轻型货车用手动变速器的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 轻型货车用 手动变速器设计 摘 要 随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。 分析了 为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出的设计要求。 详细 介绍了 变速器机构方案的确定，变速器主要参数的选择，变速器的设计计算，同步器设计计算 等在变速器设计 过程 中的 关键步骤 。 关键词 : 变速器，轻型货车 ， 设计计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 轻型货车用 手动变速器设计 目 录 摘 要 . I 1 绪论 . 1 述 . 1 2 变速器机构方案的确定 . 4 动机构布置方案分析 . 4 定轴式变速器 . 4 档布置方案 . 6 它问题 . 7 、部件结构方案分析 . 8 轮形式 . 8 档机构形式 . 8 动脱档 . 8 速器 轴承 . 9 3 变速器主要参数的选择 . 10 速器的传动比范围、档位数及各档传动比 . 10 数 . 10 动比范围 . 10 档传动比 . 12 的确定 . 13 型尺寸的确定 . 14 数 . 14 力角 . 15 旋角 . 15 宽 . 16 档齿轮齿数的分配 . 17 定一档齿轮 的齿数 . 17 定常啮合传动齿轮副的齿数 . 18 定其它各档的齿数 . 19 定倒档齿轮齿数 . 20 4 变速器的设计计算 . 22 齿设计计算 . 22 轮弯曲强度计算 . 22 齿接触应力 . 24 的设计计算 . 25 5 同步器设计计算 . 33 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 环式惯性同步器结构 . 33 环式同步器主要尺寸的确定 . 34 要参数的确定 . 35 步器计算 . 37 结 论 . 40 参考文献 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 1 绪 论 述 自 1886 年世界上第一辆汽车诞生以来，汽车已经 历了近 120 年的发展。随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。 变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况范围内工作。 变速器通常还设有到 档 ，在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶；设有空 档 ，在滑行或停车时发动机和传动系能保持分离。变速器还应能进行 动力输出。手动变速器基本上是由齿轮、轴、轴承、同步器等动力传动部件组成 。 变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定转速是难以达到的。变速器的倒 档 使汽车可以倒退行驶；其空 档 使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。 变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。根据需要，还可以加装动力输出器。 按传动比变化方式，变速器可以分为有级式、无级式和综合式三种。 有级式变速器应用最为广泛 。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式（普通变速器）和 轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有 3 5 个前进 档 和一个倒 档 ，在重型货车用的组合变速器中，则有更多 档 位。所谓变速器 档 数即指其前进 档 位数。 无级式变速器的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机 ，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件是液力变矩器。 综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮 式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比 可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。 半自动操纵式变速器有两种型式。一种是常用的几个 档 位自动操纵，其余 档 位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定 档 位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换 档 。 在多轴驱动汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。 除此之外，变速器还应当满足拆装容易和维修方便等要求。变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。变速传动机构 可按前进档数或轴的形式不同分类。具体分类如下： 图 速器的具体分类 变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换档操纵的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率性等都有直的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及发动机的参数作优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程咬合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其它结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档； 采用同步 器可使换档轻便、无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双及三中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换档机构等新结构也相继问世。 变 速 器 三档变速器 四档变速器 五档变速器 多档变速器 固定轴式 旋转轴式 多中间轴式 双中间轴式 中间轴式 两轴式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第一、二轴等。 变速器都装有单向的通气阀，以防壳 内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底的放油塞多置磁铁，以吸附油中铁屑。涉水车需有防水措施。 变速器的设计系列按输出转矩分级，供 各种车型选用，也可根据具体车型的使用寿命要求进行设计。可根据同类型在典型路段上实测的随机载荷，用统计分析法组成载荷谱，进行变速器的疲劳寿命计算。这种可靠性设计方法比较符合实际，如果再以油画设计方法选择有关设计参数作最佳匹配，则可得到以最小零部件 尺寸满足设计所要求的寿命和性能的设计方案。有时亦可辅以有限元分析。 为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下的设计要求。 1、 正确地选择变速器的档位数和传动比，并使之与发动机参数及主减速比作优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与燃料经济性。 2、 设置空挡，以 保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；使汽车可以倒退行驶。 3、 体积小、质量小、承载能力强、使用寿命长、工作可靠。 4、 操纵简单、准确、轻便、迅速。 5、 传动效率高、工作平稳、无噪声或低噪声。 6、 制造工艺性好、造价低廉、维修方便。 7、 贯彻零件标准化、部件通用化和变速器总成系列化等要求，遵守有关标准和法规。 8、 需要时应设置动力输出装置。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 2 变速器机构方案的确定 动机构布置方 案 分析 本设计 应用在 现今 使用 广泛的发动机前置、后轮驱动的 4 2 总体布置方案，发动机发出的动力依次经 过离合器、变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）、主减速器、差速器、半轴，传到驱动轮，如图 示 图 发动机前置后轮驱动汽车传动系 变速器由变速传动机构和操纵机构组成。 根据前进档数 的不同，变速器有三、四、五和多档几种。根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、三轴式和多中间轴式变速器。 定轴式变速器 1、 两轴式变速器 固定轴式中的两轴式和中间轴式变速器应用广泛。其中两轴式变速器多用于发动机 前置前轮驱动汽车上。 与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴承数少，所以有结构简单、轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，而且易损坏。还有，受结构限制，两轴式变速器的一档速比 不可能设计买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 得很大。对于前进档，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一 轴与输出轴的转动方向相同。 本设计主要针对的是一吨级货车或旅行车，所以两轴式变速器不适用于本设计 。 2、 中间轴式变速器 中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。 各传动方案的共同特点是：变速器的第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体。绝大多数方案的第二轴前端经轴承支承在第一轴后端的孔内 ，且保持两轴轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档。是直接档，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器传动效率高，可达 90%以上，噪声低、齿轮和轴承的磨损减少。因为直接档的利用率要高于其它档位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进档位工作 时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴、中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不太大的条件下，一档仍然有较大的传动比；档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一档外的其它档位换档机构，均采用同步器或啮合套换档，少数结构的一档也采用同步器或啮合齿套换档，还有各档同步器或啮合套多数情况下装在 第二轴上。在除直接档外的其它档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。 在档数相同的条件下，各中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数、轴的支承方式、换档方式和倒档传动方案 以及档位布置顺序上有差别。由于本设计针对的是轻型汽车，中间轴式五档和六档变速器体积和质量显得过于庞大，而且传动比大不适用于本设计，因此，选用中间轴式 三轴 四档变速器设计方案。 凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的档位用同步器换档，有的档位用啮合套换档，那么一定是档位高的用同步器换档， 档位低的用啮合套 换档。 发动机前置后轮驱动的乘用车采用 中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，将第二轴加长，置于附加的壳体内。如果在附加壳体内布置倒档传动齿轮和换档机构，还能减小变速器主体部分的外形尺寸及提高中间轴和输出轴的刚度 。因此，这种方案 比较适合本设计，但需要加以改进。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 档布置方案 与前进档位比较，倒档使用率不高，而且都是在 停车状态下实现倒档，故多次数方案均采用直齿滑动齿轮方式换倒档。为实现倒档传动，有些方案利用中间轴和第二轴上的齿轮传动路线中加入一个中间传动齿轮的方案；也有利用两个联体齿轮方 案的。前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿是在最不利的正、负交替变化的弯曲应力状态下工作；而后者是 在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒档传动比略有增加。也有少数变速器采用结构复杂和使成本增加的啮合套或同步器方案换入倒档。 图 档布置方案 图 常见的倒档布置方案。图 2.2(a)所示方案的优点是换倒档时利用了中间轴上的一档齿轮，因而缩短了中间轴的长度；但换档时要求有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。图 2.2(b)所示方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理 。图 2.2(c)所示方案是将中间轴上的一 、 倒档齿轮 做 成一体，将其齿宽加长。图 2.2(d)所示 方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换档更为轻便。 综上所述，方案 (c)较为适合本设计 变速器的一档或倒档因传动比大，工作时在齿轮上作用的力增大，并导致变速器轴产生较大的挠度和转角，使工作 齿轮啮合状态变坏，最终表现出齿轮磨损加快和工作噪声增加。为此，无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的一档与倒档，都应当布置在靠近轴的支承处，以便改善上述不良状况，然后按照从抵档到高档的顺序布置各档齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性 ，又能保证容易装配。 倒档的传动比虽然与一档的传动比接近，但因为使用倒档的时间非常短，从这点出发有些方案将一档布置在靠近轴的 支承处，然后再布置倒档。此时在倒档工作时，轮齿磨损与噪声在短时间内略有增加，而在一档工作时轮齿的磨损与噪声有所减少。 倒档设置在变速器的左侧或右侧，在结构上均能实现，不同之处是挂倒档时驾驶员移动变速杆的方向改变了。为防止意外挂入倒档，一般在挂倒档时设有一个挂倒档时需(a) (b) (c) (d) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 克服弹簧所产生的力，用来提醒驾驶员注意。从这一点来考虑，图 2.3(a)、 (b)的换档方案比图 2.3(c)的方案更合理。图 2.3(c)所示方案在挂一档时也需克服用来防止误挂倒档所产生的力，这对换档不熟练 的驾驶员是不利的。除此之外，倒档的中间齿轮位于变速器的左侧或右侧对倒档轴的受力情况有影响。 43倒1 2312 4 倒倒 2 它问题 常用档位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。将高档布置在靠近轴的两端支承中部 区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮可保持较好的啮合状态，以减少偏载并提高、齿轮寿命。 机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力 时处于工作状态的齿轮对数、每分钟转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮和壳体等零件的制造精度等。 图 档变速器结构方案 图 中间轴式四档变速器结构 简图 。其结构特点是：前进档全部采用 常啮合齿轮传动，用同步器换档，同步器装在第二轴上；本设计就是 选择的这种方案 并 在其基础上进行局部改进优化设计的。 (a) (b) (c) 图 速杆换档位置与顺序 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 、部件结构方案分析 轮形式 变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。 与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴 向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导变速器的质量和转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档，本设计 为一 档和倒档 采用直齿圆柱齿轮，二、三、四档常啮合齿轮采用斜齿圆柱齿轮。 档机构形式 变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。 汽车行驶时，因变速器内各转动齿轮有不同的角速度，所以用轴向滑动直齿齿轮方式换档 ，会在轮齿端面产生冲击，并伴随噪声。这不仅 使 齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换档产生的噪声又使乘坐舒 适性降低。除 此 之外，采用直齿滑动齿轮换档时，换档行程长也是它的缺点。因此现在 已 很少在 轻型汽车的 变速器 中使用。当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时，可以用移动啮合套换档。这时，不仅换档行程短，同时因承受换档冲击的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换档，所以它们都不会过早损坏；但因不能消除换档冲击，仍然要求驾驶员有熟练的操作技术。此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性力矩增大。因此，目前这种换档方法只在某些要求不高档位及重型货车变速器上应用。 使用 同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档 ，而与操作技术程度无关，从而提高了汽车 的加速性、燃油经济性和行驶安全性。同上述两种方法比较，虽然它有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。本设计的全部前进档位均采用同步器换档。 动脱档 自动脱档是变速器的主要故障之一。由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足以及振动买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 等原因都会导致自动脱档。为解决这个问题，除工艺上采取措施以外，目前在结构上采取措施行之有效的方案 有：将两接合齿的啮合齿位置错开 ;将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄；将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥 角等等一些 措施可以有效防止脱档现象的发生。 速器轴承 作旋转运动的变速器轴支承在壳体或其它部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱辊子轴承、 球轴承、滚针轴承 圆锥辊子轴承、滑动轴套等。 至于何处应当采用何种类型的轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同的。 汽车变速器结构紧凑、尺寸小的特点，采用尺寸大些的轴承受限制，常在布置上有困难。如变速器的第二轴前端支承在第一轴常啮合齿轮的内腔中，内腔尺寸足够时可布置圆柱辊子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。本设计主要针对的是轻型汽车，故 内腔空间比较狭小，只能采用滚针轴承，而第二轴后端采用球轴承，用来承受轴向力和径向力。作用在 第一轴常啮合齿轮上的轴向力，经第一轴后部轴承传给变速器壳体，此处用轴承外圈有挡圈的球轴承。 中间轴上齿轮工作时产生的轴向力，原则上由前或后轴承来承受都可以，但在壳体前端面布置轴承盖有困难，必须由后端轴承承受轴向力， 前端采用圆柱辊子轴承来承受径向力，而后端采用外圈有挡圈的球轴承或圆柱辊子轴承，本设计两端均采用有挡圈的球轴承。 变速器第一轴、第二轴的后部轴承，以及中间轴前、后轴承，按之直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱辊子轴 承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证后壁两轴承孔之间的距离不小于 6 20 滚针轴承、滑动轴承主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。滚针轴承 有滚动摩擦损失小、传动效率高、径向配合间隙小、定位及运转精度高、有利于齿轮啮合等优点。滑动轴套的径向配合间隙大、易磨损、间隙增大后影响齿轮的定位和运转精度并使工作噪声增加。滑动轴套的优点是制造容易、成本低，但为了设计的整体质量，在设计中只采用滚针轴承。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 3 变速器主要参数的选择 速器的传动比范围、档位数及各档传动比 设计时首先应根 据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。 数 变速器的档数可在 3 20 个档位范围内变化，通常变速器的档数在 6 档以下。增加变速器的档数，能够改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。档 数 越多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，因此，需要设计者综合考虑设计要求来选取合适的档位。 在最近档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档 之间的传动比比值小，换档工作容易进行，一般要 求相邻档位之间的传动比值在 下。 近年来 ，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用 4 5个档位的变速器。商用车变速器采用 4 5 个档或多档 。载荷 质量在 的货车采用五档变速器，载质量在 的货车采用六档变速器。本设计主要应用在旅行车和一吨级 轻型 货车上，所以采用四档变速器。 动比范围 变速器 传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动比的比值。本设计最高档位是四档，传动比为 响最低档传动比的选取的因素有 :发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽 车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶的车速等。目前乘用车的传动比范围在 间，轻型商用车的传动比在 间。本设计的一些重要技术参数见表 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 表 速器设计原始参数表 考虑到汽车在平坦硬路面上行驶时的燃油经济性，变速器的最高档位多为直接档（传动比为 1）或超速档（传动比小于 1）。这时汽车的动力性及燃油经济性由发动机及驱动桥减速比决定。变速器低档（一档，有时还 有爬坡档）的传动比则决定了汽车的最大爬坡度。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速，以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑。 汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力， 查文献 1可知 ： m a xm a xm a a x s i nc o s （ 式中： m 汽车总质量； g 重力加速度； 道路最大阻力系数 ； 驱动车轮的滚动半径 ； 发动机最大转矩； 发动机最大扭矩 (2600r/196N m 发动机最大功率 (4500r/59载整车质量 1470载整车质量 2470载时前轴轴荷 985载时后轴轴荷 1389计最高时速 最大爬坡度 主减速比 15 105km/h 轮滚动半径 325目 参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 0i 主减速比； T 汽车传动系的传动效率； 最大爬坡度； f 滚动阻力系数； 1变速器一档传动比。 则由最大爬坡度要求的变速器一档传动比 查文献 1可知 ： iT 0m （ 32 24 70 =据驱动车轮与路面的附着条件有： 201m a x Gr （ 式中： 2G 汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷； 道路的附着系数，计算时取 。 求得的变速器一档传动比 查文献 1可知 ： iT 0m （ =据本设计要求的具体情况和上述条件可以初 选一档传动比 档传动比 变速器最高档的传动比间各档的传动比理论上是买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 按公比 查文献 1可知 ： 1 1 （ 的几何级数排列 ，式中 n 为 档位数（ 4n ），四档传动比 00.1 1 1 14 = 3 3 齿数为整数且常用档位间的公比医小些，以便于换档。另外还要考虑与发动机参数的合理配合。 因此 初选各档传动比： 速器中心距 A 的确定 对三轴式变速器而言，其中心距系指第一、第二中心线 与中间轴中心线之间的距离。变速器的中心距对其尺寸及质量的大小有直接影响，它也代表着变速器的承载能力。三轴式变速器的中心距 A，可根据对已有变速器的统计数据而得出经验公式进行初选 ，查文献 1可知： 31m a x （ 式中： K 中心距系数，轿车取 K=车取 K=档变速器取 K=1； 发动机最大转矩， N m； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 1变速器一档传动比； g 变速器的传动效率，取 9.0g。 本设计变速器的中心 距 为： 3 1m a x =82型尺寸的确定 变速器的横 向 外型尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间 （过度）齿轮和换档机构的布置初步确定。 影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数、换档机构形式以及齿轮形式。 乘用车四档变速器壳体的轴向尺寸为 ( 。 商用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列数据选用： 四档 A) 五档 A) 六档 A) 轮参数 数 齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等。 应该指出的，选取齿轮模数 时一般遵守的原则是： 在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声，所以为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽； 为使质量小些，应该增加模数，同时减小齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数，而从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数；变速器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 低档齿轮应选用大些的模数，其它档位选用另一种模数。结合本设计的具体情况 查文献2可知 力角 齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了齿轮的刚度，为此 能减少进入啮合和退出啮合的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。因此，理论上对于乘用车为加大重合度以降低噪声应取用 15、16 小些 的压力角；对商用车为提高齿轮承载能力应选用 25等大些的压力角。 实际上，因国家规定的标准压力角为 20，所以变速器齿轮普遍采用压力角为 20。 本设计从实际出发，为满足各项技术要求 和工艺性要求 查文献 2可知： 压力角20 。 旋角 斜齿轮 在变速器中得到广泛用。选取斜齿轮的螺旋角，因该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。在齿轮选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳、噪声降低。实验还证明：随着螺旋角的增大，齿的 强度也相应提高。不过当螺旋角大于 30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，以 15 25宜；结合本设计技术要求初选螺旋角 20 。 图 间轴轴向力平衡 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时，应力要求使中间轴上同时作用的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上不同档位齿轮的螺旋角 因该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两 种螺旋角。 根据图 知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，需满足下述条件 221111 F 由于2211 ，为使两轴向力平衡， 查文献 2可知 必须满足 ： 2121（ 式中，1、 2 上的轴向力；1、2 上的圆周力； 1r 、 2r 的节圆半径； T 为中间轴传递的转矩。 斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用： 乘用车变速器： 两轴式变速器为 20 25 ； 中间轴式变速器为 22 34 ； 宽 在选择齿宽时，应该注意齿宽对变速器的轴向尺寸、质量、齿 轮工作平稳、齿轮强度和齿轮工作时的受力均匀程度等均有影响。 考虑到尽可能缩短变速器的轴向尺寸和减小质量，应该选用较小的齿宽。另一方面，齿宽减小时斜齿轮传动平稳的优点被削弱，此时虽然可以用增加齿轮螺旋角的方法给予补偿，但这时轴承承受的轴向力增大，使其寿命降低。 通常根据齿轮模数 )( 直齿 为 .0，b 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 斜齿.5，. b 档齿轮齿数的分配 在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后 ， 可根据变速器的档数 、 传动比和传动方案来分配各档齿轮的齿数 。 应该注意的是 ， 各档齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。 图 本设计传动方 案结构简图 。 图 档变速器传动方案简图 定一档齿轮的齿数 一档传动比 ，查文献 2可知： 81721 zz （ 如果7 则 2z 与 1z 的传动比可求出 . 为了求7 先求其齿数合 查文献 2可知： 计算后取 整数 ， 然后进行大 、 小齿轮齿数的分配 。 中间轴上的一档小齿轮的齿直齿 斜齿 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 答辩无忧，值得下载！ 数尽可能取少些 ， 以便使87 z/ ， 在 1i 一 定的条件下 ， 12 z/z 的传动比可分配小些 ， 使第一轴常啮 齿轮的齿数多些 ， 以便在其内腔设置第二轴的前