現(xiàn)代ix35汽車手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)概述

1、吉林大學(xué)珠海學(xué)院畢 業(yè) 論 文現(xiàn)代ix35汽車手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)系 別： 專 業(yè) 名 稱： 學(xué) 生 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師姓名、職稱： 完成日期：2017年 月 日吉林大學(xué)珠海學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）摘 要 對于汽車變速器來說，手動(dòng)型變速比自動(dòng)變速器更難以操作。但是手動(dòng)變速器有著它有自有的優(yōu)點(diǎn)，首先手動(dòng)變速能傳遞的效率比較高，比自動(dòng)變速器來說更節(jié)約燃料，在節(jié)約燃料的同時(shí)，還能提供較好的動(dòng)力性，在短時(shí)間內(nèi)有較強(qiáng)的加速能力。因此本論文研究了現(xiàn)在ix35汽車的手動(dòng)變速器，它應(yīng)用6檔位變速器，本文對變速器的基本尺寸進(jìn)行了大量的計(jì)算，并利用畫圖的相關(guān)軟件對變速器的裝配圖進(jìn)行相應(yīng)的繪制。同時(shí)對同步器的尺寸和

2、結(jié)構(gòu)也進(jìn)行了相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作。關(guān)鍵字：汽車 變速器 三軸六擋 Abstract For auto transmission,manual type variable speed automatic transmission is more difficult to operate.But there are manual transmission has its own advantages,the first manual transmission can transfer efficiency is higher， more fuel economy than for automatic t

3、ransmission, at the same time of saving fuel， also can provide good power performance,has strong ability of acceleration in a short time. So this thesis studied the ix35 now car manual transmission, it applies 6 gear transmission,in this paper,the basic dimensions of transmission for a large amount

4、of calculation, and use of drawing software of transmission assembly drawing accordingly. At the same time on the size and structure of the synchronizer and the corresponding design work.Key words:Car Gearbox Three-axisSix-speed；目錄摘 要IAbstractII1 緒 論11.1 概述11.2 研究背景及意義21.3 設(shè)計(jì)要求32 變速器主要參數(shù)的選擇42.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

5、布置方案分析42.2 主要參數(shù)的選擇72.2.1 檔數(shù)72.2.2 傳動(dòng)比范圍72.2.3 變速器各檔傳動(dòng)比的確定82.2.4 中心距的選擇112.2.5 變速器的外形尺寸122.2.6 齒輪參數(shù)的選擇122.3 各檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動(dòng)比的計(jì)算142.4 變速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整182.5本章小結(jié)203 變速器齒輪強(qiáng)度校核203.1變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核203.2 輪齒接觸應(yīng)力校核223.3 倒檔齒輪的校核253.4本章小結(jié)264 軸的及軸上零件的設(shè)計(jì)與選擇264.1 初選軸的直徑264.2 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算284.2.1 軸的剛度計(jì)算28 4.2.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算334.3 軸承選擇

6、與壽命計(jì)算374.3.1 輸入軸軸承的選擇與壽命計(jì)算374.3.2 輸出軸軸承的選擇與壽命計(jì)算394.4本章小結(jié)415 變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)415.1 同步器鎖銷的設(shè)計(jì)415.2 同步器齒套的設(shè)計(jì)425.3 變速器殼體435.4 本章小結(jié)44結(jié) 論45參考文獻(xiàn)46致謝48IV1 緒 論 1.1 概述汽車已經(jīng)進(jìn)入了千家萬戶，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡囊徊糠?。汽車可以給我們不同速度體驗(yàn)，但是你知道它是怎樣的讓汽車產(chǎn)生不同的速度。這些問題的關(guān)鍵都可以聯(lián)系到一個(gè)重要的組成部分變速器。接下來我們要做的就是設(shè)計(jì)一個(gè)變速器。汽車手動(dòng)變速器，顧名思義，主要是用來改變汽車的行駛速度，以適應(yīng)不同道路條

7、件的需要。這只是它幾個(gè)作用中的一個(gè)小部分。接下來我們要了解一下變速器的作用。它的功用有以下幾點(diǎn)： 1.設(shè)置倒擋。這個(gè)非常重要，可以讓車倒退行駛。這在生活中用的非常多，倒車入庫等等都得用到這個(gè)功能。 2.設(shè)置空檔?？論醯闹饕饔镁褪沁m當(dāng)?shù)牟忍るx合器，達(dá)到汽車不再對外進(jìn)行動(dòng)力輸出，同時(shí)汽車不至于熄火，以便能使汽車快速起步。3. 能改變車速。我們在開車的過程中對汽車的速度有不同的要求，有了變速器就可以達(dá)到目的。 現(xiàn)如今汽車上所使用的變速器普遍具有兩個(gè)特點(diǎn)：（1）.轉(zhuǎn)矩變化范圍小，（2）.轉(zhuǎn)速高。這并不適應(yīng)汽車在行駛時(shí)的實(shí)際狀況。如果將驅(qū)動(dòng)橋直接與發(fā)動(dòng)機(jī)連接在一起，首先便會(huì)出現(xiàn)由于發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩小，不足

8、以克服汽車在行駛時(shí)所產(chǎn)生的阻力，使得汽車根本無法起步的情況；其次即便汽車行駛起來，也會(huì)出現(xiàn)車速太高，甚至無法駕控的情況。所以必須對發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速特性進(jìn)行改造，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)速下降以適應(yīng)汽車實(shí)際行駛的要求。因此，車用變速箱和主減速器就出現(xiàn)了。 從改善燃油經(jīng)濟(jì)性出發(fā)，駕駛員可以根據(jù)駕駛時(shí)的實(shí)際情況，對變速器的檔位進(jìn)行改變，從而實(shí)現(xiàn)降低燃油消耗的目的。 “十一五”期間，汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤為迅猛，私人汽車保有量翻了將近三倍，中國已經(jīng)成為世界最大的汽車生產(chǎn)國和消費(fèi)國之一。汽車作為一個(gè)在各個(gè)方面都能影響到居民生產(chǎn)和生活的用品，它的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、通過性和操縱方式中的任何一項(xiàng)產(chǎn)生突破，對于整個(gè)汽車行

9、業(yè)都是一次巨大的改革。 1.2 研究背景及意義最近幾十年以來，汽車技術(shù)得到了高速的發(fā)展，許多新的技術(shù)在汽車領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，汽車技術(shù)也可以站在科技的前沿，現(xiàn)在也可以通過看一個(gè)國家的汽車行業(yè)也能夠看出這個(gè)國家在機(jī)械等一系列領(lǐng)域的發(fā)展，尤其是對于汽車的制造和汽車的銷售來說，無不彰顯了本國的科學(xué)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)水平。 根據(jù)相關(guān)資料的顯示，中國的汽車市場前景還是相當(dāng)廣闊的，隨著改革的深入，人們的收入在逐漸的增加，人們對車的期望也越來越高。從當(dāng)初的每戶每家一輛摩托車逐漸變?yōu)槊繎粢徊啃∞I車。中國的汽車市場在今后幾年的發(fā)展的會(huì)越來越好，市場對汽車的需求量會(huì)逐漸增加。汽車出于剛起步的狀態(tài)時(shí)，需要一個(gè)較低的轉(zhuǎn)

10、速，能夠使汽車順利起步；當(dāng)汽車達(dá)到一定的速度的時(shí)候，這就需要高轉(zhuǎn)速繼續(xù)使汽車快速前進(jìn)。我們可以通過換擋來改變傳動(dòng)比，這可以改變轉(zhuǎn)矩就可以達(dá)到我們的要求。組成整個(gè)汽車需要大量的總成和零件，汽車變速器就是重要零部件之一，他對汽車的行駛性能產(chǎn)生重要的影響，甚至關(guān)乎人們的生命安全。 如果一輛汽車上安裝一臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)不好的變速器，在工作的時(shí)候會(huì)發(fā)出噪聲，讓駕駛者心里會(huì)產(chǎn)生不愉快的感覺，并且產(chǎn)生一系列的負(fù)面影響。為了能夠滿足學(xué)院對于學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，我花費(fèi)了大量的時(shí)間進(jìn)行變速器文獻(xiàn)的閱讀工作，同時(shí)復(fù)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖的相關(guān)知識，這對我進(jìn)行手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)工作奠定了夯實(shí)的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)變速器是雖然枯燥乏味，但

11、是卻讓我認(rèn)識到設(shè)計(jì)對于一個(gè)設(shè)計(jì)者的重要性，應(yīng)該努力認(rèn)真的對待它。 1.3 設(shè)計(jì)要求本次設(shè)計(jì)是以現(xiàn)代ix35變速器為例，得到與變速器設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)：車型：現(xiàn)代ix352015款 2.0L手動(dòng)兩驅(qū)舒適型發(fā)動(dòng)機(jī)：2.0L 118kw車身尺寸：長×寬×高=4420×1820×1660軸距：2640mm最小離地間隙：170mm最高車速：190Km/h車重：1398Kg行李廂容積：465L2 變速器主要參數(shù)的選擇 2.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析在汽車構(gòu)造中講到，汽車變速器的形式大體可以分為兩大類：兩軸式汽車變速器和三軸式汽車變速器。每一種變速器類型有著各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)

12、。其中兩軸式的汽車變速器廣泛應(yīng)用在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)處于前置的條件下。對于這一種汽車變速器有很多優(yōu)點(diǎn)，比如： 1.相對于三軸變速器來說，這種變速器類型少了中間軸，相應(yīng)的軸承數(shù)量也有所減少。2.由于這種變速器少了相應(yīng)的部件，結(jié)構(gòu)比較簡單，維修也變得更加容易。 3.尺寸小，便于在車內(nèi)的安裝。 4.由于這種變速器比三軸式的變速器少了中間軸，這樣減少了零部件功率的損失，能有效的提高汽車零部件的功率。在由于零件較少，噪聲相對較小。任何事物都有相對性，這款變速器也一樣，它也存在一定的缺點(diǎn)：由于沒有中間軸，造成了齒輪與軸承需要承受過大的載荷，容易造成軸承與齒輪的損壞。它的特點(diǎn)是：輸入軸與輸出軸設(shè)計(jì)在一條水平線上，但

13、是它們不是連接在一起的，需要通過結(jié)合套使它們連接起來，構(gòu)成了直接擋。適當(dāng)?shù)脑黾悠嚨臋n位也會(huì)給汽車帶來很多的優(yōu)點(diǎn)，例如：1.適當(dāng)?shù)脑黾悠嚨臋n位，可以降低燃油的消耗率，也會(huì)增加開車人員的愉悅性。 2.降低了工作時(shí)的噪聲，延長使用壽命。不過，增加擋數(shù)同樣也會(huì)帶來一些缺點(diǎn)： 1.增加了變速箱的整體質(zhì)量。 2.軸向尺寸增大。3.成本提高，操作復(fù)雜。根據(jù)上面的內(nèi)容，我們要對變速器進(jìn)行認(rèn)真的選擇，本次設(shè)計(jì)的車類型是現(xiàn)代ix35，屬于suv類型。相對于兩軸變速器來說，在suv上廣泛應(yīng)用于三軸汽車變速器。因此，我們所研究的現(xiàn)代ix35汽車采用三軸式變速器，它能有效的提高汽車的行駛速度。圖21 兩軸式變速器的

14、傳動(dòng)方案綜上所述，由于此次設(shè)計(jì)的ix35手動(dòng)變速器是SUV變速器，驅(qū)動(dòng)形式屬于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)，且可布置變速器的空間較小，對變速器的要求較高，要求運(yùn)行噪聲小，設(shè)計(jì)車速高，選擇6檔變速器。 2.2 主要參數(shù)的選擇 2.2.1 檔數(shù)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46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6個(gè)檔。商用車變速器采用46個(gè)檔或多檔。載質(zhì)量在2.03.5t的貨車采用五檔變速器，載質(zhì)量在4.08.0t的貨車采用五檔變速器。多檔變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。檔數(shù)選擇的要求：（1）相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下。（2）高檔區(qū)相鄰檔位

15、之間的傳動(dòng)比比值要比低檔區(qū)相鄰檔位之間的比值小。 因此，本次設(shè)計(jì)的SUV變速器為6檔變速器。 2.2.2 傳動(dòng)比范圍我們所說的變速器的傳動(dòng)比范圍也就是指汽車變速器的最高檔位與最低檔位的比值大小。截止到現(xiàn)在來看，轎車的傳動(dòng)比范圍相對較小，大概范圍是3.04.5，輕型商用車、suv的傳動(dòng)比范圍在5.08.0之間，重型商用車傳動(dòng)比范圍會(huì)更大一些。本設(shè)計(jì)最高檔傳動(dòng)比為0.78。 2.2.3 變速器各檔傳動(dòng)比的確定1、主減速器傳動(dòng)比的確定汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力所產(chǎn)生的行駛速度有一定的關(guān)系，關(guān)系如下列公式所示： （2-1）式中 汽車行駛速度（km/h）； 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）； 車輪

16、滾動(dòng)半徑（m）； 變速器傳動(dòng)比； 主減速器傳動(dòng)比。已知：最高車速=190 km/h；最高檔為超速檔，傳動(dòng)比=0.78；我們可以根據(jù)汽車車輪的滾動(dòng)行駛半徑知道，用以確定汽車輪胎的規(guī)格為215/65 R16為，因此可以計(jì)算得到： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=6000（r/min）；由以上公式（2-1）可以計(jì)算出主動(dòng)減速器的傳動(dòng)比，如下：2、最低檔傳動(dòng)比計(jì)算用公式表示如下： （2-2）式中 G 車輛總重量(N)；發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩(N·m)； 主減速器傳動(dòng)比； 變速器傳動(dòng)比； 為傳動(dòng)效率（0.850.9）；R 車輪滾動(dòng)半徑 最大爬坡度（一般情況下，SUV的爬坡度要20°，我們可以取值為）由公式（2-

17、2）得： （2-3）已知：m=1398kg；r=0.343m；g=9.8m/s2；，把以上數(shù)據(jù)代入（3-3）式：滿足不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)條件。公式表示如下： （2-4）已知：前輪軸荷kg；取0.6，把數(shù)據(jù)代入（2-4）式得：所以，一檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的選擇范圍是：初選一檔傳動(dòng)比為2.6。3、變速器各檔速比的配置變速器的各個(gè)檔位傳動(dòng)比的配置需要等比數(shù)列進(jìn)行求值： 2.2.4 中心距的選擇初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： （2-5）式中 A 變速器中心距（mm）；中心距系數(shù)，乘用車=8.99.3；發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為184（N·m）；變速器一檔傳動(dòng)比為2.6；變速器傳動(dòng)效率，取96%。（8.99.3）=（8.

18、99.3）7.715=68.6771.75mm一般suv汽車的中心距可以在6080mm范圍內(nèi)變化取值。我們初取中間值A(chǔ)=70mm。 2.2.5 變速器的外形尺寸現(xiàn)在ix35變速器的外形尺寸可以根據(jù)以下公式計(jì)算：mm初選長度為230mm。 2.2.6 齒輪參數(shù)的選擇1、模數(shù) 汽車變速器模數(shù)的選取要有一定的要求，如下所示： （1）選小點(diǎn)的模數(shù)，同時(shí)把齒寬選大點(diǎn)，這樣做可以降噪。 （2）與之相反，如果我們選取的模數(shù)值較大，就應(yīng)當(dāng)適當(dāng)降低齒寬，已達(dá)到質(zhì)量上的統(tǒng)一。表21 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)車 型乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量V/L貨車的最大總質(zhì)量/t1.0<V<1.61.6<V<2.

19、56.0<<14>14模數(shù)/mm2.252.752.753.003.504.504.506.00根據(jù)汽車變速器齒輪法向模數(shù)表可選，由于斜齒輪能很好的降低噪聲的產(chǎn)生，也能避免多度的振動(dòng)，因此現(xiàn)代ix35采用斜齒輪設(shè)計(jì)。2、壓力角在國內(nèi)外來說，汽車的壓力角也有著相應(yīng)的規(guī)定。一般情況下，壓力角取值是20°。為了滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和達(dá)到制造工藝的要求本變速器為了加工方便，所有的壓力角均選取20°。3、螺旋角有人專門做了大量的試驗(yàn)，得到的結(jié)論就是：汽車變速器的齒輪螺旋角會(huì)受到一定因素的影響，影響最大的因素是齒輪的齒數(shù)。變速器的螺旋角和齒數(shù)成正比例變化，但當(dāng)螺旋角達(dá)到30&

20、#176;這個(gè)頂峰數(shù)值后，齒的強(qiáng)度和螺旋角成反比例變化。從實(shí)驗(yàn)中可得到的結(jié)論是：要選取適當(dāng)?shù)凝X數(shù)，這樣才能更好的滿足螺旋角的需要。本設(shè)計(jì)初選螺旋角全部為22°。4、齒寬在模數(shù)要求中已經(jīng)講到，我們所選取的齒輪大小，要根據(jù)所選取的模數(shù)來確定，如果選取的模數(shù)較大，就適當(dāng)降低齒寬，如果模數(shù)較小，就適當(dāng)加大齒輪的數(shù)值。斜齒，取為6.08.5，取7.8mm5、齒頂高系數(shù)無論是在國內(nèi)還是在國內(nèi)，齒頂高系數(shù)都有著統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，也就是齒頂高取值為1.00。這樣做可以有效的降噪和改善齒根強(qiáng)度。本設(shè)計(jì)取為1.00。 2.3 各檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動(dòng)比的計(jì)算（1）一檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定一檔傳動(dòng)比為：取整得43

21、。乘用車車可在1217之間選取，取12，則。則一檔傳動(dòng)比為：（2）對中心距A進(jìn)行修正取整得mm，為標(biāo)準(zhǔn)中心距。中心距調(diào)整后取則（3）二檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 （2-6） （2-7）已知：=70mm，=2.047，=3.0，；將所得到的數(shù)據(jù)代入（2-6）、（2-7）兩個(gè)公式，整理可得到：，所以二檔傳動(dòng)比為：（4）三檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 （2-8） （2-9）已知：=70mm，=1.612，=3.0，；將所得到的數(shù)據(jù)代入（2-8）、（2-9）兩個(gè)公式，整理可得到：，所以三檔傳動(dòng)比為：（5）四檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 （2-10） （2-11）已知：=70mm，=1.269，=3.0，；將所得到的數(shù)據(jù)代入

22、（2-10）、（2-11）兩個(gè)公式，整理可得到：，所以四檔傳動(dòng)比為：（6）五檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 （2-10） （2-11）已知：=70mm，=0.999，=3.0，；將數(shù)據(jù)代入（2-10）、（2-11）兩式，整理可得到：，所以五檔傳動(dòng)比為：（6）計(jì)六檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定 （2-10） （2-11）已知：=70mm，=0.78，=3.0，；將上述得到的數(shù)據(jù)代入（2-10）、（2-11）兩式，整理可得到：，所以六檔傳動(dòng)比為：（8）倒檔齒數(shù)及傳動(dòng)比的確定在倒檔軸上我們選取的倒擋齒輪的齒數(shù)為=23，輸入軸齒輪的齒數(shù)=11，這樣可以達(dá)到下面這個(gè)公式的要求： （2-12）已知：，將這三個(gè)數(shù)據(jù)代入（2-1

23、4）公式中，由于齒數(shù)必須為整數(shù)，計(jì)算得到：，則倒檔傳動(dòng)比為：輸入軸和倒檔軸的距離可以確定為：mm 取輸出軸與倒檔軸的距離可以確定為：mm 取 2.4 變速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整采用變位齒輪的原因：配湊中心距；提高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命；降低齒輪的嚙合噪聲。本次設(shè)計(jì)螺旋角定為：一檔至六檔，倒檔根據(jù)設(shè)計(jì)手冊及相關(guān)圖表得：一檔齒輪的變位當(dāng) A0=70 Z1=12 Z2=31時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522 變位系數(shù)分配為X1=0.324 X2=0.198二檔齒輪的變位 當(dāng) A0=70 Z3=15 Z4=31時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522 變位系數(shù)分配為X3=0.311 X4=0.211三檔齒

24、輪的變位當(dāng) A0=70 Z5=17 Z6=28 時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522變位系數(shù)分配為X5=0.296 X6=0.226四檔齒輪的變位當(dāng) A0=70 Z7=19 Z8=25 時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522變位系數(shù)分配為X7=0.270 X8=0.252五檔齒輪的變位當(dāng) A0=70 Z9=22 Z10=21 時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522變位系數(shù)分配為X9=0.234 X10=0.288六檔齒輪的變位當(dāng) A0=70 Z11=24 Z12=19 時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.522變位系數(shù)分配為X11=0.221 X12=0.314倒檔齒輪的變位汽車變速器輸入軸和倒檔軸之間：當(dāng) A0=46

25、 Z13=11 Z14=23 時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.200變位系數(shù)分配為X13=0.17 X14=0.03汽車變速器輸出軸和倒檔軸之間： 當(dāng) A0=80 Z14=23 Z15=30時(shí)，查得總變位系數(shù)X=0.12 變位系數(shù)分配為X14=0.03 X15=0.15 2.5本章小結(jié)本章進(jìn)行了整個(gè)汽車手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，對整個(gè)變速器的設(shè)計(jì)做了大量的工作。對于各個(gè)檔位的傳動(dòng)比，各個(gè)檔位的齒輪齒數(shù)已經(jīng)中心距都做出了相應(yīng)的理論解釋，是這個(gè)文章的中心內(nèi)容，汽車變速器的繪圖工作也要根據(jù)這章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的繪制。3 變速器齒輪強(qiáng)度校核 3.1變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核齒輪的彎曲強(qiáng)度校核公式為： (3-1)式中

26、 圓周力（N），；計(jì)算載荷（N·mm）；節(jié)圓直徑（mm）， ，為法向模數(shù)（mm）；斜齒輪螺旋角；應(yīng)力集中系數(shù)，=1.50；齒面寬（mm）；法向齒距，； 齒形系數(shù)，可以按照當(dāng)量齒數(shù)在齒形系數(shù)圖31中查得；重合度影響系數(shù)，=2.0。圖31 齒形系數(shù)圖將以上查到和計(jì)算的相關(guān)數(shù)據(jù)帶進(jìn)公式（3-1），通過計(jì)算可以得到 (3-2)1、一檔齒輪校核已知： N·mm；mm；X1=0.324；，查齒形系數(shù)圖31得：y=0.153，把以上數(shù)據(jù)代入(3-2)式，得：MPa2、二檔齒輪校核已知： N·mm；mm；X3=0.311；，查齒形系數(shù)圖31得：y=0.157，把以上數(shù)據(jù)代入(3-

27、2)式，得： MPa其他各檔位齒輪的校核同理，此處不再一一復(fù)述。 3.2 輪齒接觸應(yīng)力校核 （3-3）式中 輪齒接觸應(yīng)力（MPa）；齒面上的法向力（N），；圓周力（N），；計(jì)算載荷（N·mm）；為節(jié)圓直徑（mm）；齒輪材料的彈性模量（MPa）；齒輪接觸的實(shí)際寬度（mm）；、主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm）。表31 齒輪允許接觸的應(yīng)力大小齒輪/MPa滲碳齒輪液體碳氮共滲齒輪一檔和倒檔1900-2000950-1000常嚙合齒輪和高檔齒輪1300-1400650-7001、一檔齒輪接觸應(yīng)力校核已知：N·mm；MPa；mm；mm；mmN將以上數(shù)據(jù)代入（3-3）可得：MPa2、二檔齒輪接

28、觸應(yīng)力校核已知：N·mm；MPa；mm；mm；mm；N同一檔，將以上數(shù)據(jù)代入（3-3）可得：MPa其他各檔位校核同理此處不再一一復(fù)述。以上所得到的所有數(shù)據(jù)，如接觸應(yīng)力的大小完全小于齒輪允許接觸應(yīng)力大小的數(shù)值，所以滿足設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求。 3.3 倒檔齒輪的校核1、齒輪根部彎曲疲勞倒檔輸入齒輪：已知：N·mm；mm；X11=0.17；，查齒形系數(shù)圖31得：y=0.132，把以上數(shù)據(jù)代入(3-2)式，得：MPa2、 齒輪表面疲勞許力 已知：N·mm；MPa；N同一檔，將以上數(shù)據(jù)代入（3-3）可得：MPa通過上述計(jì)算可以得出的結(jié)論是，這兩個(gè)數(shù)值滿足設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，可以予以采

29、用。 3.4本章小結(jié) 本章是以第2章為基礎(chǔ)，繼續(xù)對變速器的齒輪進(jìn)行相應(yīng)的校核強(qiáng)度的計(jì)算，通過計(jì)算可知，我們所設(shè)計(jì)的零部件均滿足設(shè)計(jì)的內(nèi)容，可以繼續(xù)進(jìn)行以下工作。4 軸的及軸上零件的設(shè)計(jì)與選擇 4.1 初選軸的直徑輸入軸，=0.160.18；輸出軸，0.180.21。輸入軸上花鍵直徑（mm）的選取，可以根據(jù)這個(gè)公式進(jìn)行計(jì)算：式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，=4.04.6；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）。輸入軸花鍵部分直徑：=21.4924.71mm初選輸入、輸出軸距離=270mm。根據(jù)公式5-1可以得到軸的最小直徑： （4-1）式中 d軸的最小直徑（mm）；軸的許用剪應(yīng)力（MPa）；P發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（kw）；n發(fā)動(dòng)

30、機(jī)的轉(zhuǎn)速（r/min）。將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（4-1）式，得：mm所以，選擇軸的最小直徑為25mm。為了更好的滿足設(shè)計(jì)工藝的相關(guān)問題，我們對變速器的軸徑進(jìn)行初步確定圖41 輸入軸各部分尺寸圖42 輸出軸各部分尺寸 4.2 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 4.2.1 軸的剛度計(jì)算軸的剛度可分別用下式計(jì)算： （4-2） （4-3） （4-4）圖43 變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角 式中 彈性模量（MPa），=2.1×105 MPa；慣性矩（mm4），對于實(shí)心軸，；、齒輪上的作用力距支座、的距離（mm）；支座間的距離（mm）。軸的全撓度為mm。軸允許值為=0.050.10mm，=0.100.15mm。齒輪所在平面的轉(zhuǎn)角不應(yīng)

31、超過0.002rad。（1）變速器輸入軸與輸出軸剛度的校核計(jì)算1）軸上受力分析一檔工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=23mm；b=231.24mm；L=254.24mm；d=35.5mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（4-2）、（4-3）、（4-4）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=25.25mm；b=231.24mm；L=256.49mm；d=43mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（4-2）、（4-3）、（4-4）得到：mmmmmmrad二檔工作時(shí)：NNN輸入軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=76.74mm；b=177.5mm；L=254.24mm；d=43.5mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代

32、入（4-2）、（4-3）、（4-4）得到：mmmmmmrad輸出軸的撓度和轉(zhuǎn)角的計(jì)算：已知：a=79mm；b=177.5mm；L=256.49mm；d=40mm，把有關(guān)數(shù)據(jù)代入（4-2）、（4-3）、（4-4）得到：mmmmmmrad 其他各檔位工作時(shí)剛度校核計(jì)算同理，此處不再一一復(fù)述。 4.2.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算當(dāng)汽車手動(dòng)變速器掛在1檔位時(shí)，我們對輸入軸進(jìn)行校核計(jì)算：計(jì)算輸入軸的支反力：NNN已知：a=23mm；b=231.24mm；L=254.24mm；d=35.5mm，（1）垂直面內(nèi)支反力對B點(diǎn)取距：FAY(a+b)+Fa1*r1-Fr1*b=0代入得：FAY=2623.567N對A點(diǎn)取距

33、：FBY(a+b)-Fa1*r1-Fr1*a=0代入得：FBY=512.173N（2）水平面內(nèi)的支反力對B點(diǎn)取距：FAX(a+b)-Ft1*b=0 代入得：FAX=7265.402N對A點(diǎn)取距：FBX(a+b)-Ft1*b=0 代入得：FBX=722.644N（3）計(jì)算垂直面內(nèi)的彎矩軸上各點(diǎn)彎矩如圖44所示：圖44輸入軸的彎矩圖軸在轉(zhuǎn)矩和彎矩的同時(shí)作用下，其應(yīng)力為 (4-5)式中 （N.m）；軸徑（mm）；抗彎截面系數(shù)（mm3）。將數(shù)據(jù)代入（4-5）式，得：MPa在低檔工作時(shí)，400MPa，符合要求。對輸出軸校核：計(jì)算輸出軸的支反力：齒輪受力如下：NNN已知：a=25.25mm；b=231.2

34、4mm；L=256.49mm；d=43mm軸上各點(diǎn)彎矩如圖45所示：（1）垂直面內(nèi)支反力對B點(diǎn)取距：FAY(a+b)+Fa2*r2-Fr2*b=0代入得：FAY=3097.58N對A點(diǎn)取距：FBY(a+b)-Fa2*r2-Fr2*a=0代入得：FBY=38.16N（2）水平面內(nèi)的支反力對B點(diǎn)取距：FAX(a+b)-Ft2*b=0 代入得：FAX=786.69N對A點(diǎn)取距：FBX(a+b)-Ft2*b=0 代入得：FBX=7357.39N圖45 輸出軸彎矩圖把以上數(shù)據(jù)代入（4-5），得：MPa在低檔工作時(shí)，400MPa，符合要求。 4.3 軸承選擇與壽命計(jì)算 4.3.1 輸入軸軸承的選擇與壽命計(jì)

35、算根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教材軸承KN，KN。（1）變速器一檔工作時(shí)N，N軸承的徑向載荷：=2852.063N；N軸承內(nèi)部軸向力： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得：Y=1.6NNN所以NN計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到；，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到當(dāng)量動(dòng)載荷：NN為支反力。h表41 變速器各檔的相對工作時(shí)間或使用率車型檔位數(shù)最高檔傳動(dòng)比/%變速器檔位轎車普通級以下3113069410.532076.54<1182368中級以上3112277410.5210.5874<10.532076.5510.52418.5755<10.521557.525查表41可得到該檔的使用率，所以：所

36、以軸承壽命滿足要求。 4.3.2 輸出軸軸承的選擇與壽命計(jì)算（1）初選軸承型號左右軸承均采用30206型號KN，KN變速器一檔工作時(shí)：一檔齒輪上力為：N，N軸承的徑向載荷：=2825.063N；N軸承內(nèi)部軸向力： 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得：Y=1.6NN所以NN（2）計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到：；，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊得到：當(dāng)量動(dòng)載荷：NNh查表3.4可得到該檔的使用率，于是h。所以軸承壽命滿足要求。 4.4本章小結(jié) 本章是對變速器軸及軸上的零件的設(shè)計(jì)和選擇，其中有對軸的強(qiáng)度、剛度的計(jì)算，軸承的選擇與其壽命的計(jì)算，通過這些計(jì)算我們可以對變速器的軸體有一個(gè)更高的要求，讓其更好的表

37、現(xiàn)出傳動(dòng)效果。5 變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì)5.1 同步器鎖銷的設(shè)計(jì)1.汽車同步器的鎖止角確定 通常我們對鎖止角的確定是根據(jù)下面的公式來確定的： (6-2)式中 摩擦錐角的平均半徑摩擦系數(shù)錐面角拔環(huán)半徑鎖銷角滿足上列公式的鎖止條件，通常我們是根據(jù)上面的公式來確定合適的鎖止角。通常取鎖止角=35°45°。對于小汽車，可以選取小一點(diǎn)的數(shù)值而對于重型汽車，可以選取大一點(diǎn)數(shù)值。2.確定同步器鎖銷銷差值 我們對于同步器鎖銷差值的確定也要選取適當(dāng)。一旦我們所選取的差值過大，會(huì)造成汽車在換擋過程中產(chǎn)生沖擊，適當(dāng)?shù)慕档筒钪档男。梢杂行У臏p緩換擋的沖擊。一般取鎖銷差1.31.4。5.2 同

38、步器齒套的設(shè)計(jì)1.齒套鎖銷孔和定位銷孔的設(shè)計(jì) 通常我們選取36個(gè)鎖銷孔，重型車可以選大值，SUV可以更加具體情況適當(dāng)降低。2.齒套結(jié)合齒的確定變速器接合套齒數(shù)的確定，我們可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的最大扭矩來進(jìn)行確定。為了防止變速器自動(dòng)掉檔，可以采用倒角齒的設(shè)計(jì)方法。5.3 變速器殼體 在進(jìn)行變速器殼體設(shè)計(jì)的時(shí)候，要遵循著以下這幾個(gè)條件：1.變速器殼體的設(shè)計(jì)尺寸要盡可能小一點(diǎn)，這樣既方便安裝，也可以較少材料的用量。2.變速器的殼體要具有一定的剛度和強(qiáng)度，以便確保軸承在工作過程中不至于左右歪斜。對此有以下幾點(diǎn)要求：1.為了方便檢查變速器箱內(nèi)油量的多少，我們可以在潤滑油所在的平面上設(shè)置一個(gè)注油孔。2.放油

39、孔應(yīng)放在殼體的最低處。這樣的話可以保證放油的程度。3.放油鏍塞我們可以選用永久磁性鏍塞，這樣可以將潤滑油里的金屬吸起來。4.我們在變速箱的上端設(shè)置一個(gè)通氣塞，這樣做可以保證變速箱的內(nèi)部氣壓與外界是一樣的?，F(xiàn)在都講究汽車的輕量化，因此鋁合金材料在汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。我們?nèi)暨x用鋁合金作為變速器的殼體，那壁厚可以在3.5mm4mm范圍內(nèi)選取。若采用鑄鐵作為變速器殼體，壁厚可以在5mm6mm范圍內(nèi)選取，這樣可以達(dá)到汽車的使用質(zhì)量。5.4 本章小結(jié)第5章主要講述了汽車手動(dòng)變速器同步器的相關(guān)設(shè)計(jì)工作。雖然為本文的最后一個(gè)章節(jié)，但同步器對于汽車來說也起著至關(guān)重要的作用。同步器直接影響著汽車換擋是否平順，駕駛員能否在駕駛過程中產(chǎn)生愉悅感，駕駛員能否在想要更換汽車檔位的時(shí)候進(jìn)行順利換擋等等一系列工作。其次，還對變速器殼體做出了適當(dāng)?shù)姆治?，它要具有一定的剛度和?qiáng)度，以便更好的保護(hù)好整個(gè)汽車變速器。結(jié) 論通過整個(gè)文章的介紹，可以知道汽車變速器在整個(gè)汽車中是一個(gè)重要的組成部分，不可或缺。它能直接影響著汽車的傳動(dòng)性能、