輕型貨車六擋變速器設計

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XXXX 大學本科畢業(yè)設計說明書輕型貨車六擋變速器設計Light truck six gear transmission design 學 院： 機械工程學院 專 業(yè)： 車輛工程 091201 學 生 姓 名： 學 號： 指 導 教 師： 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 2013-06-04 XXXX 大學111111 University of Science and Technology輕型貨車六擋變速器設計摘 要本設計的任務是設計一臺用于輕卡上的六檔手動變速器。合理的設計和布置變速器能使發(fā)動機功率得到最合理的利用，從而提高汽車動力性和經濟性。設計部分敘述了變速器的功用與設計要求，對該變速器進行了方案論證，選用了三軸式變速器。說明了變速器主要參數(shù)的確定，齒輪幾何參數(shù)的計算、列表，齒輪的強度計算、強度校核，軸的設計及強度校核。本文中設計的變速器為具有六個前進檔和一個倒檔的變速器。該變速器采用手動換檔的方式進行換擋。關鍵詞：變速器 齒輪 軸輕型貨車六擋變速器設計IAbstractThis design task is to design a table for six speed manual transmission light on the card. The reasonable design and layout of the transmission can make the engine power are the most reasonable use, so as to improve the dynamic performance and fuel economy.The design part describes the function and design requirements of transmission, the scheme demonstration of the transmission, the three shaft transmission. The main parameters of transmission, computation, geometry parameters of gears, gear strength calculation list, strength calculation, design and strength check of shaft.Transmission is designed in this paper for the transmission has six forward gears and one reverse gear. The transmission with manual shift mode shift.Keywords: transmission; gears; shaft輕型貨車六擋變速器設計IIXXXX 大學畢業(yè)設計（論文）任務書學院（直屬系）： 機械工程學院 時間： 2012 年 2 月 28 日學 生 姓 名 指 導 教 師畢業(yè)設計題目 輕卡 6 擋變速器設計設計內容與原始參數(shù)根據重型牽引車的車型特點和性能要求，進行 141 馬力 4?2 輕卡變速器的設計。具體內容：變速器結構方案分析；變速器設計；變速器齒輪強度校核及選材等工作。原始參數(shù)如下：參數(shù)名稱 數(shù)據 單位整車質量 W 3000 kg最大總質量 8190 kg最大馬力 141 PS最大功率 105 kW最大扭矩 450 N·m最大扭矩轉速 2200 rpm額定轉速 2600 rpm最快車速 95 Km/h輪胎規(guī)格 7.50R16設計方法 比擬設計、經驗核算、CAD 繪圖主要工作量1、設計圖紙不少于 2.5 張 A0 圖；2、設計說明書 1 份，字數(shù)不少于 20000 字；3、外文翻譯一篇，字數(shù)不少于 2000 字。進度安排1、2 月 25 日 3 月 8 日：布置題目、收集資料、文獻翻譯；2、3 月 9 日 4 月 31 日：方案選型、設計計算、畢業(yè)實習；3、5 月 1 日 5 月 31 日：圖紙設計與繪制；4、6 月 1 日 6 月 10 日：撰寫設計說明書、準備答辯。主要參考文獻[1] 王望予. 汽車設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2012[2] 陳家瑞. 汽車構造[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000[3] 成大先. 機械設計手冊[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004.5[4] 其它網絡檢索到的相關資料目 錄輕型貨車六擋變速器設計III摘 要 .- I -Abstract- II -畢業(yè)設計任務書 .- III -1 緒論 .- 1 -1.1 本次設計的目的及意義 .- 1 -1.2 變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 .- 1 -1.3 變速器設計面臨的主要問題 .- 2 -2 變速器的總體要求方案設計 .- 4 -2.1 畢業(yè)設計任務及要求 .- 4 -2.2 變速器的功用及設計要求 .- 4 -2.3 變速器傳動機構的形式選擇與結構分析 .- 5 -2.3.1 三軸式變速器與兩軸式變速器 .- 5 -2.3.2 變速器主傳動方案的比較 .- 6 -2.3.3 倒檔的布置方案 .- 7 -2.4 變速器主要零件的結構方案分析 - 8 -2.4.1 齒輪形式 .- 8 -2.4.2 換擋結構形式 - 9-2.4.3 軸承類型 .- 9 -3 變速器主要參數(shù)的選擇 .- 10 -3.1 變速器設計原始數(shù)據 - 10 -3.2 變速器主要參數(shù)的選擇與計算 - 10 -3.2.1 檔位數(shù)與傳動比 - 10 -3.2.2 中心距 - 11 -3.2.3 齒輪模數(shù) - 12 -3.2.4 齒形、壓力角 α、螺旋角 β .- 12 -3.2.5 齒寬 - 14 -4 變速器齒輪的設計計算 .- 21 -4.1 齒輪的幾何尺寸計算要求4.2 齒輪的變位系數(shù)選擇 - 21 -4.3 齒輪的幾何尺寸計算及結果 - 22 -4.4 變速器齒輪的材料選擇與強度計算 .- 24 -4.4.1 變速器齒輪的材料 - 24 -4.4.2 齒輪損壞的原因及形式 - 25 -4.4.3 圓柱齒輪強度的計算 - 26 -5.變速器軸的設計與校核 .- 33 -5.1 變速器軸的結構和尺寸 .- 33 -5.1.1 軸的結構 .- 33 -5.1.2 軸的尺寸 .- 34 -5.2 軸的校核 - 38 -5.2.1 第一軸的強度校核 - 33 -5.2.2 第二軸的強度校核 - 34 -輕型貨車六擋變速器設計IV5.2.3 第二軸的剛度校核 - 38 -5.2.4 中間軸的強度校核 - 38 -5.3 變速器軸承 - 41 -6 變速器同步器與操縱機構的設計 .- 34 -6.1 同步器設計 - 42 -6.1.1 同步器的工作原理 - 42 -6.1.2 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 - 43 -6.2 變速器的操縱機構 - 45 -結 論 .- 47 -參考文獻 .- 48 -致謝 .- 49 -附錄 英文翻譯以及英文原文文獻 - 50 -輕型貨車六擋變速器設計- 0 -1 緒 論1.1 本 次 設 計 的 目 的 及 意 義隨 著 經 濟 和 科 學 技 術 的 不 斷 的 發(fā) 展 ， 汽 車 工 業(yè) 也 漸 漸 成 為 我 國 支 柱 產 業(yè) ， 汽 車的 使 用 已 經 遍 布 全 國 。 而 隨 著 我 國 近 年 來 迅 猛 的 發(fā) 展 ， 人 民 生 活 水 平 的 不 斷 提 高 ，微 型 客 貨 兩 用 車 、 轎 車 等 高 級 消 費 品 已 進 入 平 常 家 庭 。 在 我 國 的 汽 車 工 業(yè) 起 步 較 晚 但 發(fā) 展 頗 快 。 隨 著 我 國 汽 車 工 業(yè) 不 斷 的 壯 大 ， 以 及汽 車 行 業(yè) 持 續(xù) 快 速 的 發(fā) 展 ， 如 何 設 計 出 經 濟 實 惠 ， 工 作 可 靠 ， 性 能 優(yōu) 良 ， 且 符 合 中國 國 情 的 汽 車 已 經 是 當 前 汽 車 設 計 者 的 緊 迫 問 題 。 在 面 臨 著 前 所 未 有 的 機 遇 同 時 ，不 得 不 承 認 在 許 多 技 術 上 ， 我 國 與 發(fā) 達 國 家 還 一 定 的 差 距 ， 所 以 我 們 要 努 力 為 我 國的 汽 車 工 業(yè) 做 出 應 有 的 貢 獻 。在 綠 色 汽 車 、 節(jié) 能 減 排 已 經 成 為 汽 車 工 業(yè) 發(fā) 展 的 主 旋 律 的 今 天 ， 面 對 汽 車 行 業(yè)迅 速 發(fā) 展 和 綠 色 、 節(jié) 能 、 環(huán) 保 的 挑 戰(zhàn) ， 對 汽 車 主 要 動 力 總 成 變 速 器 的 研 發(fā) 也 提 出 更高 要 求 。變 速 器 發(fā) 展 總 體 趨 勢 主 要 體 現(xiàn) 在 以 下 六 個 方 面 ： 一 是 產 品 系 列 化 ， 二 是 結 構 緊湊 化 、 輕 量 化 、 多 擋 化 ， 三 是 集 成 化 ， 四 是 更 加 智 能 化 ， 五 是 信 息 網 絡 化 ， 六 是 節(jié)能 環(huán) 保 化 。 乘 用 車 變 速 器 中 的 AT、 CVT、 AMT、 DCT 等 自 動 變 速 器 的 需 求 在 快 速 提 升 。節(jié) 油 率 和 舒 適 度 成 為 評 價 變 速 器 的 關 鍵 指 標 。 CVT 由 于 是 無 級 變 速 ， 換 擋 舒 適 性 顯然 最 佳 ； 七 檔 DCT 在 節(jié) 油 和 舒 適 性 兩 方 面 均 顯 示 出 了 不 錯 的 效 果 。 而 同 時 ， 手 動 變速 器 雖 然 有 噪 音 等 種 種 詬 病 ， 但 在 市 場 上 ， 尤 其 在 載 貨 車 市 場 上 仍 有 不 可 替 代 的 地位 。經 過 這 幾 年 的 刻 苦 學 習 ， 我 掌 握 了 多 門 基 礎 知 識 和 專 業(yè) 知 識 。 在 大 學 畢 業(yè) ， 即將 進 一 步 對 車 輛 工 程 了 解 深 造 之 際 ， 按 照 教 委 和 學 校 的 要 求 ， 我 進 行 了 對 輕 型 貨 車六 檔 手 動 變 速 器 的 設 計 。 畢 業(yè) 設 計 是 對 每 個 大 學 生 進 行 知 識 掌 握 與 實 際 運 用 的 一 次大 檢 閱 ， 充 分 體 現(xiàn) 了 一 個 設 計 者 的 知 識 掌 握 程 度 和 創(chuàng) 新 思 想 。 通 過 本 次 設 計 ， 我 將進 一 步 鞏 固 所 學 的 知 識 ， 提 高 實 際 運 用 能 力 ， 并 為 以 后 參 加 工 作 打 下 良 好 的 基 礎 。1.2 變速器的發(fā)展現(xiàn)狀在汽車變速箱 100 多年的歷史中，主要經歷了從手動到自動的發(fā)展過程。目前世界上使用最多的汽車變速器為手動變速器（MT） 、自動變速器（AT） 、手自一體變速器（AMT） 、無級變速器（CVT） 、雙離合變速器（DCT）五種型式。它們各有優(yōu)缺點：MT 的節(jié)能效果最好、經濟性娛樂性強，但對駕駛技術要求高；AT 的節(jié)能效果差一些，但是操作簡單、舒適性好、元器件可靠性高；AMT 具備前兩者輕型貨車六擋變速器設計- 1 -的優(yōu)點，但在換擋時會有短暫的中斷，舒適性差一些；CVT 結構簡單、效率高、功率大、車速變化平穩(wěn)，但它的傳動帶容易損壞，無法承受較大的載荷；DCT 結合了手動變速器的燃油經濟性和自動變速器的舒適性，它是從傳統(tǒng)的手動變速器演變而來，目前代表變速器的最高技術。 據 2010 年 11 月在上海舉辦的“2010 國際汽車變速器先進制造技術及裝備研討會”調查，中國汽車變速器近五年的平均增速超過 25%，2010 年預計全年增速將超過 40%，國產汽車變速器銷售規(guī)模將超過 600 億元。2009 年，手動變速器市場份額有所下降，為 68%，自動變速器市場份額為 32%。乘用車變速器市場增長迅速，2007 年手動變速器的市場比重為 74%，占據較大的市場份額。從 2002 到 2007 年間自動檔變速器市場占有率從 9%增長到 26%，Global Insight 公司預計到 2012 年自動檔變速器將占據 33%的份額，而乘用車市場自動檔所占的比例可能達到 44%。從 2002-2006 年間，女性用戶從 20.3%增長到 30.9%，而自動檔變速器使用方便特點深受女性用戶群的喜愛。另外在消費者調查中最受關注的汽車配件中，第一名是安全氣囊，第二就是自動檔的變速器。在中國，自動檔變速器的市場是十分樂觀的。同時手動檔變速器的節(jié)能型，經濟性以及駕駛娛樂性也決定了其不可替代性。針對中國變速器市場發(fā)展趨勢，Global Insight 的亞洲區(qū)技術分析師段誠武博士闡述了幾點自己的見解： 1.在短期內，手動檔變速器仍然占據主要份額，而自動檔變速器將有更大的增長空間。2.鑒于中國市場情況的復雜性，長期來看變速器不是單一式的發(fā)展趨勢，沒有哪一種形式變速器會成為最后的贏家。3.在中國市場，從技術支持、目前的市場份額以及設備提供這幾個方面來看 AMT與 LPG、AUTOE 和汽油、CVTE 和混合動力以及 DCT 和柴油都具有相似性。4.從長遠來看，中國本土的企業(yè)應該更加關注 DCT 這個產品，因為它將有非常好的前景。1.3 變速器設計面臨的主要問題在 汽 車 工 業(yè) 高 速 發(fā) 展 的 今 天 ， 隨 著 世 界 燃 油 價 格 的 日 益 上 漲 和 運 用 在 汽 車 各 種配 件 上 的 技 術 日 趨 成 熟 ， 變 速 器 發(fā) 展 面 臨 的 主 要 問 題 如 下 ：1． 如 何 設 計 出 更 加 節(jié) 能 環(huán) 保 、 經 濟 型 的 變 速 器 ， 將 是 變 速 器 乃 至 汽 車 發(fā) 展 所 要面 臨 的 一 個 巨 大 問 題 。2． 自 動 變 速 器 之 所 以 發(fā) 展 如 此 迅 速 是 因 為 它 操 縱 起 來 簡 單 方 便 ， 但 同 時 也 減 少了 駕 車 的 樂 趣 。 因 此 ， 在 不 減 少 駕 車 娛 樂 性 的 同 時 ， 又 能 使 操 縱 更 加 方 便 快 捷 ， 也是 變 速 器 設 計 時 要 考 慮 的 一 個 重 要 問 題 。輕型貨車六擋變速器設計- 2 -3． 如 何 設 計 出 結 構 更 簡 單 、 傳 動 效 率 更 高 、 使 汽 車 車 速 變 化 更 加 平 穩(wěn) 以 及 駕 車舒 適 性 更 高 的 變 速 器 ， 則 一 直 都 是 變 速 器 設 計 所 要 攻 克 的 技 術 難 關 。汽 車 自 動 變 速 器 因 其 具 有 舒 適 、 安 全 、 可 操 控 等 優(yōu) 點 ， 目 前 在 國 際 上 已 成 為 發(fā)展 趨 勢 。 全 球 汽 車 市 場 的 自 動 變 速 器 占 有 量 ， 不 論 是 AT 還 是 CVT， 不 論 是 DCT 還是 AMT， 每 年 都 在 大 幅 增 長 。 中 國 汽 車 市 場 每 年 也 在 以 20%以 上 的 速 度 增 長 。 但 遺憾 的 是 ， 目 前 國 內 自 動 變 速 器 大 量 依 賴 進 口 的 局 面 沒 有 得 到 徹 底 改 觀 ， 因 此 ， 外 資品 牌 本 地 化 生 產 和 自 主 品 牌 變 速 器 產 業(yè) 化 ， 成 為 人 們 共 同 關 心 的 問 題 。進 入 21 世 紀 ， 世 界 制 造 業(yè) 的 中 心 正 快 速 向 中 國 移 動 。 面 對 這 千 載 難 逢 的 發(fā) 展 機遇 ， 我 國 的 制 造 業(yè) 企 業(yè) 要 盡 快 提 高 制 造 水 平 ， 以 適 應 世 界 制 造 業(yè) 市 場 的 激 烈 競 爭 ?？?之 ， 不 管 中 國 自 動 變 速 器 走 何 種 技 術 路 線 ， 加 快 發(fā) 展 步 伐 ， 尤 其 是 加 快 自 主品 牌 發(fā) 展 步 伐 ， 將 成 為 必 然 。輕型貨車六擋變速器設計- 3 -2 變速器的總體方案設計2.1 畢業(yè)設計任務及要求本 次 畢 業(yè) 設 計 的 任 務 是 設 計 一 臺 用 于 輕 卡 的 六 檔 變 速 器 ， 其 主 要 指 標 參 考 福 田手 動 變 速 器 。 因 此 本 設 計 所 選 用 的 變 速 器 型 式 為 FR 式 手 動 六 檔 變 速 器 ， 是 基 于 福田 奧 鈴 CTX 輕 卡 而 開 展 的 ， 設 計 中 所 采 用 的 相 關 參 數(shù) 詳 見 第 三 章 。要 求 完 成 變 速 器 的 選 型 、 設 計 計 算 并 繪 制 相 關 圖 紙 。2.2 變速器的功用及設計要求變 速 器 是 能 固 定 或 分 檔 改 變 輸 出 軸 和 輸 入 軸 傳 動 比 的 齒 輪 傳 動 裝 置 ， 又 稱 變 速箱 。 它 作 為 汽 車 動 力 系 統(tǒng) 重 要 的 組 成 部 分 ， 主 要 用 于 轉 變 從 發(fā) 動 機 曲 軸 傳 出 的 轉 矩和 轉 速 ， 以 適 應 汽 車 在 起 步 、 加 速 、 行 駛 以 及 克 服 各 種 道 路 障 礙 等 不 同 行 駛 條 件 下對 驅 動 車 輪 牽 引 力 及 車 速 的 不 同 需 求 。 此 外 ， 變 速 器 還 用 于 使 汽 車 能 倒 退 行 駛 和 在起 動 發(fā) 動 機 以 及 汽 車 滑 行 或 停 車 時 使 發(fā) 動 機 與 傳 動 系 保 持 分 離 ； 必 要 時 還 應 有 動 力輸 出 功 能 。為 保 證 變 速 器 具 有 良 好 的 工 作 性 能 ， 對 變 速 器 應 提 出 如 下 設 計 要 求 ：（ 1） 應 保 證 汽 車 具 有 高 的 動 力 性 和 經 濟 性 指 標 。在汽車整體設計時，根據汽車載重量、發(fā)動機參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動比，來滿足這一要求。設置空檔，以保證汽車在必要時能將發(fā)動機與傳動系長時間分離；設置倒檔，使汽車可以倒退行駛。（ 2） 工 作 可 靠 ， 操 縱 輕 便 。汽車在行駛過程中，變速器內不應有自動跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。為減輕駕駛員的疲勞強度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預選氣動換檔或自動、半自動換檔來實現(xiàn)。（3）重 量 輕 、 體 積 小 。影 響 這 一 指 標 的 主 要 參 數(shù) 是 變 速 器 的 中 心 距 。 選 用 優(yōu) 質 鋼 材 ， 采 用 合 理 的 熱 處理 ， 設 計 合 適 的 齒 形 ， 提 高 齒 輪 精 度 以 及 選 用 圓 錐 滾 柱 軸 承 可 以 減 小 中 心 距 。（4）傳 動 效 率 高 。為 減 小 齒 輪 的 嚙 合 損 失 ， 應 有 直 接 檔 。 提 高 零 件 的 制 造 精 度 和 安 裝 質 量 ， 采 用適 當 的 潤 滑 油 都 可 以 提 高 傳 動 效 率 。（5）噪 聲 小 。采 用 斜 齒 輪 傳 動 及 選 擇 合 理 的 變 位 系 數(shù) ， 提 高 制 造 精 度 和 安 裝 剛 性 可 減 小 齒 輪的 噪 聲 。輕型貨車六擋變速器設計- 4 -（6）貫 徹 零 件 標 準 化 、 部 件 通 用 化 和 變 速 器 總 成 系 列 化 等 設 計 要 求 ， 遵 守 有 關標 準 和 法 規(guī) 。2.3 變速器傳動機構的型式選擇與結構分析變速器的種類很多，按其傳動比的改變方式可以分為有級、無級和綜合式的。有級變速器按根據前進檔檔數(shù)的不同，可以分為三、四、五檔、六擋和多檔變速器。轎車變速器傳動比變化范圍較小(約為 3～4)，過去常用 3 個或 4 個前進檔，但近年來為了提高其動力性尤其是燃料經濟性，多已采用 5 個前進檔。輕型貨車變速器的傳動比變化范圍約為 5～6，其他貨車為 7 以上，其中總質量在 3.5t 以下者多用四檔變速器，為了降低油耗亦趨向于增加 1 個超速檔；總質量為 3.5～lOt 多用五檔變速器；大于 lOt 的多用 6 個前進檔或更多的檔位。而 按 其 軸 中 心 線 的 位 置 又 分 為 固 定 軸 線 式 、 螺 旋 軸 線 式 和 綜 合 式 的 。 其 中 固 定軸 式 應 用 廣 泛 ， 有 兩 軸 式 和 三 軸 式 之 分 ， 前 者 多 用 于 發(fā) 動 機 前 置 前 輪 驅 動 的 汽 車 上 ，而 后 者 多 用 于 發(fā) 動 機 前 置 后 輪 驅 動 的 汽 車 上 。 2.3.1 三軸式變速器與兩軸式變速器現(xiàn) 代 輕 卡 大 多 都 采 用 三 軸 式 變 速 器 。 以 下 是 三 軸 式 和 兩 軸 式 變 速 器 的 傳 動 方 案 。三 軸 式 變 速 器 如 圖 2-1 所 示 ， 其 第 一 軸 的 常 嚙 合 齒 輪 與 第 二 軸 的 各 檔 齒 輪 分 別與 中 間 軸 的 相 應 齒 輪 相 嚙 合 ， 且 第 一 、 第 二 軸 同 心 。 將 第 一 、 第 二 軸 直 接 連 接 起 來傳 遞 扭 矩 則 稱 為 直 接 檔 。 此 時 ， 齒 輪 、 軸 承 及 中 間 軸 均 不 承 載 ， 而 第 一 、 第 二 軸 也傳 遞 轉 矩 。 因 此 ， 直 接 檔 的 傳 遞 效 率 高 ， 磨 損 及 噪 音 也 最 小 ， 這 是 三 軸 式 變 速 器 的主 要 優(yōu) 點 。 其 他 前 進 檔 需 依 次 經 過 兩 對 齒 輪 傳 遞 轉 矩 。 因 此 。 在 齒 輪 中 心 距 （ 影 響變 速 器 尺 寸 的 重 要 參 數(shù) ） 較 小 的 情 況 下 仍 然 可 以 獲 得 大 的 一 檔 傳 動 比 ， 這 是 三 軸 式變 速 器 的 另 一 優(yōu) 點 。 其 缺 點 是 ： 處 直 接 檔 外 其 他 各 檔 的 傳 動 效 率 有 所 下 降 。圖 2-1 三軸式四檔變速器1.第一軸；2.第二軸；3.中間軸輕型貨車六擋變速器設計- 5 -兩 軸 式 變 速 器 如 圖 2-2 所 示 。 與 三 軸 式 變 速 器 相 比 ， 其 結 構 簡 單 、 緊 湊 且 除 最到 檔 外 其 他 各 檔 的 傳 動 效 率 高 、 噪 聲 低 。 卡 車 多 采 用 前 置 發(fā) 動 機 前 輪 驅 動 的 布 置 ，因 為 這 種 布 置 使 卡 車 的 動 力 -傳 動 系 統(tǒng) 緊 湊 、 操 縱 性 好 且 可 使 卡 車 質 量 降 低6%~10%。 兩 軸 式 變 速 器 則 方 便 于 這 種 布 置 且 傳 動 系 的 結 構 簡 單 。 如 圖 所 示 ， 兩 軸 式變 速 器 的 第 二 軸 （ 即 輸 出 軸 ） 與 主 減 速 器 主 動 齒 輪 做 成 一 體 ， 當 發(fā) 動 機 縱 置 時 ， 主減 速 器 可 用 螺 旋 錐 齒 輪 或 雙 面 齒 輪 ； 當 發(fā) 動 機 橫 置 時 則 可 用 圓 柱 齒 輪 ， 從 而 簡 化 了制 造 工 藝 ， 降 低 了 成 本 。 除 倒 檔 常 用 滑 動 齒 輪 （ 直 齒 圓 柱 齒 輪 ） 外 ， 其 他 檔 均 采 用常 嚙 合 斜 齒 輪 傳 動 ； 個 檔 的 同 步 器 多 裝 在 第 二 軸 上 ， 這 是 因 為 一 檔 的 主 動 齒 輪 尺 寸小 ， 裝 同 步 器 有 困 難 ； 而 高 檔 的 同 步 器 也 可 以 裝 在 第 一 軸 的 后 端 ， 如 圖 示 。兩 軸 式 變 速 器 沒 有 直 接 檔 ， 因 此 在 高 檔 工 作 時 ， 齒 輪 和 軸 承 均 承 載 ， 因 而 噪 聲比 較 大 ， 也 增 加 了 磨 損 ， 這 是 它 的 缺 點 。 另 外 ， 低 檔 傳 動 比 取 值 的 上 限 也 受 到 較 大限 制 ,但 這 一 缺 點 可 通 過 減 小 各 檔 傳 動 比 同 時 增 大 主 減 速 比 來 取 消 。圖 2-2 兩軸式變速器1.第一軸；2.第二軸；3.同步器由 于 本 設 計 的 輕 卡 是 發(fā) 動 機 前 置 ， 后 輪 驅 動 ， 因 此 采 用 三 軸 式 變 速 器 。2.3.2 變速器主傳動方案的比較圖 2-3 是 三 軸 式 六 檔 變 速 器 傳 動 方 案 。 它 們 的 共 同 特 點 是 ： 變 速 器 第 一 軸 和 第二 軸 的 軸 線 在 同 一 直 線 上 ， 經 嚙 合 套 將 它 們 連 接 得 到 直 接 檔 。 使 用 直 接 檔 ， 變 速 器的 齒 輪 和 軸 承 及 中 間 軸 均 不 承 載 ， 發(fā) 動 機 轉 矩 經 變 速 器 第 一 軸 和 第 二 軸 直 接 輸 出 ，此 時 變 速 器 的 傳 動 效 率 高 ， 可 達 90%以 上 ， 噪 聲 低 ， 齒 輪 和 軸 承 的 磨 損 減 少 因 為 直接 檔 的 利 用 率 高 于 其 它 檔 位 ， 因 而 提 高 了 變 速 器 的 使 用 壽 命 ； 在 其 它 前 進 檔 位 工 作時 ， 變 速 器 傳 遞 的 動 力 需 要 經 過 設 置 在 第 一 軸 ， 中 間 軸 和 第 二 軸 上 的 兩 對 齒 輪 傳 遞 ，因 此 在 變 速 器 中 間 軸 與 第 二 軸 之 間 的 距 離 （ 中 心 距 ） 不 大 的 條 件 下 ， 一 檔 仍 然 有 較大 的 傳 動 比 ； 檔 位 高 的 齒 輪 采 用 常 嚙 合 齒 輪 傳 動 ， 檔 位 低 的 齒 輪 （ 一 檔 ） 可 以 采 用或 不 采 用 常 嚙 合 齒 輪 傳 動 ； 多 數(shù) 傳 動 方 案 中 除 一 檔 以 外 的 其 他 檔 位 的 換 檔 機 構 ， 均輕型貨車六擋變速器設計- 6 -采 用 同 步 器 或 嚙 合 套 換 檔 ， 少 數(shù) 結 構 的 一 檔 也 采 用 同 步 器 或 嚙 合 套 換 檔 ， 還 有 各 檔同 步 器 或 嚙 合 套 多 數(shù) 情 況 下 裝 在 第 二 軸 上 。 再 除 直 接 檔 以 外 的 其 他 檔 位 工 作 時 ， 三軸 式 變 速 器 的 傳 動 效 率 略 有 降 低 ， 這 是 它 的 缺 點 。 在 檔 數(shù) 相 同 的 條 件 下 ， 各 種 三 軸式 變 速 器 主 要 在 常 嚙 合 齒 輪 對 數(shù) ， 換 檔 方 式 和 倒 檔 傳 動 方 案 上 有 差 別 。圖 2-3a 所 示 方 案 ， 除 一 ， 倒 檔 用 直 齒 滑 動 齒 輪 換 檔 外 ， 其 余 各 檔 為 常 嚙 合 齒 輪傳 動 。 圖 2-3b 所 示 方 案 除 倒 擋 采 用 直 齒 滑 動 齒 輪 換 擋 外 ， 其 余 各 前 進 檔 均 用 常 嚙 合齒 輪 傳 動 。圖 2-3 中間軸式六檔變速器傳動方案以 上 各 種 方 案 中 ， 凡 采 用 常 嚙 合 齒 輪 傳 動 的 檔 位 ， 其 換 檔 方 式 可 以 用 同 步 器 或嚙 合 套 來 實 現(xiàn) 。 同 一 變 速 器 中 ， 有 的 檔 位 用 同 步 器 換 檔 ， 有 的 檔 位 用 嚙 合 套 換 檔 ，那 么 一 定 是 檔 位 高 的 用 同 步 器 換 檔 ， 檔 位 低 的 用 嚙 合 套 換 檔 。變 速 器 用 圖 2-3c 所 示 的 多 支 承 結 構 方 案 ， 能 提 高 軸 的 剛 度 。 這 時 ， 如 用 在 軸 平面 上 可 分 開 的 殼 體 ， 就 能 較 好 地 解 決 軸 和 齒 輪 等 零 部 件 裝 配 困 難 的 問 題 。 圖 2-3c所 示 方 案 的 高 檔 從 動 齒 輪 處 于 懸 臂 狀 態(tài) ， 同 時 一 檔 和 倒 檔 齒 輪 布 置 在 變 速 器 殼 體 的中 間 跨 距 里 ， 而 中 間 檔 的 同 步 器 布 置 在 中 間 軸 上 是 這 個 方 案 的 特 點 。本 設 計 最 終 采 用 圖 2-3（ b） 所 示 方 案 。2.3.3 倒檔的布置方案常 見 的 倒 檔 結 構 方 案 有 以 下 幾 種 ：圖 2-4a 為 常 見 的 倒 擋 布 置 方 案 。 在 前 進 檔 的 傳 動 路 線 中 ， 加 入 一 個 傳 動 ， 使 結構 簡 單 ， 但 齒 輪 處 于 正 負 交 替 對 稱 變 化 的 彎 曲 應 力 狀 態(tài) 下 工 作 。 此 方 案 廣 泛 用 于 轎車 和 輕 型 貨 車 的 四 檔 全 同 步 器 式 變 速 器 中 。圖 2-4b 所 示 方 案 的 優(yōu) 點 是 換 倒 擋 時 利 用 了 中 間 軸 上 的 一 擋 齒 輪 ， 因 而 縮 短 了 中間 軸 的 長 度 。 但 換 擋 時 有 兩 對 齒 輪 同 時 進 入 嚙 合 ， 使 換 擋 困 難 。 某 些 輕 型 貨 車 四 檔變 速 器 采 用 此 方 案 。輕型貨車六擋變速器設計- 7 -圖 2-4c 所 示 方 案 能 獲 得 較 大 的 倒 擋 傳 動 比 ， 缺 點 是 換 擋 程 序 不 合 理 。圖 2-4d 所 示 方 案 針 對 前 者 的 缺 點 做 了 修 改 ， 因 而 經 常 在 貨 車 變 速 器 中 使 用 。圖 2-4e 所 示 方 案 是 將 中 間 軸 上 的 一 ， 倒 擋 齒 輪 做 成 一 體 ， 將 其 齒 寬 加 長 。圖 2-4f 所 示 方 案 適 用 于 全 部 齒 輪 副 均 為 常 嚙 合 齒 輪 ， 換 擋 更 為 輕 便 。為 了 充 分 利 用 空 間 ， 縮 短 變 速 器 軸 向 長 度 ， 有 的 貨 車 倒 擋 傳 動 采 用 圖 2-4g 所示 方 案 。 其 缺 點 是 一 、 倒 擋 須 各 用 一 根 變 速 器 撥 叉 軸 ， 致 使 變 速 器 上 蓋 中 的 操 縱 機構 復 雜 一 些 。綜 合 考 慮 ， 本 次 設 計 采 用 圖 2-4f 所 示 方 案 的 倒 檔 換 檔 方 式 。圖 2-4 常見倒檔傳動方案2.4 變速器主要零件的結構方案分析變 速 器 的 設 計 方 案 必 需 滿 足 使 用 性 能 、 制 造 條 件 、 維 護 方 便 及 三 化 等 要 求 。 在確 定 變 速 器 結 構 方 案 時 ， 也 要 考 慮 齒 輪 型 式 、 換 檔 結 構 型 式 、 軸 承 型 式 等 因 素 。2.4.1 齒輪型式齒 輪 形 式 有 直 齒 圓 柱 齒 輪 和 斜 齒 圓 柱 齒 輪 。有 級 變 速 器 結 構 的 發(fā) 展 趨 勢 是 增 多 常 嚙 合 齒 輪 副 的 數(shù) 目 ， 從 而 可 采 用 斜 齒 輪 。與 直 齒 圓 柱 齒 輪 比 較 ， 斜 齒 圓 柱 齒 輪 有 使 用 壽 命 長 ， 工 作 時 噪 聲 低 等 優(yōu) 點 ； 缺 點 是制 造 時 稍 復 雜 ， 工 作 時 有 軸 向 力 。 變 速 器 中 的 常 嚙 合 齒 輪 均 采 用 斜 齒 圓 柱 齒 輪 ， 盡管 這 樣 會 使 常 嚙 合 齒 輪 數(shù) 增 加 ， 并 導 致 變 速 器 的 轉 動 慣 量 增 大 。直 齒 圓 柱 齒 輪 僅 用 于 低 檔 和 倒 擋 。 在 本 設 計 中 由 于 倒 檔 采 用 的 是 直 齒 滑 動 齒 輪的 傳 動 方 案 ， 因 此 除 倒 檔 外 ， 均 采 用 斜 齒 輪 傳 動 。輕型貨車六擋變速器設計- 8 -2.4.2 換檔結構型式現(xiàn) 在 大 多 數(shù) 汽 車 的 變 速 器 都 采 用 同 步 器 換 檔 。 采 用 同 步 器 換 檔 可 保 證 齒 輪 在 換檔 時 不 受 沖 擊 ， 使 齒 輪 強 度 得 以 充 分 發(fā) 揮 ， 同 時 操 縱 輕 便 ， 縮 短 了 換 檔 時 間 ， 從 而提 高 了 汽 車 的 加 速 性 、 經 濟 性 和 行 駛 安 全 性 ， 此 外 ， 該 種 型 式 還 有 利 于 實 現(xiàn) 操 縱 自動 化 。 其 缺 點 是 結 構 復 雜 ， 制 造 精 度 要 求 高 ， 軸 向 尺 寸 有 所 增 加 ， 銅 質 同 步 環(huán) 的 使用 壽 命 較 短 。 目 前 ， 同 步 器 廣 泛 應 用 于 各 式 變 速 器 中 。在 本 設 計 中 所 采 用 的 是 鎖 環(huán) 式 同 步 器 ， 該 同 步 器 是 依 靠 摩 擦 作 用 實 現(xiàn) 同 步 的 。但 它 可 以 從 結 構 上 保 證 結 合 套 與 待 嚙 合 的 花 鍵 齒 圈 在 達 到 同 步 之 前 不 可 能 接 觸 ， 以免 齒 間 沖 擊 和 發(fā) 生 噪 聲 。 其 結 構 及 工 作 原 理 將 在 第 六 章 重 點 講 解 。2.4.3 軸承型式變 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 軸套 等 。在 本 設 計 中 ， 第 一 軸 常 嚙 合 齒 輪 及 第 二 軸 上 齒 輪 由 于 內 腔 尺 寸 較 小 ， 所 以 采 用滾 針 軸 承 。 變 速 器 第 一 軸 、 第 二 軸 的 后 部 及 中 間 軸 的 前 、 后 部 軸 承 均 采 用 中 系 列 的采 用 角 接 觸 軸 承 。輕型貨車六擋變速器設計- 9 -3 變速器主要參數(shù)的選擇3.1 變速器設計原始參數(shù)本 設 計 是 根 據 福 田 奧 鈴 CTX 輕 卡 中 的 141 馬 力 4×2 載 貨 車 （ BJ1089VEJEA-FD） 車 型 而 開 展 的 ， 設 計 中 所 采 用 的 相 關 參 數(shù) 均 來 源 于 此 種 車 型 ：圖 3-1 福田奧鈴 CTX 輕卡表 3-1 設計所用參數(shù)總質量 最大功率 最大功率轉速 最大轉矩 最大轉矩轉速 主傳動比 輪胎型號8190kg 105kw 2600rpm 450N·m 2200rpm 4.11 7.50R163.2 變速器主要參數(shù)的選擇與計算3.2.1 檔位數(shù)和傳動比近年來，為了降低油耗，變速器的檔數(shù)有增加的趨勢。目前，卡車一般用多檔變速器。本設計采用 6 個檔位。選擇最低檔傳動比時，應根據汽車最大爬坡度、驅動輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅動輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。故有 maxaxmax0max )sinco(???gfgriTTgIe ???（3-1）則由最大爬坡度要求的變速器Ⅰ檔傳動比輕型貨車六擋變速器設計- 10 -gIi ??0maxiTre? （3-2）式中 m——汽車總質量；g ——重力加速度；ψmax ——道路最大阻力系數(shù)；rr ——驅動輪的滾動半徑；Temax ——發(fā)動機最大轉矩；i0——主減速比；η ——汽車傳動系的傳動效率。根據驅動車輪與路面的附著條件 ??2maxGriTgIe?求得的變速器 I 檔傳動比為：（3-3）Tegii??0max1?式中 G2——汽車滿載靜止于水平路面時驅動橋給路面的載荷；φ ——路面的附著系數(shù)，計算時取 φ=0.5~0.6。由已知條件：滿載質量 8190kg；r r=390.96mm；T e max=450Nm；i 0=4.11；η=0.96。根據公式（3-2） （3-3 ）可得： ，取 。0.196.5?gi 2.61?gi中間檔的傳動比理論上按公比為： 1minax??gq（3-4）的等比數(shù)列，實際上與理論上略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機參數(shù)的合理匹配。根據上式可得出： 40.1?q。故有： 304.2?gi、 98.23gi、 705.24?gi、 、 6gi。40.1gi3.2.2 中心距中心距對變速器的尺寸及質量有直接影響，所選的中心距、應能保證齒輪的強度。三軸式變速器的中心距 A，可根據對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經驗公式進行初選。 3ImaxATK?（3-5）輕型貨車六擋變速器設計- 11 -式中 K A ——中心距系數(shù)，對輕卡取 K A =8.6；TI max ——變速器處于一檔時的輸出扭矩：TI max 可由下式得出：（3-6）giT?1maxea??——發(fā)動機最大轉矩，N·m；maxe——變速器的 I 檔傳動比；1gi——變速器的傳動效率，取 0.96。?計算得出 TI max=2678.2N﹒m，初始中心距 A=119.43mm，可取中心距 119mm。3.2.3 齒輪模數(shù)齒輪模數(shù)選取的一般原則：1）為了減少噪聲應合理減小模數(shù)，同時增加齒寬；2）為使質量小些，應該增加模數(shù)，同時減少齒寬；3）從工藝方面考慮，各擋齒輪應該選用一種模數(shù)；4）從強度方面考慮，各擋齒輪應有不同的模數(shù)。表 3-2 汽車變速器常用的齒輪模數(shù)第一系列 1.00 1.25 1.5 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00第二系列 1.75 2.25 2.75 (3.25) 3.50 (3.75) 4.50 5.50對于轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應選得小些；對于貨車，減小質量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應選得大些。所選模數(shù)值應符合國家標準的規(guī)定。建議用下列各式選取齒輪模數(shù)，第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mnmax347.0enM?（3-7）其中 maxeT=450Nm，可得出 mn=3.56mm ，取 mn=4mm。倒擋直齒輪的模數(shù) m ax3.0en?（3-8）輕型貨車六擋變速器設計- 12 -通過計算 m=2.53mm ，取 m=3mm。3.2.4 齒形、壓力角 α、螺旋角 β汽車變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角 [7]按表 3-3 選取。表 3-3 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角齒形 壓力角 α 螺旋角 β轎車 高齒并修形的齒形14.5°、15°、16°、16.5°25°~45°一般貨車 GB/T1356-2001 規(guī)定的標準齒形 20° 18°~26°重型車 GB/T1356-2001 規(guī)定的標準齒形低檔、倒檔齒輪22.5°、25°小螺旋角壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。對轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對貨車，為提高齒輪承載力，取大些。在本設計中變速器齒輪壓力角 α 取 20°,嚙合套或同步器取 30°。選取斜齒輪的螺旋角，應注意到它對齒輪工作噪聲，輪齒的強度和軸向力有影響。在齒輪選取大的螺旋角時，齒輪嚙合重合度增加，工作平穩(wěn)，噪聲降低。隨著 β 增大，齒的強度也相應提高，不過，當螺旋角大于 30°時，抗彎強度急劇下降，會使軸向力及軸承載荷過大。貨車變速器斜齒螺旋角 β 的選擇范圍：18°～26°。初選 ， 。?251????43?65??87?109?912??選擇斜齒輪的螺旋角時應力求使中間軸上的軸向力相互抵銷。為此，中間軸上的全部齒輪一律取右旋，而第一、第二軸上的斜齒輪取左旋，其軸向力經軸承蓋由殼體承受。圖 2-2[1]為中間軸軸向力平衡圖。輕型貨車六擋變速器設計- 13 -圖 3-2 中間軸軸向力的平衡由該圖可知，欲使中間軸兩斜齒輪的軸向力相互抵銷的條件是軸向力 ，而， ，由于中間軸的轉矩 ，故得出最后的平衡條件為 （3-9）21tanr??式中 ， ——中間軸兩工作齒輪的螺旋角；1?2， ——中間兩工作齒輪的節(jié)圓半徑。r變速器各對齒輪之間會因模數(shù)或齒數(shù)和不同等原因而使其中心距不等，設計時可用調整螺旋角的方法使中心距一致起來。 3.2.5 齒寬齒寬的選擇，應注意到齒寬對變速器的軸向尺寸、齒輪工作平穩(wěn)行、齒強度和齒輪工作時受力的均勻程度。通常根據模數(shù) m（ n）來選擇齒寬：直齒： b= cK, （3-10）斜齒：= cn （3-11）式中， ——齒寬系數(shù)，直齒輪 4.5～8.0 ，斜齒輪 7.0～8.6；cK cK——模數(shù)；m——法面模數(shù)。n小齒輪的齒寬在計算上認為加寬約 5～10，所以有直齒 b=(4.5～8.0)×3=13.5～24(mm)；斜齒 =(6.0～8.0)×4=24～32 (mm)。 輕型貨車六擋變速器設計- 14 -第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些，使接觸線長度增加，接觸應力降低，以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。同步器和嚙合套的接合齒的工作寬度初選時可取 。m4~23.3 各檔齒輪齒數(shù)的分配齒數(shù)確定原則：各檔齒輪齒數(shù)比應盡可能不是整數(shù), 且各檔齒數(shù)盡可能無公約數(shù)。(1)確定變速器一檔齒輪的齒數(shù)已知主變速器Ⅰ檔傳動比 （3-12）2.6121??Zig為了確定 ， 的齒數(shù)，先求其齒數(shù)和 [1]1Z2 ?（3-13）46.519cos43.2s??????nmA應取 為整數(shù)，然后將 分配給 ， 。為了使 盡量大一些，應將?ZZ2Z12Z取得盡量大一些，這樣，在 已定的條件下 的傳動比可小些，以使第一軸常1 1gi 1嚙合齒輪可分配到較多齒數(shù)，以便在其內腔設置第二軸的前軸承。貨車變速器中間軸的一檔直齒輪的最小齒數(shù)為 12～17，這里選取 。712?Z39561???Z對中心距修正： 4.189cos24?????zmAn圓整后 mA18?（2） 確定常嚙合傳動齒輪副的齒數(shù)由式(3-12)可見（3-14）703.291.61212???Zig由前文得 ，代入得?521??輕型貨車六擋變速器設計- 15 -（3-15）47.5342cos18cos2211 ???????nmAZ?取 73912聯(lián)立（3-14） 、 （3-15）兩式解得 hZ=2× A× nm?cos，41?392，與假設誤差小于 5%。39.671421??Zig ?064.218534arcos2)(arcos11 ?????AZmn?（3）確定變速器二擋的齒輪齒數(shù)（3-16）54.390.421109?Zig由前文得 ， 即可求得?109??? 79.541cos8cos109109 ??????nmAZ?取 （3-56109?Z17）聯(lián)立（3-16） 、 （3-17）兩式解得，349?210與假設 誤差小于 5%。05.23419012??Zig 34.2gi ?35.186arcos)(arcos10919 ?????AZmn?由式（3—9）知，理論上有 1021092tanZr??輕型貨車六擋變速器設計- 16 -475.13.8tan062t1092????.102Z與 相差不大，多余的軸向力由軸承抵消。1092tan??Z（4）確定變速器三擋的齒輪齒數(shù)（3-18）073.1948.21387 ???Zig由前文得 ，即可求得?1987?? 79.541cos82cos28787 ???????nmAZ?取 （3-19）5687Z聯(lián)立（3-18） 、 （3-19）兩式解得， 297?78與假設 誤差小于 5%。.2914387123??Zig .2gi ?35.1864arcos)(arcos877 ?????AZmn?由式（3—9）知，理論上有 828721tanZr??475.3.t06t8721???2.982Z與 相差不大，多余的軸向力由軸承抵消。8721tan??Z輕型貨車六擋變速器設計- 17 -（5） 確定變速器四擋的齒輪齒數(shù)（3-20）745.0391.21465 ???Zig由 可得?35.1865??? 79.541cos82cos26565 ???????nmAZ?取 （3-21）65聯(lián)立（3-20） 、 （3-21）兩式解得，245?Z36與假設 誤差小于 5%。089.3241965124??Zig 075.3gi ?3.18264arcos)(arcos655 ?????AZmn?由式（3—9）知，理論上有 626521tanZr??475.3.8t0t6521???1.962Z與 相差不大，多余的軸向力由軸承抵消。6521tan??Z（6） 確定變速器五擋的齒輪齒數(shù)（3-22）517.0394.12543 ???Zig由 可求得?1943???輕型貨車六擋變速器設計- 18 -79.541cos82cos24343 ??????nmAZ?取 （3-5643?Z23）聯(lián)立（3-22） 、 （3-23）兩式解得，193?374與假設 誤差小于 5%。4.71934125??Zig 0.4gi ?35.1826arcos2)(arcos4343 ?????AZmn?由式（3—9）知，理論上有 4246321tanZr???758t0t4321??3.7942?Z與 相差不大，多余的軸向力由軸承抵消。4321tan??Z（7） 修正后的各檔傳動比 391.61?gi0542.3gi894?1.5gi輕型貨車六擋變速器設計- 19 -16?gi（8） 確定變速器倒檔齒輪副的齒數(shù)初步確定該六檔變速器的倒檔傳動比 。 由于前文中關于倒檔選用了直齒6?Ri滑動齒輪，所以有模數(shù) ，一般中間軸齒輪的齒數(shù) 比 略小，倒檔軸齒輪的齒3?m14Z2數(shù)范圍為 。2~15Z初步選取 ， 154Z主變速器倒檔傳動比（3-24）1432145312ZiR????96243ZiR由式（3-24）得倒檔傳動比 43.513142???ZiR倒檔軸到變速器中間軸的距離 ，2Amm572)3()(1542 ??????倒檔軸到主變速器第二軸的距離 3ZA832)(2)(153 ??????輕型貨車六擋變速器設計- 20 -4 變速器齒輪的設計計算4.1 齒輪的幾何尺寸計算要求汽車變速器齒輪均為漸開線齒輪。漸開線齒輪除了能滿足傳動平穩(wěn)、傳動比恒定不變等傳動的基本要求外，還有互換性好、中心距具有可分離性及切齒刀具制造容易等優(yōu)點。漸開線齒輪的正確嚙合條件是:兩齒輪的模數(shù)、分度圓壓力角必須分別相等，兩斜齒輪的螺旋角必須相等而方向相反。漸開線圓柱齒輪的基準齒形(GB1356-78)見表 圖 4-1 基準齒形4-1[6]及圖 4-1[7]。表 4-1 漸開線圓拄齒輪基準齒形 基本要素名稱 代 號 標準齒 短 齒 增大齒形角齒形角 ??20?20?25齒頂高系數(shù) 0f.18.8.0徑向間隙系數(shù) cm)35.(? 3m齒根圓角半徑 r20846.035.1) 考慮某些工藝要求，徑向間隙允許增大至 0.35m，齒根圓角半徑允許減小至 0.25m。4.2 齒輪的變位系數(shù)選擇變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位齒輪副的一對嚙合齒輪的變位系數(shù)的和為零。高度變位可增加小齒輪的齒根強度，使它達到和大齒輪強度想接近的程度。高度變位齒輪副的缺點是不能同時增加一對齒輪的強度，也很難降低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質量指標，故采用得較多。變位系數(shù)的選擇原則 ：輕型貨車六擋變速器設計- 21 -1）對于高檔齒輪，應按保證最大接觸強度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。2）對于低檔齒輪，為提高小齒輪的齒根強度，應根據危險斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。 3）總變位系數(shù)越小，齒輪齒根抗彎強度越低。但易于吸收沖擊振動，噪聲要小一些。為了降低噪聲，對于變速器中除去一、二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù)值。一般情況下，隨著檔位的降低，總變位系數(shù)應該逐檔增大。一、二檔和倒檔齒輪，應該選用較大的值。 4.3 齒輪的幾何尺寸計算及結果表 4-2 給出了漸開線斜齒非變位和高度變位圓柱齒輪的幾何尺寸計算公式，表中的 為法面模數(shù)； ， 分別為齒數(shù)和變位系數(shù)，計算時應分別計算主、被動齒輪的nmz?有關項目，主、被動齒輪有關項目的下標分別為“