中型貨車變速器設(shè)計(jì)說明書[帶圖紙]

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 概述6</b></p><p>　　1.1 汽車的誕生和發(fā)展6</p><p>　　1.2 變速器簡(jiǎn)介8</p><p>　　

2、1.3 典型變速器舉例分析9</p><p>　　1.3.1 通用Hydra-Matic9</p><p>　　1.3.2 奧迪Multitronic變速器10</p><p>　　1.3.3 雷諾R25 F1 賽車變速器11</p><p>　　1.4 變速器的要求及功能11</p><p>　　2 汽車總

3、體參數(shù)的選擇及計(jì)算13</p><p>　　2.1 汽車主要尺寸的確定13</p><p>　　2.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定14</p><p>　　2.2.1 整車裝備質(zhì)量14</p><p>　　2.2.2 汽車的載客量和裝載質(zhì)量14</p><p>　　2.2.3 汽車性能參數(shù)的確定15</p&g

4、t;<p>　　2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇16</p><p>　　2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇16</p><p>　　2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的確定17</p><p>　　3 變速器結(jié)構(gòu)方案的選擇19</p><p>　　3.1 變速器軸式的選擇19</p><p>　　3.1.1 變速

5、器的徑向尺寸19</p><p>　　3.1.2 變速器的壽命19</p><p>　　3.1.3 變速器的效率19</p><p>　　3.2 變速器的工作原理20</p><p>　　3.2.1 變速器動(dòng)力傳遞路線20</p><p>　　3.3 齒輪安排21</p><p>

6、;　　3.4 換檔的結(jié)構(gòu)方式22</p><p>　　3.5 倒檔的結(jié)構(gòu)方案及倒檔軸的位置23</p><p>　　4 變速器主要參數(shù)的確定24</p><p>　　4.1 變速器檔數(shù)及各檔傳動(dòng)比24</p><p>　　4.1.1 根據(jù)最大爬坡度確定一檔傳動(dòng)比24</p><p>　　4.1.2 根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪

7、與路面的附著力確定一檔傳動(dòng)比25</p><p>　　4.1.3 根據(jù)最低穩(wěn)定車速確定一檔傳動(dòng)比26</p><p>　　4.2 變速器齒輪參數(shù)的確定27</p><p>　　4.2.1 齒數(shù)27</p><p>　　4.2.2 模數(shù)27</p><p>　　4.2.3 中心距27</p>&

8、lt;p>　　4.2.4 齒寬28</p><p>　　4.2.5 各檔齒輪齒數(shù)的計(jì)算28</p><p>　　4.2.6 確定各檔齒輪基本參數(shù)31</p><p><b>　　5 輪齒強(qiáng)度34</b></p><p>　　5.1 齒輪壞損形式34</p><p>　　5.2 齒輪

9、折斷34</p><p>　　5.3 齒面點(diǎn)蝕34</p><p>　　5.4 齒面膠合34</p><p>　　5.4.1 齒輪強(qiáng)度計(jì)算35</p><p>　　5.4.1 彎曲強(qiáng)度計(jì)算36</p><p>　　6 變速器軸的計(jì)算38</p><p>　　6.1 軸的功用及設(shè)計(jì)要求

10、38</p><p>　　6.2 軸尺寸初選38</p><p>　　7 軸的強(qiáng)度與剛度計(jì)算40</p><p>　　7.1 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)40</p><p>　　7.2 軸的強(qiáng)度校荷40</p><p>　　7.2.1 繪制軸的受力41</p><p>　　7.2.2 計(jì)算軸上的作

11、用力41</p><p>　　7.2.3 計(jì)算支反力及彎矩41</p><p>　　7.2.4 確定危險(xiǎn)截面以及校核其強(qiáng)度42</p><p>　　8 同步器的選型45</p><p><b>　　9 結(jié)論47</b></p><p><b>　　致謝48</b>

12、;</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)49</b></p><p>　　附錄A錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　附錄B錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　汽車迄今已有100余年的歷史了，在歷史的長(zhǎng)河中也給我們留下了許

13、許多多的經(jīng)驗(yàn)，從第一輛三輪汽車以每小時(shí)18公里的速度，跑到現(xiàn)在，從速度為零到加速到100公里/小時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級(jí)跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！現(xiàn)代汽車的動(dòng)力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其性能與汽車的動(dòng)力性之間存在著較大的矛盾。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，轉(zhuǎn)速與汽車的牽引力，車速要求之間的矛盾，傳動(dòng)系中設(shè)置了變速靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機(jī)本身是無(wú)法解決的。為此，在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速

14、器。本設(shè)計(jì)是中型貨車變速器的設(shè)計(jì)，采用的是機(jī)械式變速器，我們通過中型貨車的總體性能參數(shù)，確定較合適的變速器結(jié)構(gòu)方案、變速器的主要參數(shù)，其次對(duì)變速器各檔齒輪參數(shù)、齒輪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和校核；對(duì)變速器軸的計(jì)算及其校核，最后對(duì)同步器進(jìn)行選型。</p><p>　　關(guān)鍵詞：汽車；變速器；齒輪；軸；同步器；強(qiáng)度</p><p><b>　　Abstract</b></p>

15、;<p>　　The automobile up to now had more than 100 years the history, has also left behind many experiences in the historical perpetual flow to us, from the first three-wheeled automobile by each hour 18 kilometer

16、speeds, runs the present, to accelerates from the speed for zero only to need three second more than 1 super racing bicycles to 100 kilometers/hours. This 100 years, the automobile develops the speed is so astonishing! T

17、he modern automobile power unit, nearly all uses the reciprocation interna</p><p>　　Transmission center set the speed change to depend on the modern automobile internal combustion engine itself is unable to

18、solve. Therefore,Transmission center has set the transmission gearbox in the automobile. This design is the medium freight vehicle transmission gearbox design, uses is the mechanical type transmission gearbox, we through

19、 the medium freight vehicle overall performance parameter, determined the more appropriate transmission gearbox structure plan, the transmission gearbox main</p><p><b>　　前言</b></p><p&g

20、t;　　汽車問世百余年來，特別是從汽車產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)及汽車工業(yè)的大發(fā)展以來，汽車已經(jīng)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)大發(fā)展和人類進(jìn)入現(xiàn)代生活產(chǎn)生了無(wú)法估量的巨大影響，為人類社會(huì)的進(jìn)步做出了不可磨滅的巨大貢獻(xiàn)。</p><p>　　目前汽車上廣泛采用的動(dòng)力裝置是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，它們的扭矩與轉(zhuǎn)速變化范圍都較小，而汽車的行駛條件非常復(fù)雜，行駛速度和行駛阻力的變化范圍很大，為了解決這一矛盾，在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。</p&

21、gt;<p>　　變速器的發(fā)展趨勢(shì)是越來越復(fù)雜，自動(dòng)化程度也越來越高，自動(dòng)變速器將是未來的主流。汽車自動(dòng)變速器常見的有三種型式：分別是液力自動(dòng)變速器(AT)、機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)、電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)結(jié)合EQ1090汽車變速器為例，從汽車的誕生與汽車工業(yè)的發(fā)展以及對(duì)人類社會(huì)的影響談起，全面而系統(tǒng)的對(duì)汽車變速器進(jìn)行了介紹，從汽車的總體參數(shù)的確定到最后的同步

22、器選型，本設(shè)計(jì)共分為八個(gè)章節(jié)。</p><p><b>　　1 概述 </b></p><p>　　1.1 汽車的誕生和發(fā)展</p><p>　　汽車的誕生和發(fā)展，在歷史的長(zhǎng)河中給我們留下了許許多多的故事。汽車自上個(gè)世紀(jì)末誕生以來，已經(jīng)走過了風(fēng)風(fēng)雨雨的一百多年。從卡爾.本茨造出的第一輛三輪汽車以每小時(shí)18公里的速度，跑到現(xiàn)在，從速度為零到加速到

23、100公里/小時(shí)只需要三秒鐘多一點(diǎn)的超級(jí)跑車。這一百年，汽車發(fā)展的速度是如此驚人！同時(shí)，汽車工業(yè)也造就了多位巨人，他們一手創(chuàng)建了通用、福特、豐田、本田這樣一些在各國(guó)經(jīng)濟(jì)中舉足輕重的著名公司。19世紀(jì)末，出現(xiàn)了眾多的汽車發(fā)明家和形形色色的汽車。同其他重大的發(fā)明一樣，究竟是誰(shuí)發(fā)明了第一輛汽車，成了人們長(zhǎng)期爭(zhēng)論的論題。　　汽車發(fā)展迄今已有100余年的歷史了，但各個(gè)國(guó)家都有不同的汽車發(fā)展史，各國(guó)科學(xué)家們也不是相互隔絕、閉門造車的，他們之間有著

24、千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系?？梢哉f，綜合各國(guó)不同的汽車發(fā)展史，就能更加全面地了解汽車的誕生和發(fā)展。　　1858年，法國(guó)里諾（Etienne Lenoir）發(fā)明了煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并于1860年申請(qǐng)了專利。他的發(fā)動(dòng)機(jī)燃煤氣而不經(jīng)壓縮，用電火花點(diǎn)火，該發(fā)動(dòng)機(jī)裝在一輛三輪車上的作動(dòng)力，這一報(bào)道登在1860年的報(bào)紙上?！　?862年，一種使用液體燃料采用原始化油器的發(fā)動(dòng)機(jī)誕生。1</p><p>　　1.2 變速器簡(jiǎn)介 </p&

25、gt;<p>　　現(xiàn)代汽車的動(dòng)力裝置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有體積小，質(zhì)量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其性能與汽車的動(dòng)力性之間存在著較大的矛盾。發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩，轉(zhuǎn)速與汽車的牽引力，車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內(nèi)燃機(jī)本身是無(wú)法解決的。為此，在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。即可使驅(qū)動(dòng)車輪的扭矩增大為發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的若干倍，同時(shí)又可使其轉(zhuǎn)速減小到發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的若干分之一[12]。此外，汽車的使用條件頗為復(fù)雜，變化很大。如汽車

26、的載重量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車在平坦的道路上，以高速行駛時(shí)，可掛入變速器的高速檔；如果在不平的路面上或爬坡度較大的坡道時(shí)，應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車的使用要求，選擇不同的合適的變速器檔位，不僅是汽車動(dòng)力性的要求，而且也是汽車顏料經(jīng)濟(jì)性的要求。例如汽車在同樣的載貨量，道路，車速等條件下行駛，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此時(shí)只是發(fā)

27、動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門開度和轉(zhuǎn)速或大或小而已，可是發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下，顏料的消耗是不一樣的。一般變速器具有四個(gè)或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)</p><p>　　汽車在某些情況下，如今出停車場(chǎng)后車庫(kù)，或在較、窄的路上掉頭等，需要倒向行駛。然而，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)不能倒轉(zhuǎn)工作，因此在變速器內(nèi)設(shè)有倒檔。此外，變速器還設(shè)有空檔，可中斷動(dòng)力傳遞，以滿足汽車暫時(shí)停駛和對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)檢查調(diào)整的需要。</p>&l

28、t;p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。變速器可以在汽車行駛過程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。變速器的發(fā)展趨勢(shì)是越來越復(fù)雜，自動(dòng)化程度也越來越高，自動(dòng)變速器將是未來的主流?！　∑囎詣?dòng)變速器常見的有三種型式：分別是液力自動(dòng)變速器(AT)、機(jī)械無(wú)級(jí)自動(dòng)

29、變速器(CVT)、電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)。目前應(yīng)用最廣泛的是AT，AT幾乎成為自動(dòng)變速器的代名詞?！　T是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來實(shí)現(xiàn)變速變矩。其中液力變扭器是最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用?！　∨cAT相比，CVT省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，而是兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速。由于取消了齒輪

30、傳動(dòng)，因此其傳動(dòng)比可以隨意變化，變速更加平順，沒有換擋的突跳感?！　MT和液力自動(dòng)變速器（AT）一樣是有級(jí)自動(dòng)變速器。它在普通手動(dòng)變速</p><p>　　1.3 典型變速器舉例分析</p><p>　　1.3.1 通用Hydra-Matic</p><p>　　通用可稱得上是汽車自動(dòng)變速器的鼻祖了。世界上第一個(gè)自動(dòng)變速器就是1940年應(yīng)用在美國(guó)通用的奧斯莫比爾

31、汽車上的，它是一臺(tái)串聯(lián)式行星齒輪結(jié)構(gòu)的液控變速器。而應(yīng)用于凱迪拉克 STS-V的最新Hydra-Matic六速自動(dòng)變速器6L80，則可稱得上是世界上最先進(jìn)的液力自動(dòng)變速器(AT)了?！　?duì)于液力自動(dòng)變速器來說，它的內(nèi)部其實(shí)也有擋位之分，只是取消了離合器。擋位越多，則換擋的平順性就越好。目前常見的自動(dòng)變速器一般都是四速的，即有4個(gè)前進(jìn)擋。6L80則有6個(gè)前進(jìn)擋，齒數(shù)比分別是1擋4.03、2擋2.36、3擋1.53、4擋1.15

32、、5擋0.85、6擋0.67。顯然，它比4速自動(dòng)變速器具有更大的速比和更小的速比級(jí)差，因此變速時(shí)也就更加平順?！　〕藫鯏?shù)更多以外，6L80還具有很多獨(dú)有的特殊絕技：　　駕駛換擋控制系統(tǒng)——通過它，司機(jī)將車輛從自動(dòng)擋變成無(wú)需離合器的高性能五速手動(dòng)擋。司機(jī)把排擋桿推到DSC位置上后，輕輕一碰就可以在指定的范圍內(nèi)利落、流暢地實(shí)現(xiàn)加減擋。在司機(jī)切換控制狀態(tài)下，變速器控制模塊會(huì)監(jiān)控車輛的速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭力以及所使用的擋位來決定是否自動(dòng)加擋，避

33、免對(duì)動(dòng)力總成造成破壞。每個(gè)擋位</p><p>　　1.3.2 奧迪Multitronic變速器</p><p>　　CVT無(wú)疑是變速最為平穩(wěn)的自動(dòng)變速器，但是它也有其弱點(diǎn)，比如傳動(dòng)帶容易損壞，無(wú)法承受較大的載荷等，這些技術(shù)上的難關(guān)使得它一直以來多應(yīng)用在小排量、低功率的汽車上。但是，奧迪的Multitronic變速器卻打破了這一常規(guī)，將無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器(CVT)拓寬到了大排量、中高檔車領(lǐng)域。

34、　　傳統(tǒng)的CVT的核心是數(shù)比變換器，由兩組輪盤組和一條張緊的鏈條組成。Multitronic變速器對(duì)鏈條的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，它采用一種稱為多片式鏈帶的傳動(dòng)組件，其鏈條采用了層狀的結(jié)構(gòu)，每一層都有銷釘來承受齒輪組斜面給予的壓力。此外，鏈條也是由很多的片組成，從而分化了其所承受的拉力，增加了傳輸轉(zhuǎn)矩的適應(yīng)性。這種組件大大拓展了無(wú)級(jí)變速器的使用范圍，能夠傳遞和控制峰值高達(dá)280 N/m的動(dòng)力輸出，其傳動(dòng)比超過了以前各種自動(dòng)變速器的極

35、限值，完全可以滿足奧迪A6、A8這樣的大型車的要求。　　Multitronic還利用了濕式多片式離合器，取代了以前傳統(tǒng)CVT和普通自動(dòng)變速器車上的液壓變矩器。這種離合器和F1賽車采用的半機(jī)械式電子離合器極為相似，它耗能少，反應(yīng)更快，而且具有質(zhì)量小、尺寸小、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)?！　ultitr</p><p>　　1.3.3 雷諾R25 F1 賽車變速器</p><p>　　雷諾的R2賽

36、車在2005年的F1大獎(jiǎng)賽中，可以說是風(fēng)光無(wú)限，力壓法拉力、邁凱倫、威廉姆斯等老牌勁旅，而穩(wěn)居第一。這除了得益于車手的優(yōu)秀表現(xiàn)外，更與明顯改善的賽車性能密不可分，R25賽車的6擋半自動(dòng)變速器自然也是功不可沒?！　1賽車的變速器一般是電控機(jī)械自動(dòng)變速器(AMT)形式，它像手動(dòng)變速器那樣操縱靈活、能最大限度地發(fā)揮車手的駕駛經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，它內(nèi)部采用電腦實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋控制，因此又和自動(dòng)變速器一樣控制簡(jiǎn)便，可以說是個(gè)半自動(dòng)變速器。這種變速器集成了

37、手動(dòng)變速器和自動(dòng)變速器的優(yōu)點(diǎn)，因此成為F1賽車的首選。　　目前大多數(shù)車隊(duì)普遍采用7擋AMT變速器，即賽車有7個(gè)前進(jìn)擋和1個(gè)倒擋。而R25卻有所不同，采用6擋半自動(dòng)變速器。由于少了一擋，在高速時(shí)會(huì)有些吃虧，但是，由于變速比的不同，它還是會(huì)在中低速時(shí)獲得更大的扭矩，以提高賽車的加速能力。而本賽季雷諾R25的杰出表現(xiàn)，也認(rèn)證了這種設(shè)計(jì)的合理性：在最高車速上，R25并不占優(yōu)勢(shì)，甚至比F2005要差一些，但是它的加速性能突出，在比賽一開始就能迅

38、速擺脫其他賽車。而且在加減速頻繁的轉(zhuǎn)彎處，它的出色加速性能使其他賽車很難超過</p><p>　　1.4 變速器的要求及功能</p><p><b>　　變速器的要求</b></p><p>　　對(duì)于變速器的要求，除一般的便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕，尺寸緊湊外，主要還有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1) 汽車具有良

39、好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)；</p><p>　　2) 具有較高的傳動(dòng)效率；</p><p>　　3) 操縱輕便，工作可靠，噪聲??；</p><p>　　4) 具有空檔和倒檔</p><p><b>　　變速器的功能</b></p><p>　　變速器是汽車傳動(dòng)系中最主要的部件之一。它的功用是：<

40、;/p><p>　　1)在較大范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動(dòng)輪上扭矩的大小。</p><p>　　由于汽車行駛條件不同，要求汽車行駛速度和驅(qū)動(dòng)扭矩能在很大范圍內(nèi)變化。例如在高速路上車速應(yīng)能達(dá)到100km/h，而在市區(qū)內(nèi)，車速常在50km/h左右?？哲囋谄街钡墓飞闲旭倳r(shí)，行駛阻力很小，則當(dāng)滿載上坡時(shí)，行駛阻力便很大。而汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而轉(zhuǎn)矩變化范圍更不能滿足實(shí)際路況

41、需要。</p><p><b>　　2) 實(shí)現(xiàn)倒車行駛</b></p><p>　　汽車發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸一般都是只能向一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)的，而汽車有時(shí)需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設(shè)置的倒檔來實(shí)現(xiàn)汽車倒車行駛。</p><p><b>　　3) 實(shí)現(xiàn)空檔</b></p><p>　　當(dāng)離合器接合時(shí)，變速

42、箱可以不輸出動(dòng)力。例如可以保證駕駛員在發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火時(shí)松開離合器踏板離開駕駛員座位。</p><p>　　變速箱由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要作用是改變轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的數(shù)值和方向；操縱機(jī)構(gòu)的主要作用是控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)變速器傳動(dòng)比的變換，即實(shí)現(xiàn)換檔，以達(dá)到變速變矩。</p><p>　　機(jī)械式變速箱主要應(yīng)用了齒輪傳動(dòng)的降速原理。簡(jiǎn)單的說，變速箱內(nèi)有多組傳動(dòng)比不同的齒輪

43、副，而汽車行駛時(shí)的換檔行為，也就是通過操縱機(jī)構(gòu)使變速箱內(nèi)不同的齒輪副工作。如在低速時(shí)，讓傳動(dòng)比大的齒輪副工作，而在高速時(shí)，讓傳動(dòng)比小的齒輪副工作。</p><p>　　所以本設(shè)計(jì)就是使汽車在不同的使用條件下，選擇合適的變速器擋位，使汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性都可以達(dá)到要求。并使汽車動(dòng)力傳動(dòng)方向不改變的條件下，使汽車實(shí)現(xiàn)倒向行駛，利用空檔切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的傳送。</p><p>　　2 汽車總體參數(shù)

44、的選擇及計(jì)算</p><p>　　2.1 汽車主要尺寸的確定 </p><p>　　汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭和車廂尺寸等[6]。</p><p><b>　　1) 外廓尺寸</b></p><p>　　GB1589—89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長(zhǎng)：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過

45、12m，但鉸接式客車不超過18m，半掛汽車列車不超過16.5m，全掛汽車列車不超過20m；不包括后視鏡，汽車寬度不超過2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高300mm。</p><p><b>　　2) 軸距</b></p><p>　　軸距對(duì)裝備質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、最小轉(zhuǎn)彎直徑、

46、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過半徑有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述個(gè)指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配有影響。軸距過短會(huì)使車廂長(zhǎng)度不足或后懸過長(zhǎng)；上坡或制動(dòng)是軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大[9]。</p><p>　　3) 前輪距和后輪距</p><p>　　增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時(shí)汽車總寬度和總質(zhì)量增加，并

47、影響最小轉(zhuǎn)彎直徑變化。</p><p>　　受汽車總寬度不得超過2.5m限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪距范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙。在確定后輪距時(shí)應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。</p><p><b>　　4) 前懸和后懸</b>&l

48、t;/p><p>　　前、后懸長(zhǎng)時(shí)，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。對(duì)長(zhǎng)頭汽車，前懸不能縮短的原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險(xiǎn)杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長(zhǎng)些，從視角度考慮又要求前懸短些。前懸對(duì)平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長(zhǎng)度也影響前懸尺寸。長(zhǎng)頭貨車前懸一般在1100—1300mm。</p><p>　　貨車后懸長(zhǎng)度取決于貨箱、軸距和軸荷分配的要求

49、。輕型、中型貨車的后懸一般在1200—2200mm之間，特長(zhǎng)貨箱汽車的后懸可達(dá)2600mm，但不得超過軸距的55%。轎車后懸長(zhǎng)度影響行李箱尺寸。客車后懸長(zhǎng)度不得超過軸距的65%，絕對(duì)值不大于3500mm。對(duì)于三軸汽車，若二、三軸為雙后軸，其軸距應(yīng)按第一軸至雙后軸中心線的距離計(jì)算；若一、二軸為雙轉(zhuǎn)向軸，其軸距按一、三軸的軸距計(jì)算。</p><p><b>　　5) 貨車車頭長(zhǎng)度</b><

50、/p><p>　　貨車車頭長(zhǎng)度系指從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。車身形式即長(zhǎng)頭型還是平頭型對(duì)車頭長(zhǎng)度有絕對(duì)影響。此外，車頭長(zhǎng)度尺寸對(duì)汽車外觀效果、駕駛室居住性和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。</p><p><b>　　6) 貨車車廂尺寸</b></p><p>　　要求車廂尺寸在運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝足噸數(shù)。車廂邊板高度對(duì)汽車質(zhì)心高度和裝卸貨

51、物的方便性有影響，一般應(yīng)在450—650mm范圍內(nèi)選取。車廂內(nèi)寬度應(yīng)在汽車外寬符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的前提下適當(dāng)取寬些，以利縮短邊板高度和車廂長(zhǎng)度。行駛速度能達(dá)到較高車速貨車。使用過寬的車廂會(huì)增加汽車迎風(fēng)面積，導(dǎo)致空氣阻力增加。車廂內(nèi)長(zhǎng)應(yīng)在能滿足運(yùn)送上述貨物額定噸位的條件下可能取短些，以利于減小裝備質(zhì)量。</p><p>　　2.2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定</p><p>　　2.2.1 整車裝備質(zhì)量

52、</p><p>　　整車裝備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備，加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。</p><p>　　整車裝備質(zhì)量對(duì)汽車的成本和使用經(jīng)濟(jì)性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是通過減輕整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和躁聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計(jì)的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)

53、更合理。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計(jì)工作中必須遵守的一項(xiàng)重要原則。</p><p>　　2.2.2 汽車的載客量和裝載質(zhì)量 </p><p>　　1) 汽車的載客量 </p><p>　　轎車的載客量用坐位數(shù)表示。微型和普通級(jí)轎車為2—4座；中級(jí)以上轎車為4—7座。</p><p>　　城市大客車的載客量，由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部

54、分構(gòu)成。站立乘客按每平方米8—10人計(jì)算。長(zhǎng)途大客車和專供游覽觀光用的大客車，其載客量等于座位數(shù)[7]。</p><p>　　2) 汽車的裝載質(zhì)量</p><p>　　汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時(shí)允許的額定裝載量。汽車在碎石路面上行駛時(shí)，裝載質(zhì)量約為好路面的75%—85%。越野汽車的裝載量是指越野行駛時(shí)或在土路上行駛時(shí)的額定裝載量。</p><p>&l

55、t;b>　　3) 質(zhì)量系數(shù)</b></p><p>　　質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車質(zhì)量的比值，即。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說明該汽車結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。參考同類汽車選定的以后，可根據(jù)值計(jì)算出整車的裝備質(zhì)量。</p><p><b>　　4) 軸荷分配</b></p><p>　　汽車的軸荷分配是指汽

56、車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。</p><p>　　軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的使用性能有影響。從輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車胎的載荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的載荷，而從動(dòng)軸載荷可以適當(dāng)減少；為了保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向軸的載荷不應(yīng)過小。</p><p>　　汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)

57、位置與驅(qū)動(dòng)形式不同，對(duì)軸荷分配有顯著影響。</p><p>　　2.2.3 汽車性能參數(shù)的確定</p><p><b>　　1. 動(dòng)力性參數(shù)</b></p><p>　　1) 最高車速 隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級(jí)轎車的最高車速有逐漸提 高的趨勢(shì)。轎車的最高車速大于貨車、客車的最高車速。級(jí)別高的轎車的最高車速要大于級(jí)別低些轎車的最

58、高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最高車速，重型貨車最高車速較低。</p><p>　　2) 加速時(shí)間t 汽車在平直的良好路面上，從原地 開始以最大的加速?gòu)?qiáng)度加速到一定車速所用去的時(shí)間稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速的汽車，常用加速到所需的時(shí)間來評(píng)價(jià)，對(duì)于低于的汽車，可用的加速時(shí)間來評(píng)價(jià)。</p><p>　　3) 上坡能力 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來表示汽

59、車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的條件不同，對(duì)它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30%坡度，越野汽車能克服60%坡度。</p><p>　　4) 汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性。轎車的比功率大于貨車和客車，貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。為保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定的水平，為防止某些性能差的車輛防礙交通，應(yīng)對(duì)車輛的

60、最小比功率做出規(guī)定。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。它能反映汽車的牽引能力。不同的車型的比功率和比轉(zhuǎn)矩范圍見上表。</p><p>　　2. 燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù)</p><p>　　汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量來評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。級(jí)別低的轎車，百公里燃油消耗量要低于級(jí)別高的轎車。</p>

61、<p>　　3. 最小轉(zhuǎn)彎直徑 [8]</p><p>　　轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑，它用來描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸矩、輪矩等對(duì)汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，應(yīng)取小些。</p><p>　　2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇</p><p

62、>　　2.3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇</p><p>　　當(dāng)前汽車上使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是以往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)為主。它分為汽油機(jī)、柴油機(jī)兩類。與汽油機(jī)比較，柴油機(jī)具有較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使用成本低，在相同的續(xù)駛里程內(nèi)，可以設(shè)置容積小些的油箱。柴油機(jī)壓縮比可以達(dá)到15—23，而汽油機(jī)一般控制在8—10；柴油機(jī)熱效率高達(dá)38%，而汽油機(jī)為30%；柴油機(jī)工作可靠，壽命長(zhǎng)，排污量少。</p><p>　　

63、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸排列形式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)有直列、水平對(duì)置和V型三種。汽缸直列式排列具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、寬度窄、布置方便等優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)多時(shí)，長(zhǎng)度尺寸長(zhǎng)，在汽車上布置困難，因此直列式適用于6缸以下的發(fā)動(dòng)機(jī)。此外，直列式還有高度尺寸大的缺點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻方式不同，發(fā)動(dòng)機(jī)分為水冷與風(fēng)冷兩種。大部分汽車用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗哂欣鋮s均勻可靠、散熱良好、躁聲小和能解決車內(nèi)供暖問題，以及加大散熱器面積后，能較

64、好適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后散熱的需要等優(yōu)點(diǎn)。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是冷卻系結(jié)構(gòu)復(fù)雜；使用與維修不方便；冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大，夏季冷卻水容易過熱，動(dòng)機(jī)又容易過冷，并且在室外存放，水結(jié)冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器。</p><p>　　當(dāng)選用尺寸和質(zhì)量小的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，不僅有利于汽車小型化、輕量化，同時(shí)在保證客廂內(nèi)都有足夠空間的條件下，還能節(jié)約燃料。</p><p>　　2.3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的

65、確定</p><p>　　1.發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速</p><p>　　我們可以根據(jù)所需的最高車速，用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p>　　式中：為傳動(dòng)率效率，取90% ；</p><p><b>　　為汽車總質(zhì)量，</b&

66、gt;</p><p>　　為重力加速度，，取10；</p><p>　　為滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.02 ；</p><p>　　A為汽車正面投影面積，A=h </p><p>　　為最高車速，取120</p><p>　　為空氣阻力系數(shù)，取1.0</p><p>　　則：

67、 (2—2)</p><p>　　最大功率轉(zhuǎn)速的范圍如下：汽油機(jī)的在3000—7000，因轎車最高車速高，值多在4000以上，輕型貨車的值在4000—5000之間，中型貨車的值更低些。</p><p><b>　　最大功率轉(zhuǎn)速</b></p><p>　　2. 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速</p><p&

68、gt;　　我們可以用下式計(jì)算確定</p><p><b>　?。?—3）</b></p><p>　　式中： 為轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1—1.3之間，取1.2 ；</p><p>　　為最大功率轉(zhuǎn)矩，一般在4000—5000之間，取4000 ；</p><p>　　為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，得180</p>&

69、lt;p>　　則： （2—4）</p><p>　　最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速，選在1.4~2.0之間，取1.6，則</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p>　　3 變速器結(jié)構(gòu)方案的選擇</p><p>　　機(jī)械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、

70、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。目前，汽車上采用的變速器汽車上采用的變速器結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，這是由于各國(guó)汽車的使用、制造、修理等條件不同，也由于各種類型汽車的使用要求不同所決定的。盡管如此，一般變速器的結(jié)構(gòu)形式，仍具有很多共同點(diǎn)。</p><p>　　多種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)隨主觀和客觀條件的變化而變化。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入實(shí)際，收集質(zhì)料，調(diào)查研究，對(duì)

71、結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。</p><p>　　3.1 變速器軸式的選擇</p><p>　　根據(jù)軸式的形式不同，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩類。固定軸式又分為兩軸式、中間軸式、雙中間軸式和多中間軸式變速器。固定軸式應(yīng)用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要

72、用于液力機(jī)械式變速器。</p><p>　　現(xiàn)代汽車大多數(shù)都采用三軸式變速器。究竟采用哪一種形式，除了汽車總布置的要求外，主要考慮以下三個(gè)方面：</p><p>　　3.1.1 變速器的徑向尺寸</p><p>　　兩軸式變速器，它的前進(jìn)檔均由一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，當(dāng)需要大的傳動(dòng)比十，需將主動(dòng)齒輪做得小些，而將從動(dòng)輪做得很大，因此兩軸的中心距和變速器殼的相關(guān)尺寸也必然

73、增大。而三軸式變速器，由兩對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，在同樣傳動(dòng)比的情況下，可將大齒輪的徑向尺寸做得小些，因此中心距及變速器殼的相關(guān)尺寸均可減小。</p><p>　　3.1.2 變速器的壽命</p><p>　　兩軸式變速器的低檔齒輪副，大小相差懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒輪要高得多。因此小齒輪的壽命，比大齒輪的壽命短。三軸式變速器各前進(jìn)檔（除直接檔），均為常嚙合斜齒輪傳動(dòng)，大小齒輪的徑向尺寸相

74、差較小，工作循環(huán)次數(shù)和齒輪壽命也比較接近。用直接檔工作時(shí)，因第一軸與第二軸直接連在一起，齒輪只是空轉(zhuǎn)，并不傳送動(dòng)力，故不影響齒輪壽命。</p><p>　　3.1.3 變速器的效率</p><p>　　兩軸式變速器，雖然可以有等于1的傳動(dòng)比，但仍要經(jīng)過一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，因此有功率損失。而三軸式變速器，可將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接檔。這種動(dòng)力傳遞方式，幾乎無(wú)功率損失，且躁聲較小。

75、</p><p>　　所以根據(jù)上述的三個(gè)方面，本設(shè)計(jì)采用三軸式變速器。</p><p>　　3.2 變速器的工作原理</p><p>　　中型貨車變速器采用五檔的，它共有5個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，第五檔為直接檔，沒有超速檔。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：</p><p>　　1）第二軸的二、三檔和四、五檔之間各裝有一只同步器。</p><

76、p>　　2）第二軸的二、三、四檔齒輪，都與中間軸齒輪嚙合，即為常嚙合齒輪，并且都空套在第二軸上。</p><p>　　3）中間軸一檔齒輪（直齒）與中間軸制成一體，其余齒輪都用半圓鍵固定在軸上。</p><p>　　4）中間軸一檔齒輪又是倒檔齒輪。</p><p>　　5）二檔齒輪后端，用一個(gè)帶內(nèi)華建的止推墊圈限位。</p><p>　　

77、3.2.1 變速器動(dòng)力傳遞路線</p><p>　　1）空檔：變速器對(duì)外不輸出動(dòng)力。</p><p>　　2）一檔：將齒輪Z2前移與齒輪Z10捏合，動(dòng)力從第一軸1齒輪Z10齒輪Z9中間軸→齒輪Z1第二軸2輸出動(dòng)力。</p><p>　　3）二檔：將同步器6后移與齒輪Z3的齒圈套合，動(dòng)力從第一軸1傳動(dòng)齒輪Z10齒輪Z9中間軸3齒輪Z4齒輪Z3同步器6第二軸2輸出動(dòng)力。

78、</p><p>　　4）三檔：將同步器6前移，并與齒輪Z6的齒套合，動(dòng)力從第一軸1傳動(dòng)齒輪Z10傳動(dòng)齒輪Z9中間軸3三檔主動(dòng)齒輪Z5三檔從動(dòng)齒輪Z6同步器6第二軸2輸出動(dòng)力。</p><p>　　5）四檔：當(dāng)同步器5后移，并與四檔從動(dòng)齒輪Z7得齒圈套合。動(dòng)力從第一軸1傳動(dòng)齒輪Z10傳動(dòng)齒輪Z9中間軸3四檔主動(dòng)齒輪Z8四檔從動(dòng)齒輪Z7同步器5第二軸2輸出動(dòng)力。</p><

79、;p>　　6）五檔：將同步器5前移，并與齒輪Z10的齒圈套合，動(dòng)力從第一軸1傳動(dòng)齒輪Z10同步器5第二軸2輸出動(dòng)力。</p><p>　　7）倒檔：將倒檔從動(dòng)齒輪Z2后移，并與倒檔主動(dòng)齒輪Z12捏合，動(dòng)力從第一軸1傳動(dòng)齒輪Z10傳動(dòng)齒輪Z9中間軸3一檔主動(dòng)齒輪Z1倒檔常嚙合齒輪Z11、Z12倒檔齒輪Z2第二軸2輸出動(dòng)力。</p><p><b>　　3.3 齒輪安排<

80、/b></p><p>　　各齒輪副的相對(duì)安裝位置，對(duì)于整個(gè)變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。各檔位置的安排，應(yīng)考慮以下四個(gè)方面的要求：</p><p><b>　　1）整車總裝置</b></p><p>　　根據(jù)整車的總布置，對(duì)變速器輸入軸與輸出軸的相對(duì)位置和變速器的輪廓形狀以及換檔機(jī)構(gòu)提出要求。</p><p>　

81、　2）駕駛員的使用習(xí)慣</p><p>　　有人認(rèn)為人們習(xí)慣于按檔的高低順序，由左到右或有右到左排列來?yè)Q檔，但是也有人認(rèn)為應(yīng)該將常用檔放在中間位置，而將不常用的低檔放在兩邊。</p><p>　　3）提高平均傳動(dòng)效率</p><p>　　為提高平均傳動(dòng)效率，在三軸式變速器中，普遍采用具有直接擋的傳動(dòng)方案，并盡可能地將使用時(shí)間最多的檔位設(shè)計(jì)成直接檔。</p>

82、;<p>　　4）改善齒輪受載狀況</p><p>　　各檔齒輪在變速器中的位置安排，應(yīng)考慮齒輪的受載狀況。承受載荷的低檔齒輪，一般安置在離軸承較近的地方，以減小的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過多。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過高而造成表面點(diǎn)蝕損壞，因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠(yuǎn)處較好。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載也小。</p><p>　　3.4 換

83、檔的結(jié)構(gòu)方式</p><p>　　目前汽車上的機(jī)械式變速器采用的換檔結(jié)構(gòu)形式有三種：</p><p><b>　　1）滑動(dòng)齒輪換檔</b></p><p>　　通常是采用滑動(dòng)直齒輪進(jìn)行換檔，但也有采用滑動(dòng)斜齒輪換檔的。滑動(dòng)直齒輪換檔的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、容易制造。缺點(diǎn)是換檔時(shí)齒端面承受很大的沖擊，會(huì)導(dǎo)致齒輪過早損壞。并且直齒輪工作躁聲大，所以

84、這種換檔方式，一般僅用在倒檔上。</p><p>　　采用滑動(dòng)斜齒輪換檔，雖然工作平穩(wěn)、承載能力大、躁聲小的優(yōu)點(diǎn)。但它的換檔仍然避免不了齒端面承受沖擊，所以現(xiàn)代汽車的變速器中，前進(jìn)檔采用滑動(dòng)齒輪換檔的已甚為少見。</p><p><b>　　2）嚙合套換檔</b></p><p>　　用嚙合套換檔，可將構(gòu)成某傳動(dòng)比的一對(duì)齒輪，制成常嚙合的斜齒輪

85、。而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)克服了滑動(dòng)齒輪換檔時(shí)，沖擊力集中在1—2個(gè)齒上的缺陷。</p><p><b>　　3）同步器換檔</b></p><p>　　現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒 換檔時(shí)引起的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟(jì)性和縮短換檔時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，從而改善了

86、汽車的加速性，經(jīng)濟(jì)性和山區(qū)行駛的安全性。</p><p>　　上述的換檔方案，可以同時(shí)用在同一變速器中的不同檔位上。所以本設(shè)計(jì)考慮的原則是不常用的倒檔和一檔，采用結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的滑動(dòng)直齒輪或嚙合套的形式。對(duì)于常用的檔位則采用同步器。</p><p>　　3.5 倒檔的結(jié)構(gòu)方案及倒檔軸的位置</p><p>　　倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及其軸的位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時(shí)考慮

87、。倒檔設(shè)計(jì)在變速器的左側(cè)或右側(cè)在機(jī)構(gòu)上均能實(shí)現(xiàn)，不同之處是掛倒檔時(shí)駕駛員移動(dòng)變速桿的方向改變了。在結(jié)構(gòu)布置上，要注意的是在不掛入倒檔時(shí)，為了防止意外掛入倒檔，一般在掛倒檔時(shí)設(shè)有一個(gè)掛倒檔時(shí)需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員注意。倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時(shí)能順利換入倒檔，而不和其它齒輪發(fā)生干涉。</p><p>　　4 變速器主要參數(shù)的確定</p><p>　　4.1

88、變速器檔數(shù)及各檔傳動(dòng)比 </p><p>　　變速器檔數(shù)的多少對(duì)汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性影響很大。檔數(shù)多，可以使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在最大功率附近的轉(zhuǎn)速工作，而且十發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化范圍小，發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率高，故可提高汽車的動(dòng)力性。即提高汽車的加速能力和爬坡能力。檔數(shù)多也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，因而提高了汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性。但它的缺點(diǎn)是使變速器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量增大、操縱不輕便等[3]。</p><p>

89、;　　所以本設(shè)計(jì)采用的是五檔變速器。</p><p>　　首先，確定低檔傳動(dòng)比時(shí)，要考慮下列因素：汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力、汽車最低穩(wěn)定車速及主要傳動(dòng)比等。</p><p>　　4.1.1 根據(jù)最大爬坡度確定一檔傳動(dòng)比</p><p>　　汽車在最大上坡路面行駛時(shí)，最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)能克服輪胎與路面間滾動(dòng)阻力及上坡阻力。由于汽車上坡行駛時(shí)，車速不高，故忽略空氣

90、阻力，這時(shí)有：</p><p><b>　?。?—1）</b></p><p><b>　　式中：為最大驅(qū)動(dòng)力</b></p><p><b>　　為滾動(dòng)阻力</b></p><p><b>　　為最大上坡阻力。</b></p><p&

91、gt;　　帶入式（4—1），得</p><p><b>　?。?—2）</b></p><p>　　式中： 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩；</p><p>　　為變速器一檔傳動(dòng)比；</p><p><b>　　為主傳動(dòng)器傳動(dòng)比；</b></p><p>　　為汽車傳動(dòng)系總效率；</

92、p><p><b>　　為汽車總質(zhì)量；</b></p><p><b>　　為重力加速度；</b></p><p>　　為道路最大阻力系數(shù)；</p><p><b>　　為驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑；</b></p><p><b>　　為滾動(dòng)阻力系數(shù)；<

93、;/b></p><p><b>　　為道路最大上坡角。</b></p><p>　　4.1.2 根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力確定一檔傳動(dòng)比</p><p>　　汽車行駛時(shí)，為了使驅(qū)動(dòng)輪不打滑，必須使驅(qū)動(dòng)力等于或小于驅(qū)動(dòng)輪與路面間的附著力，此條件可用下列不等式表示：</p><p><b>　?。?—3）&l

94、t;/b></p><p>　　式中： 為道路附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取；</p><p>　　為驅(qū)動(dòng)輪垂直反力，用下列公式計(jì)算：</p><p>　　式中： 、為后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，；</p><p><b>　　前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)，；</b></p><p><b>　　前后驅(qū)動(dòng)時(shí)，；</b&g

95、t;</p><p><b>　　為路面坡度角；</b></p><p>　　、分別為汽車重心矩前后軸的距離，汽車在水平位置量度；</p><p><b>　　為汽車軸距；</b></p><p>　　為汽車滿載時(shí)重心高度。</p><p>　　4.1.3 根據(jù)最低穩(wěn)定車速確

96、定一檔傳動(dòng)比</p><p>　　為了避免汽車在松軟里面上行駛時(shí)，由于土壤受沖擊剪切破壞而損失地面附著力，應(yīng)保證汽車能在極低車速下穩(wěn)定行駛。設(shè)最低穩(wěn)定車速為，則有：</p><p><b>　　（4—4）</b></p><p>　　其中： 為汽車滾動(dòng)半徑；</p><p><b>　　為發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速；<

97、;/b></p><p>　　為分動(dòng)器低檔傳動(dòng)比。</p><p>　　根據(jù)上述三個(gè)條件確定的一檔傳動(dòng)比可能不相等，應(yīng)選其中的小值。</p><p>　　最高檔傳動(dòng)比一般取1，即三軸變速器的直接檔做為最高檔。其他各檔傳動(dòng)比為：</p><p><b>　　；</b></p><p><

98、b>　　；</b></p><p><b>　　；</b></p><p>　　其中： 為幾何級(jí)做的公式：</p><p><b>　?。?—5）</b></p><p><b>　　即： </b></p><p>　　4.2 變速器齒

99、輪參數(shù)的確定</p><p><b>　　4.2.1 齒數(shù)</b></p><p>　　確定變速器齒輪齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮：</p><p>　　1）盡量符合動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等對(duì)各檔傳動(dòng)比的要求；</p><p>　　2）最少齒數(shù)不應(yīng)產(chǎn)生根切。通常，變速器中間軸一檔齒輪是齒數(shù)最少的齒輪，此齒輪不應(yīng)產(chǎn)生根切，而且根圓直徑應(yīng)大于中間

100、軸直徑；</p><p>　　3）互相嚙合的齒輪，齒數(shù)間不應(yīng)有公因數(shù)，速度高的齒輪更應(yīng)注意這點(diǎn)；</p><p>　　4）齒數(shù)多，可降低齒輪傳動(dòng)的躁聲。</p><p><b>　　4.2.2 模數(shù)</b></p><p>　　決定齒輪模數(shù)的因素很多，其中最主要的是載荷的大小。由于高檔齒輪和低檔齒輪載荷不同，故高檔和低檔

101、齒輪的模數(shù)不宜相同。從加工工藝及維修觀點(diǎn)考慮，同一變速器中齒輪模數(shù)種類不應(yīng)過多。現(xiàn)代汽車變速器通常是高檔齒輪用一種模數(shù)，一檔和倒檔齒輪用另一種模數(shù)。</p><p>　　在初選模數(shù)時(shí)可根據(jù)下面的公式進(jìn)行初選模數(shù)：</p><p>　　高檔齒輪 （4—6）</p><p>　　一檔齒輪

102、 （4—7）</p><p>　　其中： 為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩</p><p><b>　　為變速器一檔傳動(dòng)比</b></p><p>　　為變速器傳動(dòng)效率，可取</p><p>　　所以： 取整 mm</p><p><b>　　.5 </b></p>&

103、lt;p><b>　　4.2.3 中心距</b></p><p>　　齒輪中心距是變速器很重要的參數(shù)，它對(duì)變速器整體尺寸及質(zhì)量有很大影響。在良好路面上行駛的汽車取小值，確定中心距時(shí)還要考慮齒輪幾何參數(shù)及結(jié)構(gòu)要求，初選中心距可根據(jù)下面的公式：</p><p>　　轎車 （4—8）</p>

104、<p>　　載貨汽車 （4—9）</p><p>　　其中： 為發(fā)動(dòng)機(jī)扭距，取516</p><p><b>　　得： </b></p><p><b>　　4.2.4 齒寬</b></p><p>　　在選擇齒寬時(shí)，應(yīng)該注意到齒

105、寬對(duì)變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時(shí)受力的均勻程度等均有影響。齒輪寬度的大小，承載能力高。但齒輪受載后，由于齒向誤差及軸的撓度變形等原因，沿齒寬方向受力不均勻，因而齒寬不宜太大。初選時(shí)可根據(jù)下面的公式：</p><p>　　直齒輪 （4—10）</p><p><b>　　=6

106、4.5=27</b></p><p>　　斜齒輪 （4—11）</p><p>　　=7 4=28 </p><p>　　4.2.5 各檔齒輪齒數(shù)的計(jì)算</p><p>　　在初選中心距、齒數(shù)模數(shù)以后可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各檔

107、齒輪的齒數(shù)。1~4檔和倒檔是直齒輪，5檔是斜齒輪。</p><p>　　1）確定一檔齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　　一檔傳動(dòng)比 </b></p><p><b>　?。?—12）</b></p><p>　　為求的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和</p><p><b&g

108、t;　　（4—13）</b></p><p><b>　　得：</b></p><p>　　貨車中間軸上的一檔齒輪數(shù)可在12—14之間選用。</p><p><b>　　故取 </b></p><p><b>　　取 </b></p><p>

109、;　　2）對(duì)中心距A進(jìn)行修正</p><p>　　因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和和齒數(shù)變化系數(shù)計(jì)算中心距A，故修正后的中心距A取128。</p><p>　　3）確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)</p><p><b>　?。?—14）</b></p><p>　　因?yàn)槌Ш蟼鲃?dòng)齒輪副與1檔齒輪副以及其他各檔齒輪副的中心距相同，故</p

110、><p><b>　　（4—15）</b></p><p>　　解（4—14）和（4—15），得：</p><p><b>　　取 </b></p><p>　　驗(yàn)證傳動(dòng)比 </p><p>　　4）確定二檔齒輪齒數(shù)，若為直齒輪且模數(shù)與1檔相同時(shí)，有</p>

111、<p><b>　?。?—16）</b></p><p><b>　　（4—17）</b></p><p>　　解（4—16）和（4—17），得： </p><p><b>　　取 </b></p><p>　　驗(yàn)證中心距 A= </p><p

112、>　　5）確定3檔齒輪齒數(shù)</p><p><b>　?。?—18）</b></p><p><b>　?。?—19）</b></p><p>　　解（4—18）和（4—19），得 ， </p><p><b>　　取 ，</b></p>&l

113、t;p>　　6）確定5檔齒輪齒數(shù)</p><p>　　解上式得： ， </p><p>　　取整 ， </p><p>　　驗(yàn)證 合格

114、 </p><p><b>　　7）確定倒檔齒輪</b></p><p>　　倒檔齒輪使用的模數(shù)與1檔相同，倒擋齒輪

115、的齒數(shù)一般在]21~23之間，取22，初選后，可計(jì)算出中間軸與倒檔軸的中心距。</p><p><b>　　′=</b></p><p>　　為了保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪1和齒輪12的齒頂圓之間保持0.5mm以上的間隙，則齒輪12的齒頂圓直徑應(yīng)為：</p><p><b>　　=89</b></p&g

116、t;<p><b>　　，m=4 ，f=1</b></p><p>　　解得 </p><p>　　故各檔齒輪齒數(shù)如下：</p><p><b>　　， ， ， ，</b></p><p><b>　　， ， ， ，</b></p&g

117、t;<p><b>　　，</b></p><p>　　4.2.6 確定各檔齒輪基本參數(shù)</p><p><b>　　分度圓直徑 </b></p><p>　　齒頂高 </p><p>　　齒根高 </p><p>　　齒全