【正文】 mission gear structural parameters, axis geometry design putation。 as well as the transmission and drive program structure design ， Structure by the process performance together, and fit and strong, smooth transmission and low noise, fuelefficient and low cost。 Key words: transmission 。 gear 。 synchrotron 。 design 3 第一章 緒論 變速器是用于改變發(fā)動機的轉矩及轉速，以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅動車輪牽引力及車速不同要求的汽車總成。設置變速器的目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。因此它的性能直接影響汽車的動力性和經濟性設計的參數源于微型轎車五菱宏光而開展的，設計中所采用的相關參數均來源于此種車型： 主減速比 最高時速 140km/h 輪胎型號 175/ 70 R14 發(fā)動機型號 L2B 最大扭矩 36004000r/min(rpm) 最大功率 5800r/min(rpm) 本設計側重于手動變速器的齒輪和軸的計算與校核，關于同步器和掛檔機構由 10級學生朱繼軍完成。 。 手動變速器的應用與發(fā)展 面對日益增長的乘用車市場，乘用車變速器的市場規(guī)模也將越來越大。 20xx 年中國手動檔乘用車共銷售 萬臺。在中國每個大 城市 路況越來越擁堵的今天，堵車時走走停停的狀態(tài)下，手動擋操作繁瑣的劣勢更為突出。因此，目前國內轎車市場上，手動擋車型的市場正在被各式各樣的自動擋車型蠶食，而在汽車工業(yè)高度發(fā)達的歐洲，手動擋車型依舊占有很大的市場份額。這說明，在許多追求純粹駕駛樂趣的人眼里，那種離合器 、油門以及擋桿之間綿密細膩的配合樂趣是自動擋所無法替代的。 變速器作 用 （ 1）、改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時使發(fā)動機在有利的工況下工作； （ 2）、在發(fā)動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛； 4 （ 3）、利用空檔，中斷動力傳遞，以使發(fā)動機能夠起動、怠速，并便于發(fā)動機換檔或進行動力輸出。 變速器的形式 汽車變速箱大致分為以下類型： 手動變速器（ MT） 手動變速箱稱手動變速器（ ManualTransmission，簡稱 MT）又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能 改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。踩下離合時，方可撥得動變速桿。 2）自動變速器（ AT） AT(automatic transmission)代表自動變速器， 自動變速器又稱自動檔。自動變速器由：液力變扭器、行星齒輪變速器、控制機構組成。自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞的優(yōu)點，已成為現代轎車配置的一種發(fā)展方向。裝有自動變速器的汽車能根據路面狀況自動變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會被換擋搞得手忙腳亂。 汽車自動變速器常見的有三種型式：分別是液 力自動變速器(AT)、機械無級自動變速器 (CVT)、電控機械自動變速器 (AMT)。目前轎車普遍使用的是AT， AT 幾乎成為自動變速器的代名詞。 AT 是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變扭器是 AT 最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。 3）電腦控制液力換擋機械式變速器（ AMT） AMT 變速箱是在干式離合器和齒輪變速器基礎上加裝微機控制的自動變速系統，能根據車速、油門、駕駛員命令等參數，確定最佳檔位控制原來由 駕駛員人工完成的離合器分離與接合、換檔手柄的摘檔與掛檔以及發(fā)動機的油門開度的同步調節(jié)等操作過程，最終實現換檔過程的操作自動化。 AMT 變速箱采用的是手動變速箱的齒輪式機械變速模式，相對于傳統自動變速箱的液體傳動 4） CVT 無級變速箱 /CVT 帶擋位的變速箱 無級變速箱有著連續(xù)的變速比。其一直因為價格、尺寸及可靠性的關系而沒有大量裝備汽車。改進的設計使得 CVT 的使用已比較普遍。國產 AUDI CVT 變速箱通過離合器與發(fā)動機相連，這樣，變速箱的輸入軸就可以和發(fā)動機達到同步轉速。 5） 雙離合變速箱 （ DCT） 雙離合變速箱簡稱 DCT，英文全稱為 DualClutchTransmission，中文翻譯過來應該為“雙離合變速器”，因為其有兩組離合器，所以也有不少人干脆就叫它雙離合變速器。 5 離合器位于發(fā)動機與變速器之間， 發(fā)動是機 與 變速器 動力傳遞的“開關”，它是一種既能傳遞動力，又能切斷動力的傳動機構。它的作用主要是保證汽車能平穩(wěn)起步，變速換擋時減輕 變速齒輪 的沖擊載荷并防止傳動系過載。在一般汽車上，汽車換檔時通過離合器分離與接合實現，在分離與接合之間就有動力傳遞暫時中斷的現象。這在普通 汽車 上沒有什么影響，但在爭分奪秒的賽車上，如果離合器掌握不好動力跟不上，車速就會變慢，影響成績。 6） 序列變速箱 序列式變速箱 (SEQUENTIAL Manual Gearbox ) 全稱序列式手動變速箱 也稱直齒變速箱。它區(qū)別于 HGEAR 的只是操作方法，加檔和減檔只需要前后推拉排擋桿就可以完成降檔和加檔。而不是自動換檔由于普通波箱的斜齒配錐形同步器的設計雖然便于操作，噪音小，但是動力流失過多，只適用于民用車型。因此賽車波箱大都采用了直牙無同步器設計來減少傳動系統上的動力流失，增加輪下馬力。但是，直牙波箱的缺點在于，對車手的駕駛技術要求高， HEELTOE 時的補油必須精確到剛好適合下一檔的轉速，同時H 檔在操作時又很容易產生“錯檔”，而以上兩個失誤出現任何一個，都有可能損壞整個波箱。 手動變速器工作原理 手動變速箱是有不同齒比的齒輪組構成的，它工作的基本原理就是通過切換不同的齒輪組，來實現齒比的變換。作為分配動力的關鍵環(huán)節(jié)，變速箱必須有動力輸入軸和輸出軸這兩大件，再加上構成變速箱的齒輪，就是一個手動變速箱最基本的組件。動力輸入軸與 離合器 相連，從 離合器 傳遞來的動力直接通過輸入軸傳遞給齒輪組，齒輪組是由直徑不同的齒輪組成的，不同的齒輪比例所達到的動力傳輸效果是完全不同的，平常駕駛中的換擋也就是指換齒輪比。 輸入軸，通過 離合器 和 發(fā)動機 相連，軸和上面的齒輪是一個硬連接的部件。輸入軸和中間軸的兩個齒輪是處于常嚙合狀態(tài)的，因此當輸入軸旋轉時就會帶動中間軸的旋轉。輸出軸，它也叫輸出軸直接和驅動軸相連（只針對后輪驅動，前驅一般為兩軸），再通過差速器 來驅動汽車。 當車輪轉動時同樣會帶著花鍵軸一起轉動，此時，軸上的齒輪可以在花鍵軸上發(fā)生相對自由轉動。因此，在 發(fā)動機 停止，而車輪仍在轉動時，齒輪和中間軸處在靜止狀態(tài)，而花鍵軸則隨車輪轉動。這個原理和自行車后軸的飛輪很相似。齒輪和花鍵軸是由套筒來連接的，套筒隨著花鍵軸轉動，但同時也可以在 花鍵軸上左右自由滑動來嚙合齒輪。 6 第二章 變速器 總體方案設計 變速器的性能要求 變速器的性能要求對變速器的要求，除一般便于制造，使用，維修以及質量輕，尺寸緊湊外主要還有以下幾點： 1）保障汽車有必要的動力性和經濟性 2）設置空擋，用來切斷發(fā)動機動力向驅動輪的傳輸 3）設置倒檔，讓汽車能倒退行駛 4）換擋迅速，省力，方便 5）工作可靠，行駛過程中，變速器不得有跳擋，亂擋以及換擋沖擊等現象發(fā)生 6）變速器應有高的工作效率 7）變速器工作噪聲低 變速器的結構方案 變速傳動機構是變速器 的主題，按工作軸的數量（不包括倒檔軸）可分為兩軸式變速器和三軸式變速器。 兩軸式變速器沒有中間軸， 只有輸入和輸出兩根軸的 變速器 。通常用在前驅車上輸入軸接受發(fā)動機傳來的動力輸出軸連接主減和 差速器 傳到半軸最后將動力傳到車輪 三軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動汽車和發(fā)動機后置后輪驅動的客車上。變速器輸入軸的前端經軸承支承在發(fā)動機飛輪上，輸入軸上的花鍵用來裝設離合器的從動盤，而輸出軸的末端經花鍵與萬向節(jié)連接。各傳動方案的共同特點是：變速器的輸入軸后端與常嚙合主動齒輪做成一體。絕大多數方案的輸出軸前端經軸承支承在輸入軸后端的孔內，且保持兩軸軸線在同一直線上，經嚙合套將它們連接后可得到直接檔。是直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動機轉矩經變速器輸入軸和輸出軸直接輸出，此時變速 器傳動效率高，可達 90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少。因為直接檔的利用率要高于其它檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其它前進檔位工作時，變速器傳遞的動力需要經過設置在輸入軸、中間軸和輸出軸上的兩對齒輪傳遞，因此在變速器中間軸與輸出軸之間的距離（中心距）不太大的條件下，一檔仍然有較大的傳動比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動；多數傳動方案中除一檔外的其它檔位換檔機構，均采用同步器或嚙合套換檔，少數結構的一檔也采用同步器或嚙合齒套換檔，還有各檔同步器或嚙 合套多 7 數情況下裝在輸出軸上。 本設計選用的汽車車型為五菱宏光，其采用的是發(fā)動機前置后輪驅動，采用三軸式變速器較合理。 齒輪型式 齒輪形式有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪。 有級變速器結構的發(fā)展趨勢是增多常嚙合齒輪副的數目，從而可采用斜齒輪。與直齒圓柱齒輪比較，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長，工作時噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍復雜，工作時有軸向力。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪數增加，并導致變速器的轉動慣量增大。 直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。 因此倒檔采用直齒輪傳動方案，即除一檔和倒檔外，均采用斜齒輪傳動。 軸承型式 變速器軸承常采用圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。 在本設計中，輸入軸常嚙合齒輪及輸出軸上齒輪由于內腔尺寸較小，所以采用滾針軸承。變速器輸入軸、輸出軸的后部軸承按直徑系列選用深溝球軸承或圓柱滾子軸承。中間軸前、后軸承采用深溝球軸承。 換檔結構型式 現在大多數汽車的變速器都采用同步器換檔。采用同步器換檔可保證齒輪在換檔時不受沖擊，使齒輪強度得以充分發(fā)揮，同時操縱輕便，縮 短了換檔時間，從而提高了汽車的加速性、經濟性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實現操縱自動化。其缺點是結構復雜，制造精度要求高，軸向尺寸有所增加，銅質同步環(huán)的使用壽命較短。目前，同步器廣泛應用于各式變速器中。 在本設計中所采用的是鎖環(huán)式同步器，該同步器是依靠摩擦作用實現同步的。但它可以從結構上保證結合套與待嚙合的花鍵齒圈在達到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。 8 換檔位置結構圖 21 變速器的傳動方案 通過對變速器型式、傳動機構方案及主要零件結構方案的分析與選擇，并根 據設計任務與要求，最終確定的傳動方案如圖 22 所示。其傳動路線： 一檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 10→ 9→ 11 間同步器→二軸→輸出 二檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 8→ 7→ 7間同步器→二軸→輸出 三檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 6→ 5→ 7間同步器→二軸→輸出 四檔：為直接檔，即一軸→ 1→ 3 間同步器→二軸→輸出 五檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 4→ 3→ 3間同步器→二軸→輸出 倒檔：一軸→ 1→ 2→中間軸→ 12→ 13→ 11→ 11 間同步器→二軸→輸出 傳動方案圖 22 9 第三章 變速器齒輪參數的選擇與主要零件的選擇 檔位數和傳動比 近年來，為了降低油耗，變速器的檔數有增加的趨勢。目前，乘用車一般用 4~5 個檔位的變速器。本設計也采用 5 個檔位。 選擇最低檔傳動比時，應根據汽車最大爬坡度、驅動輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅動輪的滾動半徑等來 綜合考慮、確定。 汽車爬陡坡時車速不