重型自卸汽車變速器設(shè)計【優(yōu)秀機械畢業(yè)設(shè)計論文】
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重型
汽車
變速器
設(shè)計
優(yōu)秀
優(yōu)良
機械
畢業(yè)設(shè)計
論文
- 資源描述：
-
文檔包括:
說明書一份。40頁，16900字。
開題報告一份。
外文翻譯一份。
圖紙共3張，如下所示
A0-重型自卸汽車變速器總成1.dwg
A0-重型自卸汽車變速器總成2.dwg
A2-主變速器中間軸常嚙合齒輪.dwg
- 內(nèi)容簡介：
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1 重型自卸汽車設(shè)計 (變速器設(shè)計 ) 摘要 重型自卸汽車因其運載量比較大，驅(qū)動力比較大、發(fā)動機功率、扭矩大，工作環(huán)境惡劣，在工程運輸中運用比較廣泛。 對于變速器的設(shè)計 :我在設(shè)計中要首先確定變速器的布置形式，然后選擇傳動比的范圍，確定各擋的傳動比。之后確定中心距、外形尺寸。齒輪參數(shù)的選擇 :模數(shù)、壓力角、螺旋角、尺寬。各擋齒輪的齒數(shù)確定。 變速器的各種布置中要分析各種變速器的布置對汽車整體以及各個部件的影響，選擇合適的布置形式給變速器與更優(yōu)化的布置。讓變速器在汽車整體中的作用能夠達到最佳的狀態(tài)。 最后，就是變速器的操 作機構(gòu)布置與設(shè)計，主要考慮結(jié)構(gòu)簡單、操作輕便、檔位清晰、操作桿的位置合理、換檔準確、迅速、安全可靠。本設(shè)計選用機械式遠距離操作，在換檔與掛擋機構(gòu)中，設(shè)置了互鎖自鎖裝置；為防止誤掛倒檔，還設(shè)置了倒檔鎖。 設(shè)計中變速器的齒輪采用漸開線齒輪形式。變速器的軸應(yīng)滿足剛度、強度、耐磨性要求。 最后，還得進行變速器實驗，進行室內(nèi)臺架試驗。考核齒輪的可靠性與疲勞壽命；同步器和換檔機構(gòu)的工作性能與耐久性；測定傳動的效率、噪聲即剛度等。 關(guān)鍵詞 ：操作機構(gòu)，同步器，軸承，模數(shù)，傳動比 2 an it of of is in of of of to of be of he to to in of is to of a to of in of of of to to to to in of to of n to by up sh of to of of on of on of a in t 3 of to of 4 目 錄 第一章 前 言 . 6 第二章 概述 . 8 第三章 變速器傳動機構(gòu)布置 . 10 動機構(gòu)布置方案分析 . 10 定軸式變速器 . 10 擋布置方案 . 13 部件結(jié)構(gòu)方案分析 . 14 輪形式 . 14 擋機構(gòu)形式 . 14 速器軸承 . 15 第四章 變速器主要參數(shù)的選擇 . 17 檔傳動比的分配 . 17 心距 A . 17 輪參數(shù)的選取 . 18 數(shù) . 18 力角 . 19 旋角 的選取 . 20 擋齒 輪齒數(shù)的分配及傳動比的計算 . 21 定第一軸常嚙合齒輪參數(shù)： . 21 定六檔齒輪參數(shù)及傳動比： . 21 定七檔齒輪參數(shù)及傳動比： . 21 定四檔齒輪參數(shù)及傳動比： . 22 定爬坡檔齒輪參數(shù)及傳動比： . 22 定倒檔檔齒輪參數(shù)及傳動比： . 22 第五章 變速器的設(shè) 計與計算 . 24 的計算與校核 . 24 間軸的受力分析 . 24 面受力分析： . 25 Y 面受力分析： . 25 力矩圖 . 25 5 核計算 . 27 輪的計算與校核 . 27 輪的計算校核公式： . 27 核 1 . 28 核43 . 29 核5 . 29 核78齒輪： . 30 核9. 30 承的計算與校核 . 31 接觸球軸承的校核計算 . 31 的校核計算 . 31 鍵的校核計算 . 32 鍵的校核計算 . 32 第六章 同步器的設(shè)計 . 33 式同步器主要尺寸的確定 . 34 要參數(shù)的確定 . 34 第七章 變速器操縱機構(gòu)設(shè)計 . 36 結(jié) 論 . 37 參考文獻 . 38 致 謝 . 39 附 錄 . 40 6 第一章 前 言 汽車的誕生，車的發(fā)展，在歷史的長河中給我們留下了點點滴滴。汽車自上個世紀末誕生以來，已經(jīng)走過了風風雨雨的一百多年。從卡爾 8 公里的速度，跑到現(xiàn)在 ，竟然誕生了從速度為零到加速到 100 公里 /小時只需要三秒鐘多一點的超級跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！同時，汽車工業(yè)也造就了多位巨人，他們一手創(chuàng)建了通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國經(jīng)濟中舉足輕重的著名公司。這篇資寫著許多有趣的故事，在中國已經(jīng)成為世界五大汽車強國之際，讓我們一起來回望汽車的發(fā)展歷史，體會汽車給我們帶來的種種歡樂與夢想 中國汽車工業(yè)發(fā)展進入新階段中國汽車工業(yè)發(fā)展我認為大致可以分成三個階段：第一個階段：中國汽車工業(yè) 1953 誕生到 1978 年改革開放前。初步奠定了汽車工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ) 。汽車產(chǎn)品從無到有。第二個階段， 1978 年到 20 世紀末。中國汽車工業(yè)獲得了長足的發(fā)展，形成了完整的汽車工業(yè)體系。從載重汽車到轎車，開始全面發(fā)展。這一階段是我國汽車工業(yè)由計劃經(jīng)濟體制向市場經(jīng)濟體制轉(zhuǎn)變的轉(zhuǎn)型期。這一時期的特點是：商用汽車發(fā)展迅速，商用汽車產(chǎn)品系列逐步完整，生產(chǎn)能力逐步提高。具有了一定的自主開發(fā)能力。重型汽車、輕型汽車的不足得到改變。轎車生產(chǎn)奠定了基本格局和基礎(chǔ)。我國汽車工業(yè)生產(chǎn)體系進一步得到完善。隨著市場經(jīng)濟體制的建立，政府經(jīng)濟管理體制的改革，企業(yè)自主發(fā)展、自主經(jīng)營，大企業(yè)集團對汽車工業(yè)發(fā)展的 影響越來越大。汽車工業(yè)企業(yè)逐步擺脫了計劃經(jīng)濟體制下存在的嚴重的行政管理的束縛。政府通過產(chǎn)業(yè)政策對汽車工業(yè)進行宏觀管理。通過引進技術(shù)、合資經(jīng)營，使中國汽車工業(yè)產(chǎn)品水平有了較大提高。摸索了對外合作、合資的經(jīng)驗。第三個階段，進入 21 世紀以后。中國汽車工業(yè)在中國加入 ，進入了一個市場規(guī)模、生產(chǎn)規(guī)模迅速擴大；全面融入世界汽車工業(yè)體 。 變速器作為汽車的一個重要組成部分，是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(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。 本說明書主要介紹了重型 自卸汽車變速器及操縱機構(gòu)設(shè)計，包括概述 7 及五章設(shè)計內(nèi)容，希望老師對于說明書中的不足之處予以批評指正。 8 第二章 概述 變速器是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動比的齒輪傳動裝置。又稱 變速箱 。變速器由傳動機構(gòu)和變速機構(gòu)組成，可制成單獨變速 圖 1中間軸變速器 機構(gòu)或與傳動機構(gòu)合裝在同一殼體內(nèi)。傳動機構(gòu)大多用普通齒輪傳動，也有的用 行星齒輪傳動。普通齒輪傳動變速機構(gòu)一般用滑移齒輪和 離合器 等?；讫X輪有多聯(lián)滑移齒輪和變位滑移齒輪之分。用三聯(lián)滑移齒輪變速，軸向尺寸大；用變位滑移齒輪變速 ，結(jié)構(gòu)緊湊 ，但傳動比變化小。離合器有嚙合式和摩擦式之分。用嚙合式離合器時，變速應(yīng)在停車或轉(zhuǎn)速差很小時進行，用摩擦式離合器可在運轉(zhuǎn)中任意轉(zhuǎn)速差時進行變速，但承載能力小，且不能保證兩軸嚴格同步。為克服這一缺點，在嚙合式離合器上裝 以摩擦片，變速時先靠摩擦片把從動輪帶到同步轉(zhuǎn)速后再進行接合。行星齒輪傳動變速器可用制動器控制變速。變速器廣泛用于機床、車輛和其他需要變速的機器上 。 機床主軸常裝在變速器內(nèi)，所以又也叫主軸箱，其結(jié)構(gòu)緊湊，便于集中操作。在機床上用以改變進給量的變速器稱為進給箱。 汽車變速器 是通過改變傳動比，改變 發(fā)動機 曲軸的轉(zhuǎn)拒，適應(yīng)在起步、加速、行駛以及克服各種道路阻礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。通俗上分為 手動變速器 (自動變速器 ( 手動 /自動變速器，無級式變速器。變速器是 汽車 傳動系中最主要的部件之一 。 變速器作為汽車的一個 9 重要組成部分，是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(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。變速器是用來改變改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的，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，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器設(shè)有空擋，可在啟動發(fā)動機，汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。變速器設(shè)有倒擋，使汽車獲得倒退行駛能力。 對 變速器提出如下要求： 1）保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性。 2)設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機動力向驅(qū)動輪的傳輸。 3)設(shè)置倒擋，使汽車能倒退行駛。 4)設(shè)置動力輸出裝置，需要是能進行功率輸出。 5)換檔迅速、省力、方便。 6)工作可靠。汽車行使過程中，變速器不得跳擋、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)變速器的工作燥聲低。 除此之外，變速器還應(yīng)當輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。 滿足汽車必要的動力性和經(jīng)濟性指標，這與變速器的擋數(shù)、傳動比有關(guān)。汽車工作的道路條件 越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。 變速器由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成。變速傳動機構(gòu)可按前進擋數(shù)或軸的形式分類。 在原有變速傳動機構(gòu)基礎(chǔ)上，再附加一個副箱體，這就在結(jié)構(gòu)變化不大的基礎(chǔ)上，達到增加變速器擋數(shù)的目的。近年來，變速器操縱機構(gòu)有向自動操作方向發(fā)展的趨勢。 10 第三章 變速器傳動機構(gòu)布置 機械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點，故在不同形式的汽車上得到廣泛的應(yīng)用。 動機構(gòu)布置方案分析 定軸式變速器 一 . 兩軸式變速器 固定軸式變速器中的兩軸式和中間軸式變速器得到廣泛應(yīng)用。其中，兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動汽車上。 與中間軸式變速器比較，兩軸式變速器因軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點，此外，各中間擋位因只經(jīng)一對齒輪傳遞動力，故傳動效率高同時燥聲也低。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋，所以在高檔工作時齒輪和軸承均承載，不僅工作燥聲增大，容易損壞，還有，受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器與一擋速比不可能設(shè)計的很大。對于前進擋，兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動方向相反 ;而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的 轉(zhuǎn)動方向相同。 圖 2 1 示出用在發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的乘用車上的兩軸式變速器傳動方案。其特點是：變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，發(fā)動機縱置時，主減速器采用弧錐齒輪或準雙曲面齒輪，發(fā)動機橫置時則采用斜齒圓柱齒輪；多數(shù)方案的倒擋傳動常用滑動齒輪，其它擋位均采用常嚙合齒輪傳動。圖 2 1f 中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并且用同步器換檔；同步器多數(shù)用在輸出軸上，這是因為一擋主動齒輪尺寸小，同步器裝在輸入軸上有困難，而高擋的同步器可以裝在輸入軸后端，如圖 2 1d,e 所示；圖 2 1d 所示方案有輔助支撐，用來提高軸的剛 度，減少齒輪磨損和降低工作噪聲。圖 21f 所示方案為五擋全同步器式變速器，以此為基礎(chǔ)，只要將五擋齒輪用尺寸相當?shù)母籼滋娲?，即可改變?yōu)樗膿踝兯倨?，從而形成一個系列產(chǎn)品 。 11 圖 3速器 二、中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的客車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支撐在發(fā)動機飛輪上 ,第一軸上的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動盤 ,而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。 圖分別示出了幾種中間軸式變速器的傳動方案。各種傳動方案的 共同特點是 :變速器的第一軸后端與常嚙合主動齒輪做成一體。絕大多數(shù)方案的第二軸前端經(jīng)軸支撐在第一軸的后端的孔內(nèi) ,并且保持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)動機轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出 ,此時變速器的傳動效率高 ,可達到 90%以上 ,噪聲低 ,齒輪和軸承的磨損減少。因為直接擋的利用率要高于其它擋位 ,因而提高了變速器的使用壽命 ;在其它前進擋位工作時 ,變速器傳遞的動力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸 ,中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞 ,因此在變速器中間軸 與 第二軸之間的距離不大的條件下 ,一擋仍然有較大的傳動比 ;檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動 ,擋位低的齒輪的齒輪可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動 ,多數(shù)傳動方案中除一擋以外的其它擋位的換檔機構(gòu) ,均采用同步器或嚙合套換擋 ,少數(shù)結(jié)構(gòu)的一擋也采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。 在除直接擋以外的其它擋位工作時 ,中間軸式變速器的 傳動效率略有降低 ,這是它的缺點。 12 在擋數(shù)相同的情況下 ,中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù) ,軸的支撐方式 ,換擋方式和倒擋傳動方案以及擋位布置順序上有差別。 e 圖 3變速器傳動方案 圖 3 2 中間軸式五檔變速器傳動方案中 ,圖 a 所示方案中 ,除一 ,倒擋用直齒滑動齒輪換擋外 ,其余各擋為常嚙合齒輪傳動。圖 b、 c 所示的方案的各前進擋均采用常嚙合齒輪傳動。圖 d 所示方案中的倒擋和超速擋安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi) ,這樣布置除可以提高軸的剛度 ,減少齒輪磨損和降低噪聲外還可以在不需要超速擋的條件下 ,很容易形成一個只有四個前進擋的變速器。圖 a 所示方案中的一擋 ,倒擋和圖 b 所示方案中的倒擋用直齒滑動 齒輪換擋 ,其余各擋均為常嚙合齒輪。圖 e 為雙中間軸變速器。 以上各方案中 ,凡采用嚙合齒輪傳動的擋位 ,其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。同一變速器中 ,有的擋位用用同步器換擋 ,有的擋位用嚙合 13 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。 發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的承用車采用中間軸式變速器 ,為縮短傳動軸長度 ,將第二軸加長置于附加殼體內(nèi) ,如果在附加殼體內(nèi)布置倒擋傳動齒輪和換擋機構(gòu) ,還能減少變速器主體部分的外形尺寸及提高中間軸和輸出軸的剛度。 變速器用圖 2 2c 所示的多支撐結(jié)構(gòu)方案 ,能提高軸的剛度。這時如 用在軸的平面上可分開的殼體 ,就能很好的解決軸和齒輪等零部件裝配困難的問題。圖 2 2 c 所示方案的高檔從動齒輪處于懸臂狀態(tài) ,同時一擋和倒擋齒輪布置在變速器殼體的中間跨距里 ,而中間擋的同步器布置在中間軸上是這個方案的特點。圖 e 為雙中間軸式變速器，這種變速器使輸出軸受力均勻。 本次設(shè)計我設(shè)計的是重型自卸汽車變速器，通過對上述方案的分析，決定采用雙中間軸式變速器。 擋布置方案 與前進擋相比，倒擋使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實現(xiàn)換倒擋，故多數(shù)方案均采用直齒滑動齒輪方式換擋。為了實現(xiàn)倒擋傳動，有些方案 利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動路線中 加入一個中間傳動齒輪的方案。 圖 3擋布置方案 圖 2 3 為常見的倒擋布置方案。圖 2 3b 所示方案的優(yōu)點是倒擋時利用了中間軸上的一擋齒輪，因而縮短了中間周的長度；但倒擋時要求有兩對 14 齒輪同時進入嚙合，使倒擋困難，圖 2 3c 所示方案能獲得較大的倒擋傳動比，缺點是換擋程序不合理。圖 2 3d 所示方案針對前者的缺點作了修改，因而取代了圖 2 3c 所示方案。圖 2 3e 所示方案是將中間軸上的一倒擋齒輪做成一體，將齒寬加長 。圖 2 3f 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，換擋更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器的軸向長度，有的客車倒擋傳動采用圖 2 3g 所示方案；其缺點是一，倒擋各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機構(gòu)復(fù)雜一些。 變速器的一擋或倒擋因傳動比大，工作時在齒輪上作用的力也大，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)出齒輪磨損加快和工作噪聲增加。為此，無論使兩軸式變速器還是中間軸式變 速器的一擋與倒擋，都應(yīng)當布置在靠近軸的支撐處，以便改善上述不良狀況， 然后按照從低 擋到高擋的三順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。倒擋的傳動比雖然與一擋的傳動比接近，但因為使用倒擋的時間非常短，從這點出發(fā)有些方案將一擋布置靠近軸的支撐處。 倒擋設(shè)置在變速器的左側(cè)或右側(cè)，在結(jié)構(gòu)上均能實現(xiàn)，不同之處是掛倒擋時駕駛員移動變速桿的方向改變了。為防止以外掛如倒擋，一般在掛倒擋時設(shè)有一個掛倒擋時需要克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員注意。 部件結(jié)構(gòu)方案分析 輪形式 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，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍復(fù)雜，工作時有軸向力，這對軸承不利。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪齒數(shù)增加，導(dǎo)致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。本次設(shè)計除爬坡檔和倒檔用直齒圓柱齒輪外其余全部采用斜齒圓柱齒輪。 擋機構(gòu)形式 變速器換擋機構(gòu)有直齒滑動齒輪，嚙合套，和同步器換擋三種形式。 汽車行 駛時，因變速器內(nèi)各轉(zhuǎn)動齒輪有不同的角速度，所以用軸向滑動直齒 15 齒輪方式換擋，會在齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨噪聲。這不僅是齒輪端部磨損加劇并過早損壞，同時使駕駛員精神緊張，而換擋產(chǎn)生的噪聲又使承坐舒適性降低。只有駕駛員用熟練的操作技術(shù)才能使換擋時齒輪無沖擊，并克服上述缺點；但換擋瞬間駕駛員注意力被分散，又影響行駛安全。除此之外，采用直齒滑動齒輪換擋時，換擋行程長也是它的缺點。因此，盡管這種換擋方式結(jié)構(gòu)簡單，制造，拆裝與維修工作容易，并能減少變速器旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩，但除一擋，倒擋外已很少使用。 當變速器第二軸上的齒 輪與中間軸齒輪處于常嚙合狀態(tài)時，可以用移動嚙合套換擋。這時，不僅換擋行程短，同時因承受換擋沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，而齒輪又不參與換擋，所以它們都不會過早損壞；但因不能消除換擋沖擊，仍然要求駕駛員又熟練的操作技術(shù)。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。這是因為重型貨車擋位間的公比較小，則換擋機構(gòu)連接件之間的角速度差也小，因此采用嚙合套換擋，并且與同步器換擋比較還有結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，能降低制造成本及減少變速器長度等有點。 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)濟性和行駛安全性。同上述兩種換擋方法比較，雖然它油結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，軸向 尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛的應(yīng)用。 利用同步器或嚙合套換擋，其擋位行程要比滑動齒輪換擋行程短。在滑動齒輪特別寬的情況下，這種差別就更為明顯。為了操縱方便，要求換入不同擋位的變速桿行程應(yīng)盡可能一樣，如利用同步器或嚙合套換擋，就很容易實現(xiàn)這一點。 我采用的換擋機構(gòu)形式是同步器換擋。 速器軸承 作旋轉(zhuǎn)運動的變速器軸支撐在殼體或其它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，滑動軸套等。至于何處應(yīng)當采用何種類型的軸承，是受結(jié)構(gòu)限制并隨所承受的載荷特點不同而不同。 汽車變速器結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小的特點，采用尺寸大寫的軸承受結(jié)構(gòu)限制， 16 常在布置上油困難。如變速器的第二軸前端支撐在第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔中，內(nèi)腔尺寸足夠時可布置圓柱滾子軸承，若空間不足則采用滾針軸承。第二軸后端常采用球軸承，用來承受軸向力和徑向力。變速器第一軸前端支撐在飛輪的內(nèi)腔里，因有足夠大的空間，常采用一端有密封圈的球軸承來承受徑向力。作用在第一軸常嚙合齒 輪上的軸向力，經(jīng)第一軸后不軸承傳給變速器殼體，此處常采用軸承外圈有擋圈的球軸承。由于變速器向輕量化方向發(fā)展的需要，要求減少變速器中心距，這就影響倒軸承外徑的尺寸。為了保證軸承有足夠的壽命，可選用能承受一定軸向力的無保持架的圓柱滾子軸承。中間軸上齒輪工作時產(chǎn)生的軸向力，原則上由前或后軸承來承受都可以，但當在殼體前端面布置軸承蓋由困難時，必須由后端軸承承受軸向力。前端采用圓柱滾子軸承來承受徑向力，而 后端采用外圈由擋圈的球軸承或圓柱滾子軸承。圓錐滾子軸承因有直徑較小、寬度較寬，因而容量大，可承受高負荷和通過對軸 承預(yù)緊能消除軸向竄動等優(yōu)點，故在一些變速器上得到應(yīng)用。圓錐滾子軸承也有裝配后需要調(diào)整預(yù)緊，使裝配麻煩且磨損后軸易歪斜，從而影響齒輪正確嚙合等一些缺點。當采用錐軸承時，要注意軸承的預(yù)緊，以免殼體受熱膨脹后軸承出現(xiàn)間隙而使中間軸歪斜。導(dǎo)致齒輪不能正確嚙合而損壞。因此。錐軸承不適合用在線性系數(shù)比較大的鋁合金殼體上。 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。軸承的直徑根據(jù)變速器中心距確定，并保證殼體后壁兩軸承孔之間的距離不小于 6 滾針軸承、滑動 軸套主要用在用在齒輪與軸不是固定連接，并要求兩者有相對運動的地方。滾針軸承有滾動摩擦損失小、傳動效率高、經(jīng)向配合間隙小、定位及運轉(zhuǎn)精度高、有利于齒輪嚙合等優(yōu)點?；瑒虞S套的經(jīng)向間隙大、易磨損、間隙增大后影響齒輪的定位和運轉(zhuǎn)精度并使工作噪聲增加?；瑒虞S套的優(yōu)點是制造容易、成本低。第二軸的兩端采用深溝球軸承，第二軸中和齒輪配合的軸承采用滾針軸承，中間軸兩端采用深溝球軸承。 17 第四章 變速器主要參數(shù)的選擇 檔傳動比的分配 分析該車發(fā)動機及相關(guān)參數(shù)：該車總重量為 64000i=10，按最大爬坡度計算一擋傳動比： m a a x 0g i (4試中 :m 為汽車重質(zhì)量 m=64000k g,g 為重力加速度 g=g,0，道路最大阻力系數(shù)等于 0.3，=汽車傳動系效率。 代入數(shù)據(jù)得1 根據(jù)車輪與路面附著條件確定一檔傳動比： a e i (42考同類車型2G=64000 為道路附著系數(shù)，計算時取 =此取 代入數(shù)據(jù)得 考同類車型初選一檔傳動比為 他各檔傳動比按等比數(shù) 列來分配：則 3 45， 心距 A 對中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸軸線之間的距離稱為變速器的中心距 A。對兩軸式變速器，將變速器輸入軸與輸出軸軸線之間的距離 稱為變速器的中心距 A。它是一個基本參數(shù)，其大小不僅對變速器的外形尺寸、 18 體積大小由影響，而且對齒輪的接觸強度由影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力越大，齒輪的壽命越短。因此，最小允許中心距應(yīng)當由保證齒輪必要的接觸強度來確定。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置軸承的可能與反便和不因同一垂直面上的兩軸承孔之間的距離過小而影響殼體的強度考慮，要求中心距取大些。此外，受一擋小齒輪齒數(shù)不能過少的限制，要求中心距也要大些。還有，變速器中心距取的過小，會使變速器長度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞。 對于中間軸式初選中心距 A 時，可根據(jù)下述公式計算 A=ge (4式中， A 為中心距（ 中心距系數(shù)，貨車取 ； 1i 為變速器一擋傳動比；g為變速器傳動效率，取 96。 把一檔傳動比代入中心距公式計算變速器中心距： A= 輪參數(shù)的選取 數(shù) 齒輪模數(shù)是一個重要參數(shù)，并且影響它的選取因素又很多，如齒輪的強度、質(zhì)量、噪聲、工藝要求等。 在變速器中心距相同的的條件下，選取較小的模數(shù)，就可以增加齒輪的齒數(shù)，同時增加齒寬可使齒輪嚙合的重合度增加，并減少齒輪噪聲、所以為了減少噪聲應(yīng)合理減少模數(shù)，同時增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時減少齒寬；從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)，而從 強度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)；減少乘用車齒輪工作噪聲又較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選的小些； 直齒輪模數(shù) 3 2 y（ 4 式中 計算載荷， N ； 19 K 應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取 K = 摩擦力影響系數(shù)，因主、被動齒輪在嚙合處的摩擦力方向不同，故對彎曲應(yīng)力的影響系數(shù)也不同：主動齒輪取動齒輪取 z 齒輪的齒數(shù)； y 齒型系數(shù)，見圖 4-1 w 齒輪彎曲應(yīng)力， jT=齒輪的許用應(yīng)力【w】=400800 ； 132f g k k T k Kb ty m Z K y （ 4 式中 K 應(yīng)力集中系數(shù)，斜齒輪取 K= 斜齒輪螺旋角； 齒寬系數(shù)，斜齒輪取 K 重合度影響系數(shù)，取 K=2； y 齒形系數(shù)，按當量齒數(shù) 3由圖 4得； w 彎曲應(yīng)力， 貨車斜齒輪取【w】 =100250 取 表 4 1 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)微型、輕型轎車 中級轎車 中型貨車 重型汽車 于設(shè)計車型為重型車，所以取 力角 齒輪壓力角較小時。重合度較大并降低了齒輪的剛度，為此能減少進入嚙合和推出嚙合時的動載荷，使傳動平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角較大時，可提高齒輪的抗彎強度和表面接觸強度。試驗證明：對于直齒輪，壓力角為28時強度最高，超過 28時強度增加不 多；對于斜齒輪，壓力角為 25時強度最高。因此理論上對于乘用車， 15， 16， 小些的壓力角；對商用車，為提高齒輪承載能力應(yīng)選用 25等大些的壓力角。 實際上，因國家規(guī)定的標準壓力角為 20，所以變速器齒輪普遍采用壓力角為 20。在這次設(shè)計中我選用壓力角 20。 20 旋角 的選取 選取斜齒輪的螺旋角，應(yīng)該注意它對齒輪工作噪聲的、齒輪的 強度和軸向力的影響。在齒輪選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，因而螺旋角應(yīng)選高的。不過當螺旋角大于 30時，其抗彎強度驟然下降，而接觸強度仍繼續(xù)上升。斜齒輪的螺旋角一般在 20到 30之間。 四、齒寬 b 在選擇齒寬時，應(yīng)該注意齒寬對變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、工作平穩(wěn)性、齒輪強度和齒輪工作時的受力均勻程度均有影響。 考慮到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。另一方面，齒寬減小使斜齒輪傳動平穩(wěn)的有點被削弱，此時雖然可以用增加齒輪螺旋角的方法給予補償，但這時軸承承受的軸向力增大 ，使其壽命降低。齒寬窄又會使齒寬方向受力不均勻造成便載，導(dǎo)致承載能力降低，并載齒寬方向磨損不均勻。 通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬： 斜齒 b=nm cK, 直齒一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)接觸線長度增加，接觸應(yīng)力 降低，以提高傳動平穩(wěn)性和齒輪壽命。對于模數(shù)相同的各擋，擋位低的齒輪的齒寬系數(shù)取得稍大。 五、齒輪變位系數(shù)的選擇原則 齒輪的變位是齒輪設(shè)計中的一個重要環(huán)節(jié)。采用變位齒輪，除為了避免齒輪產(chǎn)生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強度，使用平穩(wěn)性，耐磨損、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。 齒輪變位主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對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度，使它達到和大齒輪強度相接近的程度。高度變位齒輪副的缺點使不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪 副的變位系數(shù)之和不等于零。角度變位即具有高度變位的優(yōu)點，又避免了其缺點。 由幾對齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會因保證各擋傳動比的需要，使各相互嚙合的齒輪副的齒數(shù)和不同。為保證各對齒輪由相同的中心距，此時應(yīng)對齒輪進行變位。對于斜齒輪傳動，可以通過選擇合 21 適的螺旋角來達到中心距相同的要求。我在齒輪設(shè)計中齒輪沒有達到根切，采用改變螺旋角大小的方法來保證中心距，所以沒有采用齒輪變位。 擋齒輪齒數(shù)的分配及傳動比的計算 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)變速器的擋數(shù)、傳動比和傳動方案 來分配各擋齒輪的齒數(shù)。應(yīng)該注意的是，各擋齒輪的齒數(shù)比不應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。 一檔和倒檔采用直齒輪，其余采用斜齒，同取 m=23 定第一軸常嚙合齒輪參數(shù)： 五擋的傳動比為： 1827 5 zz （ 4 6） 7（ 4 7） 取 z=71 現(xiàn)在齒輪 47，所以26。 代入（ 3 2）s2/7n ）（。將中心距圓整為 193 ，m/Ac （ 4 得421 ， 定六檔齒輪參數(shù)及傳動比： （ 4 9） m/Ac （ 4 10） 40， 316 。 定七檔齒輪參數(shù)及傳動比： 22 （ 4 11） c （ 4 12） 363 ，。 定四檔齒輪參 數(shù)及傳動比 ： （ 4 13） co 716 （ 4 14） 取512017 。 修正中心距 A=193 則42514 ，。 定爬坡檔齒輪參數(shù)及傳動
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