購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目： 低速載重型汽車變速箱的設(shè)計與分析 學號： 姓名： 專業(yè)： 指導教師： 系主任： 一、主要內(nèi)容及基本要求 變速箱是由裝在變速箱殼體內(nèi)各軸上不同齒數(shù)的齒輪和操縱機構(gòu)組成的。根據(jù)需要將不同軸上不同齒數(shù)的齒輪嚙合在一起，進行變速和改變從動齒輪的轉(zhuǎn)動方向，達到改變扭矩、轉(zhuǎn)速和行駛方向的目的。變速箱可以改變傳動比，實現(xiàn)倒擋和實現(xiàn)空擋。 設(shè)計內(nèi)容：為低速載重型汽車設(shè)計變速箱，要求變速箱具備： 1） 4 個前進擋， 1個倒退擋，各擋的傳動比必須符合作業(yè)對速度和牽 引力的要求； 2）換擋方便，不允許出現(xiàn)同時掛兩個擋，自動脫擋和跳擋的現(xiàn)象。變速箱的操縱機構(gòu)設(shè)計包括換擋機構(gòu)設(shè)計和鎖定機構(gòu)設(shè)計兩部分。鎖定機構(gòu)設(shè)計包括自鎖機構(gòu)設(shè)計，互鎖機構(gòu)設(shè)計和聯(lián)鎖機構(gòu)設(shè)計。設(shè)計過程中要對齒輪進行強度校核；對軸進行強度和剛度校核；對軸承進行壽命和極限轉(zhuǎn)速校核。 技術(shù)參數(shù)：發(fā)動機功率 動機額定轉(zhuǎn)速 1500r/速箱輸出扭矩為75740N× 動比是 I 擋 擋 論行駛速度： I 擋 基本要求：獨立完成設(shè)計內(nèi)容，提交一份字數(shù) 8000 字以上按標準格式編制的設(shè)計說明書，里面包含英文摘要及一邊與設(shè)計相關(guān)的英文文獻翻譯資料。采用立變速箱模型，同時提供整體二維裝配圖以及其他重要部件的零件圖。 二、重點研究的問題 變速箱的設(shè)計與三維建模 三、進度安 排 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 資料收集 2 畢業(yè)設(shè)計開題 3 方案確定 4 設(shè)計計算 5 畢業(yè)設(shè)計中期檢查 6 三維建模及裝配 7 完善設(shè)計、翻譯及論文撰寫 8 畢業(yè)答辯 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻 1福生主編，車輛底盤構(gòu)造與設(shè)計 M金工業(yè)出版社， 2007. 2民剛主編，機械設(shè)計（第八版） M等教育出版社， 2006. 3拉機汽車學（下冊：車輛底盤與理論） M國農(nóng)業(yè)出版社， 2009. 4動變速箱原理與檢修 M江大學出版社， 2007. 5車傳動系統(tǒng)的檢測與修復 M海交通大學出版社， 2012. 6車傳動系統(tǒng) M械工業(yè)出版社， 2008. 7車傳動技術(shù) M械工業(yè)出版社， 2009. 8圖學修汽車手動變速傳動系統(tǒng) M械工業(yè)出版社， 2013. 9車變速器 M防工業(yè)出版社， 2012. 10車手動與自動變速器及驅(qū)動橋系統(tǒng)維修 M國勞動社會保障出版社，2007. 11動仿真教程 M械工業(yè)出版社， 2012. 12礎(chǔ)教程 M械工業(yè)出版社， 2012. 13術(shù)聯(lián)盟 012 中文版從入門到精通 M華大學出版社，2012. 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題 目 低速載重型汽車變速箱的設(shè)計與分析 姓 名 學號 專 業(yè) 班級 指導教師 職稱 填寫時間 年 月 本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 )開題報告 學 生 姓 名 學 號 專 業(yè) 指 導 教 師 職 稱 所在系 課 題 來 源 自擬課題 課題 性質(zhì) 課 題 名 稱 低速載重型汽車變速箱的設(shè)計與分析 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況 選題的依據(jù)： 本次課題是低速載重型汽車變速箱的設(shè)計與分析，該課題來源結(jié)合生產(chǎn)實際。在傳動系統(tǒng)中設(shè)置了變速箱，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對驅(qū)動車輪牽引力及車速的不同要求的需要。 課題的意義： 從汽車誕生時起，汽車變速箱在汽車傳動系中起著重要的作用。變速箱的結(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)性與效率有很大的影響。變速箱與主減速器及發(fā)動機的參數(shù)作優(yōu)化匹配，可得到良好的經(jīng)濟性與動力性；現(xiàn)在的汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍很小，而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化。變速箱能改變傳動比，滿足不同行駛條件對牽引力的需要，使發(fā)動機盡量在有利的工況 下，滿足可能的行駛速度要求；實現(xiàn)倒車行駛，用來滿足汽車倒退行駛的需要中斷動力傳遞，在發(fā)動機啟動，怠速運轉(zhuǎn)，汽車換擋或需要停車進行動力輸出時中斷向驅(qū)動輪的動力傳遞，從而實現(xiàn)根據(jù)路況改變牽引力和車速的功能。機械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動的降速原理。 國內(nèi)外基本研究情況： 最近幾年，液力機械變速箱和機械式無級變速箱在汽車上的應(yīng)用越來越廣泛。這兩種變速箱有如下的優(yōu)點： 除了駕駛員換擋技術(shù)的差異性。 度變換不僅快而且平穩(wěn)，從而提高了乘坐的舒適性； 高行車 要缺點是：結(jié)構(gòu)復雜，造價高，傳動效率低。目前應(yīng)用較多的是液力機械式變速器，其傳動比可在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)作無級變化。 二、研究內(nèi)容、預(yù)計達到的目標、關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標、完成課題的方案和 主要措施 研究內(nèi)容：變速箱是由裝在變速箱殼體內(nèi)各軸上不同齒數(shù)的齒輪和操縱機構(gòu)組成的。根據(jù)需要將不同軸上不同齒數(shù)的齒輪嚙合在一起，進行變速和改變從動齒輪的轉(zhuǎn)動方向，達到改變扭矩，轉(zhuǎn)速和行駛方向的目的。變速箱可改變傳動比，實現(xiàn)倒檔和事項空檔。 預(yù)計達到的目標： 為低速重載汽車設(shè)計變速箱，要求變速箱具備： 1)10 個前進檔， 2個倒退檔，各檔的傳動比須符合作業(yè)對速度和牽引力的要求； 2）換擋方便，不允許出現(xiàn)同事掛兩個擋，自動脫擋和跳擋的現(xiàn)象。變速箱的操作機構(gòu)設(shè)計包括換擋機構(gòu)設(shè)計和鎖定機構(gòu)設(shè)計兩部分。鎖定機構(gòu)設(shè)計包括自鎖機構(gòu)設(shè)計，互鎖機構(gòu)設(shè)計和聯(lián)鎖機構(gòu)設(shè)計。設(shè)計過程中要對齒輪進行強度校核；對軸承進行壽命和極限轉(zhuǎn)速校核。 技術(shù)指標：發(fā)動機功率 動機額定轉(zhuǎn)速 1500r/速箱輸出扭矩為 75740N；傳動比是慢 論行駛速度：慢 關(guān)鍵理論和技術(shù)：運用材料力學對中間軸，軸承等參數(shù)進行校核與優(yōu)化，將對汽車動力性和燃料經(jīng)濟性有所改善，使換擋輕便沖擊噪聲 小，提高設(shè)計效率，具有實際應(yīng)用意義。利用 完成課題的方案： 1）三軸式變速箱，適用于傳統(tǒng)的發(fā)動機前置，后輪驅(qū)動的布置形式 2）2 軸式變速箱，適用于發(fā)動機前置，前輪驅(qū)動或發(fā)動機后置，后輪驅(qū)動的轎車和微輕型貨車上，其特點是輸入軸和輸出軸平行，無中間軸。 3）液力機械式變速箱，其特點是傳動比可在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)作無級變化，但結(jié)構(gòu)復雜，造價高，傳動效率低。 三、主要特 色及工作進度 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 資料收集 2 畢業(yè)設(shè)計開題 3 方案確定 4 設(shè)計計算 5 畢業(yè)設(shè)計中期檢查 6 三維建模及裝配 7 完善設(shè)計，翻譯及理論撰寫 8 畢業(yè)答辯 四、主要參考文獻 （按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出） 1福生主編，車輛底盤構(gòu)造與設(shè)計 M金工業(yè)出版社， 2007. 2民剛主編，機械設(shè)計（第八版） M等教育出版社， 2006. 3拉機汽車學（下冊：車輛 底盤與理論） M國農(nóng)業(yè)出版社， 2009. 4動變速箱原理與檢修 M江大學出版社， 2007. 5車傳動系統(tǒng)的檢測與修復 M海交通大學出版社， 2012. 6車傳動系統(tǒng) M械工業(yè)出版社， 2008. 7車傳動技術(shù) M械工業(yè)出版社， 2009. 8圖學修汽車手動變速傳動系統(tǒng) M械工業(yè)出版社， 2013. 9車變速器 M防工業(yè)出 版社， 2012. 10車手動與自動變速器及驅(qū)動橋系統(tǒng)維修 M國勞動社會保障出版社， 2007. 11動仿真教程 M械工業(yè)出版社， 2012. 12礎(chǔ)教程 M械工業(yè)出版社， 2012. 13012 中文版從入門到精通 M華大學出版社， 2012. 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日 目 錄 摘要 1 前言 3 2 低速 載重汽車主要參數(shù)的確定 4 4 4 5 3 變速箱的設(shè)計方案 6 6 6 6 6 6 7 4 基本參數(shù)的確定 8 8 心距 10 速箱的軸向尺寸 11 輪參數(shù) 11 檔齒輪齒數(shù)的分配 14 5 齒輪的設(shè)計計算 16 何尺寸計算 16 輪的材料及熱處理 17 輪的彎曲強度 17 輪的接觸強度 18 6 軸的設(shè)計與軸承的選擇 21 的設(shè)計 21 承的選擇 34 7 結(jié)論 41 參考文獻 42 致謝 43 附錄一 44 附錄二 48 低速載貨汽車變速箱的設(shè)計與分析 摘 要 ： 課題來源于生產(chǎn)實際，依據(jù)機動車安全技術(shù)條件和汽車機械變速器總成技術(shù)條件，針對低速載貨汽車的運行特點而設(shè)計。參與了汽車的總體設(shè)計，確定了汽車的質(zhì)量參數(shù)，選擇了合適的發(fā)動機，并且計算出汽車的最高速度。 關(guān)于變速器的設(shè)計，首先選擇標準 的齒輪模數(shù)，在總擋位和一擋速比確定后，合理分配變速器各擋位的速比，接著計算出齒輪參數(shù)和中心距，并對齒輪進行強度驗算，確定了齒輪的結(jié)構(gòu)與尺寸，繪制出所有齒輪的零件圖。根據(jù)經(jīng)驗公式初步計算出軸的尺寸，然后對每個檔位下軸的剛度和強度進行驗算，確定出軸的結(jié)構(gòu)和尺寸，繪制出各根軸的零件圖。根據(jù)結(jié)構(gòu)布置和參考同類車型的相應(yīng)軸承后，按國家標準選擇合適的軸承，然后對軸承進行使用壽命的驗算，最終完成了變速器的零件圖和裝配圖的繪制。 此 變速器的齒輪都為標準齒輪，檔位數(shù)和傳動比與發(fā)動機參數(shù)匹配，保證了汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性 。 該變速器具有操縱簡單、方便、傳動效率高、制造容易、成本低廉、維修方便的特點，適合低速載貨汽車的使用。 關(guān)鍵詞 ： 低速載貨汽車 ； 變速器 ； 設(shè)計 is on on It s to we s we of s s We s of to we on to s to up of s to we of of of is of s to of 1 前言 低速載重型汽車是一種特殊的運輸車 ,以前被叫做 農(nóng)用運輸車， 速貨車”，確定“農(nóng)用運輸車”的實質(zhì)是汽車。 速載重型汽車最高設(shè)計車速不大于 70km/h，最大設(shè)計總質(zhì)量不大于 4500小于 6m、寬不大于 2 在 20世紀 80年代初我國出現(xiàn)了低速載重型汽車，當時的運輸特點是運量小、運距短、貨物不集中、路況差。由于在相同情況下，柴油車的運載能力更強，燃油價格更低，且柴油保管不需要特殊設(shè)備的支持， 且被大多數(shù)人所熟悉，所以，低速載重型汽車的動力均采用柴油機。低速載重型汽車的載質(zhì)量一般不超過 前低速載重型汽車載質(zhì)量分為 個等級。 本次課題是低速載重型汽車變速箱的設(shè)計與分析，該課題來源結(jié)合生產(chǎn)實際。為了滿足汽車在起步，加速，正常行駛以及客服各種路況下對驅(qū)動車輪牽引力及車速的不同需求，在汽車的傳動系統(tǒng)中安裝了變速箱。 本次課題研究的主要內(nèi)容是： 本說明書的設(shè)計主線是低 速載重型汽車變速箱。第 2 章重點介紹了在變速箱的總體設(shè)計方案中，如何明確低速載重型汽車各個參數(shù)，從而確定變速箱在所受的限制下應(yīng)滿足的條件。第 3 章則重點介紹低速載重型汽車變速箱傳動機構(gòu)的分析與設(shè)計。在總體方案中，先確定低速載重型汽車的 產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范和標準 ，再確定其總體的質(zhì)量，最后選出滿足需求的發(fā)動機。根據(jù)發(fā)動機的功率以及汽車的總質(zhì)量確定該車的最高速度（滿足低速載貨汽車 安全技術(shù)條件 ）。在變速箱的設(shè)計過程中，需要先確定變速箱的檔位數(shù)，然后分析工作條件，初步確定變速箱中各檔位的傳動比和中心距，通過計算得出齒輪參數(shù)，對應(yīng) 選出合適的齒輪，并對其進行校核。接著初步確定變速箱軸與軸承，再對軸和軸承進行校核，最后繪制出變速箱的裝配圖及零件圖。 本課題可以解決如下問題： 確選取變速箱的擋位數(shù)和傳動比，確保汽車擁有優(yōu)秀的動力性與經(jīng)濟性； 過倒擋布置，讓汽車能進行倒退行駛； 利、快速、準確； 作穩(wěn)定、噪聲?。?積小、裝載能力強，工作性能可靠； 于維修、節(jié)省成本、使用壽命長； 2 低速載貨汽車主要參數(shù)的確定 量參數(shù)的確定 汽車的 整備質(zhì)量利用系數(shù)0m ： 00 mm )12( 式中 汽車的載質(zhì)量； 0m 整車 整備質(zhì)量。 表 2車的質(zhì)量系數(shù) 參數(shù) 車型 總質(zhì)量 m 貨 車 裝柴油機的汽車為 汽車總質(zhì)量 汽車的總質(zhì)量m 、裝載量 乘客質(zhì)量三部分組成，即 51 )22( 式中， 1n 為乘車的總?cè)藬?shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。 低速載重型汽車是柴油機，查表 2量利用系數(shù)為 其裝載 量 是 em , 由公式 )12( 得： 5 0000 mm m a 500 低速載重型汽車一般為單排式 ,所以 1n 2 ,由公式 )22( 得 : 510 1306521500)18751500( 本課題選用 500。 動機的選型 根據(jù)現(xiàn)在低速載貨汽車選用發(fā)動機的情況，參照 2815系列 四輪農(nóng)用運輸車， 針對本次設(shè)計任務(wù)選用達 到歐排放標準的 表 油機技術(shù)參數(shù) 型號 480氣缸套型式 直噴式 行程 （ 90 缸心距 10 1小時功率 /轉(zhuǎn)速 （ kW/r/ 3000/29 外特性最低燃油消耗率 （ g/h） 最大扭矩 （ N·m ） 104 壓縮比 18 排量 （ L） 噴油壓力 （ 外形尺寸 （ 長×寬×高 ） 28494687 凈質(zhì)量 （ 195 速的確定 3m a xm a xm a x 761 40360 01 )32( 式中 發(fā)動機最大功率， T 傳動系的傳動效率，對單級主減速器驅(qū)動橋的 24 式汽車取 T ； 汽車總質(zhì)量， g 重力加速度， 2/ f 滾動阻力系數(shù)，對載貨汽車取 對礦用自卸汽車取 對轎車等高速車輛需考慮車速影響并取 f )50( 最高車速， ； 空氣阻力系數(shù)，轎車取 客車取 ，貨車取 . A 汽車正投影面積， 2m ，在無測量數(shù)據(jù)的情況下，按照前輪距 1B 、汽車總高 H 、汽車總寬 B 等尺寸近似計算： 對轎車 ， 對載貨汽車 由公式 )32( 得： 3m a xm a xm a x 761 40360 01 3m a xm a x 7 6 1 4 0 0 0 0 29 得出 , 由于低速載重型汽車的 最高設(shè)計車速 0 ，因 此該車滿足設(shè)計要求。 3 變速器的設(shè)計與計算 計方案的確定 機械傳動一般應(yīng)用于低速載重型汽車變速箱中，通常是利用齒輪傳動，一般有若干個固定傳動比。按照軸線是否固定，可分為軸線固定式變速箱（普通齒輪變速箱）和軸線旋轉(zhuǎn)式變速箱（行星齒輪變速箱）兩種。采用這種變速箱的低速載重汽車通常有 3 5個前進擋和一個倒擋。 近幾年機械式無級變速箱和液力機械變速箱在汽車上普遍得到應(yīng)用 ,依照當前被廣泛應(yīng)用的變速箱種類，和適用的范圍，初步確定三種設(shè)計方案。 軸式 兩軸式變速箱的結(jié)構(gòu)簡單、形式緊湊，除最高擋 外其他各檔的傳動效率很高。兩軸式變速箱的輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體。當發(fā)動機縱向布置時，主減速器可采用雙面齒輪或螺旋錐齒輪；當發(fā)動機橫向布置時，可采用圓柱齒輪。除倒擋常用直齒圓柱齒輪外，其它擋位的傳動均采用斜齒圓柱齒輪 ,但兩軸式變速箱沒有布置直接擋，在處于高擋工作時，齒輪和軸承同時受載，會產(chǎn)生很大的噪聲，也會加劇磨損。由于兩軸式變速箱的 輸入軸和輸出軸平行且無中間軸，一般應(yīng)用在發(fā)動機前置、前輪驅(qū)動或發(fā)動機后置、后輪驅(qū)動的轎車和中、小型貨車上。 軸式 三軸式變速箱的輸入軸斜齒圓柱齒輪與輸出軸 的各擋齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且輸入、輸出軸同心。直接檔可以將輸入、輸出軸直接連接起來傳遞轉(zhuǎn)矩。此時，齒輪、軸承及中間軸均不受載，而輸入、輸出軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩。所以直接擋具有很高的傳動效率，產(chǎn)生的磨損和噪音也最小 ,由于其它前進擋傳遞扭矩時需依次經(jīng)過兩對齒輪。所以當齒輪中心距較小時仍然可以得到大的一擋傳動比，但相對于直接擋，其它各檔的傳動效率有所降低，所以三軸式變速箱應(yīng)用在發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動的汽車上。 力機械式 主要組成有液力變矩器和齒輪式有級變速器 ,其優(yōu)點是傳動比可在一定范圍內(nèi)作無級變化，缺點是結(jié)構(gòu)形式復雜，成本高，傳動效率低。 定方案 由于低速載重型汽車的發(fā)動機一般為前置，驅(qū)動輪一般為后輪，同時考慮到生 產(chǎn)成本和便于維護等因素，再聯(lián)系變速箱的特點和所給任務(wù)書的要求，最終選用三軸式變速箱 )13( 見圖 。 圖 3軸式變速器 相對于前進擋來說，倒擋被使用得很少，換倒擋一般在停車時，所以采用直齒圓柱齒輪方式倒擋。變速箱的一擋或倒擋因傳動比大，使其工作時對應(yīng)的齒輪所受的作用力增大，從而導致變速箱軸產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)角和撓度，破壞齒輪的嚙合狀 態(tài)，最終加劇齒輪磨損，同時產(chǎn)生較大的噪聲。因此，為了改善這一狀況，一檔與倒擋均布置在靠近軸的支承處，布置方案如下： ）（見圖 2 圖 3擋布置 部件的結(jié)構(gòu)分析 在三軸式變速箱中，只有一對常嚙合齒輪副，所以不添加同步器，直接選用直齒圓柱齒輪用來換擋。 6 軸在正常工作時承受轉(zhuǎn)矩及彎矩，會引起軸的明顯變形，從而導致齒輪無法正 常嚙合，有較大的噪聲產(chǎn)生，使用壽命下降。在 設(shè)計軸的結(jié)構(gòu)時，在保證其強度與剛度外，還需考慮齒輪 、軸承等的裝卸、固定、加工等因素。 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。第一軸的花健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齒輪安裝，從受力及合理利用材料來看，也是需要的。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，可增強軸的剛度。當一擋、倒擋采用滑動齒輪掛擋時，第二軸的相應(yīng)花鍵則采用矩形花鍵及動配合，這時 不僅要求磨削定心的外徑，一般也要磨削鍵齒側(cè)，而矩形花鍵的齒側(cè)磨削要比漸開線花鍵容易。 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。其上的一擋齒輪常與軸做成一體，而高擋齒輪則用鍵或過盈配合與軸連接以便于更換。 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軸向定位。剛度主要由支承于其上的連體齒輪 （ 寶塔齒輪 ） 的結(jié)構(gòu)保證。僅用于當殼體上無足夠位置設(shè)置滾動軸承和軸承蓋時。 6 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荷而且承受向外的軸向負荷。為便于第一軸的拆裝，后軸承的座孔直徑應(yīng)大于第一軸齒輪的齒頂圓直徑。 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。某些轎車往往在加長的第二軸后端設(shè)置輔助支承，并選擇向心球軸承。 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蓋困難；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。中間軸軸承的徑向尺寸常受中心距尺寸限制，故有時采用無內(nèi)圈的短圓柱滾子軸承。 固定式中間軸采用滾針軸承或圓柱滾子軸承支承著連體齒輪（塔輪，寶塔齒輪）。 4 基本參數(shù)的確定 速器的擋位數(shù)和傳動比 不同類型汽車的變速器，其擋位數(shù)也不盡相同。轎車變速器傳動比變化范圍較?。s為 3 4），過去常用 3個或 4個前進擋，但近年來為了提高其動力性尤其是燃料經(jīng)濟性，多已采用 5 個前進擋。輕型貨車變速器的傳動比變化范圍約為 5 6，其他貨車為 7以上 ，其中總質(zhì)量在 了降低油耗亦趨向于增加 1個超速擋；總質(zhì)量為 于 個前進擋或更多的擋位。 選擇最低擋傳動比時，應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動車輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動車輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。 汽車爬陡坡時車速不高，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： m a xm a xm a a x )s i nc e )14( 則由最大爬坡度要求的變速箱擋傳動比為： )24( 式中 m 汽車總質(zhì)量； g 重力加速度； f 道路阻力系數(shù)； 道路最大阻力系數(shù)； 最大爬坡要求； r 驅(qū)動車輪的滾動半徑； 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩； 0i 主減速比； t 汽車傳動系的傳動效率。 主減速比 im a 4 )34( 式中 r 車輪的滾動半徑， m ； 發(fā)動機轉(zhuǎn)速， r ； 變速箱最高擋傳動比； 最高車速， 。 本課題變速箱 1般貨車的最大爬坡度約為 30%，即 02.0f 由公式 )34( 得： m a i 由公式 )24( 得： 3 0 a x 0 04 2 4 0 00m a x a g ri變速箱擋傳動比為： iT 044( 式中 2G 汽車滿載靜止于水平路面時驅(qū)動橋給地面的載荷； 道路的附著系數(shù)，計算時取 。 因為貨車 24 后輪單胎滿載時后軸的軸荷分配范圍為 %68%60 ，所以 3 3 2 4% 0 02 由公式 )34( 和公式 )44( 得： 9 3 4 0 3 2 40m a iT 綜合 a和 傳動比應(yīng)根據(jù)上述條件確定。變速器的最高擋一般為直接擋，有時用超速擋。中間擋的傳動比理論上按公比為1 1 n 中 n 為擋位數(shù)）的幾何級數(shù)排列。 因為 所以 qi g I I I 實際上與理論值略 有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用擋位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機參數(shù)的合理匹配。 在變速器結(jié)構(gòu)方案、擋位數(shù)和傳動比確定后，即可進行其他基本參數(shù)的選擇與計算。 心距 中心距對變速器的尺寸及質(zhì)量有直接影響，所選的中心距應(yīng)能保證齒輪的強度。三軸式變速器的中心距 A（ 根據(jù)對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經(jīng)驗公式初選： 3 )54( 式中 中心距系數(shù)。對轎車取 貨車取 多擋主變速器，取 11； 變速器處于擋時的輸出轉(zhuǎn)矩，e m a xm a x ； )64( 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩， ； gi 變速器的擋傳動比； g 變 速器的傳動效率，取 由公式 )64( 得： e m a xm a x 9 7 4 由公式 )54( 得 : ( 33 m a x A 初選中心距也可以由發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩按下式直接求出： 3 )74( 式中 按發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩直接求中心距時的中心距系數(shù)，對轎車取 貨車取 由公式 )74( 得 : 7( 33 m a x 商用車變速器的中心距約在 0 范圍內(nèi)變化 ,初選 00 速器的軸向尺寸 變速器的軸向尺寸與擋位數(shù)、齒輪型式、換擋機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式等都 有直接關(guān)系，設(shè)計初可根據(jù)中心距 貨車變速器殼體的軸向尺寸： 四擋 A) 五擋 A) 六擋 A) 初選軸向尺寸 : 80240100) 變速器殼體的軸向尺寸最后應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。 輪參數(shù) 齒輪模數(shù)由輪齒的彎曲疲勞強度或最大載荷作用下的靜強度所決定。選擇模數(shù)時應(yīng)考慮到當增大齒寬而減小模數(shù)時將降低變 速器的噪聲，而為了減小變速器的質(zhì)量，則應(yīng)增大模數(shù)并減小齒寬和中心距。降低噪聲水平對轎車很重要，而對載貨汽車則應(yīng)重視減小質(zhì)量。 根據(jù)圓柱齒輪強度的簡化計算方法，可列出齒輪模數(shù) 間有如下關(guān)系： 直齒輪模數(shù) 3 2 )84( 式中 計算載荷， ； K 應(yīng)力集中系數(shù)，直齒齒輪取 摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取 動齒輪取 z 齒輪齒數(shù)； 齒寬系數(shù)，直齒齒輪取 y 齒形系數(shù)，見圖 3高系數(shù) f 相同、節(jié)點處壓力角不同時： 9.0 ，9.0 ，.1 ，2025 23.1 ；壓力角相同、齒高系數(shù)為 ff w 輪 齒 彎 曲 應(yīng) 力 ， 當T 時 ， 直 齒 齒 輪 的 許 用 應(yīng) 力850400 w 圖 4形系數(shù) y（ 當載荷作用在齒頂 , 20 , f） 根據(jù)參考同類車型，初選第一軸的軸齒輪的齒數(shù) 17z ，查圖 42.0y 。 由公式 )84( 得： 333 )850400(1010422 從輪齒應(yīng)力的合理性及強度考慮 ,每對齒輪應(yīng)有各自的模數(shù) ,但出于工藝考慮，模數(shù)應(yīng)盡量統(tǒng)一 ,多采用折衷方案。表 3 表 4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 3 6 設(shè)計時所選模數(shù)應(yīng)符合國標 表 2并滿足強度要求。 表 4車變速器常用齒輪模數(shù)（ 1 2 - 3 - - - - - - 4 - 5 - 6 - 由表 4.3m 。 力角和螺旋角 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角和螺旋角按下表取值。 表 3車變速器齒輪的齒形、壓力角和螺旋角 項目 車型 齒形 壓力角（度） 螺旋角（度） 轎車 高齒并修形 15°、 16°、 25° 45° 一般貨車 標準齒輪0° 20° 30° 重型車 標準齒輪檔、倒檔 25° 小螺旋角 齒形壓力角較小時，重合度較大，并降低了輪齒剛度，為此能減少進入嚙合和退出嚙合時的動載荷，使傳動平穩(wěn)，有利于降低噪聲；壓力角較大時，可提高輪齒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°強度增加不多；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的壓力角為 20°。本課題的所有齒輪選用標準齒輪。 齒寬的選擇既要考慮變速器的質(zhì)量小、軸向尺寸緊湊，又 要保證齒輪強度和工作平穩(wěn)性。通常是根據(jù)齒輪模數(shù)來確定齒寬 b： ）（ 9式中 齒寬系數(shù)，直齒齒輪取 斜齒輪取 法面模數(shù)。 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)性和齒輪壽命。 由公式 ）（ 9： ) ,可以確定各擋的齒輪的齒寬。 常嚙合齒輪副：中間軸上的齒輪 6 ,第一軸軸齒輪 8 ； 擋：中間軸上齒輪 1 , 對應(yīng)的一擋齒輪 1 ； 擋：中間軸上齒輪 9 , 對應(yīng)的二擋齒輪 9 ； 擋：中間軸上齒輪 1 , 對應(yīng)的三擋齒輪 1 ； 倒擋： 1 , 9 。 在齒輪加工精度提高以后，短齒制齒輪不再被使用，包括我國在內(nèi)，規(guī)定齒輪的齒頂高系數(shù) f，為一般汽車變速器齒輪所采用?，F(xiàn)代轎車變速器多采用齒頂高系數(shù)大于 1 的“高齒齒輪” （ 或相對于短齒齒輪而言而稱為 長齒齒輪 ） ，因為它不僅可使重合度增大，而且在強度、噪聲、動載荷和振動等方面均比正常齒高的齒輪有顯著改善，但存在相對滑動速度大、易發(fā)生輪齒根切或齒頂變尖（齒頂厚小于 等問題。本課題的齒頂高系數(shù) f。 檔齒輪齒數(shù)的分配 在初選變速器的擋位數(shù)、傳動比、中心距、軸向尺寸及齒輪模數(shù)和螺旋角并繪出變速器的結(jié)構(gòu)方案簡圖后，即可對各檔齒輪的齒數(shù)進行分配。 12345678910圖 4課題變速器結(jié)構(gòu)簡圖 齒輪的齒數(shù) 已知擋 傳動比gi，且 8172 zz ）（ 10為了確定7z、8求其齒數(shù)和 z ： 直齒齒輪： ）（ 11先取齒數(shù)和為整數(shù)，然后分配給7z、8z。為了使87 /將8樣，在2/傳動比可小些，以使第一軸常嚙合齒輪可分配到較多齒數(shù)，以便在其內(nèi)腔設(shè)置第二軸的前軸承。8此8車變速器中間軸的擋直齒輪的最小齒數(shù)為 1412 ，選擇齒輪的齒數(shù)時應(yīng)注意最好不使相配齒輪的齒數(shù)和為偶數(shù)，以減小大、小齒輪的齒數(shù)間有共約數(shù)的機會，否則會引起齒面的不均勻磨損。 由公式 )114( 得： 0 022 取 z 60 ，考慮到上述條件以及選用了標準齒輪（齒數(shù)不要小于 17），故 178 z，得出 4317607 z。 若計算所得的7z、8取為整數(shù)后需按該式反算中心距 A，修正后的中心距則是各擋齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 由公式 )114( 得： 052/) 常嚙合傳動齒輪副的齒數(shù) 7812 g)124( 確定了7z、8114( 和 )124( 聯(lián)立方程求解 1z 、 2z 522)(, 故 171 z ； 432 z 擋齒輪副： 6152 zz g )134( 由公式 )114( 和 )134( 聯(lián)立方程求解5z、6z。 因為 I I，所以先試湊5z、6z。 試湊出 335 z、 276 z，此時 09.3 擋齒輪副： 4132 zz )144( 由公式 )114( 和 )144( 聯(lián)立方程求解5z、6z。 因為 以先試湊3z、 4z 。 試湊出 243 z、 364 z ，此時 69.1 通常擋與倒擋選用同一模數(shù)，且通常倒擋齒輪齒數(shù) 232110 z。則中間軸與倒擋軸之間的中心距為： 2/)( 108 )154( 初選 2210 z,由公式 )154( 得 : 2217( 108 為了避免干涉，齒輪 8與齒輪 9的齒頂圓之間應(yīng)有不小于 間隙，則 : )164( 由公式 )164( 得 : 89 aa 根據(jù)9 179 z。 最后計算倒擋與第二軸的中心距： 2/)( 97 )174( 由公式 )174( 得 : 1052/( 97 ）（171717 432243981 7102 g 綜合上述計算修正一下各擋的傳動比 （ 見下表 ） 。 表 4擋速比 擋位 倒擋 速比 1:1 5 齒輪的設(shè)計計算 何尺寸計