微型汽車變速箱反求設(shè)計(jì)說明書.doc

課程設(shè)計(jì)說明書 課 程 名 稱:機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課 程 代 碼:106004019 題 目:微型車變速箱反求設(shè)計(jì) 學(xué)院(直屬系):機(jī)械工程學(xué)院 年級(jí)/專業(yè)/班: 2012級(jí)機(jī)設(shè)三班 學(xué) 生 姓 名: 王波 學(xué) 號(hào): 312012080301312 指 導(dǎo) 教 師: 陳守強(qiáng) 開 題 時(shí) 間: 2015 年 11 月 30 日完 成 時(shí) 間: 2015 年 11 月 30 日 目 錄摘要引言第一章、任務(wù)分析5第二章、整車主要參數(shù)5第三章、微型汽車變速箱功能分析531 微型汽車變速器的功能532 微型汽車變速器的位置633發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞634 變速和保證變速的順利進(jìn)行的實(shí)現(xiàn)635 各個(gè)檔位的換檔636 功能結(jié)構(gòu)圖7第四章、微型汽車變速箱運(yùn)動(dòng)分析841 測量微型汽車車輪直徑842 最高車速為120KM時(shí)變速箱的傳動(dòng)比843 四檔的傳動(dòng)比的分配844 變速箱的最大和最小載狀態(tài)845 行駛速度分別為10、20、40、60km/h時(shí)應(yīng)該使用檔位的分析9第五章、微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)受力分析1051 受力最大的時(shí)候各軸的扭矩1052 各軸的最小直徑1053 各個(gè)檔位齒輪強(qiáng)度10第六章、變速箱的拆裝11第七章、微型汽車變速箱的外觀功能分析12第八章、微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)原理方案反求分析158.1 微型汽車變速箱整體結(jié)構(gòu)及布置方案158.2 微型汽車變速箱具體結(jié)構(gòu)及布置方案反求158.2.2 減速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)168.2.3鎖止裝置168.3 變速器操縱機(jī)構(gòu)裝配工藝流程反求分析 17第九章 .微型汽車變速箱關(guān)鍵零部件反求分析 209.1 零件公差反求209.2 零件材料、熱處理反求分析 219.3 變速器主要零部件的結(jié)構(gòu)、功能原理的反求分析 239.4 典型零件中間長軸的加工24結(jié)論26參考文獻(xiàn)27 摘要 本課程是通過對(duì)微型汽車變速器的分析，了解它的變速原理、各軸的布局、自鎖與互鎖原理、裝配工藝過程、潤滑方式、同步器的作用和工作原理以及組成、主要零件的熱處理要求、形位公差、表面粗糙度等。通過分析、利用反求的方法創(chuàng)造出新的微型汽車變速器，具體內(nèi)容有：其軸的布置，同步器的位置，差速器的位置;同步器的作用，組成，工作原理和變速器操縱機(jī)構(gòu)的組成及變位檔的自鎖和互鎖機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理和結(jié)構(gòu)；通過拆裝變速器了解并編寫操縱的裝配工藝過程，確定各零件的裝配方法；通過觀察變速箱的機(jī)構(gòu)形狀，分析其從提高剛度和剛性要求并滿足功能要求和工藝要求而設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)；對(duì)變速箱各軸的結(jié)構(gòu)形狀、結(jié)構(gòu)要素作用進(jìn)行分析，并對(duì)其結(jié)構(gòu)尺寸與軸的功能強(qiáng)度剛度裝配關(guān)系等進(jìn)行了反求；分析變速箱的主要零件材料及熱處理要求、形位公差及箱體和軸的技術(shù)要求等。反求設(shè)計(jì)是創(chuàng)新的重要方法，所以我們通過本課程的學(xué)習(xí)，可以了解和基本掌握這種技術(shù)。反求設(shè)計(jì)就是從有到新，借助已有的產(chǎn)品、圖樣、音響等已存在的可感觀的實(shí)物，創(chuàng)新出更先進(jìn)、更完美的產(chǎn)品。 引言當(dāng)今世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，產(chǎn)品的科技含量越來越高，高新技術(shù)產(chǎn)品已進(jìn)入家庭。世界進(jìn)入知識(shí)經(jīng)濟(jì)的時(shí)代，只有科學(xué)技術(shù)才能興國。由于一些發(fā)達(dá)國家在計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、人工智能技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)、空間科學(xué)技術(shù)、制造工業(yè)技術(shù)、等領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)技術(shù)為我所用，是發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的最佳途徑。我國是一個(gè)發(fā)展中國家，科學(xué)技術(shù)相對(duì)落后，投入大量資金去研究發(fā)達(dá)國家已推向市場的產(chǎn)品或技術(shù)是完全沒有必要的。這不僅浪費(fèi)資金，也拖延發(fā)展經(jīng)濟(jì)的時(shí)間。而且涉及到發(fā)展經(jīng)濟(jì)的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域非常廣泛，我國也缺少巨額資金去進(jìn)行大面積的科學(xué)研究。因此，引進(jìn)發(fā)達(dá)國家先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)或先進(jìn)的產(chǎn)品，然后進(jìn)行反求設(shè)計(jì)，仿照或創(chuàng)新設(shè)計(jì)更新的產(chǎn)品，是發(fā)展中國家發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的必由之路。因此，學(xué)習(xí)反求設(shè)計(jì)和進(jìn)行此次反求設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)對(duì)于我們機(jī)械專業(yè)的學(xué)生尤為重要，我們只有抓住此次機(jī)會(huì)好好訓(xùn)練，才能在以后的工作中有所貢獻(xiàn)。一、 任務(wù)分析本次課程設(shè)計(jì)的目的在于進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)理論、知識(shí)以及專業(yè)技能，進(jìn)行獨(dú)立解決工程實(shí)際問題的能力。機(jī)械產(chǎn)品功能原理、機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于掌握典型機(jī)械的功能原理分析方法及分析機(jī)械機(jī)構(gòu)的組成要素和機(jī)構(gòu)功能，掌握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求及特點(diǎn)，豐富學(xué)生的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)，啟發(fā)設(shè)計(jì)思維，通過實(shí)踐是學(xué)生的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)理論得以鞏固、加深，為今后進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)打下良好基礎(chǔ)。二、微型汽車整車性能參數(shù)21 微型汽車變速器所配置的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)1、型 號(hào) JL368Q3電噴發(fā)動(dòng)機(jī)2、工作形式 直立四沖程水冷頂置凸輪軸多點(diǎn)電噴3、氣缸數(shù)量 34、氣缸直徑 68.5 mm5、行 程 72 mm6、排 量 796 ml7、額定功率 26.5 KW（5500r/min）8、最大扭矩 60.5 N.m（3000-4000r/min）22 微型汽車整車性能參數(shù)1、最高車速 120km2、最大爬坡度 tg30%3、起步換擋加速到100km/h所需時(shí)間 37s4、第四檔最小穩(wěn)定速度 25km/h5、微型汽車在60km/h時(shí)100km的耗油量為4.5L6、整車質(zhì)量645kg 全部載重后質(zhì)量為950kg左右三、微型汽車變速箱功能分析31 微型汽車變速箱的功能變速器是改變汽車力矩和轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)，其主要功能有：1.滿足汽車起步、加速和爬坡行使時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)速。2.保證汽車能實(shí)現(xiàn)不同的行駛速度，和倒車。3.保證汽車在原地啟動(dòng)、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)而不向驅(qū)動(dòng)輪輸出功率。4.使汽車完成對(duì)其他機(jī)械輸出動(dòng)力。32 微型汽車變速箱的位置變速器一般是和發(fā)動(dòng)機(jī)固連在一起的，他的輸出連接差速器。33 功率的傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出功率到變速器輸入軸上，通過變速器改變驅(qū)動(dòng)力矩和轉(zhuǎn)速再傳遞到差 速器，受力不同的時(shí)候兩個(gè)車輪所獲得不同的速度，再通過差速器把動(dòng)力通過半軸把動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)車輪上。34 變速和保證變速的順利進(jìn)行的實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸輸出功率到變速器，變速器的中間軸上有二個(gè)同步器，而每個(gè)同步器都與變速器輸出軸連在一起，并且可以左右滑動(dòng)。每個(gè)同步器共有左、中、右三個(gè)位置，中間不與任何齒輪同步，而左右都可以和齒輪同步，通過撥叉撥動(dòng)來控制同步器的左右運(yùn)動(dòng)，與不同的齒輪同步，而四結(jié)齒輪處于常嚙全狀態(tài)，但可以相對(duì)于II軸轉(zhuǎn)動(dòng)，一旦與同步器同步就可帶動(dòng)II軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過撥叉控制同步器與不同的齒輪嚙合，實(shí)現(xiàn)變速。而撥叉機(jī)構(gòu)具有自鎖與互鎖功能，每次變速換檔都會(huì)經(jīng)過中間位置，即空檔，這樣就保證了變速的順利進(jìn)行。35 各個(gè)檔位的換檔變速器的換檔操縱機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)檔位的轉(zhuǎn)換，其中變速器內(nèi)部一共有三根控制換檔桿，其中每一根桿都有左、中、右三個(gè)位置可供控制，可實(shí)現(xiàn)六個(gè)檔位控制。換檔是通過換檔桿實(shí)現(xiàn)的，換檔桿縱向有三個(gè)位置，旋轉(zhuǎn)有兩個(gè)位置，從而實(shí)現(xiàn)六個(gè)位置的控制。但是任何檔位之間要切換時(shí)都必須先回到中間位置，即空檔位置。而且每個(gè)檔位之間都具有自鎖和互鎖功能，從而實(shí)現(xiàn)不跳檔和脫檔的現(xiàn)象。變速箱的控制操縱方式如下圖：倒檔3檔1檔2檔4檔空檔36 功能結(jié)構(gòu)圖汽車變速箱系統(tǒng)黑箱圖轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速不同的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速檔位噪音、熱主軸機(jī)構(gòu)操縱機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)操作噪音熱I檔轉(zhuǎn)速II檔轉(zhuǎn)速III檔轉(zhuǎn)速IV檔轉(zhuǎn)速倒檔轉(zhuǎn)速四、微型汽車變速箱運(yùn)動(dòng)分析41 測量微型汽車車輪直徑 經(jīng)測量微型汽車的車輪直徑為D=450mm42 最高車速為120KM時(shí)變速箱的傳動(dòng)比 由車輪的線速度公式可以求出總的傳動(dòng)比，則有：43 四檔的傳動(dòng)比的分配首先應(yīng)該保證汽車在全部載重后能夠平穩(wěn)的起步，然后是汽車在高速行駛的時(shí)候能夠達(dá)到需要的最高速度。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率一定、轉(zhuǎn)速一定的情況下只有通過減速器的減速作用來實(shí)現(xiàn)汽車的平穩(wěn)行駛，根據(jù)資料查的各個(gè)檔位的傳動(dòng)比分配如下表： 表43各個(gè)檔位的傳動(dòng)比分配一檔二檔三檔四檔3.5852.1661.330.944 變速箱的最大和最小載狀態(tài)微型汽車的額定功率時(shí)一定的，則有：根據(jù)上式可知，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率達(dá)到最大且變速箱的檔位最低，即速度最低時(shí)，該軸受到的載荷是最大的；同樣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到了額定功率，變速箱檔位最大，即速度最高時(shí)，該軸的載荷就是最小。根據(jù)傳動(dòng)比可以分析出變速箱中受載荷最大的時(shí)候是在汽車處于一檔的時(shí)候的差速器從動(dòng)軸上；變速箱中受載荷最小的軸是汽車處于四檔的時(shí)候中間軸上。45 行駛速度分別為10、20、40、60km/h時(shí)應(yīng)該使用檔位的分析變速箱主減速器的傳動(dòng)比為i：根據(jù)速度計(jì)算公式可以計(jì)算出在額定功率下各個(gè)檔位所能夠達(dá)到的最大速度。則有：再通過最大速度與所要求的速度進(jìn)行比較，由于汽車的第四檔穩(wěn)定速。以汽車在行駛的過程中能夠省油為標(biāo)準(zhǔn)選取合適的檔位行使，則最后選定：10km/h用1檔，20km/h用2檔，40km/h用3檔，60km/s用4檔。 五、微型汽車變速箱的外觀功能分析圖5.1 主動(dòng)軸1是離合器的分離軸承，它的作用是連接和斷開發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間運(yùn)動(dòng)，是整個(gè)汽車啟動(dòng)、停止、倒車變速換檔的關(guān)鍵。 圖5.2 整體結(jié)構(gòu)圖2 是發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電機(jī)的安裝孔，這個(gè)孔是變速箱上一個(gè)很關(guān)鍵的孔。由于啟動(dòng)電機(jī)是通過齒輪嚙合啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這就要求這個(gè)孔端面與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的垂直度要求高，同時(shí)孔的中心與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸之間距離的精度要求很高?？椎拇笮∮蓡?dòng)電機(jī)的形狀所決定。 3 是上端蓋的起蓋機(jī)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)沒有什么特別要求,只是要求能夠方便的把上端蓋起開即可。 4 是汽車行駛速度的一個(gè)測試裝置。 5 是一根通氣管，變速箱本身是密閉空間，齒輪在里面高速旋轉(zhuǎn)的時(shí)候會(huì)發(fā)熱升溫，體積會(huì)膨脹，如果不排氣減壓，會(huì)破壞變速箱的密封性能。 6 是油標(biāo)，同時(shí)也是加油口。 7 是離合器的分離操縱手柄。要求能夠進(jìn)行調(diào)整能夠很方便的進(jìn)行離合器的分離，使換檔順利進(jìn)行。 8 是觀測和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間的孔，這個(gè)孔沒有什么特別的要求，要求能夠看得見連接在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸上的那個(gè)大齒輪，并且能夠方便的對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。使發(fā)動(dòng)機(jī)在修理過后能夠順利點(diǎn)火。 六、變速箱的拆裝圖6.1 拆裝順序圖1)拆下離合器的分離軸承，用手直接拆下。2)用鉗子拆下離合器擺桿回位彈簧，使擺桿處于自由狀態(tài)。3)用十字螺絲刀將變速箱輸入軸前端蓋十字沉頭螺釘拆下（4顆）并拆下端蓋。并記錄型號(hào)M6x15。(如圖) 圖6.2 拆裝順序圖 （注：先用十字螺絲刀預(yù)松1號(hào)2號(hào)螺釘，再預(yù)松3號(hào)4號(hào)螺釘，后在分別松開1、2和3、4螺釘。最后用已取下的螺釘2顆分別插入a，b兩處用作起蓋螺釘，兩處應(yīng)緩慢、均勻受力，使端蓋受力均勻，以不致端蓋在起蓋過程中受損變形。） 變速箱蓋拆卸 圖6.3 拆裝順序圖 由于變速箱具有良好的密封性，所以拆卸的時(shí)候一定要均勻合理卸力，保證機(jī)蓋不變形而影響密封性能。 首先，按照順序?qū)B接螺釘進(jìn)行預(yù)松,標(biāo)準(zhǔn)為將螺桿旋轉(zhuǎn)半圈，預(yù)松順序?yàn)椋?（注：無#號(hào)的用梅花扳手預(yù)松，有符號(hào)的用套筒預(yù)松） 其次，完全松開螺釘，其順序?yàn)椋?（注：除了16號(hào)螺釘要用到小零件拾取器外，其余在完全松開的情況下可以直接取下。） 然后，將取下來的螺釘都做好記錄。 所有的螺釘除了17號(hào)是M6的螺釘外，其他的都是M8螺釘，則統(tǒng)一只記錄螺釘?shù)拈L度。 （單位：mm）最后，取下變速器上蓋在變速器上下端蓋連接的地方有三個(gè)地方要突出一點(diǎn)。在此處同時(shí)用一字螺絲刀用力撬，則可以把上端蓋松掉，現(xiàn)在就可以取下上端蓋。 七、微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)受力分析71 受力最大的時(shí)候各軸的扭矩發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩最大是60.5N.m，由于發(fā)動(dòng)機(jī)直接輸出到變速器的輸入軸，所以變速器的輸入軸受到的最大扭矩，則有：.m根據(jù)公式可以計(jì)算出中間軸的最大扭矩，中間軸的轉(zhuǎn)速是第一根軸的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)換過來的，則有：同樣可以求出差速器所受到的最大扭矩為，則有：.m72 各軸的最小直徑根據(jù)公式，可以計(jì)算出在最大扭矩的前提下軸的功率p,也就是說在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大扭矩的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)沒有達(dá)到額定功率，那么可以計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速下的扭矩,則有：N.m遠(yuǎn)比最大扭矩小，這樣在最大扭矩下求得軸的最小直徑就是該軸的最小直徑，則有各個(gè)軸的最小直徑為：73 各個(gè)檔位齒輪強(qiáng)度變速箱各檔齒輪材料為:合金鋼(20CrMnTi)。材料強(qiáng)度極限為：。取7級(jí)精度。齒輪的彎郵疲勞強(qiáng)度為：齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度為：各齒輪參數(shù)如下表： 表73齒輪參數(shù)I檔II檔III檔IV檔齒數(shù)Z43393227螺旋角23933318法面模數(shù)2175齒寬b12121211重合度1.581.481.481.5K2.97524241252571.6761.6651.6351.600.800.720.720.723134294724182040傳動(dòng)比3.5852.1661.330.92332181898941815669565 所以，各檔齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度為：齒面接觸疲勞強(qiáng)度為：可見，齒輪的強(qiáng)度滿足要求。 八、 微型汽車變速箱結(jié)構(gòu)原理方案反求分析8.1微型汽車變速箱整體結(jié)構(gòu)及布置方案反求 圖8.1 結(jié)構(gòu)示意圖 變速箱在汽車中的位置：一般安裝于發(fā)動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)橋之前。 三軸式變速器的結(jié)構(gòu)方案：第一軸與齒輪做成一體，其前端軸承支承在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)腔的軸承上，軸頸根據(jù)其與殼體之間軸承內(nèi)徑而定，長度根據(jù)離合器總成軸向尺寸來定。軸與殼體之間軸承的外徑最好大于第一軸常嚙合齒輪的外徑，以便于裝拆第一軸。第二軸前端通過軸承安裝在第一軸的常嚙合齒輪內(nèi)腔，其軸徑受齒輪徑向尺寸限制。安裝同步器齒轂的花鍵多采用漸開線花鍵，其定位性能好，承載能力大，花鍵齒短，其小徑相應(yīng)增大，可一提高軸的剛度。此軸上各檔齒輪與軸之間有相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，軸的表面加工精度要求很高。一般情況下，軸上開螺旋油槽，以保證充分潤滑。第二軸制成階梯軸，便于安裝齒輪。從受力和合理利用材料來看，這也是需要的。各截面尺寸要避免相差懸殊。軸上供磨削用的砂輪越程槽產(chǎn)生應(yīng)力集中，易造成軸的折斷。輕型汽車變速器各檔齒輪常用彈性擋圈軸向定位，簡單，但拆裝不方便。8.2微型汽車變速箱具體結(jié)構(gòu)及布置方案反求8.2.1步器工作過程與原理：當(dāng)離合器接合時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩作用在變速器輸入軸（第一軸）上，第一軸伸入變速器箱內(nèi)，由一大型球軸承支承并有一個(gè)與第一軸一體的齒輪。輸出軸（第二軸）軸前端插入第一軸軸端孔中，但可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。第二軸由第一軸端孔中軸承和變速箱后部一軸承支承。各種速度的齒輪在第二軸上旋轉(zhuǎn)，第一軸和第二軸組件的下部或側(cè)面固定一中間軸，其上裝有幾種尺寸的齒輪，這些齒輪除了一個(gè)齒輪外，均與第二軸上齒輪保持常嚙合，還有一個(gè)齒輪與第一齒輪保持常嚙合。當(dāng)駕駛員選定一齒輪，該齒輪被鎖定或連與第二軸，則出現(xiàn)齒輪換檔。這是通過一個(gè)將齒輪與軸相連的接合套的運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的，僅當(dāng)齒輪和軸以同速旋轉(zhuǎn)時(shí)，換檔才可能很平穩(wěn)無噪音，這就是同步器的主要功能。滑塊式同步器由花鍵轂，接合套，鎖環(huán)（同步環(huán)）和滑塊或彈簧-鋼球定位裝置而組成?；瑝K式慣性同步器工作原理：當(dāng)接合套剛從二檔退到空擋時(shí)，齒輪和接合套都在其本身及所聯(lián)系的一系列運(yùn)動(dòng)件的慣性作用下，繼續(xù)沿原方向旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，鎖環(huán)在軸向是自由的，故其內(nèi)錐面與齒輪外齒錐面并不接觸，其鎖止作用是齒輪的慣性力矩造成的。8.2.2 鎖止裝置(1)互鎖裝置： 圖8.2 互鎖圖互鎖裝置是保證移動(dòng)某一變速撥叉軸時(shí)，其他變速撥叉軸被鎖住。互鎖裝置的結(jié)構(gòu)主要有以下幾種：1.互鎖銷式2.擺動(dòng)鎖塊式3.轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式4.三向鎖銷式(2)自鎖裝置： 圖8.3 自鎖圖圖十自鎖裝置的作用是防止因汽車振動(dòng)或有小的軸向力作用而導(dǎo)致脫檔，保證嚙合齒輪在全齒長上進(jìn)行嚙合，并使駕駛員有換入檔位的感覺。自鎖作用通常是由剛球和彈簧組成的自鎖裝置來保證的，自鎖裝置可以裝在變速器蓋內(nèi)，也可以裝在變速叉內(nèi)。(3) 倒檔鎖：在汽車行駛過程中，為了防止誤掛倒檔而造成安全事故和損壞傳動(dòng)系，在操縱機(jī)構(gòu)中而設(shè)置的。 九、微型汽車變速箱三四檔變速齒輪反求分析9.1 變速器三四檔齒輪總成的裝配拆裝之前，首先要分析整個(gè)變速箱的結(jié)構(gòu)形式，各個(gè)部件的裝配要求，拆裝步驟，怎樣保證不變形，不改變其原有密封效果，要注意到使箱體，箱蓋的變形最小，所以應(yīng)該先拆倆邊，再拆中間，拆的同時(shí)記錄下每個(gè)零件的名稱，拆裝順序，每個(gè)零件的位置，包括安裝方向，角度以及遇到的問題。這里我們主要研究同步器的裝配工藝。 工具箱中工具名稱及規(guī)格如下：游標(biāo)卡尺平口鉗，普通扳手六角扳手（四個(gè)）小零件拾取器（利用磁性吸力）1m卷尺 改刀頭組（10個(gè)一組）雙頭扳手：規(guī)格17，14，12，10,8 三抓拉馬一個(gè) 從動(dòng)軸總裝圖圖9.1 從動(dòng)軸裝配圖 拆裝步驟如下：同步器同步器滑套與倒擋齒輪是一體的2檔齒輪倒擋齒輪一檔齒輪 圖9.2，從動(dòng)軸1.首先用規(guī)格12的扳手?jǐn)Q松螺母。2.用手取下測速的蝸桿。3由于軸承裝配比較緊，用三抓拉馬抓住一檔齒輪，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，可以取下軸承。4.用手取下鋼球，然后取下限位墊片。5.用手取下一檔齒輪，注意墊片，小心放置 。6.然后依次取下同步器的鎖環(huán)，以及滑套和導(dǎo)向的部分，其中有兩個(gè)彈簧圈，三個(gè)卡子，注意放置，向上取下滑套，這樣就不會(huì)導(dǎo)致彈簧彈出來7.再用手取下滾針軸承。8. 用手取下二擋齒輪，注意二三檔齒輪之間的彈簧9.然后以此類推，用同樣的方法和步驟取下三四檔的齒輪及其他零部件10.其裝配過程反之即可。同步器鎖環(huán)同步器滑套3檔齒輪2，3檔齒輪之間的彈簧從動(dòng)軸 圖9.4 從動(dòng)軸拆卸圖9.2 變速箱三四檔變速齒輪零件分析 9.2.1 三擋齒輪砂輪的越程槽，其作用是為了更好地加工所要求的表面，與退刀槽相同開槽是為了減輕重量，同時(shí)又是裝配彈簧的槽油槽 圖9.5 三擋齒輪此處是錐面，作用是與同步器的鎖環(huán)相配合，保證運(yùn)動(dòng)和力的傳遞此處是圓弧線，加工時(shí)，采用銑刀，并且加工量達(dá)到齒根圓以下，以保證同步器滑套順利與其嚙合與同步器滑套嚙合的小齒 圖9.6三擋齒輪的加工工藝 大齒：粗車精車滾齒磨齒小齒：粗車精車插齒齒輪內(nèi)孔：粗車半精車磨削粗基準(zhǔn)是未加工的毛坯表面，精基準(zhǔn)是已加工的表面。1.這就是變速箱從動(dòng)軸上的三擋變速齒輪。材質(zhì)是20CrMnTi,，在加工時(shí)要經(jīng)過調(diào)質(zhì)處理，滲碳達(dá)到0.8mm，整個(gè)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜正面有一個(gè)凹槽，它的作用是裝配彈簧，并且減輕齒輪的重量；齒輪背面有一個(gè)小齒輪，2.采用的加工方法是直齒加工，然后采用R6的端面銑刀在45度方向銑削，如圖結(jié)構(gòu)，最后的結(jié)果是銑刀所到達(dá)的位置超過了齒根圓，這樣的結(jié)構(gòu)是為了保證他在工作時(shí)，同步器的滑套順利的滑過來與其嚙合；3.孔加工時(shí)，與軸承配合，采用砂輪磨削，需求精度較高，里面的凹槽是砂輪的越程槽，起作用與退刀槽一樣，為了加工完整工件的需求；4.外端的錐面是與同步器的鎖環(huán)配合。5。齒輪前端面的槽是油槽，保證潤滑油的流入，6.退刀槽所在位置的小與通孔是潤滑油道。9.2.2 四擋變速齒輪 潤滑油道 圖9.7四檔齒輪油槽 圖9.8四擋變速齒輪的加工工藝大齒：粗車精車滾齒磨齒小齒：粗車精車插齒齒輪內(nèi)孔：粗車半精車磨削粗基準(zhǔn)是未加工的毛坯表面，精基準(zhǔn)是已加工的表面。1.四擋變速齒輪的基本結(jié)構(gòu)與三擋齒輪相似，但是在與軸配合的孔結(jié)構(gòu)方面比三檔齒輪簡單一些，前端面油槽。2.小孔是潤滑油道3.背面的小齒輪是與同步器的滑套嚙合，其結(jié)構(gòu)與三擋齒輪的相同，加工方法也是相同的，用R6的端面銑刀銑削，最后面的錐面試與同步器鎖環(huán)相配合的，其加工精度相對(duì)較高，內(nèi)孔也是用沙輪磨削。 9.2.4 滾針軸承該槽是潤滑油的通道，與軸上的小孔相接通外表面與滾針接觸 圖9.9滾針軸承花鍵 圖9.10 加工工藝：粗車倒角鉆油孔精車插花鍵滾針軸承是比較簡單的零件，主要作用就是與齒輪配合，是花鍵與從動(dòng)軸的花鍵配合，進(jìn)行周向定位。 9.3 變速箱三四檔變速齒輪零件公差反求分析 實(shí)測尺寸不等于原設(shè)計(jì)尺寸，需要從實(shí)測尺寸推論出原設(shè)計(jì)尺寸。假設(shè)所測的零件尺寸均為合格，實(shí)測值一定是圖樣上規(guī)定的公差范圍內(nèi)一數(shù)值，即 實(shí)測值=基本尺寸 制造誤差 測量誤差 采用基孔制：孔的實(shí)測值 - 基本尺寸 1/2 孔公差（ITII級(jí)） 采用基軸制：基本尺寸 - 軸的實(shí)測值 1/2 軸公差（ITII級(jí) 在選擇孔和軸結(jié)構(gòu)的形位公差時(shí)，首先保證其形位公差值應(yīng)該小于其尺寸公差，選擇形位公差時(shí)要考慮其加工方法，采用基孔制，7級(jí)精度H7。9.4變速箱三四檔變速齒輪零件材料熱處理反求分析 機(jī)械零件的材料選擇與熱處理方法直接影響到零件的強(qiáng)度，剛度，周，壽命，可靠性等指標(biāo)，材料的選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)中的重要問題。 材料的成分分析：對(duì)材料的整體，局部，表面進(jìn)行定性分析或定量分析時(shí)，可通過以下手段：火花鑒別法，音質(zhì)判別法，原子發(fā)射光譜分析法，化學(xué)成分分析法，微探針分析法。材料的組織結(jié)構(gòu)分析：可以用放大鏡觀察材料的晶體大小，淬火硬層的分布，縮孔的缺陷等情況。通過對(duì)材料的分析，結(jié)合我國國產(chǎn)材料的具體性能，選擇合適的代用品。所以選擇20CrMnTi作為齒輪的材料，并且進(jìn)行滲碳處理，其深度達(dá)到0.8mm，調(diào)質(zhì)處理后的硬度達(dá)到55HRC以上才能保證其工作要求。十、變速器總成裝配（1）應(yīng)清洗所有的零件，所有滑動(dòng)配合表面應(yīng)涂齒輪油。（2）在將各零件裝配在輸出軸時(shí)，應(yīng)注意各墊圈，齒輪，同步器轂和同步器套在安裝方向和位置。（3）當(dāng)在輸出軸上裝低速檔和高速檔同步器轂時(shí)，各轂長凸臺(tái)部位的安裝方向要正確。（4）裝低速同步器套時(shí)，應(yīng)同步器套外表面的槽朝低速齒輪側(cè)；裝高速同步器套時(shí)應(yīng)使外表面槽朝離合器。（5）裝二檔和三檔齒輪套時(shí)，應(yīng)檢查中間軸 油孔與二檔，三檔齒輪套油槽是否對(duì)準(zhǔn)。（6）裝同步器套彈簧時(shí)不得使彈簧變形或損傷。裝彈簧時(shí)，應(yīng)將彈簧的一端插入同步器轂的彈簧固定孔內(nèi)，并使兩彈簧相對(duì)，以使載荷均勻的施加在同步器滑塊上。( 7) 安裝同步器環(huán)時(shí)注意所用的同步器環(huán)的類型，不要錯(cuò)裝；同步器環(huán)應(yīng)安裝到位。(8) 在低速檔同步器環(huán)宇同步器套之間，不得忘裝彈簧。(9) 在裝二，三檔從動(dòng)齒輪時(shí)，不得忘裝二三檔從動(dòng)齒輪間的彈簧。(10 ) 在裝低速齒輪套，軸承和低速齒輪后，中間軸應(yīng)裝鋼球。(11) 安裝輸出軸軸承時(shí)，要用專用的工具安裝。(12) 將專用工具裝在低速同步器套上，并將其固定在虎鉗上，然后，按60到80N.m的力矩?cái)Q緊固定螺母。(13) 當(dāng)在換擋軸上裝換擋叉時(shí)，應(yīng)注意換擋叉的方向。(14) 不得忘裝輸入軸和輸出軸的軸承止推環(huán)。不等忘裝倒檔軸銷，裝銷后，應(yīng)加潤滑脂潤滑。(15) 在裝軸承端蓋時(shí)，應(yīng)使堵蓋凸緣在箱外，并朝差速器側(cè)上下箱的結(jié)合處。(16) 在組裝上下箱時(shí)，應(yīng)擦凈結(jié)合面。(17) 安裝時(shí)，應(yīng)左右移動(dòng)，轉(zhuǎn)齒輪，以使空擋齒輪正好裝在倒檔空轉(zhuǎn)齒輪換擋臂的槽內(nèi)。(18) 將離合器的撥叉及彈簧正確安裝在相應(yīng)位置。(19) 按拆卸的逆過程裝箱蓋螺栓，并做兩次擰緊。(20) 裝通風(fēng)管 (21) 裝配后檢查和調(diào)整1) 檢查變速器的密封性；如有滲漏，應(yīng)找出原因并排除。2) 檢查各螺栓的擰緊力矩，并用扭矩扳手調(diào)整到規(guī)定的扭矩值。3) 檢查變速器，變速桿的位置。試掛各檔，如變速器行程短或變速齒輪不能完全嚙合時(shí)，應(yīng)調(diào)整變速桿的位置4) 檢查差速器的差速功能，是否有卡死現(xiàn)象。 結(jié) 論通過本次課程設(shè)計(jì)我們了解了微型汽車變速器的基本結(jié)構(gòu)、變速原理、各軸的布局、同步器和差數(shù)器的位置、同步器和差數(shù)器的工作原理、變速操縱機(jī)構(gòu)的組成，撥叉結(jié)構(gòu)形狀及變速檔位的自鎖與互鎖原理、變速器的裝配工藝過程、各運(yùn)動(dòng)副的潤滑方式、變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、剛度和強(qiáng)度的設(shè)計(jì)、主要零件的材料熱處理要求、形位公差、表面粗糙度、以及密封方法。通過三維實(shí)體建模和裝配，使我們熟練掌握了UG,SOLIDWORKS等三維軟件的應(yīng)用以及在它基礎(chǔ)上創(chuàng)新設(shè)計(jì)。在本次學(xué)習(xí)中，老師著重強(qiáng)調(diào)了，一個(gè)好的建模者和一個(gè)設(shè)計(jì)者的區(qū)別，設(shè)計(jì)者把三維軟件當(dāng)作工具，在建模的過程中是以體現(xiàn)加工過程目的；老師說這是作為一個(gè)設(shè)計(jì)者應(yīng)該具有的素質(zhì)；這次學(xué)習(xí)讓我重新了解了三維軟件的使用意義，更正要的是學(xué)習(xí)了一些老師身上的素質(zhì)，嚴(yán)格守時(shí)，認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度是最基本的要求，本次課程學(xué)習(xí)也讓我們了解到反求設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中的重要作用，這種的方法的學(xué)習(xí)顯得尤為重要。本次課程設(shè)計(jì)的完成是大家的努力的結(jié)果，尤其是師兄們和指導(dǎo)教師的熱情幫助，軟件的使用、工程圖的繪制、變速器功能原理介紹等環(huán)節(jié)都離不開師兄和老師的幫助，因此我忠心的感謝各位師兄和指導(dǎo)老師的熱情幫助，謝謝你們！ 【參考文獻(xiàn)】1林榮德.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)M.北京：國防工業(yè)出版社.20122李元秀.汽車維修初級(jí)技能.變速器篇M成都：電子科技大學(xué)出版社.2011 3 張展.齒輪常用材料與熱處理M北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002 4 紀(jì)名剛與濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)M西北工業(yè)大學(xué)機(jī)械原理及機(jī)械零件教研室:高等教育出版社 5 美Solidworks公司.生物實(shí)維公司編譯.Solidworks基本零件建模.機(jī)械工業(yè)出版社.2005 6 陳勝利.UG NX8產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工藝基本功特訓(xùn)M.北京：電子工業(yè)出版社.2014