代入得对点取距代入得水平面内的支反力如图.对点取距代入得对点取距代入得计算垂直面内的弯矩点的最大弯矩为•••点的最小弯矩为•计算水平面内的弯矩•计算合成弯矩••轴上各点弯矩如图.所示图.输出轴弯矩图将数据代入.式，得在低档工作时符合要求。.轴承选择与寿命计算轴承的使用寿命可按汽车以平均速度行驶至大修前的总行驶里程来计算，对于汽车轴承寿命的要求是轿车万公里，货车和大客车万公里。式中输入轴轴承的选择与寿命计算初选轴承型号根据机械设计手册选择型号轴承，。变速器档工作时，轴承的径向载荷.轴承内部轴向力查机械设计手册得.所以计算轴承当量动载荷查机械设计手册得到，查机械设计手册得到，查机械设计手册得到当量动载荷为支反力。表.变速器各档的相对工作时间或使用率车型档位数最高档传动比变速器档位ⅠⅡⅢⅣⅤ轿车普通级以下中级以上查表.可得到该档的使用率，所以所以轴承寿命满足要求。变速器四档工作时轴承的径向载荷.轴承内部轴向力查机械设计手册得.所以计算轴承当量动载荷查机械设计手册得到查机械设计手册得到当量动载荷支反力。查表.可得到该档的使用率，于是所以轴承寿命满足要求。输出轴轴承的选择与寿命计算初选轴承型号根据机械设计手册选择轴承型号为右轴承采用型号，左轴承采用型号，变速器档工作时档齿轮上力为，主减速器主动齿轮受力轴承的径向载荷，轴承内部轴向力查机械设计手册得右轴承.，左轴承.所以计算轴承当量动载荷查机械设计手册得到右轴承左轴承，查机械设计手册得到，查机械设计手册得到当量动载荷查表.可得到该档的使用率，于是所以轴承寿命满足要求。.本章小结本章主要对变速器的主要参数进行了选择，基本上完成了变速器主要尺寸的计算同时对变速器各档齿轮进行弯曲疲劳强度和接触疲劳强度校核对输入轴输出轴的基本尺寸进行了设计完成了轴的刚度和强度校核，以及完成了各轴轴承校核。第章变速器同步器及操纵机构的设计.同步器同步器是变速器换档机构的主要部件，能保证汽车稳定换档，防止齿轮的撞击损坏。同步器有常压式惯性式和增力式三种。现在得到最广泛的是惯性式同步器。同步器工作原理目前所有的同步器几乎都是摩擦同步器，它的工作原理是使工作表面产生摩擦力矩，以克服被啮合零件的惯性力矩，使之在最短的时间内达到同步状态。同步器有常压式惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单，但有不能保啮合件在同步状态下即角速度相等换档的缺点，现已不用。得到广泛应用的是惯性式同步器。惯性式同步器能做到换档时，在两换档元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换档，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式滑块式锁环式多片式和多锥式几种。虽然它们结构不同，但是它们都有摩擦元件锁止元件和弹性元件。本设计考虑到所设计的为轻型货车选用锁环式同步器作为设计对象。惯性式同步器惯性式同步器能做到换档时，在两换档元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换档，因而能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式滑块式锁环式多片式和多锥式几种。虽然它们结构不同，但是它们都有摩擦元件锁止元件和弹性元件。本设计选择锁环式同步器。锁环式同步器结构如图所示，锁环式同步器的结构特点是同步器的摩擦元件位于锁环或和齿轮或凸肩部分的锥形斜面上。作为锁止元件是在锁环或上的齿和做在啮合套上齿的端部，且端部均为斜面称为锁止面。弹性元件是位于啮合套座两侧的弹簧圈。弹簧圈将置于啮合套座花键上中部呈凸起状的滑块压向啮合套。在不换档的中间位置，滑块凸起部分嵌入啮合套中部的内环槽中，使同步器用来换档的零件保持在中立位置上。滑块两端伸入锁环缺口内，而缺口的饿尺寸要比滑块宽个接合齿。锁环同步锥环滑块弹簧圈啮合套座啮合套图.锁环式同步器锁环式同步器工作原理换档时，沿轴向作用在啮合套上的换档力，推啮合套并带动滑块和锁环移动，直至锁环面与被接合齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在速度差，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过个角度，并由滑块予以确定。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触图，使啮合套的移动受阻，同步器处于锁止状态，换档的第阶段工作至此已完成。换档力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐接近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成了换档过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，啮合套上的接合齿在换档力作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合图，完成同步换档。同步器锁止位置同步器换档位置锁环啮合套啮合套上的接合齿滑快图.锁环式同步器工作原理锁环式同步器有工作可靠零件耐用等优点，但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。锁环式同步器主要尺寸的确定接近尺寸同步器换档第阶段中间，在摩擦锥环侧面压在摩擦锥盘侧边的同时，且啮合套相对锁销作轴向移动前，滑动齿套接合齿与锥环接合齿倒角之间的轴向距离，称为接近尺寸。尺寸应大于零，取。本设计取为.。分度尺寸锁销中部倒角与销孔的倒角互相抵触时，滑动齿套接合齿与摩擦锥环接合齿中心线间的距离，称为分度尺寸。尺寸应等于接合齿齿距。尺寸和是保证同步器处于正确啮合锁止位置的重要尺寸，应予以控制。锁销端隙锁销端隙系指锁销端面与摩擦锥环端面之间的间隙，同时，滑动齿套端面与摩擦锥环端面之间的间隙为，要求。若，则换档时，在摩擦锥面尚未接触时，滑动齿套接合齿的锁止面已位于接触位置，即接近尺寸，此刻因摩擦锥环浮动，摩擦面处无摩擦力矩作用，致使同步器失去锁止作用。为保证，应使，通常取.左右。本设计取.，.。摩擦锥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摩擦锥环的摩擦锥面会因摩擦而磨损，在换档时，摩擦锥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，若摩擦锥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摩擦锥环等零件与齿轮同步后换档，故属于因设计不当而影响同步器寿命。般应取，本设计取为.。在空档位置，摩擦锥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.。摩擦因数对换档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，则换档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罗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，换档费力，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。市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。本设计中取。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。可参考经验公式选对锁环式同步器本设计.。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。货车同步环可用压铸加工。锻造时选用锰黄铜等材料，铸造时选用铝黄铜等材料。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，可以保证只有在换档的两个部分之间角速度差达到零值才能进行换档。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。转动惯量的计算换档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，然后按不同档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。.操纵机构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十只能挂入个档位，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。典型操纵换档机构直接操纵式手动换档变速器当变速器布置在驾