1、第十二章第十二章 变位齿轮及变速器设计变位齿轮及变速器设计 )tg(tg)tg(tg21cos22112121 aabzzmPBPBpBB cossinh)tg(tgz*aa22111仿形法仿形法范成法范成法平行轴平行轴相交轴相交轴交错轴交错轴第十二章第十二章 变位齿轮及变速器设计变位齿轮及变速器设计)(221zzmaa mmzzma7230182322112 mmzzma5.6727182323113 0 xm0 xm0 x0 x0 x0 xmN1Q ha*m-xmN1Q=PN1sin =rsin2 (m z sin2)/2zmin=2 2 h*a/sin2 2sin2*zhxa minmi
2、n*min)(zzzhxa mxKJms tg2222mxKJme tg2222 iirCCs )inv(inv2 iiiiirrrsrs)inv(invrsi 2)(rsBOCBOBi 22212211ssesesp inv)(tg2inv2121 zzxx 1221 coscoszzy 1212121 coscos)zz(mcoscos)rr()rr(coscos)rr()rr()rr(aaym21212121 cosyzzzzcos22121 ymzzmymaa )(221aa mxxzzmmxxrrmxchmcmxhrrhrchrrcraaafafa)()(2)()()(2121212
3、12*1*21221121 mxhxmmhhaaa)(*mxchxmmcmhhaaf)(*ymm)xx(aam 21 m)xh(mxmmhh*a*aa y)xx(21 aa m)ch(hhh*afa 2 coscosaa invinvzzxxx tan22121maayaaym yxx )(21 mxhmxmmhhaaa)(*dahfhhadfd ad=mz ha=(ha*+x-)mhf=(hf*+c*-x)mh=ha+hf=(2ha*+c*-)m da=d+2ha=(z+2ha*+2x-2)mdf=d-2hf=(z-2ha*+-2c*+2x)mymzzma )(2121mchh)2(*a m
4、xhh)(*aa mxchh)(*af mxhdd)(2*aa mxchdd)(2*af tan22/xmms tan22/xmme mzd cosbmzd mp cosmp)0,0;0(2121 xxxxmin2min1zzzz minminhz)zz(zxx*a212112 ;z)zz(hxminmin*a11 minmin*az)zz(hx22 min212zzz )0;0(2121 xxxx 0 x2x1021 xx021 xx II主动轴主动轴II-II-从动轴从动轴I III II I III III III III III II滚轮滚轮圆盘圆盘弹簧弹簧丝杠丝杠螺母螺母6-夹套夹套
5、轴轴滚轮滚轮圆盘圆盘弹簧弹簧丝杠丝杠螺母螺母6-夹套夹套轴轴1min2max21min12DDnni min2max2min2max2min12max12DDnniiRb 1max2min21max12DDnni ：i12=R2r1/R1r2=r1/r2 R1=R2 I IIII IIIr1 R1 r2 R2实际上是两对摩擦轮传动 宽宽V带带 ：i12=r2 /r1 电控自动变速系统通常将变速系统和液压控制系统组成的总成部件称为自动变速器通常将变速系统和液压控制系统组成的总成部件称为自动变速器以使发动机能够起步、怠速，满足汽车暂时停车的需要。有级有级/操控感强操控感强有级有级/方便，舒适方便，
6、舒适舒适性好舒适性好,经济性好经济性好,成本高成本高,钢钢带易打滑带易打滑(用于小功率汽车用于小功率汽车)-宝马宝马.奔驰奔驰.奥迪奥迪积积各各级级齿齿轮轮传传动动比比的的连连乘乘积积所所有有主主动动齿齿轮轮齿齿数数的的乘乘积积所所有有从从动动齿齿轮轮齿齿数数的的乘乘 i主主动动从从动动从从动动主主动动MMnnik 特点：高挡同步器布置在输入轴上，而低挡同步器布置在输出轴上。为提高轴的刚度，增加了中间支承。高挡布置在靠近轴的支承中部区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮保持较好的啮合状态，能提高齿轮寿命。优点：结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等。
7、缺点：不能设置直接挡，一挡速比不可能设计得很大。发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体；多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮，其它挡位均用常啮合齿轮传动。图f中的倒挡齿轮为常啮合齿轮，并用同步器换挡；图d所示方案的变速器有辅助支承，用来提高轴的刚度。下图为中间轴式四挡变速器传动方案示例，图a、b所示方案有四对常啮合齿轮，倒挡用直齿滑动齿轮换挡，图c方案的二、三、四挡用常啮合齿轮传动，而一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡。特点：(1)设有直接挡;(2)一挡有较大传动比;(3)高挡位齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡位的齿轮(一挡)可采用或不采用常啮合齿轮传动;
8、(4)除一挡外,其他挡位采用同步器或啮合套换挡;(5)除直接挡外,其他挡位工作时传动效率略低。远距离操纵手动换挡变速器工作原理简图 锁止离合器变矩器外壳（主动）导轮导轮自由轮单向离合器从动轴涡轮涡轮泵轮泵轮涡流方向（循环圆）泵轮是主动件，泵轮是主动件，涡轮悬浮在变矩器内，涡轮悬浮在变矩器内，通过花键与输出轴联接，通过花键与输出轴联接，是从动件。是从动件。导轮悬浮在泵轮与涡轮之导轮悬浮在泵轮与涡轮之间，间，通过单项离合器及导轮轴套固定在变矩器外壳上。为保证变矩器的性能通过单项离合器及导轮轴套固定在变矩器外壳上。为保证变矩器的性能工作液既有随工作液既有随行星齿轮式变速器具有以下突出优点：行星齿轮式
9、变速器具有以下突出优点：（1）结构简单、体积小，不需要中间轴和中间齿轮；）结构简单、体积小，不需要中间轴和中间齿轮；（2）操纵容易，各齿轮处于常啮合状态，不存在啮合冲击；）操纵容易，各齿轮处于常啮合状态，不存在啮合冲击；（3）传动比（或速比）范围大（如丰田）传动比（或速比）范围大（如丰田A340E型为型为0.705-2.804；A341E型为型为0.705-2.531、A342E型为型为0.753-2.531）。）。行星齿轮式变速器是由行星齿轮机构和换档执行机构组成的变速器。行星齿轮式变速器是由行星齿轮机构和换档执行机构组成的变速器。(Continuously Variable Transmi
10、ssionCVT)特点特点：974.25)5.41(5.32502)1(21201 imaz5.1125.4251212 izzmm75.239mm)11225(25.3)(221 zzmamm50.241mm)11325(25.3 a8047.2425020cos5.241arccoscosarccos aa 7179.220tan2)20inv8047.24inv)(11325(tan2)invinv)(2121 zzxx 2893.04286.27179.24286.25.3/)5.241250(/)(21 yxxmaay mm8555.8tan22/mm0647.920tan5.34.
11、122/5.3tan22/mm6484.371cosmm2231.82cosmm5.395mm1135.3mm5.87mm255.3221122b11b2211 mxmsmxmsddddmzdmzdmm2377.0mm)3179.125.01(5.3)(mm5250.0mm)4.125.01(5.3)(mm1001.7mm)2893.03179.11(5.3)(mm3875.7mm)2893.04.11(5.3)(2*a2f1*a1f2*a2a1*a1a xchmhxchmhxhmhxhmh mm9754.3952mm55.882mm7002.4092mm2750.10222f22f1f11f
12、2a22a1a11a hddhddhddhdd8893.24)2893.03179.11(211320cos113arccos4918.36)2893.04.11(22520cos25arccos)(2cosarccos2a1*a111a xhzz1137.1)8047.24tan8893.24(tan113)8047.24tan4918.36(tan2521)tan(tan)tan(tan212a21a1 zz 例例2：用齿条插刀按展成法加工一用齿条插刀按展成法加工一 渐开线齿轮，其基本参数为渐开线齿轮，其基本参数为h a*=1,c*=0.25，=20，m=4 mm，若，若 刀具移动速度刀具
13、移动速度v刀刀=0.001 ms 。试求：试求：1）切制）切制 z=12 的标准齿轮时，的标准齿轮时，刀具分度线与轮坯中心的距离刀具分度线与轮坯中心的距离 L应为多少？应为多少？被切齿轮的转速被切齿轮的转速n 应为多少？应为多少？2）为避免根切，切制）为避免根切，切制 z=12的的 变位齿轮时，其最小变位系数变位齿轮时，其最小变位系数 x min 应为多少？此时的应为多少？此时的L应为应为 多少？多少？n 是否需要改变？是否需要改变？解解：1）切制切制 z=12 的标准齿轮时，的标准齿轮时，齿轮分度圆半径：齿轮分度圆半径：r=m z/2=4 12/2=24 mmn=60 /2 =60 v刀刀/
14、2 r =60 0.001/224 0.001=0.39r/min 则被切齿轮的转速：则被切齿轮的转速：刀具分度线与轮坯分度圆作滚动刀具分度线与轮坯分度圆作滚动,有有 v刀刀=r =v刀刀/r 因刀具分度线应与轮坯分度圆相切因刀具分度线应与轮坯分度圆相切,故刀具分度线与轮坯中心的距离：故刀具分度线与轮坯中心的距离：L=24 mm 2）切制切制z=12的变位齿轮时的变位齿轮时,因因ha*=1,c*=0.25,=20,故故 最小变位系数：最小变位系数：被切齿轮的转速被切齿轮的转速 n 不变。不变。此时此时 L=24+xmin m=24+0.29 4=25.16mmx min=(17-z)/17=(17-12)/17=0.29 invtgzzxxinv 2121)(2
