3吨载重跃进货车变速器的设计论文

                                                                                                                           毕  业  设  计  （论  文）  设计 (论文 )题目：     3 吨 载重跃进货车变速器的设计      学生姓名：                指导教师：             二级学院：    机电工程学院       专   业：     12 车辆工程     班   级：       学   号：        提交日期：  2016 年   答辩日期：    金陵科技学院学士学位论文                                                                            目录                                                                                                                                                      录  目录  .   要  . .  绪  论  . 1 题研究背景  . 1  吨载重跃进货车设计综述  . 1 2 传动系方案的确定  . 2 速器的选取  . 2 间轴五挡手动变速器构造分析  . 2 3 零部件结构方案设计  . 6 轮形式的选择  . 6 挡结构形式的确定  . 6 承的确定  . 6 纵机构的选定  . 7 步器的选择  . 8 4 主要参数的选择与计算  . 14 定最大、最小传动比  . 14 定轴向尺寸  . 15 位数的选择  . 15 心距的确定  . 15 的直径确定  . 16 金陵科技学院学士学位论文                                                                            目录                                                                                                                                                      轮参数选择  . 16 5 设计合理性校核  . 22 轮材料的选择原则  . 22 速器齿轮弯曲强度校核  . 22 齿接触应力的核算  . 26 设计计算  . 27 6 结论  . 35 参考文献  . 36 致  谢  . 37 金陵科技学院学士学位论文                                                                            摘要                                                                                                                                                     吨载重跃进货车变速器的设计  摘  要  本设计是 3吨载重跃进货车变速器设计，变速器是由传动机构和操纵机构 构成 的。 绪论部分是本次设计的背景及设计 综述。设计部分是本设计说明书的重点部分，第一步要 选定变速器传动方案；其次要确定零部件结构方案；之后需要 根据任务书中给定的货车各项数据，根据汽车设计丛书选取出压力角、螺旋角、重合系数、弹性模量等系数，并找出算法公式来计算出齿轮的齿数、传动比、轴的尺寸、中心距等数据。最后一步就是校核齿轮的接触和弯曲强度以及轴的刚度和强度。所用的数据都得出后， 最后一步是 使用制图软件完成零件图和组装图。  关键词： 货车 变速器； 零部件； 设计参数；校核；  金陵科技学院学士学位论文                                                                                                                                                    he of of is of   is up of is of is of is to to to in to of of a to of on of is to of to 金陵科技学院学士学位 论文                                                                     第 1 章  绪论                                                                             1 1 绪  论  题 研究背景  变速器在 车辆 的传动系中举足轻重，它是通过换挡来 调和引擎 转速与车轮 实时 行驶速度以 实现 发动机最佳性能的 。 它具有变速增扭、中断汽车传动、实现汽车倒行等功能，变速器在传动系中布置的是否恰当对车辆的动力性和燃油经济性等都有不可忽视的影响。同时变速器技术的发展也是 衡量 汽车设计 程度 的一项重要依据。  近年来变速器的发展动向如下：   节能与环保。如今节能环保是整个时代的课题，在汽车领域， 节能环保主要体现在传动系和发动机上，研发出零污染的燃料以及润滑油已经迫 在眉睫。   应用新型材料。材料工程学是 当今 科学 界关注的新重点 。新型材料在变速器中的应用 不但能够使车辆 技术 得到 提升， 还可以 完善车辆 的 性能 。   迄今为止，变速器的设计研发主要致力于在控制成本和体积的前提下，提高其性能、精度、效率以及使用年限 低 等。   吨载重跃进货车设计综述  本设计给出的参数有：  尺寸参数：  外形尺寸： 6500 1960,2050 2275(  货箱尺寸： 4230 1810,190020( 轴距： 3600(  轮距： 1584 1485(接近角 /离去角： 25/16（度）  最小离地间隙 (485 发动机参数：  最大功率： 75(    排量： 3856(性能参数及其它参数：  最高车速： 90(km/h)  轴数： 2 钢板弹簧片数 (前 /后 )： 8/9+3  轮胎规格： 保证变速器工作 优良 ， 在设计中 提出 的 要求如下：  (1)选 取合适的 变速器 挡 数和传动 比， 尽量满足其能与引擎 的参数和主减速比 达到最优匹配。  (2)设计 空挡和倒 挡 ， 使得需要的情况下 能将 引擎 与驱动轮长 期 分离 ， 使车 辆 可倒退行驶。  (3)可以简易、精准、快速、省力操纵，以便缩短加速时间，提高汽车动力性能。  (4)工作 稳定 ，在 车辆 行使 期间 中不 能 有跳 挡 、乱 挡和 冲击等 情况产 生，需要时应设置动力输出 机构 。  金陵科技学院学士学位论文                                                          第 2 章  传动系方案的确定                                                                               2 2 传动系方案的确定  速器的选取  变速器按操纵方式大 致 分为手动 操作 和自动 操作两类 ，本设计设计的是 前者 。手动 操作的 变速器 很普遍 驾驶 员可以随心所欲的 换 挡 ， 使用它的好处体现在 ：   其技术最早被研发出来，并且时至今日仍然被广泛使用，没有被淘汰掉，并且 技术日益精进，已然发展的非常纯熟，由此可窥见其稳定性和可靠性。   纵观变速器市场不难发现，手动挡比自动挡性价比更高，构造也更简单，所以当需要维修时，拆装更方便，而且问题部件也一目了然。   驾驶过程中的主观意志性能给司机提供操作乐趣。  按传动比 改变 方式 的不同 ， 我们将变速器 分 为三种， 第一种是无 级式 ，因其 传动比 可在规定区域内做无限 多级变化 而得名；第二种是 综合式 ，它 由液力变矩器和有级变速器 构成，被普遍使用；第三种就是我们选取的 有级式 ，它是这三种中使用率最高的 ， 它通过 齿轮传动，有 许多 定值传动比。其传动比 在 区间内作无级变化。本设计选用 的是 有极式 ，因为其 结构简单，造价廉价。  有极式变速器 有 固定轴式和旋转轴式两种，我们通常选用前者。固定轴式又主要分为由一对齿轮变速的两轴式和由两对齿轮变速的 三 轴式手动变速器。 其中， 两轴式 用在引擎后置且后轮驱动或者引擎前置前轮驱动的 轿车上。中间轴式用于 后轮驱动，引擎前 置 的轿车 以及中、轻型货车。 所以 三吨载重货车选用中间轴式。  中间轴式变速器 动力传输 方案都有 相 同点：第一 、 第二轴 中心线重合， 中间轴 在它们下方 ，所以 第一 ， 第二轴的各 挡 齿轮与中间轴 对 应的齿轮 互 相啮合。四 挡 直接 挡 就是将 输入、输出轴 直接连接起来 传输 扭矩的。 当挂到四 挡时，变速器的齿轮、轴承和中间轴均不承载负荷 ，但 输入、输出 轴仍传递扭矩， 所以 转矩经直接 由输入、输出轴 输出 。 此时变速器的传动效率 能达到百分之九十几 ，且噪声低 。由于直接挡的使用频率最高，其 齿轮和轴承的损 耗还 少， 可以延长变速器的使用期限，这也是中间轴式突出的优势；它 另一个优势在于，除直接挡外的 前进挡 在 工作 时 ， 动力需要 依次 通过放 置在 输入、输出 轴 和 中间轴上的两对齿轮 进行传输 ， 所以即使 中间轴与 输出 轴间中心距 较小 ， 依旧能够 获得较大的一 挡传动比 。 常啮合齿轮传动 不受档位高低限制 ； 大多数情况下 一挡 之外 的挡位和 小部分 一挡的换挡机构， 都选取 同步器或啮合套换挡， 且大 多安装在第二轴上。 三 轴式 还 有 一 个 明显缺点，当 四 挡 之 外的其他挡工作时，其传动效率会有 些许 下 滑 。 当 挡位数 一致 的 时候 ， 同是三 轴式 ，区别它们的方法就是看它们的 常啮合齿轮对数，换挡 方法 和到传动 设计 。   间 轴 五挡 手动变速器 构造 分 析  中间轴式 五挡 变速器 是由 五个前进挡和一个倒挡 构成的 ，其中一、二、三 挡 为减速 挡 ；四 挡 是直接 挡 ，五 挡 为增速 挡 。  金陵科技学院学士学位论文                                                          第 2 章  传动系方案的确定                                                                               3 动机构布置方案分析  本设计使用的是 引擎 前置、后轮驱动的 布局方法 ， 参见下图，引擎产出 的动力 顺次通过图中的 1、 2、 3， 再传递到 主减速器、差速器、半轴 上 ，最终 带动汽车行驶。  变速器 输出 轴的前端 通过 轴承支承在 引擎 飞轮上 ,离合器的从动盘 通常装置于输入 轴的花键 上 ,万向节 也是通过 花键 连接在输出 轴的末端 上的 。 使用斜 齿轮传动的 挡 位， 既能用同步器，又能用啮合套来换挡。但一旦出现，在同一个传动设计中 ， 这 两种换挡方式并存的状况，就必须将同步器放置在高挡，啮合套用在低挡 。  当三 轴式变速器 安装在 前置后驱的 小轿车上时 ， 以使 传动轴 变短为目的 ， 就 需要使 输出 轴 变 长， 超出段装设 于附加的壳体内 ，同时 为了 使箱体主体部分体积变小并且使 中间轴和输出轴的刚度 变高 ，需要在附加壳体内 放 置倒 挡 传动齿轮和换 挡 机构。   挡 布置方案  倒 挡相对于 其他的挡位来说， 使用 频率比较低 ,且都是在车 辆停止 状态下 使用 ,所以大部分设计使用的都为 直齿滑动齿轮方式。为 实现 倒 挡 传动 的目标 ， 我们 可以 使用两种方式。第一种是 在中间轴 与输出 轴 的 齿轮 传输路径 中 添加 一个中间传动齿轮 ，如下图 (a)方案 所示。 第二种方案是 使用两个联体齿轮。 第一种方法的结构比较 简单， 不过 添加的 的轮齿在不良影 响最大 的正、负交替变 换 的弯曲应力下 运转， 通常用于 乘用车 或轻型货车的四 挡 变速器中 ； 另一种则运转 在 良好 的单向循环弯曲应力下， 且可 让 倒 挡 传动比略增。 仅有少量的 变速器使用构 造 复杂，高 花费 的啮合套或同步器 换 倒 挡 。  图 常使用的 的倒 挡设计 方案。图 2.2(b)设计 的 好处在于使用中间轴一挡齿轮来挂倒挡，中间轴的长度变短了，箱体尺寸也会相应减小 ；缺点是换 挡 时有两对齿轮都要 进入啮合，换 挡过于麻烦 ， 某些四 挡 的轻型货车用此方案； 图 2.2(c)设计的 优点是 其倒 挡 传动比 相对而言很大 ， 不足之处 是换 挡方式 不 尽如人意； 图 2.2(d)设计 对 足之处 做出了 弥补 ， 目前已经代替 了 c， 通 常在货车变速器中使用 ； 图 2.2(e)设计 是 增长 中间金陵科技学院学士学位论文                                                          第 2 章  传动系方案的确定                                                                               4 轴上一 挡和 倒 挡 齿轮齿宽 ，并将其做成 一体 ，且此设计 通常用于 所有齿轮都为斜齿圆柱 的齿轮，优点是换 挡操作很 轻 省 。图 f） 设计普遍的使用情况以及优点和 从充分利用空间， 缩减 轴长 的角度思考， 有些货车倒 挡 传动采用 g） 设计 ， 问题主要在于比其他设计多了拨叉轴，使得箱体内的构造变得更 加复杂。 一般 c、 d、 e、 f、  变速器。  图  挡 布置方案  一 挡 和倒 挡由于 传动比大，齿轮 运转 时 施加 在 其 上 的 力也 变 大， 这造成了 轴 上出现的挠度和转角较大， 间接造成 工作齿轮啮合 不良 ， 最大的影响在于 齿轮 损坏加剧、 工作噪 音变大 。因此，为了改善上述不良状况，两轴 和三 轴式变速器的一 挡以及 倒 挡 ，都应 安装 在距离 轴的 后 支承 近的地方 ， 在放置齿轮时要依据由低到高的挡位次序 ， 此种方法不仅让 轴的 装配 变得简单而且还能确保 刚性 足够 。 由于倒挡并不常用，所以尽管倒挡和一挡的传动比差别并不大， 有些方案 还是把 一 挡安 置在 距 离 轴 较近 的支承处，然后再 安 置倒。 这种方法带来的缺点体现在倒挡运作过程中齿轮损耗变多，而且产生的噪音也会变大，不过相应的一挡运转时齿轮损耗和噪音都会变小，所以从综合角度来考虑，这种安排还是很合理的。  从构造角度分析 ，倒 挡 设置在变速器的左侧或右侧均 都可以 ， 唯一的差异在于司机挂倒档时将变速杆拨到那一边。通常我们设定一个 克服弹簧所产生的力 来提醒司机， 防止意外挂入倒 挡。所以 ， 综合对比分析下列各设计不难发现， (b)、 (c)、 (e)的换 挡 方案 要 比(a)、 (d)的方案更合理。对换 挡 不熟练的驾驶员来说，图 2.3(a)、 (d)的设计不是很人性化，缺点 在 于 挂一 挡 时也需要克服 为 防止误挂倒 挡而设置 的弹簧力。另外，倒 挡 轴的受力情况也受倒 挡 中间齿轮 在 变速器 中位置的约束 。  (a)                 (b)                      (c) 金陵科技学院学士学位论文                                                          第 2 章  传动系方案的确定                                                                               5 (d)                 (e)   图 速杆换 挡 位置与顺  它问题  由于接触应力过高，常用 挡 位的齿轮易有表面点蚀损 坏。较为合理的 设计 方案是 把 高挡放置 在 离 轴 距离近 的两 头 支 承中 间位置 ，这种布置方案下， 由于 轴 形状改变促使 齿轮偏转角小， 因此其 啮合 情况良好 ，偏载 概率降低了 、 能延长 齿轮 使用时长 。  手动变速器的传动效率 和其在工作状态下参与运转 的齿轮对数、功率、每分钟转速、各 零 部 件的 工艺性 、润滑系统的有效性 等因素都有着一定的关联性。  下 图 所示的正是三 轴式五 挡 变速器。其 构造突出点在于每 挡都使用同步器或滑动齿轮换。二轴设有中间支承，轴的刚度得以加强；为了使拆装齿轮和轴变得简 单，变速器壳体需要沿着轴线所在平面分开。  1 一中间轴；  2 一第一轴；  3 一第二轴；  4 一换 挡 拨叉；  5 一定位钢球  金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              6 3 零部件结构方案设计  轮 形式的选择  我们一般选择直齿和斜齿圆柱齿轮放置在变速器中 。 斜齿圆柱 相对于 直齿圆柱 来说，使用 的时间更长 、 更静音 、运转 时更稳定，不过它的加工工艺也更 复杂， 运转 时 产生的水平方向上的力会 对轴承 造成不良影响 。 所以虽然 常啮合齿轮 选取 斜齿轮 会致使 变速器 重量和转动惯量 变大，但是毕竟利大于弊 。 一般情况下只有一挡 和倒 挡使用直齿轮 。 本设计倒挡 使用直齿圆柱齿轮， 一、 二、三、四、五 挡 用斜齿圆柱齿轮。  齿轮模数是影响齿轮强度的第一因素，当齿轮模数确定时，第二轴和中间轴间的中心距为每对齿轮齿数之和与模 数乘积的一半。影响齿轮强度的其他因素有材料的质量、啮合率、热处理、齿宽齿形、误差等。  挡结构形式 的确定  常用的换挡方式有三种，第一种是 直齿滑动齿轮、 第二种是 同步器、 第三种是 啮合套。  第一种方式缺点很显著，在驾驶过程中，齿轮多样化的角速度会产生施加在齿轮端面上的冲击力， 同时还伴有噪音。这使得齿轮端面 损耗加速最终提前结束使命 ，致使 司机不能以轻松的心情开车 ，而且换 挡 时的噪音减低了汽车的舒适度。 只有技术熟练的驾驶员，才能克服上述缺点，但是依旧会影响驾驶安全性。所以即使这种方法结构简单，目前也已使用的很少了 【 7】 。  二轴齿轮和中间轴齿轮啮合， 因此 啮合套换 挡也适用 。 这种方式的优点在于 换挡行程短， 形成的 冲击载荷 可作用于更多的结合齿上 ， 并且不需要使用 轮齿换 挡 ， 延长了其使用的时长。缺点在于，一方面换挡冲击依旧存在，仍需要司机有着优良的驾驶技术，另一方面由于增设了 常啮合齿轮和啮合套，旋转部分的惯性力矩 变大 。 因此，一般只有档位要求较低，或者是大型货车会采用此方法。  现在大多数汽车的换 挡方案 都 是 同步器。 主要原因在于 同步器 有换挡快、静音、零冲击、新手也能适用等优良性能。 这些优点 能够使得车辆的驾驶更安全、成本更低而且加速更快。 但同步器的缺陷也很明显，相较于前两种，它的制造工艺更繁复精密，而且比较宽，使用的时长还短，不过综合考虑还是利大于弊的。  承的 确定  由于 轴支承 一直在做旋转运动，所以它与 壳体或其它 部分 以及齿轮与轴不做固定连接处 应 通过 轴承 来连接 。 我们频繁使用的 轴承 有 圆柱 、圆锥 滚子轴承 ， 滚珠、球 以及 滚针轴承。过去，滚珠轴承被广泛使用。但是近年来，变速器转递功率与质量之比 有越变越大的趋向 ， 且箱体内尺寸变大，性能也更高 ，所以 越来越多的 使用圆锥滚柱轴承了。圆锥滚子轴承 具有 直径小、宽度大、 尺寸 大且能 在高载荷状况下工作 ，在预紧轴承 之后能 除去水平金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              7 方向上的缝 隙 和 窜动 的优点 ，但是 它也存在着缺点， 预紧 使得 装配 变得复杂 ，且 摩擦损耗后导致轴 偏离水平位置 ， 使 齿轮 无法 正确啮合。 当轴与齿轮间不固定连接并存在着相对位移时，一般选用 滚针轴承 和 滑动轴套 。前者的优点在于其 定位 和 运转精度高、滚动摩擦 消耗 小、 垂直方向上 配合间隙小、传动效率高、齿轮啮合 性好 。 后者的优点在于 制造容易、成本低， 但缺点正与前者的优点相反，而且工作过程中的噪音还很大 。轴受 到的构造约束和 承载特性 决定了应在何处采用何类轴承。汽车变速器 构造 一般都比较紧凑、 体积不大 ，宜 使 用尺寸 小 的轴承。 举个例子， 变速器 输出轴 的前端支承 处于输入轴 常啮合齿轮的内腔中，如果内腔 大小合适 ，就 放置 圆柱滚子轴承， 相反 就 放 置滚针轴承。 输出 后端通常 选取球轴承 来承受垂直与水平方向上的力 。变速器 输出 轴的支承在飞轮的腔里，有足够大的空间，采用一端有密封圈的球轴承来承受径向力。原则上不 管 是前 还是 后轴承都 能够 承受中间轴齿轮 运作 时产生的 水平方向上的力 ， 不过当壳体前端不能安装轴承盖的时候，此力需要由后轴承承担。 此时后端一般 选取 圆柱滚子轴承或者外圈有挡圈的球轴承。前端用圆柱滚子轴承承受 直径方向上的力 【 6】 。  输入输出 轴后部和 中间轴的前、后轴承，按 直径系列 通常选取 中系列球轴承或圆柱滚子轴承。轴径 由 中心距 直接决定 ，且壳体后壁两轴承孔间的 间距 不小于 6 206】 。变速器 输出轴 的 斜 齿轮与 输出轴 间多 选择 滚针轴承，少数 选择 滚针轴套，因为前者与后者相比较传动效率高，定位精度高有利于齿轮啮合，飞溅润滑能满足要求。  纵机构 的选定  操纵机构 的原理是通过控制换挡结构件在一定区间内 移动 不同的距离来 获得 所需挡位 。 一 挡 和倒 挡可以 使用轴向滑动直齿齿轮换挡，常啮合齿轮 可以 使用移动啮合套换挡；二 挡 以上 可 用同步器换挡。  计 时 应满足的基本要求 ：  1 要有锁止 设 备 ，包括自锁、互锁和倒 挡 锁 ；  2 换挡动作要省力 ， 使司机不易产生疲劳感 ；  3 驾驶员 操作舒适；   挡 位置  设计操纵机构首先要确定换 挡 位置。换 挡 位置的确定主要从换 挡 方便考虑。为此应该注意以下三点：  1 按换 挡 次序来 布置  ；  2 将常用 挡 放中间，其它 挡 放两边；  3 将倒 挡放置 在最靠边的位置 来 避免误挂倒 挡 ，有时于 1 挡在同 排。  速器 传动路线 的最终选定  金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              8 步器的选择  同步器 在 变速器 中的主要作用是 使换 挡 轻、 快 、 稳 、 静 ，且 增加 齿轮寿命、提高汽车速度和经济性。同步器的种类主要有三种 ，其中的一种是常压式，还有一种是叫做惯性增力 式，最后一种是惯性式，也就是我们这次要选用的。  惯性式 同步器又有滑块、锁销、锁环等不同构造的，不过这并不影响它们实现对同步器的基本要求。它们的共同点是内部的摩擦、弹性、和锁止元件相同，而且都有着阻止换挡元件在角速度不完全相等前工作的良好能力。综合考虑，锁环式更适合我们的设计。  环式惯性同步器 构造  见下图 ，锁环式 与其它形式的区别就在于其 摩擦元件 在 锁环和齿轮凸肩部分的锥形斜面上。锁止元件做在锁环上的齿和啮合套上的齿的端部，端部均为斜面 故 称为锁止面。位于啮 合套座两侧的弹簧圈 就 是弹性元件 ，其用处是 将 放在 啮合套座花键上 ， 中 间 呈凸起 状金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              9 的滑块压向啮合套 【 9】 。在不换 挡时 滑块 的 凸起嵌 在 啮合套中部的内环槽 里来使 换 挡 零件保持中立。滑块两 头卡在 锁环缺口 中 ，滑块尺寸要比缺口的 窄 一个接合齿 【 8】 。  要 参数的 选取和计算  (1)接近尺寸 b  b 就是 当同时满足 同步器换 挡处于初始 阶段，滑块侧面压在锁环缺口侧边 上， 啮合套相对滑块 还没有开始 作 横 向移动 这三个条件的时候 ，锁环接合倒角 和 啮合套接合齿间的 横向 长度 。 b 为正数 ， .0b 。 选 b 。  (2)分度尺寸 a  滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，锁环接合齿 和 啮合套接合齿中心线间的 长度就是 a 。接合齿齿距 的大小是 a 的四倍 。 初定 。  (3)滑块转动距离 c  分度尺寸 大小同 滑块在锁环缺口内转动距离 有着密不可分的联系 。 c 、 滑块宽度 d 、缺口宽度尺寸 E 间 有着这样的算法公式 ：    c 和 接合齿齿距 t 间呈正相关，关系式 ：  214里的 1R 是 滑块 横 向移动后的 外 半径 ， 2R 是 接合齿 的 分度圆半径。   R 金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              10 图 块移动距离  (4)滑块端隙 1  在下图中 ，锁环缺口端面 和 滑块端面间的 缝 隙 宽度就是 1 ， 而 锁环端面 和 啮合套端面的缝 隙 是 2 ， 而且 2 1 。 本设计选取 ， 【 9】 。  锁环端面与齿轮接合端面 间的缝 隙3指的就是 后备行程，3 这里 选择 。  （ 5）摩擦因数 f 和摩擦锥面角  同步器工作 频率很高，因为 在 驾驶 过程中高 挡 区换 挡 次数 很 多。 由于 同步器 工作在在连接齿轮与同步环间 有 角速度 不相等 的 情况 下， 因此应该使用耐磨系数高的材料制造同步环 同步环 以保证 足够的使用寿命。摩擦力矩 与摩擦锥面角呈负相关 。 为了防止 摩擦面自锁， f 和 的数值必须要满足： t 。 常用 86 。 如果选 6 ， 当 锥面粗糙度 很高的时候，就会出现 粘着和咬住现象 【 11】 。 本设计中 7 。  （ 6）锥面的工作面宽 b  摩擦锥面的工作面宽 可以用 摩擦表面许用压力 p 来 选定。  P ：   22 f（              （ 3 式 3 金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              11 摩擦力矩， N；  f 摩擦系数 ，鉴于同步器摩擦副的工作环境，我们选取 1.0f ；  R 摩擦面的平均半径， 它其和 正相关，这里取为  ；   N 过算法 3 1可以算出 ：   22 b f （ 7）锁止角  选取合适的 后 ， 如果换挡的两部分的角速度值不相等，那么就不能 换 挡 。锁止角 的 选定要参考受 R 、 f 、 和锁止面平均半径 的值 【 7】 。 的选择区间是 4226 。 此次我们选用 30 。  （ 8）同步时间 轴向力选取区间为 00 ， 本设计可以 取下限。同步时间 T 。  步器计算  惯性 式 虽 然在布局设置有区别 ，但 运作道理和其他形式的并没有什么差异 ， 都是依靠接合件的惯性 力来 防止 提前 挂 挡 。 图 分析计算中，常温条件下假设在同步过程中车速 恒定，且 忽略 润滑油阻力对齿轮转 速的影响，在换 挡 的那一刻， 输出端的金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              12 转速 恒定 ，输入端 通过 摩擦 力实现与 输出端 达成一致 。  同步时间：  )11(s i 1()(11 （ 3述算法里 ：  离合器从动盘、第一，第二轴常啮合齿轮连接在一起转动的齿轮的转动惯量 ；  c 同步器 输出 端 的角速度；  同步器的摩擦力矩；  e 发动机曲轴的角速度，30ee n ；  分别 是 变速器第 k 和 1K 挡 传动比，1/ i，i/ ；  换 挡 力；  f 同步器摩擦面的摩擦系数；   、 R 摩擦锥面的半锥角 和 平均半径 ；  发动机转速， 从低向高换挡时选用最大功率或最大转矩下的转速。  摩擦锥面的滑磨功 的算法是 ：  22 )11(2)30(1 kk                     由 3 2推导出 ：  )11(s i 1()(11  (s  因此 ：  22 )11(2)30(1 kk  (04500( 22  滑磨 功摩擦面积  225 金陵科技学院学士学位论文                                                        第 3 章  零部件结构方案设计                                                                              13 高 ，低 挡 的 q 的 要求 分别是  为了 防止在提 前挂 挡 ，摩擦力矩锁力矩由资料查得 托锁力矩为：  't a n'  6 0  0 根据 't a n's 得同步器的锁止条件：    数算法里 ： 锁止面的锁止角；  'R 锁止面的平均半径 ;  7 3 a  2  能够满足设计要求。金陵科技学院学士学位论文                                                        第 4 章  主要参数选择与计算                                                                               14 4 主要参数的选择与计算  变速器设计 过程中 选取的各主要参数 对 变速器的 各项 性能 和 发动机 同 其它传动系 间的 匹配 性 影响 巨大 ， 所以 ，选择合适的主要参数尤为重要。  定最大、最小传动比  变速 箱瞬时输入输出速率的比值就叫做 传动比。 它的变化区间 的 大小 与 工作环境、引擎的 参数、汽车的最 大行驶速度 等有关。 轻型货车在 5 6之间。  驾驶车辆 在最大爬坡路面上 移动 时， 其 最大驱动力 必须要大于 上坡阻力 和 轮胎与路面间 产生的 滚动阻力 之和 。 在这种情况下 车速不高， 所以 空气阻力可以忽略，这时：  m ax                        式中：   最大驱动力；即   i 0i / 0R     滚动阻力；即  f m g             最大上坡阻力。即  m g       把以上参数代入得：  1i0m a a xm a x )s s(  中的各参数如下 ：   发动机最大扭矩， 300 N m；  1i 变速器一 挡 传动比；  0i 主传动器传动比， 0i = m 汽车总质量， m 6290 f 道路滚动阻力系数取   传动系机械效率，取  g 重力加速度；取 g =  0R 驱动轮滚动半径，取   汽车最大爬坡度为 30，即 1i  1i =            由   3221 /                                       式中，各 挡 之间的公比 q 是 常数， 其大小应该不超过  由中等比性质，得：  金陵科技学院学士学位论文                                                        第 4 章  主要参数选择与计算                                                                               15 4i =接 挡 ) q=3 &nb