《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ESU7160型乘用車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）ESU7160型乘用車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（63頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) ESU7160型乘用車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 各專業(yè)完整優(yōu)秀畢業(yè)論文設(shè)計(jì)圖紙 摘 要 本次設(shè)計(jì)的是乘用車兩軸變速器。首先制定了變速器的總體方案，計(jì)算選擇中心距的大小，齒輪的模數(shù)等，確定倒檔的布置形式，確定齒輪的壓力角，螺旋角，齒寬，齒形系數(shù)等，然后計(jì)算變速器的各檔傳動(dòng)比，各齒輪的參數(shù)，通過(guò)變位系數(shù)圖查找計(jì)算變位系數(shù)，然后對(duì)各檔齒輪進(jìn)行變位，并對(duì)齒輪進(jìn)行校核。計(jì)算了軸各段的長(zhǎng)度和軸頸大小，并對(duì)軸和軸承進(jìn)行校核計(jì)算。 對(duì)于本次設(shè)計(jì)的變速器來(lái)說(shuō)，其特點(diǎn)是：扭矩變化范圍大可以滿足不同的工況要求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。采用了兩軸式結(jié)構(gòu)，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且

2、采用同步器掛檔，可以使變速器掛檔平穩(wěn)，噪聲降低。所有傳動(dòng)齒輪為斜齒輪，使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低，沒(méi)有直齒輪的嚙合沖擊現(xiàn)象，運(yùn)行比較平穩(wěn)?？梢詽M足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求。 本次設(shè)計(jì)最終得以較為圓滿的完成，達(dá)到任務(wù)書(shū)所規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容。 關(guān)鍵字：傳動(dòng)比，擋數(shù)，齒輪參數(shù)，軸，軸承 Design of Type ESU7160 Vehicle Gearbox Transmission System ABSTRACT This design is two shaft transmission of a car. First f

3、ormulated the overall scheme of the transmission, computation select the size of the center distance, the gear, determine the module layout forms of reverse gear, determine the pressure Angle, spiral Angle, the tooth width and tooth coefficient calculation, etc., and then all the gear transmission,

4、the gears transmission ratio of parameters, through the displacements coefficient graph, and then calculate the lookup displacements of each file coefficient of gear, and the gear shift test. The calculation of the length of the shaft paragraphs and shaft neck size, and the shaft and bearings of che

5、ck calculation. The characteristic for the design of transmission is the torque changes range can satisfy different working conditions requirements, simple structure. In two axis structure, reliable, the structure is simple, but also adopted synchronizer shift, can make the transmission shifting s

6、moothly, and lower noise. All transmission gears is inclined gear, the service life is long, low noise, no work straight gear meshing impact phenomenon, run more smoothly. Can meet different working conditions in the car, so as to achieve the requirements of its economy and performance requirements.

7、 The design was eventually relatively satisfactory completion, achieve the stated commitments to study contents. Key words: Ratio, block number, gear parameters, shaft, bearing ESU7160型乘用車變速器傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 馮 佳 06110722

8、1 0 引言 如今，中國(guó)已成為世界第一大汽車消費(fèi)國(guó)，第一大汽車生產(chǎn)國(guó)，第一大潛在市場(chǎng)。但是，汽車工業(yè)非常依賴于合資模式，中國(guó)汽車工業(yè)的飛速發(fā)展并沒(méi)有如期望的那樣帶來(lái)汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的提升。相反，由于長(zhǎng)期以來(lái)比較重視引進(jìn)產(chǎn)品，沒(méi)有在核心技術(shù)的消化吸收上下工夫，缺乏產(chǎn)品研發(fā)的實(shí)踐，形不成產(chǎn)品研發(fā)的整體力量，導(dǎo)致我國(guó)汽車產(chǎn)品的自主研發(fā)能力的薄弱。 沒(méi)有很好的掌握產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程、過(guò)程、管理技術(shù)、項(xiàng)目管理技術(shù)和評(píng)價(jià)技術(shù)，沒(méi)有很好的掌握系統(tǒng)繼承配備技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵組成和零部件開(kāi)發(fā)的技術(shù)，缺乏產(chǎn)品開(kāi)發(fā)需要的技術(shù)數(shù)據(jù)，尤其是轎車產(chǎn)品研發(fā)數(shù)據(jù)積累嚴(yán)重不足，這些都是我國(guó)現(xiàn)代汽車行業(yè)所欠缺的。合資企業(yè)的轎車產(chǎn)

9、品，特別是高端產(chǎn)品幾乎都是外國(guó)品牌，缺少自主品牌。國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)品的核心技術(shù)大多數(shù)掌握在合資企業(yè)手中，沒(méi)有話語(yǔ)權(quán)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，這非常不利于整個(gè)中國(guó)的科技行業(yè)和工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 走合資道路有其歷史原因，但是自主品牌、自主創(chuàng)新才是中國(guó)汽車工業(yè)的終極目標(biāo)。“一口吃不成胖子”，中國(guó)汽車的發(fā)展不可能一日之間便趕上世界的前列，必須從基礎(chǔ)工作做起一點(diǎn)一點(diǎn)的積累。汽車零部件是構(gòu)成整車的基礎(chǔ)，沒(méi)有零部件的自主研發(fā)技術(shù)，就沒(méi)有整車的自主品牌。我國(guó)目前的汽車零部件技術(shù)基礎(chǔ)還是比較薄弱的，而且長(zhǎng)期滯后于整車的發(fā)展，所以必須在總結(jié)他國(guó)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新。 汽車變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它的基本功能是通過(guò)改

10、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（如起步、加速、上坡等），同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出 [1]。 變速器作為汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)中重要的一環(huán)，直接決定了一部車的動(dòng)力輸出狀況，同時(shí)對(duì)汽車的操縱性有著最直接的影響，它體現(xiàn)了一款車的技術(shù)水平[2]。而手動(dòng)變速器便是變速器中的基礎(chǔ)，只有將手動(dòng)變速器“吃透了"，才能在變速器的開(kāi)發(fā)道路上走得更好，更遠(yuǎn)，更扎實(shí)。因此，設(shè)計(jì)研究汽車變速器是有現(xiàn)實(shí)意義的。 1 變速器總體方案的

11、確定 1.1 國(guó)內(nèi)變速器市場(chǎng)調(diào)查 為了了解變速器產(chǎn)品的市場(chǎng)情況以及確定設(shè)計(jì)方向,對(duì)市場(chǎng)上價(jià)位在10萬(wàn)元左右的部分汽車品牌進(jìn)行了調(diào)研，詳細(xì)調(diào)查數(shù)據(jù)見(jiàn)表1： 表1.1 部分轎車所用變速器的市場(chǎng)調(diào)研 制造廠商 車型 價(jià)格(萬(wàn)元) 變速器類型 上海大眾 2009款POLO勁情1.4L手動(dòng)時(shí)尚版 8.58 5檔手動(dòng) 朗逸 2011款 1.6L 手動(dòng) 品雅版 12.28 5檔手動(dòng) (續(xù)) 上海通用 凱越 2011款 1.6LE-AT 11.79 4檔自動(dòng) 科魯茲 2010款 1.6 SL天地版 MT 11.69

12、 5檔手動(dòng) 北京現(xiàn)代 騎士S12 2011款 2.2 四驅(qū)豪華型 9.38 5檔手動(dòng) 瑞納2011款兩廂1.4L GT AT 9.09 4檔自動(dòng) 瑞納2011款兩廂1.4L GLS AT 9.99 4檔自動(dòng) 現(xiàn)代i30 09款 1.6 手動(dòng)舒享型 9.98 5檔手動(dòng) 雅紳特 08款 1.4自動(dòng)豪華型 9.48 4檔自動(dòng) 伊蘭特 2011款 1.6 自動(dòng)舒適型 9.88 4檔自動(dòng) 悅動(dòng)2010款 1.6 GL MT 9.98 5檔手動(dòng) 長(zhǎng)安汽車 嘉年華 09款 兩廂 1.5自動(dòng)時(shí)尚型 9.59 4檔手自一體 天

13、語(yǔ) SX4 2011款 兩廂 1.6L靈動(dòng)型 9.88 5檔手動(dòng) 雨燕 08款 1.5超炫版炫酷款 AT 9.88 4檔自動(dòng) 馬自達(dá)2 2011款 炫動(dòng)1.5AT 超值版 9.68 4檔自動(dòng) 長(zhǎng)安 CX30 2010款 2.0AT 豪華型 9.98 4檔自動(dòng) 志翔 08款 2.0 手動(dòng)精英型 9.68 5檔手動(dòng) 長(zhǎng)城汽車 凌傲 2010款 1.5 CVT 天窗版 8.09 6檔無(wú)級(jí)變速 滕翼 V80 2011款 2.4 自動(dòng)舒適型 9.48 4檔手自一體 哈弗 H3 2010款 銳意版 2.0精英型 9.88 5檔手動(dòng)

14、 哈弗 H5 2011款 智尊版 2.0豪華型 9.48 5檔手動(dòng) 東風(fēng)日產(chǎn) 標(biāo)志207 2010款 1.6L 手動(dòng)品樂(lè)版 8.88 5檔手動(dòng) 標(biāo)志207 2010款 1.6L 自動(dòng)馭樂(lè)版 9.48 4檔手自一體 風(fēng)神H30 2011款 1.6L 尊貴型 MT 8.38 5檔手動(dòng) 驪威 2010款 勁悅版1.6GI AT全能型 9.58 4檔自動(dòng) 驪威 2010款 勁悅版1.6GI MT超能型 9.58 5檔手動(dòng) 驪威 08款 1.6 MT 勁銳標(biāo)準(zhǔn)版 9.98 5檔手動(dòng) 瑪馳 2010款 1.5XV AT 易智版 9.2

15、9 4檔自動(dòng) 陽(yáng)光 2011款 1.5XE 舒適版 MT 8.28 5檔手動(dòng) 陽(yáng)光 2011款 1.5XE 舒適版 CVT 9.28 無(wú)極變速 (續(xù)) 東風(fēng)雪鐵龍 愛(ài)麗舍 2010款 1.6自動(dòng)科技型 8.48 4檔手自一體 愛(ài)麗舍 2010款 1.6手動(dòng)尊貴型 8.28 5檔手動(dòng) 雪鐵龍C2 08款 1.6 SX AT 9.88 4檔手自一體 東風(fēng)悅達(dá)起亞 RIO 銳歐 07款 1.4 AT GLS 8.48 4檔自動(dòng) RIO 銳歐 07款 1.6 MT GLS 9.18 5檔手動(dòng) 福瑞迪 2011款 1

16、.6 MT GL 9.88 5檔手動(dòng) 賽拉圖 08款 歐風(fēng) 1.6 GL AT 9.98 4檔自動(dòng) 賽拉圖 08款 歐風(fēng) 1.6 GL MT 8.98 5檔手動(dòng) 東南汽車 V3菱悅2010款1.5 旗艦版導(dǎo)航版CVT 8.69 6檔無(wú)級(jí)變速 藍(lán)瑟 2010款 1.6MT 舒適運(yùn)動(dòng)型 8.98 5檔手動(dòng) 為了更直觀的了解各類型變速器的使用情況，將上述調(diào)研車輛的變速器進(jìn)行總結(jié)歸類，詳細(xì)情況見(jiàn)圖1.1： 圖1.1 各類型變速器在所有調(diào)查品牌中所占的份額 從表1和圖1中可以看出，在本次市場(chǎng)調(diào)查的45款不同型號(hào)的汽車中，使用5檔手動(dòng)變

17、速器的轎車占51%，使用4、5檔自動(dòng)變速器的占29%（其中5檔自動(dòng)變速器占2%），使用4、6檔手自一體的占16%（其中6檔手自一體變速器占2%），而使用6檔無(wú)級(jí)變速器的才占4%?？梢詮慕Y(jié)果中發(fā)現(xiàn)，對(duì)于10萬(wàn)元左右的汽車而言，手動(dòng)變速器依然有著超過(guò)50%的使用率，說(shuō)明手動(dòng)變速器并沒(méi)有隨著汽車行業(yè)的發(fā)展而被淘汰，這是因?yàn)槭謩?dòng)變速器相對(duì)于自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)有著傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修保養(yǎng)成本低，燃油經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也能給駕駛者帶來(lái)不一樣的操作體驗(yàn)，所以至今為止依然備受消費(fèi)者的青睞。 到底怎樣才算是一款好的變速器，汽車變速器的功用無(wú)非就是改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的

18、行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車能倒退行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出 [3]。作為汽車變速器的重要組成部分之一，變速器傳動(dòng)系統(tǒng)在其中起著舉足輕重的作用。擁有一臺(tái)具有良好傳動(dòng)系統(tǒng)的變速器的汽車，不僅能讓駕駛員在行車途中變的更加輕松，更能節(jié)省汽車的燃料，這與我國(guó)提倡創(chuàng)建節(jié)能環(huán)保城市的基調(diào)不謀而合，所以，在我國(guó)當(dāng)前的國(guó)情下對(duì)于手動(dòng)變速器傳動(dòng)系統(tǒng)的自主研發(fā)是十分有必要的。 1.2 幾種變速器的分析 目前，在我國(guó)C級(jí)轎車中，桑塔納2000依然占有一定的市場(chǎng)份額，它的變速器還

19、是有一些研究?jī)r(jià)值的。圖1.2是該車型的變速器解剖圖，詳細(xì)的結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1.3。 圖1.2 桑塔納2000型乘用車5檔手動(dòng)機(jī)械變速器 圖1.3 桑塔納2000型乘用車5檔手動(dòng)機(jī)械變速器結(jié)構(gòu)圖 “時(shí)代驕子”變速器使用二軸五檔傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它的特點(diǎn)是前進(jìn)擋從輸入軸到輸出軸只有一對(duì)齒輪嚙合傳遞動(dòng)力；倒擋傳遞路線中也只有一個(gè)中間齒輪，因而機(jī)械傳動(dòng)效率高，噪聲小。 桑塔納2000“時(shí)代驕子”采用一、二檔帶三錐面同步器的手動(dòng)變速箱，采用斜齒輪傳動(dòng)，改進(jìn)了換檔機(jī)構(gòu)，利用先進(jìn)的三錐面同步器，使一、二檔換檔平穩(wěn)、可靠，換檔力下降30％，提高了駕乘的舒適性。它的同步器既可裝

20、在輸入軸上，也可裝在輸出軸上，整體結(jié)構(gòu)緊湊。倒擋軸上的惰輪移動(dòng)與第一軸上的倒擋齒輪嚙合，惰輪與第二軸上接合套外的齒圈嚙合，從而實(shí)現(xiàn)反向旋轉(zhuǎn)[4]。懸臂式輸入軸與曲軸無(wú)支承關(guān)系，變速器少量后移，即可更換離合器從動(dòng)盤，省去抬下工序。 大眾邁騰所使用的DSG雙離合器變速箱，也有一些新的想法是值得借鑒的。圖1.4是該款車型的變速器解剖圖，詳細(xì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1.5。 圖1.4 大眾邁騰DSG雙離合器變速箱 圖1.5 大眾邁騰DSG雙離合器變速器結(jié)構(gòu)圖 大眾的這款7速DSG雙離合器，目前主要應(yīng)用于速騰、朗逸、POLO和明銳1.4TSI上。

21、一般來(lái)說(shuō)，手動(dòng)變速箱換檔常常出現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)暫時(shí)中斷的現(xiàn)象，而自動(dòng)變速箱換檔卻又存在響應(yīng)遲緩的缺點(diǎn)。而DSG變速箱綜合了其各自的優(yōu)點(diǎn)，就像是兩個(gè)變速箱合而為一，一個(gè)離合器控制單數(shù)檔位齒輪，另外一個(gè)離合器控制雙數(shù)檔位齒輪。即當(dāng)變速箱掛入一檔時(shí)，二檔齒輪就已經(jīng)嚙合，等到換檔時(shí)機(jī)一到，第二離合器就與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸接合而換入二檔。在此同時(shí)，由第一離合器所控制的三檔齒輪組也完成嚙合等待換檔指令。 從布局上看，這套變速器有一根輸入軸，兩根輸出軸，下面那根輸出軸輸出5、6和倒檔的動(dòng)力，上面那根輸出軸，輸出1、3、4、2的動(dòng)力，再通過(guò)后面那個(gè)齒輪匯總到差速器上。因此這臺(tái)變速器雖然有6前速，但長(zhǎng)度很短(相當(dāng)于傳統(tǒng)6

22、速變速器的一半長(zhǎng)度)，所以可以用于前置前驅(qū)的車型上。從性能上看，這套變速器變速反應(yīng)極快，加速敏銳，沒(méi)有傳統(tǒng)自動(dòng)變速器急加速時(shí)的滯后感。 我國(guó)對(duì)變速器的質(zhì)量與性能有相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，例如規(guī)范變速器產(chǎn)品質(zhì)量分等的標(biāo)準(zhǔn)QC/T 29110-93汽車變速器分動(dòng)器總成及其齒輪產(chǎn)品質(zhì)量分等和JB/T 51138-1997工程機(jī)械動(dòng)力換擋變速器產(chǎn)品質(zhì)量分等；規(guī)范變速器聯(lián)接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13051-91汽車機(jī)械式變速器動(dòng)力輸出孔鏈接尺寸和QC/T 580-1999汽車變速器安裝尺寸；規(guī)范變速器試驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)QC/T 568-1999汽車機(jī)械式變速器臺(tái)架試驗(yàn)方法和JB/T 9720-2001工程機(jī)械變

23、速器性能試驗(yàn)方法；對(duì)變速器的運(yùn)用技術(shù)條件有標(biāo)準(zhǔn)JB/T 6135-1992混合少齒差星輪變速器，JB/T 8548-1997工程機(jī)械動(dòng)力換擋變速器技術(shù)條件和QC/T 29063-93汽車機(jī)械式變速器總成技術(shù)條件等。這些標(biāo)準(zhǔn)既保護(hù)了消費(fèi)者的使用權(quán)益，也維護(hù)了企業(yè)的權(quán)益。 1.3 總體結(jié)構(gòu)類型確定 1.3.1 對(duì)變速器的基本要求 變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步，爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使汽車在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋和倒檔。需要時(shí)，變速器還有動(dòng)力輸出功能。 對(duì)變速器如下基本要求： 1) 保證

24、汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)型。 2) 設(shè)置空擋。用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 3) 設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛。 4) 設(shè)置動(dòng)力傳輸裝置，需要時(shí)進(jìn)行功率輸出。 5) 換擋迅速、省力、方便。 6) 工作可靠，汽車行駛過(guò)程中，變速器不得有跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 7) 變速器應(yīng)有高的工作效率。 8) 變速器的工作噪聲低。 9) 除此之外，變速器還應(yīng)該滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。 10) 滿足汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器傳動(dòng)比范圍越大。 1.3.

25、2 變速器的類型 1)按傳動(dòng)比變化變速器可分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式、和綜合式三種。 1　 有級(jí)式變速器 具有若干個(gè)數(shù)值一定的傳動(dòng)比，傳動(dòng)比的變化呈階梯式或跳躍式。有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛，傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)（包括軸線固定的普通齒輪傳動(dòng)和部分齒輪軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪傳動(dòng)）。目前，轎車和輕、中型載貨汽車裝用的有級(jí)式變速器多為3~6個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒檔。 2　 無(wú)級(jí)式變速器 無(wú)級(jí)式變速器的傳動(dòng)比可以在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。有電力式和液壓式無(wú)級(jí)變速器兩種。傳動(dòng)部分分為直流串勵(lì)電動(dòng)和液力變矩器。 3　 綜合式變速器 綜合式變速器由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器，其傳動(dòng)比可以在最大

26、值與最小值之間的幾個(gè)間斷的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化。目前應(yīng)用較多。 2)按操縱方式變速器可分為手動(dòng)操縱式變速器、自動(dòng)操縱式變速器和半自動(dòng)操縱式變速器三種。 1　 手動(dòng)操縱式變速器靠駕駛員直接操縱變速換擋。 2　 自動(dòng)操縱式變速器傳動(dòng)比的選擇和換擋是自動(dòng)進(jìn)行的，駕駛員只需操縱加速踏板，變速器就可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷信號(hào)和車速信號(hào)來(lái)控制執(zhí)行元件，實(shí)現(xiàn)擋位的變換。 3　 半自動(dòng)操縱式變速器分為兩類：一類是部分擋位自動(dòng)換擋，部分擋位手動(dòng)換擋；另一類是預(yù)先按鈕選定擋位，在踩下離合器踏板或松開(kāi)加速踏板時(shí)，由執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)換擋。 有級(jí)變速器與無(wú)級(jí)變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉，具有高的傳動(dòng)效率（η=

27、0.96~0.98）。無(wú)級(jí)變速器具有較高的運(yùn)行效率，油耗較低，但由于其造價(jià)較高且多運(yùn)用于小排量轎車，因此在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不是特別廣泛。對(duì)于本次設(shè)計(jì)，顯然造價(jià)相對(duì)低廉，技術(shù)成熟的有級(jí)變速器更為適合。 按齒輪的種類及排列方式來(lái)分類，齒輪式變速器可以分為平行軸式和行星齒輪式，行星齒輪式變速器出現(xiàn)于早期的車型中，如T型福特直齒輪行星齒輪變速器和威爾遜行星齒輪變速器。目前的手動(dòng)變速器都是平行軸式的[6]，因此本次設(shè)計(jì)選擇平行軸式方案。 1.3.3 變速器的選型與換擋方式選擇 手動(dòng)變速器應(yīng)該說(shuō)是最為節(jié)能的變速方式，同時(shí)在價(jià)格和質(zhì)量方面有較大優(yōu)勢(shì)，其不足在于操控上的不便。而自動(dòng)變速器雖然有著良好的行駛性能和

28、駕駛性能，但是由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本相對(duì)高昂，同時(shí)傳動(dòng)效率也不如手動(dòng)變速器，因此，本次設(shè)計(jì)選擇手動(dòng)變速器方案。 通常，有級(jí)變速器具有3、4、5個(gè)前進(jìn)檔。變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用效率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。但采用手動(dòng)的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時(shí)，要實(shí)現(xiàn)迅速、無(wú)聲換檔，對(duì)于多于5個(gè)前進(jìn)檔的變速器來(lái)說(shuō)是困難的。因此，直接操縱式變速器檔位數(shù)的上限為5檔，本次設(shè)計(jì)也選擇五檔方案。 目前手動(dòng)變速器按照變速器傳動(dòng)齒輪軸的數(shù)目，主要可以分為兩軸式變速器和三軸式變速器（也稱中間軸式變速器）。 兩軸式變速器的動(dòng)力傳遞主要依靠?jī)筛ハ嗥叫械妮S（輸入軸和輸出軸）

29、完成。此外，還有一根比較短的倒檔軸以幫助汽車實(shí)現(xiàn)倒退行駛。它多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)（FF方案）或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)（RR方案）的普通級(jí)和中級(jí)轎車。與中間軸式變速器比較,兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少,所以有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，各中間檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高同時(shí)噪聲也低。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，且易損壞[7]。而三軸式變速器的各檔多了一對(duì)齒輪傳動(dòng)，因而機(jī)械效率低，噪聲變大；但它的直接檔機(jī)械效率最高，而兩軸式變速器是不可能有直接檔的。三軸式變速器適用于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式。從制造成本、變速

30、器尺寸及布置上考慮,本此設(shè)計(jì)選擇兩軸式手動(dòng)變速器方案。 變速器的傳動(dòng)比范圍有著比較明確的規(guī)定。最高檔可以是直接擋，傳動(dòng)比為1.0；有的變速器最高擋是超速擋，傳動(dòng)比為0.7～0.8。影響最低擋傳動(dòng)比選取的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著力、主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車速等。目前乘用車的傳動(dòng)比范圍在3.0～4.5之間。 本次設(shè)計(jì)公比選擇1.4，五檔傳動(dòng)比為0.81；四檔傳動(dòng)比為1；三檔傳動(dòng)比為1.4；二檔傳動(dòng)比為1.96；一檔傳動(dòng)比為3.2；倒檔傳動(dòng)比為3.3。 綜上所述，本次設(shè)計(jì)的對(duì)象為兩軸式五擋手動(dòng)變速器。

31、 目前，手動(dòng)變速器使用的齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 與直齒圓柱齒輪相比，斜齒圓柱齒輪特點(diǎn)是：使用壽命長(zhǎng)，工作時(shí)噪聲低，沒(méi)有直齒輪的嚙合沖擊現(xiàn)象，運(yùn)行比較平穩(wěn)，容易保證傳動(dòng)比恒定，重合度大，降低了每對(duì)齒輪的載荷，提高了齒輪的承載能力；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力，這對(duì)軸承不利。由于斜齒輪傳動(dòng)嚙合性好，傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小，因此本次設(shè)計(jì)均采用斜齒輪傳動(dòng)。 手動(dòng)變速器換檔形式分為直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器三種。 滑動(dòng)齒輪換擋通常是采用滑動(dòng)直齒輪進(jìn)行換擋，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，容易制造。缺點(diǎn)是換擋時(shí)齒端面承受很大的沖擊。 用嚙合套換擋，這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服

32、了滑動(dòng)齒輪換擋時(shí)，沖擊力集中在1~2個(gè)輪齒上的缺陷。它的缺點(diǎn)是增大了變速器的軸向尺寸，未能徹底消除齒輪端面所受到的沖擊。 現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒在換擋時(shí)引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換擋時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是零件增多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，軸向尺寸增加，制造要求高，同步環(huán)磨損大，壽命低。但是近年來(lái)，由于同步器廣泛使用，壽命問(wèn)題已解決。本設(shè)計(jì)前進(jìn)擋采用鎖環(huán)式同步器換擋方式，倒檔齒輪采用滑動(dòng)齒輪換檔。 1.4 倒檔布置方式 倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及倒檔軸位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時(shí)考慮。如果將倒檔設(shè)置在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中，雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單

33、，但是中間傳動(dòng)齒輪的輪齒，是在最不利的正，負(fù)交替對(duì)稱變化的彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作的；而利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪的話，倒檔會(huì)在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，并使傳動(dòng)比略有增加。在輕型汽車中，通常只采用一個(gè)倒檔齒輪，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)中采用前一種結(jié)構(gòu)方案，如圖1.6所示。 圖1.6 倒擋布置方案 因倒檔傳動(dòng)比較大，工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大，并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的繞度和轉(zhuǎn)角，使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞，最終表現(xiàn)出輪齒磨損加快和工作。噪聲增加。為此，把倒檔布置在靠近軸的中間支承位置，便于改善上述不良狀況。此外，結(jié)構(gòu)布置上，倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時(shí)能順利換入倒檔，

34、而不和其他齒輪發(fā)生干涉。倒檔齒輪安排在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上均能表現(xiàn)，但關(guān)系到操縱桿撥動(dòng)的方向和倒檔軸的受力狀況。掛倒檔時(shí)，操縱桿向左側(cè)（由變速器后部向前看）撥動(dòng)，比較符合習(xí)慣要求。但此時(shí)倒檔齒輪需安置右側(cè)，這使倒檔軸的軸承受較大的作用力。反之，操縱桿向右側(cè)撥動(dòng)，雖不符合使用習(xí)慣，但可以減輕倒檔軸的負(fù)荷。 1.5 變速器軸承 做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的變速器軸支承在殼體或其他部位的地方以及齒輪與軸不做固定連接處應(yīng)安置軸承。變速器軸承常采用圓柱滾子軸承，球軸承，滾針軸承，圓錐滾子軸承，滑動(dòng)軸套等。至于何處應(yīng)當(dāng)采用何種軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點(diǎn)不同而不同。 汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小，采

35、用尺寸大些的軸承結(jié)構(gòu)受限制，常在布置上有困難。在本設(shè)計(jì)中變速器輸入軸前端支撐在飛輪的內(nèi)腔里，本設(shè)計(jì)采用圓柱滾子軸承使輸入軸前端在殼體得到支承。作用在輸入軸常嚙合齒輪上的軸向力，經(jīng)輸入軸后部軸承傳給變速器殼體，輸入軸后端軸承采用了球軸承。變速器的輸出軸布置在內(nèi)腔中，選用圓錐滾子軸承做支承，以承受軸向力；輸出軸后端采用了圓柱滾子軸承，以承受軸向力。 1.6 傳動(dòng)方案 本次設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案如圖1.7所示：輸入軸從右至左依次是輸入軸一檔齒輪，輸入軸倒檔齒輪,輸入軸二檔齒輪,輸入軸三檔齒輪，輸入軸四檔齒輪，輸入軸五檔齒輪。其中輸入軸三檔齒輪、四檔齒輪、五檔齒輪空套在輸入軸上。輸出軸從右至左依次為輸出軸一

36、檔齒輪，輸出軸倒檔齒輪，輸出軸二檔齒輪,輸出軸三檔齒輪，輸出軸四檔齒輪,輸出軸五檔齒輪。其中輸出軸一檔齒輪和二檔齒輪空套在輸出軸上。 圖1.7 變速器尺寸布置圖 尺寸布置圖如圖經(jīng)過(guò)計(jì)算得,一檔傳動(dòng)比為3.2；二檔傳動(dòng)比為2.23；三檔傳動(dòng)比為1.45；四檔傳動(dòng)比為1；五檔傳動(dòng)比為0.75；倒檔傳動(dòng)比為3.2，中心距70mm。 2 變速器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算 2.1 設(shè)計(jì)初始數(shù)據(jù) 最高車速： 172Km/h 最大功率/轉(zhuǎn)速：78KW/6000rpm 最大扭矩/轉(zhuǎn)速： 146Nm/3600rpm 整備質(zhì)量： 1300Kg 車輪：185/

37、60 R14 軸距：2400mm 輪距：1400mm 2.2 變速器各檔傳動(dòng)比的確定 傳動(dòng)比按下式[2]計(jì)算： = 0.377 ……………………………………………………………… （2.1） 式中： —最高車速 —發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速 —車輪半徑 —變速器最小傳動(dòng)比 乘用車取0.75 —主減速器傳動(dòng)比 =9549…………………………………………………………………(2.2) 式中：Pemax —發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 —轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，1.1～1.3，本次設(shè)計(jì)取1.

38、2 代入數(shù)據(jù)，得=6121. 8r/min / =1.7 符合要求 =0.377…………………………………………………………………（2.3） 代入數(shù)據(jù)得，i0 = 4.562 圓柱齒輪主減速器，當(dāng)≤6時(shí)，取=90% 最大傳動(dòng)比的選擇： （1）滿足最大爬坡度。 …………………………………………………………(2.4) 式中：G—作用在汽車上的重力，，—汽車質(zhì)量，—重力加速度，=13000N； —發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，=146N.m； —主減速器傳動(dòng)比，=4.562 —傳動(dòng)系效率，=90%； —車輪半徑，=0.289m； —滾動(dòng)阻力系數(shù)，取=0.0165[1+0.01(-50

39、)]=0.03795； —爬坡度，取=16.7 將數(shù)據(jù)代入上式，得 （2）滿足附著條件： φ …………………………………………………………（2.5） 式中：Φ為附著系數(shù)，取值范圍為0.5~0.6，取0.6 為汽車滿載靜止于水平面，驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，這里取70%mg ； 將數(shù)據(jù)代入上式，得≤3.283 ； 綜合上述，得2.551≤≤3.283 ； 取=3.2 ；在3.0~4.5范圍內(nèi)，故符合。 其他各檔傳動(dòng)比的確定： 按等比級(jí)數(shù)原則，一般汽車各檔傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系[3]：………………………………………………………

40、（2.6） =1.437 所以其他各檔傳動(dòng)比為： =3.2， =2.227，=1.55，=1.079（修正為1） ，=0.75 2.3 中心距A的確定 初選中心距：發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)的乘用車變速器中心距A，可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)排量與變速器中心距A的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)初選，A=70mm 2.4 齒輪參數(shù) 2.4.1 模數(shù) 嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開(kāi)線。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利于換檔。 表2.1 汽車變速器齒輪法向模數(shù) 車型 乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量V

41、/L 貨車的最大總質(zhì)量/t 1.0≤V≤1.6 1.6＜V≤2.5 6.0＜≤14 ＞14.0 模數(shù)/mm 2.25～2.75 2.75～3.00 3.50～4.50 4.50~6.00 表2.2　汽車變速器常用齒輪模數(shù) 一系列 1.00 1.25 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00 二系列 1.75 2.25 2.75 3.25 3.50 3.75 4.50 5.50 —— 發(fā)動(dòng)機(jī)排量為1.6L，根據(jù)表3.1及3.2，齒輪的模數(shù)定為2.25～2.75mm。 2.4.2

42、壓力角 理論上對(duì)于乘用車，為加大重合度降低噪聲應(yīng)取用14.5、15、16、16.5等小些的壓力角；對(duì)商用車，為提高齒輪承載能力應(yīng)選用22.5或25等大些的壓力角。 變速器齒輪普遍采用標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20。 2.4.3 螺旋角 實(shí)驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度也相應(yīng)提高。在齒輪選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。 乘用車兩軸式變速器螺旋角： = 20～25,取 = 20。 2.4.4 齒寬 直齒，為齒寬系數(shù)，取為4.5～8.0，取7.0； 斜齒，取為6.0～8.5。 采用嚙合套或同步器換檔時(shí)，

43、其接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為2～4mm，取4mm。 ……………………………………………………………（2.7） 式中 ----齒輪的接觸應(yīng)力（MPa）； F ----齒面上的法向力（N），； ----圓周力在（N）， ； ----節(jié)點(diǎn)處的壓力角（）； ----齒輪螺旋角（）； E ----齒輪材料的彈性模量（MPa），查資料可取； B ----齒輪接觸的實(shí)際寬度，20mm； ----主、從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處的曲率半徑（mm）； 直齒輪：

44、 斜齒輪： 其中，分別為主從動(dòng)齒輪節(jié)圓半徑（mm）。 將作用在變速器第一軸上的載荷作為計(jì)算載荷時(shí)，變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力見(jiàn)下表： 表2.3 變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力 齒輪 /MPa 滲碳齒輪 液體碳氮共滲齒輪 一檔和倒檔 1900~2000 950~1000 常嚙合齒輪和高檔 1300~1400

45、650~700 取最大接觸應(yīng)力，將數(shù)據(jù)代入公式3.7中得各齒輪齒寬： 一檔齒寬b1 = 24mm 二檔齒寬b2 = 22mm 三檔齒寬b3 = 22mm 四檔齒寬b4 = 20mm 五檔齒寬b5 = 20mm 倒檔齒寬bR = 23mm 2.4.5 齒頂高系數(shù) 在齒輪加工精度提高以后，包括我國(guó)在內(nèi)，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00. 2.5 齒輪的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.5.1計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩為146N.m，齒輪傳動(dòng)效率99%，離合器傳動(dòng)效率98%，軸承傳動(dòng)效率96%。 輸入軸 =

46、= 1460.98 = 143.08N.m 輸出軸 == 143.0896%99% = 135.98N.m 輸出軸一檔 = 135.983.2 = 435.145N.m 輸出軸二檔 = 135.982.227 = 302.827N.m 輸出軸三檔 = 135.981.55 = 210.769N.m 輸出軸四檔 = 135.981.079 = 146.72N.m 輸出軸五檔 = 135.980.75 = 101.985N.m 倒檔 =143.080.960.993.09=420

47、.188N.m 2.5.2各檔齒輪參數(shù)的計(jì)算 一檔齒輪為斜齒輪，法向模數(shù)為mn = 3，初選=20 一檔傳動(dòng)比為……………………………………（2.8） 為了求，的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和，對(duì)斜齒 ……………………………………………（2.9） 式中：A — 中心距 mn — 法向模數(shù) 將數(shù)據(jù)代入上式，得Zh = 43.96取整為44 即 取17， =44-17=27 因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和后，經(jīng)過(guò)取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距。 ……………………………………………………（2.10）

48、將數(shù)據(jù)代入上式，得A0 = 70.23mm 對(duì)一檔齒輪進(jìn)行角度變位： 端面嚙合角 ： tan=tan/cos…………………（2.11） 代入數(shù)據(jù)，得 =21.42 嚙合角 ： cos=…………………………（2.12） =0.932 代入數(shù)據(jù)，得 =21.29 變位系數(shù)之和 …………（2.13） =-0.11 查變位系數(shù)線圖得： ， ， 計(jì)算一檔齒輪9、10參數(shù)： 分度圓直徑 =317/cos20=54.27mm

49、 =327/20=85.71mm 齒頂高 =3.74mm =1.415mm 式中： =（66-66.06）/2.5=-0.024 = -0.11+0.024 = -0.086 齒根高 =2.1mm =4.425mm 齒頂圓直徑 =39.836mm =102.062mm 齒根圓直徑 =28.156mm

50、 =90.914mm 當(dāng)量齒數(shù) =20.49 =32.54 驗(yàn)算中心距 A==69.99mm 二檔齒輪為斜齒輪，模數(shù)為2.75，初選=20 將數(shù)據(jù)代入上式，得Z7 + Z8 = 47.83 取整為48 取整為23,=25 對(duì)二檔齒輪進(jìn)行角度變位： 理論中心距 =70.23mm 端面壓力角 tan=tan/cos 代入數(shù)據(jù)，得

51、 =21.574 端面嚙合角 = 代入數(shù)據(jù)，得 變位系數(shù)之和 = -0.216 查變位系數(shù)線圖得： ，-0.216 ，=0.35 = 二檔齒輪參數(shù)： 分度圓直徑 =67.01mm =73.03mm 齒頂高 =3.029mm =0.9675mm 式中： = -0.22 =-0.0

52、04 齒根高 =2.025mm =4.086mm 齒頂圓直徑 =47.928mm =93.063mm 齒根圓直徑 =37.370mm =82.956mm 當(dāng)量齒數(shù) =27.72 =30.13 驗(yàn)算中心距 A==70.02mm 三檔齒輪為斜齒輪，模數(shù)為2.75，初選=20。 =1.55

53、 將數(shù)據(jù)代入上式，得=47.83, 取整為48 得取整19，=29 對(duì)三檔齒輪進(jìn)行角度變?yōu)椋? 理論中心距 =70.24mm 端面壓力角 tan=tan/cos=0.388 代入數(shù)據(jù)，得 =21.218 端面嚙合角 ==0.9426 代入數(shù)據(jù)，得 變位系數(shù)之和 = -0.31 查變位系數(shù)線圖得： ， =0.19， = -0.50 三檔齒輪5、6參數(shù)： 分度圓直徑 =55.60mm

54、 =84.37mm 齒頂高 =2.642mm =1.089mm 式中： = -0.326 =0.016 齒根高 =2.385mm =3.938mm 齒頂圓直徑 =56.245mm =84.686mm 齒根圓直徑 =46.191mm =74.633mm 當(dāng)量齒數(shù)

55、 =22.90 =34.95 驗(yàn)算中心距 A==69.98mm 四檔齒輪為斜齒輪，初選=20模數(shù)=2.5 =1.079 將數(shù)據(jù)代入上式，得Z3 + Z4 = 51.62，取整為52 取整為25 =27 對(duì)四檔齒輪進(jìn)行角度變位： 理論中心距 =69.87mm 端面壓力角 tan=tan/cos=0.3922 代入數(shù)據(jù)，得 =21.42 端面嚙合角 ==0.946

56、 代入數(shù)據(jù)，得 變位系數(shù)之和 = -0.39 查變位系數(shù)線圖得： ，= -0.03，= -0.36 四檔齒輪3、4參數(shù)： 分度圓直徑 =66.31mm =73.63mm 齒頂高 =2.375mm =1.55mm 式中： =-0.41

57、 =-0.02 齒根高 =3.2mm =4.025mm 齒頂圓直徑 =67.692mm =74.251mm 齒根圓直徑 =56.542mm =63.101mm 當(dāng)量齒數(shù) =30.13 =32.54 驗(yàn)算中心距 A==69.97mm 五檔齒輪為斜齒輪，初選=20模

58、數(shù)=2. 5 =0.75 將數(shù)據(jù)代入上式，得Z1 + Z2 =52.62取整為53 取整為30 ，Z2=23 對(duì)五檔齒輪進(jìn)行角度變位： 理論中心距 =70.50mm 端面壓力角 tan=tan/cos=0.388 =21.218 端面嚙合角 ==0.9426 變位系

59、數(shù)之和 = -0.31 查變位系數(shù)線圖得： ，= 0.19，= -0.50 五檔齒輪1、2參數(shù)： 分度圓直徑 =79.01mm =61.09mm 齒頂高 =2.642mm =1.089mm 式中： =-0.326 =-0.086 齒根高

60、=2.385mm =3.938mm 齒頂圓直徑 =80.512mm =60.419mm 齒根圓直徑 =70.458mm =50.365mm 當(dāng)量齒數(shù) =36.15 =27.72 驗(yàn)算中心距 A==70.05mm 確定倒檔齒輪齒數(shù) 倒檔齒輪選用的模數(shù)與一檔相同，倒檔齒輪的齒數(shù)一般在21～23之間，初選后，可計(jì)算出

61、輸入軸與倒檔軸的中心距。初選=21，=11，則： =48mm 為保證倒檔齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪12和13的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，則齒輪13的齒頂圓直徑應(yīng)為 =270－3(11+2)－1 =100mm =31.33 為了保證齒輪12和13的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，取=34 計(jì)算倒檔軸和輸出軸的中心距 =81mm 計(jì)算倒檔傳動(dòng)比 =3.09 3 齒輪材料選擇與強(qiáng)度計(jì)算 3.1 齒輪的材料選擇 (1) 滿足工作條件的要求 對(duì)于一般動(dòng)力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨

62、性，而且齒面硬，齒芯軟。 (2) 合理選擇材料配對(duì) 為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采用不同鋼號(hào)材料,對(duì)硬度≤350HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在30～50HBS左右。 (3) 考慮加工工藝及熱處理工藝 汽車變速器一般采用齒輪滲碳硬化熱處理。表面硬度58～63HRC；心部硬度33～48HRC[12]。 對(duì)于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，12Cr3A等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材料晶面粒。 本次設(shè)計(jì)采用齒輪滲碳硬化熱處理。 3.2 輪齒彎

63、曲強(qiáng)度計(jì)算 斜齒輪彎曲應(yīng)力 …………………………………………………（3.1） 式中：—計(jì)算載荷，Nmm； —法向模數(shù)，mm； —齒數(shù)； —斜齒輪螺旋角，； —應(yīng)力集中系數(shù)，=1.65； —齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖3.1中查得； —齒寬系數(shù) —重合度影響系數(shù)，=2.0。 當(dāng)計(jì)算載荷取作用到變速器第一軸上的最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，對(duì)乘用車常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應(yīng)力在180～350MPa范圍。 圖3.1 齒形系數(shù)圖 （1）計(jì)算一檔齒輪9，10的彎曲應(yīng)力 ， =17，=27，=0.128，=0

64、.142，=435.145N.m，=143.08N.m， =185.37MPa<180～350MPa =264.62MPa<180～350MPa （2）計(jì)算二檔齒輪7，8的彎曲應(yīng)力 =23，=25，=0.137，=0.14，=302.827N.m，=143.08N.m， =294.47MPa<180～350MPa =345.728MPa<180～350MPa （3）計(jì)算三檔齒輪5，6的彎曲應(yīng)力 =19，=29，=0.132，=0.145，=210.769N.m，=143.08N.m =261.042MPa<180～350MPa =283.588MPa

65、<180～350MPa （4）計(jì)算四檔齒輪3，4的彎曲應(yīng)力 =25，=27，=0.14，=0.142，=146.72N.m，=143.08N.m =187.791MPa<180～350MPa =185.136MPa<180～350MPa （5）計(jì)算五檔齒輪1，2的彎曲應(yīng)力 =30，=23，=0.146，=0.137，=101.985N.m ，=143.08N.m =182.301MPa<180～350MPa =217.892MPa<180～350MPa （6）計(jì)算倒檔齒輪11，12，13的彎曲應(yīng)力 ，， =21，=11，=34，=0.141，=0.

66、145，=0.162，=420.188N.m，=135.98N.m =219.114MPa<180～350MPa =235.948MPa<180～350MPa =212.219MPa<180～350MPa 以上齒輪參數(shù)匯總于表3.2 4 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算及軸承的選擇與校核 4.1 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1.1 軸的工藝要求 倒檔軸為壓入殼體孔中并固定不動(dòng)的光軸。變速器第二軸視結(jié)構(gòu)不同，可采用滲碳、高頻、氰化等熱處理方法。對(duì)于只有滑動(dòng)齒輪工作的第二軸可以采用氰化處理，但對(duì)于有常嚙合齒輪工作的第二軸應(yīng)采用滲碳或高頻處理。第二軸上的軸頸常用做滾針的滾道，要求有相當(dāng)高的硬度和表面光潔度，硬度應(yīng)在58～63HRC，表面光潔度不低于▽8。 對(duì)于做為軸向推力支承或齒輪壓緊端面的軸的端面，光潔度不應(yīng)低于▽7，并規(guī)定其端面擺差。一根軸上的直徑應(yīng)可控制其同軸度。 對(duì)于采用高頻或滲碳鋼的軸，螺紋部分不應(yīng)淬硬，以免產(chǎn)生裂紋。 對(duì)于階梯軸來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量保證工藝