轎車三軸變速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)【轎車中間軸式五檔變速器】,轎車中間軸式五檔變速器,轎車三軸變速器系統(tǒng)設(shè)計(jì)【轎車中間軸式五檔變速器】,轎車,變速器,系統(tǒng),設(shè)計(jì),中間,五檔 I 摘 要變 速 器 是 由 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 和 操 縱 機(jī) 構(gòu) 兩 部 分 分 組 成 的 ， 它 的 功 用 是 用 來(lái) 改 變 傳 動(dòng) 比 ， 改 變發(fā) 動(dòng) 機(jī) 傳 到 驅(qū) 動(dòng) 輪 上 的 轉(zhuǎn) 矩 和 轉(zhuǎn) 速 ， 以 此 來(lái) 適 應(yīng) 變 化 的 行 駛 條 件 。 變 速 器 工 作 的 目 的 是 在原 地 起 步 ， 爬 坡 ， 轉(zhuǎn) 彎 以 及 加 速 等 各 種 不 同 行 駛 工 況 下 ， 能 夠 使 汽 車 獲 得 不 同 的 牽 引 力 以及 速 度 ， 同 時(shí) 能 夠 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 在 最 有 利 的 工 況 范 圍 內(nèi) 進(jìn) 行 工 作 。 除 此 之 外 ， 變 速 器 設(shè) 有 空 檔和 倒 檔 。 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 曲 軸 轉(zhuǎn) 動(dòng) 方 向 不 改 變 的 前 提 下 ， 使 汽 車 能 夠 倒 退 行 駛 ， 還 可 以 利 用 空檔 來(lái) 中 斷 動(dòng) 力 的 傳 遞 ， 可 以 使 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 能 夠 起 動(dòng) 、 怠 速 ， 并 且 便 于 變 速 器 的 換 檔 或 者 進(jìn) 行 動(dòng)力 輸 出 。 所 以 變 速 器 的 結(jié) 構(gòu) 要 求 等 對(duì) 于 汽 車 的 動(dòng) 力 性 、 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) 性 、 燃 料 經(jīng) 濟(jì) 性 、 換 擋 操縱 的 輕 便 性 以 及 可 靠 性 、 舒 適 性 和 效 率 等 都 有 著 直 接 且 重 要 的 影 響 。 本 設(shè) 計(jì) 研 究 了 三 軸 五 檔 手 動(dòng) 變 速 器 ， 其 目 的 主 要 是 在 基 于 對(duì) 機(jī) 械 原 理 、 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 、 等知 識(shí) 的 熟 練 運(yùn) 用 和 掌 握 的 同 時(shí) ， 還 要 運(yùn) 用 汽 車 構(gòu) 造 、 汽 車 理 論 、 汽 車 設(shè) 計(jì) 、 等 專 業(yè) 學(xué) 科 知識(shí) ， 對(duì) 三 軸 五 檔 手 動(dòng) 式 變 速 器 的 整 體 以 及 各 零 部 件 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) ， 并 且 還 要 利 用 AutoCAD、 CAXA等 二 維 軟 件 繪 制 裝 配 圖 和 零 件 圖 ， 最 后 利 用 PROE以 及 UG等 三 維 軟 件 進(jìn) 行 建 模 、 裝 配 等 內(nèi)容 。 首 先 ， 本 文 簡(jiǎn) 要 介 紹 了 此 次 設(shè) 計(jì) 的 研 究 目 的 和 意 義 以 及 變 速 器 的 現(xiàn) 狀 和 發(fā) 展 的 主 要 內(nèi)容 。 其 次 ， 對(duì) 三 軸 五 檔 手 動(dòng) 變 速 器 的 工 作 原 理 做 了 闡 述 ， 對(duì) 不 同 的 變 速 器 的 傳 動(dòng) 方 案 依 次進(jìn) 行 了 比 較 ， 并 且 選 擇 了 合 理 的 結(jié) 構(gòu) 方 案 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 。 最 后 ， 對(duì) 三 軸 五 檔 手 動(dòng) 式 變 速 器 的 各檔 齒 輪 、 軸 以 及 軸 承 做 了 較 為 詳 細(xì) 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算 ， 并 且 對(duì) 它 們 進(jìn) 行 了 受 力 分 析 、 強(qiáng) 度 以 及 剛度 的 校 核 計(jì) 算 ， 同 時(shí) 還 對(duì) 同 步 器 進(jìn) 行 了 選 型 。關(guān) 鍵 詞 ： 變 速 器 ； 檔 數(shù) ； 傳 動(dòng) 比 ； 齒 輪 ； 軸 ； 同 步 器 ； 建 模 II AbstractThe transmission is composed of two parts: the transmission mechanism and the controlmechanism. Its function is to change the transmission ratio, the torque and the speed of theengine to the driving wheel, so as to adapt to the changing driving conditions. The purpose oftransmission work is to make the vehicle obtain different traction and speed under differentdrivingconditionssuchasstartinginsituclimbingslopeturningandacceleratingandatthesametimemakingtheengineworkinthemostfavorablerange.In addition,thetransmissionhasagapandreverse gear. Withoutchanging thedirectionofcrankshaft rotationofthe engine,thecar cangobackwardsandusethegaptointerruptthepower.Thetransmissionenablestheenginetostart, idle, and facilitate transmission shift or power output. Therefore, the structural requirements oftransmission have a direct and important impact on the vehicles power performance,transmission smoothness, fuel economy, shift handling portability, reliability, comfort andefficiency.The purpose of this design is to apply and master the knowledge of mechanical principle,mechanical design, mechanical design and so on, but also to use automobile construction,automobile theory, automobile design, etc. The whole and parts of the three-axis and five-filemanual transmission are designed, and the assembly drawing and part drawing are drawn byusing the 2D software, such as AutoCAD, CAXA, etc. Finally, the 3D software, such as PROEandUG, isusedtomodel thesystem.Assemble,etc. First ofall,thispaperbrieflyintroduces the research purpose and significance of the design, as well as the current situation and the maindevelopmentofthetransmission.Wantthecontent.Secondly,theworkingprincipleofthree-axisand five-file manual transmission is expounded, the transmission schemes of differenttransmission are compared one by one, and a reasonable structure scheme is selected to design.Finally, the design and calculation of each gear, shaft and bearing of three-axis and five-speedmanual transmission are carried out in detail, and the force analysis, strength and stiffness checkandcalculationarecarriedout,andthesynchronizerisalsoselected.K ey words: transmission; number of gears; transmission ratio; gear; shaft; synchronizer;modeling 目 錄1 緒 論 .11.1變 速 器 設(shè) 計(jì) 的 目 的 以 及 意 義 .11.2變 速 器 的 發(fā) 展 及 現(xiàn) 狀 .12 變 速 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇 及 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案 .42.1 變 速 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇 .42.1.1 檔 數(shù) 與 傳 動(dòng) 比 .42.1.2 中 心 距 .6 2.1.3軸 向 尺 寸 .62.2變 速 器 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案 的 確 定 .72.2.1傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案 分 析 .72.2.2倒 檔 布 置 方 案 .83.齒 輪 的 設(shè) 計(jì) .103.1 齒 輪 參 數(shù) .103.1.1齒 輪 模 數(shù) .103.1.2齒 形 、 壓 力 角 、 螺 旋 角 和 齒 寬 b.113.2各 檔 傳 動(dòng) 比 及 其 齒 輪 齒 數(shù) 的 確 定 .13 3.2.1確 定 一 檔 齒 數(shù) .133.2.2確 定 常 嚙 合 齒 輪 副 的 齒 數(shù) .143.2.3確 定 其 他 檔 位 的 齒 數(shù) .153.2.4確 定 倒 檔 齒 輪 的 齒 數(shù) .173.3齒 輪 變 位 系 數(shù) 的 選 擇 .19 4.變 速 器 齒 輪 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 與 材 料 的 選 擇 .194.1 齒 輪 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 與 校 核 .244.1.1齒 輪 彎 曲 強(qiáng) 度 計(jì) 算 .244.1.2齒 輪 接 觸 應(yīng) 力 .275.變 速 器 軸 的 強(qiáng) 度 計(jì) 算 與 校 核 .305.1確 定 軸 的 尺 寸 .305.2軸 的 校 核 .316.變 速 器 同 步 器 的 設(shè) 計(jì) .387.變 速 器 的 裝 配 及 仿 真 分 析 .45 7.1變 速 器 的 裝 配 .457.2變 速 器 的 仿 真 分 析 .477.3變 速 器 結(jié) 構(gòu) 的 有 限 元 分 析 .388.結(jié) 論 .50致 謝 .51參 考 文 獻(xiàn) .5 2附 錄 A 譯 文 .53附 錄 B 外 文 文 獻(xiàn) .60 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 1 1 緒 論1.1 變 速 器 設(shè) 計(jì) 的 目 的 以 及 意 義伴 隨 著 經(jīng) 濟(jì) 與 科 學(xué) 技 術(shù) 以 及 我 國(guó) 汽 車 工 業(yè) 不 斷 地 壯 大 ， 我 國(guó) 汽 車 行 業(yè) 在 不 斷 地 快 速 的發(fā) 展 ， 汽 車 工 業(yè) 也 逐 漸 的 成 為 了 我 們 國(guó) 家 的 支 柱 產(chǎn) 業(yè) 。 因 此 ， 我 國(guó) 的 汽 車 工 業(yè) 方 面 也 面 臨著 前 所 未 有 的 機(jī) 遇 與 挑 戰(zhàn) ， 那 么 如 何 設(shè) 計(jì) 出 既 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 惠 ， 又 工 作 可 靠 ， 性 能 優(yōu) 良 的 汽 車 就成 為 了 當(dāng) 前 汽 車 設(shè) 計(jì) 者 急 于 解 決 的 緊 迫 問(wèn) 題 。 為 了 發(fā) 揮 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 最 佳 性 能 ， 那 就 必 須 有 一套 傳 動(dòng) 效 率 很 高 高 ， 維 修 保 養(yǎng) 成 本 又 低 ， 并 且 能 夠 帶 來(lái) 駕 駛 樂(lè) 趣 的 變 速 裝 置 ， 來(lái) 協(xié) 調(diào) 汽 車發(fā) 動(dòng) 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 和 汽 車 車 輪 的 實(shí) 際 行 駛 速 度 。 在 面 臨 著 汽 車 行 業(yè) 急 速 發(fā) 展 帶 來(lái) 的 機(jī) 遇 和 挑 戰(zhàn) 的 同 時(shí) ， 我 們 也 不 得 不 承 認(rèn) 我 國(guó) 與 發(fā) 達(dá) 國(guó) 家 在 汽 車 技 術(shù) 方 面 上 還 存 在 著 一 定 程 度 的 差 距 ，因 此 我 們 要 運(yùn) 用 我 們 的 知 識(shí) 為 我 國(guó) 汽 車 行 業(yè) 的 發(fā) 展 做 出 努 力 。1.2 變 速 器 的 發(fā) 展 及 現(xiàn) 狀在 汽 車 變 速 器 100多 年 的 歷 史 中 ， 經(jīng) 歷 了 無(wú) 數(shù) 次 的 變 革 與 改 進(jìn) ， 變 速 器 的 性 能 也 在 不斷 的 提 高 ， 為 汽 車 的 行 駛 及 操 縱 性 能 提 供 更 多 的 便 利 ， 也 是 汽 車 的 舒 適 性 得 以 提 高 。 從 現(xiàn)代 汽 車 變 速 器 的 市 場(chǎng) 狀 況 和 變 速 器 的 發(fā) 展 歷 史 來(lái) 看 ， 全 世 界 的 汽 車 研 究 者 以 及 汽 車 生 產(chǎn) 商家 都 對(duì) 提 高 AT的 性 能 以 及 研 制 無(wú) 級(jí) 變 速 器 (CVT)表 現(xiàn) 出 積 極 的 看 法 ， 汽 車 行 業(yè) 非 常 重 視 CVT在 汽 車 上 的 應(yīng) 用 以 及 實(shí) 用 化 進(jìn) 程 。 目 前 汽 車 上 應(yīng) 用 較 多 的 汽 車 變 速 器 是 手 動(dòng) 變 速 器 (MT)、 電 控 液 力 自 動(dòng) 變 速 器 (ECT)、 金 屬 帶 (鏈 )式 無(wú) 級(jí) 變 速 器 (CVT)、 電 控 機(jī) 械 式 自 動(dòng) 變 速 器(AMT)、 雙 離 合 器 變 速 器 (DCT)及 環(huán) 形 錐 盤 滾 輪 牽 引 式 無(wú) 級(jí) 變 速 器 (IVT)等 數(shù) 種 ， 這 幾 種 變速 器 都 具 有 各 自 優(yōu) 勢(shì) 。（ 1） 手 動(dòng) 變 速 器 MT自 汽 車 發(fā) 明 以 來(lái) ， 手 動(dòng) 變 速 器 一 直 得 到 廣 泛 應(yīng) 用 。 手 動(dòng) 變 速 器 采 用 的 是 齒 輪 組 ， 對(duì) 應(yīng)的 汽 車 的 每 檔 的 齒 輪 是 都 是 固 定 的 ， 因 此 各 檔 的 變 速 比 也 是 固 定 不 變 的 。 在 20世 紀(jì) 60年代 ， 大 部 分 的 汽 車 變 速 器 還 僅 僅 只 有 3個(gè) 檔 位 ， 并 且 只 有 高 速 檔 才 具 備 同 步 器 。 雖 然 低 檔速 率 對(duì) 節(jié) 約 燃 料 有 一 定 的 好 處 ， 但 是 加 快 速 度 還 是 需 要 變 高 速 檔 ， 所 以 人 們 一 直 在 研 究 和提 高 變 速 器 的 檔 數(shù) ， 因 此 發(fā) 展 到 現(xiàn) 在 ， 大 多 數(shù) 的 手 動(dòng) 變 速 器 都 具 有 5檔 ， 甚 至 是 6檔 速 率 。但 是 隨 著 自 動(dòng) 變 速 機(jī) 構(gòu) 的 出 現(xiàn) ， 很 多 人 說(shuō) 手 動(dòng) 變 速 器 必 將 淘 汰 ， 因 為 它 的 操 縱 的 難 度 以 及 復(fù) 雜 性 阻 礙 了 汽 車 的 高 速 發(fā) 展 。 但 是 我 認(rèn) 為 從 市 場(chǎng) 需 求 以 及 適 用 性 方 面 來(lái) 說(shuō) ， 手 動(dòng) 變 速 器 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 2 還 是 會(huì) 存 在 于 市 場(chǎng) 上 ， 畢 竟 手 動(dòng) 變 速 器 在 一 些 車 型 上 所 體 現(xiàn) 出 來(lái) 的 優(yōu) 越 性 是 其 他 變 速 器 所取 代 不 了 的 。 而 且 隨 著 人 們 生 活 水 平 的 提 高 ， 汽 車 走 進(jìn) 了 尋 常 百 姓 家 ， 因 此 在 考 錄 經(jīng) 濟(jì) 適用 性 方 面 ， 手 動(dòng) 變 速 器 更 受 歡 迎 。（ 2） 自 動(dòng) 變 速 器 AT自 動(dòng) 變 速 器 是 從 上 世 紀(jì) 40 年 代 開(kāi) 始 使 用 ， 在 當(dāng) 時(shí) ， 由 于 電 子 裝 置 還 沒(méi) 有 很 好 的 發(fā) 展起 來(lái) ， 因 此 只 有 通 過(guò) 液 壓 系 統(tǒng) 才 能 控 制 相 關(guān) 的 操 縱 裝 置 。 隨 著 汽 車 的 不 斷 發(fā) 展 ， 自 動(dòng) 變 速器 的 檔 位 數(shù) 也 像 手 動(dòng) 變 速 器 得 檔 位 一 樣 在 逐 漸 增 加 。 自 動(dòng) 變 速 器 是 利 用 行 星 齒 輪 機(jī) 構(gòu) 來(lái) 進(jìn)行 變 速 ， 自 動(dòng) 變 速 器 可 以 根 據(jù) 汽 車 自 身 行 駛 的 速 度 以 及 駕 駛 者 踩 踏 踏 板 的 程 度 來(lái) 自 動(dòng) 的 調(diào)節(jié) 汽 車 的 速 度 。 與 手 動(dòng) 變 速 器 和 老 一 代 產(chǎn) 品 相 比 較 來(lái) 說(shuō) ， 二 者 的 重 量 差 不 多 ， 但 是 自 動(dòng) 變速 器 傳 遞 的 扭 矩 增 大 了 許 多 。 同 時(shí) ， 它 還 采 用 了 多 檔 位 與 小 速 比 差 ， 這 樣 就 可 以 減 少 燃 料 的 消 耗 ， 而 且 還 增 加 了 車 輛 行 駛 的 平 順 性 ， 提 高 了 汽 車 的 運(yùn) 動(dòng) 性 能 與 舒 適 性 。（ 3） 自 動(dòng) 變 速 的 手 動(dòng) 變 速 器 AMT對(duì) 于 AMT 的 出 現(xiàn) ， 起 初 很 受 歡 迎 ， 因 為 AMT 的 價(jià) 格 比 AT 和 CVT 要 便 宜 得 多 。 雖 然 對(duì)于 小 轎 車 來(lái) 說(shuō) ， 自 動(dòng) 變 速 的 手 動(dòng) 變 速 系 統(tǒng) 不 是 那 么 完 美 ， 在 換 擋 的 時(shí) 候 偶 爾 會(huì) 造 成 動(dòng) 力 的中 斷 ， 但 是 卻 可 以 讓 人 們 體 驗(yàn) 到 兩 種 駕 駛 方 式 ， 這 也 是 駕 駛 者 在 駕 駛 過(guò) 程 中 提 高 了 駕 駛 的樂(lè) 趣 。 在 平 常 駕 駛 中 可 以 使 用 手 動(dòng) 操 作 ， 感 受 駕 駛 的 樂(lè) 趣 ， 而 在 交 通 擁 擠 的 時(shí) 候 ， 又 可 以切 換 為 自 動(dòng) 駕 駛 模 式 ， 減 少 操 縱 的 不 便 性 ， 這 在 一 定 程 度 上 也 很 適 合 我 們 國(guó) 家 的 交 通 情 況 。這 種 自 動(dòng) 變 速 的 手 動(dòng) 變 速 器 大 多 應(yīng) 用 在 多 檔 位 的 重 型 卡 車 上 ， 因 此 ， 自 動(dòng) 變 速 的 手 動(dòng) 變 速器 的 使 用 ， 主 要 是 考 慮 到 車 的 重 量 以 及 動(dòng) 力 傳 遞 方 面 的 特 性 要 求 。（ 4） 無(wú) 級(jí) 變 速 器 CVT 如 今 汽 車 的 發(fā) 展 是 非 常 迅 速 的 ， 駕 駛 者 對(duì) 于 汽 車 性 能 的 要 求 也 是 越 來(lái) 越 高 ， 因 此 無(wú) 級(jí) 變 速器 便 應(yīng) 運(yùn) 而 生 。 無(wú) 級(jí) 變 速 器 是 利 用 鏈 條 傳 送 動(dòng) 力 的 ， 它 需 要 起 動(dòng) 機(jī) 離 合 器 或 者 是 液 力 變 扭器 。 汽 車 實(shí) 現(xiàn) 倒 車 性 能 還 需 要 一 套 額 外 的 倒 車 齒 輪 組 。 由 于 無(wú) 級(jí) 變 速 器 并 不 是 同 手 動(dòng) 變速 器 和 自 動(dòng) 變 速 器 一 樣 使 用 齒 輪 變 速 ， 而 是 采 用 了 一 個(gè) 滑 輪 以 及 兩 個(gè) 鋼 帶 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 變 速 ， 所以 無(wú) 級(jí) 變 速 器 的 傳 動(dòng) 比 可 以 隨 意 的 改 變 。 無(wú) 級(jí) 變 速 器 在 承 接 自 動(dòng) 變 速 器 的 優(yōu) 良 性 能 的 基 礎(chǔ)上 還 克 服 了 自 動(dòng) 變 速 器 換 擋 時(shí) 跳 檔 以 及 油 門 反 應(yīng) 比 較 慢 等 問(wèn) 題 。（ 5） 雙 離 合 變 速 器 DCT變 速 器 發(fā) 展 的 主 要 驅(qū) 動(dòng) 力 就 是 降 低 成 本 ， 因 此 在 AMT 之 后 ， 雙 離 合 器 變 速 器 (OCT)的出 現(xiàn) 成 為 了 一 個(gè) 在 AT 和 CVT 之 外 的 選 擇 。 雙 離 合 器 變 速 器 與 一 般 自 動(dòng) 變 速 器 有 很 大 的 區(qū)別 ， 它 的 特 別 之 處 就 是 它 是 從 傳 統(tǒng) 的 手 動(dòng) 變 速 器 演 變 而 來(lái) 的 ， 但 它 也 不 是 自 動(dòng) 變 速 器 ， 雙 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 3 離 合 變 速 器 既 傳 承 了 手 動(dòng) 變 速 器 的 燃 油 經(jīng) 濟(jì) 性 與 靈 活 性 ， 同 時(shí) 還 具 有 自 動(dòng) 變 速 器 的 靈 活性 ， 最 重 要 的 是 除 此 之 外 它 還 能 提 供 不 間 斷 的 動(dòng) 力 輸 出 ， 這 也 使 它 成 為 了 目 前 變 速 器 的 最高 技 術(shù) 的 代 表 。 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 4 2 變 速 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇 及 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案本 次 設(shè) 計(jì) 是 圍 繞 奇 瑞 1 .8 L 手 動(dòng) 豪 華 車 型 而 開(kāi) 展 的 ， 設(shè) 計(jì) 中 所 采 用 的 大 部 分 相 關(guān) 參 數(shù) 全部 來(lái) 源 于 這 種 車 型 ： 表 2-1 參 考 車 型 的 相 關(guān) 參 數(shù)Table2-1parametersofreferencemodels 2.1 變 速 器 主 要 參 數(shù) 的 選 擇2.1.1 檔 數(shù) 與 傳 動(dòng) 比在 進(jìn) 行 設(shè) 計(jì) 的 時(shí) 候 ， 首 先 要 通 過(guò) 我 們 所 研 究 的 汽 車 的 使 用 條 件 以 及 使 用 要 求 來(lái) 確 定 汽車 變 速 器 的 檔 位 數(shù) 、 傳 動(dòng) 比 范 圍 以 及 變 速 器 各 檔 位 的 傳 動(dòng) 比 ， 是 因 為 這 些 內(nèi) 容 對(duì) 汽 車 的 動(dòng)力 性 以 及 燃 料 經(jīng) 濟(jì) 性 都 有 著 重 要 的 直 接 影 響 。因 為 要 考 慮 到 汽 車 在 平 坦 的 硬 路 面 上 正 常 行 駛 時(shí) 的 燃 料 經(jīng) 濟(jì) 性 ， 因 此 變 速 器 的 最 高 檔位 大 多 數(shù) 為 直 接 檔 （ 即 傳 動(dòng) 比 為 1 ） 或 超 速 檔 （ 即 傳 動(dòng) 比 小 于 1 ） 。 這 時(shí) 的 汽 車 的 動(dòng) 力 性以 及 汽 車 的 燃 料 經(jīng) 濟(jì) 性 都 由 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 以 及 驅(qū) 動(dòng) 橋 的 主 減 速 比 決 定 的 。 變 速 器 的 低 檔 （ 通 常 為一 檔 ， 有 時(shí) 還 有 爬 行 檔 ） 的 傳 動(dòng) 比 以 及 主 減 速 比 可 以 決 定 汽 車 的 最 大 爬 坡 度 。 因 此 在 選 擇 最 低 檔 的 傳 動(dòng) 比 時(shí) ， 就 應(yīng) 根 據(jù) 汽 車 最 大 爬 坡 度 、 驅(qū) 動(dòng) 輪 和 路 面 的 附 著 力 、 汽 車 的 最 小 穩(wěn) 定車 速 及 主 減 速 比 和 驅(qū) 動(dòng) 輪 的 滾 動(dòng) 半 徑 等 一 些 數(shù) 據(jù) 條 件 來(lái) 綜 合 考 慮 和 確 定 。根 據(jù) 汽 車 理 論 中 “ 最 大 傳 動(dòng) 比 選 擇 ” 這 一 內(nèi) 容 可 以 知 道 確 定 傳 動(dòng) 比 要 考 慮 三 方 面問(wèn) 題 ： 最 大 爬 坡 度 ， 附 著 率 和 最 低 穩(wěn) 定 車 速 。 傳 動(dòng) 系 最 大 傳 動(dòng) 比 maxi 為 變 速 器 一 檔 的 傳 動(dòng) 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 型 號(hào) SQR4 8 1 FC主 減 速 器 比 4 .7 8 2最 高 轉(zhuǎn) 速 6 0 0 0 r/min最 大 功 率 (kW) 9 3 kw/5 6 0 0最 高 車 速 （ kmh） 1 9 0 km/h輪 胎 型 號(hào) 1 9 5 /6 0 R1 6最 大 扭 矩 (Nm) 1 5 4 Nm/4 0 0 0檔 位 數(shù) 5 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 5 max 0 max max max( cos sin )e gI TrT i i mg f mgr 比 1gi 和 主 減 速 器 傳 動(dòng) 比 0i 的 乘 積 。 當(dāng) 0i 已 定 時(shí) ， 確 定 傳 動(dòng) 比 即 為 確 定 變 速 器 一 檔 傳 動(dòng) 比 。在 汽 車 爬 陡 坡 時(shí) 的 車 速 不 高 ， 因 此 空 氣 阻 力 可 以 被 忽 略 ， 那 么 汽 車 的 最 大 驅(qū) 動(dòng) 力 則 用于 克 服 輪 胎 和 路 面 之 間 的 滾 動(dòng) 阻 力 以 及 爬 坡 阻 力 。 故 有即 （ 2 -1 ）式 中 m-汽 車 質(zhì) 量 ；g-重 力 加 速 度 ； max-道 路 最 大 阻 力 系 數(shù) ；r r-驅(qū) 動(dòng) 輪 的 滾 動(dòng) 半 徑 ；T e max-發(fā) 動(dòng) 機(jī) 最 大 轉(zhuǎn) 矩 ；i0 -主 減 速 比 ； -汽 車 傳 動(dòng) 系 的 傳 動(dòng) 效 率 。f 道 路 滾 動(dòng) 阻 力 系 數(shù) 取 0.020；max 汽 車 的 最 大 爬 坡 度 。 轎 車 的 最 大 爬 坡 度 一 般 都 是 大 于 30%， 根 據(jù) 查 閱資 料 以 及 參 照 相 似 車 型 的 最 大 爬 坡 度 ， 本 文 將 最 大 爬 坡 度 定 為 為36.0 ， 即 max 19.80因 此 由 最 大 爬 坡 度 要 求 的 變 速 器 的 一 檔 傳 動(dòng) 比 是 TTG 0emax rmaxmax1g i rsinfcosi ）（ （ 2 -2 ）根 據(jù) 車 輪 與 路 面 的 附 著 條 件 有 ztgtq FriiT r 01 （ 2 -3 ）式 中 FZ-地 面 作 用 在 車 輪 上 的 法 向 反 力 ， 即 汽 車 滿 載 靜 止 于 水 平 路 面 時(shí) 驅(qū) 動(dòng) 橋 給 路面 的 載 荷 ， FZ=G2 =m0 g； -路 面 的 附 著 系 數(shù) ， 已 知 在 干 燥 路 面 上 的 值 為 0 .7 0 .8 ， 計(jì) 算 時(shí) 取 =0 .8 。根 據(jù) 公 式 （ 1 -2 ） 與 （ 1 -3 ） 可 知 ： 1 .9 2 i g1 5.74， 則 取 ig1 =3 .8 3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 。 近 年 來(lái) ， 為了 降 低 油 耗 ， 變 速 器 的 檔 數(shù) 有 增 加 的 趨 勢(shì) 。 目 前 ， 乘 用 車 一 般 采 用 4 5 檔 ， 因 此 本 次 設(shè) 計(jì) Ft f iF F 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 6 max1 mingn giq i中 選 用 五 檔 變 速 器 。 變 速 器 的 最 高 檔 有 時(shí) 為 直 接 檔 ， 有 時(shí) 為 超 速 檔 。 此 次 設(shè) 計(jì) 采 用 的 是 超速 檔 ， 超 速 檔 的 的 傳 動(dòng) 比 一 般 為 0 .7 0 .8 。據(jù) 0g ra iinr377.0u 可 知 ， amax0g5 ra5 uiinr377.0u ， 其 中 n為 最 大 功 率 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 速 ， 故 可 以 計(jì)算 出 ig5=0.75在 變 速 器 最 高 檔 以 及 最 低 檔 的 傳 動(dòng) 比 確 定 以 后 ， 中 間 幾 檔 的 傳 動(dòng) 比 在 理 論 上 是 按 下 述的 公 式 確 定 ： （ 2 -4 ）式 子 中 的 n 為 檔 位 數(shù) ， 則 計(jì) 算 可 得 q=1 .5 0 ， 故 可 計(jì) 算 各 檔 傳 動(dòng) 比 為i2=ig1q=3.831.50=2.55i3=i1q2=3.831.52=1.70i4=i1q3=3.831.53=1.13（ 修 正 為 1）2.1.2 中 心 距對(duì) 于 三 軸 式 的 變 速 器 而 言 ， 它 的 中 心 距 是 指 第 一 和 第 二 軸 中 心 線 與 中 間 軸 的 中 心 線 之間 的 距 離 。 中 心 距 是 一 個(gè) 基 本 參 數(shù) ， 其 大 小 不 僅 對(duì) 變 速 器 的 外 形 尺 寸 、 體 積 和 質(zhì) 量 大 小 有影 響 ， 而 且 對(duì) 齒 輪 的 接 觸 強(qiáng) 度 有 影 響 。 對(duì) 于 三 軸 式 變 速 器 的 中 心 距 A（ mm） 可 以 根 據(jù) 對(duì) 已 有 變 速 器 的 統(tǒng) 計(jì) 從 而 得 出 的 經(jīng) 驗(yàn) 公 式 初 步 計(jì) 算 ： g3 1emaxiTKA A （ 2 -5 ）式 中 K A-中 心 距 系 數(shù) 。 對(duì) 于 轎 車 ， K A =8 .9 9 .3 ； 對(duì) 于 貨 車 ， K A =8 .6 9 .6 ；對(duì) 于 多 檔 主 變 速 器 ， K A=9 .5 1 1 ； 本 文 取 K A=9 .1 g-變 速 器 的 傳 動(dòng) 效 率 ， 取 g=0 .9 6TI max-變 速 器 處 于 一 檔 時(shí) 的 輸 出 扭 矩 為 ：T I max=Te maxi1 g =5 6 6 .2 3 N m所 以 計(jì) 算 可 得 出 初 始 中 心 距 A=7 5 .2 8 mm。2.1.3軸 向 尺 寸關(guān) 于 三 軸 五 檔 變 速 器 的 橫 向 外 形 尺 寸 ， 可 以 根 據(jù) 齒 輪 的 直 徑 以 及 倒 檔 中 間 齒 輪 與 換 檔機(jī) 構(gòu) 的 布 置 從 而 初 步 確 定 。 影 響 變 速 器 殼 體 軸 向 尺 寸 的 因 素 有 檔 數(shù) 、 換 擋 機(jī) 構(gòu) 形 式 以 及 齒輪 形 式 等 。 轎 車 五 檔 變 速 器 殼 的 軸 向 尺 寸 可 以 用 3.03.4A 確 定 。 當(dāng) 變 速 器 選 用 的 常 嚙 合齒 輪 對(duì) 數(shù) 以 及 同 步 器 多 時(shí) ， 中 心 距 系 數(shù) K A就 應(yīng) 取 給 出 的 系 數(shù) 的 上 限 。 有 時(shí) 為 了 檢 測(cè) 方 便 ， 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 7 A通 常 取 整 。本 文 所 采 用 設(shè) 計(jì) 是 5+1手 動(dòng) 擋 變 速 器 ， 可 計(jì) 算 出 其 殼 體 的 軸 向 尺 寸 是 3.4A=255.97mm，變 速 器 殼 體 的 具 體 的 最 終 的 軸 向 尺 寸 應(yīng) 該 由 變 速 器 總 設(shè) 計(jì) 圖 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸 鏈 確 定 。2.2 變 速 器 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案 的 確 定2.2.1傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 布 置 方 案 分 析三 軸 五 檔 變 速 器 多 用 于 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 前 置 后 輪 驅(qū) 動(dòng) 的 汽 車 上 和 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 后 置 后 驅(qū) 的 客 車 上 ， 三軸 五 檔 變 速 器 的 第 一 軸 的 前 端 經(jīng) 過(guò) 軸 承 支 撐 在 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 飛 輪 上 ， 第 一 軸 的 花 鍵 還 用 來(lái) 裝 設(shè) 離合 器 的 從 動(dòng) 盤 ， 而 第 二 軸 的 末 端 經(jīng) 花 鍵 與 萬(wàn) 向 節(jié) 連 接 。圖 2-1展 示 了 四 種 五 檔 變 速 器 的 傳 動(dòng) 方 案 。 各 種 傳 動(dòng) 方 案 的 共 同 特 點(diǎn) 是 ： 變 速 器 的 第 一 軸 后 端 與 常 嚙 合 主 動(dòng) 齒 輪 做 成 一 體 。 絕 大 多 數(shù) 變 速 器 的 傳 動(dòng) 方 案 的 第 二 軸 前 端 經(jīng) 軸 承 支撐 在 第 一 軸 后 端 的 孔 內(nèi) ， 并 且 保 證 兩 軸 軸 線 在 同 一 直 線 上 。 在 除 直 接 檔 以 外 的 其 他 檔 位 在工 作 時(shí) ， 三 軸 五 檔 變 速 器 的 傳 動(dòng) 效 率 略 有 降 低 ， 這 也 是 這 種 傳 動(dòng) 方 案 的 缺 點(diǎn) 。在 檔 數(shù) 相 同 的 條 件 下 ， 各 中 間 軸 式 變 速 器 主 要 在 常 嚙 合 齒 輪 對(duì) 數(shù) 、 軸 的 支 承 方 式 、 換擋 方 式 和 倒 擋 傳 動(dòng) 方 案 以 檔 位 的 布 置 順 序 上 有 一 些 差 別 。 圖 2-1中 間 軸 式 五 檔 變 速 器 傳 動(dòng) 方 案Fig.2-1Transmissionschemeofintermediateshaftfivespeedtransmission圖 2 -1 a 所 示 方 案 中 ， 除 了 一 檔 以 及 倒 擋 使 用 直 齒 滑 動(dòng) 齒 輪 來(lái) 換 檔 之 外 ， 其 余 各 檔 均 為 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 8 常 嚙 合 齒 輪 傳 動(dòng) 。 圖 2 -1 b、 c、 d 所 示 的 三 軸 五 檔 變 速 器 傳 動(dòng) 方 案 的 各 個(gè) 前 進(jìn) 檔 都 是 采 用 常嚙 合 齒 輪 傳 動(dòng) 。 圖 2 -1 d 所 展 示 的 變 速 器 的 傳 動(dòng) 方 案 中 的 倒 檔 以 及 超 速 檔 都 安 裝 在 變 速 器 后面 的 副 箱 箱 體 內(nèi) ， 這 樣 的 布 置 方 式 除 了 可 以 提 高 軸 的 剛 度 、 減 少 齒 輪 的 磨 損 以 及 可 以 降 低工 作 噪 聲 以 外 ， 同 時(shí) 還 可 以 在 不 需 要 超 速 檔 的 前 提 下 ， 非 常 容 易 的 就 形 成 一 個(gè) 僅 有 四 個(gè) 超速 檔 的 中 間 軸 式 變 速 器 。 圖 2 -1 a 方 案 中 的 第 一 檔 、 倒 擋 以 及 圖 2 -1 d 傳 動(dòng) 方 案 中 的 倒 擋 采用 的 是 直 齒 滑 動(dòng) 齒 輪 來(lái) 換 檔 ， 其 余 的 各 個(gè) 檔 位 采 用 的 都 是 常 嚙 合 齒 輪 換 檔 。發(fā) 動(dòng) 機(jī) 是 前 置 后 驅(qū) 的 轎 車 一 般 采 用 中 間 軸 式 變 速 器 ， 如 圖 2 -1 a、 b 所 示 ， 為 了 縮 短 傳動(dòng) 軸 的 長(zhǎng) 度 ， 把 第 二 軸 加 長(zhǎng) 并 放 到 附 加 殼 體 內(nèi) 。 如 2 -1 a 所 示 ， 如 果 在 附 加 的 殼 體 內(nèi) 來(lái) 布 置倒 檔 的 傳 動(dòng) 齒 輪 以 及 換 檔 機(jī) 構(gòu) ， 除 了 能 夠 縮 短 傳 動(dòng) 軸 長(zhǎng) 度 以 外 ， 還 能 夠 提 高 中 間 軸 以 及 輸出 軸 的 剛 度 ， 并 且 能 夠 減 小 變 速 器 主 體 部 分 的 外 形 尺 寸 。2.2.2倒 檔 布 置 方 案 與 前 進(jìn) 檔 相 比 較 ， 倒 檔 的 使 用 率 并 不 高 ， 并 且 都 是 在 停 車 的 狀 態(tài) 下 進(jìn) 行 倒 檔 操 作 ， 因此 大 多 數(shù) 的 倒 檔 布 置 方 案 都 采 用 的 是 直 齒 滑 動(dòng) 齒 輪 的 方 式 。 為 了 實(shí) 現(xiàn) 倒 檔 傳 動(dòng) ， 有 些 傳 動(dòng)方 案 利 用 了 在 中 間 軸 與 第 二 軸 上 的 齒 輪 傳 動(dòng) 路 線 中 再 加 入 一 個(gè) 中 間 傳 動(dòng) 齒 輪 的 方 案 ， 如 圖2 -1 a、 b 中 的 那 樣 。 圖 2-2 倒 檔 布 置 方 案Fig.2-2reversegearlayout圖 2-2為 常 見(jiàn) 的 幾 種 倒 檔 的 布 置 方 案 。 圖 2-2a所 示 的 倒 檔 傳 動(dòng) 方 案 為 最 常 用 的 倒 檔 傳動(dòng) 方 案 ， 在 前 進(jìn) 檔 的 傳 動(dòng) 路 線 中 加 入 一 個(gè) 傳 動(dòng) ， 這 樣 使 得 結(jié) 構(gòu) 更 加 簡(jiǎn) 單 ， 但 是 這 樣 的 布 置 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 9 方 案 也 使 齒 輪 在 工 作 時(shí) 處 于 一 個(gè) 正 負(fù) 交 替 的 對(duì) 稱 彎 曲 應(yīng) 力 的 狀 態(tài) 下 ， 因 此 這 種 倒 檔 布 置 方案 通 常 用 于 同 步 器 式 四 檔 變 速 器 上 。 圖 2-1b 所 示 的 布 置 方 案 利 用 了 位 于 中 間 軸 上 的 一 檔齒 輪 來(lái) 進(jìn) 行 換 檔 ， 因 此 可 以 實(shí) 現(xiàn) 中 間 軸 的 長(zhǎng) 度 縮 短 。 但 是 此 方 案 的 缺 點(diǎn) 是 在 換 檔 時(shí) 需 要 兩對(duì) 齒 輪 同 時(shí) 進(jìn) 入 嚙 合 狀 態(tài) ， 這 也 就 使 得 換 檔 變 的 更 加 困 難 。 圖 2-2c 所 示 的 倒 檔 布 置 方 案雖 然 能 夠 獲 得 較 大 的 傳 動(dòng) 比 ， 但 是 換 檔 的 程 序 卻 不 太 合 理 。 圖 2-2d的 傳 動(dòng) 方 案 是 在 2-2c的 基 礎(chǔ) 上 改 善 了 2-2c的 缺 點(diǎn) 所 得 的 傳 動(dòng) 方 案 ， 經(jīng) 常 用 于 輕 型 貨 車 上 的 變 速 器 。 圖 2-2e所示 傳 動(dòng) 方 案 將 將 中 間 軸 上 的 第 一 檔 以 及 倒 檔 齒 輪 做 成 一 體 的 形 式 ， 又 或 者 是 將 它 們 的 齒 寬進(jìn) 行 加 長(zhǎng) 。 圖 2-2f 的 傳 動(dòng) 方 案 是 適 合 齒 輪 副 都 全 部 是 常 嚙 合 齒 輪 的 變 速 器 ， 這 樣 使 得 換擋 更 加 輕 便 。 圖 2-2g 所 示 的 倒 檔 傳 動(dòng) 方 案 中 縮 短 了 變 速 器 的 軸 向 長(zhǎng) 度 ， 這 樣 使 變 速 器 空間 得 到 充 分 的 利 用 ， 缺 點(diǎn) 是 位 于 變 速 器 的 上 蓋 中 的 操 縱 機(jī) 構(gòu) 會(huì) 變 得 復(fù) 雜 一 些 。 為 了 防 止 意 外 的 掛 入 倒 檔 ， 一 般 都 會(huì) 在 進(jìn) 行 掛 倒 檔 操 作 時(shí) 設(shè) 置 一 個(gè) 在 掛 倒 檔 時(shí) 需 要 克服 的 一 個(gè) 彈 簧 所 產(chǎn) 生 的 力 。 同 時(shí) ， 因 為 變 速 器 的 第 一 檔 或 者 倒 檔 的 傳 動(dòng) 比 比 較 大 ， 因 此 在工 作 時(shí) 作 用 在 齒 輪 上 的 力 也 很 大 ， 這 樣 就 會(huì) 導(dǎo) 致 變 速 器 的 軸 產(chǎn) 生 非 常 大 的 轉(zhuǎn) 角 或 者 撓 度 ，使 齒 輪 嚙 合 的 狀 態(tài) 惡 化 ， 從 而 導(dǎo) 致 齒 輪 磨 損 加 劇 以 及 工 作 時(shí) 的 噪 聲 會(huì) 增 加 。 因 此 為 了 改 善上 述 的 不 良 狀 況 ， 變 速 器 的 一 檔 以 及 倒 檔 都 應(yīng) 該 在 靠 近 軸 的 支 承 處 去 布 置 ， 然 后 再 按 照 從低 到 高 的 順 序 去 布 置 各 檔 的 齒 輪 ， 這 樣 做 能 夠 使 軸 的 剛 性 足 夠 大 并 且 容 易 裝 配 。 綜 合 以 上兩 點(diǎn) 考 慮 ， 本 次 設(shè) 計(jì) 采 用 圖 2-2b所 示 的 倒 檔 傳 動(dòng) 布 置 方 案 。 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 1 0 3.齒 輪 的 設(shè) 計(jì)3.1 變 速 器 齒 輪 的 設(shè) 計(jì) 準(zhǔn) 則由 于 汽 車 變 速 器 各 檔 位 的 齒 輪 的 的 工 作 狀 態(tài) 都 是 不 一 樣 的 ， 所 以 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 速 、 齒 輪 受 力情 況 以 及 噪 音 等 要 求 ， 可 以 將 變 速 器 齒 輪 分 為 高 檔 工 作 區(qū) 以 及 低 檔 工 作 區(qū) ， 因 此 兩個(gè) 工 作 區(qū) 的 齒 輪 的 參 數(shù) 選 擇 都 有 不 同 的 原 則 。第 一 、 二 以 及 倒 檔 齒 輪 稱 為 低 檔 工 作 區(qū) ， 低 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 的 工 作 特 點(diǎn) 是 工 作時(shí) 間 比 較 短 ， 行 車 利 用 率 較 低 ， 并 且 低 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 在 工 作 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 速 較 低 ， 因 此由 于 轉(zhuǎn) 速 而 引 起 的 噪 音 也 比 較 小 ， 所 以 在 設(shè) 計(jì) 低 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 時(shí) 首 要 考 慮 的 就 是 如 何 提 高 齒 輪 的 強(qiáng) 度 ， 降 低 噪 聲 是 次 要 的 。將 第 三 、 四 、 五 檔 齒 輪 稱 為 高 檔 工 作 區(qū) ， 高 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 的 工 作 特 點(diǎn) 為 它 們是 汽 車 的 經(jīng) 濟(jì) 性 檔 位 ， 行 車 利 用 率 也 比 較 高 。 高 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 在 工 作 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 速 都比 較 高 ， 因 此 工 作 時(shí) 因 轉(zhuǎn) 速 而 產(chǎn) 生 的 噪 音 也 比 較 大 ， 但 是 高 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 工 作 時(shí)受 力 卻 很 小 ， 即 使 輪 齒 的 強(qiáng) 度 減 小 ， 齒 輪 的 壽 命 也 在 適 用 的 范 圍 內(nèi) 。 故 在 設(shè) 計(jì) 高 檔工 作 區(qū) 的 齒 輪 時(shí) ， 首 要 保 證 的 便 是 使 其 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) 以 及 降 低 其 工 作 時(shí) 的 噪 聲 ， 而 齒 輪強(qiáng) 度 是 次 要 的 。綜 上 所 述 ， 低 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 為 了 增 大 齒 輪 的 彎 曲 強(qiáng) 度 ， 滿 足 低 檔 工 作 區(qū) 齒 輪低 速 大 扭 矩 的 強(qiáng) 度 要 求 ， 通 常 選 用 較 大 的 模 數(shù) 、 壓 力 角 、 變 位 系 數(shù) 以 及 較 小 的 螺 旋角 。 在 高 檔 工 作 區(qū) 的 齒 輪 ， 為 了 滿 足 變 速 器 的 設(shè) 計(jì) 要 求 ， 達(dá) 到 降 低 噪 音 、 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) 的 最 佳 效 果 ， 通 常 選 用 較 小 的 模 數(shù) 、 壓 力 角 、 變 位 系 數(shù) 以 及 較 大 的 螺 旋 角 。3.2 齒 輪 參 數(shù)3.2.1齒 輪 模 數(shù)齒 輪 模 數(shù) 是 齒 輪 設(shè) 計(jì) 中 一 個(gè) 非 常 重 要 的 參 數(shù) ， 由 上 述 內(nèi) 容 可 知 齒 輪 的 模 數(shù) 越 大 ， 齒厚 就 越 大 且 齒 輪 的 彎 曲 強(qiáng) 度 隨 之 也 越 大 ， 這 使 齒 輪 的 承 載 能 力 變 的 越 大 。 相 反 的 ，模 數(shù) 越 小 齒 厚 就 會(huì) 越 小 ， 隨 之 齒 輪 的 彎 曲 強(qiáng) 度 就 會(huì) 變 小 。 對(duì) 于 高 速 擋 齒 輪 來(lái) 說(shuō) ， 齒輪 在 工 作 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 速 高 、 扭 矩 小 ， 因 此 齒 輪 承 受 的 彎 曲 應(yīng) 力 也 比 較 小 ， 通 常 在 保 證 齒輪 足 夠 的 彎 曲 應(yīng) 力 的 條 件 下 選 擇 較 小 的 模 數(shù) ， 這 樣 就 可 以 使 齒 輪 的 齒 數(shù) 增 大 從 而 得到 較 大 的 重 合 度 ， 達(dá) 到 降 低 噪 音 的 目 的 。 而 對(duì) 于 低 速 擋 的 齒 輪 來(lái) 說(shuō) ， 在 工 作 時(shí) 的 轉(zhuǎn) 遼 寧 工 程 技 術(shù) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 1 1 速 低 、 扭 矩 大 ， 因 此 齒 輪 承 受 的 彎 曲 應(yīng) 力 也 比 較 大 ， 故 需 要 選 擇 較 大 的 模 數(shù) 來(lái) 保 證齒 輪 的 強(qiáng) 度 要 求 。 表 3-1 汽 車 變 速 器 齒 輪 的 法 向 模 數(shù) mnTable 3-1 normal Modulus of Automobile Transmission Gear mn關(guān) 于 變 速 器 齒 輪 的 模 數(shù) 其 選 取 范 圍 是 ： 轎 車 及 輕 中 型 貨 車 取 23.5； 重 型 貨 車 選 取 3.55.由 于 本 次 論 文 所 需 數(shù) 據(jù) 都 是 以 東 風(fēng) 日 產(chǎn) 2018款 1.6XL手 動(dòng) 豪 華 版 軒 逸 汽 車 為 參照 ， 故 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 排 量 為 1.6， 經(jīng) 查 表 3-1 可 知 ， 變 速 器 齒 輪 的 法 向 模 數(shù) 的 取 值 范 圍 是2.252.75。表 3-2 汽 車 變 速 器 常 用 的 齒 輪 模 數(shù) （ 摘 自 GB/T1357-1987） (mm）Table 3-2 Gear Modulus commonly used in Automotive Transmission (from GBR / T1357-1987)一 系 列 1 .0 0 1 .2 5 1 .5 0 2 .0 0 2 .5 0 3 .0 0 4 .0 0 5 .0 0 6 .0 0二 系 列 1 .7 5 2 .2 5 2 .7 5 3 .2 5 3 .5 0 3 .7 5 4 .5 0 5 .5 0 考 慮 到 齒 輪 的 強(qiáng) 度 問(wèn) 題 ， 本 設(shè) 計(jì) 中 變 速 器 的 一 檔 及 倒 檔 齒 輪 采 用 直 齒 齒 輪 ， 而第 二 檔 至 第 五 檔 齒 輪 采 用 斜 齒 齒 輪 。 故 根 據(jù) 表 3-2 可 選 一 檔 及 倒 檔 齒 輪 的 模 數(shù) 為 2.75mm， 而 其 余 各 檔 的 法 向 模 數(shù) 可 取 mn=2.5mm。3.2.2齒 形 、 壓 力 角 、 螺 旋 角 和 齒 寬 b汽 車 變 速 器 齒 輪 的 齒 形 、 壓 力 角 、 及 螺 旋 角 按 表 3 -3 選 取 。表 3-3 汽 車 變 速 器 齒 輪 的 齒 形 、 壓 力 角 與 螺 旋 角Table3-3Toothform,pressureangleandspiralangleofautomobiletransmissiongear項(xiàng) 目車 型 齒 形 壓 力 角 螺 旋 角 轎 車 高 齒 并 修 形 的 齒 形 1 4 .5， 15， 1616.5 2 5 4 5 一 般 貨 車 GB1 3 5 6 -7 8 規(guī) 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 齒 形 2 0 2 0 30 重 型 車 同 上 低 檔 、 倒 檔 齒 輪 2 2 .5 ， 25 小 螺 旋 角 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 am /t1 .0 V1 .6 1 .6 V2 .5 6 .0 am 1 4 am 1 4 .0模 數(shù) nm /mm 2 .2 5 2 .7 5 2 .7 5 3 .0 0 3 .5 0 4 .5 0 4 .5 0 6 .0 0 潘 文 靜 ： 轎 車 三 軸 變 速 器 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) 及 仿 真 分 析 1 2 汽 車 變 速 器 齒 輪 大 多 采 用 漸 開(kāi) 線 齒 廓 。 為 了 改 善 齒 輪 的 嚙 合 狀 態(tài) 、 降 低 噪 聲 以 及 提高 齒 輪 的 強(qiáng) 度 ， 現(xiàn) 代 轎 車 變 速 器 的 齒 輪 大 多 采 用 高 齒 并 修 形 的 齒 形 。對(duì) 于 同 一 分 度 圓 的 齒 輪 而 言 ， 若 分 度 圓 的 壓 力 角 不 同 ， 則 基 圓 也 就 不 同 。 當(dāng) 齒 輪 的 壓力 角 較 小 時(shí) ， 基 圓 直 徑 就 會(huì) 變 大 ， 齒 形 漸 開(kāi) 線 就 會(huì) 變 的 平 直 一 些 ， 齒 根 也 會(huì) 變 薄 ， 從 而 會(huì)使 齒 輪 的 彎 曲 強(qiáng) 度 以 及 接 觸 強(qiáng) 度 下 降 。 但 是 ， 隨 著 壓 力 角 的 減 小 ， 齒 輪 的 重 合 度 也 會(huì) 變 大 ，齒 輪 的 剛 度 也 會(huì) 減 小 ， 并 且 可 以 減 小 進(jìn) 入 以 及 退 出 嚙 合 時(shí) 齒 輪 的 動(dòng) 載 荷 ， 進(jìn) 而 降 低 齒 輪 工作 時(shí) 的 噪 聲 。 許 多 實(shí) 驗(yàn) 證 明 ： 對(duì) 于 直 齒 輪 ， 壓 力 角 為 2 8 時(shí) 強(qiáng) 度 最 高 ； 對(duì) 于 斜 齒 輪 ， 壓 力角 為 2 5 時(shí) 強(qiáng) 度 最 高 。 因 此 在 理 論 上 ， 對(duì) 于 乘 用 車 而 言 應(yīng) 選 取 小 一 些 的 壓 力 角 以 達(dá) 到 加 大重 合 度 ， 減 小 噪 音 的 目 的 。 然 而 實(shí) 際 上 ， 國(guó) 家 規(guī) 定 的 標(biāo) 準(zhǔn) 壓 力 角 為 2 0 ， 所 以 變 速 器 齒 輪的 壓 力 角 普 遍 選 取 2 0 。 嚙 合 套 以 及 同 步 器 的 接 合 齒 壓 力 角 有 多 種 選 擇 ， 但 大 多 數(shù) 采 用 3 0 壓 力 角 。斜 齒 輪 與 直 齒 輪 相 比 ， 具 有 噪 聲 小 、 傳 動(dòng) 平 穩(wěn) 、 沖 擊 小 、 重 合 度 大 等 優(yōu) 點(diǎn) ， 因 此在 變 速 器 中 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 斜 齒 輪 的 螺 旋 角 應(yīng) 選 取 適 宜 ， 太 小 了 ， 發(fā) 揮 不 出 斜齒 輪 的 優(yōu) 越 性 ； 太 大 了 則 會(huì) 使 軸 向 力 過(guò) 大 。 當(dāng) 齒 寬 一 定 時(shí) ， 斜 齒 輪 的 重 合 度 隨 螺 旋角 的 增 加 而 增 加 ， 從 而 齒 輪 的 承 載 能 力 也 就 越 強(qiáng) ， 平 穩(wěn) 性 也 隨 之 變 好 ， 因 此 在 保 證傳 遞 效 率 的 前 提 下 ， 螺 旋 角 越 大 越 好 。 通 常 乘 用 車 中 間 軸 式 變 速 器 的 螺 旋 角 取 值 范圍 是 22 3 4 ， 故 取 斜 齒 輪 螺 旋 角 為 2 5 。在 選 擇 齒 寬 的 時(shí) 候 ， 應(yīng) 注 意 齒 寬 對(duì) 變 速 器 質(zhì) 量 、 軸 向 尺 寸 、 齒 輪 工 作 時(shí) 的 受 力 均 勻程 度 、 齒 輪 工 作 平 穩(wěn) 性 以 及 齒 輪 強(qiáng) 度 等 都 有 一 定 程 度 的 影 響 。 b 加 大 ， 齒 的 承 載 能 力增 高 ， 但 試 驗(yàn) 表 明 ， 在 齒 寬