[CAD圖紙全套]HLJIT6H-240變速器設(shè)計(jì)

黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 目 錄 摘 要 . 3 . 4 第 1 章 緒論 . 1 述 . 8 車變速器設(shè)計(jì)的目的和意義 . 8 車變速器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) . 9 車變速器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 . 9 車變速器的發(fā)展趨勢(shì) . 10 動(dòng)變速器的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 . 10 動(dòng)變速器的特點(diǎn) . 10 動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)要求 . 11 速器設(shè)計(jì)的主要內(nèi) 容 . 11 第 2 章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)的布置 . 13 速器傳動(dòng)方案布置機(jī)構(gòu) . 13 速器傳動(dòng)方案分析與選擇 . 13 檔布置方案分析 . 15 部件結(jié)構(gòu)方案分析 . 16 速器操縱機(jī)構(gòu)布置方案 . 18 述 . 18 型的操縱機(jī)構(gòu)及其鎖定裝置 . 19 章小結(jié) . 21 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇 . 22 數(shù)的確定 . 22 動(dòng)比范圍 . 22 速器各擋傳動(dòng)比的確定 . 23 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 心距的選擇 . 26 速器的外形尺寸 . 26 輪參數(shù)的確定 . 27 檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動(dòng)比的計(jì)算 . 29 速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整 . 32 速器齒輪尺寸的確定 . 34 章小結(jié) . 35 第 4 章 變速器齒輪及軸強(qiáng)度校核 . 36 速器齒輪強(qiáng)度校核 . 36 速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核 . 36 齒接觸應(yīng)力校核 . 41 檔齒輪的校核 . 46 輪材料的選擇原則 . 48 速器殼體材料的選用 . 50 輪損壞的原因和形式 . 50 的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì) . 51 的強(qiáng)度驗(yàn)算 . 52 的剛度計(jì)算 . 52 的強(qiáng)度計(jì)算 . 60 承選擇與壽命計(jì)算 . 63 入軸軸承的選擇與壽命計(jì)算 . 63 出軸軸承的選擇與壽命計(jì)算 . 66 章小結(jié) . 67 第 5 章 變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì) . 69 步器設(shè)計(jì) . 69 步器的功用及分類 . 69 性式同步器 . 69 環(huán)式同步器主要尺寸的確定 . 70 要參數(shù)的確定 . 71 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 速器殼體 . 73 章小結(jié) . 73 第 6 章 軸的有限元分析 . 75 介 . 75 限元分析基本理論 . 75 限元求解問題的基本步驟 . 75 速器輸出軸的有限元分析的主要步驟 . 76 章小結(jié) . 83 結(jié) 論 . 84 參考文獻(xiàn) . 85 致 謝 . 86 摘 要 汽車作為人類的代步工具，在生活中起著至關(guān)重要的作用。 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。它用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。目的是在各種工作狀況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度。從而使汽車擁有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。而且，變速器的結(jié)構(gòu)要求對(duì)汽車換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率都有直接的影響。所以變速器設(shè)計(jì)的質(zhì)量高低一直是汽車行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。 本文設(shè)計(jì)研究了兩軸式六檔手動(dòng)變速器，以瑞麒 梅西版 車的整車參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)為設(shè)計(jì)依據(jù)，進(jìn)行手動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)。首先， 本文將概述變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，介紹變速器領(lǐng)域的最新發(fā)展?fàn)顩r。其次，對(duì)工作原理做了闡述，對(duì)不同的變速器傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。再次，對(duì)變速器的各擋齒輪和軸以及軸承做了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，并進(jìn)行了受力分析、強(qiáng)度和剛度校核計(jì)算 ,并為這些元件選擇合適的工程材料及熱處理方法。對(duì)一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型以及變速器的傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單講述了變速器中各部件材料的選擇。最后，本文將對(duì)變黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 速器換檔過程中的重要部件 同步器以及操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行闡述，講述同步器的類型、工作原理、設(shè)計(jì)方法以及重要參數(shù)。 關(guān)鍵詞 ：變速 器；傳動(dòng)比；齒輪；軸；校核 as a of of an is of is of to of It is to s is to in a of so of of of of of in y 52010 .0 CI of I a of of of in of I of a 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 I do of of I an in I an of of I so It be 買文檔送全套 紙，扣扣 414951605 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第 1 章 緒 論 述 近幾年國(guó)內(nèi)外汽車工業(yè)迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個(gè)性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢(shì)。 但變速器設(shè)計(jì)一直是汽車設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一，變速器用于改變發(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)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作 。因此變速器 的性能影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠?jī)?nèi)燃機(jī)的最低 穩(wěn)定車速是難以達(dá)到的。變速器的倒擋使汽車能倒退行駛；其空擋使汽車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、停車和滑行時(shí)能長(zhǎng)時(shí)間將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系分離。 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，倒擋安全裝置， 對(duì)接合齒采取倒錐齒側(cè)措施以及其他結(jié)構(gòu)措施， 可使操縱可靠，不產(chǎn)生跳擋、亂擋、自動(dòng)脫擋和誤掛倒擋；采用同步器可使換擋輕便，無沖擊及噪聲； 采用高齒、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，降低噪聲水平已成為提高變速器質(zhì)量和設(shè)計(jì)、工藝水平的關(guān)鍵。 車變速器設(shè)計(jì)的目的和意義 現(xiàn)代汽車上廣泛采用內(nèi)燃機(jī)作為動(dòng)力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很小，而復(fù)雜的使用條件要求汽車的驅(qū)動(dòng)力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾，在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器，用來改變傳動(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，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于 變速器換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器設(shè)計(jì)的目的就是為了滿足上述的要求，使汽車在特定的工況下穩(wěn)定的工作。 變速器除了要能滿足一定的使用要求外，還要保證使其和汽車能有很好的匹配性，可以提高汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，保證發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況范圍內(nèi)工作提高汽車的使用壽命、降低能源消耗、減少汽車的使用噪聲等。這就要求設(shè)計(jì)人員依據(jù)汽車的技術(shù)參數(shù)，合理的選擇變速器的參數(shù)，使所設(shè)計(jì)的變速器能和整車具有很好的匹配性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 車變速器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 車變速器國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 早期的汽車傳動(dòng)系，從發(fā)動(dòng)機(jī)到車輪之間的動(dòng)力傳動(dòng)形 式是很簡(jiǎn)單的。 1892 年法國(guó)制造出第一輛帶有變速器的汽車。 1921 年英國(guó)人赫伯特福魯特采用耐用的摩擦材料進(jìn)一步完善了變速器的性能。現(xiàn)代汽車變速器是 1894 年由法國(guó)人路易斯雷納本哈特和艾米爾拉瓦索爾推廣使用的。目前為止，變速器經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段，主要為： 1、手動(dòng)變速器 手動(dòng)變速器主要采用齒輪傳動(dòng)的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪副，而汽車行駛時(shí)的換擋工作，也就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速器內(nèi)的不同的齒輪副工作。手動(dòng)變速器又稱手動(dòng)齒輪式變速器，含有可以在軸向滑動(dòng)的齒輪，通過不同齒輪的嚙合達(dá)到變速變矩的 目的。手動(dòng)變速器的換擋操作可以完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率相對(duì)較低、價(jià)廉物美。 2、自動(dòng)變速器 自動(dòng)變速器是根據(jù)車速和負(fù)荷（油門踏板的行程）來進(jìn)行雙參數(shù)控制，擋位根據(jù)上面的兩個(gè)參數(shù)來自動(dòng)升降。自動(dòng)變速器與手動(dòng)變速器的共同點(diǎn)，就是二者都屬于有級(jí)式變速器，只不過自動(dòng)變速器可以根據(jù)車速的快慢來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)換擋，可以消除手動(dòng)變速器“頓挫”的換擋感覺。 自動(dòng)變速器是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱機(jī)構(gòu)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩的目的。 3、無級(jí)變速器 無級(jí)變速器又稱為連續(xù)變速式無級(jí)變速器 。這種變速器與一般齒輪式自動(dòng)變速器的最大區(qū)別，是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。無級(jí)變速器結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡(jiǎn)單，體積更小，它既沒有手動(dòng)變速器的眾多齒輪副，也沒有自動(dòng)變速器復(fù)雜的行星齒輪組，主要靠主動(dòng)輪、從動(dòng)輪和傳動(dòng)帶來實(shí)現(xiàn)速比的無級(jí)變化。 4、無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器（ 無限變速式機(jī)械無級(jí)變速器與其它自動(dòng)變速器的差別之一是不使用變矩器。變矩器的作用是通過油液介質(zhì)將發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞給變速器，它的傳遞效率通常只有 80%。于不使用變矩器，與其它變矩器比較， 有效率高、不易打滑、油耗低、不需要工藝復(fù)雜造價(jià)高昂的金屬傳送帶、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，加上傳遞扭矩大，長(zhǎng)時(shí)間使用也不會(huì)過度發(fā)熱，不但使用于轎車，也使用于越野車，是一種新黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 型變速器。 車變速器的發(fā)展趨勢(shì) 回顧汽車變速器的發(fā)展可以清楚的知道，變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，其技術(shù)的發(fā)展，是衡量汽車技術(shù)水平的一個(gè)重要依據(jù)?，F(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展趨勢(shì)，是向著可調(diào)自動(dòng)變速器或無級(jí)變速器的方向發(fā)展。 自動(dòng)變速器多擋化雖能擴(kuò)大自動(dòng)變速的范圍，但它并非安全迅速。理想的無級(jí)變速器是在整個(gè)傳動(dòng)范圍內(nèi)能連 續(xù)的、無擋比的切換變速比，是變速器始終按最佳換擋規(guī)律自動(dòng)變速。無級(jí)化是對(duì)自動(dòng)變速器的理想追求。 現(xiàn)代無級(jí)變速器傳動(dòng)效率提高，變速反應(yīng)快、油耗低。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變速器的自動(dòng)控制進(jìn)一步完善，在各種使用工況下能實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的最佳匹配，控制更加精確、有效，性能價(jià)格比大大提高。無級(jí)變速器裝有自動(dòng)控制裝置，行車中可以根據(jù)車速自動(dòng)調(diào)整擋位，無需人工操作，省去了換擋及踩踏離合器踏板的操作。其不足之處在于價(jià)格昂貴、維修費(fèi)用很高，而且使用起來比手動(dòng)擋車費(fèi)油，尤其是低速行駛或堵車中走走停停時(shí)，更會(huì)增大油耗。 當(dāng)今世界 各大汽車公司對(duì)無級(jí)變速器的研究都十分活躍。不久的將來，隨著電子控制技術(shù)的進(jìn)一步完善，電子控制式的無級(jí)變速器可望得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。 動(dòng)變速器的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)要求及內(nèi)容 動(dòng)變速器的特點(diǎn) 手動(dòng)變速器的擋數(shù)通常在 6 擋以下，當(dāng)擋數(shù)超過 6 擋時(shí)，可以在 6 擋以下的主變速器的基礎(chǔ)上，再行配置副變速器，通過兩者的組合獲得多擋變速器。 近年來，為了降低油耗，變速器的擋數(shù)有增加的趨勢(shì)。目前，乘用車一般采用 4動(dòng)機(jī)排量大的乘用車多用 5 個(gè)擋。商用車變速器采用 4擋或多擋。載質(zhì)量在 貨車采用五擋變速器，載質(zhì)量在 貨車采用六擋變速器。多擋變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野車上。 某些汽車的變速器，設(shè)置有用在良好的路面上輕載或空車駕駛的場(chǎng)合的超速擋，超速擋的傳動(dòng)比小于 1。采用超速擋，可以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。但是如果發(fā)動(dòng)機(jī)功率不高，則超速擋使用頻率很低，節(jié)油效果不顯著，甚至影響汽車的動(dòng)力性。 從傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置上來說，目前，兩軸式和三軸式變速器都得到了廣泛的應(yīng)用。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)的汽車上。三軸式變速器的第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各擋齒輪分別與中 間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來傳遞轉(zhuǎn)矩則稱為直接擋。此時(shí)，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接擋的傳動(dòng)效率高，磨損及噪聲也黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 最小，因?yàn)橹苯訐醯睦寐室哂谄渌鼡跷?，因此提高了變速器的使用壽命；在其它前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸上的兩對(duì)齒輪傳遞，因此在變速器中間軸和第二軸之間的距離（中心距）不大的情況下，一擋仍有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用長(zhǎng)嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪可以采用或不采用長(zhǎng)嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù) 傳動(dòng)方案中除一擋以外的其它擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也用同步器或嚙合套換擋，還有各擋同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。 手動(dòng)變速器的發(fā)展趨勢(shì)是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目，從而可采用斜齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪比直齒圓柱齒輪有更長(zhǎng)的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍微復(fù)雜且在工作時(shí)有軸向力。因此，在變速器中，除低擋及倒擋齒輪外，直齒圓柱齒輪已被斜齒圓柱齒輪所取代。當(dāng)然，常嚙合齒輪副的增多將導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)部分總慣性力矩的增大。 動(dòng)變速器的設(shè)計(jì)要求 (1)、正確選擇變速器的擋位數(shù)和傳 動(dòng)比，使其和發(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)力性和經(jīng)濟(jì)性； (2)、設(shè)置空擋以保證汽車在必要時(shí)能將發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分離，設(shè)置倒擋使汽車能倒退行駛； (3)、操縱簡(jiǎn)單、方便、迅速、省力； (4)、傳動(dòng)效率高，工作平穩(wěn)、無噪聲； (5)、體積小、質(zhì)量輕、承載能力強(qiáng)，工作可靠； (6)、制造容易、成本低廉、維修方便、使用壽命長(zhǎng)； (7)、貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化及總成系列化等設(shè)計(jì)要求，遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定； (8)、需要時(shí)應(yīng)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。 速器設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)主要是依據(jù)瑞麒 梅西版 動(dòng)舒適性汽車的有關(guān)參數(shù)，通過對(duì)變速器各部分參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本符合要求的 6 檔手動(dòng)變速器，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 本文主要完成下面一些主要工作： 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 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。 3、 變速器齒輪強(qiáng)度的校核 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 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、 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算。 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) 13 第 2 章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)的布置 速器傳動(dòng)方案布置機(jī)構(gòu) 機(jī)械式變速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本底和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。 速器傳動(dòng)方案分析與選擇 機(jī)械式變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案主要有兩種：兩軸式變速器和中間軸式變速器。 與中間軸式變速器相比較，兩軸式變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊且除最高擋外其他 各擋的傳動(dòng)效率高、噪聲低。轎車多采用前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的布置，因?yàn)檫@種布置使汽車的動(dòng)力 縱性好且可使汽車質(zhì)量減少 6% 10%。兩軸式變速器則方便于這種布置且使傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。兩軸式變速器沒有直接擋，因此在高擋工作時(shí)，齒輪和軸承均承載，因而噪聲較大，也增加了磨損，這是它的缺點(diǎn)。 如圖 c 所示為發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車的兩軸式變速器傳動(dòng)方案。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；多數(shù)方案的倒擋傳動(dòng)常用滑動(dòng)齒輪，其它擋位均用常嚙合齒輪傳動(dòng)。圖 的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并 用同步器換擋；圖 2示方案的變速器有輔助支承，用來提高軸的剛度。 圖 軸式變速器傳動(dòng)方案 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)的客車黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，第一軸上的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動(dòng)盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。 如圖 d 所示為中間軸式變速器的傳動(dòng)方案，其中 a b 為中間軸式五擋變速器， c d 為中間軸式六擋變速器的傳動(dòng)方案。中間軸式變速器的共同特點(diǎn)為：變速器第一軸后端與常嚙合主動(dòng)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)，且保證兩軸軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接擋。使用直接擋，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，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)到 90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訐醯睦寐室哂谄渌麚跷?，因而提高了變速器的使用壽命；在其他前進(jìn)擋位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng) 圖 間軸式變速器傳動(dòng)方案 力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸上的兩對(duì) 齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一擋仍然有較大的傳動(dòng)比；擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪可以不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案件中除一擋以外的其他擋位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或接合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采用同步器或接合套換擋，各擋同步器或接合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。 在除直接擋以外的其他擋位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 它的缺點(diǎn)。 以上各方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋形式可以用同步器或嚙合套來實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，有的擋位用同步 器換擋，有的擋位用嚙合套換擋，那么一定是擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。 對(duì)不同類型的汽車，具有不同的傳動(dòng)系檔位數(shù)，其原因在于它們的使用條件不同、對(duì)整車性能要求不同、汽車本身的比功率不同。而傳動(dòng)系的檔位數(shù)與汽車的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有著密切的聯(lián)系。就動(dòng)力性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提高了汽車的加速和爬坡能力。就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)下作的能力，降低了油耗。從而能提高汽車生產(chǎn)率，降低運(yùn)輸成木。不過，增加檔數(shù)會(huì)使變速器機(jī)構(gòu)復(fù)雜和質(zhì)量增加， 軸向尺寸增大、成本提高、操縱復(fù)雜。 綜上所述，由于此次設(shè)計(jì)的變速器驅(qū)動(dòng)形式屬于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)，且可布置變速器的空間較小，對(duì)變速器的要求較高，要求運(yùn)行噪聲小，設(shè)計(jì)車速高，故選用二軸式變速器作為傳動(dòng)方案。 檔布置方案分析 倒擋布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （ 1）倒擋齒輪在非工作位置時(shí)，不得與第二軸的齒輪有嚙合現(xiàn)象； （ 2）換入倒擋時(shí)不得與其他齒輪發(fā)生干涉； （ 3）倒擋軸在變速器殼體上的支承不得與與中間軸的齒輪相碰。 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。 圖 檔布置方案 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 變速器的一擋或倒擋因傳動(dòng)比大，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)生較大的撓度和轉(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，無論是兩軸式變速器還是中 間軸式變速器的一擋與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在靠近軸的支撐處，以便改善上述不良情況，然后按照從低擋到高擋的順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸具有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一擋的傳動(dòng)比接近，但因?yàn)槭褂玫箵醯臅r(shí)間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋布置在靠近軸的支承處，然后再布置倒擋。 為防止意外掛入倒擋，一般在掛倒擋時(shí)設(shè)有一個(gè)掛倒擋時(shí)需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員注意。 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。 部件結(jié)構(gòu)方案分析 變 速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長(zhǎng)、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍有復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力，這對(duì)軸承不利。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)致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。所以本設(shè)計(jì)全部選用斜齒輪。 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 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。 為了減小質(zhì)量，輪輻處厚度 應(yīng)在滿足強(qiáng)度條件下設(shè)計(jì)得薄些。圖 的尺寸 1。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 圖 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。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 求齒輪制造精度不低于 7 級(jí)。 2 變速器軸 變速器軸多數(shù)情況下 經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)。當(dāng)變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩個(gè)滾動(dòng)軸承有困難時(shí)，輸出軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不動(dòng)。 用移動(dòng)齒輪方式實(shí)現(xiàn)換檔的齒輪與軸之間，應(yīng)選用矩形花鍵連接，以保證良好的定心和滑動(dòng)靈活，而且定心外徑及矩形花鍵齒側(cè)的磨削比漸開線花鍵要容易。兩軸式變速器輸入軸和中間軸式變速器中間軸上的高檔齒輪，通過軸與齒輪內(nèi)孔之間的過盈配合和鍵固定在軸上。兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設(shè)置有滾針軸承、滑動(dòng)軸承，少數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。此時(shí)，軸的表 面粗糙度不應(yīng)低與 度不低于 58 63漸開線花鍵定位性能良好，承載能力大且漸開線花鍵的齒短，小徑相對(duì)增大能提高軸的剛 度，所以軸與同步器上的軸套常用漸開線花鍵連接。 倒檔軸為壓入殼體孔中并固定不動(dòng)的光軸，并由螺栓固定。 由上述可知，變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩形或漸開線花鍵，所以設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮裝配上的可能，而且應(yīng)當(dāng)可以順利拆裝軸上各零件。此外，還要注意工藝上的有關(guān)問題。 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。 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)黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 的地方。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較大因而容量大、可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，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)。 由于本設(shè)計(jì)的變速器為兩軸變速器，具有較大的軸向力，所以設(shè)計(jì)中變速器輸入軸、輸出軸的前、后軸承按直徑系列均選用圓錐滾子軸承。 速器操縱機(jī)構(gòu)布置方案 述 根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用操縱機(jī)構(gòu)完成選檔和實(shí)現(xiàn)換 檔或退到空檔。變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)滿足如下主要要求：換檔時(shí)只能掛入一個(gè)檔位，換檔后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng)上嚙合，防止自動(dòng)脫檔或自動(dòng)掛檔，防止誤掛倒檔，換檔輕便。 變速器操縱機(jī)構(gòu)通常裝在頂蓋或側(cè)蓋內(nèi)，也有少數(shù)是分開的。變速器操縱機(jī)構(gòu)操縱第二軸上的滑動(dòng)齒輪、嚙合套或同步器得到所需不同檔位。 用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)，常見的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒檔裝置等主要零件組成，并依靠駕駛員手力完成選檔、換檔或推到空檔工作，稱為手動(dòng)換檔變速器。 1、直接操縱式手動(dòng)換檔變速器 當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近時(shí) ，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換檔功能的手動(dòng)換檔變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，已得到廣泛應(yīng)用。近年來 ，單軌式操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)是減少了變速叉軸，各檔同用一組自鎖裝置，因而使操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化，但它要求各檔換檔行程相等。 2、遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換檔變速器 平頭式汽車或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車的變速器，受總體布置限制，變速器距駕駛員座位較遠(yuǎn)，這時(shí)需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動(dòng)件，換檔手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換檔功能。這種手動(dòng)換檔變速器，稱為遠(yuǎn)距離操 縱手動(dòng)換檔變速器。 3、電動(dòng)自動(dòng)換檔變速器 20 世紀(jì) 80 年代以后，在固定軸式機(jī)械變速器基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)和電子控制技術(shù)，使之實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動(dòng)完成換檔，這種變速器成為電動(dòng)自動(dòng)換檔變速器。 由于所設(shè)計(jì)的變速器為兩軸變速器，采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)，變速器離駕駛員座椅較近，所以采用直接操縱式手動(dòng)換檔變速器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 型的操縱機(jī)構(gòu)及其鎖定裝置 圖 典型的操縱機(jī)構(gòu)圖 定位裝置的作用是將被嚙合件保持在一定位置上，并防止自動(dòng)嚙合和分離，一般采用彈簧和鋼球式機(jī)構(gòu)。 1、換擋機(jī)構(gòu)形式 （ a） 直齒滑動(dòng)齒輪換擋 （ b）嚙合套換擋 （ c）同步器換擋 圖 擋機(jī)構(gòu)形式 如圖 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。 直齒滑動(dòng)齒輪換擋要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器）才能使換擋時(shí)齒輪無沖擊；換擋行程長(zhǎng)，換擋