【正文】 ................................................................ 22 軸的工藝要求 ................................................................................................. 22 初選的軸的直徑 ............................................................................................. 22 軸的剛度驗算 ................................................................................................. 22 第一軸 ................................................................................................. 23 2 二軸的剛度 .......................................................................................... 23 中間軸的剛度 ...................................................................................... 26 軸的強度計算 ................................................................................................. 29 第一軸 ................................................................................................. 29 第二軸的強度校核 ............................................................................... 30 中間軸強度校核 ................................................................................... 31 6 變速器同步器的設計 ................................................................................................. 34 同步器概述 .................................................................................................... 34 同步器主要參數的確定 ................................................................................... 35 摩擦因數 f ........................................................................................ 35 錐面半錐角 ? .................................................................................... 35 摩擦錐面平均半徑 R .......................................................................... 35 鎖止角 ? ........................................................................................... 35 7 變速器操縱機構設計 ................................................................................................. 36 8 經濟技術分析 ........................................................................................................... 37 結論 ............................................................................................................................... 38 致謝 ..................................................................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文 獻 ........................................................................................................................ 39 1 引言 世界上第一臺汽車是由德國工程師卡爾 .苯茨 (Kart Benz)在 1886 年發(fā)明的，當時并沒有變速器。目前被廣泛承認的第一臺汽車變速器則出現在 1894年。法國工程師路易師雷納本哈特和埃米爾拉瓦索爾在其制造的本哈特— 拉瓦索爾汽車上準備了他們發(fā)明的變速器。直到 1904 年，本哈特 — 拉瓦索手操作滑動齒輪變速器被汽車界普遍采用，從此改變了汽車的傳動系統(tǒng)，變速器也正式踏進歷史舞臺。而當時變速器的原理，和現在手動變速器 的原理幾經基本相同了。 汽車在起步的時候，需要大的扭矩推動，小的轉速即可；而在高速公路巡航的時候，汽車需要一個比較小的扭矩，和一個比較高的轉速，利用慣性就能一直在高速上飛奔；而在超車的時候，汽車既需要大的扭矩作為加速之用，又需要很快的速度攀升。扭矩和轉速綜合起來就是發(fā)動機的功率，因此，只有當汽車在很高的速度運動時，才有可能迫使發(fā)動機輸出最大功率。 發(fā)動機的輸出轉速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉速區(qū)出現。為了發(fā)揮發(fā)動機的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來協(xié)調發(fā)動機的轉速和車輪的實際行駛速度。就是由于發(fā)動 機和汽車需求之間的矛盾，才有了變速器生存的原因。變速器可以在汽車行駛過程中，在發(fā)動機和車輪之間產生不同的變速比，通過換擋可以使發(fā)動機工作在其最佳的動力性能狀態(tài)下。如果用一句話來概括變速器的作用，那就是：改變發(fā)動機的扭矩和轉速，使其適應車輛瞬時的需求。 為了滿足汽車和發(fā)動機在不同的速度下都能協(xié)調工作，變速器往往被設計成具有多個擋位可以選擇。變速器的擋位設計也是隨著發(fā)動機不斷地進步而進步的，早期的發(fā)動機功率不足，因此變速器能起到的都是減速增扭，傳動比都是大于 1 的。但隨著發(fā)動機功率越來越強勁，現代轎車一般都具備傳 動比小于1的擋位。 由于變速器的作用就是將發(fā)動機的轉速變成車型行駛需要的轉速 (姑且忽略傳動系統(tǒng)上另一個相對簡單很多的減速部件 )，因此變速范圍和檔位數量就顯得格外重要。爭論和分歧也是從此而來。不過電動機具有和內燃機完全不一樣的特點，現在甚至已經出現了直接套上輪子就可以驅動的電動機。而就在這個電驅時代全面來臨之前，變速器正在進行一場史無前例的大戰(zhàn)。 2 1 緒論 本課題研究的目的和意義 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器設計是汽車設計中重要的環(huán)節(jié)之一。盡管 近年來，自動變速器和無經變速器技術迅猛發(fā)展，對長期以來主導市場地位的手動變速器產生很大沖擊，但手動變速器已應用了很長一段時期，經過反復改進，成為現在的形式，制造技術趨于成熟化，與其它種變速器相比較，具有以下優(yōu)點： 1. 手動變速器結構簡單，制造工藝成熟，制造成本低，性價比高。 2. 靠駕駛員直接操縱變速杠桿進行抵擋，抵擋機構簡單，工作可靠。 3. 手動變速器傳動效率高，理論上比自動變速器更省油。 4. 維修方便，維修成本低。 在市場經濟形勢下，特別是當前國家對汽車變速器產品還拿不出完整規(guī)劃的情況下，尋求引進更先進的汽車變速器，改進 現有的變速器，從市場廣度開發(fā)轉變?yōu)樯疃乳_發(fā)，使產品系列化，通用化，標準化，組織好精益生產，降低成本，提高產品質量，才能逐步縮短同世界先進技術水平的差距。 本課題研究現狀和發(fā)展 變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，其技術的發(fā)展，是衡量汽車技術水平的一項重要依據。 21 世紀能源與環(huán)境、先進的制造技術、新型材料技術、信息與控制技術等是科學技術發(fā)展的重要領域，這些領域的科技進步推動了變速器技術的發(fā)展。目前國內外的變速器主要向著自動變速器方向發(fā)展，自動變速器在實際中所占的比例越來越大，目前有一半以上的轎車和 部分重型載貨汽車上使用的是自動變速器。變速器作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，其技術的發(fā)展，是衡量汽車技術水平的一項重要依據。 手動變速器的優(yōu)勢建立在機械傳動效率高和駕駛員良好的駕駛技術之上，以操縱輕便和縮短抵擋時間為改進方向。自動變速器則以提高傳動效率為努力方向，通過變速器與整車發(fā)動機的智能優(yōu)化匹配達到安全、舒適、可靠和節(jié)能的目標。 變速器技術的發(fā)展動向如下： 1． 節(jié)能與環(huán)境保護。變速器的節(jié)能與環(huán)境保護既包括傳動系統(tǒng)本身，又包括與發(fā)動機的智能優(yōu)化匹配。因此，研究高效率的傳動系統(tǒng)來節(jié)約能源，采用零 3 污染的工作介質來 避免污染，根據發(fā)動機的特性和行駛工況來設計變速器，以保證汽車在最高傳動效率和最低污染物排放區(qū)運行，是目前變速器技術的主要發(fā)展方身。 2． 應用新型材料。材料科學與信息技術是 21 世紀重點發(fā)展的科學技術領域。各種新型材料在變速器中的應用已經推動了汽車技術的發(fā)展和性能的提高。鋁鎂合金、陶瓷材料、高分子聚合物、納米材料、梯度材料、表面鍍膜技術等獨特的性能特點，將對變速器的性能產生重要影響。 3． 高性能、低成本、微型化。高性能、高效、精密、低噪音、長壽命、重量輕、體積小、低成本一直以來是變速器的發(fā)展方向。要達到上述要求，可以進行變速器結構創(chuàng)新的研究，探索變速器的新類型：對傳動材料和機理進行研究，提高壽命，減小質量；進行變速器動力學特性和振動研究，以求提高特性、降低噪音、采用先進的制造技術來提高變速器的性能和降低成本。 4． 智能化、集成化。變速器智能化、集成化是信息、電子集成技術和控制技術與變速器技術的結合。其特點是根據發(fā)動機的特性和汽車的行駛工況，通過計算機智能控制，實現對變速器傳動比的實時控制，使發(fā)動機工作在最佳狀態(tài)。將變速器智能化，并且普及到大眾化的汽車上。這樣的汽車可以根據駕駛者的性情、路面的狀況、車身的負荷乃至周邊環(huán)境等多種 因素，挑選最適合的功能，實現智能化駕駛，以充分發(fā)揮車輛的性能，降低油耗，確保安全。 隨著科技的發(fā)展和汽車工業(yè)的不斷向前進步，汽車自動變速器會越來越多的得到應用。 4 2 變速器傳動機構布置方案 變速器類型的選擇 有級變速器與無級變速器相比，其結構簡單、制造低廉，具有高的傳動效率，因此在各類汽車上均得到廣泛的應用。 通常，有級變速器具有 5 個前進擋；重型載貨汽車和重型越野汽車則采用多擋變速器，其前進擋位數多達 6~16 個甚至 20 個。 根據前進擋的不同，變速器有三、四 、五和多擋幾種。根據軸的形式不同，可分為固定軸式和旋轉軸式兩大類。而前者分為兩軸式、中間軸（三軸式）式、兩中間軸式和多中間軸式變速器。其中兩軸式和三軸式應用最廣泛。 兩軸式變速器如圖 1 所示。多數方案的倒擋傳動常用滑動齒輪，其它擋位均用常嚙合齒輪會動。圖 1f 中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并用同步器換擋；圖1d 所示方案的變速器有輔助支承，用來提高軸的剛度。 在兩軸式變速器中，作為動力輸入軸的第一軸與作為輸出軸的第二軸為平行布置而省去中間軸，即各前進擋均由一對齒輪傳遞動力。與三軸式變速器相比，其結構簡單、 緊湊，且除最高擋（無直接擋）外，其它各擋的傳動效率均較高、噪聲較低。兩軸式變速器與離合器、主減速器的殼體連成一體，且主減速器主動齒輪就裝在變速器第二軸的輸出端。當發(fā)動機橫置時，主減速器還可以采用斜齒 5 圓柱齒輪。 三軸式變速器如圖 2 所示。圖 2 中的中間軸式四擋變速器傳動方案示例的區(qū)別為圖 2a、 b 所示方案有四對常嚙合齒輪，倒擋用直齒滑動齒輪換擋，圖 2 c所示傳動方案的二、三、四擋用常嚙合齒輪會動，而一、倒擋用直齒滑動齒輪換擋。 三軸式變速器第一、二軸同心并與中間軸平行。第一軸后端以與其成一體的常嚙合 齒輪及第二軸的各擋齒輪分別與中間軸的相應齒輪相嚙合，同步器或換擋齒輪裝在第