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本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
題目：礦用半掛車(chē)分動(dòng)器設(shè)計(jì)
系 別： 機(jī)電信息系
專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)：
學(xué) 生：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
2013年5月
礦用半掛車(chē)分動(dòng)器設(shè)計(jì)
摘 要
本設(shè)計(jì)主要了解礦用半掛車(chē)，以及礦用半掛車(chē)的載重，常見(jiàn)礦用半掛車(chē)的分動(dòng)器基本原理和基本結(jié)構(gòu)的型式,礦用半掛車(chē)屬于非公路運(yùn)輸用的重型和超重型自卸掛車(chē)主要承擔(dān)大型礦山、工程等運(yùn)輸任務(wù)，工程方面，比一般載重車(chē)更耐用，工作環(huán)境惡劣、負(fù)載重、勞動(dòng)強(qiáng)度高。分動(dòng)器的功用就是將分動(dòng)器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩。分動(dòng)器也是一個(gè)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，它單獨(dú)固定在車(chē)架上，其輸入軸與分動(dòng)器的輸出軸用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置連接，分動(dòng)器的輸出軸有若干根，分別經(jīng)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置與各驅(qū)動(dòng)橋相連。本設(shè)計(jì)主要說(shuō)明了分動(dòng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程。設(shè)計(jì)部分較詳細(xì)的敘述了分動(dòng)器的設(shè)計(jì)過(guò)程，選擇結(jié)構(gòu)方案、主要參數(shù)、齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、計(jì)算校核、其他結(jié)構(gòu)部件的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：礦用半掛車(chē)分動(dòng)器；齒輪；軸
V
Design of Power Transfer Case for the mine Semi-trailer
Abstract
This design mainly know mine semi-trailer, and mine semi-trailer truck, common mining semi-trailer transfer basic principle and basic structure of the model, mining semi-trailer belongs to the highway transportation of heavy and super-heavy dump trailer mainly bear the transportation tasks such as large-scale mining, engineering, engineering, the truck is more durable than normal, work environment bad, negative load, high labor intensity. Transfer function is to transfer the output of the power allocated to each drive axle, and further increase torque. Transfer box is a gear transmission system, it separately fixed on the frame, its input shaft connected to the transfer box output shaft with a universal transmission device, there are a few root transfer box output shaft, respectively by the universal driving device connected with the drive axle. This design mainly illustrates the design and calculation of transfer process. Design part in detail describes the transfer of the design process, choose the structure scheme, the main parameter, design of gear, shaft structure design, calculation and checking, other parts of the design
Keywords: mine semi-trailer; gear;shaft
目 錄
1緒論…………………………………………………………………………………1
1.1概述.....................................................................................................................…1
1.2分動(dòng)器簡(jiǎn)介..................…..…………………………………………………….....1
1.2.1帶軸間差速器的分動(dòng)器…………....................................................................1
1.2.2不帶軸間差速器的分動(dòng)器…………................................................................2
1.2.3裝有超越離合器的分動(dòng)器…………................................................................2
1.3分動(dòng)器的構(gòu)造及原理....................................................................................…2
1.4分動(dòng)器的輪型..................…..………………………………..……………...…....2
1.4.1分時(shí)四驅(qū)............................................................................................................2
1.4.2全時(shí)四驅(qū)............................................................................................................2
1.4.3適時(shí)驅(qū)動(dòng)............................................................................................................3
1.5分動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案的選擇.........................................................................................3
1.6完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)）…..……………………...5
1.7畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量要求…..………………………………...……………………5
2分動(dòng)器主要參數(shù)的選擇………………………………………………………6
2.1檔數(shù)及傳動(dòng)比……………………………………………………………………6
2.2中心距.................…………………………………………………………… …7
2.3齒輪參數(shù).................…………………………………………………… ……7
2.3.1齒輪模數(shù)...........................................................................................................7
2.3.2齒形、壓力角、螺旋角β和齒寬................................. .............................8
2.4高低檔傳動(dòng)比及其齒數(shù)的確定……… ………………………………………9
2.4.1確定抵擋齒輪的齒數(shù)........................................................................................9
2.4.2確定高擋齒輪的齒數(shù)........................................................................................9
3分動(dòng)器齒輪強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇…………………………………………11
3.1齒輪失效形式與原因…………………………………………………………11
3.2齒輪強(qiáng)度計(jì)算與校核…………………………………………………………11
3.2.1斜齒輪彎曲應(yīng)力..............................................................................................11
3.2.2齒輪接觸應(yīng)力..................................................................................................12
4軸的計(jì)算與校核………………………………………………………………14
4.1軸的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則……………………………………………………14
4.2軸的計(jì)算..............……………………………………………………………14
4.2.1輸入軸的初選及校核......................................................................................14
4.2.2輸出軸的初選及校核......................................................................................15
4.3分動(dòng)器軸承的選擇………………………………………………...............……15
4.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)..................................................................................................15
4.4鍵的計(jì)算...............................................................................................................18
5同步器……………………………………………………………………………20
5.1同步器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型…………………………………………………………20
5.2鎖環(huán)式同步器的工作原理……………………………………………………20
5.3慣性鎖止式同步器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)…………………………………………22
5.3.1摩擦錐面的半錐角和摩擦系數(shù)f………………………………………....22
5.3.2摩擦錐面的平均半徑和同步錐環(huán)的鏡像厚度.....................................22
5.3.3摩擦錐面的工作面寬..................................................................................22
5.3.4鎖止角β...........................................................................................................23
5.3.5同步時(shí)間與軸向推力.............................................................................23
5.3.6同步器摩擦副的材料......................................................................................23
6工藝分析................................................................................................................24
6.1殼體加工工藝.......................................................................................................24
6.2撥叉加工工藝.......................................................................................................25
6.3齒輪加工工藝.......................................................................................................25
6.4軸的加工工藝.......................................................................................................25
6.5總成的裝配...........................................................................................................26
7總結(jié)…………………………………………………………………......…………28
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………...…29
致謝……………………………………………………………………………….....30
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明…………………………………………….....31
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明………………………………………………….....….32
1 緒論
1 緒論
1.1概述
本課題主要研究礦用半掛車(chē)分動(dòng)器設(shè)計(jì)，在多軸驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，為了將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，通常裝有分動(dòng)器。礦用半掛車(chē)的牽引車(chē)是在礦車(chē)底盤(pán)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的雙后橋驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，針對(duì)橋驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵設(shè)備—專(zhuān)用分動(dòng)器，通過(guò)分析雙后橋驅(qū)動(dòng)原理以及分動(dòng)器的原理和功能，根據(jù)動(dòng)力分配、底盤(pán)結(jié)構(gòu)、傳遞扭矩及傳動(dòng)方式的要求，確定出分動(dòng)器的設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)[1]。在近百年中，汽車(chē)設(shè)計(jì)技術(shù)也經(jīng)歷了由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)發(fā)展到以科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)分析為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)階段。課題設(shè)計(jì)的目的礦用半掛車(chē)有更好的前景，汽車(chē)分動(dòng)器的發(fā)展到了第五代產(chǎn)品，第一代的分動(dòng)器基本上為分體結(jié)構(gòu)，直齒輪傳動(dòng)，雙換檔軸操作，鑄鐵殼體[2]。第二代分動(dòng)器雖然也是分體結(jié)構(gòu)，但已改為全斜齒輪傳動(dòng)，單換檔軸操作，鋁合金殼體。因而，在一定程度上提高了傳動(dòng)效率 、簡(jiǎn)便了換檔、降低了噪音與油耗。第三代分動(dòng)器在上代的基礎(chǔ)上增加了同步器，使四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具備汽車(chē)在行進(jìn)中換檔的功能。第四代分動(dòng)器的重大變化在于采用了連體結(jié)構(gòu)以及行星齒輪加鏈傳動(dòng)，從而優(yōu)化了換檔及大大提高了傳動(dòng)效率和性能。1996年6月北京先后舉辦了兩個(gè)國(guó)際汽車(chē)展覽會(huì), 眾多國(guó)內(nèi)外廠商展出多臺(tái)汽車(chē)分動(dòng)器, 其中國(guó)外展臺(tái)展出的型分動(dòng)器的一個(gè)結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是前輸出軸傳導(dǎo)系統(tǒng)皆采用低噪聲的多排鏈條傳動(dòng)。本課題設(shè)計(jì)使我們更加了解礦用半掛車(chē)分動(dòng)器設(shè)計(jì)[3]。
1.2分動(dòng)器簡(jiǎn)介
裝于多橋驅(qū)動(dòng)礦車(chē)的變速器后，用于傳遞和分配動(dòng)力至各驅(qū)動(dòng)橋，兼作副變速器之用。常設(shè)兩個(gè)檔，低檔又稱為加力檔。為了不使后驅(qū)動(dòng)橋超載常設(shè)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，使只有結(jié)合前驅(qū)動(dòng)橋以后才能掛上加力檔，并用于克服礦車(chē)在壞路面上和無(wú)路地區(qū)的較大行程阻力及獲得最低穩(wěn)定車(chē)速（在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩下一般為2.5～5km/h）。高檔為直接檔或亦為減速檔[4]。
1.2.1帶軸間差速器的分動(dòng)器
各輸出軸可以以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)矩分配則由差速器傳動(dòng)比決定。據(jù)此，可將轉(zhuǎn)矩按軸荷分配到各驅(qū)動(dòng)橋。裝有這種分動(dòng)器的礦車(chē)，不僅掛加力檔時(shí)可使全輪驅(qū)動(dòng)，以克服壞路面和無(wú)路地區(qū)地面的較大阻力，而且掛分動(dòng)器的高檔時(shí)也可使全輪驅(qū)動(dòng)，以充分用附著重量及附著力，提高礦車(chē)在好路面上的牽引性能。
30
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
1.2.2不帶軸間差速器的分動(dòng)器
各輸出軸可以以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)矩分配則與該驅(qū)動(dòng)輪的阻力及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)的分動(dòng)器在掛低檔時(shí)同時(shí)將接通前驅(qū)動(dòng)橋；而掛高檔時(shí)前驅(qū)動(dòng)橋則一定與傳動(dòng)系分離，使變?yōu)閺膭?dòng)橋以避免發(fā)生功率循環(huán)并降低礦車(chē)在好路面上行駛時(shí)的動(dòng)力消耗及輪胎等的磨損。
1.2.3裝有超越離合器的分動(dòng)器
利用前后輪的轉(zhuǎn)速差使當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)時(shí)自動(dòng)接上前驅(qū)動(dòng)橋，倒檔時(shí)則用另一超越離合器工作。
分動(dòng)器的功用就是將變速器輸出的動(dòng)力分配到各驅(qū)動(dòng)橋，并且進(jìn)一步增大扭矩，是4x4礦用車(chē)礦車(chē)傳動(dòng)系中不可缺少的傳動(dòng)部件，它的前部與礦車(chē)變速箱聯(lián)接，將其輸出的動(dòng)力經(jīng)適當(dāng)變速后同時(shí)傳給礦車(chē)的前橋和后橋，此時(shí)礦車(chē)全輪驅(qū)動(dòng)，可在冰雪、泥沙和無(wú)路的地區(qū)地面行駛。大多數(shù)分動(dòng)器由于要起到降速增矩的作用而比變速箱的負(fù)荷大，所以分動(dòng)器中的常嚙齒輪均為斜齒輪，軸承也采用圓錐滾子軸承支承[5]。
1.3分動(dòng)器的構(gòu)造及原理
分動(dòng)器的輸入軸與變速器的第二軸相連，輸出軸有兩個(gè)或兩個(gè)以上，通過(guò)萬(wàn)向傳動(dòng)裝置分別與各驅(qū)動(dòng)橋相連。
分動(dòng)器內(nèi)除了具有高低兩檔及相應(yīng)的換檔機(jī)構(gòu)外，還有前橋接合套及相應(yīng)的控制機(jī)構(gòu)。當(dāng)?shù)V用車(chē)在良好路面上行駛時(shí)，只需后輪驅(qū)動(dòng)，可以用操縱手柄控制前橋接合套，切斷前驅(qū)動(dòng)橋輸出軸的動(dòng)力。分動(dòng)器的工作要求如下：
先接前橋，后掛低速檔；先退出低速檔，再摘下前橋；上述要求可以通過(guò)操縱機(jī)構(gòu)加以保證。
1.4分動(dòng)器類(lèi)型
1.4.1分時(shí)四驅(qū)(Part－time 4WD)
這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動(dòng)選擇的四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，由駕駛員根據(jù)路面情況，通過(guò)接通或斷開(kāi)分動(dòng)器來(lái)變化兩輪驅(qū)動(dòng)或四輪驅(qū)動(dòng)模式，這也是一般礦用車(chē)或四驅(qū)SUV最常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)模式。最顯著的優(yōu)點(diǎn)是可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選取驅(qū)動(dòng)模式，比較經(jīng)濟(jì)[6]。
1.4.2全時(shí)四驅(qū)(Full－time 4WD)
這種傳動(dòng)系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作，前后車(chē)輪永遠(yuǎn)維持四輪驅(qū)動(dòng)模式，行駛時(shí)將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩按50：50設(shè)定在前后輪上，使前后排車(chē)輪保持等量的扭矩。全時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性，有了全時(shí)四驅(qū)系統(tǒng)，就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點(diǎn)也很明顯，那就是比較廢油，經(jīng)濟(jì)性不夠好。而且，車(chē)輛沒(méi)有任何裝置來(lái)控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異，一旦一個(gè)輪胎離開(kāi)地面，往往會(huì)使車(chē)輛停滯在那里，不能前進(jìn)[7]。
1.4.3適時(shí)驅(qū)動(dòng)(Real－time 4WD)
采用適時(shí)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的車(chē)輛可以通過(guò)電腦來(lái)控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動(dòng)模式。在正常的路面，車(chē)輛一般會(huì)采用后輪驅(qū)動(dòng)的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)動(dòng)輪打滑的情況，電腦會(huì)自動(dòng)檢測(cè)并立即將發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個(gè)車(chē)輪，自然切換到 四輪驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩?dòng)操作，應(yīng)用更加簡(jiǎn)單。不過(guò)，電腦與人腦相比，反應(yīng)畢竟較慢，而且這樣一來(lái)，也缺少了那種一切盡在掌握的征服感和駕駛樂(lè)趣[8]。
本設(shè)計(jì)具體參數(shù)如下表所示：
表1.1 分動(dòng)器設(shè)計(jì)參數(shù)
項(xiàng) 目
參 數(shù)
最高時(shí)速
171km/h
輪胎型號(hào)
235/60 R16
發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)
CVVT
最大扭矩
184/4500
最大功率
104/6000
最高轉(zhuǎn)速
6000r/min
主減速比
4.625
整車(chē)整備質(zhì)量
2090Kg
1.5分動(dòng)器結(jié)構(gòu)方案的選擇
分動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，各種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)隨著主觀和客觀條件的變化而變化。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中我們應(yīng)深入實(shí)際，收集資料，調(diào)查研究，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。
機(jī)械式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在不同形式的汽車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用的結(jié)構(gòu)方案如圖2-1所示。
一般齒輪式分動(dòng)器：一般齒輪式分動(dòng)器驅(qū)動(dòng)前、后橋的兩根輸出軸，在接合前驅(qū)動(dòng)嚙合套時(shí)為剛性連接。其缺點(diǎn)是不能保證前、后輪的地面速度相等，在行駛過(guò)程中不可避免地要產(chǎn)生功率循環(huán)現(xiàn)象，這將使驅(qū)動(dòng)輪載荷大幅度增加，輪胎及機(jī)件磨損加劇，燃油經(jīng)濟(jì)性下降。另外，一般齒輪式分動(dòng)器分配給前、后橋的轉(zhuǎn)矩比例不定(隨此兩橋所受附著力的比例而變)。這樣雖然會(huì)增加附著條件較好驅(qū)動(dòng)橋的驅(qū)動(dòng)力，但可能使該橋因超載而損壞。
帶軸間差速器的分動(dòng)器：帶軸間差速器的分動(dòng)器在前、后輸出軸和之間有一個(gè)行星齒輪式軸間差速器。它正好克服了上述缺點(diǎn)，兩根輸出軸可以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動(dòng)橋，既可使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，又可保證各車(chē)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)，所以不需另設(shè)接離前橋驅(qū)動(dòng)的裝置。特點(diǎn)是 承載能力大、工作平穩(wěn)、噪聲小、壽命長(zhǎng)。
1.1帶軸間差速器的分動(dòng)器
如圖帶軸間差速器的分動(dòng)器1.1所示（A）(B)所示數(shù)字所帶表的意思：1.輸入軸 2.高低擋嚙合套 3.后輸出軸 4.前輸出軸 5.軸間差速器 6.軸間差速鎖。圖（A）（B）在前后輸出軸4和3之間有一個(gè)行星輪式軸間差速器5。它克服了一般齒輪式分動(dòng)器的缺點(diǎn)，兩根輸出軸可以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，并按一定的比例將轉(zhuǎn)矩分配給前、后驅(qū)動(dòng)橋，即可以使前橋經(jīng)常處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，又可保證各車(chē)輪運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)。為了避免打滑時(shí)完全喪失驅(qū)動(dòng)力，分動(dòng)器加軸間差速鎖7，以便在車(chē)輪打滑的情況下將分動(dòng)器的前、后輸出軸鎖為一體，提高通過(guò)性。
綜上比較，分動(dòng)器選擇帶軸間差速器的分動(dòng)器，選擇（B）所示的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
1.6完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)）
1～3周：調(diào)研并收集資料；
4～6周：確定設(shè)計(jì)方案和整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；
7～11周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算；
12～15周：完成分動(dòng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的總裝配圖；
16～18周：完成論文撰寫(xiě)，準(zhǔn)備答辯。
1.7畢業(yè)設(shè)計(jì)的工作量要求
畢業(yè)設(shè)計(jì)論文一篇，不少于10000字；
實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）：2周；
圖紙（幅面和張數(shù)）：A0圖紙（折合）2張 ；
其他要求：外文翻譯不少于3000字，參考文獻(xiàn)不少于15篇。
2 分動(dòng)器主要參數(shù)的選擇
2 分動(dòng)器主要參數(shù)的選擇
2.1 擋數(shù)及傳動(dòng)比
根據(jù)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪與路面的附著條件，檔數(shù)和傳動(dòng)比
為了增強(qiáng)礦車(chē)在不好道路的驅(qū)動(dòng)力，目前，四驅(qū)車(chē)一般用2個(gè)檔位的分動(dòng)器，分為高檔和低檔.本設(shè)計(jì)也采用2個(gè)檔位。
選擇最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)根據(jù)礦車(chē)最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力、礦車(chē)的最低穩(wěn)定車(chē)速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考慮、確定。
礦車(chē)爬陡坡時(shí)車(chē)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
則由最大爬坡度要求的分動(dòng)器低檔傳動(dòng)比為
（2.1）
式中， ----礦車(chē)總質(zhì)量；
----重力加速度；
----道路最大阻力系數(shù)；
----驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑；
----發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；
----主減速比；
----礦車(chē)傳動(dòng)系的傳
求得的分動(dòng)器低檔傳動(dòng)比為：
（2.2）
式中，G2----礦車(chē)滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給路面的載荷；
φ----路面的附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取φ=0.5~0.6。
由已知條件：
=2090kg；
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
=334mm；
=184N.m；
=4.625
=0.85
根據(jù)公式（3-1）可得:=2.05
本設(shè)計(jì)取高檔傳動(dòng)比=1.08
2.2 中心距
中心距對(duì)變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距、應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。三軸式變速器的中心局A（mm）可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初定：
式中，K A----中心距系數(shù)。對(duì)轎車(chē)，K A =8.9～9.3；對(duì)貨車(chē)，K A =8.6～9.6
TI max ----變速器處于一檔時(shí)的輸出扭矩
TI max=Te max igI η =670.96N﹒m
故可得出初始中心距A=130mm。
2.3齒輪參數(shù)
各齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)分動(dòng)器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響，要考慮到以下幾個(gè)方面的要求：
整車(chē)總布置，根據(jù)整車(chē)的總布置，對(duì)分動(dòng)器輸入軸與輸出軸的相對(duì)位置和分動(dòng)器的輪廓形狀以及換擋機(jī)構(gòu)提出要求；
駕駛員的使用習(xí)慣；
提高平均傳動(dòng)效率；
改善齒輪受載狀況，各擋位齒輪在分動(dòng)器中的位置安排，考慮到齒輪的受載狀況。承受載荷大的低擋齒輪，安置在離軸承較近的方，以減小鈾的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過(guò)多。分動(dòng)器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過(guò)高而造成表面點(diǎn)蝕損壞，因此將高擋齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。
2.3.1齒輪模數(shù)
齒輪模數(shù)是一個(gè)重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求、載荷等。
決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最主要的是載荷的大小。由于高檔齒輪和低檔齒輪載荷不同，股高速擋和低速檔的模數(shù)不宜相同。從加工工藝及維修觀點(diǎn)考慮，同一齒輪機(jī)械中的齒輪模數(shù)不宜過(guò)多。
建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，所選取的模數(shù)大小應(yīng)符合JB111-60規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。
第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù)mn
(2.4)
其中,=184Nm，可得出=2.67。
同步器和嚙合套的接合大都采用漸開(kāi)線齒形。由于制造工藝上的原因，同一分動(dòng)器中的結(jié)合套模數(shù)都去相同，轎車(chē)和貨車(chē)取2～3.5。本設(shè)計(jì)取3。
2.3.2齒形、壓力角、螺旋角和齒寬
壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；較大時(shí)可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)轎車(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪承載力，取大些。在本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角取20°, 所以分動(dòng)器齒輪采用的壓力角為20°。
螺旋角β一般范圍為10°～35°。螺旋角增大使齒輪嚙合系數(shù)增加、工作平穩(wěn)、噪聲降低、另外齒輪的強(qiáng)度也有所提高。
關(guān)于螺旋角的方向，輸入軸齒輪采用右旋，這樣可使第一軸所受的軸向力直接經(jīng)過(guò)軸承蓋作用在分動(dòng)器殼體上，避免了因軸向力一二兩軸抱死的現(xiàn)象。中間軸齒輪全部采用左旋，因此中間軸上同時(shí)嚙合的兩對(duì)齒輪軸向力方向相反，軸向力可互相抵消一部分。
但螺旋角太大，會(huì)使軸向力及軸承載荷過(guò)大。嚙合套或同步器取30o；斜齒輪螺旋角25°。
應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時(shí)應(yīng)力求使軸上是軸向力相互抵消。為此，第二軸上的全部齒輪一律去右旋，而第一軸的斜齒輪左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。
齒輪寬度的大小直接影響著齒輪的承載能力，加大，齒的承載能力增高。但試驗(yàn)表明，在齒寬增大到一定數(shù)值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。齒輪寬度大，承載能力高。
但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。
在保證齒輪的強(qiáng)度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。
通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來(lái)選定齒寬：
直齒=,為齒寬系數(shù)，取為4.5～8.0
斜齒=,為齒寬系數(shù)，取為6.0～8.5
本設(shè)計(jì)=3×8=24
為齒寬(mm)。采用接合套或同步器換檔時(shí)，其接合套的工作寬度初選時(shí)可取為2～4mm。
第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長(zhǎng)度增加,接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性和齒輪壽命。
2.4高檔傳動(dòng)比及各檔齒數(shù)的確定
在初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù)、傳動(dòng)比和結(jié)構(gòu)方案來(lái)分配各檔齒輪的齒數(shù)。
下面結(jié)合本設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)明分配各檔齒數(shù)的方法。
2.4.1確定低檔齒輪的齒數(shù)
在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)檔數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各檔齒輪的齒數(shù)
低檔傳動(dòng)比=2.05，其中=130mm、=3；由
（2.5）
有=48
此處取=25，則可得出=36
上面根據(jù)初選的A及m計(jì)算出的可能不是整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（2-5）看出中心距有了變化，這時(shí)應(yīng)從及齒輪變位系數(shù)反過(guò)來(lái)計(jì)算中心距A=130，再以這個(gè)修正后的中心距作為以后計(jì)算的依據(jù)。
2.4.2確定高檔齒輪的齒數(shù)
高檔傳動(dòng)比=1.05
同理，
（2.6）
得=48
取=36，=25
齒輪參數(shù)計(jì)算結(jié)果如表2-1所示。
低速檔齒輪：
根據(jù)，
可以得出
于是可得，圓整取
表2.1 齒輪參數(shù)計(jì)算結(jié)果
螺旋角
低檔齒輪
高檔齒輪
法面膜數(shù)
3
3
3
3
端面模數(shù)
3.3
3.3
3.3
3.3
法面壓力角
20
20
20
20
法面齒距
9.42
9.42
9.42
9.42
端面齒距
10.37
10.37
10.37
10.37
標(biāo)準(zhǔn)中心距
80
80
80
80
齒根圓直徑
58.2
91.2
81.3
67.1
齒頂高
3
3
3
3
齒根高
3.75
3.75
3.75
3.75
齒厚
4.72
4.72
4.72
4.72
3 分動(dòng)器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇
3 分動(dòng)器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算與材料的選擇
3.1齒輪的失效形式及原因
齒輪的失效形式分三種：輪齒折斷、齒面疲勞剝落和移動(dòng)換檔齒輪端部破壞。
輪齒折斷分兩種：輪齒受足夠大的沖擊載荷作用，造成輪齒彎曲折斷；輪齒再重復(fù)載荷作用下齒根產(chǎn)生疲勞裂紋，裂紋擴(kuò)展深度逐漸加大，然后出現(xiàn)彎曲折斷。前者在變速器中出現(xiàn)的很少，后者出現(xiàn)的多。
齒輪工作時(shí)，一對(duì)相互嚙合，齒面相互擠壓，這是存在齒面細(xì)小裂縫中的潤(rùn)滑油油壓升高，并導(dǎo)致裂縫擴(kuò)展，然后齒面表層出現(xiàn)塊狀脫落形成齒面點(diǎn)蝕。他使齒形誤差加大，產(chǎn)生動(dòng)載荷，導(dǎo)致輪齒折斷。
用移動(dòng)齒輪的方法完成換檔的抵擋和倒擋齒輪，由于換檔時(shí)兩個(gè)進(jìn)入嚙合的齒輪存在角速度茶，換檔瞬間在齒輪端部產(chǎn)生沖擊載荷，并造成損壞。
3.2齒輪強(qiáng)度的計(jì)算與校核
與其他機(jī)械設(shè)備使用的分動(dòng)器比較，不同用途礦車(chē)的變速器齒輪使用條件仍是相似的。此外，礦車(chē)分動(dòng)器齒輪所用的材料、熱處理方法、加工方法、精度等級(jí)、支撐方式也基本一致。如礦車(chē)分動(dòng)器齒輪用低碳合金鋼制造，采用剃齒或齒輪精加工，齒輪表面采用滲碳淬火熱處理工藝，齒輪精度不低于7級(jí)。因此，比用于計(jì)算通用齒輪強(qiáng)度公式更為簡(jiǎn)化一些的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算礦車(chē)齒輪，同樣、可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。在這里所選擇的齒輪材料為40Cr。
3.2.1.斜齒輪彎曲應(yīng)力
（3.1）
式中，為Kε重合度影響系數(shù)，取1.0；注釋相同，Kσ=1.50。
低檔齒輪圓周力：
5111.11 N
齒輪1的當(dāng)量齒數(shù),可查表的：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
MPa
同理得：=206.7MPa
依據(jù)計(jì)算二擋齒輪的方法可以得到其他檔位的彎曲應(yīng)力，其計(jì)算結(jié)果如下：
230.57MPa
250.65MPa
當(dāng)計(jì)算載荷取作用到第一軸上的最大扭矩時(shí)，對(duì)常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍內(nèi)，因此，上述計(jì)算結(jié)果均符合彎曲強(qiáng)度要求.
3.2.2. 輪齒接觸應(yīng)力
（3.2）
斜齒圓柱齒輪：mn=3
=29, =19,E=2.04×105
=72,d2=100
Tj=0.5,Temax=0.5×184=92N
=5111.11Nmm
MPa （3.3）
同理得：
MPa
MPa
MPa
滲碳齒輪的許用應(yīng)力在1300～1400 之間，強(qiáng)度符合要求。
4 軸的計(jì)算與校核
4 軸的計(jì)算與校核
4.1軸的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
主要有因疲勞強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的疲勞籪裂、因靜強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的塑性變形或脆性籪裂、磨損、超過(guò)允許范圍的變形和振動(dòng)等。
軸的設(shè)計(jì)應(yīng)滿足如下準(zhǔn)則：
根據(jù)軸的工作條件、生產(chǎn)批量和經(jīng)濟(jì)性原則，選取適合的材料、毛坯形式及熱處理方法。
根據(jù)軸的受力情況、軸上零件的安裝位置、配合尺寸及定位方式、軸的加工方法等具體要求，確定軸的合理結(jié)構(gòu)形狀及尺寸，即進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
軸的強(qiáng)度計(jì)算或校核。對(duì)受力大的細(xì)長(zhǎng)軸（如蝸桿軸）和對(duì)剛度要求高的軸，還要進(jìn)行剛度計(jì)算。在對(duì)高速工作下的軸，因有共振危險(xiǎn)，故應(yīng)進(jìn)行振動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算。
4.2軸的計(jì)算
4.2.1輸入軸的初選與校核
軸的材料主要是經(jīng)過(guò)軋制或鍛造的碳鋼或合金鋼。通常用的是碳鋼，其中最常用的是45鋼。對(duì)于受力較大或需要限制軸的尺寸或重量或需要提高軸徑的耐磨性以及高低溫、腐蝕等條件下工作的軸，可采用合金鋼。為了提高軸的強(qiáng)度和耐磨性，可對(duì)軸進(jìn)行各種熱處理或化學(xué)處理，以及表面強(qiáng)化處理。
綜上，從動(dòng)軸同樣選用45鋼，查手冊(cè)得=25～45MPa。
主動(dòng)軸主要受額定轉(zhuǎn)矩T的作用，由于軸上重力而產(chǎn)生的彎矩很小，可以忽略不計(jì)。轉(zhuǎn)動(dòng)零件的各表面都經(jīng)過(guò)機(jī)械加工，零件幾何形狀都是對(duì)稱的，高速旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)軸產(chǎn)生的不平衡力矩較小，產(chǎn)生的彎矩可忽略不計(jì)。故軸的強(qiáng)度按轉(zhuǎn)矩進(jìn)行計(jì)算。
軸的最小直徑可按公式：
≥=27.1mm （4.1）
來(lái)確定。
式中，—功率（104KW）；
—轉(zhuǎn)速（6000r/min）；
—許用扭應(yīng)力（25～45MP 取40MP）；
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
故本設(shè)計(jì)中取=30符合強(qiáng)度要求。最小段符合要求，其它各段一定符合要求。
4.2.2輸出軸的初選與校核
從動(dòng)軸的最小直徑同前可得：
≥=40.6mm （4.2）
來(lái)確定。
式中，——功率（100KW）；
——轉(zhuǎn)速（6000r/min）；
——許用扭應(yīng)力（25～45MP 取40MP）；
同樣在這里取=42mm符合要求。
4.3軸承的選擇
軸承分兩類(lèi)：滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承。磁流變液離合器所需的軸承，主要承受因主機(jī)重力而產(chǎn)生的徑向負(fù)荷，同時(shí)考慮軸向定位。但磁流變液離合器主要受徑向負(fù)荷，因此根據(jù)尺寸要求選用圓錐滾子軸承。根據(jù)其內(nèi)徑為45，選取圓錐滾子軸承30202。
根據(jù)軸徑d=45mm，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取圓錐滾子軸承,=68mm,=15mm。
軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷為：
式中, —軸承的當(dāng)量動(dòng)負(fù)荷(N)；
—軸承徑向負(fù)荷(N)；
—?jiǎng)迂?fù)荷系數(shù)，平穩(wěn)或微沖擊λ=1.0-1.2，中等沖擊=1.2～1.8 。
軸承壽命為：
= （4.3）
式中, —軸承壽命((h)；
—軸承轉(zhuǎn)速(r/min)；
—當(dāng)量動(dòng)載荷(N)；
—軸承的額定動(dòng)負(fù)荷(N)；
由手冊(cè)查出，根據(jù)計(jì)算，選擇軸承的型號(hào)為30202。軸承的壽命由工作需要而定，一般不得小于10000h[8]。
4.3.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
a.輸入軸（圖4.1）
圖 4.1 輸入軸
輸入軸的最小直徑在安裝聯(lián)軸器的花鍵處，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩，取KA=1.3，則：
查《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)》手冊(cè)表6-97，選用YL11型凸緣聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為。半聯(lián)軸器的孔徑為45mm，故取，，CD段裝有圓錐滾子軸承，查《機(jī)械設(shè)計(jì)綜合課程設(shè)計(jì)》表6-67選孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承與之配合其尺寸為d×D×T×B×C×a=50mm×90mm×21.75mm×20mm×17mm×20mm，故取DE段固定齒輪，故取，根據(jù)整體結(jié)構(gòu)取FG處是齒輪軸上的紙輪6，分度圓直徑GH段安裝滾針軸承，由于只承受彎矩故可取，滾針軸承尺寸d×D×C=40×45×27。
b.后橋輸出軸（圖4.2）
圖 4.2 后橋輸出軸
為了防止兩軸研合到一起引起兩周對(duì)接卡死，輸入軸與后橋輸出軸間留有
0.5mm的間隙，IK段是齒輪軸上的齒輪3，分度圓直徑
KL段安裝軸承，查表取孔徑70mm的30214型圓錐滾子軸承，其尺寸為
d×D×T×B×C×a=70mm×125mm×26.25mm×24mm×21mm×25.8mm
故，LM段根據(jù)端蓋結(jié)構(gòu)取，MN段安裝軸承，查表選取孔徑為65mm的30213型圓錐滾子軸承，其尺寸為d×D×T×B×C×a=65mm×120mm×24.75mm×23mm×20mm×23.8mm
取NO段安裝輸出軸聯(lián)軸器，
取。
c.中間軸（圖4.3）
圖 4.3 中間軸
de段是嚙合套外齒輪8，分度圓直徑，，嚙合套齒輪8與兩邊的齒輪7、2各留有0.5mm的間隙。
齒輪7、2的總齒寬為45mm，齒輪2、4間留有間隙5mm，所以，bc、fg段安裝軸承，取孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承，，ab、gh段做成螺紋用于軸的兩端固定，取。
d.中橋輸出軸（圖4.4）
圖 4.4 中橋輸出軸
ef段安裝齒輪5，取，bc、fg段安裝軸承，取孔徑為60mm的30212型圓錐滾子軸承。
其尺寸為d×D×T×B×C×a=60mm×110mm×23.75mm×22mm×19mm×22.3mm，其中，de、cd段根據(jù)結(jié)構(gòu)取，，ab段漸開(kāi)線齒輪分度圓直徑，gh段安裝聯(lián)軸器，。
e.前橋輸出軸（圖4.5）
圖 4.5 前橋輸出軸
cd段齒輪分度圓直徑，bc段安裝一對(duì)圓錐滾子軸承，取孔徑為50mm的30210型圓錐滾子軸承，，ab段安裝聯(lián)軸器，取。
4.4鍵的計(jì)算
平鍵聯(lián)接受額定轉(zhuǎn)距作用時(shí)，鍵的側(cè)面受擠壓，主截面受剪切力，可能的失效形式是工作面壓潰或鍵剪斷。對(duì)于實(shí)際采用的材料和按標(biāo)準(zhǔn)選用的平鍵來(lái)說(shuō)，壓潰是主要的失效形式。因而平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度常按鍵側(cè)的擠壓應(yīng)力來(lái)計(jì)算。
軸與半聯(lián)軸器用單鍵聯(lián)接，其擠壓應(yīng)力為：
＝≤ （4.4）
式中, —鍵聯(lián)接的擠壓應(yīng)力(Pa)；
—鍵與聯(lián)軸器的接觸高度，對(duì)平鍵可取鍵高的一半,；
—額定轉(zhuǎn)距(Nm)；
—軸的直徑(m)；
—鍵的工作長(zhǎng)度(m),對(duì)于圓頭普通平鍵可取為鍵全長(zhǎng)與鍵寬之差；
—鍵聯(lián)接許用擠壓應(yīng)力(MPa)；
在第一段軸上選用圓頭普通平鍵，根據(jù)=35mm，查得鍵的截面尺寸為：寬度=10mm，高度=8mm。取鍵長(zhǎng)=26mm 。鍵的工作長(zhǎng)度1==40-10=16mm。鍵與鍵槽的接觸高度=0.5=4mm。其擠壓應(yīng)力為：
=＜=110MPa
所以所選鍵符合強(qiáng)度要求。
同理第二周選用圓頭普通平鍵的擠壓應(yīng)力為：
=＜=110MPa
所以所選鍵符合強(qiáng)度要求。
5 同步器
5 同步器
同步器使變速器換擋輕便、迅速，無(wú)沖擊，無(wú)噪聲，且可延長(zhǎng)齒輪壽命，提高礦車(chē)的加速性能并節(jié)油，故轎車(chē)變速器除倒檔、貨車(chē)1檔，倒檔外，其它檔位多裝用。要求其轉(zhuǎn)矩容量較大，性能穩(wěn)定、耐用。
5.1同步器的結(jié)構(gòu)類(lèi)型
慣性同步器能確保同步嚙合換擋，性能穩(wěn)定、可靠，因此在現(xiàn)代礦車(chē)變速器中得到了最廣泛的應(yīng)用。它又分為慣性鎖止器和慣性增力式。用得最廣的是鎖環(huán)式、鎖銷(xiāo)式等慣性鎖止式同步器，它們雖結(jié)構(gòu)有別，但工作原理無(wú)異，都有摩擦原件、鎖止原件和彈性原件。掛擋時(shí)，在軸向力作用下摩擦原件相靠，在慣性轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生摩擦力矩，使被結(jié)合的兩部分逐漸同步；鎖止原件用于阻止同步前強(qiáng)行掛擋；彈性原件使嚙合套等在空擋時(shí)保持中間位置，又不妨礙整個(gè)結(jié)合和分離過(guò)程。
本設(shè)計(jì)采用鎖環(huán)式同步器又稱鎖止式、齒環(huán)式或滑塊式，其工作可靠、耐用，因摩擦半面受限，轉(zhuǎn)矩容量不大，適于輕型以下礦車(chē)，廣泛用于轎車(chē)及輕型客、貨車(chē)。
5.2鎖環(huán)式同步器的工作原理
在分析與計(jì)算中考慮到常溫條件下潤(rùn)滑油阻力對(duì)齒輪轉(zhuǎn)速的影響可以忽略不計(jì)，并假設(shè)在同步過(guò)程中車(chē)速保持不變，這一假設(shè)在道路阻力系數(shù)≤0.15同步器時(shí)間時(shí)≤1s是符合實(shí)際的。由于變速器輸出端的轉(zhuǎn)速在換擋瞬時(shí)保持不變，而輸入端靠摩擦作用達(dá)到與輸出端同步。如圖6.1、6.2同步器的計(jì)算模型：
6.1同步器的計(jì)算模
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
6.2同步器的計(jì)算模型
現(xiàn)建立輸入端慣性質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)方程：
(5.1)
將上式積分得
由上式可得同步時(shí)間：
(5.2)
將上式中的以摩擦面所受的軸向力代替，則
(5.3)
同步器摩擦錐面的滑磨功
(5.4)
將其代入上式，并將其中的值用式代入，得
(5.5)
同步器的滑磨功與其摩擦面積之比
(5.6)
稱為同步器的比滑磨功。對(duì)高檔同步器值應(yīng)不大于0.2J/m2;而對(duì)低檔同步器則應(yīng)不大于(0.3～0.5)J/m2。為了阻止同步前掛擋，則要求摩擦力矩大于脫鎖力矩,若忽略鎖止面的摩擦系數(shù)，以鎖環(huán)式同步器為列，如圖（b）所示：
根據(jù)Tf≥TT ，則可建立同步器的鎖止條件：
5.3慣性鎖止式同步器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)
5.3.1摩擦錐面的半錐角和摩擦系數(shù)
愈小則摩擦力矩愈大，故為增大同步器容量值應(yīng)取小一些，但為了避免摩擦面的自鎖應(yīng)使大于摩擦角，后者與摩擦系數(shù)有關(guān)，即=。推薦，=(7～8)的上限允許到12。當(dāng)取=6時(shí)摩擦力矩較大，但當(dāng)錐面粗糙度、潤(rùn)滑油種類(lèi)及溫度等因素的不同而異。一般，在油中工作的青銅-鋼同步器摩擦副，可按=0.1計(jì)算。通常，在內(nèi)錐面上制有破壞油膜的細(xì)牙螺紋槽，以提高摩擦系數(shù)f的值。螺紋槽的齒頂寬要窄一些以利刮油，可取0.1mm左右或更小些，齒頂越尖則接觸面上的壓強(qiáng)和磨損就越大。螺距可取0.6~0.75mm,螺紋角一般取50～60。再者，齒頂所在的錐表面的加工精度及粗糙度要求高，不允許有切削刀痕，最后進(jìn)行研磨。軸向泄油槽一般為6個(gè)，槽寬約3mm，槽深要?jiǎng)偤眠_(dá)到螺紋槽深。
5.3.2摩擦錐面的平均半徑和同步錐環(huán)的徑向厚度
和都受到變速器齒輪中心距及有關(guān)零部件的尺寸和布置上的限制。當(dāng)結(jié)構(gòu)布置允許時(shí)，和應(yīng)盡量取大些。
5.3.3摩擦錐面的工作面寬
同步錐環(huán)的工作面寬，受到變速器總長(zhǎng)的尺寸限制，也要為散熱和耐磨損提供足夠大的摩擦面積?？筛鶕?jù)摩擦表面的許用壓力來(lái)確定：
，MPa (5.7)
對(duì)于鎖銷(xiāo)式同步器≈(0.14～0.2)
=100N, =0.1, =8
得=14mm =6mm
5.3.4鎖止角
由公式(5-10)得出，通常在26～40范圍內(nèi)。
，得出mm
5.3.5同步時(shí)間與軸向推力
和是一對(duì)相互影響的可變參數(shù)。應(yīng)按以最短時(shí)間達(dá)到同步狀態(tài)來(lái)考慮軸向力的大小。而為使換擋輕便值又不能過(guò)大，一般在100~350N范圍內(nèi)，轎車(chē)或輕型客、貨車(chē)取下限，重型車(chē)取上限。
5.3.6同步器摩擦副的材料
同步錐環(huán)多用銅基合金制造，轎車(chē)同步錐環(huán)較薄，亦用鍛、精鍛或冷擠壓工藝加工；貨車(chē)的同步錐環(huán)較厚，亦可采用壓鑄工藝。選用材料時(shí)既要考慮其摩擦系數(shù)又要考慮其耐磨性以及強(qiáng)度、加工性能等。鋁青銅（含鋁8.5%～11.0%）多用于壓鑄的同步錐環(huán)，亦可鑄造，其強(qiáng)度高、耐磨性好、摩擦系數(shù)較大而錐面自鎖傾向較小。錳青銅（含錳≤3%）鍛造的同步錐環(huán)較多，，其摩擦系數(shù)亦在鋼-銅合金摩擦副的摩擦系數(shù)范圍內(nèi)，特別使用于大型其強(qiáng)度高、加工性好。硅錳青銅（含硅0.6%～1.5%，錳2%～4%）的性能與錳青銅類(lèi)似，這種合金結(jié)構(gòu)中的硅化錳使之具有極好的耐磨性。鍛造同步錐環(huán)也常采用鉛黃銅、黃銅的耐磨性常常優(yōu)于青銅。近年來(lái)出現(xiàn)了高強(qiáng)度、高耐磨性的鋼-鉬配合的摩擦副，即在鋼或球墨鑄鐵同步錐環(huán)的錐面上噴鍍厚約0.6～0.8mm的鉬礦車(chē)的同步器。與同步錐環(huán)組成摩擦副的錐表面多與被同步的傳動(dòng)齒輪及其結(jié)合齒做成一體，由低碳合金鋼制造，滲碳淬火后表面硬度約為HRC60。
6 工藝分析
6 工藝分析
6.1殼體加工工藝
殼體零件在整個(gè)分動(dòng)器總成中的作用，是保證其零部件占據(jù)合理的正確位置，使之有一個(gè)協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)構(gòu)件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到軸和齒輪等零件互相位置的準(zhǔn)確性及分動(dòng)器總成使用的靈活性和壽命。
殼體選用HT200材料鑄造制成，主要的加工表面為平面和軸承孔。
殼體的機(jī)械加工過(guò)程按照先面后孔的原則，最后加工螺紋孔。殼體的機(jī)械加工工藝過(guò)程基本上分三個(gè)階段，即粗加工、半精加工和精加工階段。
表6.1 高低速檔換檔撥叉機(jī)械加工工藝過(guò)程卡
工序號(hào)
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
工藝裝備
1
鑄
精密鑄造，兩件合鑄
2
熱處理
退火
3
劃線
劃各端面線和孔的中心線
4
車(chē)
以外形及下端面定位，按線找正，專(zhuān)用夾具裝夾工件。車(chē)mm孔至圖樣要求，并車(chē)孔的兩側(cè)面，保證尺寸
C620 專(zhuān)用工裝
5
銑
以mm 孔及上端面定位，裝夾工件，銑Φ55m下端面，保證尺寸12.5mm.
X52k
組合夾具
6
銑
以mm 孔及下端面定位，裝夾工件，銑