高系數(shù)：齒頂高系數(shù)在傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)中，影響著重合度，在斜齒輪中主要影響端 面重合度。由端面重合度的公式可知，當(dāng)齒數(shù)和嚙合角一按時(shí)，齒頂圓壓力 角是受齒頂高系數(shù)影響的，齒頂高系數(shù)越大，齒頂圓壓力角也越大，重合度 也就越大，傳動(dòng)也就越平穩(wěn)。可是，齒頂高系數(shù)越大，齒頂厚度就會越薄， 從而影響齒頂強(qiáng)度。同時(shí)，從最少不根切齒數(shù)公式來看，齒頂高系數(shù)越大， 最少不根切齒數(shù)就會增加，不然的話，就會產(chǎn)生根切。因此，在保證不根切 和齒頂強(qiáng)度足夠的情形下，增大齒頂高系數(shù)，對于增加重合度是成心義的。因此在現(xiàn)代變速箱的設(shè)

36、計(jì)中，各擋齒輪的齒頂高系數(shù)都選擇較大的值， 一般都大于，稱為細(xì)高齒，這對降低噪聲，增加傳動(dòng)平穩(wěn)性都有明顯的效果。 對于低速擋齒輪，為了保證其具有足夠的齒根彎曲強(qiáng)度，一般選用較小的齒 頂高系數(shù)；而高速擋齒輪，為了保證其傳動(dòng)的平穩(wěn)性和低噪聲，一般選用較 大的齒頂高系數(shù)。以上是從模數(shù)、壓力角、螺旋角、變位系數(shù)和齒頂高系數(shù)這五個(gè)方面去 獨(dú)立分析齒輪設(shè)計(jì)趨勢。實(shí)際上各個(gè)參數(shù)之間是彼此影響、彼此連累的，在 選擇變速箱的參數(shù)時(shí)，既要考慮它們的優(yōu)缺點(diǎn)，乂要考慮它們之間的彼此關(guān) 系，從而以最大限度發(fā)揮其優(yōu)勢，避免短處，改善變速箱的利用性能。附錄2Gearbox design criteria:As the au

37、tomobile gearbox stall the work gear is not the same, so according to gear force, speed, noise requirements, etc., they should be divided into high and low-end work area work area two broad categories Gear modification coefficient,pressure angle, helix angle, modulus and Addendum coefficient and so

38、on should be based on the work areas of these two different optionsHigh-grade work area: usually refers to the three, four, five-speed gears, they work in this area is characterized by a higher utilization rate of traffic, because they are economical car stalls. In the high-end gear working area tha

39、n the higher speed, so easy to have a greater noise, especially the growth rate of transmission, but their force was small, the intensity of stress values are relatively low, so strength margin, so even after weaken the strength of some small gear, gear matching is also applicable within the framewo

40、rk of life. Therefore, in high gear the work of the major design requirements for the region is to reduce noise and ensure a smooth transmission, while the intensity is only the second factor.Low-grade work area: usually refers to the first, second and reverse gears, they work in this area is charac

41、terized by low utilization rate of traffic, working time is short, and their speed is relatively low, so the noise generated due to rotational speed is relatively small. But the moment they are transmitted is larger, tooth stress values are relatively high Therefore, the main gear low area design re

42、quirements is to improve the strength, while the noise reduction is secondary.In the high-end work area, through the use of smaller modulus, the smaller the pressure angle, the larger the helix angle, the smaller is the angle variable coefficient and a larger Addendum coefficient. Noise ratio by con

43、trolling the sliding friction of indicators and control of noise indicators, and a reasonable selection of the total coincidence coefficient, reasonable distribution of end-of coincidence degree and axial coincidence degree, in order to meet the design requirements of modern transmissions, to reduce

44、 the noise, transmission of the most stable good results. In the low-grade work area, through the selection of the larger modulus, the larger pressure angle, the smaller helix angle, the larger is the angle variable coefficient and a smaller Addendum coefficient,To increase the low-end gear bending

45、strength to meet the low-speed auto gearbox gear high-torque low strength requirements The following willspecifically set out what a reasonable selection of these design parametersTransmission gear basic parameters of the file options:A reasonable choice Modulus:Modulus is an important basic paramet

46、ers of gears, the greater the modulus, the greater the tooth thickness, the greater the gear bending strength, the greater its carrying capacity On the contrary modulus smaller tooth thickness will be thinner, thus the smaller the gear bending strength For the low-profile gear, due to the low rotati

47、onal speed, torque, gear bending stress relatively large, so we need to use a larger module in order to ensure its strength demands The high gear gear, due to high speed, torque is small, gear bending stress is relatively small, so ensure that the premise of gear bending strength, generally use a sm

48、aller modulus, so that you can increase the number of teeth in order to obtain a larger coincidence degreeSo as to achieve noise reduction purposesIn modern transmission design, each gear module file option is different. For example, a transmission gear to file a five-speed gear module are: ; 3; ; ;

49、 2; thus changing the modulus of the same or a module over the past few pull not open situation 2 rational selection pressure angle:When a gear tooth modulus and determined, gear pitch circle diameter also identified, while the gear involute base circle depends on the size of the base circle size of

50、 the impact angle under pressure again For the same pitch circle of gear, if it is the pressure angle of its sub-degree circle is different from the base circle is different. When the pressure angle, the larger, the base circle diameter of the smaller, more curved involute, tooth tooth root will be

51、thicker and larger radius of curvature of tooth surface, which can increase the tooth bending stre ngth and contact strength When reducing the pressure angle, the base circle diameter will be larger, the involute tooth profile will change some of the flat, tooth root thinning, tooth surface radius o

52、f curvature smaller,Which makes the tooth bending strength and contact strength will decrease, but as the pressure angle decreases, increase the degree of coincidence gears, reducing the tooth stiffness, and can reduce the time of entry and exit mesh dynamic load. All of these are beneficial to redu

53、ce the noise Therefore, for low-profile gear, often with a larger pressure angle, in order to meet the strength requirements; while the high gear gear often used a smaller pressure angle, in order to meet their noise reduction requirements.For example: a gear module 3, teeth 30, when the pressure an

54、gle of degrees tooth thickness of base circle; when the pressure angle of 25 degrees, the base circular tooth thickness of ; its base circle tooth thickness increased about 25%, so increase the pressure angle can increase its bending strength.A reasonable choice of three helix angle:Compared with th

55、e spur gear, helical gear with a transmission smooth, coincidence degree, the impact of small and low noise advantages As with the current transmission synchronizer, the shifter is no longer directly moving a gear meshing with another gear, but all of the gears are meshing phase, disturbing the conv

56、enient use of helical gears, so the transmission with a synchronizer Most of all use helical gearsBecause the characteristics of helical gears and decided the entire tooth width is not the same time, all entered the mesh, but first be entered at one end of tooth meshing with the tooth of the drive,

57、along the tooth width direction is gradually enter the mesh, until the entire tooth width have to enter into mesh, so the actual meshing helical gear spur gear than a large area When the tooth width is constant, helical gear with helix angle degree of coincidence increases Carrying capacity of the s

58、tronger, the better smoothness. In theory, the helix angle the bigger the better, but the helix angle increases, the axial pitch will also increase, making the transfer efficiency decreasedIn modern transmission design, in order to ensure smooth gear drive, low noise and low impact, all the gears sh

59、ould choose a larger helix angle, generallyin about 30 For high-speed stall speed due to a higher gear, for a stable, lowimpact, low-noise, so a small modulus, large helical angle; while low-profile gear you use a larger modulus, the smaller spiral angle.4 is a reasonable choice of the angle deforma

60、tion:For the good of the hardened gear lubrication condition is generally believed that the main danger is in the loop under the action of alternating stress, the tooth root fatigue cracks caused by the gradual expansion of the tooth root fracture and failure Transmission in gear failure is a part o