機(jī)械式變速器設(shè)計(jì).ppt
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第三章,機(jī)械式變速器設(shè)計(jì),第三章機(jī)械式變速器設(shè)計(jì),本章主要學(xué)習(xí)（1）變速器的基本設(shè)計(jì)要求；（2）各種形式變速器的特點(diǎn)；（3）變速器主要參數(shù)的選擇；（4）齒輪變位系數(shù)的選擇原則；（5）各擋齒輪齒數(shù)的分配；（6）變速器操縱機(jī)構(gòu)。,第三章機(jī)械式變速器設(shè)計(jì),第一節(jié)概述第二節(jié)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案第三節(jié)變速器主要參數(shù)的選擇第四節(jié)變速器的設(shè)計(jì)和計(jì)算第五節(jié)同步器設(shè)計(jì)第六節(jié)變速器操縱機(jī)構(gòu)第七節(jié)變速器結(jié)構(gòu)元件,第一節(jié)概述,復(fù)習(xí)：變速器的結(jié)構(gòu)？功用？《汽車(chē)構(gòu)造》,變速器功用：（1）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)在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；（2）在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變情況下，使汽車(chē)能倒退行駛；（3）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。組成：變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，需要時(shí)，還可以加裝動(dòng)力輸出器。,變速器的基本設(shè)計(jì)要求：1）保證汽車(chē)有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。2）設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸。3）設(shè)置倒擋，使汽車(chē)能倒退行駛。4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。5）換擋迅速、省力、方便。6）工作可靠。變速器不得有跳擋、亂擋及換擋沖擊等現(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。除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。,變速器的分類(lèi),根據(jù)前進(jìn)擋數(shù),,三擋變速器四擋變速器五擋變速器多擋變速器,根據(jù)軸的形式,,固定軸式旋轉(zhuǎn)軸式,固定軸式,兩軸式變速器中間軸式變速器雙中間軸式變速器多中間軸式變速器,,固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機(jī)械式變速器。,第二節(jié)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案,1、兩軸式變速器的特點(diǎn),兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、布置方便、中間擋位傳動(dòng)效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋，一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很大。,兩軸式變速器多用于前置前驅(qū)、后置后驅(qū)型式汽車(chē)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,（1）輸出軸與主減速主動(dòng)齒輪成一體；（2）除倒擋外，其它擋均用常嚙合齒輪傳動(dòng)；（3）同步器多數(shù)裝在輸出軸上；（4）各前進(jìn)擋均經(jīng)過(guò)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力；（5）只有兩個(gè)軸。,兩軸五檔變速器組成與傳動(dòng)簡(jiǎn)圖1-輸入軸2-接合套3-里程表齒輪4-同步環(huán)5-半軸6-主減速器被動(dòng)齒輪7-差速器殼8-半軸齒輪9-行星齒輪10、十字軸11-輸出軸12-主減速器主動(dòng)齒輪13-花鍵轂與傳統(tǒng)的三軸變速器相比，由于省去了中間軸，所以一般檔位傳動(dòng)效率要高一些；但是任何一檔的傳動(dòng)效率又都不如三軸變速器直接檔的傳動(dòng)效率高。,兩軸式變速器基本結(jié)構(gòu),動(dòng)力傳遞路線,一檔,,,,,2.中間軸式變速器多用于前置后驅(qū)的型式汽車(chē)。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，可以布置直接擋；（2）除直接擋外其他各擋均經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故在中心距不大的情況下，可以提高傳動(dòng)比；,(3)一擋有較大的傳動(dòng)比；(4)擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪（一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；(5)除一擋以外，其他擋位采用同步器或嚙合套換擋；(6)除直接擋以外，其他擋位工作時(shí)的傳動(dòng)效率略低。,三軸五檔變速器傳動(dòng)簡(jiǎn)圖（參圖15—1、15—12）。1-輸入軸2-軸承3-接合齒圈4-同步環(huán)5-輸出軸6-中間軸7-接合套8-中間軸常嚙合齒輪此變速器有五個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機(jī)構(gòu)等幾部分組成。輸入軸與輸出軸平行共線。,輸入軸輸出軸,倒檔軸,中間軸,三軸五檔變速器剖視圖,輸入軸,輸出軸,倒檔軸,換檔桿軸（操縱機(jī)構(gòu)）,中間軸,圖3-2中的中間軸式四擋變速器傳動(dòng)方案示例的區(qū)別為圖3-2a、b所示方案有四對(duì)常嚙合齒輪，倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換擋，圖3-2c所示傳動(dòng)方案的二、三、四擋用常嚙合齒輪傳動(dòng)，而一、倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換擋。,圖3-2中間軸式四擋變速器傳動(dòng)方案,凡采有常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。,各種中間軸式變速器區(qū)別：（1）常嚙合齒輪對(duì)數(shù)不同；（2）換擋方式不同；（3）倒擋傳動(dòng)方案不同。,中間軸式變速器的特點(diǎn),圖3-4為中間軸式六擋變速器傳動(dòng)方案。圖3-4a所示方案中的一擋、倒擋和圖3-4b所示方案中的倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換擋，其余各擋均勻常嚙合齒輪。常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。,圖3-4中間軸式六擋變速器傳動(dòng)方案,兩軸式與中間軸式的比較：,二、零、部件結(jié)構(gòu)方案分析,1．齒輪形式齒輪形式：直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪兩者相比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)、時(shí)噪聲低的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。,,（一）齒輪形式的選擇,2．換擋機(jī)構(gòu)形式變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器換擋三種形式。采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過(guò)早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一擋、倒擋外已很少使用。,直齒滑動(dòng)齒輪缺點(diǎn)：換擋時(shí)齒輪端面有沖擊噪聲，使駕駛員緊張，舒適性降低優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,常嚙合齒輪可用移動(dòng)嚙合套換擋。因承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，嚙合套不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能消除換擋沖擊。目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車(chē)變速器上應(yīng)用。,使用同步器能保證換擋迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲，得到廣泛應(yīng)用。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大。,利用同步器或嚙合套換擋，其換擋行程要比滑動(dòng)齒輪換擋行程小。,3、防止自動(dòng)脫擋的結(jié)構(gòu)措施：（1）嚙合套做的長(zhǎng)些（2）前齒圈齒厚切?。?）將接合齒工作面加工成斜面,2,3,4．變速器軸承,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。第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)，可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸承，按直徑系列一般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。,滾針軸承、滑動(dòng)軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。圓錐滾子軸承因有直徑較小、寬度較寬因而容量大、可承受高負(fù)荷和通過(guò)軸承預(yù)緊能消除軸向間隙及軸向跳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，故在一些變速器上得到廣泛應(yīng)用。但也有需要調(diào)整預(yù)緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。,5、其它問(wèn)題1.擋位布置：考慮到徑向力對(duì)軸的影響，1擋布置在靠近殼體的位置；2.變速器孔口：開(kāi)在上方，側(cè)面3.加油孔：考慮油量確定油孔位置4.變速器殼體易設(shè)計(jì)制造，裝拆和調(diào)整方便,第二節(jié)結(jié)束,第三節(jié)變速器主要參數(shù)的選擇,一、擋數(shù)增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換擋頻率也增高。在最低擋傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的擋數(shù)會(huì)使變速器相鄰的低擋與高擋之間的傳動(dòng)比比值減小，使換擋工作容易進(jìn)行。,擋數(shù)選擇的要求：相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下。高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的比值小。目前，乘用車(chē)一般用4～5個(gè)擋位變速器，商用車(chē)變速器采用4～5個(gè)擋或多擋，多擋變速器多用于重型貨車(chē)和越野汽車(chē)。,二、傳動(dòng)比范圍,變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車(chē)的最高車(chē)速和使用條件等因素有關(guān)。目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在3～4之間，輕型貨車(chē)在5～6之間，其它貨車(chē)則更大。,最高擋通常是直接擋，傳動(dòng)比為1.0；有的變速器最高檔位超速擋，傳動(dòng)比為0.7~0.8。影響最低檔傳動(dòng)比選取的因素有：發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩、要求的最大爬坡能力、主減速器的減速比、要求的最低穩(wěn)定車(chē)速。,三、中心距A,對(duì)中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離稱(chēng)為變速器中心距A。變速器中心距是一個(gè)基本參數(shù)，對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小、輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。,初選中心距A時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,式中，KA為中心距系數(shù)，乘用車(chē)：KA=8.9～9.3，商用車(chē)：KA=8.6～9.6，多擋變速器：KA=9.5～11.0。乘用車(chē)變速器的中心距在65～80mm范圍內(nèi)變化，而商用車(chē)的變速器中心距在80～170mm范圍內(nèi)變化。,中心距系數(shù)KA,四、外形尺寸變速器橫向尺寸，可根據(jù)齒輪直徑及換擋機(jī)構(gòu)初步確定；乘用車(chē)四擋變速器殼體的軸向尺寸為（3.0～3.4）A。商用車(chē)變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用：四擋（2.2～2.7）A五擋（2.7～3.0）A六擋（3.2～3.5）A當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，應(yīng)取給出范圍的上限。,變速器前端面到后端面的距離L，對(duì)傳動(dòng)軸的夾角、傳動(dòng)軸的長(zhǎng)度、質(zhì)量有影響，與擋數(shù)、換擋方式有關(guān)系，同步器長(zhǎng)則軸向尺寸長(zhǎng)。,五、軸的直徑中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑d≈0.45A，軸的最大直徑d和支承間距離L的比值，對(duì)中間軸，d/L≈0.16～0.18，對(duì)第二軸，d/L≈0.18～0.21。第一軸花鍵直徑d（mm）可按下式初選式中：K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0～4.6；Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）。,,六、齒輪參數(shù),1．模數(shù)的選取齒輪模數(shù)選取的一般原則：1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；2）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；4）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。對(duì)于轎車(chē)，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些；對(duì)于貨車(chē)，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。,變速器齒輪模數(shù)范圍大致如下：微型、普通級(jí)轎車(chē)中級(jí)轎車(chē)中型貨車(chē)重型貨車(chē)2.25～2.752.75～3.003.5～4.54.5～6.0,所選模數(shù)值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。,2．壓力角α壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于轎車(chē)，為了降低噪聲，應(yīng)選用14.5、15、16、16.5等小些的壓力角。對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用22.5或25等大些的壓力角。國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20，所以普遍采用的壓力角為20。嚙合套或同步器的壓力角有20、25、30等，普遍采用30壓力角。,3．螺旋角β齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。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。試驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于30時(shí)，其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低擋齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過(guò)大的螺旋角；而從提高高擋齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。,斜齒輪螺旋角選用范圍：轎車(chē)變速器：兩軸式為20～25中間軸式為22～34貨車(chē)變速器：18～26,斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡。根據(jù)圖3-7可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，須滿足下述條件：Fa1=Fn1tanβ1Fa2=Fn2tanβ2由于T=Fn1r1=Fn2r2，為使兩軸向力平衡，必須滿足,圖3-7中間軸軸向力的平衡,式中，F(xiàn)a1、Fa2為作用在中間軸承齒輪1、2上的軸向力；Fn1、Fn2為作用在中間軸上齒輪1、2上的圓周力；r1、r2為齒輪1、2的節(jié)圓半徑；T為中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。,齒寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等均有影響。選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量。但齒寬減少使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)被削弱，齒輪的工作應(yīng)力增加。選用較大的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方向磨損不均勻。,4．齒寬b,通常根據(jù)齒輪模數(shù)m（mn）的大小來(lái)選定齒寬b：直齒：b=Kcm，Kc為齒寬系數(shù)，取為4.5～8.0斜齒：b=Kcmn，Kc取為6.0～8.5嚙合套或同步器接合齒的工作寬度初選時(shí)可取為（2～4）mm。第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)Kc可取大些，使接觸線長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。,5．齒輪變位系數(shù)的選擇原則,采用變位齒輪的原因：1）配湊中心距；2）提高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命；3）降低齒輪的嚙合噪聲。變位齒輪主要有兩類(lèi)：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)之和等于零。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度接近的程度。角度變位系數(shù)之和不等于零。角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)，故采用得較多。,,變位系數(shù)的選擇原則：1）對(duì)于高擋齒輪，應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。2）對(duì)于低擋齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來(lái)選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。3）總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強(qiáng)度越低。但易于吸收沖擊振動(dòng)，噪聲要小一些。為了降低噪聲，對(duì)于變速器中除去一、二擋以外的其它各擋齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù)值。一般情況下，隨著擋位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐擋增大。一、二擋和倒擋齒輪，應(yīng)該選用較大的值。,齒輪變位系數(shù)的選擇高擋：以降低噪聲為目的，總變位系數(shù)選取較小值低擋：以提高輪齒強(qiáng)度為目的，選較大值,在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。下面以圖3-8所示四擋變速器為例，說(shuō)明分配齒數(shù)的方法。,七、各擋齒輪齒數(shù)的分配,圖3-8四擋變速器傳動(dòng)方案,1．確定一擋齒輪的齒數(shù)一擋傳動(dòng)比如果z7和z8的齒數(shù)確定了，則z2與z1的傳動(dòng)比可求出。為了求z7、z8的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和zh（3-1）計(jì)算后取zh為整數(shù)，然后進(jìn)行大、小齒輪齒數(shù)的分配。,,（3-2）,乘用車(chē)中間軸式變速器一擋傳動(dòng)比i=3.5-3.8時(shí)，中間軸上一擋齒輪齒數(shù)z8可在15～17之間選取；貨車(chē)z8可在12～17之間選取。一擋大齒輪齒數(shù)用z7=zh-z8計(jì)算求得。,因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和zh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zh和齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距A，再以修正后的中心距A作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。,2．對(duì)中心距A進(jìn)行修正,3．確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)由式（3-1）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比（3-3）常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一擋齒輪的中心距相等，即（3-4）解方程式（3-3）和式（3-4）求z1與z2，求出的z1、z2都應(yīng)取整數(shù)；然后核算一擋傳動(dòng)比與原傳動(dòng)比相差多少，如相差較大，只要調(diào)整一下齒數(shù)即可；最后根據(jù)所確定的齒數(shù)，按式（3-4）算出精確的螺旋角值。,,,4．確定其它各擋的齒數(shù),若二擋齒輪是直齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同時(shí)，則得（3-5）解兩方程式求出z5、z6。用取整數(shù)后的z5、z6計(jì)算中心距，若與中心距A有偏差，通過(guò)齒輪變位來(lái)調(diào)整。,,,,,,,二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角與常嚙合輪的不同時(shí)，由式（3-5）得,（3-6）,（3-7）（3-8）,,此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿足下列關(guān)系式,（3-9）,聯(lián)解上述三個(gè)方程式，可求出z5、z6和三個(gè)參數(shù)。但解此方程組比較麻煩，可采用比較方便的試湊法。其它各擋齒輪的齒數(shù)用同一方法確定。,5．確定倒擋齒輪齒數(shù),圖3-8所示的倒擋齒輪z10的齒數(shù)，一般在21～23之間，初選z10后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距A’為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪8和9的齒頂圓之間應(yīng)保持0.5mm以上的間隙，則齒輪9的齒頂圓直徑De9應(yīng)為,,,,根據(jù)求得的De9，再選擇適當(dāng)?shù)凝X數(shù)及采用變位齒輪，使齒頂圓De9符合式（3-10）。最后計(jì)算倒擋軸與第二軸的中心距。,6、齒輪其它尺寸D1=(1.25~1.4)d2C=(1.2~1.4)d2δ=(4~6)m,65,,第四節(jié)變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算,一、齒輪的損壞形式輪齒折斷原因：大載荷沖擊、反復(fù)承載疲勞破壞齒面疲勞剝落（點(diǎn)蝕）原因：齒面擠壓磨損，表面出現(xiàn)塊狀剝落移動(dòng)換擋齒輪端部破壞原因：換擋時(shí)存在角速度差，端部承受沖擊,66,二、軸剛度、強(qiáng)度計(jì)算,計(jì)算軸上的支反力，必須從輸出軸開(kāi)始計(jì)算各擋位都應(yīng)進(jìn)行驗(yàn)算作用于第一軸上的轉(zhuǎn)矩為T(mén)emax1.強(qiáng)度計(jì)算,,2.剛度計(jì)算要求：全撓度,68,,fc≤0.05~0.10mmfs≤0.10~0.15mm常嚙合齒輪（靠近殼體處）可不計(jì)算，應(yīng)盡量增大d降低f和δ,一、無(wú)同步器時(shí)變速器的換檔過(guò)程變速器在換檔過(guò)程中，必須使所選檔位的一對(duì)待嚙合齒輪輪齒的圓周速度相等（同步），才能使之平順地進(jìn)入嚙合而掛上檔。理論分析和實(shí)際操作表明：欲使一般變速器換檔時(shí)不產(chǎn)生輪齒或花鍵齒間的沖擊，需要進(jìn)行較復(fù)雜的操作，并應(yīng)在短時(shí)間內(nèi)迅速而準(zhǔn)確地完成。這對(duì)于即使是技術(shù)很熟練的駕駛員，也容易造成疲勞。同步器既保證掛檔平順，又使換檔操作簡(jiǎn)化，減輕駕駛員勞動(dòng)強(qiáng)度。二、同步器的構(gòu)造及工作原理同步器是在結(jié)合套換檔機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，基本部分是結(jié)合套、花鍵轂、對(duì)應(yīng)齒輪上的結(jié)合齒圈，同時(shí)還增設(shè)了使結(jié)合套與對(duì)應(yīng)結(jié)合齒圈的圓周速度迅速達(dá)到一致（同步）的機(jī)構(gòu)，以及阻止兩者在未達(dá)到同步前的結(jié)合裝置。,第5節(jié)同步器設(shè)計(jì),同步器有常壓式、慣性式和慣性增力式等三種。這里僅介紹目前廣泛采用的慣性式同步器。慣性式同步器是依靠摩擦作用實(shí)現(xiàn)同步的，在其上面設(shè)有專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)保證接合套與待接合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，從而避免了齒間沖擊。慣性同步器按結(jié)構(gòu)又分為鎖環(huán)式和鎖銷(xiāo)式兩種。,鎖環(huán)式同步器組成與工作原理,花鍵轂7與軸上的外花鍵連接，用墊片和卡環(huán)作軸向定位,花鍵轂,在花鍵轂兩端與齒輪1和4之間，各有一個(gè)青銅制成的鎖環(huán)（同步環(huán)）9和5,同步環(huán),同步環(huán),鎖環(huán)上有短花鍵齒圈，花鍵齒的斷面輪廓尺寸與齒輪1，4及花鍵轂7上的外花鍵齒均相同,在兩個(gè)鎖環(huán)上，花鍵齒對(duì)著接合套8的一端都有倒角（鎖止角），且與接合套齒端的倒角相同,結(jié)合套,鎖環(huán)具有與齒輪1和4上的摩擦面錐度相同的內(nèi)錐面，內(nèi)錐面上制出細(xì)牙的螺旋槽，以便兩錐面接觸后破壞油膜，增加錐面間的摩擦。,滑塊、槽,三個(gè)滑塊2分別嵌合在花鍵轂的三個(gè)軸向槽11內(nèi)，并可沿槽軸向滑動(dòng)。,在兩個(gè)彈簧圈6的作用下，滑塊壓向接合套，使滑塊中部的凸起部分正好嵌在接合套中部的凹槽10中，起到空檔定位作用?；瑝K2的兩端伸入鎖環(huán)9和5的三個(gè)缺口12中。,只有當(dāng)滑塊位于缺口12的中央時(shí)，接合套與鎖環(huán)的齒方可能接合。,同步器換擋過(guò)程小結(jié)：結(jié)合套“1套3”：7、12、4,同步器組成分析：三維結(jié)構(gòu)圖,同步環(huán),同步環(huán),結(jié)合套8,花鍵轂,軸上外花鍵（與花鍵轂內(nèi)花鍵結(jié)合）,滾針軸承,同步環(huán)外緣短花鍵齒圈5,待接合的花鍵齒圈1,空轉(zhuǎn)齒輪2,同步器工作過(guò)程小結(jié),用結(jié)合套8內(nèi)花鍵套住外花鍵1、5，實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)齒輪2與軸的周向固定,三、主要參數(shù)的確定,1、摩擦因數(shù)的確定2、同步環(huán)主要尺寸的確定（1）同步換上的細(xì)牙螺紋槽；（2）錐面半錐角；（3）摩察錐面平均半徑R，錐面工作長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)允許的情況下，R盡量取大一些；(4)錐面工作長(zhǎng)度b;(5)同步環(huán)徑向厚度。,3、鎖止角β,β＝26～42,4、同步時(shí)間t,,F↑，t↓,5、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的計(jì)算,,為使ωr＝ωc需要的摩擦力矩Mm為：,四、同步器的計(jì)算,,錐面上的摩擦力矩：,設(shè)變速桿手柄上的法向力Fs，手柄到嚙合套的傳動(dòng)比igs，則同步器齒套上的力：,,F1＞F2,要保證鎖止和滑動(dòng)齒套不可能繼續(xù)移動(dòng)，必須滿足條件：,α越小則Mm越大，tgα下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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