斯太爾十五噸貨車三軸式六檔變速器設計-畢業(yè)論文

1、<p>　　長江大學工程技術學院</p><p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　2 手動三軸六檔變速器設計3</p><p

2、>　　2.1三軸六檔變速器概述3</p><p>　　2.2三軸六檔變速器的變速傳動機構3</p><p>　　2.3組合式三軸六檔變速器4</p><p><b>　　2.4同步器5</b></p><p>　　2.5三軸六檔變速器的變速操縱機構6</p><p><b&g

3、t;　　2.6分動器8</b></p><p>　　3 采用的研究方案、研究方法或措施9</p><p><b>　　3.1研究方案9</b></p><p><b>　　3.2研究方法9</b></p><p>　　4三軸六檔變速器主要參數的選擇與主要零部件的設計10<

4、/p><p>　　4.1三軸六檔變速器主要參數的選擇10</p><p>　　4.2各檔傳動比及其齒輪齒數的確定14</p><p>　　4.3齒輪變位系數的選擇15</p><p>　　5 三軸六檔變速器齒輪的強度計算與材料的選擇17</p><p>　　5.1 三軸六檔變速器齒輪的幾何尺寸計算17</p

5、><p>　　5.2齒輪的強度計算與校核20</p><p>　　6 三軸六檔變速器的軸與軸承25</p><p>　　6.1 三軸六檔變速器軸的結構尺寸25</p><p>　　6.2軸的校核25</p><p>　　6.3 軸承的校核27</p><p>　　7 三軸六檔變速器同步器的

6、設計29</p><p>　　7.1同步器的結構類型29</p><p>　　7.2鎖環(huán)式同步器的工作原理29</p><p>　　7.3慣性鎖止式同步器的主要結構參數31</p><p><b>　　8 結論35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b

7、></p><p><b>　　致謝37</b></p><p>　　斯太爾十五噸貨車三軸式三軸六檔變速器設計</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1題目背景</b></p><p>　　貨車三軸六檔變速

8、器的設計發(fā)展歷程至今已經有很多年了，人們?yōu)榱似嚫痈咝У倪\行，從最初采用側鏈傳動到手動三軸六檔變速器，再到液力自動三軸六檔變速器和電控機械式自動三軸六檔變速器，最后研究推出無級自動三軸六檔變速器。在汽車創(chuàng)新工業(yè)發(fā)展的同時，三軸六檔變速器也更加注重汽車行駛的平穩(wěn)性、省油性、以及汽車的駕駛樂趣。我國貨車三軸六檔變速器行業(yè)隨著整車行業(yè)的快速發(fā)展而不斷發(fā)展壯大，已經形成了很多大規(guī)模的三軸六檔變速器企業(yè)。部分本土三軸六檔變速器制造企業(yè)在引進消化

9、吸收國外先進技術方面取得了很大成就，并不斷堅持自我創(chuàng)新，在手動三軸六檔變速器方面，特別是在重型車用和微型車用手動三軸六檔變速器上，涌現了大量自主創(chuàng)新的產品。</p><p><b>　　1.2研究意義</b></p><p>　　每當人們觀看F1大賽，大家似乎談論得最多的就是發(fā)動機的性能以及車手的駕駛技術。其實我們自己駕車的時候也會體驗一下極速駕駛的感覺這就取決于發(fā)動

10、機性能的好壞，這儼然已經成為了我們評價一個汽車性能好壞的標準。但是，掌控速度快慢的，卻是它身后的三軸六檔變速器。</p><p>　　三軸六檔變速器作為貨車傳動系統(tǒng)的總要組成部分, 其技術的發(fā)展，是衡量貨車技術水準的重要依據。世紀能源與環(huán)境、先進的制造技術、新型材料技術、信息與控制技術等是科學技術發(fā)展的重要領域, 這些領域的科技進步推動了三軸六檔變速器技術的發(fā)展.</p><p>　　可以

11、說，三軸六檔變速器是伴隨著貨車工業(yè)出現的必然產物，是貨車上的必需品。在完成了最基本的傳動功能之外，我們對三軸六檔變速器的要求也是越來越高，這是變速箱演變過程的首要催產素[1]。由此可見，對貨車的三軸六檔變速器進行研究具有十分重要的意義。</p><p>　　1.3國內外相關研究情況</p><p>　　自從75年前美國通用貨車公司首次將液力機械式自動三軸六檔變速器裝配到貨車應用到現在，液力

12、機械式自動三軸六檔變速器的生產已經達到了系列化和專業(yè)化。其發(fā)展之快，應用之廣，以致于人們直接命名其為"自動三軸六檔變速器。AT以優(yōu)越的動力性能，乘坐舒適性和簡便的操作，在貨車工業(yè)中占有相當的地位。雖然我國幾種系列轎車中和重型載貨車上有少許采用，但是由于經費問題、科員人員人數缺少和各種其他問題，因此不能獨立開發(fā)成批生產AT。省油，排污低，操縱方便，行駛舒適的機械式無級自動三軸六檔變速器(CVT) 一直是人們追求的目標。CVT與其

13、它傳動相比，無論是其操縱方便性和還是乘坐舒適性均以及安全穩(wěn)定性都和液力變矩器的性能相差無幾，但是液力變矩器的傳動效率遠低于CVT。更重要的是它能夠根據車輛外界行駛條件來協(xié)調發(fā)動機的負荷，從而使發(fā)動機提高能量傳動率，同時也提高了整車燃油經濟性，與此同時貨車也獲得了良好的牽引特性，顯著地提高貨車的提速能力，現有的有級式三軸六檔變速器是無法與之媲美的，所以CVT是國內外貨車傳動研究和推廣的重點之一。電傳動與液壓車輛的馬達原理相似，改變了機械傳

14、動中的傳統(tǒng)結構，它用電流輸至電動機來驅動貨</p><p>　　2 手動三軸六檔變速器設計</p><p>　　2.1三軸六檔變速器概述</p><p>　　2.1.1三軸六檔變速器的功用</p><p>　　汽油或柴油發(fā)動機是目前貨車上采用最廣泛的一種動力裝置，但是它們的轉矩與轉速變化范圍都較小，而貨車的行駛路線一般比較復雜，行駛速度和行駛

15、阻力的變化范圍很大。</p><p>　　三軸六檔變速器的主要功用是：</p><p>　　（1）三軸六檔變速器是用來實現變速、變扭、改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應貨車在各種行駛條件下所需的牽引力和合適的行駛速度，并使發(fā)動機能夠經常在功率較高而油耗率較低的有利工況下工作。因此，三軸六檔變速器中應具有合理的檔位數和合適的傳動比。</p><p>　

16、?。?）實現倒車行駛，貨車發(fā)動機曲軸一般都是只能向一個方向轉動的，而貨車有時需要能倒退行駛，因此，往往利用變速箱中設置的倒檔來實現貨車倒車行駛[2]。</p><p>　　此外，還可以作為其它動力的輸出裝置，如舉升、起吊等。</p><p>　　2.1.2三軸六檔變速器的分類</p><p>　　三軸六檔變速器可以按照傳動比變化方式或操縱方式來分類。</p&g

17、t;<p>　?。?）按傳動比變化方式分；無級式三軸六檔變速器、 綜合式三軸六檔變速器、有級式三軸六檔變速器。</p><p>　?。?）按操縱方式不同分； 手動換檔式三軸六檔變速器、 自動操縱式三軸六檔變速器、 半自動操縱式三軸六檔變速器。</p><p>　　三軸六檔變速器的基本構造包括：變速傳動機構和操縱機構兩部分。變速傳動機構的主要作用是改變轉矩的數值和方向；操縱機

18、構的作用是實現傳動比的變換——換檔。</p><p>　　2.2三軸六檔變速器的變速傳動機構</p><p>　　變速傳動機構是三軸六檔變速器的主體，按工作軸的數量（不包括倒檔軸）可分為兩三軸六檔變速器和三三軸六檔變速器[3]。</p><p>　　2.2.2三軸六檔變速器</p><p>　　三三軸六檔變速器適用于發(fā)動機前置后輪驅動的布置形

19、式，多用于中型載貨貨車。該種三軸六檔變速器設置有第一軸（輸入軸）、第二軸（輸出軸）和中間軸。第一軸前端通過離合器與發(fā)動機曲軸相連，第二軸后端通過凸緣連接萬向傳動裝置，而中間軸則主要用來固定安裝各檔的變速傳動齒輪[4]。</p><p>　　2.2.3三軸六檔變速器換檔裝置</p><p>　　普通齒輪式三軸六檔變速器的換檔裝置常見的有直齒滑動齒輪式和同步器式兩種結構形式。</p>

20、;<p>　?。?）直齒滑動齒輪式換檔裝置 對于采用直齒齒輪傳動的檔位，常采用這種換檔形式。它是通過直接移動嚙合齒輪副中的一個齒輪，使之于另一個齒輪進入嚙合或退出嚙合，從而實現掛檔或退檔。由于直齒齒輪傳動沖擊大、噪聲大、承載能力低，所以在三軸六檔變速器中很少采用。畢業(yè)設計論文代做平臺 《580畢業(yè)設計網》 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649974<

21、;/p><p>　?。?）同步器式換檔裝置 它是在接合套換檔機構的基礎上又加裝了同步組件而構成的一種換檔裝置，可以保證在換檔時使接合套與待接合齒圈的圓周速度迅速相等，即迅速達到同步狀態(tài)，并防止二者在同步之前進入嚙合，從而可消除換檔的沖擊，并使換檔操作簡潔和輕便。</p><p>　　2.2.4三軸六檔變速器的潤滑與密封</p><p>　　三軸六檔變速器中各齒輪副、軸

22、與軸系等運動部件均有較高的運動速度。因此需要一定的潤滑。對于大多數普通齒輪三軸六檔變速器都采用飛濺潤滑，只有少數重型貨車三軸六檔變速器采用壓力潤滑。</p><p>　　2.3組合式三軸六檔變速器</p><p>　　為保證重型貨車具有良好的動力性、經濟型和加速性，要求三軸六檔變速器有較多的檔位，以擴大傳動比的范圍，常采用兩個三軸六檔變速器串聯的方式構成組合式三軸六檔變速器，其中，配檔方式

23、又可分為分段式配檔和插入式配檔兩類。</p><p><b>　　2.4同步器</b></p><p>　　2.4.1同步器的作用</p><p>　　同步器的作用：一是使接合套與待接合齒圈迅速同步，以縮短換檔時間；二是起到鎖止作用，保證接合套與待接合齒圈在達到同步之前不可能嚙合，從而避免換檔齒間沖擊。</p><p>

24、　　2.4.2同步器的分類、構造及工作原理</p><p>　　現如今市場上所出售的同步器大多數都是摩擦式慣性同步器，按照鎖止裝置方式的不同，可分為鎖環(huán)式慣性同步器以及鎖銷式慣性同步器。</p><p>　?。?）鎖環(huán)式慣性同步器</p><p>　?、贅嬙欤褐饕山雍咸住⒒ㄦI轂、鎖環(huán)、滑塊、定位銷及彈簧組成。</p><p>　?、诠ぷ髟?/p>

25、：摩擦工作面接觸產生摩擦力矩——鎖環(huán)轉動一個角度——鎖止組件起鎖止作用，阻止接合套前移——摩擦力矩增長至同步——慣性力矩消失——鎖止作用消失——接合套進入嚙合完成換檔。</p><p>　　鎖環(huán)式慣性同步器由于尺寸小、結構緊湊、摩擦力矩也小，多用于轎車和輕型車輛，其結構圖如圖1所示</p><p>　　圖1 鎖環(huán)式慣性同步器</p><p>　　（2）鎖銷式慣性同

26、步器</p><p>　　①構造：主要由摩擦錐盤、摩擦錐環(huán)、定位銷、接合套、第一軸齒輪、第二軸齒輪、二軸、鎖銷、花鍵轂、鋼球及彈簧組成。</p><p>　?、诠ぷ髟恚号c鎖環(huán)式慣性同步器基本相同，該種同步器多采用在中、重型載貨貨車上，其結構圖如圖2所示。</p><p>　　圖2 鎖銷式慣性同步器</p><p>　　2.5三軸六檔變速器的

27、變速操縱機構</p><p>　　2.5.1功用與要求</p><p>　　三軸六檔變速器操縱機構的功用是根據貨車使用條件幫助駕駛員隨時將三軸六檔變速器換上或摘下某個檔位，來實現改變變速器的傳動比及中斷汽車動力傳輸。為了保證貨車三軸六檔變速器在任何情況下都能準確、安全、可靠地工作，對三軸六檔變速器操縱機構有以下要求：</p><p>　　a．設自鎖裝置，防止三軸六檔

28、變速器自動脫檔，并保證輪齒以全齒寬嚙合；</p><p>　　b．設互鎖裝置，防止三軸六檔變速器同時掛入兩個檔位，以免造成發(fā)動機熄火或損壞零部件；</p><p>　　c．設倒檔鎖，防止誤掛倒檔，以免發(fā)生安全事故。</p><p>　　2.5.2三軸六檔變速器操縱機構的構造</p><p>　　三軸六檔變速器操縱機構按照變速操縱桿（變速桿）位

29、置的不同，可分為直接操縱式和遠距離操縱式兩種類型。</p><p><b>　?。?）直接操縱式</b></p><p>　　它的三軸六檔變速器布置在駕駛員座椅附近，變速桿由駕駛室底板伸出，方便駕駛員直接操縱，這種操縱機構一般由變速桿、撥塊、撥叉、撥叉軸以及安全裝置等組成。大多集裝于三軸六檔變速器上蓋或側蓋內，用于發(fā)動機前置后輪驅動的車輛。直接撥動式換檔操縱機構如圖3

30、所示。</p><p>　　圖3 直接撥動式換檔操縱機構</p><p><b>　　（2）遠距離操縱式</b></p><p>　　當駕駛員座位離三軸六檔變速器較遠或變速桿布置在轉向盤下方（某些轎車）的轉向管柱上時，通常在變速桿與換檔撥叉之間增加若干個傳動件，組成遠距離操縱機構，這種操縱機構多用于發(fā)動機前置前輪驅動的轎車。</p>

31、;<p>　　2.5.3換檔鎖裝置</p><p>　　為了保證三軸六檔變速器在任何情況下都能平穩(wěn)、安全、可靠的工作，三軸六檔變速器操縱機構一般都具有換檔鎖裝置，包括自鎖裝置、互鎖裝置和倒檔鎖裝置。</p><p><b>　?。?）自鎖裝置</b></p><p>　　自鎖裝置用于防止三軸六檔變速器自動脫檔或掛檔，并保證輪齒以全

32、齒寬嚙合。大多數三軸六檔變速器的自鎖裝置都是采用自鎖鋼球對撥叉軸進行軸向定位鎖止。</p><p><b>　?。?）互鎖裝置</b></p><p>　　互鎖裝置用于防止同時掛上兩個檔位，由互鎖鋼球和互鎖銷組成。</p><p><b>　?。?）倒檔鎖裝置</b></p><p>　　這種裝置用

33、來起提醒駕駛員的作用。當駕駛員掛倒檔時，必須對變速桿施加較大的力，才可以換上倒檔，防止意外誤掛倒檔造成事故。三軸六檔變速器上多采用彈簧鎖銷式倒檔鎖。</p><p><b>　　2.6分動器</b></p><p>　　2.6.1分動器的功用</p><p>　　多軸驅動的越野貨車裝用分動器。其功用是將三軸六檔變速器輸出的動力分配到各驅動橋。目

34、前，多數越野貨車裝用兩檔分動器。分動器兼起副三軸六檔變速器的作用。</p><p>　　2.6.2分動器的結構</p><p>　　分動器由齒輪傳動機構和操縱機構兩部分組成。</p><p>　?。?）齒輪傳動機構 其中的三輸出分動器可將動力分別傳給前橋、中橋和后橋。多數輕型越野貨車裝用兩輸出分動器，分別驅動前橋和后橋。該種分動器齒輪機構有普通齒輪式和行星齒輪式兩

35、種。</p><p>　?。?）操縱機構 分動器的操縱機構由操縱桿、傳動桿、搖臂及軸等組成[6]。</p><p>　　3 采用的研究方案、研究方法或措施</p><p><b>　　3.1研究方案</b></p><p>　?。?）了解貨車變速系統(tǒng)的現狀，熟悉其發(fā)展狀況、詳細構造和工作原理；</p>&l

36、t;p>　?。?）根據斯太爾十五噸貨車的主要參數，對其變速系統(tǒng)的操縱機構和變速機構進行結構設計，實現貨車的變速功能并滿足動力性要求；</p><p>　?。?）運用AutoCAD軟件繪制三軸六檔變速器總裝配圖以及主要部件的零件圖；</p><p><b>　　3.2研究方法</b></p><p>　　本次設計的題目斯太爾十五噸貨車三軸式

37、六檔變速器設計，其原始數據：</p><p>　　V6柴油發(fā)動機；V6前柴油機，前置后驅；發(fā)動機最大扭矩T=1100 N.m / 1450 r/min； </p><p>　　最大功率P= 1193 KW/ 2200 r/min；</p><p>　　推薦：變速器四檔傳動比I1=9.010---I5=1.000；I倒=8.3</p><p&

38、gt;　　傳動方案和零部件方案的確定畢業(yè)設計論文代做平臺 《580畢業(yè)設計網》 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649974</p><p>　　根據題目便可以知道，需要設計的三軸六檔變速器類型為手動三軸六檔變速器。</p><p>　　1.初步確定傳動方案</p><p>　　2.確定零部件的結構方

39、案</p><p><b>　?。?）齒輪形式</b></p><p><b>　　（2）換檔機構形式</b></p><p>　?。?）三軸六檔變速器軸承</p><p>　　4三軸六檔變速器主要參數的選擇與主要零部件的設計</p><p>　　4.1三軸六檔變速器主要參數

40、的選擇</p><p>　　4.1.1檔數和傳動比</p><p>　　近年來，為了降低油耗，本設計采用6個檔位。</p><p>　　最低檔傳動比的選擇，應根據貨車最大爬坡度、起步階段所需功率、驅動輪與路面的附著力、貨車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅動輪的滾動半徑等因素來綜合考慮、確定。</p><p>　　貨車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可

41、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</p><p>　　則由最大爬坡度要求的三軸六檔變速器Ⅰ檔傳動比為</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中 m­----貨車總質量（mm）；</p><p>　　g----重力加速度（m/s2）；</p>

42、<p>　　ψmax----道路最大阻力系數；</p><p>　　rr----驅動輪的滾動半徑（mm）；</p><p>　　Temax----發(fā)動機最大轉矩（N·m）；</p><p>　　i0----主減速比；</p><p>　　η----貨車傳動系的傳動效率。</p><p>　　根據

43、驅動車輪與路面的附著條件</p><p>　　求得的三軸六檔變速器I檔傳動比為： </p><p><b>　　（2）</b></p><p>　　式中 G2----貨車滿載靜止于水平路面時驅動橋給路面的載荷；</p><p>　　φ----路面的附著系數，計算時取φ=0.5~0.6。</p><p&

44、gt;　　由已知條件：滿載品質 15000 kg；</p><p><b>　　rr=289mm；</b></p><p>　　Te max=1100N·m；</p><p><b>　　i0=4.529；</b></p><p><b>　　η=0.9 ；</b>&

45、lt;/p><p><b>　　;</b></p><p>　　根據公式（1）可得：I1==9.010。</p><p>　　本設計取五檔傳動比I5=1。</p><p>　　中間檔的傳動比理論上按公比為：</p><p><b>　　（3）</b></p><

46、;p>　　的等比數列，實際上與理論上有誤差，因齒數為整數且常用文件位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動機參數的合理匹配。根據（3）可得出：q =1.40[6]。</p><p><b>　　故有：</b></p><p><b>　　4.1.2中心距+</b></p><p>　　中心距對三軸六檔變速器的尺寸及質量有

47、直接影響，所選的中心距、應能保證齒輪的強度。三三軸六檔變速器的中心距A（mm）可根據對已有三軸六檔變速器的統(tǒng)計而得出的經驗公式初定：</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　式中 K A----中心距系數。對轎車，K A =8.9~9.3；對貨車，K A =8.6~9.6；對多檔</p><p>　　主三軸六檔變速器，K

48、 A =9.5~11；</p><p>　　TI max ----三軸六檔變速器處于一檔時的輸出扭矩：</p><p>　　TI max=Te max igI η ==462.42 N·m</p><p>　　故可得出初始中心距A=72 mm[7]。</p><p>　　4.1.3　軸向尺寸</p><p>

49、　　三軸六檔變速器的橫向外形尺寸，可根據齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構的布置初步確定。</p><p>　　轎車四檔三軸六檔變速器殼體的軸向尺寸3.0~3.4 A。貨車三軸六檔變速器殼體的軸向尺寸與檔數有關：</p><p>　　四檔(2.2~2.7)A</p><p>　　五檔(2.7~3.0)A</p><p>　　六檔(3.2~3.

50、5)A</p><p>　　當三軸六檔變速器選用常嚙合齒輪對數和同步器多時，中心距系數KA應取給出系數的上限。為檢測方便，A取整。</p><p>　　本次設計采用5+1手動檔三軸六檔變速器，其殼體的軸向尺寸是3.472 mm=244.8 mm，</p><p>　　三軸六檔變速器殼體的最終軸向尺寸應由三軸六檔變速器總圖的結構尺寸鏈確定。</p>&l

51、t;p><b>　　4.1.4齒輪參數</b></p><p><b>　?。?）齒輪模數</b></p><p>　　第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數mn</p><p>　　mm （5）</p><p>　　其中=140 Nm，可得出mn=2.44。&l

52、t;/p><p>　　同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。由于制造工藝上的原因，同一三軸六檔變速器中的結合套模數都去相同，轎車和輕型貨車取2~3.5 mm。本設計取2.5 mm。</p><p>　　（2）齒形、壓力角α、螺旋角β和齒寬b</p><p>　　貨車三軸六檔變速器齒輪的齒形、壓力角、及螺旋角按表4.1選取。</p><p>　　

53、表4.1 貨車三軸六檔變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角</p><p>　　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。在本設計中三軸六檔變速器齒輪壓力角α取20°,嚙合套或同步器取30o；斜齒輪螺旋角β取30°。</p><p>　　應該注意的是選擇斜齒輪

54、的螺旋角時應力求使中間軸上的軸向力相互抵消。為此，第二軸上的全部齒輪一律取右旋，而第一軸的斜齒輪左旋，其軸向力經軸承蓋由殼體承受。</p><p>　　齒輪寬度b的大小直接影響著齒輪的承載能力，b加大，齒的承載能力增高。但試驗表明，在齒寬增大到一定數值后，由于載荷分配不均勻，反而使齒輪的承載能力降低。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕三軸六檔變速器的重量和縮短其軸向尺寸[8]。<

55、/p><p>　　通常根據齒輪模數的大小來選定齒寬：</p><p>　　斜齒 b = kc mn, kc為齒寬系數，取為6.0～8.5</p><p>　　b= kc mn=7.22.5=18</p><p>　　b為齒寬(mm)。采用接合套或同步器換檔時，其接合套的工作寬度初選時可取為2～4 mm。</p><p>

56、;　　第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數值可取大一些，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[9]。</p><p>　　4.2各檔傳動比及其齒輪齒數的確定</p><p>　　在初選了中心距、齒輪的模數和螺旋角后，可根據預先確定的三軸六檔變速器檔數、傳動比和結構方案來分配各文件齒輪的齒數。下面結合本設計來說明分配各檔齒數的方法。</p><p>　

57、　4.2.1確定一檔齒輪的齒數</p><p><b>　　一檔傳動比</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　為了確定Z9和Z10的齒數，</p><p><b>　　先求其齒數和:</b></p><p><b&

58、gt;　?。?）</b></p><p>　　其中 A =72 mm、m =2.44；</p><p>　　故有。 </p><p>　　當轎車兩的三軸六檔變速器時，此處取，則可得出[10]。</p><p>　　上面根據初選的A及m計算出的可能不是整數

59、，將其調整為整數后，從式（3-8）看出中心距有了變化，這時應從及齒輪變位系數反過來計算中心距A=75，再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據。</p><p>　　4.2.2確定其它檔位的齒數</p><p><b>　　二檔傳動比</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p&g

60、t;<b>　　而 ，故有：</b></p><p><b>　　（9）</b></p><p>　　對于斜齒輪， </p><p>　　故有： </p><

61、;p><b>　　可得出：</b></p><p>　　按同樣的方法可分別計算出：三檔齒輪 ；四檔齒輪 ；五檔齒輪 。</p><p>　　一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設計中倒檔傳動比取3.67。倒檔傳動齒輪的齒數與一檔主動齒輪相當，取[11]。</p><p>　　4.3齒輪變位系數的選擇</p>&l

62、t;p>　　齒輪的變位是齒輪設計中一個非常重要的環(huán)節(jié)。采用變位齒輪，除為了避免齒輪產生根切和配湊中心距以外，它還影響齒輪的強度，使用平穩(wěn)性，耐磨性、抗膠合能力及齒輪的嚙合噪聲。</p><p>　　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

63、低噪聲。角度變位齒輪副的變位系數之和不等于零。</p><p>　　有時會為了保證各檔傳動比的需要，會有幾對齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構成的三軸六檔變速器，從而導致了各相互嚙合齒輪副的齒數和不同。為保證各對齒輪有相同的中心距，此時應對齒輪進行變位。當齒數和多的齒輪副采用標準齒輪傳動或高度變位時，則對齒數和少些的齒輪副應采用正角度變位。由于角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質量指針，故采用的較多。對斜齒輪傳動

64、，還可通過選擇合適的螺旋角來達到中心距相同的要求。</p><p>　　三軸六檔變速器齒輪是在承受循環(huán)負荷的條件下工作，有時還承受沖擊負荷。對于高檔齒輪，其主要損壞形勢是齒面疲勞剝落，因此應按保證最大接觸強度和抗膠合劑耐磨損最有利的原則選擇變位系數。為提高接觸強度，應使總變位系數盡可能取大一些，這樣兩齒輪的齒輪漸開線離基圓較遠，以增大齒廓曲率半徑，減小接觸應力。根據上述理由，為降低噪聲，三軸六檔變速器中除去一、二

65、檔和倒檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數要選用較小的一些數值，以便獲得低噪聲傳動。其中，一檔主動齒輪10的齒數Z10〈17，因此一文件齒輪需要變位元。</p><p>　　變位系數 </p><p>　?。?0） </p><p>　　式中 Z為要變位的齒輪齒數。<

66、;/p><p>　　5 三軸六檔變速器齒輪的強度計算與材料的選擇</p><p>　　5.1 三軸六檔變速器齒輪的幾何尺寸計算</p><p>　　貨車三軸六檔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刀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、分度圓壓力角必須分別相

67、等，兩齒輪的螺旋角必須相等而方向相反。</p><p><b>　　圖4 基圓齒形</b></p><p>　　表5.1漸開線圓柱齒輪的基準齒形</p><p>　?。?）直齒圓柱齒輪計算 （見表5.2）</p><p>　?、駲n直齒圓柱齒輪計算： mm</p><p><b>　　，

68、 </b></p><p>　　表5.2直齒圓柱齒輪尺寸計算</p><p>　　（2）斜齒圓柱齒輪計算</p><p>　　表5.3 斜齒圓柱齒輪計算</p><p>　　5.2齒輪的強度計算與校核</p><p>　　1.齒輪彎曲應力計算</p><p>　?。?）Ⅰ

69、檔直齒圓柱齒輪：mm</p><p><b>　　mm， mm</b></p><p><b>　　（11）</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　　（13）</b></p><p><

70、;b>　?。?4）</b></p><p><b>　　（15）</b></p><p><b>　　16）</b></p><p><b>　?。?7）</b></p><p><b>　　（18）</b></p><

71、;p>　　當計算載荷取到作用到三軸六檔變速器第一軸時的最大扭矩時，一檔直齒輪的彎曲應力在400～850 MPa</p><p>　　（2）斜齒輪彎曲應力</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　式中為重合度影響系數，取2.0，=1.50</p><p>　　二檔齒輪圓周力：

72、 </p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　　齒輪8的當量齒數</b></p><p><b>　　（21）</b></p><p>　　同理得：279.36MPa</p><p>　　依據計算二檔齒輪的方法可以得到其它檔

73、位的彎曲應力，其計算結果如下：</p><p><b>　　三檔：</b></p><p><b>　　四檔：</b></p><p><b>　　五檔：</b></p><p>　　當計算載荷取作用到第一軸的最大扭矩時，對常嚙合齒輪和高檔齒輪，許用應力在180MPa～350M

74、Pa,以上校核在其范圍內，強度要求符合[12]。</p><p><b>　　2. 輪齒接觸應力</b></p><p><b>　　（22）</b></p><p>　?。?）直齒圓柱齒輪：m=2.5mm</p><p><b>　?。?3）</b></p>&

75、lt;p><b>　?。?4）</b></p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　滲碳齒輪的許用應力在1900-2000或650-700 之間，應力符合</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　（2）斜齒圓柱齒輪：m=2.

76、5mm</p><p><b>　　（27）</b></p><p><b>　?。?8）</b></p><p><b>　　（29）</b></p><p><b>　?。?0）</b></p><p><b>　　同

77、理得：</b></p><p>　　滲碳齒輪的許用應力在1300～1400 之間，強度符合要求[13]。</p><p>　　（3）三軸六檔變速器齒輪的材料及熱處理</p><p>　　現代貨車三軸六檔變速器齒輪大都采用滲碳合金鋼制造，使輪齒表面的高硬度與輪齒心部的高韌性相結合，以大大提高其接觸強度、彎曲強度及耐磨性。在選擇齒輪的材料及熱處理時也應考慮到

78、其機械加工性能及制造成本。畢業(yè)設計論文代做平臺 《580畢業(yè)設計網》 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649974</p><p>　　國產貨車三軸六檔變速器齒輪常用材料是20CrMnTi(過去的鋼號18 CrMnTi)，也采用20Mn2TiB,20MnVB,20MnVoB的，這些低碳合金鋼都需隨后的滲碳、淬火處理，以提高表面硬度，細化材料晶粒。為

79、了消除內應力，還要進行回火[14]。</p><p>　　三軸六檔變速器齒輪輪齒表面滲碳層深度的推薦范圍如下：</p><p>　　滲碳層深度 0.8~1.2 mm</p><p>　　3.5<mn <5 滲碳層深度 0.9~1.3 mm</p><p>　　滲碳層深度 1.0~1.6 mm</p>

80、;<p>　　6 三軸六檔變速器的軸與軸承</p><p>　　6.1 三軸六檔變速器軸的結構尺寸</p><p>　　三軸六檔變速器軸在工作中承受著轉矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會引起彎曲變形，破壞齒輪的正確嚙合，產生過大的噪聲，降低齒輪的強度、耐磨性及壽命。</p><p>　　軸的徑向及軸向尺寸對其剛度影響

81、很大，且軸長與軸徑應協(xié)調。三軸六檔變速器軸的最大直徑d與支承間的距離可按下列關系式初選：</p><p><b>　　對第一軸及中間軸：</b></p><p>　　對第二軸： </p><p>　　三三軸六檔變速器的第二軸與中間軸的最大直徑d可根據中心距A（mm）按下式初選：</p><p><b&

82、gt;　　mm</b></p><p>　　第一軸花鍵部分直徑可根據發(fā)動機最大轉矩按下式初選：</p><p>　　初選的軸徑還需根據三軸六檔變速器的結構布置和軸承與花鍵、彈性文件圈等標準以及軸的剛度與強度驗算結果進行修正[15]。</p><p><b>　　6.2軸的校核</b></p><p>　　在進

83、行軸的剛度和強度驗算時，欲求三三軸六檔變速器第一軸的支承反力，必須先求出第二軸的支承反力如圖（6.1）。</p><p>　　計算用的齒輪嚙合的圓周力Ft、徑向力Fr及軸向力Fa可按下式求出：齒輪1、2</p><p><b>　?。?1）</b></p><p><b>　　圖5</b></p><p

84、><b>　　如圖5</b></p><p><b>　?。?2）</b></p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　?。?4）</b></p><p><b>　　（35）</b></p&g

85、t;<p><b>　　,強度符合。</b></p><p>　　三軸六檔變速器軸的剛度用軸的撓度和轉角來評價，軸的剛度比其強度更重要。對齒輪影響工作最大的是軸在垂直面內產生的撓度和軸在水平面內的轉角，前者使齒輪中心距發(fā)生變化，并破壞了齒輪的正確嚙合。</p><p>　　分別計算出軸在水平面內和垂直面內的撓度后，用下列公式計算總撓度。</p>

86、;<p>　　三軸六檔變速器軸的剛度最小。按發(fā)動機最大轉矩計算時，第二軸齒輪處軸截面的總撓度不得大于0.13 mm。對于低檔齒輪處軸截面的總撓度，由于低檔工作時間較短，又接近軸的支承點，因此允許不得大于0.15 mm。齒輪所在的平面轉角不應超過；兩軸的分離不得超過0.2 mm。畢業(yè)設計論文代做平臺 《580畢業(yè)設計網》 是專業(yè)代做團隊 也有大量畢業(yè)設計成品提供參考 www.bysj580.com QQ3449649

87、974</p><p>　　斜齒輪對軸和支承的變形較直齒輪敏感。三軸六檔變速器剛度試驗證明，中心距的變化及齒輪的傾斜，不僅取決于軸的變形，而且取決于支承和殼體的變形。</p><p>　　計算中間軸時，通常只計算與第二軸上齒輪相嚙合的齒輪處的軸截面的撓度。常嚙合齒輪副處的撓度不必計算，因為距離支承點較近，負荷較小，撓度值不大。</p><p><b>　　

88、6.3 軸承的校核</b></p><p>　　，， ，根據對機器的使用經驗推薦的預期計算壽命值，可供參考使用查得。</p><p>　　根據角接觸球軸承的最大e值，</p><p><b>　　得出載荷系數，</b></p><p>　　初步計算當量動載荷P：</p><p><

89、;b>　　（36）</b></p><p>　　求出軸承應有的基本額定動載荷值</p><p><b>　?。?7）</b></p><p>　　按照軸承樣本和設計數據（GB/T292-1994）</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷</p><p>　　在深溝球軸承表中介

90、于0.06~0.13之間，Y值為1.6~1.4之間。</p><p><b>　　用線性插值法求得：</b></p><p>　　按照軸承樣本和設計數據（GB/T292-1994）</p><p>　　此軸承的基本額定靜載荷，6007軸承系列</p><p><b>　?。?8）</b></p

91、><p><b>　　壽命符合要求。</b></p><p>　　7 三軸六檔變速器同步器的設計</p><p>　　同步器使三軸六檔變速器換檔輕便、迅速，無沖擊，無噪聲，且可延長齒輪壽命，提高貨車的加速性能并節(jié)油，故轎車三軸六檔變速器除倒檔、貨車1檔，倒檔外，其它檔位多裝用。要求其轉矩容量較大，性能穩(wěn)定、耐用。</p><p&

92、gt;　　7.1同步器的結構類型</p><p>　　慣性同步器能確保同步嚙合換檔，性能穩(wěn)定、可靠，因此在現代貨車三軸六檔變速器中得到了最廣泛的應用。它又分為慣性鎖止器和慣性增力式。用得最廣的是鎖環(huán)式、鎖銷式等慣性鎖止式同步器，它們雖結構有別，但工作原理無異，都有摩擦原件、鎖止原件和彈性原件。掛檔時，在軸向力作用下摩擦原件相靠，在慣性轉矩作用下產生摩擦力矩，使被結合的兩部分逐漸同步；鎖止原件用于阻止同步前強行掛檔

93、；彈性原件使嚙合套等在空檔時保持中間位置，又不妨礙整個結合和分離過程。</p><p>　　本設計采用鎖環(huán)式同步器又稱鎖止式、齒環(huán)式或滑塊式，其工作可靠、耐用，因摩擦半面受限，轉矩容量不大，適于輕型以下貨車。</p><p>　　7.2鎖環(huán)式同步器的工作原理</p><p>　　在分析與計算中考慮到常溫條件下潤滑油阻力對齒輪轉速的影響可以忽略不計，并假設在同步過程中

94、車速保持不變，這一假設在道路阻力系數ψ≤0.l5同步器時間t≤1 s時是符合實際的。由于三軸六檔變速器輸出端的轉速在換檔瞬時保持不變，而輸入端靠摩擦作用達到與輸出端同步。如圖7.1（a）、（b）同步器的計算模型</p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　圖6 同

95、步器計算模型</p><p>　　現建立輸入端慣性質量的運動方程：</p><p><b>　?。?9）</b></p><p>　　將上式積分得 </p><p>　　由上式可得同步時間：</p><p><b>　?。?0）

96、</b></p><p>　　將上式中的以摩擦面所受的軸向力代替，則有</p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　同步器摩擦錐面的滑磨功為</p><p><b>　　（42）</b></p><p>　　將其代入上式，并將其中的值用式代入

97、，得</p><p><b>　　（43）</b></p><p>　　同步器的滑磨功與其摩擦面積之比</p><p><b>　?。?4）</b></p><p>　　稱為同步器的比滑磨功。對高檔同步器q值應不大于;而對低檔同步器則應不大于。為了阻止同步前掛檔，則要求摩擦力矩大于脫鎖力矩,若忽略鎖

98、止面的摩擦系數，以鎖環(huán)式同步器為列，如圖（b）所示：</p><p><b>　?。?5）</b></p><p>　　根據，則可建立同步器的鎖止條件：</p><p><b>　?。?6）</b></p><p>　　7.3慣性鎖止式同步器的主要結構參數</p><p>　

99、?。?）摩擦錐面的半錐角α和摩擦系數f</p><p>　　α愈小則摩擦力矩Tf愈大，故為增大同步器容量值應取小一些，但為了避免摩擦面的自鎖應使α大于摩擦角β，后者與摩擦系數有關，即tanρ=f。推薦，α的上限允許到12°。當α=6°取時摩擦力矩較大，但當錐面粗糙度、潤滑油種類及溫度等因素的不同而異。一般，在油中工作的青銅-鋼同步器摩擦副，可按f=0.1計算。通常，在內錐面上制有破壞油膜的細牙

100、螺紋槽，以提高摩擦系數f的值。螺紋槽的齒頂寬要窄一些以利刮油，可取0.1 mm左右或更小些，齒頂越尖則接觸面上的壓強和磨損就越大。螺距可取0.6~0.75 mm,螺紋角一般取50°～ 60°。再者，齒頂所在的錐表面的加工精度及粗糙度要求高，不允許有切削刀痕，最后進行研磨。軸向泄油槽一般為6個，槽寬約3 mm，槽深要剛好達到螺紋槽深。</p><p>　　（2）摩擦錐面的平均半徑R和同步錐環(huán)的徑

101、向厚度W</p><p>　　R和W都受到三軸六檔變速器齒輪中心距及有關零部件的尺寸和布置上的限制。當結構布置允許時，R和W應盡量取大些。</p><p>　　（3）摩擦錐面的工作面寬b</p><p>　　同步錐環(huán)的工作面寬b，受到三軸六檔變速器總長的尺寸限制，也要為散熱和耐磨損提供足夠大的摩擦面積。可根據摩擦表面的許用壓力[P]來確定：</p>&

102、lt;p>　　， （47）</p><p>　　對于鎖環(huán)式同步器 </p><p><b>　?。?8）</b></p><p><b>　　得 </b></p><p><b>　?。?）鎖止角<

103、;/b></p><p>　　由公式(6-9)得出，通常在范圍內。</p><p><b>　　，得出</b></p><p>　　（5）同步時間tF與軸向推力Fa</p><p>　　tF和Fa是一對相互影響的可變參數。應按以最短時間達到同步狀態(tài)來考慮軸向力Fa大小。而為使換檔輕便Fa值又不能過大，一般在100~

104、350 N范圍內，轎車或輕型客、貨車取下限，重型車取上限。</p><p><b>　　轎車傳動比</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　得出</b></p>&

105、lt;p>　　轎車三軸六檔變速器高檔時0.15~0.30 s,掛低檔時0.5~0.8 s。</p><p>　?。?）同步器摩擦副的材料</p><p>　　同步錐環(huán)多用銅基合金制造，轎車同步錐環(huán)較薄，亦用鍛、精鍛或冷擠壓工藝加工；貨車的同步錐環(huán)較厚，亦可采用壓鑄工藝。選用材料時既要考慮其摩擦系數又要考慮其耐磨性以及強度、加工性能等。鋁青銅多用于壓鑄的同步錐環(huán)，亦可鑄造，其強度高、耐

106、磨性好、摩擦系數較大而錐面自鎖傾向較小。錳青銅（含錳≤3%）鍛造的同步錐環(huán)較多，其強度高、加工性好。硅錳青銅的性能與錳青銅類似，這種合金結構中的硅化錳使之具有極好的耐磨性。鍛造同步錐環(huán)也常采用鉛黃銅、黃銅的耐磨性常常優(yōu)于青銅。近年來出現了高強度、高耐磨性的鋼-鉬配合的摩擦副，即在鋼或球墨鑄鐵同步錐環(huán)的錐面上噴鍍厚約0.6~0.8 mm的鉬，其摩擦系數亦在鋼-銅合金摩擦副的摩擦系數范圍內，特別使用于大型貨車的同步器。與同步錐環(huán)組成摩擦副的

107、錐表面多與被同步的傳動齒輪及其結合齒做成一體，由低碳合金鋼制造，滲碳淬火后表面硬度約為HRC60.其表面應光潔，粗糙度要求達到。</p><p><b>　　8 結論</b></p><p>　　三軸六檔變速器是完成傳動系任務的重要部件。也是決定整車性能的主要部件之一。三軸六檔變速器的結構對貨車的動力性、燃料經濟性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動平穩(wěn)性與效率等都有直接

108、的影響。</p><p>　　本設計依據V6柴油發(fā)動機輸出轉矩、轉速及最高車速、最大爬坡度相關參數匹配，設計機械三軸六檔變速器。特點是其結構簡單、緊湊且最抵檔外其它各檔的傳動效率高、噪聲低，兩三軸六檔變速器結構發(fā)展趨勢是增多常嚙合齒輪副的數目。本設計除抵檔外采用常嚙合式，且采用斜齒輪，因為斜齒比直齒有更長的壽命、更低的噪聲。著重對三軸六檔變速器齒輪的結構參數、軸的結構尺寸等進行設計計算，同時對各結構件進行分析設計

109、、改進，合理布置各部分總成，以達到良好的性能。一檔和高檔匹配最高車速，承載發(fā)動機轉矩，整個三軸六檔變速器結構尺寸滿足V6柴油發(fā)動機的結構要求。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 陳家瑞. 《貨車構造》[M} 北京 機械工業(yè)出版社 2002</p><p>　　[2] 王望予. 《貨車設計》[M]

110、北京 機械工業(yè)出版社 2004</p><p>　　[3] 余志生. 《貨車理論》[M] 3版 北京 機械工業(yè)出版社 2000</p><p>　　[4] 關文達. 《貨車構造》[M] 北京 機械工業(yè)出版社 2004</p><p>　　[5] 董炳武. 貨車三軸六檔變速器的優(yōu)化設計[J] 福州大學學報[J ] 1997年10月第25卷 第

111、5期</p><p>　　[6]江蘇 昆山. 貨車三軸六檔變速器的性能與軸承類型[A] 軸承[A] 2007年1期</p><p>　　[7]王宏雁,陳君毅. 《貨車車身設計基礎》[M] 北京 北京大學出版社 2009</p><p>　　[8]王豐元,馬明星. 《貨車設計課程設計指導書》[M] 北京 中國電力出版社 2009</p>

112、<p>　　[9]王振軍. 《貨車典型結構圖冊》[M] 北京 人民交通出版社 2008</p><p>　　[10]馮櫻,劉加華,張勝蘭. 貨車三軸六檔變速器自頂向下設計方法研究[J] 北京貨車[J] 2007年第5期</p><p>　　[11]蔡炳炎,徐勇,林寧. 機械式貨車三軸六檔變速器的速比配置分析[J] 機械研究與應用[J]2005年4月第18卷 第

113、2期</p><p>　　[12]陳一永,張家璽. 貨車三軸六檔變速器齒輪副磨損分析及改善措施[J] 潤滑與密封[J] 2006年8月第8期</p><p>　　[13] LiWei，Application of Lost Foam Casting to Art Casting，TechnicalQuality Center of Machinery Plant，2006。</

114、p><p>　　[14]Unigraphics Solutions Ins UG, 2002。 </p><p>　　[15]Wang Shuqing，Design ofDieCastingDie for EA111Oil Tank Ge Chundong，Automobile，1994。</p><p><b>　　致謝</b></p>

115、;<p>　　本次畢業(yè)論文已經順利完成了，在論文寫作的整個過程中，有很多人幫助過我，在這里我要感謝他們。首先我要感謝的是我的指導老師。在為期幾個月的畢業(yè)論文過程中，他一直認真的幫助我，幫我分析課題，解決困難。在這段期間，我曾經有過成功的喜悅，也曾經有過失敗的挫折。無論當我遇到什么困難，他總是給我鼓勵，給我支持，鼓勵我堅持下去，鼓勵我戰(zhàn)勝困難；當我有所成績時，他總是給我繼續(xù)做下去的勇氣和信心。他的幫助和知道給了我極大的鼓舞；

116、他的悉心教導給一個即將進入社會的大學生帶來了太多的勇氣和信心。在此，我致以最誠摯的謝意。</p><p>　　在這次畢業(yè)論文時期，我還要感謝院、系各級領導對我們的關心和支持。沒有您們的默默關懷和支持我們也將難以取得預期的效果。在此，我衷心的表示謝謝。</p><p>　　互相學習是學習的最佳方式和捷徑，在此次畢業(yè)論文我深有體會。有一些同學從剛開始到現在一直都給我很大的幫助，在這里我想對他們