長安杰勛汽車機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)

摘 要變速器由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，其基本功用是改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下使汽車能倒退行駛；利用空檔中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器的結(jié)構(gòu)要求對汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。本設(shè)計(jì)研究了中間軸式五檔手動(dòng)變速器，其目的主要是基于對機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、時(shí)運(yùn)用汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等學(xué)科知識(shí)，對中間軸式變速器的各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)，并利用先，本文介紹了變速器的現(xiàn)狀和設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。其次，對工作原理做了闡述，對不同的變速器傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。最后，對變速器的各檔齒輪和軸以及軸承做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了受力分析、強(qiáng)度和剛度校核計(jì)算。本文將對變速器換檔過程中的重要部件同步器以及操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行闡述，講述同步器的類型、工作原理、選擇方法及變速器殼體的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：變速器；傳動(dòng)比；軸；齒輪；設(shè)計(jì)計(jì)算；校核摘要.論.汽車變速器選題目的及意義.汽車變速器研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.汽車變速器設(shè)計(jì)內(nèi)容.速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案.變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析.變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析.本章小結(jié).速器主要參數(shù)的選擇.變速器檔位數(shù)和傳動(dòng)比.速器各檔傳動(dòng)比的確定.變速器中心距的確定.變速器的外形尺寸.變速器的齒輪參數(shù)的確定.力角及螺旋角.變速器各檔齒輪齒數(shù)的分配.變速器齒輪的設(shè)計(jì)及校核.輪的壞損形式.計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩.各檔齒輪的強(qiáng)度計(jì)算.計(jì)算各檔齒輪的受力.0變速器軸的設(shè)計(jì)及校核.1軸的強(qiáng)度計(jì)算.2軸承的選擇及校核.3本章小結(jié).步器和變速器操縱機(jī)構(gòu).慣性式同步器.變速器操縱機(jī)構(gòu)的分類.鎖止裝置.變速器殼體.本章小結(jié).文文獻(xiàn)原文.文文獻(xiàn)中文翻譯.的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車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。變速器設(shè)有空檔，可在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力停止向驅(qū)動(dòng)輪傳輸。變速器設(shè)有空檔，使汽車獲得倒退行駛能力。需要時(shí)，變速器還有動(dòng)力輸出功能1。汽車的使用條件頗為復(fù)雜，變化很大。如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以及適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車在平坦的道路上，以高速行駛時(shí)，可掛入變速器的高速檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時(shí)，則應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車動(dòng)力性的要求，而且也是汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的要求。例如，汽車在同樣的載貨量、道路、車速等條件下行時(shí)，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此時(shí)只是發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速或大或小而已，可是發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下，燃料的消耗量是不一樣的。一般變速器具有四個(gè)或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗量減小。變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，可以保證汽車具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性。因此現(xiàn)代汽車變速器向著節(jié)能、環(huán)保、安全、舒適、高效、可靠方向不斷提高，結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，傳動(dòng)效率更高。變速器的結(jié)構(gòu)型式選擇、設(shè)計(jì)參數(shù)選取及設(shè)計(jì)計(jì)算對汽車的整車設(shè)計(jì)極其重要。斷出現(xiàn)嶄新的變速器裝置。變速器技術(shù)的每次跨越都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為變速器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。變速器的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。從40年代初，美國成功研制出兩檔的液力動(dòng)變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。80年代，美國已將液力自動(dòng)變速器作為轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。1983年時(shí)，美國通用汽車公司的自動(dòng)變速器裝車率已經(jīng)達(dá)到了94%。近些年來，由于電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)變速器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。自動(dòng)變速器與機(jī)械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢：提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應(yīng)性；操縱更加方便2。機(jī)械式變速器（用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值(也就是所謂的“級(jí)”)。比如，這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有5個(gè)值(即有5級(jí))，所以說它是有級(jí)變速器。曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn)，阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐，機(jī)械式變速器會(huì)在不久“下課”，從事物發(fā)展的角度來說，這話確實(shí)有道理。但是從目前市場的需求和適用角度來看，機(jī)械式變速器不會(huì)過早的離開。首先，從商用車的特性上來說，機(jī)械式變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例，卡車用來運(yùn)輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對如此高的“壓力”，除了發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)勁的動(dòng)力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量將車帶動(dòng)。特別是面對爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。而對于其他新型的變速器，雖然具有操作簡便等特性，但這些特點(diǎn)尚不具備。其次，對于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來說，他們的最愛還是機(jī)械式變速器。從我國的具體情況來看，機(jī)械式變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國的汽車發(fā)展歷史，資歷較深的司機(jī)都是用機(jī)械式變速器的，他們對機(jī)械式變速器的認(rèn)識(shí)程度是非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實(shí)的。雖然自動(dòng)變速器以及無級(jí)變速器已非常的普遍，但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動(dòng)，尤其是喜歡超車時(shí)機(jī)械式變速器帶來的那種快感，所以一些中高檔的汽車（尤其是轎車）也不敢輕易放棄機(jī)械式變速器。另外，現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學(xué)校中，教練車都是機(jī)械式變速器的，除了經(jīng)濟(jì)適用之外，關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實(shí)的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對于普通工薪階級(jí)的老百姓來說，經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適，機(jī)械式變速器以其自身的性價(jià)比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是機(jī)械式變速器的車，它們的各款車型基本上都是5檔機(jī)械式變速器。早期的汽車傳動(dòng)系，從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪之間的動(dòng)力傳動(dòng)形式是很簡單的。1892年法國制造出第一輛帶有變速器的汽車。1921年英國人赫伯特福魯特采用耐用的摩擦材料進(jìn)一步完善了變速器的性能。現(xiàn)代汽車變速器是1894年由法國人路易斯雷納本哈特和艾米爾拉瓦索爾推廣使用的。目前為止，變速器經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段，主要為：1手動(dòng)變速器手動(dòng)變速器主要采用齒輪傳動(dòng)的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車行駛時(shí)的換檔工作，也就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)的不同的齒輪副工作。手動(dòng)變速器又稱手動(dòng)齒輪式變速器，含有可以在軸向滑動(dòng)的齒輪，通過不同齒輪的嚙合達(dá)到變速變矩的目的。手動(dòng)變速器的換檔操作可以完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡單、故障率相對較低、價(jià)廉物美。2自動(dòng)變速器自動(dòng)變速器是根據(jù)車速和負(fù)荷（油門踏板的行程）來進(jìn)行雙參數(shù)控制，檔位根據(jù)上面的兩個(gè)參數(shù)來自動(dòng)升降。自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器的共同點(diǎn)，就是二者都屬于有級(jí)式變速器，只不過自動(dòng)變速器可以根據(jù)車速的快慢來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)換檔，可以消除手動(dòng)變速器“頓挫”的換擋感覺。自動(dòng)變速器是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱機(jī)構(gòu)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩的目的。3無級(jí)變速器無級(jí)變速器又稱為連續(xù)變速式無級(jí)變速器。這種變速器與一般齒輪式自動(dòng)變速器的最大區(qū)別，是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡單，體積更小，它既沒有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組，主要靠主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化。4無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器（限變速式機(jī)械無級(jí)變速器與其它自動(dòng)變速器的差別之一是不使用變矩器。變矩器的作用是通過油液介質(zhì)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給變速器，它的傳遞效率通常只有80%。其它變矩器比較，易打滑、油耗低、不需要工藝復(fù)雜造價(jià)高昂的金屬傳送帶、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，加上傳遞扭矩大，長時(shí)間使用也不會(huì)過度發(fā)熱，不但使用于轎車，也使用于越野車，是一種新型變速器。汽車變速器的發(fā)展可以清楚的知道，變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)?，F(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展趨勢，是向著可調(diào)自動(dòng)變速器或無級(jí)變速器的方向發(fā)展。自動(dòng)變速器多檔化雖能擴(kuò)大自動(dòng)變速的范圍，但它并非安全迅速。理想的無級(jí)變速器是在整個(gè)傳動(dòng)范圍內(nèi)能連續(xù)的、無檔比的切換變速比，是變速器始終按最佳換檔規(guī)律自動(dòng)變速。無級(jí)化是對自動(dòng)變速器的理想追求?，F(xiàn)代無級(jí)變速器傳動(dòng)效率提高，變速反應(yīng)快、油耗低。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變速器的自動(dòng)控制進(jìn)一步完善，在各種使用工況下能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的最佳匹配，控制更加精確、有效，性能價(jià)格比大大提高。無級(jí)變速器裝有自動(dòng)控制裝置，行車中可以根據(jù)車速自動(dòng)調(diào)整檔位，無需人工操作，省去了換檔及踩踏離合器踏板的操作。其不足之處在于價(jià)格昂貴、維修費(fèi)用很高，而且使用起來比手動(dòng)檔車費(fèi)油，尤其是低速行駛或堵車中走走停停時(shí)，更會(huì)增大油耗。當(dāng)今世界各大汽車公司對無級(jí)變速器的研究都十分活躍。不久的將來，隨著電子控制技術(shù)的進(jìn)一步完善，電子控制式的無級(jí)變速器可望得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。過對變速器各部分參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本符合要求的手動(dòng)5檔變速器。本設(shè)計(jì)主要完成下面一些主要工作：1參數(shù)計(jì)算。包括變速器傳動(dòng)比、中心距、齒輪參數(shù)、各檔齒輪齒數(shù)的分配計(jì)算；2變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算。齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇、齒輪強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)；3變速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算。包括各軸直徑及長度計(jì)算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的強(qiáng)度計(jì)算；4變速器軸承的選擇及校核；5同步器的設(shè)計(jì)選用；6變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用；7變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。通常，有級(jí)變速器具有三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)前進(jìn)檔；重型載貨汽車和重型越野車則采用多檔變速器，其前進(jìn)檔位數(shù)多大616個(gè)甚至20個(gè)。變速器檔位的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性和平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。但檔位數(shù)的增多也使變速器的尺寸及質(zhì)量增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本提高，操縱也復(fù)雜。當(dāng)采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱時(shí)，要實(shí)現(xiàn)迅速、無聲換檔，對于多于5個(gè)前進(jìn)檔得變速器來說是困難的。因此，直接操縱式變速器檔位數(shù)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，后者僅用于一定的行駛工況3。某些轎車和貨車的變速器，采用僅在良好的路面和空載行駛時(shí)才使用的超速檔。采用傳動(dòng)比小于1（超速檔，可充分地利用發(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)，包括齒輪副的數(shù)目、齒輪的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。中間軸式變速器相比，兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少，所以結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間檔因只經(jīng)一對齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲低。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，且易損壞。還有，受結(jié)構(gòu)限制，其一檔速比不能設(shè)計(jì)的很大。對于前進(jìn)檔，兩軸式變速器輸入軸的傳動(dòng)方向與輸出軸的傳動(dòng)方向相反。2中間軸式變速器中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，第一軸上的花鍵用來裝設(shè)有離合器的從動(dòng)盤上，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。變速器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、二軸同心。將第一、二軸直接連接起來傳遞轉(zhuǎn)矩則稱為直接檔。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、二軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接檔的傳動(dòng)效率高，磨損及噪聲也最小，這是三軸變速器的主要優(yōu)點(diǎn)。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動(dòng)比，這是三軸變速器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是：除直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所降低3。作時(shí)在齒輪上的作用力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出齒輪磨損加快和工作噪聲增加。為此無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的一檔與倒檔，都應(yīng)該布置在靠軸的支承處，然后按照從低檔到高檔的順序布置各檔齒輪，這樣既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配3。倒檔設(shè)計(jì)在變速器的左側(cè)或右側(cè)在機(jī)構(gòu)上均能實(shí)現(xiàn)，不同之處是掛倒檔時(shí)駕駛員移動(dòng)變速桿的方向改變了。為了防止意外掛入倒檔，一般在掛倒檔時(shí)設(shè)有一個(gè)掛倒檔時(shí)需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員注意。高檔布置在靠近軸的兩端支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命3。直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)工藝復(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檔。變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動(dòng)支承等方式之一與軸連接。齒輪尺寸小又與軸分開，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度b（響齒輪強(qiáng)度。要求尺寸了使齒輪裝在軸上以后，保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪輪轂部分的寬度尺寸C，在結(jié)構(gòu)允許條件下應(yīng)盡可能取大些，至少滿足尺寸要求 2) ， 2d 為花鍵內(nèi)徑。速器齒輪尺寸控制圖齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 Ra m 范圍內(nèi)選用。要求齒輪制造精度不低于7級(jí)1。于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫檔。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種1：1將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開，樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過被接合齒的13用中兩齒接觸部分受到擠壓同時(shí)磨損，并在接合齒端部形成凸肩，可用來阻止接合齒自動(dòng)脫檔。2將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄟ@樣，換檔后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫檔，將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜23），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力，種方案比較有效，應(yīng)用較多。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計(jì)并加工成臺(tái)階形狀，也具有相同的阻止自動(dòng)脫檔的效果。a） b) c)檔的布置方案。對變速器零、部件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，對傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的齒輪進(jìn)行布置，介紹了變速器的自動(dòng)脫檔，為下面的設(shè)計(jì)過程作鋪墊。檔位數(shù)也不盡相同。增加變速器的檔數(shù)，能夠改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及平均車速。檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且在使用時(shí)換檔頻率增高并增加了換檔難度。近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。目前，乘用車一般用45個(gè)檔位的變速器。發(fā)動(dòng)機(jī)排量大的乘用車變速器多用5個(gè)檔。商用車變速器采用45個(gè)檔或多檔。檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上3。安杰勛汽車的主要技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 112輪型號(hào) 195/6592 最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速 55006000r/0004500r/高車速 195km/中： 汽車行駛速度（ h/；n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（ r ）；r 車輪滾動(dòng)半徑（m）；變速器傳動(dòng)比；0i 主減速器傳動(dòng)比。 (中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩（ ）；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（0377.0 550發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速（ r ）；轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)=中： 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速已知：最高車速 h/最高檔為直接檔，傳動(dòng)比 51；車輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格r=m)；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩轉(zhuǎn)速 4000( r )；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速5500( r )；由公式（到主減速器傳動(dòng)比：速器各檔傳動(dòng)比的確定在選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪和地面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合考慮來確定。汽車爬坡時(shí)車速不高，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：(般貨車的最大爬坡度約為30%，即 =則由最大爬坡度要求的變速器1擋傳動(dòng)比為： (中：m汽車總質(zhì)量， 1485m kg；g重力加速度， 8.9g 2s/m ；f 滾動(dòng)阻力系數(shù)， 015.0f ； r Te rg iT 0 驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑， 317.0rr m；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 192eT ；0i 主減速比， i ；T 汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率， 。將各數(shù)據(jù)代入式(得：根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件： (求得變速器一檔傳動(dòng)比為： (中： 2G 汽車滿載靜止與水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，因?yàn)槌擞密嚢l(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的軸荷分配范圍為47%60%，所以 2G =14855=道路的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取 1產(chǎn)汽車中，轎車變速器傳動(dòng)比變化范圍是34，中、輕型貨車約為56，其他貨車在7以上。所以，取 0 Te rg iT 201r r Te rg iT 0 Te rg iT 相鄰檔位傳動(dòng)比比值就是幾何級(jí)數(shù)的公比；但是實(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。此變速器的最高檔為直接檔，間各檔的傳動(dòng)比按理論公式 1 1 n 其中得公比。因?yàn)?1 n 所以：將中間軸與第二軸之間的距離稱為變速器中心距A；對兩軸式變速器，將變速器輸入軸與輸出軸線之間的距離稱之為變速器中心距A。它是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小有影響，而且對輪齒的接觸強(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，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置變速器的可能與方便和不因同一垂直面上的兩軸承孔之間的距離過小而影響殼體的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。此外，受一檔小齒輪齒數(shù)不能過少的限制，要求中心距也要取大些。還有，變速器中心距取得過小，會(huì)使變速器長度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞3。中間軸式變速器的中心距A（確定初選中心距A，可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 (中： 中心距系數(shù)，乘用車： ，商用車：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩( )；1變速器一擋傳動(dòng)比；g 變速器的傳動(dòng)效率，取96%；3 32 gg gg gg 將各數(shù)代入式(得初選中心距A=78用車變速器的中心距在6080商用車變速器的中心距在80170根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間（過渡）齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)形式以及齒輪形式。乘用車四檔變速器殼體的軸向尺寸為（。商用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列數(shù)據(jù)選用：四檔 （五檔 （六檔 （此變速器為五檔，故外形尺寸為（=34考慮：1盡量符合動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等對各檔傳動(dòng)比的要求；2最少齒數(shù)不應(yīng)產(chǎn)生根切。通常，變速器中間軸一檔齒輪是齒數(shù)最少的齒輪，此齒輪不應(yīng)產(chǎn)生根切，而且齒根圓直徑應(yīng)大于中間軸直徑；3互相嚙合的齒輪，齒數(shù)間不應(yīng)有公因數(shù)，速度高的齒輪更應(yīng)注意這點(diǎn)；4齒數(shù)多，可降低齒輪傳動(dòng)的躁聲。擇模數(shù)時(shí)應(yīng)考慮到當(dāng)增大齒寬而減小模數(shù)時(shí)將降低變速器的噪聲，而為了減小變速器的質(zhì)量，則應(yīng)增大模數(shù)并減小齒寬和中心距。降低噪聲水平對轎車很重要，而對載貨汽車則應(yīng)重視減小質(zhì)量。3 1 根據(jù)圓柱齒輪強(qiáng)度的簡化計(jì)算方法，可列出齒輪模數(shù)w 之間有如下關(guān)系：直齒輪模數(shù) (中： 計(jì)算載荷， ；K 應(yīng)力集中系數(shù)，摩擦力影響系數(shù)，