（毕业设计全套）四轮驱动汽车变速器设计（打包下载）

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滑块轴向移动后的外半径即锁环缺口外半径接合齿分度圆半径。滑块端隙，滑块端隙系指滑块端面与锁环缺口端面之间的间隙，同时，啮合套端面与锁环端面之间的间隙为，要求。若，则换挡时，在摩擦锥面尚未接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿的锁止面已位于接触位置，即接近尺寸，此刻因锁环浮动，摩擦面处无摩擦力矩作用，致使啮合套可以通过同步环，而使同步器失去锁止作用。为保证，应使，通常取.左右。锁环端面与齿轮接合齿端面应留有间隙，并可称之为后备行程。预留后备行程的原因是锁环的摩擦锥面会因摩擦而磨损，并在下来的换挡时，锁环要向齿轮方向增加少量移动。随着磨损的增加，这种移动量也逐渐增多，导致间隙逐渐减少，直至为零此后，两摩擦锥面间会在这种状态下出现间隙和失去摩擦力矩。而此刻，若锁环上的摩擦锥面还未达到许用磨损的范围，同步器也会因失去摩擦力矩而不能实现锁环等零件与齿轮同步后换挡，故属于因设计不当而影响同步器寿命。般应去。在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在。.主要参数的确定摩擦因数汽车在行驶过程中换档，特别是在高档区换档次数较多，意味着同步器工作频繁。同步器是在同步环与连接齿轮之间存在角速度差的条件下工作，要求同步环有足够的使用寿命，应当选用耐磨性能良好的材料。为了获得较大的摩擦力矩，又要求用摩擦因数大而且性能稳定的材料制作同步环。另方面，同步器在油中工作，使摩擦因数减小，这就为设计工作带来困难。摩擦因数除与选用的材料有关外，还与工作面的表面粗糙度润滑油种类和温度等因数有关。作为与同步环锥面接触的齿轮上的锥面部分与齿轮做成体，用低碳合金钢制成。对锥面的表面粗糙度要求较高，用来保证在使用过程中摩擦因数变化小。若锥面的表面粗糙度值大，则在使用初期容易损害同步环锥面。同步环常选用能保证具有足够高的强度和硬度耐磨性能良好的黄铜合金制造，如锰黄铜铝黄铜和锡黄铜等。早期用青铜合金制造的同步环，因使用寿命短已遭淘汰。由黄铜合金与钢材构成的摩擦副，在油中工作的摩擦因数取为.。摩擦因数对换挡齿轮和轴的角速度能迅速达到相同有重要作用。摩擦因数大，则换挡省力或缩短同步时间摩擦因数小则反之，甚至失去同步作用。为此，在同步环锥面处制有破坏油膜的细牙螺纹槽及与螺纹槽垂直的泄油槽，用来保证摩擦面之间有足够的摩擦因数。同步环主要尺寸的确定同步环锥面上的螺纹槽如果螺纹槽螺线的顶部设计得窄些，则刮去存在于摩擦锥面之间的油膜效果好。但顶部宽度过窄会影响接触面压强，使磨损加快。实验还证明螺纹的齿顶宽对的影响很大，随齿顶的磨损而降低，换挡费力，故齿顶宽不易过大。螺纹槽设计得大些，可使被刮下来的油存在于螺纹之间的间隙中，但螺距增大又会使接触面减少，增加磨损速度。通常轴向泄油槽为个，槽宽。锥面半锥角摩擦锥面半锥角越小，摩擦力矩越大。但过小则摩擦锥面将产生自锁现象，避免自锁的条件是。般取。时，摩擦力矩较大，但在锥面的表面粗糙度控制不严时，则有粘着和咬住的倾向在时就很少出现咬住现象。摩擦锥面平均半径设计得越大，则摩擦力矩越大。往往受结构限制，包括变速器中心距及相关零件的尺寸和布置的限制，以及取大以后还会影响同步器径向厚度尺寸要取小的约束，故不能取大。原则上是在可能的条件下，尽可能将取大些。锥面工作长度缩短锥面长度，可使变速器的轴向长度缩短，但同时也减小了锥面的工作面积，增加了单位压力并使磨损加速。设计时可根据下式计算确定.式中摩擦面的许用压力，对黄铜与钢的摩擦副，摩擦力矩摩擦因数摩擦锥面的平均半径。上式中面积是假定在没有螺纹槽的条件下进行计算的。同步环径向厚度与摩擦锥面平均半径样，同步环的径向厚度受结构布置上的限制，包括变速器中心距及相关零件特别是锥面平均半径和布置上的限制，不易取得很厚，但必须保证同步环有足够的强度。乘用车同步环厚度比货车小些，应选用锻件或精密锻造工艺加工制成，这能提高材料的屈服强度和疲劳寿命。锻造时选用锰黄铜等材料。有的变速器用高强度高耐磨性的钢与钼配合的摩擦副，即在钢质或球墨铸铁同步环的锥面上喷镀层钼厚约，使其摩擦因数在钢与铜合金的摩擦副范围内，而耐磨性和强度有显著提高。也有的同步环是在铜环基体的锥孔表面喷上厚的钼制成。喷钼环的寿命是铜环的倍。以钢质为基体的同步环不仅可以节约铜，还可以提高同步环的强度。锁止角锁止角选取得正确，可以保证只有在换挡的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换挡。影响锁止角选取的因素，主要有摩擦因数摩擦锥面平均半径锁止面平均半径和锥面半锥角。已有结构的锁止角在。同步时间同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间越短越好。除去同步器的结构尺寸转动惯量对同步时间有影响。轴向力大则同步时间减少。而轴向力与作用在变速杆手柄上的力有关，不同车型要求作用到手柄上的力也不相同。为此，同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取对乘用车变速器，高档取，低档取对货车变速器，高档取，低档取。转动惯量的计算换挡过程中依据同步器改变转速的零件，统称为输入端零件，它包括第轴及离合器的从动盘中间轴及其上的齿轮与中间轴上齿轮向啮合的第二轴上的常啮合齿轮。其转动惯量的计算是首先求得各零件的转动惯量，然后按不同挡位转换到被同步的零件上。对已有的零件，其转动惯量值通常用扭摆法测出若零件未制成，可将这些零件分解为标准的几何体，并按数学公式合成求出转动惯量值。.本章小结本章介绍了同步器的几种类型，结合图示重点说明了惯性式同步器中的锁环式同步器的结构及工作原理和其主要尺寸的要求。最后阐述了同步器主要参数的设计要求，包括摩擦因数的确定，同步环主要尺寸如同步环锥面上的螺纹槽锥面半锥角平均半径工作长度，同步环径向厚度的确定，锁止角同步时间的确定以及转动惯量的计算。第章变速器操纵机构的选择和箱体设计原则.变速器操纵机构的选择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。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挡装置等主要零件组成，并依靠驾驶员手力完成选挡换挡或推到空挡工作，称为手动换挡变速器。变速器操纵机构可分为直接操纵手动换档变速器，远距离操纵手动换档变速器和电控自动换档变速器。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为简单，以得到广泛应用。本设计采用直接操纵手动换挡变速器。.变速器箱体设计原则变速器壳体的尺寸要尽可能小，同时质量也要小，并具有足够的刚度，用来保证轴和轴承工作时不会歪斜。变速器横向断面尺寸应保证能布置下齿轮，而且设计时还应当注意到壳体侧面的内壁与转动齿轮齿顶之间留有的间隙，否则由于增加了润滑油的液压阻力，会导致产生噪声和使变速器过热。齿轮齿顶到变速器底部之间要留有不小于的间隙。为了加强变速器壳体的刚度，在壳体上应设计有加强肋。加强肋的方向与轴支承处的作用力方向有关。变速器壳壁不应该有不利于吸收齿轮振动和噪声的大平面。采用压铸铝合金壳体时，可以设计些三角形的交叉肋条，用来增加壳体刚度和降低总成噪声。为了放油，在变速器壳体上设计有放油孔。放油孔应设计在壳体的最低处。放油镙塞采用永久磁性镙塞，可以吸住存留于润滑油内的金属颗粒。为了使从第轴或第二轴后支承的轴承间隙处流出的润滑油再流回变速器壳体内，常在变速器壳体前或后端面的两轴承孔之间开设回油孔。为了减小质量，变速器壳体采用压铸铝合金铸造时，壁后取.。采用铸铁壳体时，壁厚取。增加变速器壳体壁厚，虽然能提高壳体的刚度和强度，但会使质量加大，并使消耗的材料增加，提高了成本。.本章小结本章介绍了变速器操纵机构的几种类型，即直接操纵手动换挡变速器远距离操纵手动换挡变速器电控自动换挡变速器，介绍了直接操纵手动变速器的内外操纵机构。最后，简单介绍了变速器箱体的设计要求，为箱体的制图提供了些规范。第章变速器齿轮和轴的建模.齿轮建模本设计以直齿轮为例，介绍运用软件对直齿变位齿轮进行建模的方法。新建文件创建个名为“”，模板为的新零件。创建齿轮轴线单击“基准轴”按钮，弹出基准轴对话框，选择面和面作为参照，生成基准轴。创建齿顶圆柱单击“草绘”按钮，选择基准面作为草绘平面，绘制个圆。选择创建的圆，鼠标右键单击该圆，选择编辑，选择该圆的直径，点击鼠标右键，选择属性，弹出尺寸属性对话框，选择文本尺寸选项，并将该圆直径对应的尺寸名称更改为。单击“拉伸”按钮，将其拉伸成个圆柱。创建坐标系单击“基准平面”按钮，打开基准平面对话框，选择基准轴和基准平面作为参照，生成基准平面。单击“基准平面”按钮，打开基准平面对话框，选择基准轴和基准平面作为参照，生成基准平面，使与垂直。单击“基准坐标系”按钮，打开坐标系对话框，依次选取和圆柱的个端面建立基准坐标系，坐标系中轴的方向应垂直于圆柱的平面。添加关系式，进行尺寸约束单击工具参数，输入齿轮的参数单击工具关系命令，打开关系控制面板，添加如下的关系单击“生成”按钮，再生模型。创建渐开线单击“曲线”按钮，弹出曲线选项菜单管理器选择从方程完成命令，弹出曲线从方程对话框和得到坐标系菜单管理器。选取新建坐标系坐标类型选取柱坐标，输入渐开线方程如下，创建渐开线齿廓曲线选取渐开线曲线，单击“镜像”按钮，选取为镜像平面，单击“完成”按钮，形成渐开线曲线的镜像。创建螺旋线，作为斜齿轮的扫描轨迹单击“草绘”按钮，选区上面的基准平面作为草绘平面。绘制个圆作为齿根圆，并添加关系式。单击“草绘”按钮，绘制齿廓线。退出草绘，选取齿廓线，单击“拉伸”按钮，选择“切除材料”按钮，拉伸长度为齿宽。单击工具关系命令，打开关系控制面板。添加关系，拜师齿槽的拉伸长度等于齿宽。单击“生成”按钮，再生模型。复制齿单击编辑特征操作命令，弹出特征菜单管理器。选取复制移动从属完成。弹出选取特征菜单管理器，选取上面绘制好的个直齿形，单击完成。单击旋转曲线边轴正向，选取上面绘制好的基准轴，输入旋转角度，单击完成移动。弹出组元素对话框和组可变尺寸菜单管理器，单击完成。再单击组元素对话框的确定。返回到特征菜单管理器，单击完成。生成第二个齿形。阵列齿形选取做好的齿，单击“阵列”在特征操作面板中，选取两个齿夹角作为尺寸参照，做尺寸阵列，阵列个数为个。单击工具关系命令，打开关系控制面板，输入阵列齿形的约束关系。单击“生成”按钮，完成直齿齿形的阵列。由此完成了直齿圆柱变位齿轮模型的创建。.轴的建模输入轴般为齿轮轴，本设计以输入轴为例，介绍运用软件对齿轮轴进行建模的方法。输入轴上常啮合齿轮的创建打开个齿轮模型。单击工具参数命令，打开参数对话框，设定参数值，创建常啮合齿轮。单击“生成”按钮。齿圈创建齿圈的创建单击“草绘”按钮，选取齿轮的个平面进行草绘，绘制个圆。单击“拉伸”按钮，在操作面板中输入拉伸的长度，完成连接齿轮的轴部分的创建。单击“草绘”按钮，选取刚绘制出的平面为草绘面，绘制个同心圆。单击“基准坐标系”按钮，打开坐标系对话框，选择曲面和基准面，完成坐标系的创建。单击工具参数命令，添加两个参数。然后单击工具关系命令，打开关系对话框，输入关系式。创建并镜像渐开线齿廓曲线。单击“曲线”按钮，弹出曲线选项菜单管理器选择从从方程完成命令，弹出曲线从方程对话框和得到坐标系菜单管理器。选取新建坐标系，坐标类型选取笛卡尔，输入渐开线方程，创建渐开线齿廓曲线。完成啮合齿圈。阶梯轴的创建单击“草绘”按钮，选取基准面进行草绘，绘制旋转截面，单击“