【正文】 齒輪有更長的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。另外，低檔傳動比取值的上限（ igⅠ =~）也受到較大限制 ,但這一缺點可通過減小各檔傳動比同時增大主減速比來取消。除倒檔常用滑動齒輪（直齒圓柱齒輪）外，其他檔均采用常嚙合斜齒輪傳動； 第 9 頁 共 42 頁 各檔的同步器多裝在第二軸上，這是因為一檔的主動齒輪尺寸小，裝同步器有困難；而高檔的同步器也可以裝在第一軸的后端，如圖示。兩軸式變速器則方便于這種布置且傳動系的結(jié)構(gòu)簡單。與三軸式變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊且除最到檔外其他各檔的傳動效率高、噪聲低。其缺點是：除直接檔外其他各檔的傳動效率有所下降。因此。因此，直接檔的傳遞效率高，磨損及噪音也最小，這是三軸式變速器的主要優(yōu)點。將第一、第二軸直接連接起來傳遞扭矩則稱為直接檔。 三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應(yīng)用。但與傳動比為 1 的直接檔比較，采用超速檔會降低傳動效率。 某些轎車和貨車的變速器，采用僅在好路和空載行駛時才使用的超速檔。因此，直接操縱式變速器檔位數(shù)的上限為 5 檔。 變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動機(jī)的功率利用效率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性及平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。目前，轎車變速器的傳動比范圍為 ~；一般用途的貨車和輕型以上的客車為 ~；越野車與牽引車為 ~。 第 7 頁 共 42 頁 傳動比范圍是變速器低檔傳動比與高檔傳動比的比值。 (1)變速器傳動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 有級變速器與無級變速器相比，其結(jié)構(gòu)簡單、制造低廉，具有高的傳動效率（η =~），因此在各類汽車上均得 到廣泛的應(yīng)用。采用斜齒輪傳動及選擇合理的變位系數(shù)，提高制造精度和安裝剛性可減小齒輪的噪聲。提高零件的制造精度和安裝質(zhì)量，采用適當(dāng)?shù)臐櫥投伎梢蕴岣邆鲃有省? (4) 傳動效率高。影響這一指標(biāo)的主要參數(shù)是變速器的中心距。為減輕駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高行駛安全性，操縱輕便的要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預(yù)選氣動換檔或自動、半自動換檔來實現(xiàn)。 (2) 工作可靠，操縱輕便。 為保證變速器具有良好的工作性能，對變速器的主 要 要求 是： （ 1） 應(yīng)保證汽車具有高的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。 （ 2） . 設(shè)置空擋和倒檔 在不改變發(fā)動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下使汽車能 倒退行駛，在滑行或停車時發(fā)動機(jī)和傳動系統(tǒng)能保持分離。這些變化最終改善了桑塔納 2021 型轎車的操縱性和穩(wěn)定性，并提高了動力性和經(jīng)濟(jì)性。 2)取消原有的傳動軸機(jī)構(gòu)，使轎車自身質(zhì)量減輕，結(jié)構(gòu)簡化。所以它的變速器結(jié)構(gòu)與通常后輪驅(qū)動的變速器有很大不同，它將變速器、主傳動器和差速器均安裝于一個三件組合的殼體之內(nèi)?？磥頍o級變速器在中檔車中的運(yùn)用將越為廣泛。裝配該技術(shù)的發(fā)動機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動獲得最合適的傳動比。雖然它們有著共同點，但是自動變速器只有換檔是自動的，但它的傳動比是有級的，也就是我們常說的檔，一般自動變速器有 2～ 7個檔。它能克服普通自動變速 器“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點。多尼斯（ Vandervoort’ s）發(fā)明。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無級變速器便是人們追求的 桑塔納 2021 機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 4 頁 共 42 頁 “最高境界”。 所以，手動 /自動車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。手動變速器有著很大的使用群體 ,而自動變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來的麻煩，這樣對于一些夫妻雙方均會駕車的家庭來說，可謂是兼顧了雙方，體現(xiàn)了“夫妻檔”。在 D 檔時，可自由變換降檔 ()或加檔 (+)，如同手動檔一 樣。這種變速器在德國保時捷車廠 911 車型上首先推出，稱為 Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動檔束縛，讓駕駛者也能享受手動換檔的樂趣。 三、手動 /自動變速器（ AMT） 其實通過對一些車友的了解，他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動變速器，而且在某些時候也需要自動的感覺。 在市場上，此類汽車銷售狀況還是不錯的，尤其是對于女性朋友比較適合，通常女性朋友駕車時 力求便捷。而且，以西安市來說，現(xiàn)在的交通狀況不好，堵車是經(jīng)常的事情，有時要不停地起步停步數(shù)次，司機(jī)如果使用手動檔，則會反復(fù)地掛檔摘檔，操作十分煩瑣，尤其對于新手來說更是苦不堪言。使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時候為了簡便操作、降低駕駛疲勞，盡可能的享受 第 3 頁 共 42 頁 高速駕駛時快樂的感覺。雖說自動變速汽車沒有離合器，但自動變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自 動分離或合閉，從而達(dá)到自動變速的目的。 二、自動變速器（ AT） 自動變速器（ Automatic Transmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動地進(jìn)行變速。 第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對于普通工薪階級的老百姓 來說，經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適，手動變速器以其自身的性價比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。雖然自動變速器以及無級變速器已非常的普遍，但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動，尤其是喜歡超車時手動變速帶來的那種快感，所以一些中高檔的汽車（尤其是轎車）也不敢輕易放棄手動變速器。 桑塔納 2021 機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 2 頁 共 42 頁 其次，對于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來說，他們的最愛還是手動變速器。特別是面對爬坡路段，它的特點顯露的非常明顯。以卡車為例，卡車用來運(yùn)輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對如此高的“壓力”，除了發(fā)動機(jī)需要強(qiáng)勁的動力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。比如，一檔變速比是 ,二檔是 ,再到五檔的 ,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動比，總共只有 5個值 (即有 5級 )，所以說它是有級變速器。 第 1 頁 共 42 頁 前 言 從現(xiàn)在市場上不同車型所配置的變速器來看，主要分為：手動變速器（ MT）、自動變速器（ AT）、手動 /自動變速器（ AMT）、無級變速器（ CVT）。 一、手動變速器 (MT) 手動變速器（ Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個定值 (也就是所謂的“級” )。 首先，從商用車的特性上來說，手動變速器 的功用是其他變速器所不能替代的。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。而對于其他新型的變速 全套圖紙，加 153893706 器，雖然具有操作簡便等特性，但這些特點尚不具備。從我國的具體情況來看，手動變速器幾乎貫穿了整個中國的 汽車發(fā)展歷史，資歷郊深的司機(jī)都是“手動”駕車的，他們對手動變速器的認(rèn)識程度是非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實的。另外，現(xiàn)在在我國的汽車駕駛學(xué)校中，教練車都是手動變速器的，除了經(jīng)濟(jì)適用之外，關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實的基本功以及鍛煉駕駛協(xié)調(diào)性。例如，夏利、奇瑞、吉利等國內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動變速的車，它們的各款車型基本上都是 5 檔手動變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。 在中檔車的市場上，自動變速器有著一片自己的天空。在高速公路上，這是個體現(xiàn)地非常完美。使用自動檔，就不會這樣麻煩了。而我國要普及這種車型，關(guān)鍵要解決的是路況問題，現(xiàn)在的路況狀況不均勻，難以發(fā)揮自動檔汽車的優(yōu)勢。這樣手動 /自動變速器便由此誕生。此型車在其檔位上設(shè)有“ +”、“ ”選擇檔位。 自動 — 手動變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式 — 為了駕駛樂趣使用手動檔，而在交通擁擠時使用自動檔，這樣的變速方式對于我國的現(xiàn)狀還是非常適合的。雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)含量，但這類的汽車并不會在價格上都高不可攀，比如廣州本田飛度 CVT 兩廂、南京菲亞特 2021 派力奧 HL Speed gear、南京菲亞特 西耶那 Speed gear EL 這些“二合一”的車型價格均在 10 萬元左右，這個價格層面還比較低的。 四、無級變速器 當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對于汽車性能的要求是越來越高的。無級變速器最早由荷蘭人范無級變速系統(tǒng)不像手動變速器或自動變速器那樣用齒輪變速，而是用兩個滑輪和一個鋼帶來變速，其傳動比可以隨意變化，沒有換檔的突跳感覺。通常有些朋友將自動變速器稱為無級變速器，這是錯誤的。而無級變速器能在一定范圍內(nèi)實現(xiàn)速比的無級變化，并選定幾個常用的速比作為常用的“檔”。 從市場走向來看，雖然無級變速器是一個技術(shù)分量比較高的部件，但是也已經(jīng)走進(jìn)了普通轎車的“身體” 之中，廣本兩廂飛度每個排量都有一款配置了 CVT 無級變速器， 既方便又省油，且售價也僅在 ～ 萬元。 在當(dāng)今國際汽車市場上，前輪驅(qū)動的轎車已占絕對優(yōu)勢地位，桑塔納2021 型轎車正順應(yīng)這種潮流。 這種結(jié)構(gòu)布置，它的顯著優(yōu)點是： 1)發(fā)動機(jī)的動力通過減速直接傳給前輪，功率損失小，傳動效率高。 3)后橋減速齒輪和差速齒輪移至前 橋后，與整個變速器溶為一體，使外形尺寸十分緊湊。 本設(shè)計是根據(jù)桑塔納 2021 車型手動變速器而開展的，設(shè)計中所采用的相關(guān)參數(shù)均來源于此種車型： 第 5 頁 共 42 頁 長 /寬 /高（ mm）： 4680/1700/1423 汽車總質(zhì)量： 1210kg 汽車滿載總質(zhì)量： 1600kg 主減速比： 最高時速： 185km/h 輪胎型號： 195/60R1485H/無內(nèi)胎子午線胎 最大扭矩： 155Nm/3500 最大功率： 75kw/5200 重力加速度 g： 道路最大阻力系數(shù)： max? ： 車輪半徑 r： 汽車傳動系的傳動效率 T? ： 發(fā)動機(jī)最高轉(zhuǎn)速： 5200r/min 第 1 章 機(jī)械式變速器的概述及其方案的確定 變速器的功用和要求 變速器一般安裝于發(fā)動機(jī)和驅(qū)動橋之間，其主要 功用 是 : （ 1） . 變速與變矩 通過改變變速器的傳動比，可以使汽車在不同的使用條件下得到不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。 桑塔納 2021 機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 6 頁 共 42 頁 （ 3） . 變速器一般還有設(shè)置動力輸出窗口。在汽車整體設(shè)計時，根據(jù)汽車載重量、發(fā)動機(jī)參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動比，來滿足這一要求。汽車在行駛過程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動跳檔、亂檔、換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。 (3) 重量輕、體積小。選用優(yōu)質(zhì)鋼材 ,采用合理的熱處理，設(shè)計合適的齒形， 提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可以減小中心距。為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔。 (5) 噪聲小。 變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 變速器由傳動機(jī)構(gòu)與操縱機(jī)構(gòu)組成。 設(shè)計時首先應(yīng)根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動比范圍、檔位數(shù)及各檔的傳動比，因為它們對汽車的動力性與燃料經(jīng)濟(jì)性都有重要的直接影響。汽車行駛的道路狀況愈多樣，發(fā)動機(jī)的功率與汽車質(zhì)量之比愈小，則變速器的傳動比范圍應(yīng)愈大。 通常，有級變速器具有 5 個前進(jìn)檔；重型載貨汽車和重型越野汽車則采用多檔變速器，其前 進(jìn)檔位數(shù)多達(dá) 6~16 個甚至 20 個。但采用手動的機(jī)械式操縱機(jī)構(gòu)時，要實現(xiàn)迅速、無聲換檔，對于多于 5 個前進(jìn)檔的變速器來說是困難的。多于 5個前進(jìn)檔將使操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜化，或者需要加裝具有獨立操縱機(jī)構(gòu)的副變速器，后者僅用于一定行駛工況。采用傳動比小于 1（ ~）的超速檔，可以更充分地利用 發(fā)動機(jī)功率，降低單位行駛里程的發(fā)動機(jī)曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會減少發(fā)動機(jī)的磨損，降低燃料消耗。 有級變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力的齒輪副數(shù)目、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。 三軸式變速器如圖 11 所示，其第一軸的常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。此時，齒輪、 軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過兩對齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。在齒輪中心距（影響變速器尺寸的重要參數(shù)）較小 桑塔納 2021 機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 第 8 頁 共 42 頁 的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點。 圖 11 轎車中間軸式四檔變速器 1— 第一軸； 2— 第二軸； 3— 中間軸 兩軸式變速器如圖 12所示。轎車多采用前置發(fā)動機(jī)前輪驅(qū)動的布置，因為這