【正文】 功率，提高汽車的動(dòng)力性。所以： 變速器中心距 的確定 中心距 是一個(gè)基本參數(shù)，其大小不僅對(duì)變速器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小有影響，而且對(duì)輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。 此外，受一檔小齒輪齒數(shù)不能過少的限制，要求中心距也要取大些。選擇模數(shù)時(shí)應(yīng)考慮到當(dāng)增大齒寬而減小模數(shù)時(shí)將降低變速器的噪聲，而為了減小變速器的質(zhì)量，則應(yīng)增大模數(shù)并減小齒寬和中心距。由于工藝上的原因，同一變速器中的接合齒模數(shù)相同。對(duì)轎車，為加大重合度已降低噪聲，取小些；對(duì)貨車，為提高齒輪承載力，取大些。、 25176。 斜齒輪在變速器中得到廣泛的應(yīng)用。為宜；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)選用較大螺旋角。 考慮到盡可能縮短變速器的軸向尺寸和減少質(zhì)量，應(yīng)該選用較小的齒寬。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) m(mn)的大小來選定齒寬 直齒 mkb c? ， ck 為齒寬系數(shù)，取為 ～ ； 斜齒 ncmkb? ， ck 取為 ～ 。 齒頂高系數(shù) 齒頂高系數(shù)對(duì)重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對(duì)滑動(dòng)速度、輪齒根切和齒 20 頂厚度等有影響。 齒 輪的修正 為了改善齒輪傳動(dòng)的某些性能，常對(duì)齒輪進(jìn)行修正。 變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。當(dāng)齒數(shù)和多的齒輪副采用標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)或高度變位時(shí)，則對(duì)齒數(shù)和少些的齒輪副應(yīng)采用正角度變位。對(duì)于高檔齒輪，其主要損壞形勢(shì)是齒面疲勞剝落，因此應(yīng)按保證最大接觸強(qiáng)度和抗膠合及耐磨損最有利的原則選擇變位系數(shù)。但是由于輪齒的剛度較小，易于吸收沖擊振動(dòng)，故噪聲要小些。 取各擋的模數(shù)均為 ，壓力角均為 20176。 先求其齒數(shù)和 hz 斜齒 : nh mAz ?cos2? 22 = 20cos752 ??　 = 取整為 51 即 ?1z 15， ?2z 5115=36 一擋實(shí)際傳動(dòng)比為 1536121g ??? zzi 當(dāng)量齒數(shù)為： o s 311 ?? ?zzv o s 322 ?? ?zzv 總的邊位系數(shù)為： 13 )(39。 ??? invinv t? )(539。1 ?? ?? mmdd tt 0 5c o s/c o s 39。 當(dāng) z7 與 z8 嚙合時(shí)，節(jié)圓半徑為 ?；蛘咄ㄟ^各軸的中。當(dāng) z18 與 z16 嚙合時(shí)，節(jié)圓半徑為 。2 ?? ?? 其余各齒輪參數(shù)見下表 注：當(dāng) z1 與 z2 嚙合時(shí)，節(jié)圓半徑為 。 os 20t a nc ost a nt a n t ????????? ???? nt 23 分度圓直徑： mmmzd n 20c os os11 ????? ? mmmzd n os os22 ????? ? 齒頂高： ? ? mmmyxh na )0 0 3 (h nn1an1 ????????? ? ? ? mmmyxh na )(h nn2an2 ????????? ? 齒根高： ? ? mmmxch nf )(h n1an1 ???????? ?? ? ? mmmxch nf )2 6 0 (h n2an2 ???????? ?? 齒全高： ? ? mmmych )0 0 3 (2h nnan ????????? ?? 齒頂圓直徑： mmhdd a 11a1 ?????? mmhdd a 22a2 ?????? 齒根圓直徑： mmhdd ff 111 ?????? mmhdd ff 222 ?????? 節(jié)圓直徑 : mmdd tt o s/c o s 39。 對(duì)一 檔 齒輪進(jìn)行變位： 端面壓力角 t? ： 端面嚙合角 ,t? ： 39。 確定各 檔齒輪 齒數(shù)及其參數(shù) 一檔齒輪選用斜齒圓柱齒輪，模數(shù) nm =，壓力角 ?? 20176。 變速器各檔齒輪齒數(shù)的分配 變速器的傳動(dòng)示意圖見下圖 圖 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的 檔 數(shù)、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各 檔 齒輪的齒數(shù)。對(duì)于低檔齒輪，由于小齒輪的齒根強(qiáng)度較低，加之傳遞載荷較大，小齒輪可能出現(xiàn)齒根彎曲斷裂的現(xiàn)象。對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，還可通過選擇合適的螺旋角來達(dá)到中心距 相同的要求。 有幾對(duì)齒輪安裝在中間軸和第二軸上組合并構(gòu)成的變速器，會(huì)因保證各檔傳動(dòng)比的需要，使各相互嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒輪強(qiáng)度想接近的程度。 齒輪的變位是齒輪設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。因此，從前因齒輪加工精度不高，并認(rèn)為輪齒上受到的載荷集中齒頂上，所以曾采用過齒頂高系數(shù)為 ～ 的短齒制齒輪。 第一軸常嚙合齒輪副的齒寬系數(shù) ck 可取大些，使接觸線長度增加，接觸應(yīng)力降低，以提高傳動(dòng)平穩(wěn)性和齒輪壽命。齒寬窄又會(huì)使齒輪的工作應(yīng)力增加。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡，以減少軸承負(fù)荷，提高軸承壽命。從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，不希望用過大的螺旋角，以 15176。等，但普遍采用 30176。所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為 20176。選取較小的模數(shù)值可使齒數(shù)增多，有利于換 檔 。 表 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)（ mm） 車型 乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量 V/L 貨車的最大總質(zhì)量 am /t ＞ V≤ ＜ V≤ ＜ am ≤ am ＞ 模數(shù) nm /mm ～ ～ ～ ～ 設(shè)計(jì)時(shí)所選模數(shù)應(yīng)符合國標(biāo) GB135778 規(guī)定（表 ）并滿足強(qiáng)度要求。 變速器的中心距 A (mm)可根據(jù)對(duì)已有變速器的統(tǒng)計(jì)而得出的經(jīng)驗(yàn)公式初選，經(jīng)驗(yàn)公式為 ： () 式中 ： AK —— 中心距系數(shù)，乘用車： ，商用車： maxeT —— 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 (N因此，最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。 本設(shè)計(jì) 變速器的 最高檔 為 超速擋 ，其傳動(dòng)比為 ，一檔傳動(dòng)比初選為 ， 中間各檔的傳動(dòng)比按理論公 式gngn iiq 11?? （其中 n 為檔位數(shù)）求得公比。所以在本設(shè)計(jì)中，取 ?gi 。由最低穩(wěn)定車速，最高擋通常是直接擋，傳動(dòng)比為 ；有的變速器最高擋是超速擋，傳動(dòng)比為 ~，本設(shè)計(jì)取最高擋傳動(dòng)比為 6gi = 故有： 一般貨車的最大爬坡度約為 30%，即 max? =176。 表 任務(wù)書給定參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī) 最大輸出功率 96KW 發(fā)動(dòng)機(jī) 最大扭矩 220N a） b) c) 圖 本章小結(jié) 本章主要針對(duì) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和布置方案方案的確定以及變速器零、部件的結(jié)構(gòu)的確定，為總體設(shè)計(jì)提供必要依據(jù)。 3． 將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐 角（一般傾斜 2～ 3176。為解決這個(gè)問題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種： 1． 將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開，如圖 所示。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車倒 檔 傳動(dòng)采用圖 所示方案。圖 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換 檔 更為輕便，且能獲得較大的倒 檔 傳動(dòng)比。 圖 為常見的倒 檔 布置方案。 變速器 倒 檔 布置方案分析 與前進(jìn) 檔 位比較，倒 檔 使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒 檔 ，故多數(shù)方案采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒 檔 。 2．中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。因兩軸式變速器不能設(shè)置直接擋，所以在高擋工作時(shí)齒輪和軸承均承載，不僅工作噪聲增大，也增加了磨損，這是它的缺點(diǎn)。 兩軸式變速器和中間軸式變速器的特點(diǎn)分析 DSG 的機(jī)械變速器部分與兩軸式和中間軸式變速器的結(jié)構(gòu)上是不同的，但 DSG中齒輪布置、軸的設(shè)計(jì)計(jì)算均可借鑒于兩軸軸式和中間軸變速器，所以在這里要簡(jiǎn)單的了解一下兩軸及中間軸式變速器的特點(diǎn)。 最高擋通常是直接擋，傳動(dòng)比為 ；有的變速器最高擋是超速擋，傳動(dòng)比為 ~。商用車變速器采用 4~5 個(gè)擋或是多擋。擋數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，并且是輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜，而且相鄰擋位之間的比值在 以下，該值越小換擋工作越容易進(jìn)行。故其變速器部分設(shè)計(jì)方法同機(jī)械式變速器，而機(jī)械式 變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括齒輪副 的 數(shù)目、 齒輪的 轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等 。本 次設(shè)計(jì)的 主要 內(nèi)容： （ 1） 變速器基本 參數(shù) 的 計(jì)算。故對(duì)對(duì)齒輪進(jìn)行了彎曲疲勞強(qiáng)度校核和接觸疲勞強(qiáng)度校核，對(duì)于軸來說，變速器工作時(shí)，由于齒輪上有圓周力、徑向力和軸向力的作用，變速器的軸要承受轉(zhuǎn)矩和彎矩。一般變速器升檔總是一檔一檔地進(jìn)行的，而降檔經(jīng)常會(huì)跳躍地降檔， DSG 變速器在手動(dòng)控制模式下也可以進(jìn)行跳躍降檔。當(dāng)變速器進(jìn)入 2 檔后，退出 1 檔，同時(shí) 3 檔預(yù)先結(jié) 合。這 使得快速換檔成為可能，維持了換檔時(shí)的動(dòng)力傳遞。其中最具創(chuàng)意的核心部分是雙離合器和機(jī)械部分變速箱中的兩軸式的輸入軸。最新的電子系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)控制著離合器，正如標(biāo)準(zhǔn)的自動(dòng)變速箱中的一樣。 （ 4）電子控制系統(tǒng) DCT 的電子控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集車輛運(yùn)行信息、駕駛員的操作指令，實(shí)時(shí)在線的對(duì)車輛的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合處理和判斷，并控制 DCT 的運(yùn)行。 雙離合器變速箱 (DCT)的檔位切換是由檔位選擇器來操作的，檔位選擇器實(shí)際上是個(gè)液壓馬達(dá)，推動(dòng)撥叉就可以進(jìn)入相應(yīng)的檔位，由液壓控制系統(tǒng)來控制它們的工作。 （ a） 干式 （ b）濕式 圖 干式、濕式離合器產(chǎn)生的滑磨功 （ 3）液壓控制系統(tǒng) DCT 的液壓控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)接受電控系統(tǒng)的控制指令，對(duì)離合器和變速器的換擋機(jī)構(gòu)進(jìn)行操縱。離合器鼓與齒輪組相連，這樣就可以接受傳遞過來的力。 相對(duì)而言，在 DCT中使用濕式離合器更具有優(yōu)勢(shì)：其傳遞扭矩大，可以通過增加摩擦片數(shù)來提高摩擦扭矩；結(jié)構(gòu)布置方便，摩擦片磨損均勻，使用中不需要專門調(diào)整 6 摩擦片間隙；可以較容易的通過控制濕式離合器的工作壓力來控制其傳遞扭矩的大小，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的扭矩控制。其滑磨功特性如圖 （ b） ,所示。 干式離合器可以通過壓 板和飛輪吸收較大熱量，對(duì)滑磨產(chǎn)生熱量的速度不敏感，但因?yàn)榭諝馍彷^慢，熱量不易在短時(shí)間內(nèi)散發(fā)出去，因此它受滑磨產(chǎn)生的總熱量的限制。與傳統(tǒng)的離合器從動(dòng)盤式扭轉(zhuǎn)減振器相比， 雙質(zhì)量飛輪式扭轉(zhuǎn)減振器還可加大減振彈簧位置半徑，降低減振彈簧剛度并允許增大轉(zhuǎn)角，不僅在常用車速范圍內(nèi)的減振和隔振 5 效果好，而且對(duì)怠速噪聲也能實(shí)現(xiàn)更有效的控制，堪稱高效能廣譜減振器。 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理 雙離合器式自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) DCT 主要包括帶扭轉(zhuǎn)減振器的濕式離合器系統(tǒng)、按 DCT 工作原理配置的變速器及換擋系統(tǒng)和相應(yīng)的控 制系統(tǒng)。而 GIF公司針對(duì)我國汽 4 車市場(chǎng)對(duì)節(jié)能環(huán)保小排量車的需求，又通過其獨(dú)資企業(yè) GRC吉孚動(dòng)力技術(shù)（中國）有限公司將專門為經(jīng)濟(jì)型小車設(shè)計(jì)的 KRG變速器技術(shù)帶到中國市場(chǎng)，希望尋找整車廠進(jìn)行技術(shù)合作。目前在產(chǎn)業(yè)化過程中實(shí)際得到應(yīng)用的自動(dòng)變速器主要有四種類型：液力自動(dòng)變速器（ AT）、機(jī)械自動(dòng)變速器（ AMT）、無極變速器（ CVT）、雙離合自動(dòng)變速器（ DCT）。2021 年， DSG 應(yīng)用在德國大眾高爾夫 R32 和奧迪 TT V6 上。奧迪汽車公司的新型 奧迪 TT 跑車和新奧 迪 A3都已經(jīng)裝置了這種 DSG。車輛實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換檔過程，將大大提高換檔舒適性，同時(shí)也保證車輛具有良好的燃油經(jīng)濟(jì)性，使車輛油耗和排放等方面得到改善 [1]。博格華納因其產(chǎn)品創(chuàng)新和加工精細(xì)而贏得了 2021 年度北美供應(yīng)商超級(jí)大獎(jiǎng)。目前雙離合變速器的核心技術(shù)掌握在美國博格華納 (BWarner)和德國舍弗勒 (Schaeffler)集團(tuán)手中。 雙離合器自動(dòng)變速器具有高效率和舒適性，自從問世以來，已經(jīng)取得了巨大的市場(chǎng)。 隨著市場(chǎng)對(duì)于車輛平順舒適、高效節(jié)能的要求不斷升級(jí)，大眾公司和博格華納攜手突破技術(shù)界限，打造出了一款換檔平順動(dòng)感，大幅度減少能耗，且能夠配合于大扭矩，大排量發(fā)動(dòng)機(jī)的變速器 ——DSG 雙離 合自動(dòng)變速器。 人們所熟知的變速器一般有手動(dòng)變速器和自動(dòng) 變速器。