【全套帶圖】五菱LZW1010P手動變速器設(shè)計

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購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 摘 要 汽車變速器是汽車總成部件中的重要組成部分，是主要的傳動系統(tǒng)。變速器的結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、經(jīng)濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。 本次設(shè)計主要是依據(jù) 五菱 有關(guān)參數(shù)，通過變速器各部分參數(shù)的選擇和計算，設(shè)計出一種基本符合要求的手動變速器。 研究的基本內(nèi)容為：變速器傳動機構(gòu)布置方案，變速器各擋傳動比的分配，變速器齒輪參數(shù)選擇，變速器各擋齒輪齒數(shù)分配，變速器齒輪設(shè)計計算，變速器軸和軸承的設(shè)計計算，同步器和操縱機構(gòu)及箱體的設(shè)計，利用 件繪制裝配圖 和零件圖等八項內(nèi)容。在設(shè)計過程中主要需解決的問題有：變速器 各 參數(shù)的確定，變速 器齒輪的設(shè)計、計算及校核，變速器軸的設(shè)計、計算及校核和軸承的校核 計算，同步器和操縱機構(gòu)及箱體的設(shè)計以及繪制裝配圖及零件圖五大主要問題。 關(guān)鍵詞： 變速器 ； 傳動比 ； 參數(shù) ； 設(shè)計計算 ； 校核 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 下載文檔送對應的 紙 14951605 或 1304139763 in of an of of of of a on is on of of to of a on of of of of of AD of to be of of of of of 紙 咨詢 14951605 目 錄 摘要 ......................................................................................................................................... I ................................................................................................................................ 1章 緒論 ....................................................................................................................... 1 車變速器概述 ....................................................................................................... 1 車變速器設(shè)計的目的和意義 ................................................................................ 1 車變速器國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ....................................................................... 2 速器國內(nèi)外的現(xiàn)狀 ................................................................................... 2 車變速器的發(fā)展趨勢 ............................................................................... 3 動變速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容 ................................................................... 3 動變速器的特點 ....................................................................................... 3 動變速器的設(shè)計要求 ............................................................................... 4 計的主要內(nèi)容 ............................................................................................ 4 第 2章 變速器傳動機構(gòu)布置方案確定 .................................................................... 6 計所依據(jù)的主要技術(shù)參數(shù) .................................................................................... 6 速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和形式選擇 ............................................................... 6 軸式變速器的特點分析 ............................................................................ 7 間軸式變速器特點分析 ........................................................................... 7 擋布置方案分析 ....................................................................................... 8 動機構(gòu)布置的其他問題 ........................................................................... 9 部件結(jié)構(gòu)方案分析 ............................................................................................. 10 輪形式 ..................................................................................................... 10 擋機構(gòu)形式 ............................................................................................. 10 止自動脫擋的結(jié)構(gòu) ................................................................................. 11 速器軸承 ................................................................................................. 11 設(shè)計所采用的傳動機構(gòu)布置方案 ..................................................................... 11 章小結(jié) ................................................................................................................. 12 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 第 3章 變速器主要參數(shù)的選擇和齒數(shù)分配 ......................................................... 13 速器各擋傳動比的確定 ..................................................................................... 13 速器最低擋傳動比的確定 ..................................................................... 13 速器其他各擋傳動比的確定 ................................................................. 14 心距的確定 .......................................................................................................... 14 速器外形尺寸的初選 .......................................................................................... 15 速器齒輪參數(shù)的選擇 ......................................................................................... 15 數(shù) .............................................................................................................. 15 形、壓力角及螺旋角 ............................................................................. 16 寬 ............................................................................................................. 16 頂高系數(shù) ................................................................................................. 17 速器各擋齒輪齒數(shù)的分配 ................................................................................. 17 定一擋齒輪的 齒數(shù) ............................................................................... 17 中心距進行修正 ..................................................................................... 18 定常嚙合齒輪的齒數(shù) ............................................................................. 19 定其他各擋齒輪的齒數(shù) ......................................................................... 20 章小結(jié) ................................................................................................................. 23 第 4章 變速器齒輪的設(shè)計 計算 ................................................................................ 24 速器齒輪的幾何尺寸計算 .................................................................................. 24 算變速器各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速 ............................................................................. 24 輪的強度計算和材料選擇 ................................................................................. 25 輪損壞的原因和形式 ............................................................................. 25 輪的材料選擇 ......................................................................................... 26 輪的強度計算 ......................................................................................... 27 章小結(jié) ................................................................................................................. 38 第 5章 變速器軸和軸承的設(shè)計計算 ....................................................................... 39 選變速器軸的軸徑和軸長 .................................................................................. 39 的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ......................................................................................................... 40 速器軸的強度計算 ............................................................................................. 40 輪和軸上的受力計算 .............................................................................. 40 的強度計算 ............................................................................................. 41 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 的剛度計算 ............................................................................................. 46 速器軸承的選擇和校核 ...................................................................................... 49 一軸軸承的選擇和校核 ......................................................................... 49 二軸軸承的選擇和校核 ......................................................................... 50 間軸軸承的選擇和校核 ......................................................................... 51 章小結(jié) ................................................................................................................. 52 第 6章 同步器和操縱機構(gòu)的設(shè)計選用 .................................................................. 53 步器的設(shè)計選用 ................................................................................................. 53 環(huán)式同步器 ............................................................................................. 53 銷式同步器 ............................................................................................. 54 環(huán)式同步器主要尺寸的確定 ................................................................. 55 步器主 要參數(shù)的確定 ............................................................................. 56 速器操縱機構(gòu)的設(shè)計選用 ................................................................................. 58 速器操縱機構(gòu)的分類 ............................................................................. 58 速器常用操縱機 構(gòu)分析 ......................................................................... 59 速器箱體的設(shè)計 ................................................................................................. 60 章小結(jié) ................................................................................................................. 61 結(jié)論 ...................................................................................................................................... 62 參考文獻 ............................................................................................................................ 63 致謝 ...................................................................................................................................... 64 附錄 ...................................................................................................................................... 65 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 1 第 1章 緒 論 車變速器概述 變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動 機曲軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應汽車在起步、加速、行 駛 以及克服各種道路障礙等不同行 駛 條件下 ， 對驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。用變速器轉(zhuǎn)變發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的必要性在于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩 1]。 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內(nèi)燃機的最低穩(wěn)定車速是難以達到的。變速器的倒 擋 使 汽車能倒退行 駛 ；其空 擋 使 汽車在啟動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機和傳動系分離。 變速器按其傳動比的改變方式可分為有級、無級和綜合式的。有級變速器按其前進 擋 的 擋 位數(shù) 分為三、四、五 擋 和多 擋 的；而按其軸中心線的位置又可分為固定軸線式、旋轉(zhuǎn)軸線式和綜合式的。固定軸式變速器又分為兩軸式、三軸式和多軸式的。變速器按其操縱方式又可分為自動式、半自動式、預選式、指令式、直接操縱式和遠距離操縱式 [2]。 變速器的結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、經(jīng)濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動機的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經(jīng)濟性；采用自鎖及互鎖裝置，倒 擋 安全裝置，對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，不跳 擋 、亂 擋 、自動脫 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、工藝水平的關(guān)鍵。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，增力式同步器，雙 、 中間軸變速器，后置常嚙合傳動齒輪、短第二軸的變速器，各種自動、半自動以及電子控制的自動換 擋 機構(gòu)等新結(jié)構(gòu)也相繼問世。 變速器多采用飛濺潤滑，重型汽車有時強制潤滑第一、二軸軸承等。 變速器都裝有單向的通氣閥以防殼內(nèi)空氣熱脹而漏油及潤滑油氧化。殼底放油塞多放置磁鐵以吸附油內(nèi)鐵屑。 現(xiàn)代汽車上廣 泛采用內(nèi)燃機作為動力源，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍很小，而復雜的 使 用條件要求汽車的驅(qū)動力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾，在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了變速器，用來改變傳動比，擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 2 適應經(jīng)常變化的行 駛 條件，如起步、加速、上坡等，同時 使 發(fā)動機在最有利的工況范圍下工作；在發(fā)動機旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下， 使 汽車能倒退行 駛 ；利用空 擋 ，中斷動力傳遞，以 使 發(fā)動機能夠起動、怠速，并便于變速器換 擋 或進行動力輸出。變速器設(shè)計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，可以提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，保證發(fā)動機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)計的變速器能和整車具有很好的匹配性。 車變速器國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 速器國內(nèi)外的現(xiàn)狀 早期的汽車傳動系，從發(fā)動機到車輪之間的動力傳動形式是很簡單的。 1892 年法國制造出第一輛帶有變速器的汽車。 1921 年英國人赫伯特 ·福魯特采用耐用的摩擦材料進一步完善 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)歷了幾個發(fā)展階段，主要為： 1、手動變速器 手動變速器主要采用齒輪傳動的降速原理。變速器內(nèi)有多組傳動比不同的齒輪副，而汽車行 駛 時的換 擋 工作，也就是通過操縱機構(gòu) 使 變速器內(nèi)的不同的齒輪副工作。手動變速器又稱手動齒輪式變速器，含有可以在軸向滑動的齒輪，通過不同齒輪的嚙合達到變速變矩的目的 [3]。手動變速器的換 擋 操作可以完全遵從駕 駛 者的意志，且結(jié)構(gòu)簡單、故障率相對較低、價廉物美。 2、自動變速器 自 動變速器是根據(jù)車速和負荷（油門踏板的行程）來進行雙參數(shù)控制， 擋 位根據(jù)上面的兩個參數(shù)來自動升降。自動變速器與手動變速器的共同點，就是二者都屬于有級式變速器，只不過自動變速器可以根據(jù)車速的快慢來自動實現(xiàn)換 擋 ，可以消除手動變速器 ―頓挫 ‖的換 擋 感覺。 自動變速器是由液力變矩器、行星齒輪和液壓操縱機構(gòu)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩的目的。 3、無級變速器 無級變速器又稱為連續(xù)變速式無級變速器。這種變速器與一般齒輪式自動變速器的最大區(qū)別，是它省去了復雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進行變 速傳動。無級變速器結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復雜的行星齒輪組，主要靠主動輪、從動輪和傳動帶來購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 3 實現(xiàn)速比的無級變化 [4]。 4、無限變速式機械無級變速器 （ 無限變速式機械無級變速器與其它自動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)動機動力傳遞給變速器，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、不需要工藝復雜造價高昂的金屬傳送帶、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等一系列優(yōu)點，加上傳遞扭矩大，長時間 使 用也不會過度發(fā)熱，不但 使 用于轎車，也 使 用于越野車，是一種新型變速器。 車變速器的發(fā)展趨勢 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)水平的一個重要依據(jù)?，F(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展趨勢，是向著可調(diào)自動變速器或無級變速器的方向發(fā)展。 自動變速器多 擋 化雖能擴大自動變速的范圍，但它并非安全迅速。理想的無級變速器是在整個傳動范圍內(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)律自動變速。無級化是對自動變速器的理想追求。 現(xiàn)代無 級變速器傳動效率提高，變速反應快、油耗低。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，變速器的自動控制進一步完善，在各種 使 用工況下能實現(xiàn)發(fā)動機與傳動系的最佳匹配，控制更加精確、有效，性能價格比大大提高。無級變速器裝有自動控制裝置，行車中可以根據(jù)車速自動調(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。其不足之處在于價格昂貴、維修費用很高，而且 使 用起來比手動 擋 車費油，尤其是低速行 駛 或堵車中走走停停時，更會增大油耗 [5]。 當今世界各大汽車公司對無級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)的進一步完善，電子控制式的 無級變速器可望得到廣泛的發(fā)展和應用。 動變速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容 動變速器的特點 手動變速器的 擋 數(shù)通常在 6 擋 以下，當 擋 數(shù)超過 6 擋 時，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。目前，乘用車一般采用 4 位的變速器。發(fā)動機排量大的乘用車多用 5 個 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 [6]。 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 的場合的超速 擋 ，購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 4 超速 擋 的傳動比小于 1。采用超速 擋 ，可以提高汽車的燃油經(jīng)濟性。但是如果發(fā)動機功率不高，則超速 擋 使 用頻率很低，節(jié)油效果不顯著，甚至影響汽車的動力性。 從傳動機構(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用。其中，兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的汽車上。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，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 的傳動效率高，磨損及噪聲也最小，因為直接 擋 的利用率要高于其它 擋 位，因此提高了變速器的 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 仍有較大的傳動比； 擋 位高的齒輪采用長嚙合齒輪傳動， 擋 位低的齒輪可以采用或不采用長嚙合齒輪傳動；多數(shù)傳動方案中除一 擋 以外的其它 擋 位的換 擋 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。 手動變速器的發(fā)展趨勢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的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍微復雜且在工作時有軸向力。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。當然，常嚙合齒輪副的增多將導致旋轉(zhuǎn)部分總慣性力矩的增大。 動變速器的設(shè)計要求 1、 正確選擇變速器的 擋 位數(shù)和傳動比， 使 其和發(fā)動機參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性； 2、 設(shè)置空 擋 以保證 汽車在必要時能將發(fā)動機和傳動系長時間分離，設(shè)置倒 擋 使 汽車能倒退行 駛 ； 3、 操縱簡單、方便、迅速、省力； 4、 傳動效率高，工作平穩(wěn)、無噪聲； 5、體積小、質(zhì)量輕、承載能力強，工作可靠； 6、 制造容易、成本低廉、維修方便、 使 用壽命長； 7、 貫徹零件標準化、部件通用化及總成系列化等設(shè)計要求，遵守有關(guān)標準規(guī)定； 8、 需要時應設(shè)置動力輸出裝置。 本次設(shè)計主要是依據(jù) 五菱 有關(guān)參數(shù)，通過變速器各部分參數(shù)的選擇和計算，設(shè)計出一種基本符合要求的手動變速器。本文主要完成 下面一些主要工作 ： 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 5 1、 參數(shù)計算。包括變速器傳動比計算、中心距計算、齒輪參數(shù)計算、各 擋 齒輪齒數(shù)的分配； 2、變速器齒輪設(shè)計計算。 變速器齒輪幾何尺寸計算；變速器齒輪的強度計算及材料選擇；計算各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速；齒輪強度計算及檢驗； 3、 變速器軸設(shè)計計算。包括各軸直徑及長度計算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的強度計算、軸的加工工藝分析； 4、 變速器軸承的選擇及校核； 5、 同步器的設(shè)計選用和參數(shù)選擇； 6、 變速器操縱機構(gòu)的設(shè)計選用； 7、 變速器箱體的設(shè)計。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 6 第 2章 變速器傳動機構(gòu)布置方案確定 的主要技術(shù)參數(shù) 本設(shè)計是根據(jù) 五菱 型車 的技術(shù)參數(shù)來設(shè)計一種輕 型貨 汽 車變速器，其具體參數(shù)如表 表 菱 主要技術(shù)參數(shù) 型號 動機額定功率 (廓尺寸 (長 ×寬 ×高 ) 3500/1395/1690 發(fā)動機最大扭矩 ((3000～ 3500r/距 (前 )(1214 滿載軸荷 前 (678 輪距 (后 )(1190 后 (852 軸 距 (2010 官方油耗 (L/100高車速 (km/h) 95 載質(zhì)量 (640 最大爬坡度 (%) 12 整車整備質(zhì)量 ( 輪胎規(guī)格 215/70載總重 (1450 速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析和形式選擇 有級變速器與無級的相比，其結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉，具有高的傳動效率（ η=因此在各種類型的汽車上均得到了廣泛的應用。 通常，有級變速器具有三個、四個、五個前進 擋 ；重型載貨汽車和重型越野車則采用多 擋 變速器，其前進 擋 位數(shù)多大 6～ 16 個甚至 20 個。變速器 擋 位的增多可提高發(fā)動機的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟性和平均車速，從而可提高汽車的運輸效率，降低運輸成本。但 擋 位數(shù)的增多也 使 變速器的尺寸及質(zhì)量增大，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本提高，操縱也復雜。 某些轎車和貨車的變速器，采用僅在良好的路面和空載行 駛 時才 使 用的超速 擋 。采用傳動比小于 1（約為 超速 擋 ，可充分地利用發(fā)動機功率，降低單位行駛 里程的發(fā)動機曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會減少發(fā)動機的磨損，降低燃料消耗。但與傳動比為 1 的直接 擋 比較，采用超速 擋 會降低傳動效率。 有級變速器的傳動效率與所選用的傳動 方案有關(guān)，包括傳遞動力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 7 兩軸式和三軸式變速器都得到了廣泛的應用。 與中間軸式變速器相比較，兩軸式變速器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且除最高 擋 外其他各 擋的傳動效率高、噪聲低。轎車多采用前置發(fā)動機前輪驅(qū)動的布置，因為這種布置 使 汽車的動力 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 傳動系的結(jié)構(gòu)簡單。兩軸式變速器沒有直接 擋 ，因此在高 擋 工作時，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 。 如圖 c 所示為發(fā)動機前置前輪驅(qū)動轎車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；多數(shù)方案的倒 擋 傳動常用滑動齒輪，其它 擋 位均用常嚙合齒輪傳動。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 軸式變速器傳動方案 間軸式變速器特點分析 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)軸承支承在發(fā)動機的 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。 如圖 d 所示為中間軸式變速器的傳動方案，其中 a～ b 為中間軸式五 擋 變速器， c～ d 為中間軸式六 擋 變速器的傳動方案。中間軸式變速器的共同特點為：變速器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 的利用率要高于其他 擋 位，因而提高了變速器的 使 用壽 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 8 圖 間軸式變速器傳動方案 命；在其他前進 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（中心距）不大的條件下，一 擋 仍然有較大的傳動比； 擋 位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動， 擋 位低的齒輪可以不采用常嚙合齒輪傳動；多數(shù)傳動方案件中除一 擋 以外的其他 擋 位的換 擋 機構(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，中間軸式變速器的傳動效率略有降低，這是它的缺點。 以上各方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的 擋 位，其換 擋 形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 擋 布置方案分析 如圖 示為常見的倒 擋 布置方案。圖 案的優(yōu)點是倒 擋 利用了一 擋 齒輪，縮短了中間軸的長度。但換 擋 時有兩對齒輪同時 進入嚙合， 使 換 擋 困難。圖 案能獲得較大的倒 擋 傳動比，缺點是換 擋 程序不合理。圖 案對 缺點做了修改。圖 示方案是將一、倒 擋 齒輪做成一體，將其齒寬加長。圖 方案適用 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 9 圖 擋 布置方案 于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪， 擋 換更為輕便。 為了縮短變速器軸向長度，有的貨車倒 擋 傳動采用圖 示方案；其缺點是一、倒 擋 各用一根變速器撥叉軸， 使 變速器上蓋中的操縱機構(gòu)復雜一些。 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增大，并導致變速器軸產(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 ，都應當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 時設(shè)有一個掛倒 擋 時需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕 駛 員注意。 常用 擋 位的齒輪因接觸應力過高而易造成表面點蝕損壞。將高 擋 布置在靠近軸的兩端支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪可保持較好的嚙合狀態(tài)，以減少偏載并提高齒輪壽命 [7]。 某些汽車的變速器有僅在好路或空車行 駛 時才 使 用的超速 擋 。 使 用傳動比小于 1的超速 擋 ，能夠更充分的利用發(fā)動機的功率， 使 汽車行 駛 1需發(fā)動機曲軸的總轉(zhuǎn)數(shù)減少，因而有助于減少發(fā)動機磨損和降低燃料消耗。但是與直接 擋 比較， 使 用超速擋 會 使 傳動效率降低、工作噪聲 增加。 購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 10 機械式變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力時處于工作狀態(tài)的齒輪對數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪和殼體等零件的制造精度等 [8]。 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；缺點是制造時稍有復雜，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 常嚙合齒輪數(shù)增加，并導致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增大。直齒圓柱齒輪 僅用于低 擋 和倒 擋 。 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)動齒輪有不同的角度，所以用軸向滑動直齒齒輪方式換 擋 ，會在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，并伴隨噪聲。這不僅 使 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 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）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、拆裝與維修工作皆容易，并能減小變速器旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩，但除一 擋 、倒 擋 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 沖擊載荷的接合齒數(shù)多，而輪齒又不參與換 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 員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪， 使 變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大。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 ，并且與同步器比較還有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、能夠減低制造成本及減小變速器長度等優(yōu)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，雖然它有結(jié)構(gòu)復雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛應用。利用同步器換 擋 ，其換 擋 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。為了操縱方便發(fā)，要求換入不同 擋 位的變速桿行程應盡可能一樣，購買文檔送全套 紙 咨詢 14951605 11 如利用同步器或嚙合 套換 擋 ，就很容易實現(xiàn)這一點。 止自動脫 擋 的結(jié)構(gòu) 圖 止自動脫 擋 的結(jié)構(gòu)措施 自動脫 擋 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等原因，都會導致自動脫 擋 。為解決這個問題，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開，如圖 示。這樣在嚙合時， 使 接合齒端部超過被接合齒的 1～ 3使 用中兩齒接觸部分受到擠壓同時磨損，并在接合齒端部形成凸肩，可用來阻止接合齒自動脫 擋 。 2、將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄇ?下 這樣，換 擋 后嚙合套的后端面被后齒圈