【正文】 在帶來低油耗的同時，在 車輛性能方面卻沒有任何損失，同樣具有出色的加速性和最高時速，并且與傳統(tǒng)自動變速器一樣可以實現(xiàn)順暢換檔 而不影響牽引力。 雙離合變速器工作原理及基本結(jié)構(gòu)如圖 1所示。 100km 的加速時間比傳統(tǒng)手動變速器還短 ； f. DSG 變速器的動力傳送部件是一臺三軸式 6 前進(jìn) 檔 的傳統(tǒng)齒輪變速器，增加了傳動比的分配 ； g. DSG 變速器的多片濕式 雙離合器是由電子液壓控制系統(tǒng)來操控的，兩個離合器的工作過程是互鎖 的，也就是說一個離合器工作，一個不工作，不會同時出現(xiàn)兩個離 合器都參與工作 ； h. 雙離合器的使用，可以使變速器同時有兩個 檔 位嚙合，使換 檔 操作更加快捷 ； i. DSG 變速器也有手動和自動 兩 種控制模式，除了掛 檔 桿可以控制外，方向盤上還配備有手動控制的換 檔 按鈕，行駛中 兩 種控制模式之間可以隨時切換 ； j. 選用手動模式時，如果不提供升 檔 操作，即使將油門踩到底， DSG 變速器也不會作出升 檔 反應(yīng) ； k. 模糊邏輯控制可以根據(jù)司機的意愿進(jìn)行換 檔 控制 ； l. 在手動控制模式下，可以跳躍降 檔 。 本設(shè)計的任務(wù)是設(shè)計一臺用于通用五菱之光微型車的三軸式五檔手動變速器，該變速器有兩個突出的優(yōu)點：一是其直接檔的傳動效率高，磨損及噪聲也最??；二是在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得較大的一檔傳動比。變速器設(shè)有空 檔 ，可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。需要時，變速器還有動力輸出功能。 b. 設(shè)置空 檔 ，用來切斷發(fā)動機方向驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)輸。 d. 設(shè)置動力輸出裝置，需要時能進(jìn)行功率輸出。 f. 工作可靠。 g. 變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率。 除此之外，變速器還淫蕩滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易、維修方便等要求。汽車工作的道路越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。 變速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 有級變速器與 本設(shè)計應(yīng)用在現(xiàn)今使用廣泛的發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動的 4 2總體布置方 案，發(fā)動機發(fā)出的動力依次經(jīng)過離合器、變速器、萬向傳動裝置（萬向節(jié)和傳動軸）、主減速器、差速器、半軸，傳到驅(qū)動輪，如圖 所示 。 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。 但采用手動的機械式操縱機構(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)檔將使操縱機構(gòu)復(fù)雜化，或者需要加裝具有獨立操縱機構(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)動機功率，降低單位行駛里程的發(fā)動機曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會減少發(fā)動機的磨損，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 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。 1第一軸 。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。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。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；個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。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。后者比直齒輪有更長的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復(fù)雜些且在工作中有軸向力。但是在本設(shè)計中，由于倒檔齒輪采用的是常嚙式，因此也采用斜齒輪。 該傳動方案的特點是：變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接檔。再除直接檔以外的其他檔位工作時，中間軸式變速器的傳動效率略有降低，這是它的缺點。 圖 所示方案，除一，倒檔用直齒滑動齒輪換檔外，其余各檔為常嚙合齒輪 傳動。 圖 中間軸式五檔變速器傳動方案 以上各種方案中，凡采用常嚙合齒輪傳動的檔位，其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。 發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的轎車采用中間軸式變速器，為縮短傳動軸長度，可將變速器后端加長。如果在附加殼體內(nèi)，布置倒擋傳動齒輪和換擋機構(gòu)，還能減少變速器主體部分的外形尺寸。 倒檔傳動方案 圖 為常見的倒擋布置方案。但換擋時有兩對齒輪同時進(jìn)入嚙合，使換擋困難。圖 所示方案針對前者的缺點做了修改，因而取代了圖 方案。圖 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換擋更為輕便。其缺點是一，倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機構(gòu)復(fù)雜一些。 圖 因為變速器在一擋和倒擋 工作時有較大的力，所以無論是兩軸式變速器還是中間軸式變速器的低檔與倒擋，都應(yīng)當(dāng)布置在在靠近軸的支承處，以減少軸的變形，保證齒輪重合度下降不多，然后按照從低檔到高擋順序布置各擋齒輪，這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證容易裝配。 變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 變速器的設(shè)計方案必需滿足使用性能、制造條件、維護(hù)方便及三化等要求。 齒輪型式 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(fù)雜，工作時有軸向力。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒擋。 換檔結(jié)構(gòu)型式 換檔結(jié)構(gòu)分為直齒滑動齒輪、嚙合套和同步器三種。 嚙合套換檔型式一般是配合斜齒輪傳動使用的。嚙合套有分為內(nèi)齒嚙合套和外齒嚙合套，視結(jié)構(gòu)布置而選定，若齒輪副內(nèi)空間允許，采用內(nèi)齒結(jié)合式，以減小軸向尺寸。 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(jīng)濟(jì)性和行駛安全性，此外，該種型式還有利于實現(xiàn)操縱自動化。目前，同步器廣泛應(yīng)用于各式變速器中。為解決這個問題，除工藝上采取措施外，在結(jié)構(gòu)上，目前比較有效的方案有以下幾種： a. 將嚙合套做得長一些（如圖 ）或者兩接合齒的嚙合位置錯開（圖），這樣在嚙合時使接合齒端部超過被接合齒約 1~3mm。 b. 將嚙合套齒座上前齒 圈的齒厚切?。?~），這樣，換檔后嚙合套的后端面便被后齒圈的前端面頂住，從而減少自動脫檔（圖 ）。這種結(jié)構(gòu)方案比較有效，采用較多。但它可以從結(jié)構(gòu)上保證結(jié)合套與待嚙合的花鍵齒圈在達(dá)到同步之前不可能接觸，以免齒間沖擊和發(fā)生噪聲。本設(shè)計是設(shè)計三軸式五檔手動變速器的設(shè)計。 汽車爬陡坡時車速不高，空氣阻力可忽略，則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。 根據(jù)驅(qū)動車輪與路面的附著條件 求得的變速器 I 檔傳動比為： （ ） 式中 G2汽車滿載靜止于水平路面時驅(qū)動橋給路面的載荷； φ路面的附著系數(shù)，計算時取 φ=~。 根據(jù)公式（ 12）可得： igI =。 中間檔的傳動比理論上按公比為： （ ） 的等比數(shù)列，實際上與理論上略有出入，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)動機參數(shù)相 匹配。三軸式變速器的中心局 A（ mm）可根據(jù)對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經(jīng)驗公式初定： () 式中 K A中心距系數(shù)。 軸向尺寸 變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機構(gòu)的布置初步確定。貨車變速器殼體的軸向尺寸與檔數(shù)有關(guān)： 四檔 (~)A 五檔 (~)A 六檔 (~)A 當(dāng)變速器選用常嚙合齒輪對數(shù)和同步器多 時，中心距系數(shù) KA 應(yīng)取給出系數(shù)的上限。 本次設(shè)計采用 5+1 手動擋變速器，其殼體的軸向尺寸是 3? =， 變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。 第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù) mn 3 m a x0 .4 7nem T m m? () 其中 maxeT =83Nm，可得出 mn=。 同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。本設(shè)計取 。 表 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角與螺旋角 壓力角較小時，重合度大，傳動平穩(wěn)，噪聲低；較大時可提高輪齒的抗彎強度和表面接觸強度。在本設(shè)計中變速器齒輪壓力角 α 取 20176。；斜齒輪螺旋角 β 取 30176。 15176。 176。 ~45176。 20176。 重型車 同上 低檔、倒檔齒輪 176。 小螺旋角 10912 ZZZZigI ??mAZ 2??應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時應(yīng)力求使中間軸上是軸向力相互抵消。 齒輪寬度 b 的大小直接影響著齒輪的承載能力， b 加大，齒的承載能力增高。所以，在保證齒輪的強度條件下，盡量選取較小的齒寬，以有利于減輕變速 器的重量和縮短其軸向尺寸。 在 初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺旋角后，可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù)、傳動比和結(jié)構(gòu)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。 確定一檔齒輪的齒數(shù) 一檔傳動比 （ ） 為了確定 Z9和 Z10的齒數(shù)， 先求其齒數(shù)和 ZΣ : （ ） 其中 A =、 m =3；故 有 ZΣ =。 91012 ZZiZZ gI ???co s2 )( 21 ZZmA n ??nmAZZ ?c os221 ??8712 ZZZZig ??? ?ZZnmAZ ?cos2??上面根據(jù)初選的 A 及 m 計算出的 ZΣ 可能不是 整數(shù)，將其調(diào)整為整數(shù)后，從式（ ）看出中心距有了變化，這時應(yīng)從 ZΣ 及齒輪 變位系數(shù)反過來計算中心距 A，再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據(jù)。 確定常嚙合齒輪副的齒數(shù) 由式（ ）求出常嚙合齒輪的傳動比 （ ） 由已經(jīng)得出的數(shù)據(jù)可確定 Z2/Z1= ① 而常嚙合齒輪的中心距與一檔齒輪的中心距相等 （ ） 由此可得： () 而根據(jù)已求得的數(shù)據(jù)可計算出： Z1+Z2=62。 則根據(jù)式（ ）可計算得出一檔實際傳動比為： ig1= 確定其他檔位的齒數(shù) 二檔傳動比 （ ） 而 ig2=，故有： ③ 對于斜齒輪， （ ） 故有： 5387 ??ZZ ④ ③ 聯(lián)立④得： 2231 87 ?? ZZ 、 。 1212131311 ZZZZZZigr ???)(21 1312 ZZmn ?)(21 1311 ZZA ???? 確定倒檔齒輪的齒數(shù) 一般情況下，倒檔傳動比與一檔傳動比較為接近，在本設(shè)計中倒檔傳動比 gri 取。