汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)-變速器主要參數(shù)選擇

1、汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)-變速器主要參數(shù)選擇.txt某天你一定會(huì)感謝那個(gè)遺棄你的人，感謝那個(gè)你曾深?lèi)?ài)著卻置之你不顧的人。做一個(gè)沒(méi)心沒(méi)肺的人,比什么都強(qiáng)。_舍不得又怎樣到最后還不是說(shuō)散就散。機(jī)械CAD收集整理: 汽車(chē)技朮聯(lián)盟：johns_01 E-mail:johns_01 本資料來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供參考使用，有涉及版權(quán)請(qǐng)來(lái)信告知?jiǎng)h除處理! 變速器主要參數(shù)的選擇 檔數(shù) 增加變速器的檔數(shù)能改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且是尺寸輪廓和質(zhì)量加大。同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且在使用時(shí)換檔頻率也增高。 在最低檔傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的當(dāng)屬會(huì)是變速器相鄰的低檔與高檔之間傳動(dòng)比比值減小，是換檔

2、工作容易進(jìn)行。要求相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下,該制約小換檔工作越容易進(jìn)行。要求高檔區(qū)相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值要比低檔區(qū)相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值小。 近年來(lái)為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢(shì)。目前轎車(chē)一般用45個(gè)檔位，級(jí)別高的轎車(chē)變速器多用5個(gè)檔，貨車(chē)變速器采用45個(gè)檔位或多檔。裝載質(zhì)量在23.5T的貨車(chē)采用5檔變速器，裝載質(zhì)量在48T的貨車(chē)采用6檔變速器。多檔變速器多用于重型貨車(chē)和越野車(chē)。 一 轉(zhuǎn)動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低檔傳動(dòng)比與最高檔轉(zhuǎn)動(dòng)比的比值。轉(zhuǎn)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34之間，輕型貨車(chē)

3、在56之間，其他貨車(chē)則更大。 二 中心距A 對(duì)中間軸式變速器,是將中間軸與第二軸之間的距離成為變速器中心距.其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸,體積和質(zhì)量大小,而且對(duì)輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小，齒輪的接觸應(yīng)力大，齒輪壽命短。最小允許中心距當(dāng)有保證齒輪有必要的接觸強(qiáng)度來(lái)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方便和不影響殼體的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。此外受一檔小齒輪齒數(shù)不能過(guò)少的限制，要求中心距也要大些。 A=KA 3T emaxi 1 g 式中，A為中心距（MM）;KA為中心距系數(shù),轎車(chē):KA=8.99.3,貨車(chē):8.69.6,多檔變速器:9.511.0;TEMAX為發(fā)動(dòng)機(jī)最大

4、轉(zhuǎn)矩（N.M）;I1為變速器一檔傳動(dòng)比；ng為變速器傳動(dòng)效率0.96。 轎車(chē)變速器的中心距在6580mm變化范圍，貨車(chē)的變速器中心距在80170mm范圍內(nèi)變化。原則上總質(zhì)量小的汽車(chē)中心距小。 三 外形尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置初步確定。 轎車(chē)四檔變速器殼體的軸向尺寸3.03.4A。貨車(chē)變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)： 四檔2.22.7A 五檔2.73.0A 六檔3.23.5A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，中心距系數(shù)K應(yīng)取給出系數(shù)的上限。為檢測(cè)方便，A取整。 四 軸的直徑 變速器工作時(shí)軸除傳遞轉(zhuǎn)矩外，還承受來(lái)自齒輪作用的徑向力，如果是斜

5、齒輪還有軸向力。在這些力的作用下，變速器的軸必須有足夠的剛度和強(qiáng)度。軸的剛度不足會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，對(duì)齒輪的強(qiáng)度和耐磨性產(chǎn)生影響，增加工作噪聲。 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和支撐間距離L的比值，對(duì)中間軸，D/L=0.160.18,對(duì)第二軸，D/L=0.180.21。 第一軸花健部分直徑D（MM）可按下式初選 d=K3T emax 式中K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.04.6,Temax 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m） 五 齒輪參數(shù) 1. 模數(shù)的選取 遵循的一般原則：為了減少噪聲應(yīng)合理減少模數(shù)，增加尺寬；為使質(zhì)量小，增加數(shù)，同時(shí)減少尺寬；從工藝方面考慮

6、，各檔齒輪應(yīng)選用同一種模數(shù)，而從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒數(shù)應(yīng)有不同的模數(shù)。減少轎車(chē)齒輪工作噪聲有較為重要的意義，因此齒輪的模數(shù)應(yīng)選小；對(duì)貨車(chē)，減小質(zhì)量比噪聲更重要，故齒輪應(yīng)選大些的模數(shù)。 低檔齒輪應(yīng)選大些的模數(shù)，其他檔位選另一種模數(shù)。少數(shù)情況下汽車(chē)變速器各檔齒輪均選用相同的模數(shù)。 嚙合套和同步器的接合齒多數(shù)采用漸開(kāi)線齒輪。由于工藝上的原應(yīng)，同一變速器的接合齒模數(shù)相同。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利換檔。 2. 壓力角 壓力角較小時(shí)，重合度大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲低；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)轎車(chē)，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪承載力，取大些。變速器齒輪用20&#

7、176;,嚙合套或同步器的接合齒壓力角用30°。 3. 螺旋角 斜齒輪在變速器中得到廣泛的應(yīng)用。選斜齒輪的螺旋角，要注意他對(duì)齒輪工作噪聲齒輪的強(qiáng)度和軸向力的影響。從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，不希望用過(guò)大的螺旋角；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)選用較大螺旋角。 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，以減少軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。因此，中間軸上的不同擋位齒輪的螺旋角應(yīng)該是不一樣的。為使工藝簡(jiǎn)便，在中間軸軸向力不大時(shí)，可將螺旋角設(shè)計(jì)成一樣的，或者僅取為兩種螺旋角。中間軸上全部齒輪的螺旋方向應(yīng)一律取為右旋，則第一、第二軸上的

8、斜齒輪應(yīng)取為左旋。軸向力經(jīng)軸承蓋作用到殼體上。一擋和倒擋設(shè)計(jì)為直齒時(shí)，在這些擋位上工作，中間軸上的軸向力不能抵消(但因?yàn)檫@些擋位使用得少，所以也是允許的)，而此時(shí)第二軸則沒(méi)有軸向力作用。 根據(jù)圖312可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，須滿(mǎn)足下述條件 111tannaFF= 222tannaFF= 由于T=，為使兩軸向力平衡，必須滿(mǎn)足 2211rFrFnn= 2121tantanrr= 式中，F(xiàn)a1，F(xiàn)a2為軸向力，F(xiàn)n1，F(xiàn)n2為圓周力r1，r2為節(jié)圓半徑；T為中間軸傳遞的轉(zhuǎn)矩。 最后可用調(diào)整螺旋角的方法，使各對(duì)嚙合齒輪因模數(shù)或齒數(shù)和不同等原因而造成的中心距不等現(xiàn)象得以消除。 斜齒輪螺

9、旋角可在下面提供的范圍內(nèi)選用： 轎車(chē)變速器： 兩軸式變速器為 20°30° 中間軸式變速器為 22°34° 貨車(chē)變速器：18°34° 4齒寬b 應(yīng)注意齒寬對(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)受力的均勻程度均有影響。 考慮到盡可能的減少質(zhì)量和縮短變速器的軸向尺寸，應(yīng)該選用較小的齒寬。減少齒寬會(huì)使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)被削弱，還會(huì)使工作應(yīng)力增加。使用寬些的齒寬，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。 通常更據(jù)齒輪模數(shù)m的大小來(lái)選定齒寬。 直齒：b=KCm, KC為齒寬系數(shù)，取為

10、4.58.0 斜齒：b= KCmn，KC取6.08.5 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 變位系數(shù)的選擇原則 齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(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(qiáng)度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。 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)的和為零。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)度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點(diǎn)是不能同時(shí)增加一對(duì)齒輪的強(qiáng)度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和

11、不等于零。角度變位既具有高度變位的優(yōu)點(diǎn)，有避免了其缺點(diǎn)。 有幾對(duì)齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會(huì)因保證各檔傳動(dòng)比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。為保證各對(duì)齒輪有相同的中心距，此時(shí)應(yīng)對(duì)齒輪進(jìn)行變位。當(dāng)齒數(shù)和多的齒輪副采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)或高度變位時(shí)，則對(duì)齒數(shù)和少些的齒輪副應(yīng)采用正角度變位。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)，故采用的較多。對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，還可通過(guò)選擇合適的螺旋角來(lái)達(dá)到中心距相同的要求。 變速器齒輪是在承受循環(huán)負(fù)荷的條件下工作，有時(shí)還承受沖擊負(fù)荷。對(duì)于高檔齒輪，其主要損壞形勢(shì)是齒面疲勞剝落，因此應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合劑耐磨損最有利的原則選擇變位系

12、數(shù)。為提高接觸強(qiáng)度，應(yīng)使總變位系數(shù)盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開(kāi)線離基圓較遠(yuǎn)，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應(yīng)力。對(duì)于低檔齒輪，由于小齒輪的齒根強(qiáng)度較低，加之傳遞載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲斷裂的現(xiàn)象。 總變位系數(shù)越小，一對(duì)齒輪齒更總厚度越薄，齒根越弱，抗彎強(qiáng)度越低。但是由于輪齒的剛度較小，易于吸收沖擊振動(dòng)，故噪聲要小些。 更據(jù)上述理由，為降低噪聲，對(duì)于變速器中除去一，二檔和倒檔以外的其他各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小的一些數(shù)值，以便獲得低噪聲傳動(dòng)。 七各檔齒輪齒數(shù)的分配 在初選中心距，齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可更據(jù)變速器的檔數(shù)，傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各檔齒輪的齒數(shù)。四檔變速器為例，說(shuō)明

13、分配齒數(shù)的方法。盡可能使各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該不是整數(shù)。 1 確定一檔齒輪的齒數(shù) 一檔傳動(dòng)比 i1=(z2z7)/(z1z8) 如果z7z8齒數(shù)確定了，則z2與z1的傳動(dòng)比可求出。為了求z7z8的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh 直齒Zh=2A/m 斜齒Zh=2Acosb/Mn 計(jì)算后取整，然后進(jìn)行大小齒輪齒數(shù)的分配。中間軸上的一檔小齒輪的齒數(shù)盡可能取小些，以便使z7/z8的傳動(dòng)比大些，在i1已定的情況下，z2/z1的傳動(dòng)比可分配小些，使第一軸常嚙合齒輪的齒數(shù)多些，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承并保證輪軸有足夠的厚度。考慮到殼體上的第一軸軸孔尺寸的限制和裝配的可能性，該齒輪齒數(shù)又不宜取多。 中間軸上小齒輪

14、的最少齒數(shù)，還受中間軸軸經(jīng)尺寸的限制，即受剛度的限制。在選定時(shí)，對(duì)軸的尺寸及齒輪齒數(shù)都要統(tǒng)一考慮。轎車(chē)中間軸式變速器一檔傳動(dòng)比i1=3.53.8時(shí)，中間軸上一檔齒輪數(shù)可在1517間取，貨車(chē)災(zāi)217間取。 2 對(duì)中心距進(jìn)行修正 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)zh和齒輪變位系數(shù)新計(jì)算中心距，在以修正后的中心距作為各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 3 確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) 求出傳動(dòng)比z2/z1=i1z8/z7 而常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一檔齒輪的中心距相等，即 A=mn(z1+z2)/2cosb 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

15、核算一檔傳動(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。 . 確定其他各檔的齒數(shù) 若二檔齒輪是直齒輪，模數(shù)與一檔齒輪相同時(shí)，則得： i2=z2z5/z1z6 A=m(z5+z6)/2 解兩方程式求出z5,z6。用取整后z5,z6的計(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。 二檔齒輪是斜齒輪，螺旋角b6與常嚙合齒輪的b6不同時(shí)，由式(3-5)得 z5/z6=i2z1/z2 而A=Mn(z5+z6)/2cosb6 此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必須滿(mǎn)足下列關(guān)系式 tanb2/tanb6=z2(1+z5/z6)/(z1+z2) 聯(lián)解上述三個(gè)方程式，可求出z5,z6和b6三個(gè)參數(shù)。但借此方程組比較麻煩，可采用比較方便的試湊法，即先選定螺旋角b6，解式(3-7)和(3-8)式，求出z5,z6，再把z5,z6及b6代入式(3-9)中，檢查是否滿(mǎn)足或近似滿(mǎn)足軸向力平衡的關(guān)系。如相差太大，則要調(diào)整螺旋角b6，重復(fù)上述過(guò)程，直至符合設(shè)計(jì)要求為止。 其他各檔齒輪的齒數(shù)用同