機械式六檔變速器設計

1、編號： 畢業(yè)設計（論文）說明書題 目： 機械式六檔變速器設計 院 （系）： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 劉京華 學 號： 1000110124 指導教師： 彭曉楠 職 稱： 副教授 題目類型：¨理論研究 ¨實驗研究 þ工程設計 ¨工程技術研究 ¨軟件開發(fā)2014年 5 月 26 日摘 要變速器是汽車中非常重要的組成部分。雖然機械式變速器換檔時沖擊比較大，操縱繁瑣，但其傳動效率高、生產(chǎn)制造簡單以及成本低，所以仍廣泛應用在現(xiàn)代汽車上。在變速器中增加一個檔位，由于變速器相鄰檔之間的傳動比變化更小，所以汽車換擋時的沖擊較

2、小。本文根據(jù)市場上的五檔汽車，設計一個機械式六檔變速器，依據(jù)機械設計基本原理和方法主要設計變速器的傳動機構、同步器和換擋操縱機構等,然后對齒輪和軸進行校核。關鍵詞：變速器，六檔，機械式AbstractTransmission is a very important component in automobile. Although the impact of the mechanical transmission is relatively large and has complex manipulation, but the transmission is efficient and sim

3、ple and also has a low manufacturing cost, so it is still widely used in modern vehicles. An increase in the transmission gear, because the transmission ration between adjacent transimission gear become smaller, so the impact of the shift become smaller when the car change the gears. Based on the fi

4、ve-speed car on the market, the article designs a mechanical six-speed transmission according to the mechanical design of the basic principles and methods.The design contains transmission main mechanism design, synchronizer and shift control mechanism, etc., and then check the gear and shaft.KeyWord

5、s: Transmission; six-speed; mechanical目錄引言11 變速器設計方案分析21.1 傳動結構的分析與選擇21.2 換擋結構的分析與選擇31.3 倒檔結構布置51.4 換擋操縱結構61.5 其他零部件分析和選擇92 變速器主要參數(shù)的選擇112.1 主要輸入?yún)?shù)112.2 變速器傳動比的選擇112.3 中心距初步計算132.4 齒輪參數(shù)選擇132.5齒輪齒數(shù)的分配143 變速器主要零部件的設計與計算183.1齒輪的幾何尺寸設計計算183.2 齒輪損壞的形式及原因203.3 齒輪的材料選擇和處理工藝213.4 變速器齒輪強度計算213.5 軸的結構設計與校核233.

6、6 花鍵254 同步器設計與計算274.1 同步器結構274.2 同步器工作原理284.3 同步器主要尺寸確定294.4 同步器主要參數(shù)確定315 變速器的潤滑和密封335.1 潤滑335.2 密封33結論34謝 辭35參考文獻36引言 車在不同使用場合有不同的要求，采用往復活塞式內(nèi)燃機為動力的汽車，其在實際工況下所要求的性能與發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性之間存在著較大的矛盾。例如，受到載運量、道路坡度、路面質(zhì)量、交通狀況等條件的影響，汽車所需的牽引力和車速需要在較大范圍內(nèi)變化，以適應各種使用要求；此外，汽車還需要能倒向行駛，發(fā)動機本身是不可能倒轉的，只有靠變速箱的倒擋齒輪來實現(xiàn)。上述發(fā)動機牽引力、

7、轉速、轉向與汽車牽引力、車速、行駛方向等之間的矛盾，單靠發(fā)動機本身是難以解決的，車用變速器應運而生，它與發(fā)動機匹配，通過多擋位切換，可以使驅(qū)動輪的扭矩增大到發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的幾分之一。變速器是汽車非常重要配置，它對汽車的操控性、舒適性以及燃油經(jīng)濟性都起到很重要的作用，它占汽車制造成本的 7%。隨著我國汽車消費者對汽車認識的不斷提升，變速器已經(jīng)開始影響消費者的購車觀念。在過去的幾十年我國主要致力于研究開發(fā)發(fā)動機技術，而變速器已是現(xiàn)在的研發(fā)熱點?，F(xiàn)在市場上主要的幾種變速器是手自一體變速器（AMT）、自動變速器（AT）、無級變速變速器（CVT）和雙離合變速器（DC

8、T），它們各有優(yōu)缺點。AT 的節(jié)能效果差一些，但是舒適性好，元器件可靠性高，其生產(chǎn)歷史長，使用范圍大。CVT 適合小型車，AMT 在換檔時會有短暫的中斷，舒適性差一些。DCT 結合了手動變速器的燃油經(jīng)濟性和自動變速器的舒適性，它是從傳統(tǒng)的手動變速器演變而來。 在我國，據(jù)調(diào)查 2008 年手動變速器的市場比重為 74%，占據(jù)較大的市場份額。雖然自動變速器市場占有率會不斷的增加，但是由于手動變速器的燃油經(jīng)濟性、節(jié)能性、技術的高度成熟以及它給駕駛者帶來的全方位的駕駛樂趣決定了其在變速器市場上不可取代的地位。 目前，國內(nèi)機械式變速器主要采用齒輪傳動機構傳遞動力。齒輪是手動變速器的主要傳動部件，由于其具

9、有結構緊湊、效率高、壽命長、工作可靠和維修方便等特點，在運動和動力的傳遞等方面得到了非常普遍的應用，并且有關齒輪的設計方法也已經(jīng)有了相應的規(guī)范和標準。1 變速器設計方案分析 變速器設計方案主要有傳動結構設計、換擋結構設計、倒檔結構設計和換擋操縱機構等設計。這些都是變速器中的重要的組成部分。1.1 傳動結構的分析與選擇 變速器傳動布置方案主要有兩種：兩軸式布置和三軸式布置。變速器的傳動布置方案對變速器的傳動效率、尺寸結構、傳動比有直接影響。兩軸式變速器圖1.1 二軸結構 如圖1.1是一個兩軸式變速器的傳動布置方案。兩軸式布置方案的變速器的主要特點是結構簡單、空間尺寸小。發(fā)動機前置且前輪驅(qū)動的轎車

10、，這種布置使汽車傳動系統(tǒng)緊湊、操縱性能好并且可使汽車重量降低6%10%。如圖1.1所示。兩軸式變速器是沒有直接擋，所以汽車在高擋運行時，齒輪和軸承都有承載，因此產(chǎn)生的噪聲較大，也加大了齒輪磨損，這是它的缺點。另外，變速器的低擋傳動比上限也受到較大限制。兩軸式變速器的優(yōu)點是結構簡單，空間緊湊，缺點是沒有直接檔、低檔傳動比小。三軸式變速器圖1.2 三軸式結構如圖1.2是三軸式變速器的示意圖。從圖中我們可以看到，變速器的第一軸（接發(fā)動機的軸）常嚙合齒輪與第二軸（至差速器的軸）的各擋齒輪分別與中間軸上相應的齒輪相互嚙合，并且第一、第二軸同心。如果將第一、第二軸直接連起來時稱為直接擋。使用直接檔時，齒輪

11、、軸承及中間軸均不承受載荷，第一、第二軸之間直接傳遞動力。所以，掛直接擋時，變速器傳遞效率高，齒輪磨損和噪音也比較小，這是三軸式變速器的一個優(yōu)點。在其他檔位時需要經(jīng)過中間軸的兩對齒輪傳遞動力，所以在齒輪中心距（第二軸與中間的中心距）比較小的情況下依然可以獲得比較大傳動比，這是三軸式變速器的另外一個優(yōu)點。但是它其缺點是：除直接擋外其他各擋需要經(jīng)過中間軸，傳動效率有所下降。為了汽車在高速運行時有較高的效率，減少噪聲，在低速運行時有較大傳動比，所以綜合二軸式變速器和三軸式變速器的優(yōu)點和缺點，在本設計中使用三軸式布置方案。1.2 換擋結構的分析與選擇常用的換擋結構有同步器、嚙合套和直齒滑動齒輪三種。直

12、齒滑動齒輪換檔 直齒輪滑動換擋結構制造方便，結構簡單。但是這種結構缺點比較多：汽車運行時各檔的齒輪有不同的角度速度，使用用滑動直齒齒輪換檔，會在齒輪端面產(chǎn)生較大沖擊，并有巨大的噪聲，另外這種結構齒輪端面容易磨損，導致變速器容易損壞。換檔時產(chǎn)生沖擊和噪聲使乘坐體驗大大地降低。要克服上述特點要求駕駛員用較熟練的駕駛技術（如恰當?shù)乜刂齐x合器），使齒輪換檔時產(chǎn)生沖擊較小。所以，這種直齒輪滑動換擋結結構簡單，但是在現(xiàn)代汽車中已經(jīng)很少使用。 嚙合套換檔 變速器輸出軸齒輪和中間軸齒輪是常嚙合的，因此可以使用嚙合套來換檔。變速器中的齒輪不再參與換檔，齒輪端面與換擋機構沒有接觸，所以齒輪不像直齒滑動齒輪換擋那樣

13、齒輪容易損壞。但是由于嚙合換擋時，輸出軸的轉速與即將被嚙合的齒輪的轉速不相同，在換擋時會產(chǎn)生較大換檔沖擊。對汽車安全性和乘坐體驗仍有影響。同時，依然要求駕駛員有比較熟練的駕駛技術。 同步器換檔 圖1.3 同步器如圖1.3同步器在嚙合套和嚙合齒輪之間增加了一個同步環(huán)（即鎖環(huán)）。在換擋時，在換擋撥叉的作用下，嚙合套和同步環(huán)一起移向被嚙合齒輪。在嚙合套與齒輪嚙合之前，同步環(huán)的錐面先與齒輪上的錐面接觸，在換擋撥叉的作用力下，同步環(huán)錐面與齒輪上的錐面產(chǎn)生摩擦力，使輸出軸的轉速與被嚙合齒輪的轉速相同。這樣在嚙合時，嚙合齒之間的沖擊減少，這樣在換擋時就沒有較大的換擋沖擊。雖然同步器的結構比較復雜，制造的精度

14、高，并且軸向尺寸大，但由于它能夠在換擋時操作輕便、迅速，并且換擋沖擊小、無噪聲，并且在駕駛時換擋技術要求不高，從而有顯著提高汽車的加速性能、與汽車駕駛安全性，亦可以延長齒輪使用壽命，故在現(xiàn)代汽車上得到廣泛地使用。 在本設計中，所有的換擋結構都是使用同步器換擋。1.3 倒檔結構布置圖1.4倒檔布置在汽車倒檔時，輸出軸的轉動方向與前進檔的方向是相反的，所以在倒檔齒輪之間放一個惰輪，改變輸出軸上的齒輪轉動方向。所謂“惰輪”是兩個不互相接觸的傳動齒輪中間起傳遞作用的齒輪，同時跟這兩個齒輪嚙合，用來改變被動齒輪的轉動方向，使之與主動齒輪相同。它的作用只是改變轉向并不能改變傳動比。1.4 換擋操縱結構圖1

15、.5 操縱器如圖1.5所示是變速器的操縱機構。主要由撥叉、撥叉軸和變速桿組成。變速器的操縱機構主要有兩種：直接操縱式和遠距離操縱式。一般的汽車的變速器安放在駕駛員位置附近，這樣變速桿可以放在駕駛員附近，駕駛員可以直接操縱變速器。另外有些汽車的駕駛員座位遠離變速器，這時通過在變速桿和換擋撥叉間加幾個傳動結構，實現(xiàn)遠距離操作變速器。另外，在設計變速器時還要考慮幾個問題。一是操縱結構中應該設置自鎖裝置，以防變速器自動換擋或者掛檔后脫檔。二是操縱結構中應該設置互鎖裝置，防止變速器同時掛上兩個檔位，導致變速器損壞。三是設置倒檔安全機構，防止汽車在高速運行時，駕駛員不小心掛上倒檔。1.4.1自鎖結構圖1.

16、6 自鎖結構如圖1.6所示，自鎖結構由自鎖彈簧、自鎖鋼球、和撥叉軸上的凹槽組成。當換擋時，撥叉軸在換擋撥叉的作用力下移動，自鎖鋼球向上運動。掛好檔之后，鋼球在彈簧的作用力下壓在撥叉軸的另一個凹槽中，鎖住撥叉軸，防止撥叉軸移動。1.4.2互鎖結構圖1.7互鎖結構圖1.8 自鎖與互鎖如圖1.7和圖1.8所示，互鎖結構由互鎖鋼球、互鎖銷和撥叉軸上的凹槽組成。在換擋時，撥叉軸在換擋撥叉的作用力下移動，互鎖鋼球和互鎖銷隨著移動。掛好檔之后，互鎖鋼球和互鎖銷會把其他的撥叉軸鎖住，這樣其他撥叉軸就不能移動。1.5 其他零部件分析和選擇變速器的主要零部件有齒輪、軸和軸承。1.5.1齒輪b-齒輪的實際齒寬（mm

17、），取 b=26mm；z、b-主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑(mm)在直齒輪中z=rzsin 、b=rbsin （rz、rb為主、從動齒輪節(jié)圓半徑（mm）。在斜齒輪中z=r2sincos2 、b=rbsincos2 （rz、rb為主、從動齒輪節(jié)圓半徑（mm）。將各參數(shù)代入公式，整理后得到接觸應力為：j=0.418TemaxEmzbcoscos1z+1b （3-4）將各檔齒輪的參數(shù)代入上面公式，計算出各檔齒輪的接觸應力如下表：表3.5 接觸應力一檔二檔三檔四檔五檔常嚙合齒倒檔接觸應力（MPa）555.85387.70533.39429.05521.72528.14619.30滲碳齒輪的許用接觸應力

18、13001400Mpa，通過上面的計算，各檔齒輪都滿足要求。3.5 軸的結構設計與校核 中間軸式變速器有三根軸，三根軸應該同步設計，以滿足安裝軸上齒輪以及同步器的需要，軸的初取最小直徑取30設計，所有的齒輪寬度取為 26mm。然后根據(jù)實際裝配情況設計軸。3.5.1軸的剛度驗算對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內(nèi)產(chǎn)生的撓度和軸在水平面內(nèi)的轉角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化，破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜。確定軸的尺寸以后，可對軸進行剛度和強度驗算。欲求中間軸式變速器第一軸的支點反作用力，必須先求第二軸的支點反力，因為第二軸是架在第一軸上的。檔位不同，不僅齒輪上的圓周力、徑向力和軸向力不同，而

19、且力到支點的距離也有變化，所以應當對每個檔位都進行驗算。作用在第一軸上的轉矩應取發(fā)動機最大扭矩Tmax。 軸的撓度和轉角計算時僅計算齒輪所在位置處軸的撓度和轉角。第一軸常嚙合齒輪副，因距離支承點近、負荷又小，通常撓度不大，故可以不必計算。軸在垂直面內(nèi)的撓度為fc ，在水平面內(nèi)撓度為fs 和轉角，可分別用下式計算12:fc=Fta2b23EIL （3-5）fs=Fra2b23EIL （3-6）=Ftab(b-a)3EIL （3-7）式中 Ft-齒輪的徑向力（N） Fr-齒輪的圓周力（N） E-彈性模量(MPa)，取E=2.1×105 Mpa I-慣性矩（mm4），對于實心軸，I=d46

20、4； d-軸的直徑（mm）。 a、b-齒輪上的作用力矩支座A、B的距離（mm）； L-支座間的距離（mm）。軸的全撓度 f=fc2+fs2 0.2mm。 （3-8）齒輪所在平面的轉角不應該超過0.002rad。根據(jù)上面的計算公式可以得到在各檔工作時，輸出軸和中間軸的撓度和轉角。如下表1.6所示。 表3.6軸的撓度和轉角一檔二檔三檔四檔五檔倒檔撓度（mm）輸出軸0.0430.0960.100.0590.0680.082中間軸0.0840.120.110.0940.170.78轉角（rad）輸出軸0.00010.00040.00010.000130.00020.00018中間軸0.00020.00

21、010.00040.000170.00030.0003通過分析上面的分析得到各檔工作時，各軸的剛度滿足要求。軸的強度驗算變速器上的軸收到彎矩和扭矩，所以按彎扭合成來校核軸。因為一檔的齒輪的受力最大，所以只校驗一檔時的軸強度即可。一檔上使用的是直齒輪，齒輪嚙合的圓周力Ft、徑向力Fr以及軸向力Fa按下面的公式計算7:Ft=2Td （3-9）Fr=Fttan （3-10）Fa=Ftcos （3-11）T-轉矩(N·m)d-節(jié)員直徑(mm)-壓力角(°)計算軸的彎扭合成強度，先做出軸的計算簡圖，然后分別按水平面和垂直面計算各力產(chǎn)生的彎矩，并按計算結果分別做出水平面上的彎矩MH和垂

22、直面上的彎矩Mv。然后按照下面的公式計算彎矩。M=MH2+MV2 （3-12）式中,M-軸所受的彎矩，N·mm；MH-軸的水平方向彎矩，N·mm；MV-軸的垂直方向彎矩，N·mm；已知軸的彎矩和扭矩之后，可針對某些危險的截面做彎扭合成強度校核計算。計算公式為：=M2+(T)2W （3-13）式中, -軸的計算應力，Mpa；M-軸所受的彎矩，N·mm；T-軸所受的扭矩，N·mm；W-軸的抗彎截面系數(shù)，mm3；-折合系數(shù)；因為軸的扭轉切應力和彎曲應力都是對稱循環(huán)應力，所以取折合系數(shù)=1。軸的抗彎截面系數(shù)W可以按下面的公式計算：W=d332 （3-1

23、4） 式中，d是軸的直徑。根據(jù)上面的計算方法，計算的結果為：輸出軸的應力為172Mpa，中間軸的應力為187Mpa。所以軸的強度滿足要求。3.6 花鍵輸出軸上的同步器周向定位是用矩形花鍵定位。下面進行花鍵的設計和校核。3.6.1 花鍵的設計根據(jù)軸的實際情況，在五六檔處和倒檔上連接同步器的花鍵小徑d=26mm，大徑D=30mm,花鍵齒數(shù)z=6，齒寬B=6mm。在三四檔和一二檔上連接同步器的花鍵小徑d=34mm，大徑D=38mm，花鍵齒數(shù)z=6，齒寬B=6mm。3.6.2 花鍵的校核 花鍵的主要失效形式是工作面被壓潰（靜連接）或工作面過度磨損（動連接）。因此，靜連接通常按工作面上的擠壓應力進行強度

24、計算，動連接則按工作面上的壓力進行條件性的強度計算7。本設計中同步器與花鍵是靜連接，花鍵的強度按下面的公式計算7：p=2T×103zhldmp （3-15）式中：-載荷分布不均系數(shù)，取=0.7，； z-花鍵的齒數(shù)； l-齒的工作長度（mm）； h-花鍵齒側面的工作高度（mm）； dm-花鍵的平均直徑(mm); p-花鍵連接的許用壓力（MPa）,取p=140MPa；代入數(shù)據(jù)計算得到四個花鍵強度如下表：表1.7 花鍵強度五六檔花鍵三四檔花鍵一二檔花鍵倒檔花鍵強度（MPa）65.2574.4388.5694.12通過分析上面的分析花鍵滿足設計要求。4 同步器設計與計算 同步器的設計主要有同

25、步器的尺寸和同步器的參數(shù)選擇等。4.1 同步器結構同步器結構如下圖4.1所示圖4.1 同步器1,4-同步環(huán)；3-滑塊；5-嚙合套座；6-花鍵轂；7-嚙合套；8-輸入軸；同步器主要由同步環(huán)、滑塊、花鍵轂和嚙合套組成。同步器工作可靠、耐用，在現(xiàn)代汽車機械式變速器中得到廣泛使用。4.2 同步器工作原理同步器的工作原理是利用被接合件的慣性防止同步前掛檔。同步器掛檔過程可以分為三個階段13。第一階段，在變速器換檔撥叉的推動下，嚙合套離開中間位置作軸向移動，使摩擦元件的兩摩擦表面相接觸，慣性力矩引起的轉速差產(chǎn)生的摩擦力矩使鎖止元件轉至鎖止位置，完成鎖止過程，以阻止同步前掛檔，這時摩擦力矩大于脫鎖力矩，使鎖

26、止可靠。如圖4.2；第二階段，在繼續(xù)施加的軸向力作用下，經(jīng)鎖止面?zhèn)髦聊Σ帘砻娴恼龎毫Σ粩嗉哟?，使摩擦副在滑磨過程中的兩摩擦表面的角速度逐漸接近，當摩擦力矩克服了被接合部分的慣性力矩后，兩摩擦表面間的轉速差及摩擦力矩均消失，完成同步過程；第三階段，摩擦力矩消失后，軸向力仍作用在鎖止元件上，鎖止面正壓力的切向分力產(chǎn)生的脫鎖力矩使鎖止元件倒轉某個角度，使兩鎖止面脫離接觸，完成脫鎖過程，讓同步器順利地同步，如圖4.2。所示圖4.2 同步器嚙合過程 a-同步器鎖止；b-同步器換擋4.3 同步器主要尺寸確定 （1）接近尺寸同步器換檔的第一階段中間，在滑塊側面壓在鎖環(huán)缺口側邊的同時，且嚙合套相對滑塊做軸向移

27、動前，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒倒角之間的軸向距離 b，稱為接近尺寸，如圖4.3所示。尺寸 b 應大于零，取 b=0.2 0.3mm。（2）接近尺寸滑塊側面與鎖環(huán)缺口側邊接觸時，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒中心線間的距離 a，稱為分度尺寸，如圖4.3所示。分度尺寸a應該等于接合齒齒距的1/4。a=14p=14m （4-1） 式中取m=3，得a=2.36圖4.3 捏合器間隙1- 嚙合套接合齒；2-滑塊；3-同步環(huán)；4-齒輪接合齒（3）滑塊轉動距離c滑塊在鎖環(huán)缺口內(nèi)轉動距離 c如圖4.4所示?；瑝K轉動距離 c 與接合齒齒距 t 的關系如下：c=R1t4R2 （4-2）式中 R1-滑塊軸向移動后的外半徑;

28、 R2-接合齒分度圓半徑。圖4.4 轉動距離1- 嚙合套；2-鎖環(huán)；3-滑塊；4-鎖環(huán)缺口（4）滑塊間隙滑塊端隙1是指滑塊端面與鎖環(huán)缺口端面之間的間隙。同時嚙合套端面與鎖環(huán)端面間隙為2。要求2>1。如果2<1則換檔時，在摩擦錐面尚未接觸時，嚙合套接合齒與鎖環(huán)接合齒的鎖止面已位于接觸位置，接合尺寸b<0，此刻因鎖環(huán)浮動，摩擦面處無摩擦力矩作用，致使嚙合套可以通過同步環(huán)，而使同步器失去鎖止作用。為保證b>0,應該使2>1。為保證2>1取1=0.5，2=1.5?；瑝K端面與齒輪接合齒端面應留有間隙3，稱之為后備行程。取3=2.0。圖4.5 滑塊間隙4.4 同步器主要

29、參數(shù)確定（1）摩擦因素f 同步環(huán)與連接齒輪之間由黃銅合金與鋼材構成的摩擦副，在油中工作的摩擦因數(shù) f 取為 0.1。 摩擦因數(shù) f 對換檔齒輪和軸的角速度能迅速達到相同有重要作用14。摩擦因數(shù)大，換檔省力或縮短同步時間；摩擦因數(shù)小則反之，甚至失去同步作用。為此，在同步環(huán)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(shù)。（2）同步環(huán)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14。試驗還證明：螺紋的齒頂寬對 f 的影響很大， f 隨齒頂?shù)哪p而降低，換檔費力，故齒頂寬不易過

30、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。這本設計中選用圖a所示的螺紋槽，個數(shù)取10個，槽寬取3mm。（3）錐面半錐角錐面半錐角如圖4.6所示。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(chǎn)生自鎖現(xiàn)象，避免自鎖的條件是tan>f。在本設計中取錐面半錐角=7°。（4）摩擦錐面平均半徑R摩擦錐面平均半徑如圖4.6所示。R 越大，則摩擦力矩越大14。但是 R 會受結構的限制。在可能的條件下盡可能的取大些。在本設計中半徑R取 R=44mm。（5）錐面工作長度b錐面工作長度b如圖4.6所示。縮短錐面工作長度b，可以使變

31、速器的軸向長度縮短，但是同時也減小了錐面的工作面積，增加了單位壓力并使磨損加速。在本設計中b=5.5mm圖4.6 錐面工作長度（6）鎖止角鎖止角如圖4.7所示。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(shù)f、擦錐面的平均半徑R、鎖止面平均半徑和錐面半錐角?，F(xiàn)有結構的鎖止角在 26°42°范圍內(nèi)。本設計取=30°。圖4.7 鎖止角5 變速器的潤滑和密封5.1 潤滑在變速器中，齒輪和軸承都需要良好的潤滑。潤滑是為了減少零部件間的摩擦，提高傳動效率。另外潤滑還可以起到冷卻和散熱的作用。在本設計中，齒輪

32、使用飛濺潤滑。箱體內(nèi)要有充足的潤滑油，以保證潤滑和散熱的需要。軸承使用脂潤滑。5.2 密封為防止變速器內(nèi)的潤滑劑泄出，防止空氣中的灰塵和水分進入箱體內(nèi)，變速器必須進行必要的密封，以保持良好的潤滑條件和工作環(huán)境。在端蓋和箱體接觸面上使用墊片來密封。通過墊片的彈性變形填滿密封表面上的微小不平處。端蓋與軸之間通過毛氈圈來密封。毛氈圈能夠防止?jié)櫥吐┏?，防止外部的灰塵和雜質(zhì)滲入。 結論變速器是汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分,主要用來改變從發(fā)動機傳來的扭矩和轉速，使汽車能夠在不同的道路和使用情況下以不同的車速平穩(wěn)運行。汽車變速器的結構對整車的動力性、燃油經(jīng)濟性、工作噪聲和工作效率等有很大的影響。在變速器中增

33、加一個擋位，由于變速器相鄰檔之間的傳動比變化更小，所以汽車擋時的沖擊較小。另外在汽車加速、超車時，多檔位汽車比檔位少的汽車快，也更省油，乘坐體驗更好。本文主要對現(xiàn)代汽車機械式變速器進行設計。通過查閱大量關于變速器設計的資料，根據(jù)市場上五檔汽車作為變速器的輸入數(shù)據(jù)，設計一個六檔變速器。由輸入數(shù)據(jù)分配各檔的傳動比，并選擇齒輪的相關參數(shù)，然后設計軸的相關相關尺寸并對齒輪和軸等重要零部件進行校核最后選擇變速器中的同步器參數(shù)。 本變速器的特點是：扭矩變化范圍大可以滿足不同的工況要求，結構簡單，易于生產(chǎn)、使用和維修，價格低廉，而且采用同步器換擋，可以使變速器換擋平穩(wěn)，噪聲降低，輪齒不易損壞。在設計中采用了六檔擋手動變速器，通過較大的變速器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達到其經(jīng)濟性和動力性的要求；變速器換