【正文】 擋 、 3 擋 、 4 擋 、 5 擋 、 6 擋 。 除了 檔數(shù) 更多以外， 6L80 還具有很多獨(dú)有的特殊絕技： 駕駛換擋控制系統(tǒng)（ DSC） ——通過它，司機(jī)將車輛從自動(dòng)擋變成無需離合器的高性能五速手動(dòng)擋。在司機(jī)切換控制狀態(tài)下，變速器控制模塊會(huì)監(jiān)控車輛的速度、發(fā)動(dòng)機(jī)扭力以及所使用的擋位來決定是否自動(dòng)加擋，避免對(duì)動(dòng)力 總成 造成破壞。 性能運(yùn)算降擋系統(tǒng)（ PAL） ——在連續(xù)高速行駛后，阻止升擋，保持發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)車輛拐彎前速度下降，變速器可能會(huì)連降兩擋以避免失速。變速器控制模塊一旦察覺高速水平指令，這項(xiàng)功能立即啟動(dòng)。另外， SRX 還配備了性能卓越的 Downgrade Detection 下坡 剎車輔助系統(tǒng) 。但是， 奧迪 的 Multitronic 變速器卻打破了這一常規(guī)，將無級(jí)自動(dòng)變速器 (CVT)拓寬到了大排量、中高檔車領(lǐng)域。 Multitronic 變速器對(duì)鏈條的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，它采用一種稱為多片式鏈帶的傳動(dòng)組件，其鏈條采用了層狀的結(jié)構(gòu)，每一層都有銷釘來承受齒輪組斜面給予的壓力。這種組件大大拓展了無級(jí)變速器的使用范圍，能夠傳遞和控制峰值高達(dá) 280 N?m 的動(dòng)力輸出， 其傳動(dòng)比超過了以前各種自動(dòng)變速器的極限值，完全可以滿足奧迪 A A8 這樣的大型車的要求。這種離合器和 F1 賽車采用的半機(jī)械式電子離合器極為相似，它耗能少，反應(yīng)更快，而且具有質(zhì)量小、尺寸小、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)。傳 統(tǒng)無級(jí)變速器的 ―橡膠效應(yīng) ‖和 ―離合器打滑現(xiàn)象 ‖也隨之消失。若是強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)性，當(dāng)車速低至 60km/h 以下時(shí)，它會(huì)根據(jù)事先設(shè)計(jì)好的以經(jīng)濟(jì)性為主的特性圖，通過調(diào)低速比，將發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)化成車輛前進(jìn)的動(dòng)力。在正常駕駛條件下，它會(huì)在這兩個(gè)極端之間選擇 最合適的速比。為改進(jìn)手動(dòng)變速器 (MT)的性能，汽車工業(yè)的主要精力集中在下列方面： (1)提高換檔的舒適性； (2)用輕金屬降低變速器的重量； (3)減少內(nèi)損耗，例如使用低粘度潤(rùn)滑油； (4)以合乎環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)工藝等有效生態(tài)方案補(bǔ)償成本膨脹； (5)發(fā)展能用現(xiàn)有設(shè)備和零部件相兼容的雙離臺(tái)器變速器的生產(chǎn)平臺(tái)。 為適應(yīng)城市越來越多的汽車增長(zhǎng)量和繁忙的交通情況，自動(dòng)變速器將被廣泛開發(fā)和應(yīng)用已達(dá)到提高效率，降低油耗的效果。 本設(shè)計(jì)的 內(nèi)容和方法 6 本設(shè)計(jì)的 長(zhǎng)城賽影轎車是一款已經(jīng)上線的汽車。 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （ 1） 對(duì)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與選擇 通過比較兩軸和中間軸式變速器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以及所設(shè)計(jì)車輛的特點(diǎn)，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置形式。 （ 3） 變速器齒輪強(qiáng)度的校核 變速器齒輪強(qiáng)度的校核主要對(duì)變速器的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。 對(duì)于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對(duì)軸的剛度和強(qiáng)度分別進(jìn)行校核。 對(duì)變速器軸的支撐部分選用圓錐磙子軸承，壽命計(jì)算是按汽車的大修里程來衡量，轎車的為 30 萬公里。 根據(jù)所得出的數(shù)據(jù)利用 Auto CAD軟件繪 制出賽影轎車的變速器裝配圖和零件圖，確定其裝配方案。 設(shè)計(jì)方法 結(jié)合二維圖對(duì)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維建模，對(duì)其主要零件進(jìn)行有限元分析。 根據(jù)車輛資料對(duì)變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)及校核，本設(shè)計(jì)還引入了三維建模和有限元分析，這樣可以大大的提高本設(shè)計(jì)的安全性。 m 最大 功率 時(shí)轉(zhuǎn)速 4500 r/min 最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速 3000r/min 最高車速 140km/h 總質(zhì)量 1670kg 變速器形式 手動(dòng)五檔 變速器的功用及設(shè)計(jì)要求 變速器 是能固定或分檔改變輸出軸和輸入軸傳動(dòng)比的齒輪傳動(dòng)裝 置，又稱變速箱。此外，變速器還用于使汽車能倒退行駛和在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系保持分離；必要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出功能。 （ 2） 設(shè)置空擋。 （ 3） 設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛。 （ 5） 換擋迅速、省力、方便。 （ 7） 變速器應(yīng)有高的工作效率。 除此之外，變速器還應(yīng)該滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器傳動(dòng)比范圍越大。其特點(diǎn)是 ：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙面齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí) 則采用斜齒圓柱齒輪；多數(shù)方案的倒檔傳動(dòng)采用滑動(dòng)齒輪，其他檔位均采用嚙合齒輪傳動(dòng)。此外，各中間檔因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高，同時(shí)噪聲低。 中間軸式變速器的特點(diǎn)分析 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。絕大多數(shù)方案的第 9 二軸前端經(jīng)軸承支撐在第一軸后端的孔內(nèi)，且保持兩軸軸線在同一條直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接檔，使用直接檔，變速器齒輪和軸承及中間軸不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá) 90%以上，噪音低，齒輪和軸承的磨損減少。 在除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是他的缺點(diǎn)。有級(jí)變速器根據(jù)前進(jìn)擋的不同可以分為三、四、五檔和多檔變速器；按其軸中心線的位置又分為固定軸線式、螺旋軸線和綜合式。 常見的倒檔結(jié)構(gòu)方案有以下幾種： 圖 為常見的倒檔布置方案。此方案廣泛應(yīng)用于轎車和輕型貨車的四檔全同步器式變速器中。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合使換擋困難。 圖 ，缺點(diǎn)是換擋程序不合理。 圖 、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。 為了充分利用空間，縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車倒擋傳動(dòng)采用圖 261所 示方案。 圖 倒檔布置方案 變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析確定 齒輪形式 變速器齒輪有支持圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。變速器中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)致變速器的傳動(dòng)慣量增大。 變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分 開，然后用花鍵、過盈配合或者滑動(dòng)支撐等方式之一與軸連接。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于齒輪危險(xiǎn)斷面處的厚度。 為了減小質(zhì)量，輪輻處厚度δ應(yīng)在滿足強(qiáng)度條件下設(shè)計(jì)的薄些。變速器齒輪面的表面粗糙度應(yīng)在 ～ m 范圍內(nèi)選用。由于結(jié)合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫檔。這樣在嚙合時(shí)，使結(jié)合齒端部超過被結(jié)合齒的 1～ 3mm。 2. 將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切?。ㄇ邢?～ ），這樣，換擋后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫檔?！?176。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。 本章小結(jié) 本章主要針對(duì)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和布置方案的確定以及變速器零、部件的結(jié)構(gòu)的確定，為下面的設(shè)計(jì)過程做鋪墊。 ① 滿足最大爬坡度。 i0≥ 16366 ( 176。 )/190 % i0≥ ② 滿足附著條件。 φ （ ） 在瀝青混凝土干路面， φ=~，取 φ= 即 1gi ≤ 16366/190 %= 由 ①② 得 ≤ 1gi ≤ ； 又因?yàn)槌擞密?1gi =~； 所以，取 1gi = 確定格擋傳動(dòng)比 變速器各檔傳動(dòng)比之間的關(guān)系基本是幾何級(jí)數(shù)，故相鄰檔位傳動(dòng)比值就是幾何級(jí)數(shù)的公比；但是實(shí)際上與理論值略有出入，因齒數(shù)為整數(shù)且常用檔位間的公比宜小些，另外還要考慮與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的合理匹配 按等比級(jí)數(shù)原則， 一般汽車各擋傳動(dòng)比大致符合如下關(guān)系： qiiiiiiiigggggggg ????54433221 式中： q — 常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動(dòng)比為： 由 ig1=q4 ig5得出： q= 所以 ，表 為 其他各擋傳動(dòng)比為： 表 各檔傳動(dòng)比 14 一檔 二檔 三擋 四檔 五檔 確定變速器中心距 對(duì)二軸式變速器，是將輸入軸與輸出軸之間的距離稱為變速器中心距 A；對(duì)中間軸式變速器，是將中間軸與第二軸之間的距離稱之為變速器中心距。中心距較小，輪齒的接觸應(yīng)力越大，齒輪壽命越短。變速器軸經(jīng)軸承安裝在殼體上，從布置變速器的可能與方便和不因同 一垂直面上兩軸承安裝在殼體上，從布置變速器的可能與方便和不因同一垂直面上的兩軸承 孔之間的距離過小而影響殼體的強(qiáng)度考慮，要求中心距取大些。還有，變速器中心距取得過小，會(huì)使變速器長(zhǎng)度增加，并因此使軸的剛度被削弱和使齒輪的嚙合狀態(tài)變壞。 則， 3 1m a x geA iTKA ?? = 3 %964190)( ??～ =~（ mm） 初選中心距 A =82mm。 齒輪模數(shù)選擇 選取齒輪模數(shù)時(shí)一般要遵守的原則是：為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加 模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。 轎車模數(shù)的選取以發(fā)動(dòng)機(jī)排量作為依據(jù)，由表 選取各檔模數(shù)為?nm ，由于轎車對(duì)降低噪聲和振動(dòng)的水平要求較高，所以各檔均采用斜齒輪。 對(duì)于轎車，為了降低噪聲，應(yīng)選用 176。、 16176。等小些的壓力角。或 25176。 國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 20176。嚙合套或同步器的壓力角有 20176。、 30176。壓力角。 螺旋角 齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。 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 14 am 14 模數(shù) nm /mm ～ ～ ～ ～ 16 試驗(yàn)證明：隨著螺旋角的增大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但當(dāng)螺旋角大于 30176。因此，從提高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，并不希望用過大的螺旋角；而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼，應(yīng)當(dāng)選用較大的螺旋角。 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。齒寬窄又會(huì)使齒輪的工作應(yīng)力增加。 通常根據(jù)齒輪模數(shù) m的大小來選定齒寬： 直齒 b=kcm， kc為齒寬系數(shù)，取為 ～ ； 斜齒 b=kcm， kc取為 ～ . 采用嚙合套或同步器換擋時(shí)，其結(jié)合齒的工作寬度初選時(shí)可取為 2～ 4mm。若齒頂高系數(shù)小，則齒輪重合度小，工作噪聲大；但因輪齒受到的彎矩減小，輪齒的 彎曲應(yīng)力也減少。我國(guó)規(guī)定，齒頂高系數(shù)取為 . 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。 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)。 變位齒輪主要有兩類：高度變位和角度變位。高度變位可增加小齒輪的齒根強(qiáng)度，使它達(dá)到和大齒 17 輪強(qiáng)度想接近的程度。角度變位齒輪副的變位系數(shù)之和不等于零。 會(huì)因保證格擋傳動(dòng)比的需要，使各相互 嚙合齒輪副的齒數(shù)和不同。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)和少些的齒輪副采用 正角度變位。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。對(duì)于高檔齒輪，其主要損壞形式是齒面疲勞剝落，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)。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。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。 變速器格擋齒輪齒數(shù)的分配 18 圖 31 齒輪分配示意圖 在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，可根據(jù)變速器的檔位、傳動(dòng)比和傳動(dòng)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 一檔齒輪參數(shù)確定 一檔齒輪選用 斜齒圓柱齒輪，模數(shù) mn=3mm，初 選螺旋角β =22176。 ?cos2mA n0 hZ?= 取整為 A=82mm。 嚙合角 ,t? ： cos ,t? =toAA ?cos= ,t?? =176。 = ?c os/m 22 zd ? =3 40/176。1 ??? zz zAd mm 39。1 ?? drmm 20 21239。239。 342 ZZi ? （ ） nh mAZ ?cos2? （ ） n843 cos2 mAZZ ??? = 3 21cos822 ?? = 由式 （ ）、（ ） 得 3Z =， 4Z = 取整為 3Z =14， 4Z =37 則，342 ZZi ?? =1437 = 對(duì)二擋齒輪進(jìn)行角度變位： 理論中心距 ? ??cos2 43 ZZmA no ??= 端面壓力角 tan t? =tan n? /cos? t? =176。 21 二擋齒輪參數(shù)： 分度圓直徑 ?cos33 nmzd?= ?cos44 nmzd?= 齒頂高 ? ? nn3an3 yh mh a ???? ? ?=