機(jī)械式變速器設(shè)計(jì)概述

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)

第一節(jié)概述

第二節(jié)變速器傳動機(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)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)元件第三章重點(diǎn)內(nèi)容

傳動機(jī)構(gòu)布置方案擋數(shù)、傳動比的選擇原則齒輪參數(shù)的選取原則－變位和螺旋角同步器的設(shè)計(jì)－工作原理以及幾個關(guān)鍵角度操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求概述改變汽車的行駛速度和牽引力

使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作改變驅(qū)動輪的旋轉(zhuǎn)方向?qū)崿F(xiàn)空擋驅(qū)動其他機(jī)構(gòu)功用：變速器的分類手動變速器(MT)自動變速器(AT)手動/自動變速器無級變速器(CVT)手動變速器(MT)即用手撥動變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達(dá)到變速的目的。踩下離合時(shí)，方可撥得動變速桿。如果駕駛者技術(shù)好，裝手動變速器的汽車在加速、超車時(shí)比自動變速車快，也省油。

自動變速器(AT)

自動變速器，利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。一般來講，汽車上常用的自動變速器有以下幾種類型：液力自動變速器、液壓傳動自動變速器、電力傳動自動變速器、有級式機(jī)械自動變速器和無級式機(jī)械自動變速器等。其中，最常見的是液力自動變速器。液力自動變速器主要是由液壓控制的齒輪變速系統(tǒng)構(gòu)成，主要包含自動離合器和自動變速器兩大部分。它能夠根據(jù)油門的開度和車速的變化，自動地進(jìn)行換檔。手動/自動變速器

手動/自動變速器由德國保時(shí)捷車廠在911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動檔束縛，讓駕駛者也能享受手動換檔的樂趣。此型車在其檔位上設(shè)有“+”、“-”選擇檔位。在D檔時(shí)，可自由變換降檔(-)或加檔(+)，如同手動檔一樣。駕駛者可以在入彎前像手動檔般地強(qiáng)迫降擋減速，出彎時(shí)可以低中檔加油出彎?，F(xiàn)在的自動檔車的方向盤上又增加了“+”、“-”換檔按鈕，駕駛者就能手不離開方向盤加減檔。

無級變速器(CVT)無級變速器是由兩組變速輪盤和一條傳動帶組成的。因此，要比傳統(tǒng)自動變速器結(jié)構(gòu)簡單，體積更小。它可以自由改變傳動比，從而實(shí)現(xiàn)全程無級變速，使汽車的車速變化平穩(wěn)，沒有傳統(tǒng)變速器換檔時(shí)那種“頓”的感覺。無級變速器屬于自動變速器的一種，但它能克服普通自動變速器“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。概述（機(jī)械式式）變速速器的基基本設(shè)計(jì)計(jì)要求：：1）保證證汽車有有必要的的動力性性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性。2）設(shè)置置空擋，，用來切切斷發(fā)動動機(jī)的動動力傳輸輸。3）設(shè)置置倒擋，，使汽車車能倒退退行駛。。4）設(shè)置置動力輸輸出裝置置。5）換擋擋迅速、、省力、、方便。。6）工作作可靠。。變速器器不得有有跳擋、、亂擋及及換擋沖沖擊等現(xiàn)象發(fā)生生。7）變速速器應(yīng)有有高的工工作效率率。8）變速速器的工工作噪聲聲低。除此之外外，變速速器還應(yīng)應(yīng)當(dāng)滿足輪廓廓尺寸和和質(zhì)量小小、制造造成本低低、維修修方便等要求。。類型及組組成按傳動比比變化特特性分有級式：：傳動比比變化屬屬階梯式式，只具具有基若若干個數(shù)數(shù)值一定定的傳動動比無級式：：傳動比比變化連連續(xù)不斷斷簡單式兩軸式三軸式平面三軸軸式空間三軸軸式組成式：：由兩個個簡單式式組合而而成行星齒輪輪式：屬屬軸線旋旋轉(zhuǎn)式摩擦式液力變矩矩器電力式組成（普普通齒輪輪式）傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)：傳遞和改改變扭拒拒操縱機(jī)構(gòu)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)對傳傳動控制制箱體：：保護(hù)、貯貯油變速器傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)布置方案案變速器傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)有三種種分類方方法根據(jù)前進(jìn)進(jìn)擋數(shù)三擋變速速器四擋變速速器五擋變速速器多擋變速速器根據(jù)軸的的形式固定軸式式兩軸式變變速器中間軸式式變速器器雙中間軸軸式變速速器多中間軸軸式變速速器固定軸式式旋轉(zhuǎn)軸式式變速器傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)布置方方案固定軸式式應(yīng)用廣廣泛；其中兩軸軸式變速速器多用用于發(fā)動動機(jī)前置置前輪驅(qū)驅(qū)動的汽汽車上；；中間軸式式變速器器多用于于發(fā)動機(jī)機(jī)前置后后輪驅(qū)動動的汽車車上；旋轉(zhuǎn)軸式式主要用用于液力力機(jī)械式式變速器器。兩軸式變變速器的的特點(diǎn)在汽車傳傳動系中中，對于于采用發(fā)發(fā)動機(jī)前置前輪輪驅(qū)動或或發(fā)動機(jī)機(jī)后置后后輪驅(qū)動動的汽車，，由于受受總體布布置的影影響，一一般都采采用二軸軸式變速速器。(1)結(jié)結(jié)構(gòu)分析析1)兩軸軸式變速速器前進(jìn)進(jìn)擋從輸輸入軸到到輸出軸軸只有一一對齒輪輪嚙合傳傳遞動力力；倒擋擋傳遞路路線中也也只有一一個中間間齒輪，，因而機(jī)機(jī)械傳動動效率高高，噪聲聲小。2)兩軸軸式變速速器沒有有直接擋擋，因而而最高擋擋的機(jī)械械效率比比直接擋擋略低，，一擋速速比不可可能設(shè)計(jì)計(jì)得很大大。3)前進(jìn)擋擋都采用用常嚙合合斜齒輪輪，傳動動平穩(wěn)；；由同步步器換擋擋。4)同步器器既可裝裝在輸入入軸上，，也可裝裝在輸出出軸上，，整體結(jié)結(jié)構(gòu)緊湊湊。兩軸式變變速器的的特點(diǎn)圖3-1為發(fā)動動機(jī)前置置前輪驅(qū)驅(qū)動轎車車的兩軸軸式變速速器傳動動方案。。其特點(diǎn)點(diǎn)是：變速器輸輸出軸與與主減速速器主動動齒輪做做成一體體；多數(shù)方案案倒擋傳傳動常用用滑動齒齒輪，其其它擋位位均用常常嚙合齒齒輪傳動動。圖3-1f中的的倒擋齒齒輪為常常嚙合齒齒輪，并并用同步步器換擋擋；圖3-1d所示示方案的的變速器器有輔助助支承，，用來提提高軸的的剛度。。其特點(diǎn)是是：高擋同步步器布置置在輸入入軸上，，而低擋同同步器布布置在輸輸出軸上上。為提高軸軸的剛度度，增加加了中間間支承。。高擋布置置在靠近近軸的支支承中部部區(qū)域較較為合理理，在該該區(qū)域因因軸的變變形而引引起的齒齒輪偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角較小小，齒輪輪保持較較好的嚙嚙合狀態(tài)態(tài)，能提提高齒輪輪壽命。。圖3-8發(fā)發(fā)動機(jī)縱縱置時(shí)兩兩軸式變變速器結(jié)結(jié)構(gòu)圖發(fā)動機(jī)縱縱置時(shí)兩兩軸式變變速器機(jī)械式變變速器的的傳動效效率與所所選用的的傳動方方案有關(guān)關(guān)，包括括傳遞動力力時(shí)處于于工作狀狀態(tài)的齒齒輪對數(shù)數(shù)、每分分鐘轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)、傳遞遞的功率率、潤滑滑系統(tǒng)的的有效性性、齒輪輪和殼體體等零件件的制造造精度等。傳動效率率其特點(diǎn)是是：前進(jìn)檔高高擋全部部采用常常嚙合齒齒輪傳動動，換擋機(jī)構(gòu)構(gòu)全部為為同步器器，并裝裝在輸出出軸上，，同步器器布置在在輸出軸軸上；高擋常嚙合合齒輪布置置在附加變變速器殼體體內(nèi)承懸臂臂狀輸入輸輸出的軸上上。圖3-9發(fā)發(fā)動機(jī)機(jī)橫置時(shí)兩兩軸式五擋擋變速器結(jié)結(jié)構(gòu)圖發(fā)動機(jī)橫置置時(shí)兩軸式式變速器中間軸式變變速器的特特點(diǎn)在采用發(fā)動動機(jī)前置后后輪驅(qū)動的的汽車上，，廣泛使用用三軸式變變速器。它由第一軸軸（輸入軸軸）、第二二軸（輸出出軸）、中中間軸、齒齒輪變速機(jī)機(jī)構(gòu)、殼體體等組成。。中間軸式變變速器的特特點(diǎn)中間軸式變變速器傳動動方案的共共同特點(diǎn)是是：(1)設(shè)有有直接擋；；(2)一擋擋有較大的的傳動比；；(3)擋位位高的齒輪輪采用常嚙嚙合齒輪傳傳動，擋位位低的齒輪（一擋擋）可以采采用或不采采用常嚙合合齒輪傳動動；(4)除除一擋以外外，其他擋擋位采用同同步器或嚙嚙合套換擋；(5)除直直接擋以外外，其他擋擋位工作時(shí)時(shí)的傳動效效率略低。。區(qū)別為：圖3-2a、b所示示方案有四四對常嚙合合齒輪，倒倒擋用直齒齒滑動齒輪輪換擋；圖3-2c所示傳動動方案的二二、三、四四擋用常嚙嚙合齒輪傳傳動，而一一、倒擋用用直齒滑動動齒輪換擋擋。中間軸式四四擋變速器器傳動方案案示例中間軸式五五擋變速器器的特點(diǎn)圖3-3a所示方案案，除一、、倒擋用直直齒滑動齒齒輪換擋外外，其余各各擋為常嚙嚙合齒輪傳傳動。圖3-3b、、c、d所所示方案的的各前進(jìn)擋擋，均用常常嚙合齒輪輪傳動；圖圖3-3d所示方案案中的倒擋擋和超速擋擋安裝在副副箱體內(nèi)，，可以提高高軸的剛度度、減少齒齒輪磨損和和降低工作作噪聲。中間軸式六六擋變速器器傳動方案案圖3-4a所示方案案中的一擋擋、倒擋和和圖3-4b所示方方案中的倒倒擋用直齒齒滑動齒輪輪換擋，其其余各擋均均勻常嚙合合齒輪。常嚙合齒輪輪傳動的擋擋位，其換換擋方式可可以用同步步器或嚙合合套來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。同一變變速器中，，一定是擋擋位高的用用同步器換換擋，擋位位低的用嚙嚙合套換擋擋。倒擋布置方方案圖3-5為常見的倒倒擋布置方方案。圖3-5b方案的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是倒擋利利用了一擋擋齒輪，縮縮短了中間間軸的長度度。但換擋擋時(shí)有兩對對齒輪同時(shí)時(shí)進(jìn)入嚙合合，使換擋擋困難。圖圖3-5c方案能獲得得較大的倒倒擋傳動比比，缺點(diǎn)是是換擋程序序不合理。。圖3-5d方案對3-5c的缺點(diǎn)做了了修改。圖圖3-5e所示方案是是將一、倒倒擋齒輪做做成一體，，將其齒寬寬加長。圖圖3-5f所示方案案適用于全全部齒輪副副均為常嚙嚙合的齒輪輪，擋換更更為輕便。。圖3-5倒倒擋布布置方案為了縮短變變速器軸向向長度，倒倒擋傳動采采用圖3-5g所示方案。。缺點(diǎn)是一一、倒擋各各用一根變變速器撥叉叉軸，使變變速器上蓋蓋中的操縱縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜雜一些。二、零、部部件結(jié)構(gòu)方方案分析1．齒輪形形式齒輪形式：：直齒圓柱柱齒輪、斜斜齒圓柱齒齒輪兩者相比較較，斜齒圓圓柱齒輪有有使用壽命命長、工作作時(shí)噪聲低低的優(yōu)點(diǎn)；；缺點(diǎn)是制制造時(shí)稍復(fù)復(fù)雜，工作作時(shí)有軸向向力。變速器中的的常嚙合齒齒輪均采用用斜齒圓柱柱齒輪。直直齒圓柱齒齒輪僅用于于低擋和倒倒擋。2．換擋機(jī)機(jī)構(gòu)形式變速器換擋擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動齒齒輪、嚙合合套和同步步器換擋三種形形式。采用軸向滑滑動直齒齒齒輪換擋，，會在輪齒齒端面產(chǎn)生生沖擊，齒齒輪端部磨磨損加劇并并過早損壞壞，并伴隨隨著噪聲。。因此，除除一擋、倒倒擋外已很很少使用。。常嚙合齒輪輪可用移動動嚙合套換換擋。因承承受換擋沖沖擊載荷的的接合齒齒齒數(shù)多，嚙嚙合套不會會過早被損損壞，但不不能消除換換擋沖擊。。目前這種種換擋方法法只在某些些要求不高高的擋位及及重型貨車車變速器上上應(yīng)用。使用同步器器能保證換換擋迅速、、無沖擊、、無噪聲，，得到廣泛泛應(yīng)用。但但結(jié)構(gòu)復(fù)雜雜、制造精精度要求高高、軸向尺尺寸大。利用同步器器或嚙合套套換擋，其其換擋行程程要比滑動動齒輪換擋擋行程小。。3．防止自自動脫擋的的措施自動脫擋是是變速器的的主要故障障之一，一一般采取下下面的措施施越程結(jié)合或或錯位接合合掛檔方向傳動方向結(jié)合齒圈結(jié)合套齒花鍵轂跳檔方向切薄齒式斜面齒式結(jié)合齒圈結(jié)合套齒花鍵轂結(jié)合齒圈傳動方向4．變速器器軸承變速器軸承承常采用圓柱滾子軸軸承、球軸軸承、滾針針軸承、圓圓錐滾子軸軸承、滑動動軸套等。第一軸常嚙嚙合齒輪的的內(nèi)腔尺寸寸足夠時(shí)，，可布置圓圓柱滾子軸軸承，若空空間不足則則采用滾針針軸承。變速器第一一軸、第二二軸的后部部軸承以及及中間軸前前、后軸承承，按直徑徑系列一般般選用中系系列球軸承承或圓柱滾滾子軸承。。滾針軸承、、滑動軸承承套主要用用在齒輪與與軸不是固固定連接，，并要求兩兩者有相對對運(yùn)動的地地方。變速器中采采用圓錐滾滾子軸承雖雖然有直徑徑較小、寬寬度較寬因因而容量大大、可承受受高負(fù)荷等等優(yōu)點(diǎn)，但但也有需要要調(diào)整預(yù)緊緊、裝配麻麻煩、磨損損后軸易歪歪斜而影響響齒輪正確確嚙合的缺缺點(diǎn)。1、軸的支支承滾動軸承中心孔二軸支承滾動軸承滾動軸承滾動軸承4．變速器器軸承幾種軸承變速器主要要參數(shù)的選選擇1、擋數(shù)增加變速器器的擋數(shù)能能夠改善汽汽車的動力力性和經(jīng)濟(jì)濟(jì)性。擋數(shù)數(shù)越多，變變速器的結(jié)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜雜，使輪廓廓尺寸和質(zhì)質(zhì)量加大，，而且在使使用時(shí)換擋擋頻率也增增高。在最低擋傳傳動比不變變的條件下下，增加變變速器的擋擋數(shù)會使變變速器相鄰鄰的低擋與與高擋之間間的傳動比比比值減小小，使換擋擋工作容易易進(jìn)行。擋數(shù)選擇的的要求：相鄰擋位之之間的傳動動比比值在在1.8以以下。高擋區(qū)相鄰鄰擋位之間間的傳動比比比值要比比低擋區(qū)相相鄰擋位之之間的比值值小。目前，轎車車一般用4～5個擋擋位變速器器，貨車車變速器采采用4～5個擋或多多擋，多擋擋變速器多多用于重型型貨車和越越野汽車。。傳動比范圍圍變速器的傳傳動比范圍圍是指變速速器最低擋擋傳動比與與最高擋傳傳動傳動比比的比值。。傳動比范圍圍的確定與與選定的發(fā)發(fā)動機(jī)參數(shù)數(shù)、汽車的的最高車速速和使用條條件等因素素有關(guān)。目前乘用車車的傳動比比范圍在3～4.5之間，總總質(zhì)量小謝謝的商用車車在5～8之間，其其它商用車車則更大。。確定最高擋擋：超速擋：傳傳動比在0.7-0.8，有有的還設(shè)置置兩個超速速擋直接擋：傳傳動比1傳動比范圍圍確定最低擋擋：考慮3個個因素所要求的汽汽車最大爬爬坡度驅(qū)動車輪與與路面的附附著力傳動比范圍圍對于越野汽汽車，最低低擋也應(yīng)滿滿足汽車的的最低穩(wěn)定定車速vamin的要求，，即滿足中間擋位傳傳動比1、中間檔檔的傳動比比一般按照照幾何級數(shù)數(shù)排列，其其公比為：：式中，i1—發(fā)動機(jī)機(jī)最低穩(wěn)定定轉(zhuǎn)速in—分動動器低檔傳傳動比。2、高擋位位利用率高高，因此高高檔區(qū)相鄰鄰檔位傳動動比比值要要比低檔區(qū)區(qū)相鄰檔位位之間的傳傳動比比值值小。2、中心距距A對中間軸式式變速器，，中間軸與與第二軸之之間的距離離稱為變速速器中心距距A。變速器中心心距是一個個基本參數(shù)數(shù)，對變速速器的外形形尺寸、體體積和質(zhì)量量大小、輪輪齒的接觸觸強(qiáng)度有影影響。中心距越小小，輪齒的的接觸應(yīng)力力越大，齒齒輪壽命越越短。最小允許中中心距應(yīng)當(dāng)當(dāng)由保證輪輪齒有必要要的接觸強(qiáng)強(qiáng)度來確定定。初選中心距距A時(shí)，可可根據(jù)下面面的經(jīng)驗(yàn)公公式計(jì)算按按照輸出出轉(zhuǎn)矩式中，KA為中心距系系數(shù)，乘用車：KA=8.9～～9.3，，商用車：KA=8.6～～9.6，，多擋變速器器：KA=9.5～～11.0。乘用車變速速器的中心心距在60～80mm范圍內(nèi)內(nèi)變化，而商用車的的變速器中中心距在80～170mm范范圍內(nèi)變化化。3、外形尺尺寸轎車四擋變變速器殼體體的軸向尺尺寸為（3.0～3.4）A。貨車變變速器殼體體的軸向尺尺寸與擋數(shù)數(shù)有關(guān)，可可參考下列列數(shù)據(jù)選用用：四擋（（2.2～2.7）A五擋（（2.7～3.0）A六擋（（3.2～3.5）A當(dāng)變速器選選用的常嚙嚙合齒輪對對數(shù)和同步步器多時(shí)，，應(yīng)取給出出范圍的上上限。4、齒輪參參數(shù)機(jī)械式變速速器一般采采用圓柱齒齒輪，其主主要參數(shù)包包括：模數(shù)、齒數(shù)數(shù)壓力角螺旋角模數(shù)的選取取齒輪模數(shù)選選取的一般般原則：1）為了減少噪噪聲應(yīng)合理理減小模數(shù)數(shù)，同時(shí)增增加齒寬；；2）為使質(zhì)量小小些，應(yīng)該該增加模數(shù)數(shù)，同時(shí)減減少齒寬；；3）從工藝方面面考慮，各各擋齒輪應(yīng)應(yīng)該選用一一種模數(shù)；；4）從強(qiáng)度方面面考慮，各各擋齒輪應(yīng)應(yīng)有不同的的模數(shù)。對于轎車，減少工作作噪聲較為為重要，因因此模數(shù)應(yīng)應(yīng)選得小些些；對于貨車，減小質(zhì)量量比減小噪噪聲更重要要，因此模模數(shù)應(yīng)選得得大些。所選模數(shù)值值應(yīng)符合國國家標(biāo)準(zhǔn)的的規(guī)定。壓力角α壓力角較小小時(shí)，重合合度較大，，傳動平穩(wěn)穩(wěn)，噪聲較較低；壓力角較大大時(shí)，可提提高輪齒的的抗彎強(qiáng)度度和表面接接觸強(qiáng)度。。對于轎車，為了降低低噪聲，應(yīng)應(yīng)選用14.5°、、15°、、16°、、16.5°等小些些的壓力角角。對貨車，為提高齒齒輪強(qiáng)度，，應(yīng)選用22.5°°或25°°等大些的的壓力角。。國家規(guī)定的的標(biāo)準(zhǔn)壓力力角為20°，所以以普遍采用用的壓力角角為20°°。嚙合套或同同步器的壓壓力角有20°、25°、30°等，，普遍采用用30°壓壓力角。螺旋角β齒輪的螺旋旋角對齒輪工作噪噪聲、輪齒齒的強(qiáng)度和和軸向力有影響。選選用大些的螺旋旋角時(shí)，使齒輪輪嚙合的重重合度增加加，因而工工作平穩(wěn)、、噪聲降低低。試驗(yàn)證明：：隨著螺旋旋角的增大大，齒的強(qiáng)強(qiáng)度相應(yīng)提提高，但當(dāng)當(dāng)螺旋角大大于30°時(shí)，其抗彎彎強(qiáng)度驟然然下降，而而接觸強(qiáng)度度仍繼續(xù)上上升。選擇較小的的螺旋角——抗彎強(qiáng)度提高選用較大的的螺旋角———接觸強(qiáng)度提高斜齒輪傳遞遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)應(yīng)力求中間間軸上同時(shí)時(shí)工作的兩兩對齒輪產(chǎn)產(chǎn)生軸向力力平衡。須滿足下述述條件：Fa1=Fn1tanβ1Fa2=Fn2tanβ2由于T=Fn1r1=Fn2r2，為使兩軸軸向力平衡衡，必須滿滿足式中，F(xiàn)a1、Fa2軸向力；Fn1、Fn2圓周力；r1、r2為齒輪1、、2的節(jié)圓圓半徑；T為中間軸軸傳遞的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。圖3-17中間軸軸軸向力的的平衡軸向力齒寬b齒寬對變速速器的軸向向尺寸、齒齒輪工作平平穩(wěn)性、齒齒輪強(qiáng)度和和齒輪工作作時(shí)受力的的均勻程度度等均有影影響。選用較小的的齒寬可以以縮短變速速器的軸向向尺寸和減減小質(zhì)量。。但齒寬減減少使斜齒齒輪傳動平平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)被削弱，，齒輪的工工作應(yīng)力增增加。選用較大的的齒寬，工工作時(shí)會因因軸的變形形導(dǎo)致齒輪輪傾斜，使使齒輪沿齒齒寬方向受受力不均勻勻并在齒寬寬方向磨損損不均勻。。通常根據(jù)齒齒輪模數(shù)m（mn）的大小來來選定齒寬寬b：直齒：b=Kcm，Kc為齒寬系數(shù)數(shù)，取為4.5～8.0斜齒：b=Kcmn，Kc取為6.0～8.5嚙合套或同同步器接合合齒的工作作寬度初選選時(shí)可取為為（2～4））mm。第一軸常嚙嚙合齒輪副副的齒寬系系數(shù)Kc可取大些，，使接觸線線長度增加加、接觸應(yīng)應(yīng)力降低，，以提高傳傳動平穩(wěn)性性和齒輪壽壽命。對于于模模數(shù)數(shù)相相同同的的齒齒輪輪，，擋擋位位低低的的齒齒輪輪齒齒寬寬系系數(shù)數(shù)取取得得大大。。齒輪輪變變位位系系數(shù)數(shù)采用用變變位位齒齒輪輪的的原原因因：：1））配配湊湊中中心心距距；；2））提提高高齒齒輪輪的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和使使用用壽壽命命；；3））降降低低齒齒輪輪的的嚙嚙合合噪噪聲聲。。變位位齒齒輪輪主主要要有有兩兩類類：：高高度度變變位位和和角角度度變變位位。。高度度變變位位齒齒輪輪副副的的一一對對嚙嚙合合齒齒輪輪的的變變位位系系數(shù)數(shù)之之和和等等于于零零。高高度度變變位位可可增增加加小小齒齒輪輪的的齒齒根根強(qiáng)強(qiáng)度度，，使使它它達(dá)達(dá)到到和和大大齒齒輪輪強(qiáng)強(qiáng)度度接接近近的的程程度度。。角度度變變位位系系數(shù)數(shù)之之和和不不等等于于零零。角角度度變變位位可可獲獲得得良良好好的的嚙嚙合合性性能能及及傳傳動動質(zhì)質(zhì)量量指指標(biāo)標(biāo)，，故故采采用用得得較較多多。。齒輪輪變變位位系系數(shù)數(shù)的的選選擇擇原原則則變位位系系數(shù)數(shù)的的選選擇擇原原則則：：1））對對于于高擋擋齒齒輪輪，應(yīng)應(yīng)按按保保證證最大大接接觸觸強(qiáng)強(qiáng)度度和和抗抗膠膠合合及及耐耐磨磨損損最有有利利的的原原則則選選擇擇變變位位系系數(shù)數(shù)。。2））對對于于低擋擋齒齒輪輪，為為減減小小齒齒輪輪的的齒齒根根強(qiáng)強(qiáng)度度，，應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)危險(xiǎn)險(xiǎn)斷斷面面齒齒厚厚相相等等的條條件件來來選選擇擇大大、、小小齒齒輪輪的的變變位位系系數(shù)數(shù)。。3））總總變變位位系系數(shù)數(shù)越越小小，，齒齒輪輪齒齒根根抗抗彎彎強(qiáng)強(qiáng)度度越越低低。。但但易易于于吸吸收收沖沖擊擊振振動動，，噪噪聲聲要要小小一一些些。。為了了降降低低噪噪聲聲，，對對于于變變速速器器中中除除去去一一、、二二擋擋以以外外的的其其它它各各擋擋齒齒輪輪的的總總變變位位系系數(shù)數(shù)要要選選用用較較小小一一些些的的數(shù)數(shù)值值。。一般般情情況況下下，，隨隨著著擋擋位位的的降降低低，，總總變變位位系系數(shù)數(shù)應(yīng)應(yīng)該該逐逐擋擋增增大大。。一、二二擋和和倒擋擋齒輪輪，應(yīng)應(yīng)該選選用較較大的的值。。齒頂高高系數(shù)數(shù)一般齒齒輪的的齒頂頂高系系數(shù)1．0現(xiàn)代乘乘用車車多采采用齒齒頂高高系數(shù)數(shù)大于于1的的細(xì)高高齒，，增大大重合合度，，顯著著改善善強(qiáng)度度、噪噪聲、、動載載荷和和振動動等方方而均均比正正常齒齒高的的齒輪輪有,但存存在相相對滑滑動速速度大大、易易發(fā)生生輪齒齒根切切或齒齒頂變變尖短齒制制現(xiàn)在在已不不采用用5、各各擋齒齒輪齒齒數(shù)的的分配配在初選選中心心距、、齒輪輪模數(shù)數(shù)和螺螺旋角角以后后，可可根據(jù)據(jù)變速速器的的擋數(shù)數(shù)、傳傳動比比和傳傳動方方案來來分配配各擋擋齒輪輪的齒齒數(shù)。。以圖圖示四四擋變變速器器為例例，說說明分分配齒齒數(shù)的的方法法。1)．．確定定一擋擋齒輪輪的齒齒數(shù)一擋傳傳動比比（3-1））如果z7和z8的齒數(shù)數(shù)確定定了，，則z2與z1的傳動動比可可求出出。為為了求求z7、z8的齒數(shù)數(shù)，先先求其其齒數(shù)數(shù)和zh（3-2））計(jì)算后后取zh為整數(shù)數(shù)，然然后進(jìn)進(jìn)行大大、小小齒輪輪齒數(shù)數(shù)的分分配。。明確幾幾點(diǎn)：：1)盡盡可能能使各各檔齒齒輪的的齒數(shù)數(shù)比不不是整整數(shù)，，以使使齒面面磨損損均勻勻。2)在在第一一擋傳傳動比比已定定的情情況下下，第第一軸軸常嚙嚙合齒齒輪的的z2/z1的的傳動動比可可分配配小些些，使使第一一軸常常嚙合合齒輪輪的齒齒數(shù)多多些，，以便便在其其內(nèi)腔腔設(shè)置置第二二軸的的前軸軸承并并保證證有足足夠的的厚度度。3)考考慮到到殼體體上的的第一一軸軸軸孔尺尺寸的的限制制和裝裝配的的可能能性，，該齒齒輪齒齒數(shù)又又不宜宜取多多。4)傳傳動比比的確確定要要中間間軸上上小齒齒輪Z8的的最少少齒數(shù)數(shù)，還還受中中間軸軸軸徑徑尺寸寸的限限制，，即受受剛度度的限限制。。轎車中中間軸軸式變變速器器一擋擋齒輪輪齒數(shù)數(shù)z8可在在15～17之之間選選??；；貨車車z8可在在12～17之之間選選取。。一擋擋大齒齒輪齒齒數(shù)用用z7=zh-z8計(jì)算算求得得。2）．．對中中心距距A進(jìn)進(jìn)行修修正因?yàn)橛?jì)計(jì)算齒齒數(shù)和和zh后，經(jīng)經(jīng)過取取整數(shù)數(shù)使中中心距距有了了變化化，所所以應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)取定定的zh和齒輪輪變位位系數(shù)數(shù)重新新計(jì)算算中心心距A，再再以修修正后后的中中心距距A作作為各各擋齒齒輪齒齒數(shù)分分配的的依據(jù)據(jù)。3）．．確定定常嚙嚙合傳傳動齒齒輪副副的齒齒數(shù)由式（（3-1））求出出常嚙嚙合傳傳動齒齒輪的的傳動動比（3-3））常嚙合合傳動動齒輪輪中心心距和和一擋擋齒輪輪的中中心距距相等等，即即（3-4））解上述述方程程式（（3-3））和式式（3-4）求求z1與z2，，求出出的z1、、z2都應(yīng)應(yīng)取整整數(shù)；；然后核核算一一擋傳傳動比比與原原傳動動比相相差多多少，，如相相差較較大，，只要要調(diào)整整一下下齒數(shù)數(shù)即可可；最后根根據(jù)所所確定定的齒齒數(shù)，，按式式（3-4）算算出精精確的的螺旋旋角值值。4）．．確定定其它它各擋擋的齒齒數(shù)若二擋擋齒輪輪是直直齒輪輪，模模數(shù)與與一擋擋齒輪輪相同同時(shí)，，則得得（3-5））（3-6））解兩方方程式式求出出z5、z6。用取取整數(shù)數(shù)后的的z5、z6計(jì)算中中心距距，若若與中中心距距A有有偏差差，通通過齒齒輪變變位來來調(diào)整整。二擋齒齒輪是是斜齒齒輪，，螺旋旋角與與常嚙嚙合輪輪的不不同時(shí)時(shí)，由由式（（3-5））得（3-7））（3-8））此外，，從抵抵消或或減少少中間間軸上上的軸軸向力力出發(fā)發(fā)，還還必須須滿足足下列列關(guān)系系式（3-9））5）．．確定定倒擋擋齒輪輪齒數(shù)數(shù)圖3-18所示的的倒擋擋齒輪輪z10的齒數(shù)數(shù)，一一般在在21～～23之間，，初選選z10后，可可計(jì)算算出中中間軸軸與倒倒擋軸軸的中中心距距A’’為保證證倒擋擋齒輪輪的嚙嚙合和和不產(chǎn)產(chǎn)生運(yùn)運(yùn)動干干涉，，齒輪輪8和和9的的齒頂頂圓之之間應(yīng)應(yīng)保持持0.5mm以上的的間隙隙，則則齒輪輪9的的齒頂頂圓直直徑De9應(yīng)為（3-10）根據(jù)求求得的的De9，再選選擇適適當(dāng)?shù)牡凝X數(shù)數(shù)及采采用變變位齒齒輪，，使齒齒頂圓圓De9符合式式（3-10）。最后后計(jì)算算倒擋擋軸與與第二二軸的的中心心距。。變速器器齒輪輪的計(jì)計(jì)算齒輪變速器器齒輪輪失效效形式式：輪輪齒折折斷，，齒面面疲勞勞剝落落（點(diǎn)點(diǎn)蝕））、移移動換換檔齒齒輪端端部破破壞、、齒面面膠合合。輪齒折斷的的情況：當(dāng)齒輪受到到足夠大的的載荷作用用，其根部部的彎曲應(yīng)應(yīng)力超過材材料的許用用應(yīng)力時(shí)，，輪齒就會會斷裂。疲勞斷裂：：由于在重重復(fù)載荷作作用下使齒齒根受拉面面的最大應(yīng)應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)現(xiàn)疲勞裂縫縫而逐漸擴(kuò)擴(kuò)展到一定定深度后產(chǎn)產(chǎn)生的折斷斷變速器低檔小齒輪輪由于載荷大大而齒數(shù)少少、齒根較較弱，其主主要破壞形形式就是這這種彎曲疲勞斷斷裂。變速器齒輪輪的計(jì)算齒面疲勞剝剝落（點(diǎn)蝕蝕）：齒輪工作作時(shí)，一對對相互嚙合合，齒面相相互擠壓，，這使存在在齒面細(xì)小小裂縫中的的潤滑油油油壓升高，，并導(dǎo)致裂裂縫擴(kuò)展，，然后齒面面表層出現(xiàn)現(xiàn)塊狀脫落落形成齒面面點(diǎn)蝕。他他使齒形誤誤差加大，，產(chǎn)生動載載荷，導(dǎo)致致輪齒折斷斷。齒面點(diǎn)蝕是常用的高檔齒輪齒面接觸疲疲勞的破壞壞形式。變速器軸的的計(jì)算軸變速器軸承承受3個方方向的力：：切向力、、徑向力和和軸向力軸在滿足剛剛度的情況況下，軸的的強(qiáng)度一般般都能夠滿滿足在進(jìn)行軸的的剛度和強(qiáng)強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)時(shí)，欲求三三軸式變速速器第一軸軸的支承反反力，必須須先求出第第二軸的支支點(diǎn)反力每個擋位的的齒輪受力力都不一樣樣，所以每每個擋位都都應(yīng)該驗(yàn)算算如果軸的直直徑受到限限制，可以以采用把齒齒輪直接空空套在軸上上，以增大大軸的直徑徑和剛度同步器設(shè)計(jì)計(jì)三種換擋方方式直齒滑動齒齒輪換擋嚙合套同步器換擋擋直齒滑動齒齒輪換擋優(yōu)點(diǎn)：缺點(diǎn)：產(chǎn)生生沖擊，產(chǎn)產(chǎn)生噪聲，，影響齒輪輪壽命和舒舒適性。要要求駕駛員員技術(shù)較高高，采用““兩腳離合合器”同步器設(shè)計(jì)計(jì)嚙合套：要求齒輪處處于常嚙合合狀態(tài)，減減輕但是無法消除沖擊，，對駕駛技技術(shù)要求較較高。應(yīng)用：某些些要求不高高的擋位及及重型貨車車變速器上上應(yīng)用。這這是因?yàn)橹刂匦拓涇嚀鯎跷婚g的公公比較小，，則換擋機(jī)機(jī)構(gòu)連件之之間的角速速度差也小小，因此采采用嚙合套套換擋，并并且與同步步器比較還還能降低制制造成本及及減小變速速器長度。。同步器：能夠保證迅迅速、無沖沖擊、無噪噪聲換擋，，從而提高高汽車的加加速性能和和行駛安全全性能應(yīng)用：在機(jī)機(jī)械式手動動變速器中中廣泛采用用同步器設(shè)計(jì)計(jì)同步器的類類型：常壓式、慣慣性式和(慣性)增增力式，慣慣性式應(yīng)用用最廣泛按結(jié)構(gòu)分，，慣性式同同步器有：鎖銷式、、滑塊式、、鎖環(huán)式、、多片式和和多錐式幾幾種慣性式同步步器組成：摩擦元件件、鎖止元元件和彈性性元件摩擦元件使被接合的的兩部分同同步鎖止元件用于阻止同同步前強(qiáng)行行掛檔彈性元件使嚙合套等等在空檔時(shí)時(shí)保持中間間位置，又又不妨礙整整個接合和和分離過程程,保證摩摩擦元件首首先接觸。。同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖銷式同步步器同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖環(huán)式同步步器北京BJ212型汽汽車三檔變變速器中的的二、三檔檔同步器1一第一軸軸齒輪2-滑塊3一撥叉叉4一第第二軸齒輪輪5,9一鎖環(huán)6一彈簧簧圈7一花鍵毅毅8一接接合套10環(huán)槽11－三三個軸向槽槽12缺缺口同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖環(huán)式同步步器1一第一軸軸齒輪2-滑塊3一撥叉叉4一第第二軸齒輪輪5,9一鎖環(huán)6一彈簧簧圈7一花鍵毅毅8一接接合套10環(huán)槽11－三三個軸向槽槽12缺缺口同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖環(huán)式同步步器中間位置摩摩擦擦元件接觸觸1、摩擦工工作面接觸觸產(chǎn)生摩擦擦力矩。工作過程：：同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖環(huán)式同步步器鎖止位置結(jié)結(jié)合位置2、鎖環(huán)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動一角度度，鎖止，，防止接合合套前移3、摩擦力力矩增長至至同步4、慣性力力矩消失，，鎖止消失失，接合套套進(jìn)入嚙合合完成換檔檔。同步器設(shè)計(jì)計(jì)鎖環(huán)式同步步器中間位置摩摩擦元件件接觸接近尺寸b=0.2-0.3mm分度尺寸a滑塊端隙d1d2同步器設(shè)計(jì)計(jì)分度尺寸a對鎖止面面接觸面積積的影響同步器設(shè)計(jì)計(jì)同步器的主主要參數(shù)1、摩擦因因數(shù)f：主主要是選材材的問題2、同步環(huán)環(huán)主要尺寸寸螺紋槽：破破還油膜，，增加摩擦擦。螺紋頂窄則則、螺紋槽槽寬容易破破壞油膜，，但是壓力力增加，容容易磨損；；錐面半角αα：錐面半角角α越小摩摩擦力矩越越大；錐面面半角α過過小則會產(chǎn)產(chǎn)生自鎖。。其余三個尺尺寸參數(shù)：：摩擦錐面面平均半徑徑R、錐面面工作長度度b、同步步環(huán)徑向厚厚度同步器設(shè)計(jì)計(jì)同步器的主主要參數(shù)3、鎖止角角(見圖3－25)：保證證只有在換換檔的兩個個部分之間間角速度差差達(dá)到零值值才能進(jìn)行行換檔，以以后計(jì)算。。4、同步時(shí)時(shí)間t5、轉(zhuǎn)動慣慣量的計(jì)算算換檔過程中中依靠同步步器改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速的零件件統(tǒng)稱為輸入端零件件可以用能量量法計(jì)算同步器設(shè)計(jì)計(jì)5、轉(zhuǎn)動慣慣量的計(jì)算算可以用能量量法計(jì)算空套其余齒輪固固定在軸上上同步器設(shè)計(jì)計(jì)同步器的計(jì)計(jì)算同步器的計(jì)計(jì)算目的1、是確定摩擦擦錐面和鎖鎖止角的角角度，這些角度度是用來保保證在滿足足連接健角角速度完全全相等以前前不能進(jìn)行行換檔所應(yīng)應(yīng)滿足的條條件2、計(jì)算摩摩擦力矩和和同步時(shí)間間同步器設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算摩擦力力矩和同步步時(shí)間同步器設(shè)計(jì)計(jì)是確定摩擦擦錐面和鎖鎖止角的角角度精確條件近似條件，，教材3－－24思考：鎖止止角β取大大些或取小小些，各會會造成什么么結(jié)果？變速器操縱縱機(jī)構(gòu)功能：完成選擋擋和實(shí)現(xiàn)換換擋或退到到空擋的工工作主要要求：換擋時(shí)只能能掛入一個個擋位：有有互鎖裝置換擋后應(yīng)使使齒輪在全全齒長上嚙嚙合：有自鎖裝置防止自動脫脫擋或自動動掛擋：有有自鎖裝置防止誤掛倒倒擋：有倒擋自鎖換擋輕便:機(jī)械－氣氣動和電控控－氣動，變速器操縱縱機(jī)構(gòu)直接操縱手手動換擋變變速器，見見圖3－10應(yīng)用：當(dāng)變變速器布置置在駕駛員員座椅附近近。布置方案：：將變速桿桿直接安裝裝在變速器器上，并依依靠駕駛員員手力和通通過變速桿桿直接完成