HGC1050輕型商用車變速器設(shè)計【中間軸式五擋手動五檔變速器】【7張CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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B07-2指導(dǎo)教師姓名蘇清源職稱副教授從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱HGC1050輕型商用車變速器設(shè)計一、設(shè)計（論文）目的、意義隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器設(shè)計是汽車設(shè)計中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，對輕型商用車而言，其設(shè)計意義更為明顯。在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價汽車的一個重要指標(biāo)，而變速器的設(shè)計如果不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大。通過本題目的設(shè)計，學(xué)生可綜合運用汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚?、汽車設(shè)計、機(jī)械設(shè)計、液壓傳動等課程的知識，達(dá)到綜合訓(xùn)練的效果。由于本題目模擬工程一線實際情況，學(xué)生通過畢業(yè)設(shè)計可與工程實踐直接接觸，從而可以提高學(xué)生解決實際問題的能力。二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法）本次設(shè)計主要是通過查閱近幾年來有關(guān)國內(nèi)外變速器設(shè)計的文獻(xiàn)資料，結(jié)合所學(xué)專業(yè)知識進(jìn)行設(shè)計。通過比較不同方案和方法選取最佳方案進(jìn)行設(shè)計，計算變速器的齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù)并對其進(jìn)行校核計算；同時對同步器、換擋操縱機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)件進(jìn)行分析計算；另外，對現(xiàn)有傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)、完善。然后利用計算機(jī)輔助繪圖畫出裝配圖和零件圖，并輔之以說明書。三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果（一）計算說明部分 1、各檔位傳動比及計算依據(jù)； 2、輸入軸、中間軸、輸出軸強(qiáng)度校核；3、齒輪參數(shù)的計算選擇； 4、設(shè)計計算說明書。（二）圖紙部分1、整體裝配圖 A0 一張； 2、輸入軸、輸出軸、中間軸零件圖 A1 三張； 3、其他重要零件圖合計A0 一張 四、進(jìn)度安排1、第1-2周 調(diào)研、開題報告2、第3周 各檔位傳動比計算及常嚙齒輪齒數(shù)分配3、第4周 各檔位齒輪設(shè)計計算及輸入軸、輸出軸的設(shè)計及校核4、第5-6周 變速器操縱機(jī)構(gòu)及箱體設(shè)計5、第7周 裝配圖設(shè)計繪制6、第8周 中期檢查6、第9第10周 完成裝配圖圖7、第11-12周 完成零件圖8、第12周 完成設(shè)計說明書9、第13周 設(shè)計審核、修改10、第14周 畢業(yè)設(shè)計(論文)修改 11、第15周 畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱或預(yù)審12、第16周 畢業(yè)設(shè)計(論文)修改。13、第17周 畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯五、參考文獻(xiàn)1 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊) M.北京：人民交通出版社，19942 高維山.變速器M.北京：人民交通出版社，19903 劉海江，于信匯，沈斌.汽車齒輪M.上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1997 4 孫恒，傅則紹.機(jī)械原理M.北京：高等教育出版社，19905 余志生.汽車?yán)碚揗.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20006 蔡炳炎，徐勇，林寧.機(jī)械式汽車變速器的速比配置分析J.機(jī)械研究與應(yīng)用 2005-047 王望予.汽車設(shè)計（第四版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20048 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京：清華人學(xué)出版社，20019 徐 灝.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991 10相關(guān)汽車專業(yè)網(wǎng)站六、備注指導(dǎo)教師簽字：年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告設(shè)計（論文）題目: HGC1050輕型商用車變速器設(shè)計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-2班 學(xué) 生 姓 名: 張 露 導(dǎo) 師 姓 名: 蘇清源 開 題 時 間: 2011-02-28 指導(dǎo)委員會審查意見： 簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告學(xué)生姓名張露系部汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)、班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師姓名蘇清源職稱副教授從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱HGC1050輕型商用車變速器設(shè)計一、課題研究現(xiàn)狀、選題目的和意義1.課題研究現(xiàn)狀汽車變速器作為汽車傳動系統(tǒng)中的主要變速機(jī)構(gòu)，它的發(fā)展經(jīng)歷了100多年，隨著汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展，汽車變速器技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生了很大的變化。它通過改變轉(zhuǎn)速比，從而改變傳動扭矩比，與發(fā)動機(jī)配合工作。鑒于變速器重要的變速功能，其結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、換擋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的影響，所以它也是影響整車性能的重要因素之一，因此變速器的質(zhì)量一直也是汽車行業(yè)競爭的焦點，對變速器的研究開發(fā)也越來越顯得舉足輕重。中國要成為汽車強(qiáng)國，首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分動力總成，仍是國內(nèi)一直沒有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。在發(fā)動機(jī)發(fā)展了數(shù)十年之后，變速器，尤其是自動變速器成為了制約國內(nèi)動力總成技術(shù)發(fā)展的重要因素。幾乎所有的自主整車企業(yè)都在對自動變速器進(jìn)行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)都比較簡單，技術(shù)很落后，換檔平順性和經(jīng)濟(jì)性都讓人難以滿意。以AT(液力自動變速器)為例，國內(nèi)汽車企業(yè)研究時間較長的是4擋AT，因為布置方案等技術(shù)困難，以及AT對生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制的要求也是難以具備的，至今尚做不出成熟產(chǎn)品。這些因素同樣體現(xiàn)在構(gòu)造特殊的CVT(機(jī)械無級自動變速器)上面。而對于AMT(電控機(jī)械自動變速器)、DCT(雙離合變速器)，最大的技術(shù)難點是在于軟體發(fā)展和控制。在制造方面，部分可以延續(xù)手動變速器的齒軸生產(chǎn)設(shè)備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內(nèi)，自動變速箱基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術(shù)，市場競爭還處在手動變速器和自動變速器之間，中國的變速箱發(fā)展同國際水平差距很大，尚處在初級階段。國內(nèi)手動變速器的技術(shù)在國際上也較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動變速器的設(shè)備和能力，但普遍以5檔手動變速箱為主，對于5 檔以上的產(chǎn)品，還得借助一些國外技術(shù)進(jìn)行研究，并且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或多或少還存在齒輪敲擊嘯叫噪音、換檔性能低下等問題?？梢哉f，目前國內(nèi)的手動變速器在制造或研發(fā)方面處于尚未成熟的階段。從國際變速器市場看，不同區(qū)域的變速器裝配情況也不一樣。幾年前出現(xiàn)的雙離合變速器（DCT），結(jié)合了手動變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性、運動性和自動變速器的方便舒適性。世界范圍內(nèi)在對其進(jìn)行大規(guī)模研究和制造，北美已經(jīng)開始在注重舒適性的同時，尋求可以降低油耗的方案，DCT便是很好解決方案之一，而且4擋AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，其將被6擋AT或者是更多檔位的AT或者是DCT代替；而在歐洲市場，DCT顯示出了更為流行和普遍的趨勢，依靠現(xiàn)成的手動變速器生產(chǎn)設(shè)施和條件，DCT在歐洲已經(jīng)被大量生產(chǎn)。由于DCT比AT節(jié)約大約10%油耗，今后其會逐漸占據(jù)一部分原有的手動變速器和AT的市場?？梢奃CT的出現(xiàn)在一定程度上改變了目前的市場格局。未來短期，全球的變速箱市場競爭主要會在各種自動變速器（AT、CVT、和DCT）間展開。目前全球汽車產(chǎn)量平均以每年3.5的速度遞增，預(yù)計至2015 年全球輕型汽車產(chǎn)量將至少達(dá)到8900萬輛。隨著輕型汽車的產(chǎn)量增加，手動變速器和行星齒輪自動變速器的產(chǎn)量預(yù)計也將隨之增加，但都將會被AMT(自動變速器) 和CVT(無極變速器) 侵占一部分市場份額。從商用車的特性上來說，機(jī)械式變速器的功用是其他變速器所不能替代的。其載貨量大，需要大功率的發(fā)動機(jī)和大轉(zhuǎn)矩變速器，采用一檔或二檔起步，在起步時才會有足夠的牽引力量將車帶動。特別是在滿載爬坡時，機(jī)械式變速器的特點就非常明顯。相對其他新型變速器而言，操作簡便的優(yōu)點使用時仍然無法和動力性好這些特點相媲美。隨著生活水平的提高，現(xiàn)在很多農(nóng)戶和小企業(yè)會根據(jù)自身需要和經(jīng)濟(jì)狀況選擇購買一輛經(jīng)濟(jì)適用的輕型貨車作為運輸車，機(jī)械式變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟(jì)性貨車廠家，而且經(jīng)濟(jì)實用型輕型貨車的銷量在貨車市場一直都不錯，輕型貨車基本上都是5檔機(jī)械式變速器。由此可見對輕型貨車的變速器的研究還是很有必要的。眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械式變速器有很多缺點，比如換擋沖擊大，體積大，振動噪聲大和操縱復(fù)雜沉重等。但是它也有很多優(yōu)點，例如傳動效率高，工作可靠，使用壽命長，制造工藝成熟和成本低廉等。就目前市場希求和適用角度來看，作為在中國適用性最為廣泛的汽車變速器，依然會較長一段時間內(nèi)發(fā)揮其不可替代的作用，因此有必要對其作進(jìn)一步的研究。2.選題的目的和意義汽車變速器用來改變發(fā)動機(jī)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，同時是發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。手動變速器在我國應(yīng)用十分廣泛，通過對手動變速器的設(shè)計，讓我充分了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計過程，鍛煉本人的動手能力、獨立思考能力和繪圖能力，使其變速器的學(xué)習(xí)具有一定的實際意義。在汽車開發(fā)過程中變速器參數(shù)的選擇十分重要，因為它們關(guān)系到車輛的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。如不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系，當(dāng)車速低于最高車速時，驅(qū)動力大于行駛阻力，這樣汽車就可以利用剩余的驅(qū)動力加速或爬坡，這些都與變速器的參數(shù)有關(guān)。通過對手動變速器的設(shè)計讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過程和優(yōu)化過程。汽車變速器的設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計的關(guān)鍵是綜合考慮車輛的平順性、動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求，這就對變速器設(shè)計人員提出較高的要求。采用AutoCAD 繪制二維平面圖，對變速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，能夠大大提高設(shè)計的效率和質(zhì)量。為了滿足往復(fù)活塞式發(fā)動機(jī)的工作特性，滿足消費者對汽車高性能、安全、可靠、舒適性的需求，所以對變速器的性能要求也更高。手動變速器有成本低、可靠性高、維護(hù)簡便的特點。隨著人們汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車變速器作為整車的一個關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對整車的安全及整車性能的影響越來越大，因而對汽車變速器進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計是非常必要的?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，因此，在汽車傳動系中設(shè)置了變速器和主減速器，以達(dá)到減速增矩的目的，所以設(shè)計出合理的變速器對于汽車整體性能的提高具有實際的意義。二、設(shè)計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題1. 研究的基本內(nèi)容（1）研究的目的意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在的問題及發(fā)展趨勢；（2）變速器傳動機(jī)構(gòu)方案的選擇；（3）變速器參數(shù)的確定；（4）變速器軸和齒輪的校核； （5）變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計；（6）變速器箱體的設(shè)計。 2. 擬解決的主要問題（1）確定各檔傳動比；（2）齒輪參數(shù)的計算校核；（3）同步器的設(shè)計計算；（5）操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算；（6）軸承的計算校核；（7）變速器箱體的設(shè)計計算。三、技術(shù)路線（研究方法） 中間軸式五檔變速器簡圖變速器傳動機(jī)構(gòu)方案的選擇檔數(shù)和傳動比的分析計算變速器參數(shù)的確定軸承的計算校核計算是否滿足要求同步器形式的選擇箱體的設(shè)計撰寫說明書繪裝配圖和零件圖齒輪齒數(shù)及齒輪參數(shù)的計算是否分析任務(wù)書、查閱資料倒檔機(jī)構(gòu)的計算操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算中心距四、進(jìn)度安排1、調(diào)研、開題報告 第1-2周（02.2803.13） 2、各檔位傳動比計算及常嚙齒輪齒數(shù)分配 第3周 (03.1403.20) 3、各檔位齒輪設(shè)計計算及輸入軸、輸出軸的設(shè)計及校核 第4周 (03.2103.27) 4、變速器操縱機(jī)構(gòu)及箱體設(shè)計 第5-6周 (03.2804.10) 5、裝配圖設(shè)計繪制 第7周 (04.1104.17) 6、中期檢查第8周 (04.1804.24) 7、完成裝配圖圖 第9第10周 (04.2505.08) 8、完成零件圖 第11周 (05.0905.15) 9、完成設(shè)計說明書 第12周 (05.1605.22) 10、設(shè)計審核、修改 第13周 (05.2305.29) 11、畢業(yè)設(shè)計(論文)修改 第14周 (05.3006.05) 12、畢業(yè)設(shè)計(論文)評閱教師評閱或預(yù)審 第15周 (06.0606.12) 13、畢業(yè)設(shè)計(論文)修改 第16周 (06.1306.19) 14、畢業(yè)設(shè)計答辯準(zhǔn)備及答辯 第17周 (06.2006.26) 五、參考文獻(xiàn)1 陳家瑞.汽車構(gòu)造(上，下冊)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005.2 胡朝峰,過學(xué)迅，汪斌.汽車變速器技術(shù)的發(fā)展與展望J.汽車研究與開發(fā)，2005，（07）.3 余志生.汽車?yán)碚揗.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.4 陳文才.汽車變速器可靠性設(shè)計研究J.煤炭技術(shù), 2010, (09) . 5 劉惟信.汽車設(shè)計M.北京：清華大學(xué)出版社，2001.6 彭國民，康黎云, 任海軍.變速器齒輪傳遞誤差分析與優(yōu)化J.汽車技術(shù)，2009，(02)7 劉惟信.機(jī)械設(shè)計手冊M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991.8 郝石磊.新型CVT無級變速器動力傳遞機(jī)構(gòu)的設(shè)計，湖北汽車工業(yè)學(xué)院學(xué)報J.2007，(04) .9 范欽珊.材料力學(xué)M.北京：侵華大學(xué)出版社，2004. 11 劉混舉.機(jī)械可靠性設(shè)計M.北京：國防工業(yè)出版社，2009.12 張義民.汽車零部件可靠性設(shè)計M.北京：北京理工大學(xué)出版社，2000.13 孫靖民.機(jī)械優(yōu)化設(shè)計M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.14 雷興善. 雙離合器變速器DSG結(jié)構(gòu)特點與工作原理J. 大科技科技天地，2010，（11）.15 干茂華, 王忠利.淺議我國工程機(jī)械定軸式變速器的應(yīng)用與發(fā)展J.工程機(jī)械，2008，(09) .16李杰，張磊，趙旗.中輕型貨車變速器齒輪的接觸應(yīng)力分析J .汽車工程學(xué)會，2008，（11）.17周飛.基于人際工程轎車變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計D.上海交通大學(xué)，2008.18蔣春明.汽車機(jī)械式變速器變速傳動機(jī)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計D.南京航空航天大學(xué)，2007.10高敬.汽車變速器變速傳動機(jī)構(gòu)可靠性分析A.工程技術(shù)，2009.19孫衛(wèi)靜.輕型貨車變速器設(shè)計平臺研發(fā)D.武漢理工大學(xué)，2010.20肖永清，楊忠敏.汽車的發(fā)展與未來J.汽車工程學(xué)會，2004，（13）.21高敬.汽車變速器變速傳動機(jī)構(gòu)可靠性分析J.科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2009，(16) .22施全, 龍月泉, 石曉輝.郭棟.變速器齒輪參數(shù)優(yōu)化與嘯叫聲控制的研究J. 噪聲與振動控制，2010，（03）.24 成大先.機(jī)械設(shè)計手冊第三卷第14 篇（第四版）M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.25王望予.汽車設(shè)計M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.26黃鵬.變速器齒輪參數(shù)的選擇J.上海股份汽車齒輪總廠產(chǎn)品工程部，2006，（04）.27向立明,汽車變速器的發(fā)展歷史及未來趨勢J.公路與汽運，2005，（08）.28 Lazaropoulos, Athanasios. Broadband Transmission via Underground Medium-Voltage Power Lines Part I: Transmission CharacteristicsJ. Transactions on Power Delivery, 2010 (4) .29 Masahiko Nishijima, Kenji Hiraga, Michiaki Yamasaki .Characterization of Precipitates in Mg-Sm Alloy Aged at 200 deg C, Studied by High-Resolution Transmission Electron Microscopy and High-Angle Annular Detector Dark-Field Scanning Transmission Electron MicroscopyJ.Materials transactions, 2009 (7) .六、備注指導(dǎo)教師意見：簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.02.28地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）布置設(shè)計內(nèi)容，指導(dǎo)設(shè)計思路； 調(diào)研、資料收集整理、完成開題報告。初步制定設(shè)計思路學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.03.02地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）資料補(bǔ)充及分析處理；分析設(shè)計中存在的問題；整理開題報告。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.03.09地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）認(rèn)真閱讀劉維信汽車設(shè)計變速器部分；構(gòu)思主要計算的內(nèi)容。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.03.16地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）完成開題答辯，并對答辯過程中老師提出的問題進(jìn)行改正；掌握變速器結(jié)構(gòu)特點、工作原理；確定本周設(shè)計計算的主要內(nèi)容。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.03.23地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）設(shè)計并畫出中間軸式五檔變速器的結(jié)構(gòu)簡圖；計算各檔傳動比、確定中心距；對齒輪進(jìn)行角變位、計算齒輪參數(shù)；在對倒擋齒輪進(jìn)行變位的時候遇到難題，在老師耐心指導(dǎo)下完成計算。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.03.30地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）計算各檔齒輪的接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力；計算各檔齒輪的受力；利用CAD畫出中心距和齒輪。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.04.06地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）對各檔滾針軸承進(jìn)行計算、選擇及壽命驗算；對軸兩端的圓錐滾子軸承進(jìn)行計算、選擇及壽命驗算；利用CAD畫出滾針軸承和圓錐滾子軸承。在選擇計算滾針軸承的時候不知道怎么計算，在老師的幫助下找到了正確的計算方法。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.0413地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）初選軸徑；校核軸的強(qiáng)度和剛度；與老師討論階梯軸的設(shè)計；利用CAD畫出各軸。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.04.20地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）選擇同步器花鍵轂的花鍵尺寸；與老師討論定位問題并選擇軸向和周向固定零件；利用CAD畫出所選擇的標(biāo)準(zhǔn)件。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.04.27地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）與老師討論變速器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計與選擇；利用CAD畫出操縱機(jī)構(gòu)。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.05.04地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）選擇倒檔軸的支承方案；旋轉(zhuǎn)剖出倒檔軸。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.05.11地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）在老師的指導(dǎo)下修改倒擋軸的支撐方案；與老師討論變速器箱體的結(jié)構(gòu)型式；初步設(shè)計出變速器的箱體。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.0518地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）變速器箱體設(shè)計；利用CAD畫出變速器箱體；完成變速器裝配圖的主視圖。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.05.25地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）完成變速器裝配圖的右視圖；標(biāo)注裝配圖尺寸及配合；完成裝配圖的明細(xì)欄及技術(shù)要求。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.06.01地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）繪制第一軸、第二軸中間軸的零件圖；繪制倒檔齒輪、第二軸三檔齒輪、中間軸常嚙合齒輪的零件圖。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄日期2011.06.08地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）修改圖紙；在老師的指導(dǎo)下確定說明書的章節(jié)了解規(guī)范后撰寫了說明書正文并進(jìn)行說明書的排版。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期2011.06.15地點E209指導(dǎo)方式面授指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）老師指出說明書正文的錯誤并進(jìn)行改正；完成說明書目錄；完成說明書的撰寫；將所有設(shè)計內(nèi)容整理后上交等待答辯。學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：日期地點指導(dǎo)方式指導(dǎo)記錄（指導(dǎo)內(nèi)容、存在問題及解決思路）學(xué)生（記錄人）簽名： 指導(dǎo)教師簽名：畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)記錄題 目HGC1050輕型商用車變速器設(shè)計學(xué)生姓名張露院系名稱汽車與交通工程學(xué)院專業(yè)班級車輛工程B07-2班指導(dǎo)教師蘇清源職 稱副教授教 務(wù) 處 制黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計摘 要變速器是汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，它的性能直接影響到汽車的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性，因此變速器的設(shè)計是關(guān)系到汽車整體使用性能的重要總成設(shè)計。本次設(shè)計主要研究了中間軸式五擋手動變速器，主要設(shè)計內(nèi)容包括變速器傳動機(jī)構(gòu)方案的選擇分析；變速器主要參數(shù)的計算；變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計；變速器傳動機(jī)構(gòu)的計算及其校核；變速器軸承的選擇計算及校核；同步器的設(shè)計計算及選用；變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計。最后，經(jīng)過整體的計算、分析與校核，設(shè)計出結(jié)構(gòu)性能合理、符合技術(shù)要求的變速器。 關(guān)鍵詞：變速器；傳動比；參數(shù)；設(shè)計計算；校核ABSTRACTTransmission is an important part of automobile transmission, which directly affects the performance of vehicle dynamics and fuel economy, so the design of transmission is related to the overall performance of major vehicle assembly design. The design of the main shaft of the middle five-speed manual transmission, the main design elements include the choice of transmission of transmission programs; transmission main parameters of the calculation; transmission control mechanism design; transmission, calculation and check of drive mechanism; transmission bearing The choice of calculation and checking; synchronizer design calculation and selection; transmission box structure design. Finally, after the whole calculation, analysis and verification, the performance and structure of the transmission is reasonable, meeting the technical requirements of transmission.Keyword: Transmission; Transmission Ratio; Parameters; Design and Calculation; CheckingII黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計目 錄摘要Abstract 第1章 緒論1 1.1汽車變速器概述11.2課題研究現(xiàn)狀、設(shè)計的目的和意義1 1.2.1研究現(xiàn)狀.1 1.2.2設(shè)計目的意義.2 1.3汽車變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢2 1.4變速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容.4第2章 變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇52.1變速器傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇5 2.1.1有級與無級變速器.5 2.1.2兩軸式與三軸式變速器.5 2.1.3支承方案分析62.2變速器零、部件的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇.7 2.2.1齒輪型式.7 2.2.2軸的結(jié)構(gòu)與分析.7 2.2.3軸承型式.8 2.2.4換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式與分析有級與無級變速器9 2.2.5變速器的操縱機(jī)構(gòu).9 2.3變速器倒檔布置方案的選擇與分析.11 2.4本章小結(jié).12第3章變速器主要參數(shù)的計算與校核133.1設(shè)計的初始數(shù)據(jù).133.2變速器傳動比的確定.133.3中心距.153.3.1初選中心距.153.3.2變速器的軸向尺寸.153.4齒輪參數(shù)及齒輪材料的選擇.153.4.1齒輪模數(shù).153.4.2齒形、壓力角及螺旋角.163.4.3齒寬.163.4.4齒頂高系數(shù).163.4.5齒輪材料的選擇原則.163.5一檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算17 3.5.1一檔齒輪參數(shù)的計算.18 3.5.2一檔齒輪強(qiáng)度的計算.203.5.3一檔齒輪受力計算.223.6常嚙合檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算23 3.6.1常嚙合檔齒輪參數(shù)的計算.23 3.6.2常嚙合檔齒輪強(qiáng)度的計算.243.6.3常嚙合檔齒輪受力計算.243.7二檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算24 3.7.1二檔齒輪參數(shù)的計算.24 3.7.2二檔齒輪強(qiáng)度的計算.253.7.3二檔齒輪受力計算.263.8三檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算26 3.8.1三檔齒輪參數(shù)的計算.26 3.8.2三檔齒輪強(qiáng)度的計算.273.8.3三檔齒輪受力計算.273.9四檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算27 3.9.1四檔齒輪參數(shù)的計算.27 3.9.2四檔齒輪強(qiáng)度的計算.293.9.3四檔齒輪受力計算.293.10倒檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算29 3.10.1倒檔齒輪參數(shù)的計算.29 3.10.2倒檔齒輪強(qiáng)度的計算.313.10.3倒檔齒輪受力計算.323.11本章小結(jié)32第4章軸及軸上支承的計算及其校核344.1軸承的選擇及壽命驗算.344.1.1滾針軸承的選擇及壽命驗算.34 4.1.2圓錐滾子軸承的選擇及壽命驗算.404.2軸的工藝要求.444.3軸的校核計算.44 4.3.1初選軸的直徑.44 4.3.2軸的剛度校核.45 4.3.2軸的強(qiáng)度校核.514.4本章小結(jié).54第 5章同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計及選用555.1同步器的設(shè)計555.1.1鎖銷式同步器.55 5.1.2鎖環(huán)式同步器.56 5.1.3同步器主要尺寸的確定.57 5.1.4同步器主要參數(shù)的確定.605.2變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計.62 5.2.1變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求及分類.62 5.2.2變速器操縱機(jī)構(gòu)分析.635.3變速器箱體的設(shè)計.645.4本章小結(jié).65結(jié)論66參考文獻(xiàn) 67致謝69The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of HGC1050 Auto Transmission Candidate:Zhang LuSpecialty: Vehicle EngineeringClass: B07-1Supervisor: Associate Prof. Su QingyuanHeilongjiang Institute of Technology20011-07Harbin黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計第1章 緒 論1.1汽車變速器概述變速器用于改變發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)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，滿足驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設(shè)計一直是汽車設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動力性和經(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內(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發(fā)動機(jī)、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機(jī)和傳動系分離。變速器的結(jié)構(gòu)除了對汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性有影響同時對汽車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(jī)的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經(jīng)濟(jì)性；采用自鎖及互鎖裝置，倒擋安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不產(chǎn)生跳擋、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；采用斜齒輪、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低，不同的傳動比還可以使在其不同路面提高汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性，使汽車和發(fā)動機(jī)有良好的匹配性。1.2 課題研究現(xiàn)狀、設(shè)計的目的和意義1.2.1 研究現(xiàn)狀汽車變速器作為汽車傳動系統(tǒng)中的主要變速機(jī)構(gòu)，它的發(fā)展經(jīng)歷了100多年，隨著汽車技術(shù)日新月異的發(fā)展，汽車變速器技術(shù)的發(fā)展也發(fā)生了很大的變化。它通過改變轉(zhuǎn)速比，從而改變傳動扭矩比，與發(fā)動機(jī)配合工作。鑒于變速器重要的變速功能，其結(jié)構(gòu)對汽車的動力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、換擋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的影響，所以它也是影響整車性能的重要因素之一，因此變速器的質(zhì)量一直也是汽車行業(yè)競爭的焦點，對變速器的研究開發(fā)也越來越顯得舉足輕重。隨著生活水平的提高，現(xiàn)在很多農(nóng)戶和小企業(yè)會根據(jù)自身需要和經(jīng)濟(jì)狀況選擇購買一輛經(jīng)濟(jì)適用的輕型貨車作為運輸車，機(jī)械式變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟(jì)性貨車廠家，而且經(jīng)濟(jì)實用型輕型貨車的銷量在貨車市場一直都不錯，輕型貨車基本上都是5檔機(jī)械式變速器。由此可見對輕型貨車的變速器的研究還是很有必要的。眾所周知，傳統(tǒng)機(jī)械式變速器有很多缺點，比如換擋沖擊大，體積大，振動噪聲大和操縱復(fù)雜沉重等。但是它也有很多優(yōu)點，例如傳動效率高，工作可靠，使用壽命長，制造工藝成熟和成本低廉等。就目前市場希求和適用角度來看，作為在中國適用性最為廣泛的汽車變速器，依然會較長一段時間內(nèi)發(fā)揮其不可替代的作用，因此有必要對其作進(jìn)一步的研究。1.2.2 設(shè)計目的意義 汽車變速器用來改變發(fā)動機(jī)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，同時是發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。手動變速器在我國應(yīng)用十分廣泛，通過對手動變速器的設(shè)計，讓我充分了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計過程，鍛煉本人的動手能力、獨立思考能力和繪圖能力，使其變速器的學(xué)習(xí)具有一定的實際意義。在汽車開發(fā)過程中變速器參數(shù)的選擇十分重要，因為它們關(guān)系到車輛的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。如不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系，當(dāng)車速低于最高車速時，驅(qū)動力大于行駛阻力，這樣汽車就可以利用剩余的驅(qū)動力加速或爬坡，這些都與變速器的參數(shù)有關(guān)。通過對手動變速器的設(shè)計讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過程和優(yōu)化過程。汽車變速器的設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計的關(guān)鍵是綜合考慮車輛的平順性、動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計要求，這就對變速器設(shè)計人員提出較高的要求。采用AutoCAD 繪制二維平面圖，對變速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，能夠大大提高設(shè)計的效率和質(zhì)量。1.3 汽車變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。而自動變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。目前，國內(nèi)變速器廠商都向著無級變速器和自動變速器方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車已經(jīng)應(yīng)用上無級變速器，而輕型多擋位汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開。無級變速器又稱為連續(xù)變速式無級變速器(Continuously Variable Transmission簡稱CVT) 。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(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進(jìn)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(fù)雜的行星齒輪組，主要靠主動輪、從動輪和傳動帶來實現(xiàn)速比的無級變化。幾乎所有的自主整車企業(yè)都在對自動變速器進(jìn)行研發(fā)，也有企業(yè)推出了產(chǎn)品，但結(jié)構(gòu)都比較簡單，技術(shù)很落后，換檔平順性和經(jīng)濟(jì)性都讓人難以滿意。以AT(液力自動變速器)為例，國內(nèi)汽車企業(yè)研究時間較長的是4擋AT，因為布置方案等技術(shù)困難，以及AT對生產(chǎn)設(shè)備和工藝控制的要求也是難以具備的，至今尚做不出成熟產(chǎn)品。這些因素同樣體現(xiàn)在構(gòu)造特殊的CVT(機(jī)械無級自動變速器)上面。而對于AMT(電控機(jī)械自動變速器)、DCT(雙離合變速器)，最大的技術(shù)難點是在于軟體發(fā)展和控制。在制造方面，部分可以延續(xù)手動變速器的齒軸生產(chǎn)設(shè)備，但加工精度仍需要大幅提高。目前國內(nèi)，自動變速箱基本依靠國際廠商提供產(chǎn)品或者技術(shù)，市場競爭還處在手動變速器和自動變速器之間，中國的變速箱發(fā)展同國際水平差距很大，尚處在初級階段。國內(nèi)手動變速器的技術(shù)在國際上也較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動變速器的設(shè)備和能力，但普遍以5檔手動變速箱為主，對于5 檔以上的產(chǎn)品，還得借助一些國外技術(shù)進(jìn)行研究，并且生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或多或少還存在齒輪敲擊嘯叫噪音、換檔性能低下等問題。從國際變速器市場看，不同區(qū)域的變速器裝配情況也不一樣。幾年前出現(xiàn)的雙離合變速器（DCT），結(jié)合了手動變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性、運動性和自動變速器的方便舒適性。世界范圍內(nèi)在對其進(jìn)行大規(guī)模研究和制造，北美已經(jīng)開始在注重舒適性的同時，尋求可以降低油耗的方案，DCT便是很好解決方案之一，而且4擋AT已經(jīng)成為落后技術(shù)，其將被6擋AT或者是更多檔位的AT或者是DCT代替。由于DCT比AT節(jié)約大約10%油耗，今后其會逐漸占據(jù)一部分原有的手動變速器和AT的市場。可見DCT的出現(xiàn)在一定程度上改變了目前的市場格局。未來短期，全球的變速箱市場競爭主要會在各種自動變速器（AT、CVT、和DCT）間展開。目前全球汽車產(chǎn)量平均以每年3.5的速度遞增，預(yù)計至2015 年全球輕型汽車產(chǎn)量將至少達(dá)到8900萬輛。隨著輕型汽車的產(chǎn)量增加，手動變速器和行星齒輪自動變速器的產(chǎn)量預(yù)計也將隨之增加，但都將會被AMT(自動變速器) 和CVT(無極變速器) 侵占一部分市場份額。從商用車的特性上來說，機(jī)械式變速器的功用是其他變速器所不能替代的。其載貨量大，需要大功率的發(fā)動機(jī)和大轉(zhuǎn)矩變速器，采用一檔或二檔起步，在起步時才會有足夠的牽引力量將車帶動。特別是在滿載爬坡時，機(jī)械式變速器的特點就非常明顯。1.4 變速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容在本次設(shè)計中，由于是對傳統(tǒng)的變速器進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計,在給定的發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、發(fā)動機(jī)標(biāo)定功率等條件下，主要完成變速器機(jī)構(gòu)的設(shè)計，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。對于變速器的要求： （1）保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性；（2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機(jī)動力向驅(qū)動輪的傳輸；（3）設(shè)置倒檔，使汽車能到推行駛；（4）設(shè)置動力輸出裝置，需要時能進(jìn)行功率輸出；（5）換擋迅速、省力、方便、工作可靠；（6）汽車行駛過程中，變速器不得有跳檔、亂檔以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生；（7）變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率；（8）變速器的工作噪聲要低。除此以外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小，制造成本低，維修方便等要求，滿足汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。變速器設(shè)計的主要內(nèi)容：1、變速器傳動機(jī)構(gòu)方案的選擇；2、變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計；3、各檔齒輪參數(shù)計算及其強(qiáng)度校核。參數(shù)計算包括變速器傳動比計算、中心距計算、各檔齒輪齒數(shù)的分配、齒輪參數(shù)等，強(qiáng)度校核包括齒輪的彎曲應(yīng)力的校核、接觸應(yīng)力的校核以及計算齒輪所受的圓周力、徑向力、軸向力；4、變速器軸及軸上支撐的計算及其校核。包括格擋齒輪滾針軸承的選擇及其壽命驗算、第二軸和中間軸上圓錐滾子的選擇及其壽命驗算、軸的加工工藝分析、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、各軸直徑及長度計算、軸的強(qiáng)度和剛度計算；5、同步器的設(shè)計選用和參數(shù)選擇；6、變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計設(shè)計。第2章 變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇2.1變速器傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇2.1.1有級與無級變速器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，因此在各種類型的汽車上得到了廣泛的應(yīng)用。通常，有級變速器具有3個、4個、5個前進(jìn)擋；重型載貨汽車和重型越野車則采用多黨變速器，其前進(jìn)檔位數(shù)多達(dá)6-16個甚至20個。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。2.1.2兩軸式與三軸式變速器三軸式變速器如圖2.1所示。1-中間軸；2-第一軸；3-第二軸；4-換擋撥叉；5-定位鋼球圖2.1 載貨汽車的三軸式五檔變速器 其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、二軸同心。將第一、二軸直接連接起來傳遞轉(zhuǎn)矩則稱為直接檔。此時，齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、二軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接檔的傳動效率高，磨損及噪聲也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點。其他前進(jìn)擋需依次經(jīng)過兩對齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點。其缺點是：除直接檔外其他各檔的傳動效率有所降低。兩軸式變速器如圖2.2所示。1-第一軸；2-第二軸；3,4-同步器圖2.2 轎車具有縱置發(fā)動機(jī)時的兩軸式變速器 與三軸式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且除最高檔外其他各檔的傳動效率高、噪聲低。兩軸式變速器的第二軸（即輸出軸）與主減速器主動齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動機(jī)縱置時，主減速器可用螺旋錐齒輪（見圖2.2）或雙曲面齒輪；當(dāng)發(fā)動機(jī)橫置時則可用圓柱齒輪，從而簡化了制造工藝，降低了成本。兩軸式變速器沒有直接檔，因此在高檔工作時，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。另外，低檔傳動比取值的上限（）也受到較大限制，但這這一缺點可通過減小各高檔傳動比同時增大主減速比來消除。2.1.3支承方案分析 有些貨車變速器采用多支承方案（見圖2.3（a）以提高第二軸與中間軸的剛度，這時可采用以該兩軸所決定的平面作為殼體的分界面，以解決軸和齒輪等零部件的拆裝問題。傳統(tǒng)的三軸式變速器的第二軸長且支承剛度差，而各換擋部件多裝在第二軸上，低檔同步條件較差，近年來有些貨車變速器采用短的第二軸方案。如圖2.3（b）所示，其常嚙合傳動齒輪加大，故除了后置嚙合傳動齒輪較大外，各檔齒輪均可設(shè)計得緊湊輕巧；另外，低檔同步器安裝在中間軸上，同步慣量減小，這樣既可縮短同步時間又可減輕換擋力；中間軸的支承剛度較大，低檔同步器裝于其上既可減少換擋零部件的磨損，又可減少自動脫檔的可能性。（a）變速器的多支承方案；（b）變速器的短第二軸方案圖2.3 變速器的多支承方案與短第二軸方案2.2變速器零、部件的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇2.2.1齒輪型式斜齒圓柱齒輪雖然工作時有軸向力且加工稍復(fù)雜些，但仍以其運動平衡、噪聲低、壽命長的突出優(yōu)點而受到變速器的普遍采用。直齒圓柱齒輪僅用于一些變速器的一檔和倒檔。2.2.2軸的結(jié)構(gòu)與分析 變速器軸在工作時承受轉(zhuǎn)矩及彎矩，軸的明顯變形將影響齒輪正常嚙合，產(chǎn)生較大的噪聲，降低使用壽命。軸的結(jié)構(gòu)形狀除應(yīng)保證其強(qiáng)度與剛度外，還應(yīng)考慮齒輪、同步器及軸承等的安裝、固定，它與加工工藝也有密切關(guān)系。第一軸通常與齒輪做成一體，其長度決定于離合器總成的軸向尺寸。第一軸的花鍵尺寸與離合器從動盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮，目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵，鍵齒之間為動配合。第二軸制成階梯式的以便于安裝，從受力及合理利用材料來看，也是需要的。各截面尺寸不應(yīng)相差懸殊，軸上供磨削用的砂輪越程槽處得應(yīng)力集中會引起軸斷裂。用彈性擋圈定位各檔齒輪雖簡單，但拆裝不方便，且與旋轉(zhuǎn)件端面有滑摩，同時彈性擋圈也不能承受大的軸向力，故這種結(jié)構(gòu)僅用于輕型及以下的汽車變速器上。第二軸安裝同步器齒座的花鍵采用漸開線花鍵且以大徑定心更宜。漸開線花鍵固定連接的精度要求比矩形花鍵低，但定位性能好，承載能力大，且鍵齒高較小使小徑相應(yīng)增大，可增強(qiáng)軸的剛度。變速器中間軸分為旋轉(zhuǎn)式及固定式兩種。旋轉(zhuǎn)式中間軸支承在前后兩個滾動軸承上。其上的一檔齒輪常與軸做成一體，而高檔齒輪則用鍵或過盈配合與軸連接以便于更換。如結(jié)構(gòu)尺寸允許，應(yīng)盡量采用旋轉(zhuǎn)式中間軸。固定式中間軸為僅起支承作用的光軸，與殼體呈輕壓配合并用鎖片等作轉(zhuǎn)向定位。剛度主要由支承于其他的連體齒輪（寶塔齒輪）的結(jié)構(gòu)保證。僅用于當(dāng)殼體上無足夠位置設(shè)置滾動軸承和支承蓋時。2.2.3軸承型式 變速器多采用滾動軸承，即向心球軸承、向心短圓柱滾子軸承、滾針軸承以及圓錐滾子軸承。通常是根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)選定，再驗算其壽命。 第一軸前軸承（安裝在發(fā)動機(jī)飛輪內(nèi)腔中）采用向心球軸承；后軸承為外圈帶止動槽的向心球軸承，因為它不僅受徑向負(fù)荷而且承受向外的軸向負(fù)荷。 第二軸前端多采用滾針軸承或短圓柱滾子軸承；后端采用帶止動槽的單列向心球軸承，因為它也要承受向外的軸向力。 旋轉(zhuǎn)式中間軸前端多采用向心短圓柱滾子軸承，此軸承不承受軸向力，因為在該處布置軸承困難；后軸承為帶止動槽的向心球軸承。中間軸的軸向力應(yīng)力求相互抵銷，未抵銷部分由后軸承承受。 為適應(yīng)汽車變速器向著增大其單位質(zhì)量的傳遞功率、增強(qiáng)其承載能力、具有更高的可靠性。更長的壽命和更好的性能等方向發(fā)展，變速器采用圓錐滾子軸承日益增多。因為與其他軸承此昂比，圓錐滾子軸承的直徑小、寬度大、接觸線長，因而容量大，可以承受高負(fù)荷；在承受同樣載荷的情況下其徑向尺寸可以減小，從而縮小中心距，減小變速器的尺寸和質(zhì)量；圓錐滾子軸承可通過預(yù)緊消除軸向間隙和軸向竄動。由于上述優(yōu)點，圓錐滾子軸承已在國外一些轎車、客車和載貨汽車及重型汽車的變速器上得到應(yīng)用。2.2.4換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式與分析 換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式有同步器、嚙合套和直齒滑動齒輪等三種。 同步器雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、制造成本高、精度要求嚴(yán)、軸向尺寸大以及存在同步環(huán)的使用壽命有待提高等問題，但由于它能保證輕便、迅速、無沖擊、無噪聲換擋，且對操作技術(shù)無要求，從而有利于提高汽車的加速性、燃料經(jīng)濟(jì)性與行駛安全性，也可延長齒輪壽命，故在現(xiàn)代轎車上得到了最普遍的應(yīng)用，在現(xiàn)代其他種類的汽車上采用的也日益增多。 嚙合套換擋用于常嚙合斜齒輪，其結(jié)構(gòu)簡單、制造容易，維修方便，換擋時行程較短且由于同時承受沖擊載荷的接合齒齒數(shù)多，故沖擊及磨損較輕，噪聲低，而齒輪又不參與換擋，因而它們都不會過早損壞。目前它僅用于某些要求不高的檔位和重型汽車變速器上。2.2.5變速器的操縱機(jī)構(gòu)變速器操縱機(jī)構(gòu)由變速桿、撥叉軸、撥叉、自鎖與互鎖裝置、倒檔安全裝置等組合于變速器蓋上（圖2.4）。應(yīng)結(jié)構(gòu)簡單，操縱輕便，檔位清晰，變變速桿的換擋位置（見圖2.5）合理，掛檔準(zhǔn)確、迅速、安全可靠（每次只能掛入一個檔，不誤掛倒檔，不自動脫檔）。（a）變速桿由蓋得上方裝入 （b）變速桿由蓋的下方裝入1-互鎖銷；2,5-換擋撥叉；3-自鎖用鋼球；4-掛一檔倒檔用的中間桿；6-互鎖鋼球圖2.4 組合于變速器蓋上的操縱機(jī)構(gòu)圖2.5 換擋位置圖 自鎖裝置為檔位定位裝置，通過彈簧、鋼球及撥叉軸上的凹槽定位（見圖2.4），以防止自動脫檔并保證接合齒的全長嚙合。 互鎖裝置防止兩檔同掛，保證當(dāng)移動某一撥叉軸時，其他撥叉軸互被鎖住。銷、球式（見圖2.4）簡單可靠，另有擺動鎖塊式（圖2.6，其中擺動的鎖塊裝在變速器蓋上）、轉(zhuǎn)動鎖塊式互鎖裝置（圖2.7）及三向鎖銷式（圖2.8）等。 圖2.6 擺動鎖塊式互鎖裝置 圖2.7 轉(zhuǎn)動鎖塊式互鎖裝置 圖2.8 三向鎖銷式互鎖裝置 圖2.9 倒檔安全裝置 倒檔安全裝置又稱倒檔鎖或選檔阻力裝置（圖2.9）。當(dāng)變速器桿頭接觸到倒檔鎖銷開始掛倒檔時，要克服鋼球和彈簧的較大阻力，從而產(chǎn)生明顯手感而引起注意。2.3變速器倒檔布置方案的選擇與分析 倒擋布置應(yīng)注意以下幾點： （1）倒擋齒輪在非工作位置時，不得與第二軸的齒輪有嚙合現(xiàn)象； （2）換入倒擋時不得與其他齒輪發(fā)生干涉； （3）倒擋軸在變速器殼體上的支承不得與中間軸的齒輪相碰。 圖2.1為常見的倒擋布置方案。 圖2.1a方案主要用于小客車上。 圖2.1b方案用于四擋直齒滑動齒輪的變速器上。(a) (b) (c) (d)(e) (f) (g)(a) 小客車常用；(b) 直齒滑動嚙合四擋；(c) 多數(shù)五擋采用；(d) c方案的改進(jìn) ；(e) 前進(jìn)擋常嚙合；(f) 前進(jìn)擋常嚙合；(g) 一、倒擋各用一跟撥叉軸圖2.10 擋布置方案圖2.1（d）方案是對（c）的修改；圖2.1（e）用于所有前進(jìn)檔都是常嚙合的變速器上；圖2.1（f）也是用于所有前進(jìn)檔都是常嚙合的變速器上。為了充分利用空間，縮短變速器的軸向長度，有的貨車倒擋傳動采用圖2.1（g）方案；缺點是一、倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。倒檔結(jié)構(gòu)方案的選擇，應(yīng)根據(jù)其它檔布置情況。力求位置合理并縮短變速器的軸向長度。綜合以上幾種變速器倒擋布置方案，選擇圖2.1（f）為變速器的倒擋布置方案7。2.4 本章小結(jié)本章首先對比了兩軸式和中間軸式的優(yōu)、缺點，由于中間軸式變速器的結(jié)構(gòu)工藝性、變速器徑向尺寸、變速器齒輪的壽命、變速器傳動效率好于兩軸式,因此設(shè)計的變速器選擇中間軸式；接著本章確定了倒擋布置方案；然后對零部件的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了分析，即對齒輪及換擋機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行了分析；最后對倒擋的布置方案以及防止自動脫擋進(jìn)行了設(shè)計。第3章 變速器主要參數(shù)的計算及校核3.1設(shè)計的初始數(shù)據(jù)表3.1已知基本數(shù)據(jù)最高車速（Km/h）發(fā)動機(jī)率（Kw）額定轉(zhuǎn)矩總質(zhì)量（Kg）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速（r/min）主減速器傳動比車輪半徑（mm）9088.04300.67545532005.24393.22車輪：R16（選205/55R16） 3.2變速器傳動比的確定確定檔傳動比： 汽車爬坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。故有：= （3.1）式中：-作用在汽車上的重力，；-汽車質(zhì)量；-重力加速度，；發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，；主減速器傳動比，；傳動系效率，；車輪半徑，；滾動阻力系數(shù)，對于貨車??；爬坡度，30%換算為。則由最大爬坡度要求的變速器I檔傳動比為：= （3.2）驅(qū)動輪與路面的附著條件： （3.3）-汽車滿載靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷； 取綜上可知： 取其他各檔傳動比的確定：按等比級數(shù)分配原則： （3.4）式中：常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動比為：，=高檔使用率比較高，低檔使用率比較低，所以可使高檔傳動比較小，所以取其他各擋傳動比分別為：=；3.3中心距A3.3.1初選中心距可根據(jù)下述經(jīng)驗公式 （3.5）式中：變速器中心距（mm）；中心距系數(shù)，商用車：；發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）；變速器一擋傳動比，；變速器傳動效率，取96% ；發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，。 則，初選中心距。3.3.2變速器的軸向尺寸貨車變速器殼體的軸向尺寸:mm。3.4齒輪參數(shù)及齒輪材料的選擇3.4.1齒輪模數(shù)同步器與嚙合套的接合齒多采用漸開線齒形。出于工藝性考慮，同一變速器的接合齒采用同一模數(shù)。輕中型貨車為2-3.5，選取較小的模數(shù)并增多齒數(shù)有利于換擋。變速器一檔及倒檔模數(shù)為3.5mm，其他檔位為3.0。3.4.2齒形、壓力角及螺旋角根據(jù)劉維信的汽車設(shè)計表6-3汽車變速器齒輪的齒形，壓力角及螺旋角分別為：表3.2齒形壓力角螺旋角GB1356 78規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形選擇斜齒輪的螺旋角時應(yīng)力求使中間軸上的軸向力相互抵消。為此，中間軸上的全部齒輪一律取右旋，而第一，第二軸上的斜齒輪一律取左旋，其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。3.4.3齒寬通常是根據(jù)齒輪模數(shù)來確定齒寬b直齒，為齒寬系數(shù)，取為4.48.0，取 8 .0；斜齒，取為7.08.6，取8.0。一檔及倒檔齒輪齒寬mm;其他檔位齒輪齒寬mm。第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù)可取大些，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪的壽命。采用嚙合套或同步器換擋時，其接合齒的工作寬度初選時可取為24mm，取4mm。3.4.4齒頂高系數(shù)一般規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。 3.4.5齒輪材料的選擇原則1、滿足工作條件的要求 不同的工作條件，對齒輪傳動有不同的要求，故對齒輪材料亦有不同的要求。但是對于一般動力傳輸齒輪，要求其材料具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，而且齒面硬，齒芯軟。2、合理選擇材料配對 如對硬度350HBS的軟齒面齒輪，為使兩輪壽命接近，小齒輪材料硬度應(yīng)略高于大齒輪，且使兩輪硬度差在3050HBS左右。為提高抗膠合性能，大、小輪應(yīng)采用不同鋼號材料。3、考慮加工工藝及熱處理工藝 變速器齒輪滲碳層深度推薦采用下列值：時滲碳層深度0.81.2時滲碳層深度0.91.3時滲碳層深度1.01.3表面硬度HRC5863；心部硬度HRC3348對于氰化齒輪，氰化層深度不應(yīng)小于0.2；表面硬度HRC485312。對于大模數(shù)的重型汽車變速器齒輪，可采用25CrMnMO，20CrNiMO，12Cr3A等鋼材，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細(xì)化材料晶面粒13。3.5一檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算圖3.1 中間軸式五檔變速器簡圖3.5.1一擋齒輪參數(shù)的計算 中間軸一擋齒輪齒數(shù)，貨車可在1217之間選用，最小為12-14，取，一擋齒輪為斜齒輪。一擋傳動比為 （3.6）為了求，的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和， （3.7）=55 即=-=55-13=42對中心距進(jìn)行修正因為計算齒數(shù)和后，經(jīng)過取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取定的和齒輪變位系數(shù)重新計算中心距，再以修正后的中心距作為各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。理論中心距：=102.427mm （3.8）對一擋齒輪進(jìn)行角度變位：端面壓力角： tan=tan/cos （3.9） =21.17端面嚙合角： cos= （3.10） =23.3由表14-1-21查得：齒輪齒數(shù)之比變位系數(shù)之和 （3.11） =0.47067查圖14-1-4選擇變位系數(shù)線圖（，），可知，則 計算精確值：A= （3.12） 當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù)齒形系數(shù)圖可知一擋齒輪參數(shù)：分度圓直徑 =3.542/cos22.26=158.82mm =3.513/cos22.26=49.16mm中心距變動系數(shù) =（92-91.25）/3.5=0.214齒頂變動系數(shù) =0.145-0.214=0.0688齒頂高 =3.4279mm =5.07055mm齒根高 =4.52mm =4.01mm齒高 =7.64mm齒頂圓直徑 =141.56mm =56.07mm齒根圓直徑 =126.15mm =40.81mm3.5.2一擋齒輪強(qiáng)度的計算 1.齒輪彎曲應(yīng)力的計算圖3.2 齒形系數(shù)圖斜齒輪彎曲應(yīng)力 （3.13）式中： 計算載荷（Nmm）；法向模數(shù)（mm）；齒數(shù)；斜齒輪螺旋角；應(yīng)力集中系數(shù)，；齒形系數(shù)，可按當(dāng)量齒數(shù)在圖2.1中查得；齒寬系數(shù)；重合度影響系數(shù)，。（1）計算一擋齒輪9，10的彎曲應(yīng)力 ， 。2齒輪接觸應(yīng)力的計算 （3.14）式中：輪齒的接觸應(yīng)力（MPa）；計算載荷（N.mm）；節(jié)圓直徑(mm)；節(jié)點處壓力角（），齒輪螺旋角（）；齒輪材料的彈性模量（MPa）；齒輪接觸的實際寬度(mm)；、主、從動齒輪節(jié)點處的曲率半徑(mm)，直齒輪、，斜齒輪、；、主、從動齒輪節(jié)圓半徑(mm)。彈性模量=20.6104 Nmm-2，齒寬=74=28mm表3.3變速器齒輪的許用接觸應(yīng)力齒輪齒輪類型一擋和倒擋常嚙合齒輪和高擋滲碳齒輪1900200013001400液體碳氮共滲齒輪9501000650700（1）計算一擋齒輪9，10的接觸應(yīng)力mmmm = =3.5.3一擋齒輪受力的計算 N 3.6常嚙合齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算3.6.1常嚙合齒輪參數(shù)的計算 求出常嚙合傳動齒輪的傳動比 （3.15）=因常嚙合傳動齒輪副的中心距與一擋齒輪副以及其他各檔齒輪副的中心距相等，初選=，即 （3.16） （3.17） =由式（3.15）、（3.17）得，則： = 表3.4對常嚙合齒輪進(jìn)行角度變位理論中心距（mm）端面壓力角（）端面嚙合角（）變位系數(shù)精確值（）當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)102.6621.5723.370.430.03524.6832520.170.158表3.5 常嚙合齒輪參數(shù) （mm）分度圓直徑中心距變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)齒頂高齒根高79.23128.750.4460.01864.233.052.463.64全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑 6.6987.70134.8574.31121.463.6.2常嚙合齒輪強(qiáng)度的計算 表3.6 常嚙合齒輪的接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（）接觸應(yīng)力（）（）（）（mm）（mm）（）（）140.76143.9431.699.811297.471330.893.6.3常嚙合齒輪受力的計算 表3.7 常嚙合齒輪的受力圓周力（N）徑向力（N）軸向力（N）7213.426855.582887.582744.283312.843148.503.7二檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算3.7.1二檔齒輪參數(shù)的計算 二擋齒輪為斜齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同，初選 （3.18）= （3.19）=由式（3.18）、（3.19）得，則，=表3.8 對二檔齒輪進(jìn)行角度變位理論中心距（mm）端面壓力角（）端面嚙合角（）變位系數(shù)精確值（）當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)102.8321.322.9-0.05490.4622.6257240.150.17表3.9 二檔齒輪參數(shù) （mm）分度圓直徑中心距變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)齒頂高齒根高146.2461.740.390.01512.794.333.912.37全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑 6.70151.8270.41138.4157.003.7.2常嚙合齒輪強(qiáng)度的計算 表3.10 二檔齒輪的接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（）接觸應(yīng)力（）（）（）（mm）（mm）（）（）300.47278.9629.3312.381161.301191.223.7.3二擋齒輪受力的計算 表3.11 二檔齒輪的受力圓周力（N）徑向力（N）軸向力（N）13586.1514295.195353.645633.045657.745953.013.8三檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算3.8.1三檔齒輪參數(shù)的計算 （1）三擋齒輪為斜齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同，初選 （3.20） （3.21）=由式（3.20）、（3.21）得，則，=表3-12 對三檔齒輪進(jìn)行角度變位理論中心距（mm）端面壓力角（）端面嚙合角（）變位系數(shù)精確值（）當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)103.5421.4322.068-0.10530.2622.6250320.1490.162表3.13 三檔齒輪參數(shù) （mm）分度圓直徑中心距變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)齒頂高齒根高126.7481.240.150.0112.683.784.072.97全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑 6.75132.1088.80118.6175.303.8.2三檔齒輪強(qiáng)度的計算 表3.14三檔齒輪的接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（）接觸應(yīng)力（）（）（）（mm）（mm）（）（）229.89222.4825.4216.29948.05972.483.8.3三擋齒輪受力的計算 表3.15 三檔齒輪的受力圓周力（N）徑向力（N）軸向力（N）10325.4710864.354068.774281.113312.843148.503.9四檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算3.9.1四檔齒輪參數(shù)的計算 （1）四擋齒輪為斜齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同，初選 （3-22） = （3-23）= 由（3-22）和（3-23）得，則： 表3.16 對四檔齒輪進(jìn)行角度變位理論中心距（mm）端面壓力角（）端面嚙合角（）變位系數(shù)精確值（）當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)102.66121.5723.3650.5-0.03424.6842430.1760.144表3.17 四檔齒輪參數(shù) （mm）分度圓直徑中心距變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)齒頂高齒根高102.34105.640.4460.0194.442.842.253.85全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑 6.69111.22111.3297.8497.933.9.2四檔齒輪強(qiáng)度的計算 表3.18四檔齒輪的接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（）接觸應(yīng)力（）（）（）（mm）（mm）（）（）149.67192.4821.1821.86805.02825.763.9.3四擋齒輪受力的計算 表3.19 四檔齒輪的受力圓周力（N）徑向力（N）軸向力（N）7940.888355.3043178.733344.623646.943837.263.10倒檔齒輪參數(shù)的計算、齒輪校核、受力計算3.10.1倒檔齒輪參數(shù)的計算 倒擋齒輪選用的模數(shù)與一擋相同，倒擋齒輪的齒數(shù)一般在21-23之間，初選后，可計算出中間軸與倒擋軸的中心距。初選，則：=mm （3-24）取整mm端面壓力角： tan=tan/cos （3-25） 端面嚙合角： cos= （3-26） 由表14-1-21查得：變位系數(shù)之和 （3-27） 則 當(dāng)量齒數(shù) （3-28）根據(jù)齒形系數(shù)圖可知倒擋齒輪參數(shù)：分度圓直徑 =3.522/cos20.36=82.1311mm中心距變動系數(shù) =（66-65.33）/3.5=0.1914齒頂高變動系數(shù) =0.19759-0.1914=0.00619齒頂高 =2.6999mm齒根高 =5.5134mm齒高 =7.8533mm齒頂圓直徑 =87.5309mm齒根圓直徑 =71.8243mm為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運動干涉，齒輪12和9的齒頂圓之間應(yīng)保持有0.5mm以上的間隙，取間隙為5mm： （3-29）初選，由得取整為表3.20 對倒檔齒輪進(jìn)行角度變位理論中心距（mm）端面壓力角（）端面嚙合角（）變位系數(shù)精確值（）當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)130.3621.1720.75-0.3230.2219.5651320.1440.157表3.21 倒檔齒輪參數(shù) （mm）分度圓直徑中心距變動系數(shù)齒頂高變動系數(shù)齒頂高齒根高159.71100.280.468-0.574.376.275.503.60全齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑 9.87168.44112.82148.7093.073.10.2倒檔齒輪強(qiáng)度的計算 1彎曲應(yīng)力2接觸應(yīng)力mmmm =表3.22 倒檔齒輪的接觸應(yīng)力與彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力（）接觸應(yīng)力（）（）（）（mm）（mm）（）（）136.60239.6130.7412.15820.081368.783.10.3倒擋齒輪受力的計算 表3.23 倒檔齒輪的受力圓周力（N）徑向力（N）軸向力（N）8070.7722483.923115.528679.342865.957984.103.11本章小結(jié)本章首先根據(jù)所學(xué)汽車?yán)碚摰闹R計算出主減速器的傳動比，然后計算出變速器的各擋傳動比；并根據(jù)各擋傳動比計算各擋齒輪的齒數(shù)，同時對各擋齒輪進(jìn)行變位，接著確定齒輪的參數(shù)，如齒輪的模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒寬、齒頂高系數(shù)，最后計算出各擋齒輪所受的力，為下章對軸及軸承進(jìn)行校核做準(zhǔn)備。第四章 軸及軸上支承的計算及其校核4.1軸承的選擇及壽命驗算4.1.1滾針軸承的選擇及壽命驗算1.輸出軸五檔齒輪滾針軸承的選擇對貨車軸承壽命要求是25萬km，由劉維信汽車設(shè)計表6-9變速器各檔的相對工作時間或使用率可知hh由 r/minKN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知KN根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.1五檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型38463044.082.56700950030.142.7軸承壽命驗算：由h故所選軸承合格。根據(jù)速比極差計算各檔轉(zhuǎn)速：=即r/min r/min r/min r/min2.輸出軸四檔齒輪滾針軸承的選擇由劉維信汽車設(shè)計表6-9變速器各檔的相對工作時間或使用率可知hKN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知KN根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.2四檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型48563049.81055300750030.142.7軸承壽命驗算：由故所選軸承合格。3.輸出軸三檔齒輪滾針軸承的選擇由劉維信汽車設(shè)計表6-9變速器各檔的相對工作時間或使用率可知hKN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知KN根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.3三檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型52603052.011248006700-30.142.7軸承壽命驗算：由h故所選軸承合格。4.輸出軸二檔齒輪滾針軸承的選擇由劉維信汽車設(shè)計表6-9變速器各檔的相對工作時間或使用率可知hKN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知KN根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.4二檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型55624062.5160480067007340.172.3軸承壽命驗算：由h故所選軸承合格。5.輸出軸一檔齒輪滾針軸承的選擇由劉維信汽車設(shè)計表6-9變速器各檔的相對工作時間或使用率可知hKN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知KN根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.5一檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型75833072.598.236005000-30.142.7軸承壽命驗算：由h故所選軸承合格。6.倒檔齒輪滾針軸承的選擇h KN根據(jù)式（7-2-1）查表7-2-31表7-2-26可知根據(jù)式（7-2-6）查表（7-2-29）KN查表（7-2-31）KN查表（7-2-85）選擇滾針軸承：表4.6倒檔滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型40483045.286.86300900030.142.7軸承壽命驗算：由h故所選軸承合格。倒檔軸齒輪11，,12表4.7倒檔雙聯(lián)齒輪滾針軸承參數(shù)基本尺寸基本額定載荷極限轉(zhuǎn)速質(zhì)量軸承代號安裝尺寸脂油K型42502031.054.2600085000-20.142.74.1.2圓錐滾子軸承的選擇及壽命驗算1.第二軸兩端軸承的選擇初選軸承型號 30208 和323088因為掛I檔時齒輪所受圓周力，軸向力，徑向力最大，所以兩個圓錐滾子軸承在掛I檔時所受力最大。軸向載荷分析圖如下圖4.1第二軸圓錐滾子軸承受力分析N N根據(jù)力的徑向平衡條件有：NN軸承的轉(zhuǎn)速為352r/min計算兩軸承壽命：附加軸向力：NN因為所以軸承I被“壓緊”，軸承II被“放松”。所以被“壓緊”的軸承工作所受的總軸向力必須與相平衡，即軸承I：NKN軸承II：NKN軸承的名義壽命L（以轉(zhuǎn)為單位）由h故所選軸承合格。中間軸兩端圓錐滾子軸承的選擇：初選軸承型號 33228 和32308因為掛I檔時齒輪所受圓周力，軸向力，徑向力最大，所以兩個圓錐滾子軸承在掛I檔時所受力最大。軸向載荷分析圖如下圖4.2中間軸圓錐滾子軸承受力分析 N N根據(jù)力的徑向平衡條件有： N N軸承的轉(zhuǎn)速為1137r/min計算兩軸承壽命：附加軸向力： N N因為所以軸承I被“壓緊”，軸承II被“放松”。所以被“壓緊”的軸承工作所受的總軸向力必須與相平衡，即軸承I： NKN軸承II： NN軸承的名義壽命L（以轉(zhuǎn)為單位）由h故所選軸承合格。故所選軸承合格。4.2軸的工藝要求倒擋軸為壓入殼體孔中并固定不動的光軸。變速器第二軸視結(jié)構(gòu)不同，可采用滲碳、高頻、氰化等熱處理方法。對于只有滑動齒輪工作的第二軸可以采用氰化處理，但對于有常嚙合齒輪工作的第二軸應(yīng)采用滲碳或高頻處理14。第二軸上的軸頸常用做滾針的滾道，要求有相當(dāng)高的硬度和表面光潔度，硬度應(yīng)在HRC5863，表面光潔度不低于815。對于做為軸向推力支承或齒輪壓緊端面的軸的端面，光潔度不應(yīng)低于7，并規(guī)定其端面擺差。一根軸上的同心直徑應(yīng)可控制其不同心度16。對于采用高頻或滲碳鋼的軸，螺紋部分不應(yīng)淬硬，以免產(chǎn)生裂紋。對于階梯軸來說，設(shè)計上應(yīng)盡量保證工藝簡單，階梯應(yīng)盡可能少17。4.3軸的校核計算4.3.1初選軸的直徑三軸式變速器的第二軸與中間軸的最大直徑d可根據(jù)中心距A按下式初選：=第一軸花鍵部分直徑可根據(jù)發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩按下式初選： （4.1）式中：經(jīng)驗系數(shù)，；發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N.m）。初選的軸徑還需根據(jù)變速器的結(jié)構(gòu)布置和軸承與花鍵，彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)件以及軸的剛度，強(qiáng)度驗算結(jié)果進(jìn)行修正。第一軸花鍵部分直徑；第二軸