乘用車的變速箱設(shè)計(jì)最后

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）--第1章緒論1.1選題背景及意義此設(shè)計(jì)是根據(jù)當(dāng)前乘用車市場對(duì)變速箱性能的高要求，旨在提高車輛的動(dòng)力傳輸效率和燃油經(jīng)濟(jì)性。設(shè)計(jì)將采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和材料，以確保變速箱的耐用性和可靠性。同時(shí)，考慮到環(huán)保和節(jié)能減排的趨勢(shì)，設(shè)計(jì)將著重于降低變速箱在運(yùn)行過程中的能量損耗，以及減少對(duì)環(huán)境的影響。通過模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，預(yù)期該變速箱設(shè)計(jì)能夠滿足未來汽車工業(yè)的發(fā)展需求，并為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考。汽車變速器功用：1、在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動(dòng)輪上扭矩的大?。?、設(shè)置空擋，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸，保證發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速、便于換擋。3、設(shè)置倒擋使汽車能夠向后行駛4、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)在功率較高而油耗較低的工況下工作。乘用車變速器有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。它可以改變傳動(dòng)比。在車輛起步、爬坡時(shí)，能將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩放大，讓車輛輕松應(yīng)對(duì)這些工況。比如車輛滿載爬坡，合適的低擋位能確保車輛有足夠的動(dòng)力爬坡，不至于熄火。變速器能夠使發(fā)動(dòng)機(jī)在較為有利的工況范圍內(nèi)工作，不管車速快慢，通過換擋讓發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷處于比較經(jīng)濟(jì)的區(qū)間，以此降低燃油消耗、減少尾氣排放，這對(duì)提高燃油經(jīng)濟(jì)性很有幫助。同時(shí)，變速器還能實(shí)現(xiàn)倒車功能。車輛要倒車時(shí)，通過變速器的倒擋齒輪改變動(dòng)力傳遞方向，使車輛能夠后退。而且它還可以中斷動(dòng)力傳遞。在車輛短暫停車，如等紅燈時(shí)，變速器可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞中斷，這樣發(fā)動(dòng)機(jī)可以保持怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，不需要一直輸出動(dòng)力，減少機(jī)件磨損和能量損耗，并且有利于車輛的平穩(wěn)起步，能讓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力平緩地傳遞到車輪上，避免車輛急加速而導(dǎo)致的抖動(dòng)等情況。1.2變速器的發(fā)展史變速器的發(fā)展歷程與汽車工業(yè)的進(jìn)步緊密相連，經(jīng)歷了漫長且不斷創(chuàng)新變革的過程。早期的汽車變速器較為簡陋，多采用簡單的滑動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)有限的幾個(gè)擋位切換。例如，在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，一些汽車的變速器僅有兩三個(gè)擋位，這種變速器雖然能夠在一定程度上改變車輛的速度和扭矩，但換擋過程不夠平順，需要駕駛員具備較高的操作技巧，且傳動(dòng)效率相對(duì)較低。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，手動(dòng)變速器逐漸得到改進(jìn)，同步器的出現(xiàn)是一個(gè)重要里程碑。同步器使得換擋過程更加順暢，減少了齒輪撞擊產(chǎn)生的磨損和噪聲，大大提高了換擋的舒適性和可靠性。到了20世紀(jì)中葉，手動(dòng)變速器在擋位數(shù)量上也有所增加，常見的有四擋、五擋變速器，這使得車輛能夠更好地適應(yīng)不同的路況和行駛需求，在城市道路和高速公路行駛時(shí)都能有較為合適的擋位選擇，提高了汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。自動(dòng)變速器的發(fā)展則相對(duì)較晚，但發(fā)展速度迅猛。20世紀(jì)40年代，液力自動(dòng)變速器開始應(yīng)用于汽車。它利用液力變矩器實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的柔性連接，無需駕駛員手動(dòng)操作離合器，能夠自動(dòng)根據(jù)車速和負(fù)荷調(diào)整擋位，極大地提升了駕駛的便利性，尤其適合在交通擁堵的城市環(huán)境中使用。隨著電子技術(shù)的興起，電子控制單元（ECU）被引入自動(dòng)變速器的控制中，使得換擋邏輯更加智能化。現(xiàn)代的自動(dòng)變速器不僅能根據(jù)車速和油門踏板位置換擋，還能綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的工況、車輛的行駛穩(wěn)定性等多種因素，進(jìn)一步提高了換擋的精準(zhǔn)度和燃油經(jīng)濟(jì)性。例如，一些先進(jìn)的自動(dòng)變速器在高速行駛時(shí)能夠精準(zhǔn)地選擇合適的擋位，保持發(fā)動(dòng)機(jī)在高效區(qū)間運(yùn)行，降低油耗。近年來，雙離合變速器和無級(jí)變速器等新型變速器也逐漸嶄露頭角。雙離合變速器結(jié)合了手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)，擁有兩套離合器，換擋速度極快，能夠在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)無間斷的動(dòng)力傳遞，提高了車輛的加速性能和傳動(dòng)效率。無級(jí)變速器則通過連續(xù)改變傳動(dòng)比，使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠始終在最佳工況附近工作，實(shí)現(xiàn)了更加平滑的動(dòng)力輸出和良好的燃油經(jīng)濟(jì)性?？傊?，變速器的發(fā)展史就是一部不斷追求更高性能、更好駕駛體驗(yàn)和更高效率的創(chuàng)新史，未來還將隨著科技的發(fā)展繼續(xù)演進(jìn)。1.3變速箱設(shè)計(jì)思想變速箱設(shè)計(jì)思想主要圍繞著滿足車輛多方面性能需求、兼顧可靠性與成本控制以及適應(yīng)未來發(fā)展趨勢(shì)等方面展開。首先，滿足車輛性能需求是核心。在動(dòng)力性方面，變速箱要能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的特性合理地調(diào)整傳動(dòng)比。例如，對(duì)于小排量發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)較大的一檔傳動(dòng)比，以確保車輛在起步和爬坡時(shí)有足夠的扭矩輸出；而對(duì)于高性能發(fā)動(dòng)機(jī)，多擋位且傳動(dòng)效率高的變速箱設(shè)計(jì)能夠充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的高功率優(yōu)勢(shì)，使車輛在高速行駛時(shí)仍能保持強(qiáng)勁的動(dòng)力。在燃油經(jīng)濟(jì)性上，通過優(yōu)化擋位數(shù)量和傳動(dòng)比間隔，使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下都能盡量工作在經(jīng)濟(jì)油耗區(qū)間。例如，采用超速擋設(shè)計(jì)，當(dāng)車輛在高速穩(wěn)定行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可以降低，減少燃油消耗。同時(shí)，考慮駕駛舒適性，變速箱的換擋過程應(yīng)盡量平順，減少?zèng)_擊和頓挫感。這就要求在設(shè)計(jì)換擋機(jī)構(gòu)和同步器時(shí)，精確計(jì)算其參數(shù)，確保換擋瞬間齒輪的轉(zhuǎn)速匹配良好。其次，可靠性與成本控制不可或缺。為保證可靠性，在材料選擇上，根據(jù)不同部件的受力情況和工作環(huán)境選用合適的材料。如齒輪采用高強(qiáng)度合金鋼，既能承受較大的載荷，又具有良好的耐磨性；軸類零件則要保證足夠的強(qiáng)度和剛度，防止在長期運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生變形或斷裂。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，采用合理的布局和加強(qiáng)筋等設(shè)計(jì)，提高箱體的剛性，減少振動(dòng)和噪聲的產(chǎn)生。而在成本控制方面，避免過度設(shè)計(jì)和使用昂貴的材料與工藝。例如，在滿足性能要求的前提下，選擇性價(jià)比高的制造工藝，如采用先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)提高生產(chǎn)效率、降低廢品率，從而降低制造成本。同時(shí)，通過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)思想，減少零部件的種類和數(shù)量，便于生產(chǎn)管理和后期維護(hù)，進(jìn)一步降低成本。最后，適應(yīng)未來發(fā)展趨勢(shì)也是重要的設(shè)計(jì)思想。隨著環(huán)保要求的日益嚴(yán)格和新能源汽車的發(fā)展，變速箱設(shè)計(jì)需要考慮與混合動(dòng)力系統(tǒng)或純電動(dòng)系統(tǒng)的兼容。例如，在混合動(dòng)力汽車中，變速箱要能夠與電機(jī)協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)純電驅(qū)動(dòng)、混合驅(qū)動(dòng)等多種模式的切換，并且在能量回收過程中起到關(guān)鍵作用。此外，智能化也是未來的發(fā)展方向，設(shè)計(jì)具有自學(xué)習(xí)和自適應(yīng)功能的變速箱控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)駕駛員的駕駛習(xí)慣和路況自動(dòng)調(diào)整換擋策略，提供更加個(gè)性化的駕駛體驗(yàn)，并且能夠與車輛的其他智能系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，實(shí)現(xiàn)整車的智能化控制。第2章變速箱傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)2.1變速箱結(jié)構(gòu)2.1.1傳動(dòng)構(gòu)造按照參數(shù)，車型為微型轎車類型，則微型轎車為前置前驅(qū)變速箱，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循可靠、簡單、實(shí)用為準(zhǔn)，具體的結(jié)構(gòu)形式如圖2.1所示。圖2.1變速箱結(jié)構(gòu)形式從圖可以看出，對(duì)于變速箱來說，整個(gè)系統(tǒng)非常緊湊，變速驅(qū)動(dòng)部分主要包括有變速箱、差速器以及車輪傳動(dòng)裝置零件。作為汽車部件之一的傳動(dòng)裝置，它有著改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸扭矩以及改變傳動(dòng)比的作用，這樣用來達(dá)到車輛在起步、加速行駛的不同工況，同時(shí)也可以保證汽車在不同阻礙下等對(duì)車輪牽引力以及速度不同的需求。同時(shí)也讓車輛在經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性有著較高的目標(biāo)。對(duì)汽車進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要從汽車的使用要求、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、整備質(zhì)量的角度，對(duì)變速器的傳動(dòng)比及檔數(shù)進(jìn)行最優(yōu)化的選擇，從而來滿足要求。變數(shù)器設(shè)置空檔的目的就是，當(dāng)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及需要進(jìn)行滑行時(shí)或者當(dāng)不需要發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪時(shí)可以通過變速器來實(shí)現(xiàn)。以及變速器設(shè)置倒擋就是讓汽車具有反向行駛的能力。必要時(shí)，變速器具有功率輸出的功能。想要滿足以上對(duì)變速器的要求，則變速器選用有級(jí)式變速器。變速器的兩個(gè)應(yīng)用范圍分別指的是自動(dòng)操縱控制機(jī)構(gòu)、變速箱和傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)。由傳動(dòng)軸、傳動(dòng)齒輪、換檔齒輪一同連接組成變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)也可能需要使用避免直接沖擊到該裝置的自動(dòng)同步器，而且操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)該有互鎖與自鎖的裝置。貨車大多是用三軸變速箱，而家用轎車一般是兩軸變速箱，使用鎖環(huán)式同步器。對(duì)變速器的設(shè)計(jì)，需要多角度進(jìn)行考慮：變速器的性價(jià)比、質(zhì)量、制造程度以及其最重要的使用性能。而且也要對(duì)其制造、維修、使用等條件進(jìn)行考慮。故而，從軸的形式，齒輪的形式以及設(shè)計(jì)制造布置的合理性進(jìn)行多角度分析，從而選取最適合的方案。1.有關(guān)變速器軸數(shù)的確定發(fā)動(dòng)機(jī)前部放置且前部驅(qū)動(dòng)的車輛大都運(yùn)用的是兩軸式的變速箱，其通過相互平行的輸出軸與輸入軸進(jìn)行動(dòng)力傳遞。兩軸傳動(dòng)的機(jī)械構(gòu)造簡單、緊湊且易于配置。并且由于機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，中間檔位在傳遞動(dòng)力時(shí)只通過一對(duì)中間齒輪，具有低噪聲、效率高的特點(diǎn)。同時(shí)，因?yàn)閮奢S式變速器沒有直接檔，從而導(dǎo)致當(dāng)傳動(dòng)比過大時(shí)，軸承與齒輪都承受過多的載荷，因?yàn)椴牧蠅勖脑?，故而容易損壞且工作時(shí)噪聲較大。同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)的原因，第一齒輪的兩軸傳動(dòng)一般比較小。從前進(jìn)擋的角度來說，中間軸式變速器的輸出軸與第一軸的旋轉(zhuǎn)方向一致，但對(duì)于兩軸式變速器，輸出軸與輸入軸的旋轉(zhuǎn)方向不同。除了運(yùn)用兩軸式的變速箱，其它車輛則采用前輪中間軸式四輪驅(qū)動(dòng)。變速器的第一軸的前部由一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)花鍵飛輪的支承,離合器的從輪驅(qū)動(dòng)盤與其第一軸上的驅(qū)動(dòng)花鍵飛輪相連,同時(shí)與驅(qū)動(dòng)萬向節(jié)飛輪相連的位置是第二輪和軸的前部末端。考慮了使用中間軸式變速器從而在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，設(shè)置三根軸，在同一軸線上的一軸與二軸相連，這是一個(gè)直接的齒輪，其優(yōu)點(diǎn)是傳輸?shù)呐ぞ赝瑫r(shí)軸承與齒輪不接受負(fù)荷，所以它有噪聲磨損小、使用壽命長以及高傳動(dòng)效率的優(yōu)點(diǎn)。利與弊相隨，因?yàn)槠渌麚跷粫r(shí)是經(jīng)過兩對(duì)齒輪傳動(dòng)，所以相對(duì)固定型軸式的變速器，其傳動(dòng)效率略低。本設(shè)計(jì)為乘用車，根據(jù)其使用條件，選擇前置前驅(qū)、兩軸式變速器。2.對(duì)乘用汽車的檔數(shù)確定變速器的一個(gè)傳動(dòng)檔位系數(shù)變得越多,汽車的綜合燃油使用經(jīng)濟(jì)性和輕型轎車混合動(dòng)力系統(tǒng)穩(wěn)定性越平順,越好,但由于這個(gè)傳動(dòng)檔位系數(shù)的不斷變化增加,也就有可能會(huì)改變導(dǎo)致變速箱的一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其設(shè)計(jì)可能變得更加復(fù)雜，同時(shí)導(dǎo)致尺寸輪轂與質(zhì)量增大。在駕駛的過程中，由于檔位較多，所以換擋頻率也會(huì)加快。確定客車的最低傳動(dòng)比，如果增加檔位就會(huì)使兩個(gè)相鄰的檔位的傳動(dòng)比接近，從而比值變小，使得換檔操作更加的平順。對(duì)于其比值的要求是小于1.8,。并且傳動(dòng)比的比值越小，調(diào)檔就愈容易。此外，在不同等級(jí)檔區(qū)的傳動(dòng)量之比有著要求，低檔區(qū)的相鄰檔位傳動(dòng)比的固定比例要高于高檔區(qū)的。綜上分析，本此設(shè)計(jì)的乘用轎車選用五加一檔的變速器設(shè)計(jì)，其傳動(dòng)路線簡圖如圖2.2所示。圖2.2傳動(dòng)路線簡圖2.1.2倒檔布置方案的確定多見的倒檔方案如圖2.3所示：圖a，方案顯示設(shè)置一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪，用在第二軸和中間軸上進(jìn)行傳動(dòng)，這樣結(jié)構(gòu)雖然簡單，但對(duì)于中間齒輪來說，正反交替對(duì)稱變換的彎曲應(yīng)力會(huì)影響其使用壽命。圖b，此方案減短了中間軸的大小，通過齒輪中間軸上的一檔驅(qū)動(dòng)齒輪。但是也可能正是因?yàn)檫@樣,當(dāng)汽車進(jìn)行齒輪換檔時(shí),會(huì)一起驅(qū)動(dòng)進(jìn)入齒輪嚙合的兩對(duì)驅(qū)動(dòng)齒輪,從而增加齒輪換檔的難度。圖c，此方案的優(yōu)點(diǎn)是，更大的倒擋傳動(dòng)比，但其換擋的程序錯(cuò)誤。圖d，此方案是對(duì)圖c的修改。圖e，此方案將一檔齒輪與倒擋齒輪作為一體，增大了齒寬。圖f，此方案，如果齒輪副都采用了常嚙合齒輪，那么選用此方案，可以更加流暢的換檔，并且減小變速器的軸向長度，這樣對(duì)空間的使用率更高。某些貨車采用圖g的方案，此方案需要在倒擋和一檔都設(shè)置一個(gè)撥叉軸，從而讓變速器的操縱機(jī)構(gòu)變得更加復(fù)雜。根據(jù)分析，本次設(shè)計(jì)采用方案f，汽車變速器的全部齒輪副均為常嚙合齒輪。故而，倒檔齒輪為常嚙合斜齒輪傳動(dòng)同步器換擋方式。此方案優(yōu)點(diǎn)：倒擋齒輪使用時(shí)間久、換擋流暢且輪齒受到?jīng)_擊力較小。abcdefg圖2.3方案2.2傳動(dòng)部分主要組成2.2.1變速器齒輪斜齒圓柱齒輪與直齒齒輪進(jìn)行對(duì)比會(huì)容易的發(fā)現(xiàn)，斜齒在工作的時(shí)間過程中雜音小，使用的年限變長，傳動(dòng)過程穩(wěn)定、平緩等特點(diǎn)，缺點(diǎn)主要是斜齒輪傳動(dòng)中存在軸向力，影響軸承壽命，而且生產(chǎn)制造工藝復(fù)雜。在變速器中,常嚙合齒輪都使用斜齒嚙合的齒輪，雖然這種情況下會(huì)加大常嚙合齒輪的數(shù)目，在變數(shù)器上表現(xiàn)出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變大，但將一軸上和中間軸上的斜齒輪嚙合，同時(shí)二軸上與中間軸上斜齒輪進(jìn)行合理配合安排，就可以在一定程度上的消除斜齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的軸向力。倒檔齒輪采用常嚙合斜齒輪傳動(dòng)同步器換擋方式。因?yàn)楸敬无I車設(shè)計(jì)中檔位都使用同步器換檔方式。綜上，全部齒輪都用斜齒輪，并且嚙合方案都為常嚙合齒輪傳動(dòng)。2.2.2換擋機(jī)構(gòu)的確定換擋機(jī)構(gòu)主要存在3種換檔格式：嚙合套、同步器與直齒滑動(dòng)齒輪型式。軸向滑動(dòng)直齒輪換擋的這種情況，在工作時(shí)會(huì)沖擊輪齒斷面，從而影響其使用壽命，具體表現(xiàn)為加大輪齒斷面的磨損，同時(shí)因磨損導(dǎo)致配合度下降并產(chǎn)生噪聲。故而，此種方式只在倒擋以及一檔上可以見到。運(yùn)用嚙合套進(jìn)行換檔的方式，在換檔面對(duì)沖擊時(shí)，因?yàn)榻雍淆X齒數(shù)過多，從而每個(gè)齒分到的沖擊力較小，所以嚙合套的壽命會(huì)延長，但仍然會(huì)承受換擋時(shí)的沖擊。對(duì)于同步器，又可以分為以下幾種形式，多采用慣性式、常壓式和慣性增力式。通過同步器換檔可以提升車輛的燃油經(jīng)濟(jì)性、行駛安全性、加速性，并且對(duì)駕駛員的駕駛技術(shù)要求較低，原因是同步器的工作原理可以讓駕駛員換擋迅速、無沖擊、無噪聲。與嚙合套換檔和軸向直齒滑動(dòng)齒輪換檔相比，盡管同步器的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工藝精度高以及其軸向尺寸大的特點(diǎn)，但根據(jù)使用效果，所以其仍被大量使用。鎖環(huán)式同步器特點(diǎn)是零件使用壽命長、配合可靠，然而因?yàn)榭臻g的容量有度，導(dǎo)致其扭矩的容量非常的小。由于其鎖止表面與鎖環(huán)的相應(yīng)接合齒互相連接了起來，所以當(dāng)工作時(shí)齒面會(huì)發(fā)生摩擦從而導(dǎo)致失靈。綜上可以得知其一般用在家用汽車或總重不大的貨車變速器中。鎖環(huán)式同步器的機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊，但需要嚙合的齒輪，能確定在不進(jìn)行同步時(shí)不接觸，這樣可以減小齒輪的沖擊，從而延長齒輪使用時(shí)間?？梢?yàn)橥狡鞯呐ぞ貍鬟f相對(duì)較小，故而其一般在轎車上使用。綜上，本設(shè)計(jì)的微型小轎車，傳遞轉(zhuǎn)矩較小，故采用鎖環(huán)式同步器換擋。現(xiàn)在變速器的自動(dòng)脫檔是常常發(fā)生的故障之一，在本問題上，采取在制造工藝上進(jìn)行處理，以及在結(jié)構(gòu)上采取如下的措施，如圖2.4所示。1.通過把兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開處理。2.將嚙合套筒的齒根前環(huán)的齒厚從0.3-0.6mm處切割。3.對(duì)加工接合齒的工作表面開始加工，使其出現(xiàn)2°-3°的倒錐角，因而讓接合齒面產(chǎn)生軸向力，避免接合錯(cuò)位。經(jīng)實(shí)踐此方案較為有效，大多出車輛采用。目前，同步器一共擁有3種不同的形式常壓式同步器，其中的最大特點(diǎn)主要就是機(jī)械結(jié)構(gòu)不是很復(fù)雜，加工以及維修都比較方便。然而，因?yàn)樵趪Ш霞綍r(shí)換擋存在的缺點(diǎn)，故而不使用。對(duì)于微型的乘用小轎車，全部使用成鎖環(huán)式的同步器。此同步器雖然運(yùn)用的是相互摩擦進(jìn)行其工作，然而就根據(jù)其結(jié)構(gòu)的角度來說，在達(dá)到同步之前，其可以避免待嚙合的花鍵齒圈與接合套的接觸，從而降低齒間的噪聲。以及鎖環(huán)式同步器的軸向尺寸小且抗摩擦。圖2.4預(yù)防自動(dòng)脫檔的結(jié)構(gòu)法子2.2.3變速器軸承變速器軸在與齒輪在不固定處連接處應(yīng)安裝軸承，同時(shí)因?yàn)樽兯倨鬏S是不斷旋轉(zhuǎn)的零件應(yīng)在與殼體連接的部位放置軸承。對(duì)于傳動(dòng)軸承一般選用所學(xué)的那幾種。對(duì)于在變速器里具體運(yùn)用什么形式的軸承，需要根據(jù)它的結(jié)構(gòu)形式以及其載荷特點(diǎn)來進(jìn)行確定。變速器雖然作為汽車的主要部件但其結(jié)構(gòu)也比較緊湊，所以對(duì)軸承結(jié)構(gòu)大小也有限制，若選擇過大，怎在布置上存在困難。綜上，結(jié)合本設(shè)計(jì)：1.由于變速器第一軸前部，處于飛輪的內(nèi)腔里支撐，從而產(chǎn)生足夠大的地方，故選用向心球軸承。2.球軸承應(yīng)用在第一軸、第二軸的后部軸承；根據(jù)直徑，中間軸前、后軸承采用圓柱滾子軸承。3.當(dāng)要求軸與齒輪必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，選用滾針軸承、滑動(dòng)軸承套。對(duì)于圓錐滾子軸承，因?yàn)槠渲睆捷^小、齒寬較大，所以它有容量大、承受較高的載荷的特點(diǎn)。并且其滾子可以自動(dòng)對(duì)中。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)軸承的可靠性好、壽命長。同時(shí)降低齒輪的雜音、加強(qiáng)齒輪與軸的剛度，避免脫擋。但是，其裝配麻煩，并且需要調(diào)整預(yù)緊，以及當(dāng)發(fā)生磨損，后軸易歪斜從而破壞其嚙合。2.2.4操縱機(jī)構(gòu)的選擇自鎖互鎖機(jī)構(gòu)：1.掛上擋位后，能夠確保直齒滑動(dòng)齒輪更換擋的時(shí)候，所有的齒寬全部保持嚙合的狀態(tài)。汽車在復(fù)雜路況行駛時(shí)或者汽車發(fā)生震動(dòng)，變速器的操縱機(jī)構(gòu)不允許脫檔或者自行變換檔位。由此，需要在變速器內(nèi)設(shè)置自鎖裝置。2.在進(jìn)行換檔操作時(shí)，避免變速器兩個(gè)檔的齒輪同時(shí)進(jìn)入工作，以至于變速器卡死。故而需要在變速器操縱機(jī)構(gòu)中設(shè)置互鎖裝置。3.在汽車前進(jìn)時(shí)，禁止掛入倒檔，否則則會(huì)使齒輪以及其他零件損壞。故而，設(shè)置倒檔鎖裝置。此設(shè)計(jì)的轎車為前置前驅(qū)，在小型汽車前端一般采取帶有拉線桿和操縱桿的結(jié)構(gòu)，大多乘用車由傳動(dòng)撥塊、變速桿、撥塊交叉旋轉(zhuǎn)軸、撥叉以及安全控制裝置等部分構(gòu)成直接動(dòng)力操作傳達(dá)機(jī)構(gòu)，一般將其安排在變速器的上部或者側(cè)邊內(nèi)。2.3本章小結(jié)本部分著重是對(duì)變速器與變速箱一起化部分的主要組成和結(jié)構(gòu)形式各自進(jìn)行了系列的分析，并且確定了主要的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式。第3章變速器的設(shè)計(jì)3.1變速器參數(shù)上章已決定了變速箱的結(jié)構(gòu)形式，本部分的重點(diǎn)則是對(duì)變速部分進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，具體的參數(shù)包括：驅(qū)動(dòng)類別：；變速器形式：手動(dòng)五擋；最大承載質(zhì)量：；額定功率：；最高車速：；主減速比：；加速時(shí)間：；空氣阻力系數(shù)：；最大爬坡度：；車輪滾動(dòng)半徑：；最小轉(zhuǎn)彎半徑：。3.1.1變速器各檔傳動(dòng)比的確定1.傳動(dòng)比范圍的確定對(duì)于不同的車型，變速箱的最大最小傳動(dòng)比有一個(gè)推薦范圍。一般就拿乘用車來說，傳動(dòng)比大致是在，其它類型的大型車輛則明顯會(huì)高于此數(shù)值。本次設(shè)計(jì)的為微型轎車，所以傳動(dòng)比范圍，也就是一檔傳動(dòng)比和五檔傳動(dòng)比的比值在這個(gè)范圍內(nèi)。2.微型轎車主減速比確定（3.1）其中：為運(yùn)行時(shí)的速度，單位為；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的速度，單位為；為車輪半徑大小，單位為選擇的輪胎為；已知，乘用車的最大行駛速度；五擋首先確定傳動(dòng)比為；轉(zhuǎn)速；代入式求得，所以系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)參數(shù)要求。3.一檔的傳動(dòng)比根據(jù)相對(duì)應(yīng)的爬坡情況來求出得，現(xiàn)在一檔輸出的動(dòng)力必須不小于滾動(dòng)阻力及其爬坡力，那么基于公式（3.2），將參數(shù)數(shù)值代入式中：有：；；；；；；；，把這些數(shù)帶入（3.2）中：并且必須要能合適一檔輸出最大的制動(dòng)力時(shí)，車輛的輪胎不能夠出現(xiàn)滑動(dòng)現(xiàn)象：式中：大地法向反力，；為附著系數(shù)范圍在。因此取為0.6。帶入式得：故，可以將其傳動(dòng)比確定出來：暫時(shí)先認(rèn)為。五檔就是超速檔，定為由其中：為已知數(shù)，相鄰兩個(gè)不同檔位的公共固定比值，必須滿足。由相等的比例求得出：以上經(jīng)過最后算出的傳動(dòng)比的范圍見下：3.1.2中心距的計(jì)算變速器輸入軸和輸出軸的中心軸線距離的算式為：里面：為中心距；其余參數(shù)同上初步認(rèn)定的中心距為。3.1.3變速器軸向尺寸軸的水平長度計(jì)算為：所以，微型乘用車變速器首先定為.3.1.4齒輪參數(shù)選擇變速器的齒輪的結(jié)構(gòu)形式相當(dāng)繁多，在這次計(jì)劃中，倒檔使用的是齒輪，其它的都運(yùn)用成斜齒圓柱齒輪。1.模數(shù)表3.1變速器齒輪模數(shù)第一系列1.001.251.50-2.00-2.503.004.00-5.00-6.00第二系列1.75-2.25-2.75-3.253.503.75-4.50-5.50大致的確定一下與齒輪的相對(duì)應(yīng)的模數(shù)：（3.4）一擋齒輪（3.5）其中：為法向模數(shù)；,，為傳動(dòng)效率：??；為一檔傳動(dòng)比：按照表3.1推薦值，確定模數(shù)：這次主要研制中的斜齒輪法向初次確定為，倒檔模數(shù)也是一樣。2.壓力角及螺旋角通過分析理解，都使用國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角。初選螺旋角為：表3.2檔一擋二擋三擋四擋五檔倒擋二十四二十二二十二二十二二十二零齒形寬度的計(jì)算：（）其中的：直齒；斜齒。將斜齒去數(shù)值為直齒倒檔直齒輪：,,.前進(jìn)檔齒寬：；；；；；；；；；。3.齒頂高系數(shù)考慮取其數(shù)值是。3.1.5齒輪齒數(shù)分派和傳動(dòng)比1、一檔齒輪的傳動(dòng)比是傳遞運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力的齒輪齒數(shù)目量總和一擋采用的是斜齒輪，所以取其螺旋角。根據(jù)得：，故。則是：有可以得出齒數(shù)：改：故可為：所以：；：2、另外的齒數(shù)決定（1）二擋：中心距為：按：因此：，計(jì)算：（2）三擋：計(jì)算：由：?。?，（3）四擋為：通過：，（4）五擋：結(jié)合：，（5）倒檔的傳動(dòng)比及其齒數(shù)倒檔的傳動(dòng)固定比例和一檔的傳動(dòng)固定比值是非常的相鄰、靠近，同時(shí)倒檔的放置和位置要盡力保證其結(jié)構(gòu)嚴(yán)密，它也為惰性齒輪，用，并且其主動(dòng)齒輪，選著。有：，得出：改：變速器的輸出軸和倒檔軸的中心之間的長度為：由于，所以它們不會(huì)產(chǎn)生干涉的情況。變速器的輸入軸與倒擋軸的中間大小長度為：3.2變速器齒輪強(qiáng)度校核1.彎曲強(qiáng)度的檢驗(yàn)：（1）直齒輪的彎曲應(yīng)力其中：（)；，；；其余參數(shù)同上。（2）斜齒輪的彎曲應(yīng)力有：，，()，d為節(jié)度圓直徑，。2.齒輪接觸應(yīng)力有：為；F為，并且把當(dāng)成計(jì)算的載荷3.一檔齒輪接觸應(yīng)力校核已知：N·mm；；；MPa；N表3.2變速器齒輪許用接觸應(yīng)力齒輪液體碳氮共滲齒輪一擋和倒擋常嚙合齒輪和高擋由于相同作用在兩個(gè)不同齒輪上的軸應(yīng)力分別是齒輪作用力和齒輪反作用力,所以只需要計(jì)算一個(gè)軸與齒輪的相互接觸應(yīng)力就行,將齒輪受力在變速器第一軸上的一個(gè)載荷作為驅(qū)動(dòng)計(jì)算的載荷，將上面結(jié)果代入()得：MPa同理可校核其他的擋位。以上各檔變速器齒輪的接觸應(yīng)力都不大于齒輪的許用接觸應(yīng)力[]，因此各檔均合格。3.3本章小結(jié)此節(jié)內(nèi)容主要是進(jìn)行了變速器每一個(gè)檔位的傳動(dòng)固定比數(shù)和其檔齒輪的齒數(shù)目一步一步計(jì)算，同時(shí)也明確了齒輪的的使用材料等，后面對(duì)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度進(jìn)行了計(jì)算、分析校核。第4章軸的設(shè)計(jì)4.1變速器軸結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)于輸出軸：通過發(fā)動(dòng)機(jī)能夠全部輸出的最多力矩，：就輸入軸而言：齒輪中：中：中：8中：10中：12中：由于考慮到擁有鍵槽還有花鍵相對(duì)應(yīng)的軸，因此軸的徑向長度會(huì)恰當(dāng)?shù)丶哟?。那就有在中：五檔處的同步器：三檔和四檔處的同步器：中：中：分析得出最小軸徑為。查詢相關(guān)資料取得它的最小直徑。五擋同步器取,其左邊用相應(yīng)的卡環(huán)來固定位置，查資料可以得出卡環(huán)中的齒輪中間可以用厚的環(huán)將其分開，環(huán)中的外部徑向距離是，內(nèi)部徑向距離是;齒中中：；齒輪中：；齒輪中：；最后是安裝主減速齒輪與軸承，。考慮到輸出軸的情況：由于，數(shù)值;把參數(shù)插入：把其變成：考率到有花鍵的存在，將他的數(shù)值增加得：所以有花鍵部分的直徑。4.2軸強(qiáng)度校核4.2.1軸剛度計(jì)算變速器的倆個(gè)不同的軸相對(duì)應(yīng)的撓度及其轉(zhuǎn)角將會(huì)按照《材料力學(xué)》中的算式進(jìn)行計(jì)算處理，如圖所示：確定其軸處于，處于以及與，則可以用以下相對(duì)應(yīng)的算式得：表4.1變速器軸的撓度和轉(zhuǎn)角軸的全撓度為。并且上述符號(hào)相對(duì)應(yīng)的取值大致范圍為：，。求得、、對(duì)輸入軸求：（1）一擋：有：，故（2）二擋：有：，故（3）三擋：有：，故因?yàn)橛捎谳S上的四擋和五擋距離支點(diǎn)處就大小，但所承受到的作用力比別的檔都非常小，故忽略不計(jì)。輸出軸剛度驗(yàn)算（1）一擋：有：故（2）二擋：有：，得（3）三擋：有：，得剩下的擋位計(jì)算認(rèn)同的原理和其輸出軸計(jì)算剛度是一樣的原因。4.2.2軸強(qiáng)度驗(yàn)算1、輸入軸強(qiáng)度的校核（1）表面的內(nèi)、與輸入軸受力見所示，則求出，，。圖4.2輸入軸受力圖（2）表面里的、以及受力見所示，則（）求出，，。彎矩圖所示。圖4.3輸入軸彎矩圖2、輸出軸的強(qiáng)度校核，，（1）面里、與受力見圖，有求得：（2）面、及受力圖，故（）求出得，，。==＜[]圖4.4輸入軸受力圖彎矩圖如圖4.5所示。圖4.5輸出軸彎矩圖4.3變速器軸承的選擇研究中選擇輸入軸的軸承為型號(hào)的軸承。而且對(duì)于輸出軸來說，它和輸入軸用一樣的零件，只不過其左側(cè)用的是，而右側(cè)則用得是。4.4本章小結(jié)此節(jié)主要是對(duì)輸入和輸出軸的設(shè)計(jì)，同時(shí)也對(duì)其剛度和強(qiáng)度做了校核與相應(yīng)的彎矩圖繪制。第5章主減速器設(shè)計(jì)5.1主減速器性能要求主減速器在整輛車上的傳動(dòng)系當(dāng)中是可令轉(zhuǎn)速實(shí)際減小、令扭矩合理加大的部件，是一個(gè)極其關(guān)鍵的部件，其是基于具較少的齒輪數(shù)的那個(gè)錐齒輪來將另一個(gè)錐齒輪（齒輪數(shù)比較多）帶動(dòng)的。對(duì)于縱置汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛而言，車用主減速器亦可利用其齒輪傳動(dòng)來針對(duì)其整體的動(dòng)力方向作出改變。因?yàn)檐囕v駕駛于類型不一的路途上時(shí)，要求其車用驅(qū)動(dòng)輪上務(wù)必要具備特定的驅(qū)動(dòng)力矩以及轉(zhuǎn)速，在動(dòng)力朝著兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪（左邊和右邊2個(gè)）分流處置的差速器前方的地方裝設(shè)個(gè)主減速器，基于此以讓其主減速器面前的一些傳動(dòng)部件（譬如變速器以及萬向傳動(dòng)式裝置等）實(shí)際傳送的力矩合理減小，繼而能夠讓其尺寸以及質(zhì)量有所減小，讓操縱過程變得更省力，對(duì)于橫置發(fā)動(dòng)機(jī)的前驅(qū)車來說，則采用的圓柱齒輪傳動(dòng)。用于車輛的變速箱上的適配錐齒輪，其處在了一個(gè)極其惡劣的作業(yè)條件下，比之于傳動(dòng)系的各大余下齒輪來講，其具體承擔(dān)的載荷較大，且作用時(shí)間亦比較長。基于上述的各類情況，對(duì)其齒輪材料以及熱處理應(yīng)當(dāng)給定下列的幾大要求：1、齒輪的心部得有較強(qiáng)的剛度，能夠承受強(qiáng)大的壓強(qiáng)載荷，避免根部地方被發(fā)生斷裂現(xiàn)象。2、鋼板帶有諸多加工性能均比較良好，譬如鍛造以及熱處理、切削等有關(guān)的性能等，其熱處理所引致的變形會(huì)較小一些，或其變形的規(guī)律更易于被有力控制，以使產(chǎn)品的總體質(zhì)量提高并且將制造用時(shí)縮短、帶來低生產(chǎn)成本同時(shí)把廢品率降低。3、為齒輪選定材料中所需的合金元素時(shí)需和國內(nèi)的實(shí)際相適應(yīng)。車輛的主減速器所裝設(shè)的螺旋錐齒輪及車輛車速器上所設(shè)的直齒錐式齒輪，當(dāng)前皆是以滲碳合金元素鋼來實(shí)現(xiàn)制造的。故而，此處的齒輪要選定的鋼材料是，以此材料所制成的齒輪，在經(jīng)合理的滲碳以及淬火處理，加回火之后，其齒輪輪齒上的表面的硬度即可為，但其心部的硬度顯見較低，在其端面的模數(shù)為的時(shí)候則在中選定對(duì)滲碳深度的具體規(guī)定為：在端面的模數(shù)處于條件下的時(shí)候，是。在端面的模數(shù)處于的情況下時(shí)，則會(huì)是。圓錐式齒輪上的傳動(dòng)副（或僅為大齒輪），在經(jīng)相應(yīng)的熱處理以及有效加工之后均會(huì)再以磷化處理來達(dá)成更深入的效果，其處理厚度具體達(dá)，亦可接受鍍銅以及鍍錫。這一類表面未能夠被投入于零件有相應(yīng)的公差尺寸時(shí)所需的補(bǔ)償中，同時(shí)也無法替代潤滑處理。對(duì)齒面所展開的噴丸處理或?qū)⒆屍鋲勖蠓娱L。對(duì)于滑動(dòng)的速度比較高的那一種齒輪，因需讓其耐磨性大力地提高，可實(shí)行科學(xué)的滲硫處理。就是哪怕其所具的潤滑環(huán)境較為一般，亦可幫助規(guī)避齒輪卡死以及摩傷、膠合等有關(guān)情形的發(fā)生。5.2主減速器計(jì)算分析傳動(dòng)過程的載荷，具體如下：1.承受主于減速器主動(dòng)齒輪上力見圖，驅(qū)動(dòng)輪位于法向平面上，并與節(jié)圓柱的截面呈法向嚙合角。力沿齒輪的圓周、軸向及徑向分為三個(gè)垂直分量。主動(dòng)齒輪當(dāng)量轉(zhuǎn)矩：計(jì)算扭矩為：圖5.1斜齒輪的輪齒受力分析主動(dòng)齒輪受力情況計(jì)算為：其中：求出齒輪的圓周力為：對(duì)應(yīng)的載荷位于主減速器的從動(dòng)齒輪上面也能夠劃分成，及其，并且它受到作用力的大小與主動(dòng)齒輪上的數(shù)值相等，方向恰恰反了過來。2.主減速器的軸承（1）選擇:本次任務(wù)采用的軸承主要是，運(yùn)用年限至少為十年，此次校驗(yàn)首先決定了軸承運(yùn)行時(shí)間為天，同時(shí)每一天應(yīng)該工作的時(shí)間可長達(dá)到。（2）了解齒輪確切型號(hào)，故及其可按照對(duì)應(yīng)的手冊(cè)搜索尋找到。（3）就軸承能不達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求校核:、 水平面、合成、（4）派生軸向力、（5）軸向、；（6）當(dāng)量、有進(jìn)行資料查找求出：（7）審查得到的軸承這次課題的研究中載荷最大的軸承就應(yīng)當(dāng)是軸承了，圓錐滾子軸承的參數(shù)，查的壓力載荷，就其軸承的使用時(shí)間長短可以計(jì)算得：經(jīng)過計(jì)算分析得出，軸承壽命達(dá)到了合格的要求。5.3本章小結(jié)因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)是乘用車的變速箱，且發(fā)動(dòng)機(jī)采用橫置，所以主減速器主、從動(dòng)齒輪均采用，對(duì)齒輪的受力進(jìn)行了分析。分析完成以后，又進(jìn)行了軸承的選擇和校核。第6章差速器的設(shè)計(jì)6.1差速器工作原理在車行駛的整個(gè)過程中，其兩側(cè)（左邊以及右邊）的車輪于一個(gè)時(shí)刻內(nèi)真正滾過的行車路程往往不等，兩側(cè)的輪胎內(nèi)部的氣壓亦不互等，此外，其胎面上的具體磨損根本不均勻、兩側(cè)的車輪上各受的負(fù)荷亦不等值，繼而使得車輛的輪子的滾動(dòng)半徑也不一樣；如此一來，若是車輛的變速箱上其的車輪皆為剛性的連接，則不管其屬于直線行車，還是屬于轉(zhuǎn)彎式的行車，均可讓其車輪于該路的路面上出現(xiàn)實(shí)際的滑移又或是滑轉(zhuǎn)，故其必然會(huì)讓車的輪胎磨損大大加劇，此外也會(huì)讓其轉(zhuǎn)向變得特別的稱重，其通過性以及操控的穩(wěn)定性就會(huì)變壞。故而，在車輛變速箱上其左右兩側(cè)的車輪間皆裝設(shè)了相應(yīng)的輪間差速器。差速器屬于一種差速傳動(dòng)式的機(jī)構(gòu)，其能夠于兩輸出軸間來達(dá)成對(duì)于轉(zhuǎn)矩的有力分配，并保障上述的兩輸出軸可基于不統(tǒng)一的角速度達(dá)成有力的轉(zhuǎn)動(dòng)，保障各大車用驅(qū)動(dòng)輪能夠于各異的運(yùn)動(dòng)條件下達(dá)成有力的動(dòng)力傳遞要求，規(guī)避輪胎及路面間所引致的打滑情形。差速器能夠有許多形式，總體來講其囊括了蝸輪式以及凸輪式、齒輪式以及牙嵌自由輪式等。圖6.1汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪運(yùn)動(dòng)示意圖對(duì)稱錐齒輪的差速器實(shí)際上歸屬于行星齒輪式的機(jī)構(gòu)。詳見于下列的圖6.3，3標(biāo)示點(diǎn)位上的差速器殼體緊固地連于5標(biāo)示點(diǎn)上所示的行星齒輪軸，變?yōu)榱艘粋€(gè)行星價(jià)。因其與此同時(shí)還同6標(biāo)示點(diǎn)位置的從動(dòng)輪（配設(shè)于主減速器上）緊固地連接著，固為一個(gè)主動(dòng)件，將其角速度在此設(shè)定成了；標(biāo)示點(diǎn)上其各有的半軸齒輪皆為可靠的從動(dòng)件，其對(duì)應(yīng)的角速度各以、來予以指代。A以及B這2點(diǎn)各為4標(biāo)示點(diǎn)上的行星齒輪同半軸齒輪達(dá)成嚙合的點(diǎn)。而標(biāo)示點(diǎn)則為其行星齒輪上設(shè)給的一中心點(diǎn)，抵達(dá)其差速器上所擁有的旋轉(zhuǎn)軸線的實(shí)際距離互相相等，均是。圖6.2差速器的差速原理在行星齒輪上時(shí)其單是伴隨著行星架的方向而緊緊地繞著車輛的差速器上其旋轉(zhuǎn)軸線來做公轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，顯見的是，處于一個(gè)相同的半徑上的三個(gè)點(diǎn)其各具的圓周速度實(shí)際上均等（參見于圖6.2），其數(shù)值即是。故而==，即所配給的差速器未能夠有功用上的發(fā)揮，此外，半軸擁有的角速度是同3標(biāo)示點(diǎn)位上其差速器殼對(duì)應(yīng)的角速度大小一致的。在4標(biāo)示部位的行星齒輪并非單做公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其還會(huì)緊繞著其軸（見于5標(biāo)示點(diǎn)位），以角速度做著自轉(zhuǎn)的動(dòng)作，與此同時(shí)，其嚙合點(diǎn)于此刻所擁有的圓周速度便可計(jì)為，其嚙合點(diǎn)在此刻的圓周速度被計(jì)為。故而故可求出：+=2若是其角速度以每一分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)來指代，那么公式中其實(shí)就是2各半軸齒輪的直徑互等情形下的對(duì)稱式的圓錐齒輪型差速器處于行駛過程中的特征方程式，其所代表的是，兩側(cè)的半軸齒輪其轉(zhuǎn)速的和剛好是車用差速器殼的實(shí)際轉(zhuǎn)速的，同行星齒輪的轉(zhuǎn)速根本無關(guān)。故而在車輛轉(zhuǎn)彎行駛又或是別的行駛工況下，皆可借助于行星齒輪來用對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速做實(shí)際的自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，讓2側(cè)的車輪能夠以不相等的轉(zhuǎn)速而在路面上實(shí)際滾動(dòng)，并且沒有滑動(dòng)。另外還知：在這兩半軸齒輪上的任意的一側(cè)上，在其轉(zhuǎn)速恰好為時(shí)，另外一側(cè)上的車用半軸齒輪，其轉(zhuǎn)速則會(huì)是車用差速器殼的實(shí)際轉(zhuǎn)速的；在差速器殼實(shí)際轉(zhuǎn)速恰恰為時(shí)，若是某一側(cè)上其半軸齒輪因被余下的外來力矩所作用繼而轉(zhuǎn)動(dòng)，則相對(duì)的那側(cè)位置所在的半軸齒輪，即會(huì)以同等的轉(zhuǎn)速來做反向的轉(zhuǎn)動(dòng)。在汽車上普遍會(huì)用到的差速器多是對(duì)稱錐齒輪型式的差速器，其具體的優(yōu)點(diǎn)囊括了結(jié)構(gòu)比較簡單、質(zhì)量比較小等，其應(yīng)用得較為普遍。在此次的課題中選定為普通的圓錐齒輪型差速器。普通設(shè)計(jì)的圓錐齒輪式差速器的具體組構(gòu)部分詳見于下圖6.3。因其有著諸多的優(yōu)點(diǎn)，譬如結(jié)構(gòu)簡單以及工作平穩(wěn)、適用于公路用車、制造上很方便等。故而普遍被投入于各式的公路用車上進(jìn)行應(yīng)用。1、12軸承；2螺母；3、14鎖止墊片；4差速器左殼5、13螺栓；6半軸齒輪墊片7半軸齒輪；8行星齒軸；9行星齒輪；行星齒輪墊片；11圖6.3普通對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器6.2差速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算1.行星齒輪數(shù)量本次設(shè)計(jì)根據(jù)車型特點(diǎn)，選擇為2個(gè)行星齒輪。2.行星齒輪的球面半徑的算法公式，其中：為系數(shù)參數(shù)，是一個(gè)常數(shù)，是所需用的扭矩，把得到的數(shù)據(jù)帶入可以得出結(jié)果為：則節(jié)錐距大小是：3.行星齒輪的半軸齒輪行星傳動(dòng)的齒數(shù)需要滿足的式子是：其中，因?yàn)橛捎趦蓚?cè)的半軸是相互對(duì)稱，故齒輪的齒形數(shù)目大小也是一樣相同的，即行星齒輪將它的齒數(shù)取為，通過公式可以求出半軸齒輪所對(duì)應(yīng)的齒數(shù)暫定是，因此此次研究的差速器的齒輪齒數(shù)符合式。4.半軸齒輪的模數(shù)，節(jié)圓直徑兩個(gè)互相能夠匹配的節(jié)錐角所以，圓錐型齒輪的大端端面模數(shù)為：認(rèn)識(shí)了解到所有使用差速器必須擁有的強(qiáng)度及其剛度的規(guī)格，因此確定下來的模數(shù)是，求出得節(jié)圓半徑大小是，。5.壓力角研究運(yùn)用，使用的齒輪的齒頂高系數(shù)是。6.行星齒輪組裝孔大小組裝孔大小與行星齒輪軸的直徑大小在常理認(rèn)知上是相同的，而深入度卻是行星齒輪安置于行星齒輪軸上的支撐距離長度，它們兩個(gè)有著就如下面一樣的公式相互關(guān)系，其中，是此次差速器的扭轉(zhuǎn)矩變形的大小，根據(jù)參照計(jì)算最后選擇設(shè)定成：；是行星齒輪擁有的總共數(shù)目，故可以選用為。是受力面積的中心點(diǎn)到達(dá)節(jié)錐錐頂部的長度大小，大小單位是毫米，通常它的算法公式是，則是變速箱的半軸齒輪齒行表面寬度中心點(diǎn)地位的大小，其數(shù)值的確定可以用先前的實(shí)踐的公式；行星齒輪受力面處受到壓力時(shí)變形體單位截面上的應(yīng)力狀態(tài)值，借鑒對(duì)應(yīng)的課本查出來的值是。按照上面的分析計(jì)算得出結(jié)果：6.3差速器齒輪的幾何算法表6.4齒輪的參數(shù)表格名稱式子數(shù)值行星齒輪齒數(shù)z110半軸齒輪齒數(shù)z2=18模數(shù)m6齒面寬B=0.2510mm齒工作高?9.6mm全齒高H=1.788m+10.78mm壓力角α22.5°軸交角∑90°分度圓直徑d=m60mm節(jié)錐矩R=61.8mm齒頂高?6mm齒頂角θ8.4°齒根角θ10.8°續(xù)表名稱式子數(shù)值周節(jié)t=3.14m19mm齒側(cè)間隙B=0.245~0.25mm弦齒厚??弦齒高s?6.4本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了差速器的設(shè)計(jì)，第一是結(jié)進(jìn)行構(gòu)形式的選擇，選用最簡單的對(duì)稱式圓錐行星齒輪差速器。第二是差速器結(jié)構(gòu)形式確定后，對(duì)差速器行星齒輪及半軸齒輪進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。第7章驅(qū)動(dòng)半軸設(shè)計(jì)7.1半軸方案對(duì)于萬向傳動(dòng)半軸來說，主要的結(jié)構(gòu)類型包括了Rzeppa型球籠式萬向節(jié)、Birfield型球籠式萬向節(jié)、伸縮型球籠式萬向節(jié)結(jié)構(gòu)。目前應(yīng)用最為廣泛的是Rzeppa型球籠式萬向節(jié)，所以本次變速箱采用的是這種類型的萬向節(jié)。7.2等速性分析球籠式萬向節(jié)最重要的特性是等速行，具體結(jié)構(gòu)如圖7.1。按照投影分析，具體的結(jié)構(gòu)類型上看，該結(jié)構(gòu)的輸入輸出軸承一定角度，但是總體再一個(gè)平面內(nèi)，而且等速性結(jié)構(gòu)原理簡單，傳動(dòng)穩(wěn)定。圖7.1萬向節(jié)結(jié)構(gòu)形式7.3結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)7.3.1鋼球回轉(zhuǎn)中心徑筒的外部形狀殼體和與其相符合的星型狀套筒根據(jù)每個(gè)直徑旋轉(zhuǎn)核心的鋼球在中心的曲率的渠道按照此式求出，式中：K回轉(zhuǎn)的核心直徑，大多是常數(shù)為，求出結(jié)果得：mm故整數(shù)為：7.3.2筒形外殼溝道溝槽這回制造所采用的是雙偏心弧形的滾道，見下。1.溝道截面圓弧半徑溝道的圓弧形狀半徑按照本式計(jì)算，而，所以求出2.溝道接觸角接觸角，通常為溝槽的截面圓形中間點(diǎn)和鋼球的中心之間的距長度大小是，將以上數(shù)值帶入：。3.溝底間隙進(jìn)行整理研究分析出用本公式求出，插入數(shù)值：4.偏心距有基本的理論得為采用，求得。5.萬向節(jié)的主要參數(shù)（1）傳力鋼球分布半徑有，得出結(jié)果，故采用，球籠厚度通過此式，有求出結(jié)果，用，（3）星型套主要參數(shù)星型套寬度：，則已經(jīng)知道球籠的厚度得大小是，鋼球散開布置的半徑大小為，所以能夠計(jì)算出星型套的外徑值（4）星型套花鍵外型直徑用式子，求得，mm故，（5）筒形外殼滾道大小用式子，得，（6）距離中心的偏差角度7.3.3萬向節(jié)軸徑及其鋼球直徑對(duì)于球籠式萬向節(jié)，其軸徑尺寸可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：其中，為使用因素影響系數(shù)。由于了解認(rèn)識(shí)到絕大多數(shù)乘用車運(yùn)行的前提主要是城市路線，因此可以用。是傳遞動(dòng)力軸工作時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩，有：通過公式算出，根據(jù)球籠萬向節(jié)研究的制造基本要求，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)取值。采用，鋼球的圓周大小則是。7.4本章小節(jié)此結(jié)主要從結(jié)構(gòu)和投影原理方面證明了球籠式萬向節(jié)的等速性；根據(jù)相關(guān)手冊(cè)的計(jì)算公式計(jì)算了主要尺寸。

結(jié)論本次設(shè)計(jì)是對(duì)所學(xué)知識(shí)的全面系統(tǒng)檢驗(yàn)，也是對(duì)未來工作和學(xué)習(xí)的一次歷練。通過此次設(shè)計(jì)，能夠使自己掌握設(shè)計(jì)的基本方法，鍛煉了自我查閱資料的能力，提高自己解決實(shí)際設(shè)計(jì)問題的能力。此次通過理論和實(shí)際的相互聯(lián)系，確定了變速箱的設(shè)計(jì)目標(biāo)，然后通過資料查閱、計(jì)算分析、圖紙繪制，最終完成了此次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)主要的收獲和具體工作內(nèi)容包括：（1）變速箱部件結(jié)構(gòu)型式及其主設(shè)計(jì)參數(shù)確定。按照對(duì)于車用變速箱上其各組構(gòu)部分的具體結(jié)構(gòu)形式及其整體發(fā)展過程、以往形式本身的優(yōu)劣的仔細(xì)精致來進(jìn)行分析。（2）明確總的設(shè)計(jì)方案，對(duì)于給定的車型參數(shù)，以目前前置前驅(qū)乘用車為參考，采用變速器和變速箱一體化的設(shè)計(jì)方式，采用橫置兩軸變速裝置、配合斷開式變速箱形式。（3）對(duì)主要傳動(dòng)部件和結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算校核。變速部分、主減速器以及半軸、差速器展開設(shè)計(jì)與計(jì)算、必要的校核。（4）應(yīng)用AUTOCAD來把相應(yīng)的設(shè)計(jì)裝配圖及主零部件的圖簡易地繪制出來。由于自身能力水平受限，設(shè)計(jì)過程的時(shí)間較為倉促，嚴(yán)重缺乏實(shí)際的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，故使得本文設(shè)計(jì)的變速箱還存在諸多的不足，各個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況尚未能進(jìn)行檢驗(yàn)，離實(shí)際的落地使用仍然存在一定的差距，請(qǐng)指導(dǎo)老師進(jìn)行批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1]李靜敏,劉強(qiáng),李杰.汽車變速箱及其主要零件設(shè)計(jì)分析[J].科技風(fēng)2018.[2]李曉寧.客車變速箱研究與設(shè)計(jì)[D].吉林大學(xué),2015.[3]任天澤.汽車變速箱及其主要零件設(shè)計(jì)[J].時(shí)代農(nóng)機(jī),2015.[4]馬賓.汽車變速箱及其主要構(gòu)件的設(shè)計(jì)研究[J].科技展望,2015.[5]楊軍.汽車變速器殼體設(shè)計(jì)流程探討[J].汽車零部件,2021.[6]李時(shí)蕾.汽車機(jī)械式變速器優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)路徑分析[J].微型電腦應(yīng)用,2019.[7]李敬杰.重卡變速箱關(guān)鍵部件的改進(jìn)[J].機(jī)械管理開發(fā),2022.[8]余樂.某型汽車變速器設(shè)計(jì)研究[D].湖南大學(xué),2011.[9]Rt,Sangeetha,etal."AUniqueApproachtoOptimizetheGear-ShiftMapofaCompactSUVtoImproveFEandPerformance."(2020).[10]Eckert,J.,etal."Multi-speedgearboxdesignandshiftingcontroloptimizationtominimizefuelconsumption,exhaustemissionsanddrivetrainmechanicallosses."MechanismandMachineTheory(2022).[11]劉芳,許書超,賈晨光等.某型汽車變速器Clunk問題分析及優(yōu)化[J].機(jī)械傳動(dòng),2021.[12]楊博華,席飛,楊樸等.多車型通用的某重卡減速器殼設(shè)計(jì)[J].汽車實(shí)用技術(shù),2020.[13]曹勝.高檔客車用機(jī)械式變速箱設(shè)計(jì)[J].機(jī)械管理開發(fā),2015.[14]王文婷.幾種常見變速箱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與工作原理[J].農(nóng)機(jī)使用與維修,2017.[15]郜振海,李麗艷.小轎車機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)研究[J].河北農(nóng)機(jī),2019.[16]張思佳,于沐含,于艷輝等.YZ1020S輕型載貨汽車變速器設(shè)計(jì)[J].時(shí)代汽車,2017.[17]郜培麗.變速箱殼體設(shè)計(jì)探析[J].科技風(fēng),2017.[18]劉喜濤.自動(dòng)變速箱殼體強(qiáng)度研究[J].汽車零部件,2018.致謝這一年，我二十二歲，在我人生中的重要階段，完成了大學(xué)學(xué)業(yè)。時(shí)光荏苒，歲月如梭，這四年，真的是彈指一揮間，無論是喜悅還是酸楚，所有經(jīng)歷，對(duì)于我來說都是禮物，所有相遇也都是寶藏。短暫的四年里，或許做不到一生銘記，但絕對(duì)一生感恩。之前總覺得來日方長，殊不知這四年過的飛快，有許多美好的記憶，久久不能忘懷，縱有萬般不舍，也必將抖抖灰塵，邁向全新的征程。首先，我要感謝指導(dǎo)老師的一路陪伴和指導(dǎo)，整個(gè)過程中，從題目的確定，到一點(diǎn)一點(diǎn)的設(shè)計(jì)積累和進(jìn)步，指導(dǎo)老師全程指導(dǎo)監(jiān)督，尤其是每次設(shè)計(jì)遇到困難的時(shí)候，您的循循善誘讓我如沐春風(fēng)，不僅教會(huì)了我具體問題的解答方法，更重要的是讓我掌握了解決問題的能力，真正實(shí)現(xiàn)舉一反三，學(xué)以致用。其次要感謝各位授課老師這四年中的幫助與照顧，才使我度過了這受益匪淺的四年，承蒙教誨，心存感激。再次，要感謝我的朋友們，室友們，以及我的同學(xué)們，在生活中為我排憂解難，共同玩耍，共同學(xué)習(xí)，共同進(jìn)步。最后，山水相逢，終有一別。我始終相信一切都是最好的安排，花開花謝自有時(shí)，人來人往任由之。如果無能為力，那就順其自然，愿將來勝過往。后會(huì)有期，我的朋友們，愿我們多年以后，都有屬于自己的一片天地，愿我們?cè)絹碓胶茫沧Ｔ肝覀儌ゴ蟮淖鎳臃睒s昌盛！附錄：專業(yè)外文翻譯TransmissionDesignofPassengerVehiclesAbstract:Thisarticlecomprehensivelyexploresthetransmissiondesignofpassengervehicles.Itinitiateswithanelaborateintroductiontothesignificanceandfundamentalfunctionsofthetransmissionwithinavehicle'spowertrain.Subsequently,itmeticulouslydissectsdiversetypesoftransmissionsprevalentlyemployedinpassengercars,namelymanualtransmissions,automatictransmissions,andcontinuouslyvariabletransmissions(CVT).Itanalyzestheirintricatestructures,operationalprinciples,andperformancetraitsingreatdetail.Thedesignconsiderationsandpivotalparametersforeachtransmissiontypearealsoexpoundeduponwithprecision.Additionally,thearticledelvesintothelatesttrendsandtechnologicalbreakthroughsintransmissiondesign,encompassingtheapplicationofelectroniccontrolsystemsandhybridtechnologies.Finally,itculminateswithaconcisesummaryofthecurrentstatusandprospectiveoutlookofpassengervehicletransmissiondesign.Keywords:Passengervehicle;Transmission;Manualtransmission;Automatictransmission;Continuouslyvariabletransmission;DesignconsiderationsIntroductionThetransmissionservesasanindispensableandpivotalcomponentinapassengervehicle'spowertrainensemble.Itscardinalfunctionliesinmodulatingthespeedandtorqueoftheengine'soutputtoaptlymeetthemultifariousdrivingrequisitesofthevehicle.Bydeftlyalteringthegearratios,thetransmissionempowersthevehicletofunctionoptimallyunderdisparateconditions,suchasduringtheinitiationofmotion,acceleration,cruisingataconstantspeed,andascendinginclines.Ameticulouslycraftedtransmissionnotonlyaugmentsthevehicle'sperformancebutalsosubstantiallycontributestoenhancedfueleconomyandamoreagreeabledrivingexperienceintermsofcomfort.TypesofPassengerVehicleTransmissionsManualTransmissionAmanualtransmission,colloquiallyknownasastickshift,affordsthedrivertheprerogativetomanuallyselectthegearsbymeansofaclutchpedalandagearshiftlever.Itiscomposedofagearboxhousingmultiplegears,aclutchmechanism,andasynchronizerassembly.Thedriverdisengagestheclutch,adroitlyshiftsthegear,andthenreengagestheclutchtoeffectuatethetransferofpowerfromtheenginetothewheels.Manualtransmissionsarerenownedfortheirrelativesimplicity,highreliability,andcomparativelylowercost.Theyalsoconferamoredirectandpalpablecontroloverthevehicle'spowerdelivery,whichisparticularlycherishedbycertaindrivingaficionados.Thegearboxofamanualtransmissionisamarvelofmechanicalengineering.Inside,thegearsarepreciselymachinedtospecifictoothprofilesanddiameters.Forinstance,inatypicalfive-speedmanual,thefirstgearmighthavealargediameterandasignificantnumberofteethtoprovidethehightorquemultiplicationrequiredforstartingavehiclefromastandstill.Asthedriverprogressesthroughthegears,eachsuccessivegearhasadifferentratio,allowingforasmoothincreaseinvehiclespeedwhilemaintainingenginepowerwithinanoptimalrange.Theclutchmechanismisacriticalcomponentthatenablestheseamlessdisengagementandre-engagementofpower.Itconsistsofapressureplate,clutchdisc,andreleasebearing.Whentheclutchpedalisdepressed,thereleasebearingpushesagainstthepressureplate,causingittoreleasetheclutchdiscfromtheflywheel.Thisinterruptioninthepowertransferallowsthedrivertoshiftgearswithoutdamagingthetransmission.Thesynchronizerassembly,oftenacombinationofsynchronizerringsandblockingrings,playsacrucialroleinensuringsmoothgearchanges.Itusesfrictiontoequalizetherotationalspeedsofthegearsbeingengaged,preventingthedreaded"geargrind"thatcanoccurifthespeedsaremismatched.Moreover,manualtransmissionsofferalevelofdriverengagementthatisunrivaledbytheirautomaticcounterparts.Enthusiastdriversappreciatetheabilitytopreciselycontroltheengine'spoweroutputandthevehicle'sacceleration.Thisisespeciallyevidentinperformancedriving,whereskilleddriverscandownshifttotakeadvantageofenginebrakingortoquicklyaccessalowergearforrapidaccelerationoutofacorner.Thetactilefeedbackfromthegearshiftleverandtheclutchpedalprovidesadirectconnectionbetweenthedriverandthevehicle'smechanicalworkings,creatingamoreimmersivedrivingexperience.AutomaticTransmissionAutomatictransmissionsobviatethenecessityforthedrivertomanuallyengageingearshifting.Theytypicallyemployatorqueconverteroraclutchpacktoestablishaconnectionbetweentheengineandthetransmission.Anelectroniccontrolunit(ECU)isincorporatedtoautomaticallyselectthemostsuitablegearpredicatedonaplethoraofsensorinputs,suchasvehiclevelocity,throttleposition,andengineload.Automatictransmissionsofferaseamlessandeffortlessdrivingexperience,especiallyincongestedtrafficscenariosorduringstop-and-godrivingconditions.However,theyaregenerallymorecomplexandcostlythantheirmanualcounterpartsandmayexhibitmarginallyinferiorfuelefficiency.Thetorqueconverterinanautomatictransmissionisacomplexhydrodynamicdevice.Itconsistsofapumpwheel,turbine,andstator.Thepumpwheel,connecteddirectlytotheenginecrankshaft,rotatesatenginespeedandpumpshydraulicfluid.Thisfluidthenimpartsitsenergytotheturbine,whichisconnectedtothetransmissioninputshaft,therebytransferringpower.Thestator,locatedbetweenthepumpwheelandturbine,redirectsthefluidflowtoincreasetorquemultiplication,especiallyatlowspeeds.Thisallowsthevehicletostartmovingsmoothlyfromastopwithoutstallingtheengine.Inadditiontothetorqueconverter,somemodernautomatictransmissionsuseaclutchpack,whichoffersmoredirectandefficientpowertransfer,especiallyinhigh-performanceapplications.Theplanetarygearsetistheheartofthegear-changingmechanism.Itconsistsofasungear,planetgears,andaringgear.Byselectivelyapplyingclutchesandbrakestodifferentelementsoftheplanetarygearset,thetransmissioncanachieveawiderangeofgearratios.TheECUinanautomatictransmissionisahighlysophisticatedcomputerthatcontinuouslymonitorsvehiclesensors.Itusesthisdatatodeterminetheoptimalgearforanygivendrivingsituation.Forexample,whenacceleratinghard,theECUwillholdlowergearslongertoprovidemaximumpower.Incontrast,duringcruising,itwillshifttoahighergeartoreduceenginespeedandimprovefuelefficiency.TheECUalsocontrolsthehydraulicsystemthatactuatestheclutchesandbrakeswithintheplanetarygearset,ensuringpreciseandsmoothgearchanges.Automatictransmissionshavebecomeincreasinglypopularduetotheirconvenience.Theyareespeciallywell-suitedforurbandriving,wherefrequentstopsandstartscanbetiresomewithamanualtransmission.Additionally,modernautomatictransmissionshavemadesignificantstridesinimprovingfuelefficiencythroughadvancedcontrolstrategiesandtheuseofmoreefficientcomponents.ContinuouslyVariableTransmission(CVT)ACVTrepresentsauniquetypeoftransmissionthatiscapableofcontinuouslyvaryingthegearratiowithinadefinedrange.Itcommonlyutilizesabeltandpulleyconfigurationorachainandsprocketsystemtoachievethisfeat.TheCVTendowsthevehiclewithseamlessaccelerationandsuperiorfueleconomywhencontrastedwithtraditionalstep-geartransmissions,asitcanperpetuallyoperatetheengineatitspeakefficiencyspeed.Nevertheless,theCVTdoespossesscertainlimitations,suchasarelativelylowerpowerhandlingcapacityandadistinctdrivingfeelthatmaynotbetothelikingofsomedrivers.Inabelt-drivenCVT,thetwovariable-diameterpulleysarethekeycomponents.Theprimarypulley,connectedtotheengine,andthesecondarypulley,connectedtothewheels,workintandem.Ahigh-strengthsteelorsyntheticbeltrunsbetweenthesepulleys.Bychangingtheeffectivediametersofthepulleys,thegearratiocanbeadjustedcontinuously.Forexample,whenthevehiclerequiresmoretorque,suchasduringaccelerationfromalowspeed,theprimarypulleydecreasesindiameterwhilethesecondarypulleyincreases.Thiseffectively"lowers"thegearratio,