1、機械變速器設計第1頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 概述一 功用 轉矩和轉速 空擋和倒擋 動力輸出功能第2頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 概述二. 基本要求： 1）保證汽車有必要的動力性和經濟性。 2）設置空擋，用來切斷發動機動力向驅動輪的傳輸。 3）設置倒檔，使汽車能倒退行駛。 4）設置動力輸出裝置，需要時能進行功率輸出。 5）換擋迅速，省力，方便。 6）工作可靠。汽車行駛過程中，變速器不得有跳擋 亂擋以及換擋沖擊等現象發生。 7）變速器應當有高的工作效率。 8）變速器的工作噪聲低。第3頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四

2、第三章 機械變速器設計 第二節 變速器傳動機構布置方案第4頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 一 傳動機構布置方案分析 1.兩軸式變速器傳動方案 第5頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四2 中間軸變速器傳動方案 第6頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四3 倒檔型式第7頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四二 零部件結構方案分析 1.齒輪形式 直齒：低擋，倒擋； 斜齒：使用壽命長，工作噪聲低；工作時有軸 向力。常嚙合齒輪。 第8頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四二 零部件結構方案分析2.換擋機構

3、形式 直齒滑動齒輪：一擋，倒擋，軸向滑動換擋，沖擊，噪聲。磨損加劇并過早損壞。 嚙合套換擋：承受換擋沖擊載荷的接合齒數多。而輪齒又不參與換擋，不會過早損壞，但仍有換擋沖擊，重型貨車上用。 同步器換擋： 迅速、無沖擊、無噪聲換擋，與操作技術的 熟練程度無關。結構復雜，制造精度要求高，軸向尺寸大，同步環使用壽命較短等特點，但仍然得到廣泛應用。第9頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四防止自動脫檔的措施 1）將兩接合齒的嚙合位置錯開 2）將嚙合套齒座上前齒圈的齒厚切薄（切下0.3 0.6mm） 3）將接合齒的工作面加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜23）第10頁，共44頁，2022年

4、，5月20日，2點47分，星期四第三章 機械變速器設計 第三節 變速器主要參數的選擇第11頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器主要參數的選擇傳動比的確定： 考慮下列因素： 汽車最大爬坡度 驅動輪與路面的附著力F 汽車最低穩定車速（最高穩定車速） 主傳動比等第12頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器主要參數的選擇假設主傳動比已確定（1）根據 確定 ：汽車在最大爬坡交通上行駛時，最大驅動力應能克服輪胎與路面間滾動阻力及上坡阻力。（2）根據驅動輪與路面的附著力確定 ： 第13頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器主要參數的選

5、擇（3）根據 （或 ）確定 ： ： ： 根據上述三個條件確定的一擋可能不相等，應選最小值。公比 第14頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器主要參數的選擇一.檔數 轎車：45個檔位， 貨車：裝載質量在23.5T，45個檔位； 裝載質量在48T，6檔； 重型貨車和越野車： 多檔 二.轉動比范圍 轎車 34之間， 輕型貨車 56之間， 其他貨車 更大 第15頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器主要參數的選擇三.中心距A 四.外形尺寸 四檔 2.22.7A 五檔 2.73.0A 六檔 3.23.5A 五.軸的直徑 六.齒輪參數（m,b,x)第16頁，

6、共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四六 齒輪參數1.模數的選取一般原則：降低噪聲，m小,b大（齒細厚），對轎車有較大意義。降低質量，m大,b小（齒粗薄），對貨車有較大意義。從強度方面考慮，各擋應有不同的m；從工藝方面考慮，各擋應有同一的m。 轎車m小一些，貨車m大一些。 低擋齒輪m大一些，其它擋位選另一種m。 少數汽車各擋均選相同的m。第17頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四六 齒輪參數1.模數的選取 微型和普通級轎車 2.25 2.75 中級轎車 2.75 3.00 中型貨車 3.5 4.5 重型貨車 4.5 6.0 所選 m 應符合國標2.壓力角( 2

7、0) 第18頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四六 齒輪參數3.螺旋角 增大，使重合度增加，工作平穩，噪聲降低。 增大，齒的強度也相應提高，但 30時， 驟然下降，而 繼續增加. 斜齒輪的軸向力盡量平衡。 兩軸式變速器： 20 25 中間軸式變速器： 22 34 貨車 ： 18 26 第19頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四六 齒輪參數 4.齒寬b 直齒 , 斜齒 , 5.變位系數x的選擇原則第20頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四5.變位系數x的選擇原則目的： 避免齒輪產生根切； 配湊中心距； 影響齒輪的強度，使用平穩性，耐磨

8、損，抗膠合能力及齒輪的口齒合噪聲。第21頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四5.變位系數x的選擇原則 高度變位：增加小齒強度，不能降低噪聲。 角度變位：變位系數之和不等于零。既有高度變 位的優點，有避免了其缺點。 利用變位系數封閉圖分配變位系數，可不必校核是否干涉、根切、齒頂變尖以及重合系數過低等情況。第22頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四七各檔齒輪齒數的分配1.確定一檔齒 輪的齒數2.對中心距進 行修正第23頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四七各檔齒輪齒數的分配3.確定常嚙合傳動齒輪副的齒數4.求出傳動比 z2/z1=i1z8

9、/z75.確定其他各檔的齒數6.確定倒檔齒輪齒數第24頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四第三章 機械變速器設計 第四節 變速器的設計與計算第25頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器的設計與計算一.齒輪的損壞形式 三種：輪齒折斷 齒面疲勞剝落 移動換檔齒輪端部破壞二.齒輪強度計算 1.齒輪彎曲強度計算 2.輪齒接觸應力計算三.軸的強度計算第26頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器的設計與計算二.齒輪強度計算 1.齒輪彎曲強度計算 2.輪齒接觸應力計算第27頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四第三章 機械

10、變速器設計 第五節 同步器設計第28頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 一 同步器設計一、慣性式同步器第29頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 一 同步器設計一、慣性式同步器第30頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四二 同步器工作原理 同步器換擋過程由三個階段組成 第一階段： 同步器離開中間位置，做軸向移動并靠在摩擦面上。摩擦面相互接觸瞬間，如圖317a所示，由于齒輪3的角速度 ，和滑動齒套1的角速度 不同，在摩擦力矩作用下鎖銷4相對滑動齒套1轉動一個不大的角度，并占據圖上所示的鎖止位置。此時鎖止面接觸，阻止了滑動齒套向換擋方向移

11、動。第31頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四二 同步器工作原理第二階段：來自手柄傳至換擋撥叉并作用在滑動齒套上的力F，經過鎖止元件又作用到摩擦面上。由于， 和 不等，在上述表面產生摩擦力。滑動齒套1和齒輪3分別與整車和變速器輸入軸轉動零件相連接。于是，在摩擦力矩作用下，滑動齒套1和齒輪3的轉速逐漸接近，其角速度差 減小了。在 瞬間同步過程結束。第三階段： ，摩擦力矩消失，而軸向力F仍作用在鎖止元件上，使之解除鎖止狀態，此時滑動齒套和鎖銷上的斜面相對移動，從而使滑動齒套占據了換擋位置。第32頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 三 主要參數的確定1摩擦系

12、數 2同步環主要尺寸的確定 (1) 同步環錐面上的螺紋槽 (2) 錐面半錐角 (3) 摩擦錐面平均半徑R (4) 錐面工作長度b （5）同步環徑向厚度與摩擦錐面平均半徑一樣，同步環的徑向厚度要受機構布置上的限制，包括變速器中心距及相關零件特別是錐面平均半徑和布置上的限制，不宜取很厚第33頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 三 主要參數的確定3鎖止角4同步時間t5轉動慣量的計算第34頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 四 同步器的計算第35頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四 四 同步器的計算第36頁，共44頁，2022年，5月20

13、日，2點47分，星期四 四 同步器的計算第37頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四第三章 機械變速器設計 第六節 變速器操縱機構第38頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器操縱機構1直接操縱手動換擋變速器2遠距離操縱手動換擋變速器3電控自動換擋變速器第39頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器操縱機構第40頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四第三章 機械變速器設計 第七節 變速器結構元件第41頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四變速器結構元件 1.變速器齒輪 2.變速器的軸 3.變速器殼體第42頁，共44頁，2022年，5月20日，2點47分，星期四思 考 題1. 變速器總成主要有哪些零部件？設計的基本順序如何？哪些參數由總布置給出？2. 斜、直齒輪在嚙合中受力如何？各力如何計算？3. 兩軸式