比亞迪F3R手動(dòng)變速器設(shè)計(jì)【全套CAD圖紙和畢業(yè)答辯論文】

買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì) 比亞迪 型變速器設(shè)計(jì) 系部名稱 ： 汽車工程系 專業(yè)班級(jí) ： 車輛工程 學(xué)生姓名 ： 趙磊 指導(dǎo)教師 ： 趙國(guó)遷 職 稱 ： 高級(jí)實(shí)驗(yàn)師 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 二一一年六月買文檔就送 紙全套 Q 號(hào)交流 414951605 最新最全機(jī)械畢業(yè)資料 答辯優(yōu)秀 s on 3R 011龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 本文設(shè)計(jì)研究了三軸式五擋手動(dòng)變速器。首先，對(duì)于變速器的工作原理做了闡述，從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)到倒檔布置方 案都一一做了詳細(xì)的說明，完成了換擋機(jī)構(gòu)形式和軸承的選擇等，特別值得一提的是在倒檔的選擇和布置上。因?yàn)樽兯傧湓诘蜋n工作時(shí)作用有較大的力，所以一般變速箱的低檔都布置靠近軸的后支承處。 緊接著對(duì)變速器的各擋齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，包括了檔數(shù)、傳動(dòng)比、中心距以及各檔齒輪的齒數(shù)，并且進(jìn)行了強(qiáng)度校核，緊接著對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型，其中包括同步器、操縱機(jī)構(gòu)、固定件以及密封件等等。 最后進(jìn)行的是齒輪、軸以及軸承的校核，其中齒輪校核包括彎曲強(qiáng)度和接觸應(yīng)力，軸校核包括強(qiáng)度和剛度的計(jì)算，軸承校核的則是其壽命計(jì)算，并 講述了變速 器中各部件材料的選擇。 關(guān)鍵字： 變速器；設(shè)計(jì)；齒輪；軸；校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) of a of in to a of of so is is of on of in a it is at of a of of by a of so of is of . 龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 . I . 1 章 緒 論 . 1 題的背景 . 1 計(jì)目的及意義 . 2 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 2 內(nèi)研究現(xiàn)狀 . 2 外研究現(xiàn)狀 . 3 計(jì)主要內(nèi)容 . 3 第 2 章 變速器總體方案設(shè)計(jì) . 5 計(jì)初始數(shù)據(jù) . 5 速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 . 5 動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 . 6 軸式變速器和中間軸式變速器的特點(diǎn)分析 . 6 擋布置方案 . 6 他問題 . 7 檔齒輪位置安排 . 7 速器齒輪形式與自動(dòng)脫檔分析 . 8 輪形式 . 8 速器自動(dòng)脫檔分析 . 9 擋機(jī)構(gòu)形式 . 9 章小結(jié) . 10 第 3 章 變速器主要參數(shù)設(shè) 計(jì) . 12 數(shù)的選擇和確定 . 12 檔傳動(dòng)比的確定 . 12 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 減速器傳動(dòng)比 . 12 低檔傳動(dòng)比計(jì)算 . 13 檔傳動(dòng)比 . 14 選中心距 . 14 速器的外形尺寸 . 15 輪參數(shù)計(jì)算 . 15 數(shù)的選取 . 15 形、 壓力角 及螺旋角的確定 . 15 擋齒輪齒數(shù)的分配 . 17 定一擋齒輪的齒數(shù) . 17 中心距進(jìn)行修正 . 18 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副齒數(shù)及變位系數(shù) . 18 定其他各擋的齒數(shù)及變位系數(shù) . 18 定倒擋齒輪齒數(shù) 及變位系數(shù) . 20 章小結(jié) . 21 第 4 章 變速器的校核 . 22 輪的損壞形式 . 22 輪強(qiáng)度計(jì)算 . 22 齒的彎曲應(yīng)力 . 23 齒的接觸應(yīng)力 . 24 檔齒輪的強(qiáng)度校核 . 25 的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì) . 32 的強(qiáng)度驗(yàn)算 . 33 的剛度的計(jì)算 . 33 的強(qiáng)度的計(jì)算 . 37 承壽命計(jì)算 . 40 章小結(jié) . 43 第 5 章 同步器的選擇 . 44 銷式同步器 . 44 環(huán)式同步器 . 45 章小結(jié) . 46 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 章 變速器操縱機(jī)構(gòu)的選擇 . 47 接操縱手動(dòng)換擋變速器 . 47 速操縱桿的布置 . 47 檔鎖裝置 . 47 章小結(jié) . 49 結(jié) 論 . 50 參考文獻(xiàn) . 51 致 謝 . 52 附 錄 . 53 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒 論 題的背景 21 世紀(jì)，汽車工業(yè)成為各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車企業(yè)對(duì)各系統(tǒng)部件的設(shè)計(jì)需求旺盛。其實(shí)，汽車與人一樣，也是有著整套健康系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合體。發(fā)動(dòng)機(jī)是心臟，車輪、底盤與懸掛是軀干與四肢，然而連接它們的，是類似于人體經(jīng)脈的變速器系統(tǒng)。如果汽車喪失了變速器這個(gè)中心環(huán)節(jié)，心臟、四肢與軀干再好，汽車只能如同植物人般成為廢鐵一堆！可以說，變速器是伴隨著汽車工業(yè)出現(xiàn)的必然產(chǎn)物，是汽車上的必需品。在完成了最基本的傳動(dòng)功能之外，我們對(duì)變速器的要求也是越來越高，這是變速箱演變過程的首要催產(chǎn)素。由此可見，對(duì)汽車的變速器進(jìn)行研究具有 十分重要的意義。 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)汽車的性能要求越來越高，汽車的性能、使用壽命、能源消耗、振動(dòng)噪聲等很大程度取決于變速器的性能，因此必須重視對(duì)變速器的設(shè)計(jì)。它的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 變速器的結(jié)構(gòu) 除了對(duì) 汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性 有影響同時(shí)對(duì)汽車 操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動(dòng)機(jī)的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性；采用自鎖及互鎖裝置，倒 檔 安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不 產(chǎn)生 跳 檔 、亂 檔 、自動(dòng)脫 檔 和誤掛倒 檔 ；采用同步器可使換 檔 輕便 ，無沖擊及噪聲；采用 斜齒輪 、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲低 。眾多汽車工程師在改進(jìn)汽車變速器性能的研究中傾注了大量心血，使變速器技術(shù)得到飛速的發(fā)展。 目前許多變速器生產(chǎn)企業(yè)正在研發(fā) 一些 能大幅提高離合器、同步器壽命和行車安全性，且保留了傳統(tǒng)有級(jí)機(jī)械變速器傳動(dòng)效率高、體積小、機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠 、 易于制造、成本低、燃油消耗少和維護(hù)與使用費(fèi)用低 、 多檔位、大速比變化范圍改善了汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和換檔平順性的變速器 ?，F(xiàn)在汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)是向著可調(diào)自動(dòng)變速箱或無級(jí)變速器方向發(fā)展。手動(dòng)變速器即 動(dòng)變速器包括傳統(tǒng) 果按變速結(jié)構(gòu)可分為三類：圓柱齒輪、行星齒輪及錐盤。圓柱齒輪類包括 星齒輪類包括傳統(tǒng) 使用了多片濕式離合器替代液力變矩器的 盤類包括金屬鋼帶 半環(huán)面錐輪無級(jí)變速器等?？刂萍夹g(shù)和電子信息技術(shù)的高速發(fā)展，使得自動(dòng)變速器得到快速發(fā)展，手動(dòng)變速器向自動(dòng)變速器發(fā)展的趨勢(shì)越發(fā)明顯。新技術(shù)的發(fā)展一方面仍在不斷改善現(xiàn)有變速器的性能。我所要設(shè)計(jì)的是手黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 動(dòng)變速器也就是 優(yōu)勢(shì)是傳動(dòng)效率高及成本低，但換檔復(fù)雜。 動(dòng)效率也高。且具備自動(dòng) 換檔功能，但換檔沖擊性有待解決。 計(jì) 目的及意義 汽車變速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的平順性、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。這就對(duì)變速器設(shè)計(jì)人員提出較高的要求。我們除了要對(duì)汽車變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的布置外，還運(yùn)用了材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)，對(duì)變速器的重要零件軸和齒輪進(jìn)行受力分析，強(qiáng)度、剛度的校核，以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法，同時(shí)也為變速器選擇合理的同步器和操縱機(jī)構(gòu)。 本設(shè)計(jì)研究基本內(nèi)容是比亞迪 機(jī)械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與原理，弄 清楚同步器、齒輪、軸等零部件之間的配合關(guān)系。選擇標(biāo)準(zhǔn)齒輪模數(shù)在總當(dāng)數(shù)和一檔傳動(dòng)比確定后，合理分配各檔位的速比，接著計(jì)算出齒輪參數(shù)和中心距，并對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，確定齒輪的結(jié)構(gòu)與尺寸，繪制出所有齒輪的零件圖，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步計(jì)算出所有軸的基本尺寸，對(duì)每個(gè)檔位下對(duì)軸的剛度和強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算，確定出軸的結(jié)構(gòu)與尺寸，繪制出各個(gè)軸的結(jié)構(gòu)與尺寸，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善，最終完成變速器的零件圖和裝備圖的繪制。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件繪制變速器的各零件的零件圖，并完成變速器的總裝配圖。在此次設(shè)計(jì)中對(duì)變速器作了總體設(shè) 計(jì)，對(duì)變速器的傳動(dòng)方案進(jìn)行了選擇，變速器的齒輪和軸做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，對(duì)同步器和一些標(biāo)準(zhǔn)件做了選型設(shè)計(jì)。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 內(nèi)研究現(xiàn)狀 改革開放 30 年來，我國(guó)汽車變速器行業(yè)隨著整車行業(yè)的快速發(fā)展而不斷發(fā)展壯大，形成了一批頗具規(guī)模的變速器企業(yè)。大多數(shù)本土變速器企業(yè)在引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)方面取得了突出成績(jī)，并不斷堅(jiān)持自主創(chuàng)新，在手動(dòng)變速器領(lǐng)域 ,，尤其是在重型車用和微型車用手動(dòng)變速器上，涌現(xiàn)了大量自主創(chuàng)新的產(chǎn)品。另外，一些跨國(guó)公司獨(dú)資或合資的變速器企業(yè)開始陸續(xù)在中國(guó)設(shè)廠，為滿足持續(xù) 高速增長(zhǎng)的中國(guó)汽車市場(chǎng)需求作出了非常大的貢獻(xiàn)。 隨著中共十七屆五中全會(huì)召開，中國(guó)政府起草并通過了國(guó)家“十二五”規(guī)劃，規(guī)劃中明確提出，中國(guó)迫切需要完成從汽車大國(guó)到汽車強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。 中國(guó)要成為汽車強(qiáng)國(guó)，首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分 動(dòng)力總成，仍是國(guó)內(nèi)一直沒有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。 目前，在中國(guó)乘用車手動(dòng)變速器市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)品牌已占主導(dǎo)地位，隨著中國(guó)乘用車市黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 場(chǎng)的快速發(fā)展，對(duì)變速器的要求無論從數(shù)量上還是從技術(shù)水平上均不斷提高，但技術(shù)落后嚴(yán)重阻礙著國(guó)產(chǎn)品牌變速器企業(yè)的發(fā)展。雖然現(xiàn)在越來越多的 人在買車的時(shí)候選擇了自動(dòng)變速器，但是在中國(guó)，手動(dòng)變速器仍然是車用變速器的主流。具體有兩個(gè)原因：首先，目前國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)基本掌握對(duì)手動(dòng)變速器的開發(fā)，所以在一定程度上加大了手動(dòng)變速器的價(jià)格優(yōu)勢(shì)；另外，絕大多數(shù)中國(guó)駕駛者在學(xué)車時(shí)就用的是手動(dòng)車，他們更加享受手動(dòng)車帶來的駕駛樂趣 2006 年中國(guó)手動(dòng)檔乘用車共銷售 輛，較 2005 年增長(zhǎng) 2007 年 19 月份，手動(dòng)檔乘用車共銷售 輛，同比增長(zhǎng) 在中國(guó)乘用車用手動(dòng)變速器市場(chǎng)中，國(guó)產(chǎn)品牌占主導(dǎo)地位，進(jìn)口量很小，因而隨著手動(dòng)檔乘用 車銷量的快速增長(zhǎng)，手動(dòng)變速器市場(chǎng)也將不斷擴(kuò)大， 隨著全球能源及原材料價(jià)格的不斷上漲，汽車銷售價(jià)格的下降，要求汽車變速器向著體積小質(zhì)量輕、承載能力大、結(jié)構(gòu)緊湊上發(fā)展。這就要求零件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)機(jī)械性能也要相應(yīng)有所改變，向著小巧緊湊高強(qiáng)度，高剛性方向改進(jìn)，進(jìn)而也要求有新技術(shù)新工藝來保證能夠制造出來。 外研究現(xiàn)狀 國(guó)外在手動(dòng)變速器的研究上開始趨于自動(dòng)變速器，這是為了節(jié)省燃油以及緩解駕駛者在頻繁換擋中產(chǎn)生的疲勞感等一系列缺點(diǎn)。據(jù)預(yù)測(cè)， 2013 年歐洲變速器市場(chǎng)上，配備手動(dòng)變速器的汽車將占 52%，配備自動(dòng)手動(dòng)變速 器的將占 10%，配備無極變速器的將占 2%，配備雙離合器變速器的將占 16%，配備自動(dòng)變速器的將占 20%。 ,可見手動(dòng)變速器依然占據(jù)著半壁江山，這證實(shí)了手動(dòng)變速器在消費(fèi)者心中的分量。國(guó)外專家指出，新變速器產(chǎn)品還在不斷研發(fā)的過程中，因此，今后汽車市場(chǎng)的變速器情況可能還會(huì)出現(xiàn)一些變化。 目前許多變速器生產(chǎn)企業(yè)正在研發(fā)一些燃油經(jīng)濟(jì)性更好、換擋性能更高的變速器，以滿足市場(chǎng)上的多層次需求。例如，某公司正在研制一種傳動(dòng)效率可達(dá) 92%、換擋性能更好的變速器 。 計(jì)主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)的變速器是在原有比亞迪 變 速器的基礎(chǔ)上，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，主要完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 1、對(duì)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與選擇 通過比較兩軸和中間軸式變速器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以及所設(shè)計(jì)車輛的特點(diǎn)，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置形式。 2、變速器主要參數(shù)的選擇：檔數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、齒輪參數(shù)等。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 3、變速器齒輪強(qiáng)度校核 變速器齒輪強(qiáng)度的校核主要對(duì)變速器的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 4、軸的基本尺寸計(jì)算及強(qiáng)度校核 對(duì)于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對(duì)軸的剛度和強(qiáng) 度分別進(jìn)行校核。 5、軸承的選擇與壽命計(jì)算 對(duì)變速器軸的支撐部分選用圓錐磙子軸承，壽命計(jì)算是按汽車的大修里程來衡量，轎車的為 30 萬公里。 本次設(shè)計(jì)主要是查閱近幾年來有關(guān)國(guó)內(nèi)外變速器設(shè)計(jì)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識(shí)，在老師的正確指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，計(jì)算變速器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)并對(duì)其進(jìn)行校核計(jì)算；同時(shí)對(duì)同步器、換檔操縱機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析設(shè)計(jì)；另外，對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 2 章 變速器 總體方案設(shè) 計(jì) 計(jì)初始數(shù)據(jù) 變速器設(shè)計(jì)所需的汽車基本參數(shù)如表 表 設(shè)計(jì)基本參數(shù)表 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 量 1500動(dòng)機(jī)最大功率 75高車速 170km/h 總質(zhì)量 1170大轉(zhuǎn)矩 135 Nm 最大功率轉(zhuǎn)速 5800 r/大扭矩轉(zhuǎn)速 4800 r/速器設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的基本要求 汽車傳動(dòng)系是汽車的核心組成部分。其任務(wù) 是調(diào)節(jié)、變換發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，將動(dòng)力有效而經(jīng)濟(jì)地傳至驅(qū)動(dòng)車輪，以滿足汽車的使用要求。變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。變速器的結(jié)構(gòu)要求對(duì)汽車的動(dòng)力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設(shè)計(jì)趨勢(shì)是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽車變速器的設(shè)計(jì)工作開始之前，首先要根據(jù)變速器運(yùn)用的實(shí)際場(chǎng)合來對(duì)一些主要參數(shù)做出選擇。主要參數(shù)包括中心距、變速器軸向尺寸、軸的直徑、齒輪參數(shù)、各檔齒輪的齒數(shù) 等。 （ 1） 正確選擇變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性 ； （ 2） 設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸 ； （ 3） 設(shè)置倒擋，使汽車能倒退行駛 ； （ 4） 設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出 ； （ 5） 換擋迅速、省力、方便 ； （ 6） 工作可靠 ； （ 7） 變速器應(yīng)有高的工作效率 ； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 （ 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、拆裝容易、維修方便等要求。 動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 軸式變速器和中間軸式變速器的特點(diǎn)分 析 1兩軸式變速器 兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。其特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則采用斜齒圓柱齒輪；多數(shù)方案的倒檔傳動(dòng)常用滑動(dòng)齒輪，其他檔位均采用常嚙合齒輪傳動(dòng)。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點(diǎn)。此外，各中間檔因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高，同時(shí)噪聲低。但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，工作噪聲增大且易損壞；受結(jié)構(gòu)限制其一檔速 比不能設(shè)計(jì)的很大；對(duì)于前進(jìn)檔，兩軸式變速器輸入軸的傳動(dòng)方向與輸出軸的傳動(dòng)方向相反。 2中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。其特點(diǎn)是：變速器一軸后端與常嚙合齒輪做成一體。絕大多數(shù)方案的第二軸前端經(jīng)軸承支承在第一軸后端的孔內(nèi)，且保持兩軸軸線在同一條直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接檔，使用直接檔，變速器齒輪和軸承及中間軸不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訖n的利 用率要高于其他檔位，因而提高了變速器的使用壽命。在除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。 擋布置方案 常見的倒檔布置方案如圖 示。圖 案的優(yōu)點(diǎn)是倒檔利用了一檔齒輪，縮短了中間軸的長(zhǎng)度。但換檔時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換檔困難；圖 案能獲得較大的倒檔傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換檔程序不合理；圖 案對(duì) 缺點(diǎn)做了修改；圖 示方案是將一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)；圖 示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，換檔換 更為輕便。 與前進(jìn)檔位比較，倒檔使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒檔，故多數(shù)方案采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒檔。為實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 檔的布置方案 綜合考慮以上因素，為了換檔輕便，減小噪聲，倒檔傳動(dòng)采用圖 示方案。 他問題 經(jīng)常使用的擋位，其齒輪因接觸應(yīng)力過高而造成表面電蝕損壞。將高擋布置在靠近軸的支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪保持較好的嚙合狀態(tài)，偏載減少 能提高齒輪壽命。 某些汽車變速器有僅在好路或空車行駛時(shí)才使用的超速擋。使用傳動(dòng)比小于 1（超速擋，能夠充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，使汽車行駛 1需發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的總轉(zhuǎn)速降低，因而有助于減少發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和降低燃料消耗。但是與直接擋比較，使用超速擋會(huì)使傳動(dòng)效率降低，噪聲增大。 機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力時(shí)處于工作狀態(tài)的齒輪對(duì)數(shù)，每分鐘轉(zhuǎn)速，傳遞的功率，潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性，齒輪和殼體等零件的制造精度等。 檔齒輪位置安排 各齒輪副的相對(duì)安裝位置對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布 置有很大的影響。各檔位置的安排應(yīng)考慮以下四個(gè)方面： 1整車總布置 根據(jù)整車的總布置，對(duì)變速器輸入軸和輸出軸的相對(duì)位置和變速器的輪廓形狀以及換檔機(jī)構(gòu)提出要求。 2駕駛員的使用習(xí)慣 人們習(xí)慣于按檔的高低順序，由左到右或由右到左排列來?yè)Q檔。值得注意的是倒檔，雖然他是平常換檔序列之外的一個(gè)特殊檔位，然而卻是決定序列組合方案的重要環(huán)節(jié)。按習(xí)慣，倒檔最好與序列不接合。從安全角度考慮，將黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 倒檔與一檔放在一起較好。 3提高平均傳動(dòng)效率 為提高平均傳動(dòng)效率，在中間軸式變速器中，普遍采用具有直接檔的傳動(dòng)方案，并盡可能 地將使用時(shí)間最多的檔位設(shè)計(jì)成直接檔。 4改善齒輪受載狀況 各檔齒輪在變速器中的位置安排，應(yīng)考慮齒輪的受載狀況。承受載荷大的低檔齒輪，一般安置在離軸承較近的地方，以較小軸的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過多。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過高而造成表面點(diǎn)蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支撐較遠(yuǎn)處較好。 因?yàn)樽兯倨髟谝粰n和倒檔工作時(shí)有較大的力，所以無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒檔，都應(yīng)當(dāng)布置在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高檔順序布置各擋齒輪，這樣做既能 使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。 速器齒輪形式與自動(dòng)脫檔分析 輪形式 變速器齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪比較，有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)工藝復(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，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒檔。 變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動(dòng)支承等方式之一與軸連接。齒輪尺寸小又與軸分開，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b （圖2響齒輪強(qiáng)度。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于輪齒危險(xiǎn)斷面處的厚度。為了使齒輪裝在軸上以后，保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪輪轂部分的寬度尺寸 C ，在結(jié)構(gòu)允許條件下應(yīng)盡可能取大些，至少滿足尺寸要求： 2) 式中： 2d 花鍵內(nèi)徑。 圖 2速器齒輪尺寸控制圖 齒輪 表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 R a m 范圍內(nèi)選用。 速器自動(dòng)脫檔分析 自動(dòng)脫檔是變速器的主要故障之一。由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫檔。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種： 1將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開，如圖 2示。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過被接合齒的 1 3用中兩齒接觸部分受到擠壓同時(shí)磨損，并在 接合齒端部形成凸肩，可用來阻止接合齒自動(dòng)脫檔。 2將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄇ邢?這樣，換檔后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫檔，如圖 2示。 3將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜 2 3），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫檔的軸向力，如圖 2示。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計(jì)并加工成臺(tái)階形狀，也具有相同的阻止自動(dòng)脫檔的效果。 a） b) c) 圖 2止自動(dòng)脫擋的機(jī)構(gòu)措施 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。汽車行駛時(shí)各擋齒輪有不同的角速度，因此用軸向滑動(dòng)直齒齒輪的方式換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨有噪聲。這使齒輪端部磨損加劇并過早損壞，同時(shí)使駕駛員精神緊張，而換擋產(chǎn)生的噪聲又使乘坐舒適性降低。只有駕駛員用熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器），時(shí)齒輪換擋時(shí)無沖擊，才能克服上述缺點(diǎn)。但是該瞬間駕駛員注意力被分散，會(huì)影響行駛安全性。因此，盡管這種換 擋方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但除一擋，倒擋外已很少使用。 由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)，所以可用移動(dòng)嚙合套換擋。這時(shí)，因同時(shí)承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多。而輪齒又不參與換擋，它們都不會(huì)過早損壞，但不能消除換擋沖擊，所以仍要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性矩增大。 因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上應(yīng)用。這是因?yàn)橹匦拓涇嚀跷婚g的公比較小，則換擋機(jī)構(gòu)連件之間的角速度差也小，因此采用嚙合套換擋，并且還能降低制造成本及減小變速器 長(zhǎng)度。 使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換擋，而與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)，從而提高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點(diǎn)，但仍然得到廣泛應(yīng)用。 使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。在滑動(dòng)齒輪特別寬的情況下，這種差別就更為明顯。為了操縱方便，換入不同擋位的變速桿行程要求盡可能一樣。 自動(dòng)脫擋是變速器的主要故障之一。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施比較有效的方案有以下幾種： 互鎖裝置是保 證移動(dòng)某一變速叉軸時(shí)，其它變速叉軸互被鎖住，該機(jī)構(gòu)的作用是防止同時(shí)掛入兩檔，而使掛檔出現(xiàn)重大故障。常見的互鎖機(jī)構(gòu)有： （ 1）互鎖銷式 圖 汽車上用得最廣泛的一種機(jī)構(gòu)，互鎖銷和頂銷裝在變速叉軸之間，用銷子的長(zhǎng)度和凹槽來保證互鎖。 圖 a 為空檔位置，此時(shí)任一叉軸可自由移動(dòng)。圖 b、 c、 d 為某一叉軸在工作位置，而其它叉軸被鎖住。 圖 鎖銷式互鎖機(jī)構(gòu) （ 2）擺動(dòng)鎖塊式 圖 擺動(dòng)鎖塊式互鎖機(jī)構(gòu)工作示意圖，鎖塊用同心軸螺釘安裝在殼體上，并可繞螺釘軸線自由轉(zhuǎn)動(dòng)，操縱桿的撥頭置于鎖塊槽內(nèi) ，此時(shí)，鎖塊的一個(gè)或兩個(gè)突起部分 A 檔住其它兩個(gè)變速叉軸槽，保證換檔時(shí)不能同時(shí)掛入兩檔。 章小結(jié) 本章首先先確定了設(shè)計(jì)變速器所需的汽車主要參數(shù)以及設(shè)計(jì)變速器所應(yīng)滿足的基本要求，對(duì)自己的設(shè)計(jì)也有了一定的規(guī)范。 然后又 對(duì)變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和檔位的布置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 形式