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机械式 变速器设计说明书(毕业设计).pdf

机械式 变速器设计说明书(毕业设计)

hb317
2010-05-24 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《机械式 变速器设计说明书(毕业设计)pdf》,可适用于工程科技领域

Ⅰ摘要变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速目的是在原地起步爬坡转弯加速等各种行驶工况下使汽车获得不同的牵引力和速度同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。因为变速箱在低档工作时作用有较大的力所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数来保证变速箱有足够的刚性。本文设计研究了三轴式五挡手动变速器对变速器的工作原理做了阐述变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算并进行了强度校核对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计。简单讲述了变速器中各部件材料的选择。关键字:挡数传动比齿数轴ⅡAbstractAbstractAbstractAbstractTransmissiontochangetheenginereachedonthedrivingwheeltorqueandspeed,isaimedatmarkingstart,climbing,turning,acceleratevariousdrivingconditions,thecarwasdifferenttractionandspeedMeanwhileengineinthemostfavorableworkingconditionswithinthescopeoftheworkAndthetransmissioninneutralgearwithreversegearTransmissionalsoneedpoweroutputfunctionGearboxbecauseofthelowgradeworkatalargerrole,Ingeneral,thelowgradegearboxlayoutareclosetotheaxisaftersupport,FollowingfromlowgradetohighgradeorderofthelayoutofstallsgearThiswillnotonlyallowaxisarelargeenoughforarigid,butalsoensureseasyassemblyGearboxoverallstructureandrigidaxleandtheshellstructureofrelationsGenerallythroughthecontrolshaftlengthcontroloverseveralstallstoensurethatadequategearboxrigidThispaperdescribesthedesignofthreeaxisfiveblockmanualtransmission,thetransmissionprincipleofworkelaborated,Transmissionofthegearshaftanddoadetaileddesign,andtheintensityofaschoolForsomestandardpartsfortheselectionTransmissionTransmissionprogramdesignAbriefdescriptionofthetransmissionofallcomponentsofthematerialchoiceKeywords:blockTransmissionratioTeethAxis目录目录目录目录前言总体方案设计汽车参数的选择变速器设计应满足的基本要求变速器传动机构布置方案传动机构布置方案分析固定轴式变速器倒挡布置方案其他问题零部件结构方案分析齿轮形式换挡机构形式变速器轴承变速器设计和计算挡数传动比范围中心距A外形尺寸轴的直径齿轮参数模数的选取压力角α螺旋角β齿宽b变位系数的选择原则各挡齿轮齿数的分配确定一挡齿轮的齿数对中心距进行修正确定常啮合传动齿轮副的齿数确定其他各挡的齿数确定倒挡齿轮齿数变速器的校核齿轮的损坏形式齿轮强度计算齿轮弯曲强度计算轮齿接触应力计算轴的强度计算同步器的选型锁销式同步器锁销式同步器结构锁销式同步器工作原理锁环式同步器锁环式同步器结构锁环式同步器工作原理锁环式同步器主要尺寸的确定变速器操纵机构直接操纵手动换挡变速器远距离操纵手动换挡变速器结论致谢参考文献附录A译文附录A译文附录B外文文献附录B外文文献辽宁工程技术大学毕业设计(论文)前言现代汽车的动力装置几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点如体积小质量轻工作可靠使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连其输出转速换算到对应的汽车车速上将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。另外现代汽车的使用条件极为复杂在不同场合下有不同的要求。往往要受到如载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化以适应使用的要求。在条件良好的平直路面上要能以高速行驶而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。此外发动机在不同工况下燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况选择变速箱的某一挡位来减少燃油的消耗。在某些情况下汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进挡数的不同变速箱有三、四、五和多挡几种。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、中间轴式和多中间轴式变速箱。现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。无级变速机构由两组锥形轮组成包括一对主动锥形轮(锥形轮组)和一对被动锥形轮(锥形轮组)同时有一根链条运行在两对锥形轮V形沟槽中间链条的运动如同动力传递单元。锥形轮组由发动机的辅助减速机构驱动发动机的动力通过链条传递给锥形轮组直至终端驱动。在每组锥形轮中有一个锥形轮可以在轴向移动调整链条在锥形轮的工作直径并传递速比。两组锥形轮必须保持相同的调整以保证链条始终处与涨紧状态使传递扭矩时锥形轮接触充分的压力。采用无级变速器可以节约燃料使汽车单位油耗的行驶里程提高。通过选择最佳传动比获得最有利的功率输出它的传动比比传统的变速器轻结构更简单而紧凑。世界各大汽车制造商正竞相开发无级变速器。专家预计至年间无级变速器将成为世界各大汽车制造商的技术开发重点。目前一些著名汽车制造商张晓昕:轿车机械式变速器设计(如福特、通用、本田、克莱斯勒等)正致力于无级变速器的开发工作。现在全球CVT的产量约为万台而普通型自动变速器的产量约为,万台双向通讯和线控技术的应用无级变速器有无比的优势预计不久将来中国各大汽车制造商也将生产自己的CVT无级变速器并广泛应用于国产轿车。在此次设计中对变速器作了总体设计对变速器的传动方案进行了选择变速器的齿轮和轴做了详细的设计计算对同步器和一些标准件做了选型设计。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)总体方案设计汽车参数的选择根据变速器设计所选择的汽车基本参数如下表表设计基本参数表Tabletablebasicdesignparameters变速器设计应满足的基本要求对变速器如下基本要求)保证汽车有必要的动力性和经济性。)设置空挡用来切断发动机动力向驱动轮的传输。)设置倒档使汽车能倒退行驶。)设置动力输出装置需要时能进行功率输出。)换挡迅速省力方便。)工作可靠。汽车行驶过程中变速器不得有跳挡乱挡以及换挡冲击等现象发生。)变速器应当有高的工作效率。除此以外变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小制造成本低维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标这与变速器的档数传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂比功率越小变速器的传动比范围越大。项目参数值发动机:LV挡数:最大功率(kWn):最大扭矩(N·mn):张晓昕:轿车机械式变速器设计变速器传动机构布置方案机械式变速器因具有结构简单传动效率高制造成本低和工作可靠等优点在不同形式的汽车上得到广泛应用。传动机构布置方案分析固定轴式变速器固定轴式又分为两轴式中间轴式双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。与中间轴式变速器比较两轴式变速器有结构简单轮廓尺寸小布置方便中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载不仅工作噪声增大且易损坏。此外受结构限制两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。所以我选择的是中间轴式的变速器。图分别示出了几种中间轴式五挡变速器传动方案。它们的共同特点是:变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡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的传动效率高可达以上噪声低齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于其它挡位因而提高了变速器的使用寿命在其它前进挡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)不大的条件下一挡仍然有较大的传动比挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动挡位低的齿轮(一挡)可以采用或不采用常啮合齿轮传动多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构均采用同步器或啮合套换挡少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡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。在挡数相同的条件下各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数换挡方式和到档传动方案上有差别。图a所示方案除一倒挡用直齿滑动齿轮换挡外其余各挡为常啮合齿轮传动。图bcd所示方案的各前进挡均用常啮合齿轮传动图d所示方案中的倒挡和超速挡安装在位于变速器后部的副箱体内这样布置除可以提高轴的刚度减少齿轮磨损和降低工作噪声外还可以在不需要超速挡的条件下很容易形成一个只有四个前进挡的变速器。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)图中间轴式五挡变速器传动方案FiguremiddlecoaxialfiveblockTransmission以上各种方案中凡采用常啮合齿轮传动的挡位其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中有的挡位用同步器换挡有的挡位用啮合套换挡那么一定是挡位高的用同步器换挡挡位低的用啮合套换挡。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器为缩短传动轴长度可将变速器后端加长。伸长后的第二轴有时装在三个支承上其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内布置倒挡传动齿轮和换挡机构还能减少变速器主体部分的外形尺寸。综上所述选择第种传动方案前进挡均用常啮合齿轮传动。倒挡布置方案与前进挡位比较倒挡使用率不高而且都是在停车状态下实现换倒挡故多数方案采用直齿滑动齿轮方式换倒挡。为实现倒挡传动有些方案利用在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。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对称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挡传动比略有增加。张晓昕:轿车机械式变速器设计图倒挡布置方案Figurereversegearlayoutprogram图为常见的倒挡布置方案。图b所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的一挡齿轮因而缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合使换挡困难。图c所示方案能获得较大的倒挡传动比缺点是换挡程序不合理。图d所示方案针对前者的缺点做了修改因而取代了图c所示方案。图e所示方案是将中间轴上的一倒挡齿轮做成一体将其齿宽加长。图f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮换挡更为轻便。为了充分利用空间缩短变速器轴向长度有的货车倒挡传动采用图g所示方案。其缺点是一倒挡须各用一根变速器拨叉轴致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。综上所述选择第四种倒挡布置方案。图倒挡轴位置与受力分析FigurereversegearaxlesandAnalysis辽宁工程技术大学毕业设计(论文)因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒挡都应当布置在在靠近轴的支承处以减少轴的变形保证齿轮重合度下降不多然后按照从低挡到高挡顺序布置各挡齿轮这样做既能使轴有足够大的刚性又能保证容易装配。倒挡的传动比虽然与一挡的传动比接近但因为使用倒挡的时间非常短从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处然后再布置倒挡。此时在倒挡工作时齿轮磨损与噪声在短时间内略有增加与此同时在一挡工作时齿轮的磨损与噪声有所减少。除此以外倒挡的中间齿轮位于变速器的左侧或右侧对倒挡轴的受力状况有影响见图所示。其他问题经常使用的挡位其齿轮因接触应力过高而造成表面电蚀损坏。将高挡布置在靠近轴的支承中部区域较为合理在该区因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小齿轮保持较好的啮合状态偏载减少能提高齿轮寿命。某些汽车变速器有仅在好路或空车行驶时才使用的超速挡。使用传动比小于(为~)的超速挡能够充分地利用发动机功率使汽车行驶KM所需发动机曲轴的总转速降低因而有助于减少发动机磨损和降低燃料消耗。但是与直接挡比较使用超速挡会使传动效率降低噪声增大。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。张晓昕:轿车机械式变速器设计零部件结构方案分析齿轮形式与直齿圆柱齿轮比较斜齿圆柱齿轮有使用寿命长工作时噪声低等优点缺点是制造时稍复杂工作时有轴向力。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致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。我的设计中一挡和倒挡用的是直齿轮其他挡都是斜齿轮。换挡机构形式变速器换挡机构有直齿滑动齿轮啮合套和同步器换挡三种形式。汽车行驶时各挡齿轮有不同的角速度因此用轴向滑动直齿齿轮的方式换挡会在轮齿端面产生冲击并伴随有噪声。这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挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。只有驾驶员用熟练的操作技术(如两脚离合器)时齿轮换挡时无冲击才能克服上述缺点。但是该瞬间驾驶员注意力被分散会影响行驶安全性。因此尽管这种换挡方式结构简单但除一挡倒挡外已很少使用。由于变速器第二轴齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态所以可用移动啮合套换挡。这时因同时承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多。而轮齿又不参与换挡它们都不会过早损坏但不能消除换挡冲击所以仍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矩增大。因此目前这种换挡方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。这是因为重型货车挡位间的公比较小则换挡机构连件之间的角速度差也小因此采用啮合套换挡并且还能降低制造成本及减小变速器长度。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换挡而与操作技术的熟练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。同上述两种换挡方法比较虽然它有机构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点但仍然得到广泛应用。使用同步器或啮合套换挡其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程小。在滑动齿轮特别宽的情况下这种差别就更为明显。为了操纵方便换入不同挡位的变速杆行程要求尽可能一样。自动脱挡是变速器的主要故障之一。为解决这个问题除工艺上采取措施外目前在结构上采取措施比较有效的方案有以下几种:辽宁工程技术大学毕业设计(论文)图防止自动脱挡的机构措施ⅠFigurepreventautomaticblockfromtheinstitutionalmeasuresⅠ图防止自动脱挡的机构措施ⅡFigurepreventautomaticblockfromtheinstitutionalmeasuresII图防止自动脱挡的机构措施ⅢFigurepreventautomaticblockfromtheinstitutionalmeasuresⅢ)将两接合齿的啮合位置错开见图。这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约~mm。使用中接触部分挤压和磨损因而在接合齿端部形成凸肩用来阻止接合齿张晓昕:轿车机械式变速器设计自动脱挡。)将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄(切下~mm)这样换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住从而减少自动脱挡见图。)将接合齿的工作面加工成斜面形成倒锥角(一般倾斜°~°)使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力见图。这种方案比较有效应用较多。变速器轴承变速器轴承常采用圆柱滚子轴承球轴承滚针轴承圆锥滚子轴承滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。汽车变速器结构紧凑尺寸小采用尺寸大些的轴承结构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滚子轴承若空间不足则采用滚针轴承。变速器第一轴前端支承在飞轮的内腔里因有足够大的空间长采用球轴承来承受向力。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常用轴承外圈有挡圈的球轴承。第二轴后端常采用球轴承以轴向力和径向力。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当在壳体前端面布置轴承盖有困难的时候必须由后端轴承承受轴向力前端采用圆柱滚子轴承来承受径向力。变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径小宽度较宽因而容量大可承受高负荷等优点但也有需要调整预紧装配麻烦磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。变速器第一轴第二轴的后部轴承以及中间轴前后轴承按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于~mm下限适用于轻型车和轿车。滚针轴承滑动轴套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。在本次设计中主要选用了圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)变速器设计和计算挡数增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和经济性。挡数越多变速器的结构越复杂并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂而且在使用时换挡频率也增高。在最低挡传动比不变的条件下增加变速器的当属会是变速器相邻的低挡与高挡之间传动比比值减小是换挡工作容易进行。要求相邻挡位之间的传动比比值在以下,该制约小换挡工作越容易进行。要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小。近年来为了降低油耗变速器的挡数有增加的趋势。目前轿车一般用~~个挡位级别高的轿车变速器多用个挡货车变速器采用~~个挡位或多挡。装载质量在~T的货车采用挡变速器装载质量在~T的货车采用挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野车。选用的是挡变速器。传动比范围变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡转动比的比值。传动比范围的确定与选定的发动机参数汽车的最高车速和使用条件等因素有关。目前轿车的传动比范围在~之间轻型货车在~之间其他货车则更大。轿车的传动比范围为:中心距A对中间轴式变速器是将中间轴与第二轴之间的距离成为变速器中心距。其大小不仅对变速器的外形尺寸体积和质量大小而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小齿轮的接触应力大齿轮寿命短。最小允许中心距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑要求中心距取大些。此外受一挡小齿轮齿数不能过少的限制要求中心距也要大些。A=maxgeAiTKη()=×××=mm式中A为中心距(mm)AK为中心距系数轿车:AK=~maxeT为发动机最大转张晓昕:轿车机械式变速器设计矩(mN⋅)i为变速器一挡传动比gη为变速器传动效率。轿车变速器的中心距在~mm变化范围。原则上总质量小的汽车中心距小。外形尺寸变速器的横向外形尺寸可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸(~)A。当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时中心距系数K应取给出系数的上限。为检测方便A取整。设计的是五挡变速器初定轴向壳体尺寸为mm。轴的直径变速器工作时轴除传递转矩外还承受来自齿轮作用的径向力如果是斜齿轮还有轴向力。在这些力的作用下变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形破坏齿轮的正确啮合对齿轮的强度和耐磨性产生影响增加工作噪声。中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径D=A轴的最大直径D和支撑间距离L的比值对中间轴DL=~对第二轴DL=~。第一轴花健部分直径D(mm)可按下式初选d=KTemax()=×=mm式中K为经验系数K=~maxeT为发动机最大转矩(mN⋅)第二轴和中间轴中部直径D=A=×=mm齿轮参数模数的选取遵循的一般原则:为了减少噪声应合理减少模数增加尺宽为使质量小增加数同时减少尺宽从工艺方面考虑各挡齿轮应选用同一种模数而从强度方面考虑各挡齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义因此齿轮的模数应选小对货车减小质量比噪声更重要故齿轮应选大些的模数。低挡齿轮应选大些的模数其他挡位选另一种模数。少数情况下汽车变速器各挡齿轮辽宁工程技术大学毕业设计(论文)均选用相同的模数。啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应同一变速器的接合齿模数相同。其取用范围是:乘用车和总质量am在~t的货车为~mm。选取较小的模数值可使齿数增多有利换挡。初选齿轮模数m=mm齿轮法向模数nm=mm压力角α压力角较小时重合度大传动平稳噪声低较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车为加大重合度已降低噪声取小些。变速器齿轮压力角为o啮合套或同步器的接合齿压力角用°。螺旋角β斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。选斜齿轮的螺旋角要注意他对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。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。试验还证明: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o时其抗弯强度骤然下降而接触强度仍然继续上升。因此从提高低挡齿轮的抗弯强度出发并不希望用过大的螺旋角以o~o为宜而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼应选用较大螺旋角。斜齿轮传递转矩时要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡以减少轴承负荷提高轴承寿命。因此中间轴上的不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。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。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时在这些挡位上工作中间轴上的轴向力不能抵消(但因为这些挡位使用得少所以也是允许的)而此时第二轴则没有轴向力作用。根据图可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张晓昕:轿车机械式变速器设计tanβnaFF=()tanβnaFF=()由于T=rFrFnn=为使两轴向力平衡必须满足tantanrr=ββ()式中FaFa为作用在中间轴齿轮、上的轴向力FnFn为作用在中间轴齿轮、上的圆周力rr为齿轮、的节圆半径T为中间轴传递的转矩。最后可用调整螺旋角的方法使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因而造成的中心距不等现象得以消除。图中间轴轴向力的平衡Figureintermediateshaftaxialforcebalance斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用:轿车中间轴式变速器为o~°初选的螺旋角β=o齿宽b应注意齿宽对变速器的轴向尺寸齿轮工作平稳性齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸应该选用较小的齿宽。减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱还会使工作应力增加。使用宽些的齿宽工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。辽宁工程技术大学毕业设计(论文)通常根据齿轮模数m的大小来选定齿宽。直齿:b=CKmCK为齿宽系数取为~取CK=斜齿:b=CKnmCK取~取CK=第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数CK可取大些使接触线长度增加、接触应力降低以提高传动平稳性和齿轮寿命。直齿b=mKC=×=mm斜齿b=mKC=×=mm变位系数的选择原则齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外它还影响齿轮的强度使用平稳性耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。变位齿轮主要有两类:高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度使它达到和大齿轮强度想接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点有避免了其缺点。有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器会因保证各档传动比的需要使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时则对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标故采用的较多。对斜齿轮传动还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮其主要损坏形势是齿面疲劳剥落因此应按保证最大接触强度和抗胶合剂耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度应使总变位系数尽可能取大一些这样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远以增大齿廓曲率半径减小接触应力。对于低挡齿轮由于小齿轮的齿根强度较低加之传递载荷较大小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。总变位系数越小一对齿轮齿更总厚度越薄齿根越弱抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度较小易于吸收冲击振动故噪声要小些。更据上述理由为降低噪声对于变速器中除去一二挡和倒挡以外的其他各挡齿轮张晓昕:轿车机械式变速器设计的总变位系数要选用较小的一些数值以便获得低噪声传动。各挡齿轮齿数的分配在初选中心距齿轮模数和螺旋角以后可更据变速器的挡数传动比和传动方案来分配各挡齿轮的齿数。图五挡变速器传动方案FigureblockTransm

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