《機(jī)械變速器設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械變速器設(shè)計(jì)（56頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第三章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì) 第三章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì) 本章主要學(xué)習(xí) （ 1）變速器的基本設(shè)計(jì)要求； （ 2）各種形式變速器的特點(diǎn)； （ 3）變速器主要參數(shù)的選擇 ； （ 4）齒輪變位系數(shù)的選擇原則 ； （ 5）各擋齒輪齒數(shù)的分配 ； （ 6）變速器操縱機(jī)構(gòu) 。 第三章 機(jī)械式變速器設(shè)計(jì) 第一節(jié) 概述 第二節(jié) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 第四節(jié) 變速器操縱機(jī)構(gòu) 第一節(jié) 概述 變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn) 速，目的是在各種行駛工況下，使汽車(chē)獲得不同的 牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍 內(nèi)工作。變速器由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成。 變速器的基本設(shè)計(jì)要求
2、： 1）保證汽車(chē)有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 2）設(shè)置空擋，用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸。 3）設(shè)置倒擋，使汽車(chē)能倒退行駛。 4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。 5）換擋迅速、省力、方便。 6）工作可靠。變速器不得有跳擋、亂擋及換 擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 7）變速器應(yīng)有高的工作效率。 8）變速器的工作噪聲低。 除此之外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì) 量小、制造成本低、維修方便等要求。 第二節(jié) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有兩種分類(lèi)方法。 根據(jù)前進(jìn) 擋數(shù) 三擋變速器 四擋變速器 五擋變速器 多擋變速器 根據(jù)軸的形 式 固定軸式 旋轉(zhuǎn)軸式 固定軸式 兩軸式變速器 中間軸式變速器 雙中間軸式
3、變速器 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(chē)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(chē)上。旋轉(zhuǎn)軸 式主要用于液力機(jī)械 式變速器。 兩軸式變速器的特點(diǎn) 兩軸式變速器有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、布置方 便、中間擋位傳動(dòng)效率高和噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。兩軸式 變速器不能設(shè)置直接擋，一擋速比不可能設(shè)計(jì)得很 大。 桑塔納變速器 軸總成 軸總成 換擋裝置 換擋裝置 桑塔納變速器空檔位置 軸 軸 擋齒輪 擋齒輪 擋齒輪 擋齒輪 滾針軸承 同步器 倒擋齒輪 倒擋齒輪 桑塔納變速器 、 擋位置 擋輸出 擋輸出 桑塔納變速器 、 擋位置 擋輸出 擋輸出 桑塔納變速
4、器倒擋輸出 圖 3-1 兩軸式變速器傳動(dòng)方案 圖 3-1為發(fā)動(dòng)機(jī) 前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車(chē) 的兩軸式變速器傳 動(dòng)方案。其特點(diǎn)是： 變速器輸出軸與主 減速器主動(dòng)齒輪做 成一體 ；多數(shù)方案 的倒擋傳動(dòng)常用滑 動(dòng)齒輪，其它擋位 均用常嚙合齒輪傳 動(dòng)。圖 3-1f中的倒 擋齒輪為常嚙合齒 輪，并用同步器換 擋；圖 3-1d所示方 案的變速器有輔助 支承，用來(lái)提高軸 的剛度。 中間軸式變速器的特點(diǎn) 中間軸式變速器傳動(dòng)方案的共同特點(diǎn)是： (1)設(shè)有直接擋（ 第一軸（輸入軸）與第二軸（輸出軸） 用齒套連接，不通過(guò)中間軸直接輸出；根據(jù)汽車(chē)檔位配置不 同不一樣，一般最高檔叫超速擋，次高檔是直接檔。直接檔 接合時(shí)，變速箱
5、輸出軸轉(zhuǎn)速等于輸入軸轉(zhuǎn)速?？論跏侵缸兯?箱第一軸與第二軸無(wú)動(dòng)力傳遞，此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)。 ）； (2)一擋有較大的傳動(dòng)比； (3)擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，擋位低的齒輪 （一擋）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)； (4) 除一擋以外，其他擋位采用同步器或嚙合套換擋； (5)除直接擋以外，其他擋位工作時(shí)的傳動(dòng)效率略低。 解 放 變 速 器 構(gòu) 造 軸 軸 中間軸 解放變速路線圖 解放倒檔變速路線圖 圖 3-2中的中間軸式四擋變速器傳動(dòng)方案示例的區(qū)別 為圖 3-2a、 b所示方案有四對(duì)常嚙合齒輪，倒擋用直齒 滑動(dòng)齒輪換擋，圖 3-2c所示傳動(dòng)方案的二、三、四擋用 常嚙合齒輪傳動(dòng)，而一、倒擋用直齒滑
6、動(dòng)齒輪換擋。 圖 3-2 中間軸式四擋變速器傳動(dòng)方案 中間軸式變速器的特點(diǎn) 圖 3-3為中間軸式 五擋變速器傳動(dòng)方案 。 圖 3-3a所示方案，除一、 倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換 擋外，其余各擋為常嚙 合齒輪傳動(dòng)。圖 3-3b、 c、 d所示方案的各前進(jìn) 擋，均用常嚙合齒輪傳 動(dòng)；圖 3-3d所示方案中 的倒擋和超速擋安裝在 副箱體內(nèi)，可以提高軸 的剛度、減少齒輪磨損 和降低工作噪聲。 圖 3-3 中間軸式五擋變速器傳動(dòng)方案 凡采有常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換 擋方式可以用同步器或嚙合套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同 一變速器中，擋位高的用同步器換擋，擋 位低的用嚙合套換擋。 中間軸式變速器的特點(diǎn) 圖 3-4為中間軸式六
7、擋變速器傳動(dòng)方案。圖 3-4a所示方案 中的一擋、倒擋和圖 3-4b所示方案中的倒擋用直齒滑動(dòng)齒輪換 擋，其余各擋均勻常嚙合齒輪。 常嚙合齒輪傳動(dòng)的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合 套來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一變速器中，一定是擋位高的用同步器換擋，擋 位低的用嚙合套換擋。 圖 3-4 中間軸式六擋變速器傳動(dòng)方案 倒擋布置方案 圖 3-5為常見(jiàn)的倒擋布置方案。圖 3-5b方案的優(yōu)點(diǎn)是倒 擋利用了一擋齒輪，縮短了中間軸的長(zhǎng)度。但換擋時(shí)有兩對(duì) 齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖 3-5c方案能獲得較大的 倒擋傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。圖 3-5d方案對(duì) 3-5c的 缺點(diǎn)做了修改。圖 3-5e所示方案是將一、倒
8、擋齒輪做成一體， 將其齒寬加長(zhǎng)。圖 3-5f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙 合的齒輪，擋換更為輕便。 為了縮短變速器軸向長(zhǎng)度，倒擋傳動(dòng)采用圖 3-5g所示方案 。缺點(diǎn)是一、倒擋各用一根變速器撥叉軸，使變速器上蓋中的 操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 圖 3-5 倒擋布置方案 圖 3-6為發(fā)動(dòng)機(jī)縱置 時(shí)兩軸式變速器結(jié)構(gòu)圖。 其特點(diǎn)是高擋同步器布 置在輸入軸上，而低擋 同步器布置在輸出軸上。 為提高軸的剛度，增加 了中間支承。 高擋布置在靠近軸 的支承中部區(qū)域較為合 理，在該區(qū)域因軸的變 形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角 較小，齒輪保持較好的 嚙合狀態(tài)，能提高齒輪 壽命。 圖 3-6 發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)兩軸式變速器結(jié)構(gòu)圖 機(jī)械
9、式變速器的傳動(dòng)效率與所選用 的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括傳遞動(dòng)力時(shí)處于 工作狀態(tài)的齒輪對(duì)數(shù)、每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)、傳 遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、齒輪和 殼體等零件的制造精度等。 二、零、部件結(jié)構(gòu)方案分析 1齒輪形式 齒輪形式：直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒 輪 兩者相比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命 長(zhǎng)、工作時(shí)噪聲低的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)稍 復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。 變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱 齒輪。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。 2換擋機(jī)構(gòu)形式 變速器換擋機(jī)構(gòu)有直齒滑動(dòng)齒輪、嚙合套和同步器換擋三 種形式。 采用軸向滑動(dòng)直齒齒輪換擋，會(huì)在輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒 輪端部磨損加劇并過(guò)早損壞，并伴隨著噪聲。因此，除一擋、
10、倒擋外已很少使用。 常嚙合齒輪可用移動(dòng)嚙合套換擋。因承受換擋沖擊載荷的 接合齒齒數(shù)多，嚙合套不會(huì)過(guò)早被損壞，但不能消除換擋沖擊 。目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車(chē)變速 器上應(yīng)用。 使用同步器能保證換擋迅速、無(wú)沖擊、無(wú)噪聲，得到廣泛 應(yīng)用。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大。 利用同步器或嚙合套換擋，其換擋行程要比滑動(dòng)齒輪換擋 行程小。 3變速器軸承 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、 圓錐滾子軸承、滑動(dòng)軸套等。 第一軸常嚙合齒輪的內(nèi)腔尺寸足夠時(shí)，可布置圓柱滾子 軸承，若空間不足則采用滾針軸承。 變速器第一軸、第二軸的后部軸承以及中間軸前、后軸 承，按直徑系列一
11、般選用中系列球軸承或圓柱滾子軸承。 滾針軸承、滑動(dòng)軸承套主要用在齒輪與軸不是固定連接， 并要求兩者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的地方。 變速器中采用圓錐滾子軸承雖然有直徑較小、寬度較寬 因而容量大、可承受高負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)，但也有需要調(diào)整預(yù)緊、 裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒輪正確嚙合的缺點(diǎn)。 第三節(jié) 變速器主要參數(shù)的選擇 一、擋數(shù) 增加變速器的擋數(shù)能夠改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。擋 數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且 在使用時(shí)換擋頻率也增高。 在最低擋傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的擋數(shù)會(huì)使變 速器相鄰的低擋與高擋之間的傳動(dòng)比比值減小，使換擋工作容 易進(jìn)行。 擋數(shù)選擇的要求： 1.相鄰擋位之間的
12、傳動(dòng)比比值在 1.8以下。 2.高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動(dòng)比比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間 的比值小。 目前，轎車(chē)一般用 4 5個(gè)擋位變速器， 貨車(chē)變速器采用 4 5個(gè)擋或多擋，多擋變速器多用于重型貨車(chē)和越野汽車(chē)。 二、傳動(dòng)比范圍 變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低擋傳動(dòng)比 與最高擋傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。 傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車(chē) 的最高車(chē)速和使用條件等因素有關(guān)。 目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在 3 4之間，輕型貨 車(chē)在 5 6之間，其它貨車(chē)則更大。 三、中心距 A 對(duì)中間軸式變速器，中間軸與第二軸之間的距離 稱(chēng)為變速器中心距 A。變速器中心距是一個(gè)基本參 數(shù)，對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小、
13、輪齒 的接觸強(qiáng)度有影響。 中心距越小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越 短。因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要 的接觸強(qiáng)度來(lái)確定。 g 初選中心距 A時(shí)，可根據(jù)下面的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算 3 1m a x geA iTKA 式中， KA為中心距系數(shù)，轎車(chē)： KA=8.9 9.3，貨 車(chē)： KA=8.6 9.6，多擋變速器： KA=9.5 11.0。 轎車(chē)變速器的中心距在 65 80mm范圍內(nèi)變化， 而貨車(chē)的變速器中心距在 80 170mm范圍內(nèi)變化。 四、外形尺寸 轎車(chē)四擋變速器殼體的軸向尺寸為（ 3.0 3.4） A。貨 車(chē)變速器殼體的軸向尺寸與擋數(shù)有關(guān)，可參考下列數(shù)據(jù)選用： 四擋 （ 2.2
14、2.7） A 五擋 （ 2.7 3.0） A 六擋 （ 3.2 3.5） A 當(dāng)變速器選用的常嚙合齒輪對(duì)數(shù)和同步器多時(shí)，應(yīng)取給 出范圍的上限。 五、軸的直徑 中間軸式變速器的第二軸和中間軸中部直徑 d0.45A，軸的最大直徑 d和支承間距離 L的比值，對(duì)中 間軸， d/L 0.16 0.18，對(duì)第二軸， d/L 0.18 0.21。 第一軸花鍵直徑 d（ mm）可按下式初選 式中： K為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)， K=4.0 4.6； Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最 大轉(zhuǎn)矩（ Nm）。 3 m a xeTKd 六、齒輪參數(shù) 1模數(shù)的選取 齒輪模數(shù)選取的一般原則： 1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬； 2）為使
15、質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬； 3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)； 4）從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。 對(duì)于轎車(chē)，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小 些； 對(duì)于貨車(chē)，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選 得大些。 所選模數(shù)值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。 變速器齒輪模數(shù)范圍大致如下： 微型、普通級(jí)轎車(chē) 中級(jí)轎車(chē) 中型貨車(chē) 重型貨車(chē) 2.25 2.75 2.75 3.00 3.5 4.5 4.5 6.0 2壓力角 壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲 較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表 面接觸強(qiáng)度。 對(duì)于轎車(chē)，為了降低噪聲，應(yīng)選用 14.5 、 15 、
16、 16 、 16.5 等小些的壓力角。 對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用 22.5 或 25 等大些的壓力角。 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20 ， 所以普遍采用的 壓力角為 20 。 嚙合套或同步器的壓力角有 20 、 25 、 30 等， 普遍采用 30 壓力角。 3螺旋角 齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度 和軸向力有影響。選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪 嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。 試驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相 應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于 30 時(shí)，其抗彎強(qiáng)度驟然 下降，而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升。因此，從提高低 擋齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過(guò)大的螺旋 角；而從提高高擋齒輪
17、的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選 用較大的螺旋角。 斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平 衡。 根據(jù)圖 3-7可知，欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平 衡，須滿足下述條件： Fa1=Fn1tan1 Fa2=Fn2tan2 由于，為使兩軸向力平衡，必須滿足 式中， Fa1、 Fa2為作用在中間軸承齒輪 1、 2上的軸向力； Fn1、 Fn2為作用在 中間軸上齒輪 1、 2上的圓周力； r1、 r2為齒輪 1、 2的節(jié)圓半徑； T為中間軸傳 遞的轉(zhuǎn)矩。 2 1 2 1 ta n ta n r r 圖 3-7 中間軸軸向力的平衡 斜齒輪螺旋角選用范圍
18、： 轎車(chē)變速器： 兩軸式為 20 25 中間軸式為 22 34 貨車(chē)變速器： 18 26 4齒寬 b 齒寬對(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。 選用較小的齒寬可以縮短變速器的軸向尺寸和 減小質(zhì)量。但齒寬減少使斜齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)被 削弱，齒輪的工作應(yīng)力增加。 選用較大的齒寬，工作時(shí)會(huì)因軸的變形導(dǎo)致齒 輪傾斜，使齒輪沿齒寬方向受力不均勻并在齒寬方 向磨損不均勻。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) m（ mn）的大小來(lái)選定齒寬 b： 直齒： b=Kcm， Kc為齒寬系數(shù)，取為 4.5 8.0 斜齒： b=Kcmn， K c取為 6.0 8.5 嚙合套或同步器接合齒的
19、工作寬度初選時(shí)可 取為（ 2 4） m m。 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù) Kc可取大些， 使接觸線長(zhǎng)度增加、接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng) 平穩(wěn)性和齒輪壽命。 5齒輪變位系數(shù)的選擇原則 采用變位齒輪的原因： 1）配湊中心距； 2）提 高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命； 3）降低齒輪的嚙合噪聲。 變位齒輪主要有兩類(lèi)：高度變位和角度變位。 高度變位齒輪副的一對(duì)嚙合齒輪的變位系數(shù)之和等于 零。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和 大齒輪強(qiáng)度接近的程度。角度變位系數(shù)之和不等于零。 角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動(dòng)質(zhì)量指標(biāo)，故 采用得較多。 變位系數(shù)的選擇原則 ： 1） 對(duì)于高擋齒輪，應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗
20、膠合 及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。 2） 對(duì)于低擋齒輪，為提高小齒輪的齒根強(qiáng)度，應(yīng)根 據(jù)危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來(lái)選擇大、小齒輪的 變位系數(shù)。 3） 總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強(qiáng)度越低。但易 于吸收沖擊振動(dòng)，噪聲要小一些。 為了降低噪聲，對(duì)于變速器中除去一、二擋以外的 其它各擋齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù) 值。一般情況下，隨著擋位的降低，總變位系數(shù) 應(yīng)該逐擋增大。一、二擋和倒擋齒輪，應(yīng)該選用 較大的值。 七、各擋齒輪齒數(shù)的分配 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的 擋數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來(lái)分配各擋齒輪的齒數(shù)。下面以圖 3-8所示四擋變速器為例，說(shuō)明分配齒數(shù)的方法。 1
21、確定一擋齒輪的齒數(shù) 一擋傳動(dòng)比 （ 3-1） 如果 z7和 z8的齒數(shù)確定了，則 z2與 z1的傳動(dòng)比可求出。 為了求 z7、 z8的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 zh （ 3-2） 計(jì)算后取 zh為整數(shù)，然后進(jìn)行大、小齒輪齒數(shù)的分配。 81 72 1 zz zzi n h h m AZ m AZ c o s2 2 斜齒 直齒 圖 3-8 四擋變速器傳動(dòng)方案 轎車(chē)中間軸式變速器一擋齒輪齒數(shù) z8可在 15 17之間選??； 貨車(chē) z8可在 12 17之間選取。一擋大齒輪齒數(shù)用 z7=zh-z8計(jì)算求得。 2對(duì)中心距 A進(jìn)行修正 因?yàn)橛?jì)算齒數(shù)和 zh后，經(jīng)過(guò)取整數(shù)使中心距有了變化，所以應(yīng)根據(jù)取 定的 zh和
22、齒輪變位系數(shù)重新計(jì)算中心距 A，再以修正后的中心距 A作為各擋齒 輪齒數(shù)分配的依據(jù)。 3確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù) 由式（ 3-1）求出常嚙合傳動(dòng)齒輪的傳動(dòng)比 （ 3-3） 常嚙合傳動(dòng)齒輪中心距和一擋齒輪的中心距相等，即 （ 3-4） 解方程式（ 3-3）和式（ 3-4）求 z1與 z2，求出的 z1、 z2都應(yīng)取整數(shù)；然 后核算一擋傳動(dòng)比與原傳動(dòng)比相差多少，如相差較大，只要調(diào)整一下齒數(shù)即 可；最后根據(jù)所確定的齒數(shù)，按式（ 3-4）算出精確的螺旋角值。 7 8 1 1 2 Z Zi Z Z c o s2 )( 21 zzmA n 4確定其它各擋的齒數(shù) 若二擋齒輪是直齒輪，模數(shù)與一擋齒輪相同時(shí)，
23、則得 （ 3-5） 解兩方程式求出 z5、 z6。用取整數(shù)后的 z5、 z6計(jì)算中心距，若與中心距 A有 偏差，通過(guò)齒輪變位來(lái)調(diào)整。 （ 3-6） 二擋齒輪是斜齒輪，螺旋角與常嚙合輪的不同時(shí)，由式 （ 3-5） 得 （ 3-7） （ 3-8） 61 522 zz zzi 2 )( 65 zzmA 2 1 2 6 5 z zi z z 6 65c o s2 )( zzmA n )1(t a nt a n 6 5 21 2 6 2 z z zz z 此外，從抵消或減少中間軸上的軸向力出發(fā)，還必 須滿足下列關(guān)系式 （ 3-9） 聯(lián)解上述三個(gè)方程式，可求出 z5、 z6和 三個(gè)參 數(shù)。但解此方程組比較
24、麻煩 ， 可采用比較方便的試湊 法 。 其它各擋齒輪的齒數(shù)用同一方法確定。 6 5確定倒擋齒輪齒數(shù) 圖 3-8所示的倒擋齒輪 z10的齒數(shù)，一般在 21 23之間， 初選 z10后，可計(jì)算出中間軸與倒擋軸的中心距 A 為保證倒擋齒輪的嚙合和不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，齒輪 8和 9的 齒頂圓之間應(yīng)保持 0.5mm以上的間隙，則齒輪 9的齒頂圓直 徑 De9應(yīng)為 （ 3-10） 根據(jù)求得的 De9 ，再選擇適當(dāng)?shù)凝X數(shù)及采用變位齒輪， 使齒頂圓 De9符合式（ 3-10）。最后計(jì)算倒擋軸與第二軸的 中心距。 )(21 108 zzmA ADD ee 25.02 98 12 89 ee DAD 第四節(jié) 變速器操
25、縱機(jī)構(gòu) 根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操 縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足如下主要要求：（ 1）換擋 時(shí)只能掛入一個(gè)擋位；（ 2）換擋后應(yīng)使齒輪在全齒長(zhǎng) 上嚙合；（ 3）防止自動(dòng)脫擋或自動(dòng)掛擋；（ 4）防止誤 掛倒擋；（ 6）換擋輕便。 機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu)一般是由變速桿、撥塊、 撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組 成。 依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作， 稱(chēng)為手動(dòng)換擋變速器。 1直接操縱手動(dòng)換擋變速器 當(dāng)變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿 直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過(guò) 變速桿直接完成換擋功能的手動(dòng)換擋變速
26、器，稱(chēng) 為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單， 已得到廣泛應(yīng)用。 2遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器 平頭式汽車(chē)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的變 速器距駕駛員座椅較遠(yuǎn)，這時(shí)需要在變速桿與 撥叉之間布置若干傳動(dòng)件，換擋手力經(jīng)過(guò)這些 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動(dòng)換擋變 速器稱(chēng)為遠(yuǎn)距離操縱的動(dòng)換擋變速器。 圖 3-9 遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器工作原理簡(jiǎn)圖 圖 3-9示出遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器的工作原理簡(jiǎn) 圖。要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性，且各連接件之間間隙 不能過(guò)大，否則換擋手感不明顯，并增加了變速桿顫動(dòng) 的可能性。 3電控自動(dòng)換擋變速器 在固定軸式機(jī)械變速器基礎(chǔ)上，通過(guò)應(yīng)用計(jì)算 機(jī)和電子控制技術(shù)，使之實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，并取消了 變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制油門(mén)踏板， 汽車(chē)在行駛過(guò)程中就能自動(dòng)完成換擋時(shí)刻的判斷， 自動(dòng)實(shí)現(xiàn)收油門(mén)、離合器分離、選擋、換擋、離合 器接合和油門(mén)等一系列動(dòng)作，使汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì) 性有所提高。其工作原理框圖見(jiàn)圖 3-10。 圖 3-10 電控自動(dòng)換擋變速器工作原理框圖
機(jī)械變速器設(shè)計(jì)
