【正文】 工作。其中固定軸式應(yīng)用廣泛，有兩軸式和三軸式之分，前者多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，而后者多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。 倒檔的布置方案 變速器的種類 很多，按其傳動(dòng)比的改變方式可以分為有級(jí)、無(wú)級(jí)和綜合式。因?yàn)橹苯訖n的利用率高于其他檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其他前進(jìn)擋位工作時(shí)，變 速器傳動(dòng)的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)； 多數(shù)傳動(dòng)方案中除了一檔以外的其他檔位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或結(jié)合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或結(jié)合套換擋，還有個(gè)檔同步器或結(jié)合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。其特點(diǎn)是 ：變速器一軸后端與長(zhǎng)嚙合齒輪做成一體。但兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，工作噪音增大且易損壞；受結(jié)構(gòu)限制其一檔速比不能涉及的很大；對(duì)于前進(jìn)擋，兩軸式變速器輸入軸的傳動(dòng)方向與輸出軸的傳動(dòng)方向相反。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點(diǎn)。 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和布置方案的設(shè)計(jì) 二軸式變速器的特點(diǎn)分析 兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。 滿足汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。 （ 8） 變速器的工作噪聲低。 （ 6） 工作可靠，汽車行駛過(guò)程中，變速器不得有跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。 （ 4） 設(shè)置動(dòng)力傳輸裝置，需要時(shí)進(jìn)行 功率輸出。用來(lái)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的傳輸。 為保證變速器具有良好的工作性能，對(duì)變速器應(yīng)提出如下設(shè)計(jì)要求： （ 1） 保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)型。它作為汽車動(dòng)力系統(tǒng)重要的組成部分，主要用于轉(zhuǎn)變從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸傳出的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛 8 條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)輪牽引力以及車速的不同需求。 設(shè)計(jì)采用技術(shù)流程如圖 所示： 7 資 料 收 集 、 整 理整 體 設(shè) 計(jì) 方 案校 核 計(jì) 算A u t o C A D 二 維 總 裝 配 圖 、 零 件 部 分 設(shè) 計(jì)P r o / E 三 維 建 模轉(zhuǎn) 換 接 口A N S Y S 有 限 元 分 析是 否 合 理P r o / E 整 機(jī) 裝 配 及 干 涉 檢 查結(jié) 論 分 析撰 寫 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書是 否 合 理NYNYYN 圖 設(shè)計(jì)路線流程 第 2 章 變速的結(jié) 構(gòu)方案和確定 變 速 器主要參數(shù)的選擇 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在給定主要整車參數(shù)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)， 長(zhǎng)城賽影轎車 整車主要技術(shù)參數(shù)如表 所示： 表 長(zhǎng)城賽影轎車 整車主要技術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 車輪型號(hào) 235/75R15S 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 190N本次設(shè)計(jì)通過(guò)查閱近幾年的變速器資料，結(jié)合所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 7） 三維建模和有限元分析。 （ 6） 繪制變速器裝配圖及零件圖。 （ 5） 軸承的選擇與壽命計(jì)算。 （ 4） 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算。 （ 2） 變速器主要參數(shù)的選擇 變速器主要參數(shù)的選擇：檔數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、齒輪參數(shù)等。找到其已有的車輛參數(shù)，根據(jù)已學(xué)習(xí)的知識(shí)，根據(jù)所有參數(shù)對(duì)其變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并繪制出變速器的裝配圖，零件圖，建立三維模型并進(jìn)行有限元分析。其發(fā)展趨勢(shì)是：（ 1）提高傳動(dòng)效率，以提高油經(jīng)濟(jì)性，強(qiáng)化駕駛性能；（ 2）復(fù)雜精密的電子控制；（ 3）提高駕駛的舒適性；（ 4）保障行車安全。上述提到的情況，同時(shí)適用于前輪和后輪驅(qū)動(dòng)車輛的變速器。 手動(dòng)變速器 MT 由于價(jià)格合理、燃料消耗低，估計(jì)今后手動(dòng)變速器一定還會(huì)繼續(xù)獲得廣泛的應(yīng)用。如果駕駛員把油門踩到底，該程序立即切換到用于驅(qū)動(dòng)的特性圖，并轉(zhuǎn)換到低速擋，這時(shí)即使行車速度很低，發(fā)動(dòng)機(jī)也會(huì)以最大功率輸出所需的高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。 全新的電子控制系統(tǒng)中還包含了 DRP 動(dòng)態(tài)控制程序，它能對(duì)駕駛員使用油門踏板的方式進(jìn)行評(píng)估，從而確定是把重點(diǎn)放在性能上還是經(jīng)濟(jì)性上。 Multitronic 對(duì) 液壓控制系統(tǒng) 也作了優(yōu)化，它內(nèi)部有兩個(gè) 活塞 ，而且高壓油路和冷卻油路彼此是獨(dú)立的，這樣油泵輸油量就比常規(guī)配置中的輸油量要低得多，也就提高了變速器的效率，行駛性能也因此得到改善。 Multitronic 還利用了濕式多 片式離合器 ，取代了以前傳統(tǒng) CVT 和普通自動(dòng)變速器車上的液壓變矩器。此外，鏈條也是由很多的片組成，從而分化了其所承受的拉力，增加了傳輸轉(zhuǎn)矩的適應(yīng)性。 5 傳統(tǒng)的 CVT 的核心是數(shù)比變換器，由兩組輪盤組和一條張緊的鏈條組成。 CVT 無(wú)疑是變速最為平穩(wěn)的自動(dòng)變速器，但是它也有其弱點(diǎn)，比如傳動(dòng)帶容易損壞，無(wú)法承受較大的載荷等，這些技術(shù)上的難關(guān)使得它一直以來(lái)多應(yīng)用在小排量、低功率的汽車上。 這款變速器還有在崎嶇山路上減少 ―擋位搜索 ‖的換擋穩(wěn)定功能，帶有制動(dòng)助力的降擋監(jiān)視功能，電控發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)，以及適應(yīng)這些高動(dòng)力、高扭力的新式發(fā)動(dòng)機(jī)所需的新型雙片式扭力變換器。 性能運(yùn)算換擋系統(tǒng)（ PAS） ——它在關(guān)閉油門高速水平加速時(shí)自 動(dòng)調(diào)節(jié)擋位，在油門重新打開時(shí)降擋迅速提升動(dòng)力。變速器控制模塊根據(jù)駕駛行為來(lái)決定是否啟動(dòng)這一裝置。每個(gè)擋位上都有滑行離合器，能在所有五個(gè)擋位上進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。司機(jī)把排擋 桿推到 DSC 位置上后，輕輕一碰就可以在指定的范圍內(nèi)利落、流暢地實(shí)現(xiàn)加減擋。顯然，它比 4速自動(dòng)變速器具有更大的速比和更小的速比級(jí)差，因此變速時(shí)也就更加平順。目前常見的自動(dòng)變速器一般都是四速的，即有 4 個(gè)前進(jìn)擋。 對(duì)于液力自動(dòng)變速器來(lái)說(shuō)，它的內(nèi)部其實(shí)也有擋位之分，只是取消了離合器。世界上第一個(gè)自動(dòng)變速器就是 1940 年應(yīng)用在美國(guó)通用的奧斯 莫比爾 汽車上的，它是一臺(tái)串聯(lián)式行星齒輪結(jié)構(gòu)的液控變速器。可是， AMT 依舊需要復(fù)雜的電控系統(tǒng)來(lái)控制。 ECT 變扭器中的自動(dòng) 4 變速器油 (ATF)在高速運(yùn)動(dòng)中，由于油液分子間的內(nèi)摩擦和油液分子與各工作輪葉片表面間的摩擦所消耗的部分能量及泵輪、渦輪窄隙處油液剪切等原因會(huì)產(chǎn)生油液溫度升高造成功率損失，存在傳動(dòng)效率低油耗較大的不足， 另外還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及維修難度大等較明顯缺點(diǎn)。 從現(xiàn)代汽車變速器的市場(chǎng)狀況和發(fā)展來(lái)看，全世界的各大廠商都對(duì)提高 AT的性能及研制無(wú)級(jí)變速器 (CVT)表現(xiàn)積極，汽車業(yè)界非常重視 CVT 在 汽車上的實(shí)用化進(jìn)程。汽車變速器是汽車的主要裝置之一，汽車行駛速度隨工況、負(fù)荷的反復(fù)變化而不斷變化，因此需要汽車變速器傳動(dòng)比的適應(yīng)范圍盡量寬。盡管普通手動(dòng)齒輪變速器 (MT)，存在許多不足，但因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在仍大量使用。但上述智能化設(shè)計(jì)，還是不能最終解決 AT 油耗高傳動(dòng)效率低的問(wèn)題。在運(yùn)動(dòng)模式下，其設(shè)計(jì)的換檔規(guī)律曲線是控制變速器在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)換檔，獲取發(fā)動(dòng)機(jī)最多的功率，達(dá)到 提高整車動(dòng)力性能的目的。為解決 AT 油耗高、動(dòng)力性能低的問(wèn)題，汽車廠商為 AT 設(shè)計(jì)可供選擇的多種使用模式，使其智能化適應(yīng)不同駕駛需要。 ③ 半自動(dòng)操縱性變速器 有兩種型式：一種是常用的幾個(gè)檔位自動(dòng)操縱，其余檔位則由駕駛員操縱；另一種是預(yù)選式，即駕駛員預(yù)先用按鈕選定檔位，在踩下 離合器 踏板或松開加速踏板時(shí)，接通一個(gè)電磁裝置或液壓裝置來(lái)進(jìn)行換檔。 ② 自動(dòng)操縱性變速器： 其傳動(dòng)比選擇和換檔是自動(dòng)進(jìn)行的，所謂 ―自動(dòng) ‖，是指機(jī)械變速器每個(gè)檔位的變換是借助反映發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和車速的信號(hào)系統(tǒng)來(lái)控制換檔系統(tǒng)的執(zhí)行元件而實(shí)現(xiàn)的。 ③ 綜合式變速器 是指由液 力變矩器和 齒輪 式有級(jí)變速器組成的液力機(jī)械式變速器 ，其傳動(dòng)比可在最大指與最小值之間的幾個(gè)間斷的范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化，目前應(yīng)用較多。電力式 無(wú)極式變速器 的變速傳動(dòng)部件為直流串激電動(dòng)機(jī)，除在無(wú)軌電車上應(yīng)用外，在超重型自卸車 傳動(dòng)系 中也有廣泛采用的趨勢(shì)。所謂變速器檔數(shù)即指其前進(jìn)檔位數(shù) 。按所 用 輪系 型式不同，有軸線固定式變速器 (普通變速器 )和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器 (行星齒輪變速器 )兩種。 按傳動(dòng)比變化方式來(lái)分 ： ① 有級(jí)式變速器 ： 是目前使用最廣的一種。若增加 i 的范圍，則使變速器尺寸加大，軸跨度增加，為了既增加檔數(shù)又不使軸跨度過(guò)大，可采用組成式變速器。潤(rùn)滑方式多用飛濺 (υ25m／ s，只要粘度適宜可甩到壁上 )；操縱部分：主要零件位于變速器蓋內(nèi)。軸的花鍵部分和放軸承處經(jīng) 表面淬火 處理。只有齒輪與軸制成一體或軸載荷嚴(yán)重才用合金鋼。軸的幾何尺寸通過(guò)強(qiáng)度、剛度計(jì)算確定。為便 于安裝，傳動(dòng)部分和操縱部分常做成剖分式，箱蓋與殼體用螺栓聯(lián)接并可靠定位。其上有安裝 軸承 的精確鏜孔。 2 汽車變速器的一般結(jié)構(gòu) ： 簡(jiǎn)單式變速器 由殼體、傳動(dòng)部分和操縱部分組成。 變速器是由變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成，需要時(shí)，還可以加裝動(dòng)力輸出器。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。變速器的發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，自動(dòng)變速器將是未來(lái)的主流 。 1 第 1 章 緒論 汽車變速器的概述 汽車 變速器，是一套用于來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速 和車輪的實(shí)際行駛速度的變速裝置，用于發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能。變速器可以在汽車行駛過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過(guò)換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。 全套圖紙，加 153893706 發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出 轉(zhuǎn)速 非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。 汽車變速器具有這樣幾個(gè)功用 ： ① 改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪 轉(zhuǎn)矩 和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利 (功率較高而油耗較低 )的工況下工作 ； ② 在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不 變情況下，使 汽車 能倒退行駛； ③ 利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。在分類上有兩種方式：按傳動(dòng)比變化方式和按操縱方式的不同來(lái)分。 其中 殼體：殼體是基礎(chǔ)件，用以安裝支承變速器全部零件及存放 潤(rùn)滑油 。變速器承受變載荷，所以殼體應(yīng)有足夠的剛度，內(nèi)壁有加強(qiáng)，形狀復(fù)雜，多為鑄件 (材料為灰鑄鐵，常用 HT200)。殼體上有加油、放油口，油面檢查尺口，還應(yīng)考慮散熱 ； 傳動(dòng)部分：是指齒輪、軸、軸承等傳動(dòng)件。因主要決定于剛度，而碳鋼與合金鋼彈性模量近乎相等，所以一般用碳鋼 (常用 45 鋼 )。軸與齒輪多為花鍵聯(lián)接 (對(duì)中性好，能可靠傳遞動(dòng)力，擠壓應(yīng)力小等 )。軸多用滾動(dòng)軸承支承，潤(rùn)滑簡(jiǎn)單，效率高、徑向間隙小，軸向定位應(yīng)可靠。 組成式變速器結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單式變速器有效率高、構(gòu)造簡(jiǎn)單使用方便鈞優(yōu)點(diǎn)礦但檔數(shù)少， i 變化范圍小 (牽引力、速度范圍小 )，只宜在檔數(shù)不多的某些車工采用。所謂組成式變速器，通常由兩個(gè)簡(jiǎn)單式變速器組合而成，其中檔數(shù)較多的稱為主變速器，較少的稱為副變速器。它采用 齒輪傳動(dòng) ，具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比。目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動(dòng)比通常有 35 個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多檔位。 ② 無(wú)忌式變速器： 其的傳動(dòng)比在一定的數(shù)值范圍內(nèi)可按無(wú)限多級(jí)變化，常見的有電力式和液力式 (動(dòng)液式 )兩種。動(dòng)液式無(wú)級(jí)變速器的傳動(dòng)部件為液力變矩器。 按操縱方式來(lái)分 ： ① 強(qiáng)制操縱式變速器 ： 是靠駕駛員直接操縱變速桿 3 換檔。駕駛員只需操縱加速踏板以控制車速 。 汽車變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展 目前，汽車市場(chǎng)上裝備性能更佳、功能更多的自動(dòng)變速器 (AT)轎車迅速增加。在經(jīng)擠模式下，電控單元控制變速器的執(zhí)行機(jī)構(gòu)在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí)即按設(shè)定的規(guī)律曲線完成換檔，以減少功率輸出達(dá)到降低油耗的目的。在變扭器鎖止離合器的控制上，盡量采取合理的工況鎖止條件方式選擇，以優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到提高傳動(dòng)效率的目的 (目前正在開發(fā)一種浸油離合器來(lái)替代液體變扭器式的 AT，避免油介質(zhì)在動(dòng)能傳遞中能量的損失 )。因?yàn)?，無(wú)論采用哪種模式，都會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率或油耗作出選擇取舍。為解決上述矛盾，在動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性上超過(guò) MT 的汽車變速器是 CVT (Continuouly Variable Transmission)無(wú)級(jí)變速技術(shù)。只有選擇無(wú)級(jí)變速才能滿足，因?yàn)闊o(wú)級(jí)變速可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)變化，使汽車行駛條件與發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)現(xiàn)最佳匹配，充分發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力，使發(fā)動(dòng)機(jī)具有理想的動(dòng)力性能，提高汽車的經(jīng)濟(jì)性，降低排放污染及噪音。目前世界上裝車較多的汽車變速器是手動(dòng)變速器 (MT)、電控液力自動(dòng)變速器 (ECT)、金屬帶 (鏈 )式無(wú)級(jí)變速器 (CVT)、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器(AMT)、雙離合器變速器 (DCT)及環(huán)形錐盤滾輪牽引式無(wú)級(jí)變速器 (IVT)等數(shù)種，并具有各自優(yōu)勢(shì)，但其中金屬帶式無(wú)級(jí)變速器前景看好。歐洲格特拉克 (GETRAG)變速箱公司開發(fā)的電控機(jī)械自動(dòng)變速器 (AMT)則克服了 AT 效率低等缺點(diǎn)，與 AT 相比，具有更大的發(fā)展優(yōu)勢(shì)。 通用可稱得上是汽車自動(dòng)變速器的鼻祖了。而應(yīng)用于凱迪拉克 STSV 的最新 HydraMatic 六速自動(dòng)變速器 6L80，則可稱得上是世界上最先進(jìn)的液力自動(dòng)變速器 (AT)了。擋位越多，則換擋的平順性就越好。 6L80 則有 6 個(gè)前進(jìn)擋，齒數(shù)比分別是 1 擋、 2