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（毕业设计图纸全套）捷达轿车GIF两轴式变速器设计（含说明书）

捷达轿车两轴式变速器设计摘要钢作毛坯。软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可硬齿面齿轮硬度常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢或中碳合金钢切齿后表面淬火，以获得齿面齿芯韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮。由于对齿轮直参与传动，磨损较大，齿轮所受冲击载荷作用也大，抗弯强度要求比较高。应选用硬齿面齿轮组合，所有齿轮均选用渗碳后表面淬火处理，硬度为。变速器齿轮弯曲强度校核齿轮弯曲强度校核斜齿轮.式中圆周力，计算载荷•节圆直径为法向模数斜齿轮螺旋角应力集中系数，.齿面宽法向齿距，齿形系数，可按当量齿数在齿形系数图.中查得重合度影响系数，.。图.齿形系数图将上述有关参数据代入公式.，整理得到.档齿轮校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得二档齿轮校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得三档齿轮校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得四档齿轮的校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得•五档齿轮的校核主动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得从动齿轮已知•，查齿形系数图.得.，把以上数据代入.式，得对于轿车当计算载荷取变速器输入轴最大转距时，其许用应力不超过，以上各档均合适。轮齿接触应力校核.式中轮齿接触应力齿面上的法向力，圆周力，计算载荷•为节圆直径节点处压力角，为齿轮螺旋角齿轮材料的弹性模量齿轮接触的实际宽度，主从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮，斜齿轮，主从动齿轮节圆半径。表.变速器齿轮许用接触应力齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮档和倒档常啮合齿轮和高档齿轮将作用在变速器第轴上的载荷作为作用载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表.档齿轮接触应力校核已知•由于作用在两齿轮上的力为作用力与反作用力，故只计算个齿轮的接触应力即可，将作用在变速器第轴上的载荷作为计算载荷，将以上数据代入.可得二档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得三档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得四档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入.可得五档齿轮接触应力校核已知•同档，将以上数据代入可得以上各档变速器齿轮的接触应力均小于齿轮的许用接触应力，所以各档均合格。倒档齿轮的校核齿面接触疲劳许用应力的计算.式中齿轮的接触疲劳极限应力寿命系数润滑油膜影响系数工作硬化系数尺寸系数最小安全系数。查机械设计手册得到将这些数据代入.式，得齿根弯曲疲劳许用应力计算.式中齿根弯曲疲劳极限应力寿命系数相对齿根圆角敏感系数尺寸系数表面系数最小安全系数。查机械设计手册得到将这些数据代入.式，得接触疲劳强度校核.式中节点区域系数弹性系数重合度系数齿轮上的圆周力表示齿宽齿轮直径表示传动比使用系数。查机械设计手册得到.已知将以上数据代入.式，得。齿根弯曲疲劳强度校核.式中齿形修正系数重合度系数。查机械设计手册得到将以上数据代入.式得所以倒档齿轮接触疲劳强度和弯曲疲劳强度均合格。.轴的结构和尺寸设计变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩。要求变速器的轴应有足够的刚度和强度。因为刚度捷达轿车两轴式变速器设计摘要档齿轮，缩短了中间轴的长度。但换档时有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难图.方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理图.方案对.的缺点做了修改图.所示方案是将倒档齿轮做成体，将其齿宽加长图.所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换档换更为轻便。综合考虑以上因素，为了换档轻便，减小噪声，倒档传动采用图.所示方案。图.倒档布置方案零部件结构方案分析齿轮形式变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。直齿圆柱齿轮主要用于档倒档齿轮，与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长运转平稳工作噪声低等优点，所以本设计全部选用斜齿轮。变速器齿轮可以与轴设计为体或与轴分开，然后用花键过盈配合或者滑动支承等方式之与轴连接。齿轮尺寸小又与轴分开，其内径直径到齿根圆处的厚度图.影响齿轮强度。要求尺寸应该大于或等于轮齿危险断面处的厚度。为了使齿轮装在轴上以后，保持足够大的稳定性，齿轮轮毂部分的宽度尺寸，在结构允许条件下应尽可能取大些，至少满足尺寸要求.式中花键内径。为了减小质量，轮辐处厚度应在满足强度条件下设计得薄些。图.中的尺寸可取为花键内径的倍。图.变速器齿轮尺寸控制图齿轮表面粗糙度数值降低，则噪声减少，齿面磨损速度减慢，提高了齿轮寿命。变速器齿轮齿面的表面粗糙度应在范围内选用。要求齿轮制造精度不低于级。变速器轴变速器轴多数情况下经轴承安装在壳体的轴承孔内。当变速器中心距小，在壳体的同端面布置两个滚动轴承有困难时，输出轴可以直接压入壳体孔中，并固定不动。用移动齿轮方式实现换档的齿轮与轴之间，应选用矩形花键连接，以保证良好的定心和滑动灵活，而且定心外径及矩形花键齿侧的磨削比渐开线花键要容易。两轴式变速器输入轴和中间轴式变速器中间轴上的高档齿轮，通过轴与齿轮内孔之间的过盈配合和键固定在轴上。两轴式变速器的输出轴和中间轴式变速器的第二轴上的常啮合齿轮副的齿轮与轴之间，常设置有滚针轴承滑动轴承，少数情况下齿轮直接装在轴上。此时，轴的表面粗糙度不应低与，硬度不低于。因渐开线花键定位性能良好，承载能力大且渐开线花键的齿短，小径相对增大能提高轴的刚度，所以轴与同步器上的轴套常用渐开线花键连接。倒档轴为压入壳体孔中并固定不动的光轴，并由螺栓固定。由上述可知，变速器的轴上装有轴承齿轮齿套等零件，有的轴上又有矩形或渐开线花键，所以设计时不仅要考虑装配上的可能，而且应当可以顺利拆装轴上各零件。此外，还要注意工艺上的有关问题。变速器轴承的选择变速器轴承常采用圆柱滚子轴承球轴承滚针轴承圆锥滚子轴承滑动轴套等。滚针轴承滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小宽度较大因而容量大可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧装配麻烦磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。由于本设计的变速器为两轴变速器，具有较大的轴向力，所以设计中变速器输入轴输出轴的前后轴承按直径系列均选用圆锥滚子轴承。.变速器操纵机构布置方案概述根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用操纵机构完成选档和实现换档或退到空档。变速器操纵机构应当满足如下主要要求换档时只能挂入个档位，换档后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱档或自动挂档，防止误挂倒档，换档轻便。变速器操纵机构通常装在顶盖或侧盖内，也有少数是分开的。变速器操纵机构操纵第二轴上的滑动齿轮啮合套或同步器得到所需不同档位。用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆拨块拨叉变速叉轴及互锁自锁和倒档装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手力完成选档换档或推到空档工作，称为手动换档变速器。直接操纵式手动换档变速器当变速器布置在驾驶员座椅附近时，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换档功能的手动换档变速器，称为直接操纵变速器。这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各档同用组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各档换档行程相等。远距离操纵手动换档变速器平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制，变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换档手力经过这些转换机构才能完成换档功能。这种手动换档变速器，称为远距离操纵手动换档变速器。电动自动换档变速器世纪年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换档，并取消了变速杆和离合器踏板。驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换档，这种变速器成为电动自动换档变速器。由于所设计的变速器为两轴变速器，采用发动机前置前轮驱动，变速器离驾驶员座椅较近，所以采用直接操纵式手动换档变速器。典型的操纵机构及其锁定装置图.为典型的操纵机构图定位装置的作用是将被啮合件保持在定位置上，并防止自动啮合和分离，般采用弹簧和钢球式机构。换档机构变速器换档机构有直齿滑动齿轮啮合套和同步器换档三种形式。采用轴向滑动直齿齿轮换档，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴随着噪声。因此，除档倒档外已很少使用。常啮合齿轮可用移动啮合套换档。因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换档冲击。目前这种换档方法只在些要求不高的档位及重型货车变速器上应用。使用同步器能保证换档迅速无冲击无噪声，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性燃油经济性和行驶安全性。同上述两种换档方法比较，虽然它有结构复杂制造精度要求高轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。利用同步器或啮合套换档，其换档行程要比滑动齿轮换档行程小。通过比较，考虑汽车的操纵性能，本设计全部档位均选用同步器换档。防脱档设计互锁装置是保证移动变速叉轴时，其它变速叉轴互被锁住，该机构的作用是防止同时挂入两档，而使挂档出现重大故障。常见的互锁机构有互锁销式图.是汽车上用得最广泛的种机构，互锁销和顶销装在变速叉轴之间，用销子的长度和凹槽来保证互锁。图.，为空档位置，此时任叉轴可自由移动。图.，为叉轴在工作位置，而其它叉轴被锁住。图.互锁销式互锁机构摆动锁块式图.为摆动锁块式互锁机构工作示意图，锁块用同心轴螺钉安