微型汽車變速箱反求設(shè)計(jì)說(shuō)明書.doc
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課程設(shè)計(jì)說(shuō)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(cè)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(zhǎng)軸的加工24結(jié)論26參考文獻(xiàn)27 摘要 本課程是通過(guò)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(guò)程、潤(rùn)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(guò)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(guò)拆裝變速器了解并編寫操縱的裝配工藝過(guò)程,確定各零件的裝配方法;通過(guò)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(guò)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(lái)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(guó)。由于一些發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)家的先進(jìn)技術(shù)為我所用,是發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的最佳途徑。我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)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(guó)家已推向市場(chǎng)的產(chǎn)品或技術(shù)是完全沒(méi)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(guó)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(guó)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(guó)家發(fā)展國(guó)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(wèn)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(guò)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(guò)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(guò)差速器把動(dòng)力通過(guò)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(guò)撥叉撥動(dòng)來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(cè)量微型汽車車輪直徑 經(jīng)測(cè)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(guò)減速器的減速作用來(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(méi)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(cè)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(cè)和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火時(shí)間的孔,這個(gè)孔沒(méi)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(guò)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(guò)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(wú)#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(lái)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(zhǎng)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(guò)來(lái)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(shuō)在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出最大扭矩的時(shí)候發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)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(zhǎng)度根據(jù)離合器總成軸向尺寸來(lái)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(guò)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(rùn)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(lái)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(jiǎn)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(guò)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(guò)一個(gè)將齒輪與軸相連的接合套的運(yùn)動(dòng)來(lái)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(wú)噪音,這就是同步器的主要功能?;瑝K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?;ユi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(zhǎng)上進(jìn)行嚙合,并使駕駛員有換入檔位的感覺(jué)。自鎖作用通常是由剛球和彈簧組成的自鎖裝置來(lái)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(guò)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(wèn)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(cè)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(lái)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)來(lái)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(rùn)滑油的流入,6.退刀槽所在位置的小與通孔是潤(rùn)滑油道。9.2.2 四擋變速齒輪 潤(rùn)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(jiǎn)單一些,前端面油槽。2.小孔是潤(rùn)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(rùn)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(jiǎn)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(cè)尺寸不等于原設(shè)計(jì)尺寸,需要從實(shí)測(cè)尺寸推論出原設(shè)計(jì)尺寸。假設(shè)所測(cè)的零件尺寸均為合格,實(shí)測(cè)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(cè)值=基本尺寸 制造誤差 測(cè)量誤差 采用基孔制:孔的實(shí)測(cè)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(cè)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(wèn)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(guò)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?lè)治龇?。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(guò)對(duì)材料的分析,結(jié)合我國(guó)國(guó)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(zhǎng)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(rùn)滑脂潤(rùn)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(guò)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(guò)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(guò)程、各運(yùn)動(dòng)副的潤(rùn)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(guò)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(guò)程中是以體現(xiàn)加工過(guò)程目的;老師說(shuō)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(guó)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- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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