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（独家原创）机械式六档变速器设计（全套CAD图纸）

确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度和强度验算。欲求中间轴式变速器第轴的支点反作用力，必须先求第二轴的支点反力，因为第二轴是架在第轴上的。档位不同，不仅齿轮上的圆周力径向力和轴向力不同，而且力到支点的距离也有变化，所以应当对每个档位都进行验算。作用在第轴上的转矩应取发动机最大扭矩。轴的挠度和转角计算时仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。第轴常啮合齿轮副，因距离支承点近负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。轴在垂直面内的挠度为，在水平面内挠度为和转角，可分别用下式计算式中齿轮的径向力齿轮的圆周力弹性模量，取.惯性矩，对于实心轴，轴的直径。齿轮上的作用力矩支座的距离支座间的距离。轴的全挠度。齿轮所在平面的转角不应该超过.。根据上面的计算公式可以得到在各档工作时，输出轴和中间轴的挠度和转角。如下表.所示。表.轴的挠度和转角档二档三档四档五档倒档挠度输出轴中间轴转角输出轴中间轴通过分析上面的分析得到各档工作时，各轴的刚度满足要求。轴的强度验算变速器上的轴收到弯矩和扭矩，所以按弯扭合成来校核轴。因为档的齿轮的受力最大，所以只校验档时的轴强度即可。档上使用的是直齿轮，齿轮啮合的圆周力径向力以及轴向力按下面的公式计算转矩•节员直径压力角计算轴的弯扭合成强度，先做出轴的计算简图，然后分别按水平面和垂直面计算各力产生的弯矩，并按计算结果分别做出水平面上的弯矩和垂直面上的弯矩。然后按照下面的公式计算弯矩。式中,轴所受的弯矩，•轴的水平方向弯矩，•轴的垂直方向弯矩，•已知轴的弯矩和扭矩之后，可针对些危险的截面做弯扭合成强度校核计算。计算公式为式中,轴的计算应力，轴所受的弯矩，•轴所受的扭矩，•轴的抗弯截面系数，折合系数因为轴的扭转切应力和弯曲应力都是对称循环应力，所以取折合系数。轴的抗弯截面系数可以按下面的公式计算式中，是轴的直径。根据上面的计算方法，计算的结果为输出轴的应力为，中间轴的应力为。所以轴的强度满足要求。.花键输出轴上的同步器周向定位是用矩形花键定位。下面进行花键的设计和校核。花键的设计根据轴的实际情况，在五六档处和倒档上连接同步器的花键小径，大径,花键齿数，齿宽。在三四档和二档上连接同步器的花键小径，大径，花键齿数，齿宽。花键的校核花键的主要失效形式是工作面被压溃静连接或工作面过度磨损动连接。因此，静连接通常按工作面上的挤压应力进行强度计算，动连接则按工作面上的压力进行条件性的强度计算。本设计中同步器与花键是静连接，花键的强度按下面的公式计算式中载荷分布不均系数，取.，花键的齿数齿的工作长度花键齿侧面的工作高度花键的平均直径花键连接的许用压力,取代入数据计算得到四个花键强度如下表表.花键强度五六档花键三四档花键二档花键倒档花键强度通过分析上面的分析花键满足设计要求。同步器设计与计算同步器的设计主要有同步器的尺寸和同步器的参数选择等。.同步器结构同步器结构如下图.所示图.同步器,同步环滑块啮合套座花键毂啮合套输入轴同步器主要由同步环滑块花键毂和啮合套组成。同步器工作可靠耐用，在现代汽车机械式变速器中得到广泛使用。.同步器工作原理同步器的工作原理是利用被接合件的惯性防止同步前挂档。同步器挂档过程可以分为三个阶段。第阶段，在变速器换档拨叉的推动下，啮合套离开中间位置作轴向移动，使摩擦元件的两摩擦表面相接触，惯性力矩引起的转速差产生的摩擦力矩使锁止元件转至锁止位置，完成锁止过程，以阻止同步前挂档，这时摩擦力矩大于脱锁力矩，使锁止可靠。如图.第二阶段，在继续施加的轴向力作用下，经锁止面传至摩擦表面的正压力不断加大，使摩擦副在滑磨过程中的两摩擦表面的角速度逐渐接近，当摩擦力矩克服了被接合部分的惯性力矩后，两摩擦表面间的转速差及摩擦力矩均消失，完成同步过程第三阶段，摩擦力矩消失后，轴向力仍作用在锁止元件上，锁止面正压力的切向分力产生的脱锁力矩使锁止元件倒转个角度，使两锁止面脱离接触，完成脱锁过程，让同步器顺利地同步，如图.。所示图.同步器啮合过程同步器锁止同步器换挡.同步器主要尺寸确定接近尺寸同步器换档的第阶段中间，在滑块侧面压在锁环缺口侧边的同时，且啮合套相对滑块做轴向移动前，啮合套接合齿与锁环接合齿倒角之间的轴向距离，称为接近尺寸，如图.所示。尺寸应大于零，取。接近尺寸滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿中心线间的距离，称为分度尺寸，如图.所示。分度尺寸应该等于接合齿齿距的。式中取，得.图.捏合器间隙啮合套接合齿滑块同步环齿轮接合齿滑块转动距离滑块在锁环缺口内转动距离如图.所示。