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1、变速器毕业设计(精选2篇) 以下是网友分享的关于变速器毕业设计的资料2篇,希望对您有所帮助,就爱阅读感谢您的支持。变速器毕业设计篇一毕业论文(设计)题 目 变速器的设计系部名称专 业学 号学生姓名指导教师 学生毕业论文(设计)评定 论文题目:变速器的设计教师评语:指导教师签字: 年月日答辩委员会评语:主任签字: 年月日 内容提要设计内容:5+1两轴手动变速器设计目的和意义:变速器是汽车不可或缺的组成部分,其功用是使汽车在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下获得不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况下工作。通过该设计使学生在设计变速器的过程中进一步掌握变速器的构造、工作特性、动力传动方
2、式、及操纵方式,了解不同形式变速器的优缺点,掌握汽车零部件设计的基本思路,为学生以后的发展打下坚实的基础。通过毕业设计学生应当达到以下基本要求:1具有综合应用所学理论知识和实践技能,初步解决本专业范围内的工程技术问题的能力,善于应用新技术、新工艺、新材料。2具有查阅科技文献资料、使用各种标准、手册以及独立工作、创新的能力。3综合考核学生掌握知识的广度和深度、运用知识处理问题的能力、实验能力、外语应用水平、计算机应用水平、科技写作能力、口头表达能力等。目录绪论(或 引言) . 1第1章 需求分析 . 11.1 本设计的目的和意义 . 11.2 变速器的现状和发展 . 2第2章 系统分析 . 32
3、.1 变速器设计的基本要求: . 32.2 变速器倒档传动与布置方案 . 3第3章 系统设计 . 53.1 本设计的数据准备 . 53.2 档数和传动比 . 53.3 中心距 . 73.4 轴向尺寸 . 7第4章 系统实施 . 84.1 模数的选用 . 84.2 压力角 . 94.3 螺旋角 . 94.4 齿宽b . 94.5 确定一挡齿轮的齿数 . 11结论. 13参考文献 . 14附录(可选) . 15 绪论(或 引言)变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。设计任务是设计一台用于微型商用车上的手动变速器。采用中间轴式变速器设计方案,其有两个突出优点:一是其直接挡传动效率高,磨损及噪声小;二
4、是在齿轮中心距较小的情况下任然可以获得较大的一档传动比。本设计根据汽车的外形、轮距、轴距、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合该汽车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要参数,再结合某些轿车的基本参数选择适当的主减速比。根据上述参数,再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识,计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。本设计给出了机械式变速器设计方案,经过严谨设计过程完成了一款手动变速器设计,并经过校验,证明设计的变速器能够符合现实功用要求,设计方案具有比较强的可借鉴性。 第1章 需求分析1.1 本设计的目的和意义随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为汽
5、车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。尽管近年来,自动变速器和无级变速器技术迅猛发展,对长期以来主导市场地位的手动变速器产生很大冲击,但手动变速器已应用了很长一个时期,经过反复改进,成为现在的形式,制造技术趋于成熟化,与其它种类变速器相比较,具有以下优点:1.手动变速器技术已经发展了几十年,制造技术更加成熟,长期处于主导变速器市场的地位,各方面技术经过长期市场考验,通过逐步积累,技术已经相当成熟。2.手动变速器传动效率较高,理论上比自动变速器更省油。3.手动变速器结构简单,制造工艺成熟,市场需求大,能够产生生产规模效益,生产成本低廉。4.维修方便,维修成本便宜。5.可以给汽车驾
6、驶爱好者带来更多的操控快感。在市场经济形势下.特别是当前国家对汽车变速器产品还拿不出完整规划的情况下.寻求引进更先进的汽车变速器,改进现有的变速器,从市场广度开发转变为深度开发,使产品系列化,通用化,标准化.组织好精益生产,降低成本,提高产品质量,才能逐步缩短同世界先进技术水平的差距。1.2 变速器的现状和发展从现代汽车变速器的市场状况和发展来看, 全世界的各大广商都对提高AT的性能及研制无级变速器CVT表现积极, 汽车业界非常重视CVT在汽车上的实用化进程。然而,因无级变速器技术难度很大, 发展相对较慢, 从而成为世界范围内尚未解决的难题之一。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器、电控
7、液力自动变速器、金属带链式无级变速器、电控机械式自动变速器、双离合器变速器及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器等数种, 并具有各自优势, 但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油在高速运动中, 由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失, 存在传动效率低油耗较大的不足, 另外还存在结构复杂、成本高及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克变速箱公司开发的电控机械自动变速器则克服了AT效率低等缺点, 与AT相比, 具有更大的发展优势。可是, AMT依旧需要复杂的电控系统来控制。据该公司预测,
8、 到2008年, 欧洲的50的MT将会被AMT代替, 同时部分市场也将会被占领。总之, 变速器是汽车除发动机外的主要装置之一, 伴随着汽车技术更新换代和市场需求,在向实现理想变速器发展过程中将会取得更加巨大的成就。变速器会应对市场要求朝操纵舒适、轻柔、传动效率高、低油耗、环保与低噪声方向发展, 汽车变速器市场的需求量将继续持续增长。 第2章 系统分析变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性,传动的平稳性与效率等都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器,以及变速器的参数做优化匹配,可得到良好的动力性与燃油经济性;采用自锁及互锁装置、倒档安全装置,对接合齿采取倒锥
9、齿侧(或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧)等措施,以及其他结构措施,可使操纵可靠,不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档;采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声;采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。2.1 变速器设计的基本要求:1)保证汽车有必要的动力性和经济性。2)设置空挡,用来切断发动机的动力传输。3)设置倒挡,使汽车能变速倒退行驶。4)设置动力输出装置。5)换挡迅速、省力、方便。6)工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。7)变速器应有高的工作效率。8)变速器的工作噪声低。2.2 变速器倒档传动与布置
10、方案变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。固定轴式应用广泛,其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上,中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡,一挡速比不可能设计得很大。图2-1为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是:变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体;多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮,其它挡位均用常啮合齿轮的传动。 图2-1 变速器倒档传动方案 倒挡布置方案:图2-2为常见的倒挡布置方案。图2-
11、b方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮,缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合,使换挡困难。图2-c方案能获得较大的倒挡传动比,缺点是换挡程序不合理。图2-d方案对2-c的缺点做了修改。图2-e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体,将其齿宽加长。图2-f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮,挡换更为轻便。为了缩短变速器轴向长度,倒挡传动采用图2-g所示方案。缺点是一、倒挡各用一根变速器拨叉轴,使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。 图2-2 变速器倒档传动方案综述以上,传动方案本设设计优先选用2e方案,倒档方案本设计。第3章 系统设计3.1 本设计的数据准备3.2 档数和传动比近年来,为了降
12、低油耗,变速器的档数有增加的趋势。目前,乘用车一般用45个档位的变速器。本设计也采用5个档位。选择最低档传动比时,应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。TemaxigIi0Trr mg(fcosmax+sinmax)=mgmax汽车以一挡在无风、干砂路面行驶,公式简化为Ttqigi0TrrGf+Giig1Grr(fcosmax+sinman)Ttqmaxi0T式中:G作用在汽车上的重力,G=mg,m汽车质量,g重力加速度,G=mg=16660NTtq=Tgmax=198N传动系效率,=0.95;rr车轮半径,r=0.35
14、比一般为0.70.8,本设计去五档传动比ig5=0.75 因此,各挡的传动比为ig5即 =0.75,ig1=3.2 q=1.437所以各挡传动比与一挡传动比的关系为ig1=3.2 满足条件12所以 ig2ig4=2.227 ,ig3=1.550 =1.079,ig5=0.75 ig1ig2ig3ig4ig2ig3ig4ig5 (实际)3.3 中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响,所选的中心距、应能保证齿轮的强度。初选中心距时,可根据下述经验公式: 式中:A 变速器中心距(mm);A=KATemaxi1g KA 中心距系数,商用车:KA=8.993;Temax 发动机最大转矩(N.m);i
15、1 变速器一挡传动比,ig1=3.2 ;g 变速器传动效率,取96% ; 发动机最大转矩,Tgmax=198N.m 。 则:Temax A=KAemaxi1g =(8.99.3)3.20.96 =75.40878.797(mm) 初选中心距A=78mm。3.4 轴向尺寸变速器的横向外形尺寸,可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.03.4A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关:四档(2.22.7)A 五档(2.73.0)A 六档(3.23.5)A当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时,中心距系数KA应取给出系数的上限。为检测方便,A取整。本次设计
16、采用5+1手动挡变速器,其壳体的轴向尺寸是378mm=234mm,变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。 第4章 系统实施 4.1 模数的选用齿轮模数选取的一般原则:为了减少噪声应合理减小模数,同时增加齿宽; 为使质量小些,应该增加模数,同时减少齿宽; 从工艺方面考虑,各档齿轮应该选用一种模数; 从强度方面考虑,各档齿轮应有不同的模数。对于轿车,减少工作噪声较为重要,因此模数应选得小些; 对于货车,减小质量比减小噪声更重要,因此模数应选得大些。 低档齿轮选用大一些的模数,其它档位选用另一种模数变速器用齿轮模数范围大致如下:微型和轻型轿车为2.252.75;中级轿车为2.753
17、.0;重型货车为4.256.0。啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。由于工艺上的原因,同一变速器中的接合齿模数相同。轿车和轻型货车取23.5,选取较小的模数值可使齿数增多,有利于换挡。表4-1 汽车变速器齿轮法向模数 表4-2 汽车变速器常用齿轮模数 根据表4-1及4-2,一二档齿轮的模数定为3mm,三四五档及倒档的模数定为2.75mm,啮合套和同步器的模数定为2.5mm。4.2 压力角国家规定的标准压力角为20,所以变速器齿轮普遍采用的压力角为204.3 螺旋角实验证明:随着螺旋角的增大,齿的强度也相应提高。在齿轮选用大些的螺旋角时,使齿轮啮合的重合度增加,因而工作平稳、噪声降低。斜齿轮传
18、递转矩时,要产生轴向力并作用到轴承上。设计时,应力求使中间轴上同时工作的两对齿轮产生的轴向力平衡,以减小轴承负荷,提高轴承寿命。因此,中间轴上不同挡位齿轮的螺旋角应该是不一样的。为使工艺简便,在中间轴轴向力不大时,可将螺旋角设计成一样的,或者仅取为两种螺旋角。变速器螺旋角:234.4 齿宽b直齿b=kcm,kc为齿宽系数,取为4.58.0,取7.0;斜齿b=kcmn,kc取为6.08.5,取7.0。 各挡齿轮齿数的分配 图4-3变速器传动示意图1-一轴一挡齿轮 2-二轴一挡齿轮 3-一轴二档齿轮 4-二轴二挡齿轮5-一轴轴三挡齿轮 6-二轴三挡齿轮 7-一轴四档齿轮 8-二轴四档齿轮 9-一轴
19、五档齿轮10-二轴五档齿轮 11-一轴倒档 12-二轴倒档齿轮 13-倒档齿轮如图4-3所示为变速器的传动示意图。在初选中心距、齿轮模数和螺旋角以后,可根据变速器的挡数、传动比和传动方案来分配各挡齿轮的齿数。应该注意的是,各挡齿轮的齿数比应该尽可能不是整数,以使齿面磨损均匀。 图4-4变为系数图4.5 确定一挡齿轮的齿数取模数mn=3mm 螺旋角=23 齿宽系数kc=7z1+z2=2Acosmnz2=ig1=3.2 z1z1=11 z2=35A,=(z1+z2)mn(11+35)2.75=74.958mm2cos2cos23对一挡齿轮进行角度变位: 分度圆压力角tant=tann/cos 即
20、t,=21.57oa,74.958端面啮合角 cost=cost=cos21.57A78即 =26.65U=变位系数之和 查表得,z235=3.182 z111=0.35n1=0.40 n2=-0.5A-A78-76.59=0.47mn3 yn= yn=n-yn=0.35-0.47=-0.12d1=分度圆直径: d2=mnz1=35.85mmcosmnz2=117.327mm cos2AZ1=36.511mmZ1+Z22AZ1=119.489mmZ1+Z2节圆直径 d1= d2=*ha1=d1+2(ha+n1-yn)mn齿顶高=35.85+2(+0.40+0.12)3.819mm*ha2=d2
21、+2(ha+n2-yn)mn =2.469mm*hf1=(ha+cn-n1)mn齿根高=2.550mm=3.900mm 全齿高 h1=ha1+hf1=6.069mm 齿顶圆直径 da1=d1+2ha1=43.488mm da2=d2+2ha2=115.747mm 齿根圆直径 df1=d1-2hf1=30.750mm df2=d2-2hf2=103.009mm 当量齿数 hf2=(ha*+cn*-n2)mn zz1n1=cos3=14.103zz1n2=cos3=44.873 结论本次设计的是汽车变速器部分。变速器是车辆不可缺少的一部分,其中机械式变速箱设计发展到今天,其技术已经成熟,但对于我们
22、即将踏出校门的学生来说,其中的设计理念还是很值得我们去探讨和学习的。对于本次设计的变速箱来说,其特点是:扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求,结构简单,易于生产、使用和维修,价格低廉,而且采用同步器挂挡,可以使变速器挂挡平稳,噪声降低,轮齿不易损坏。在设计中采用了五档手动变速器,通过较大的变速器传动比变化范围,可以满足汽车在不同的工况下的要求,从而达到其经济性和动力性的要求;变速器挂档时用结合套,虽然增加了成本,但是使汽车变速器操纵舒适度增加,齿轮传动更平稳。实用性和经济性,在各部件的设计要求上都采用的比较开放,因此,安全系数不高,这一点是本次设计的不理想之处。但是,在以后的工作和学习中,我会
23、继续学习和研究变速器技术,以求设计更加合理和经济。紧张忙碌的毕业设计已经接近尾声,这次设计是对我大学学习的一次综合的检验,更是一次综合的学习过程。毕业设计不仅使我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业的知识,个人能力得到很大提高。同时也锻炼了与人协作的精神,为以后我踏入社会工作打下了良好的基础。 参考文献期刊文献:作者、文章题目、刊名、年份、卷期、引用页码。 图书文献:作者、书名、出版单位、出版年份、版次、引用页码。 附录附录不是必须的,但是可以作为论文主体的补充项目,可以列入其它详尽的信息、研究方法和技术等,也可以列入不便于编入正文的珍贵资料和某些重要的原始数据等等。致谢在论文之后,可
24、以对相关组织和个人给予记述和表示感谢。可以包括资助研究工作的基金、单位或个人,协助完成工作或提供帮助、便利条件的组织和个人,给予转载和引用权的资料、图片、文献等的所有者等等。变速器毕业设计篇二 新乡职业技术学院 毕业设计(论文) 题目:速腾变速器的装配工艺 系 别: 汽车技术系专业名称: 汽车制造与装配技术姓 名:学 号:指导老师: 2013年 12 月 25 日 1 目录摘要 3一、论述汽车的发展史 4(一)、汽车国外发展 4(二)、国内汽车发展 4二、 变速器的结构及优点 6三、汽车变速器的分类 7四、速腾变速器的结构及工作原理 9(一)手动变速器的构造 9(二)变速器的工作原理 9(三)
25、手动变速箱换挡的原理 10五、速腾变速器的装配工艺 13六、变速器参数分析、方案确定及调试 14(一)主要工艺参数 14(二)尺寸链 14(三)装配方案的确定 17(四)变速器的装配 17(五)变速器各零件的检测 18 结束语 19 参考文献 20 致谢 21 2 速腾变速器的装配工艺 摘要:变速器作为汽车配件是必不可少的一部分,同时它也是传动系的一个重要组成部分。在汽车使用过程中,变速器会出现各种不同的故障,直接影响到汽车的正常运行。在汽车使用中手动变速器难免会出现一些故障,并且直接影响到汽车的正常使用。今天笔者就带大家来具体了解下汽车配件手动变速器的特点、作用,希望对大家有帮助。手动变速器
26、的优点是维修保养成本低,能够带来驾驶乐趣。一般来说,手动变速器的传动效率要比自动变速器的高,因此驾驶者如果技术好的话,手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。关键词:技术非常成熟 传动效率高 省油本文对大众速腾变速器的发展趋势和前景作了概括介绍,提起MQ200,可能知道的人并不多,但是提到速腾1.6的手动变速器,大家就都会说:那是一个很棒的变速器。其实速腾1.6的的手动变速器就是MQ200手动变速器。这台5挡手动变速器是德国大众专门为小型车开发设计的。电控装置换挡。一般的手动变速器,都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。推杆连接的换挡控制方式,更为直接但是传递的振动会很大;而拉线
27、式的虽然没有振动,但是挡位显得不是很清晰,可谓是各有优劣,但是它们都有一个共同的特点,都是纯机械式的,换挡的力量来自于人手的力量,因此换挡阻力自然不可避免。但是电控却很好的结合了它们之间的优点。变速箱性能的好坏,对于驾驶的影响是非常巨大的,特别是对于喜欢开车,或者说开快车的人来说,一个好的变速箱并不亚于一台好发动机带来的快感。 3 一、论述汽车的发展史(一)、汽车国外发展当汽车首次出现的时候,它主要是为上层社会服务:两位德国的发明人戈特利布戴姆勒和卡尔本茨被公认为是熟练的汽车工艺师,但在汽车诞生的最初年代里只有富人才买得起这种新鲜而复杂的产品,而且还要司机来驾驶和维修它。那时候没有人认识到像这
28、种精美的、机械上的奇迹将会从根本上改变这个世界,更没有人对它的独特机动性能赋予完全新的含义。正如我们所知德国人可以宣称是他们发明了汽车。法国人则给这个混合物增添了民族的色彩(偶然之间也发明了汽车赛),然而正是美国人从整体上确认了轿车在社会上的地位。亨利福特生产了一种任何人、任何时候都能驾驶到任何地方的汽车(而且来去自由)。不久“平民汽车”的概念开始传播,而且政治家和商界人士也能接受这一概念。至于德国人,一直到二十世纪二十年代仍然认为美国的做法是为了工业上和政治上的利益。甚至在二十年代许多德国的工业家仍然坚信在未来年代公共汽车才是真正意义的“平民汽车”。无论如何,第一次世界大战以后的满目疮痍,接
29、之而来的世界经济危机,使任何把汽车作为平民百姓买得起的尝试都流产了。组织销售的问题以及逐渐到期的储蓄金计划对于工厂令人惊异的快速发展并没有产生负面的影响。没过几个月的时间,战争的防线搞起来了,公众相当奇怪地发现他们在整个项目中的利益受到了损失。由于战争叫嚣,大约3000名建设工人从沃尔夫斯堡调遣到西部防线。这也顺便说明了一个信号,政府既没有关心新的工厂,也没有考虑它未来的产品在军事上的重要性。如果当时大众和它的分厂真的被划入这个范畴,也许会面临更大的压力以便尽快建成它的生产设施。一个汽车厂如果不制造汽车,怎么样才能继续活下去,管理层的办法是接受几乎任何一种任务。(二)、国内汽车发展1956年7
30、月14日,中国人自己制造的第一辆汽车“解放”牌载货汽车从长春一汽总装线上盛装下线,中国的汽车工业从此开始起步,开启了 4 中国汽车工业滔滔不息的源头。五十年的风风雨雨,中国汽车工业经历了从自力更生到打开国门,从寻找合资到最后民族自主品牌的逐渐成熟,从无到有、从小到大,从诞生、成长到成熟螺旋式的发展历程。走合资道路有其历史原因,但是自主品牌、自主创新才是中国汽车工业的终极目标。在今年两会期间和国家十一五计划中,汽车工业必须依靠自主创新来提升中国汽车工业企业的核心竞争力,参与国际竞争已经成为重点关注的话题。近年来,汽车变速器的发展速度呈现出突飞猛进的势头,而先进制造技术在汽车变速器上的应用更是异彩
31、纷呈。一汽集团在变速器的设计、应用领域发展很快,其先进制造技术的应用影响带动着当今国内汽车行业产业链的以“绿色、节能、低碳、环保”为主题的设计理念及走向。 所谓先进制造技术,是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体,用于制造产品的技术、设备和系统的总称,主要包括计算机辅助设计、计算机辅助制造、集成制造系统等。我国采用的技术有许多借鉴了国外的技术或标准,所以研究国外汽车变速器的发展状况,对指导国内变速器的开发具有十分重要的意义。5 二、 变速器的结构及优点 图2-1 变速器的结构示意图变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性,传动的平稳性与效率等
32、都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器,以及变速器的参数做优化匹配,可得到良好的动力性与燃油经济性;采用自锁及互锁装置、倒档安全装置,对接合齿采取倒锥齿侧(或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧)等措施,以及其他结构措施,可使操纵可靠,不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档;采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声;采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。汽车传动系统的基本功能是将发动机输出的运动和动力传给车轮,以驱动汽车行使。变速器是汽车传动系统的重要组成部分。变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速,以适应汽车在起步,
33、加速,行使以及克服各种道路障碍等不同行使条件下对驱动轮牵引力及不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩,转速的必要性在与内燃机转矩-转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性。 6 三、汽车变速器的分类变速器(箱),用于转变发动机曲轴的转矩及转速,以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。变速器在车辆的行驶中主要起这样几方面的作用:1. 它使汽车能以非常低的稳定车速行驶,而这种低的转速只靠内然机的最低稳定转速是难以达到的。2. 变速器的倒档使汽车可以倒退行驶。3. 其空档使汽车在起动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动
34、系分离。现在汽车所使用的变速器主要有以下几种形式。手动变速器(MT)手动变速器,也称手动档,即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置,改变传动比,从而达到变速的目的。踩下离合时,方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好,装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。自动变速器(AT)自动变速器,利用行星齿轮机构进行变速,它能根据油门踏板程度和车速变化,自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。一般来讲,汽车上常用的自动变速器有以下几种类型:液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中,最常见的是液力自动变速器。
35、液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成,主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化,自动地进行换档。手动/自动变速器手动/自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出,称为Tiptronic,它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚,让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时,可自由变换降档(-)或加档(+),如同手动档一样。驾驶者可以在入弯前像手动档般地强迫降挡减速,出弯时可以低中档加 7 油出弯。现在的自动档车的方向盘上又增加了“+”、“-”换档按钮,驾驶者就能手不离开方向盘加减档。无级变速器(CVT)
36、无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此,要比传统自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使汽车的车速变化平稳,没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种,但它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。 8 四、速腾变速器的结构及工作原理(一)手动变速器的构造二轴五档变速器有五个前进档和一个倒档,由壳体、第一轴、第二轴、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 图 4-1 手动变速器构造示意图发动机是汽车的心脏,它为车辆的行驶提供源源不断的动力,车辆变速器的主要作用就是改变传动比,将合适的牵引力通
37、过传动轴输出到车轮上以满足不同车辆在工况下的需求。(二)变速器的工作原理下面,我们就从结构最简单最传统的手动变速器说起。一般的手动变速箱的基本结构包括了动力输入轴和输出轴这两大件,再加上构成变速箱的齿轮,这就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连,从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组,齿轮组是由直径不同的齿轮组成的,不同的齿轮组合则产生了不同的齿比,平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。 输入轴的动力通过齿轮间的传递,由输出轴传递给车轮,这就是一台手动变速箱的基本工作原理。9 (三)手动变速箱换挡的原理接下来,让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲,手动变速箱换挡的原理。下图
38、是一个简易的2轴2档变速箱的结构模型 图4-2 变速器二档动力传动图输入轴(绿色)也叫第一轴,通过离合器和发动机相连,轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的,因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色则是输出轴,它也叫第二轴直接和驱动轴相连(只针对后轮驱动,前驱一般为两轴),再通过差速器来驱动汽车。当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动,此时,轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此,在发动机停止,而车轮仍在转动时,蓝色齿轮和中间轴出在静止状态,而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒
39、来连接的,套筒随着花键轴转动,但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。说完这些,换挡的过程就很好理解了,当套筒和蓝色齿轮相连时,发动机的动力就会通过中间轴传递到输出轴上,在这同时,左边的蓝色齿轮也在自由旋转,但由于没有和套筒啮合,所以它不对花键轴产生影响。而如果套筒在两个蓝色齿轮之间时,变速箱在空挡位置,此时两个蓝色齿轮都在花键 10轴上自由转动,互不干涉。 图4-3变速器档位动力传动图另外,它还有中间档位传动效率高,且噪音较小等特点,因此更适合一般的前置前驱家用车,是目前使用最广的轿车变速器形式,它的缺点是不能设置直接挡,且一档的传动比不能设计的太高。民用手动变速箱使用的都是斜齿的设计
40、 当然赛车上的手动变速箱则使用了传动效率更高的直齿一般的手动变速箱的齿轮组都是处于常啮合状态的,这些常啮合状态的齿轮组分为斜齿和直齿两种,两种齿形相比较,斜齿齿轮在结构上具有天生的优势,倾斜布置的齿形能够提高两个齿轮啮合的重合度,使齿轮传动平稳,降低噪音,并且可以提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度,从而提高齿轮的使用寿命。与之相比,直齿齿轮也并不是一无是处,其传动效率高的特点,可以使车辆获得更强大的轮上功率,因此在赛车变速箱领域应用广泛。 一般的手动变速箱,都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。推杆连接的换挡控制方式,更为直接但是传递的振动会很大;而拉线式的虽然没有振动,但是挡位显得不是很清
41、晰,可谓是各有优劣。除了这两种纯机械式的换挡控制,此外,还有使用电控装置换挡的手动变速箱,它可以很好的结合推杆和拉线换挡之间的优点。这种变速箱在换挡的时候,挡拨动变速杆到相应的挡位,在变速器里就会有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合,因此不存在挡位不清晰的问题,而且换挡的行程也可以控制在很理想的范围。 手动变速器的换挡机构形式有直齿滑动齿轮,啮合套和同步器三种,在轿车变速器上,前两种形式已经很少使用,同步器换挡已经得到了非常广泛的应用。由于换挡的时候,想要顺利的换挡,换挡前后两组主动齿轮的转速就要保持一致,就算不一致,也至少保证速度相近,但是由于前后两组齿轮比是不同的,所以在行驶过程中是不可
42、能出现这样的情况的。如果没有同步器,司机可以采用空挡时加一脚油,两脚离合的方式来逼平两个挡位间的转速,这就是为什么以前没有同步器的手动挡车型都需要换挡时都需要两脚离合的原因了。在了解了手动变速箱的大致结构之后,我们再看看它都有什么的优缺点。优点显而易见,它结构简单,性能可靠,制造和维护成本低廉,且传动效率高(理论上会更省油),另外,由于是纯机械控制,换挡反应快,且可以更直接的表现驾驶者的意愿,因此也更富驾驶乐趣,这些都是手动变速箱的优点。不过相比自动变速箱,它操作繁琐,而且在挡位切换时顿挫明显的劣势也是无法弥补的。那么,一台优秀的手动变速箱需要具备哪些特点呢?首先变速箱必须要拥有良好的挂档手感
43、,每个挡位清晰,拥有合理的横向和纵向行程,入挡的阻力小并带有吸入感。除此之外更重要的是,各挡位之间的齿比排布必须合理。因为各个挡位间的传动比分布,直接影响车辆行进中动力衔接的畅顺性,通常要求低挡能有力加速,高挡能达致高速同时省油,且各挡间的距离要均匀,不然就会很容易造成换挡时窜车的情况。 五、速腾变速器的装配工艺 图5-1 变速器各个部件名称变速器装配工艺:变速器总成的装配质量直接影响到汽车驾驶的平稳性以及舒适性等。而其中的关键则是变速器输入输出轴以及差速器总成的装配,而装配的关键就是选择合适的变速器垫片。垫片选择是否合理直接影响变速器的性能和可靠性,太厚会使轴承烧死,太薄会造成轴定位不准,从
44、而使齿轮啮合不良,产生噪声,甚至打齿,也会引起脱档现象以及轴承的早期点蚀。为此,在结构上一方面要使输入输出轴有足够的支承刚度,使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响啮合;另一方面应该选择合适的垫片。为保证结构上有足够的支承刚度,输入轴与差速器壳支承在大端相向的两个圆锥滚子轴承上,而两个轴承外圈分别压装在变速器壳体和离合器壳体上,形成跨置式支承。而输入轴则用两个深沟球轴承支承在变壳和离壳的座孔中,离壳和变壳通过螺栓连接。在国内各大城市路况越发拥堵的今天,堵车时走走停停的状态下,手动挡的操作繁琐的劣势更为突出,因此,目前国内轿车市场上,手动挡车型的市场正在被各式各样的自动挡车型日益蚕食,而在汽车
45、工业高度发达的欧洲,手动挡车型依旧占有很大市场份额。这说明,在许多追求纯粹驾驶乐趣的人眼里,那种离合器,油门和挡把之间无间配合的乐趣是任何自动挡都无法替代的。 六、变速器参数分析、方案确定及调试(一)主要工艺参数1. 同步环背与齿轮花键端之间的间隙,应约为1.3mm。2. 换挡拨叉与接合套的轴向最大间隙为1.2mm。3. 输入、输出轴的弯曲度,最大不超过0.05mm。4. 齿轮和轴间间隙应小于0.04mm。(二)尺寸链尺寸链理论是机械装配理论的基础、核心和源泉,装配过程中如何正确的测量和校正各零部件的位置精度,如何正确的安排装配工艺等都有赖于正确的建立和应用装配尺寸链,搞清楚公差、尺寸链设计理
46、论的来龙去脉可以有效地指导整个汽车变速器的装配。1、尺寸链的基本概念:在汽车及机械产品设计、制造的过程中,普遍存在尺寸链的问题,尺寸链理论最初是在机器组装过程中发展而形成的。首先,产品设计工程师要根据产品、部件或者总成的使用以及特殊要求,规定必需的装配精度,以此确定各工序尺寸及公差;其次机械加工人员通过尺寸链换算,确定各工序尺寸及公差;最后,装配工艺工程师要根据装配要求确定合适的装配方法。2、尺寸链的定义一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合,称为尺寸链。其中各个尺寸的误差互相积累,形成误差相互制约的尺寸链关系。如下齿轮装配尺寸链图 齿轮轴装配尺寸链简图齿侧间隙N为设计时确定的装配精度,其
47、中尺寸A1和A2,轴套凸缘高度A3,构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件,要求间保留一定的间隙N。由尺寸A1、A2、N按一定顺序形。3、尺寸链的组成形成的内腔尺寸A1、A2和Ao构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件,要求轴肩和轴套凸缘间保留一定的间隙N。这些尺寸环节组成尺寸链图。其关系可用下式来表示:N=Ao一(A1+A2)在尺寸链中,由于各个组成环的性质不同,所以误差的相互影响作用也就各不相同。尺寸链中各有关的组成部分,包括尺寸、角度、过盈量、间隙、或者位移等叫做尺寸链的“链环”,或者简称为“环”。在组成一组尺寸链的所有组成环中,有两类不同性质的组成部分,一种叫做“封闭环”,
48、另一种叫做“组成环”。关于封闭环和组成环的定义及特点说明如下:封闭环尺寸链中封闭环是由其它环尺寸所决定而间接形成的最终环。封闭环可能是一个尺寸或一个角度,也可能是一个间隙、过盈或其它数值的偏差。在装配中封闭环代表装配技术要求,体现装配质量指标。在加工中封闭环代表间接获得尺寸,或者被代换的原设计要求尺寸。封闭环的特点是:其它环的误差必然累积在这个环上,因此封闭环误差是所有各组成环误差的综合。 组成环尺寸链中除封闭环外的其它环都称为组成环,每一组成环的变动必然引起封闭环的变动,组成环是在加工或装配中直接获得的,组成环本身的误差是由其本身的制造条件独立产生而存在的,不受其它环的影响;根据组成环对封闭
49、环影响的不同,又把组成环增环与减环。增环:尺寸链中,某组成环的变动将引起封闭环的同向变动,则称该环为增环。所谓同向变动,是指组成环增大,封闭环也增大,组成环减小,封闭环也减小,减环:尺寸链中,某组成环的变动将引起封闭环的反向变动,则称该环为减环。反向变动是指组成环增大,封闭环减小;组成环减小,封闭环也增大。中心距的确定:中心距对变速器的尺寸,质量和体积都有直接影响,所选的中心距应能保证齿轮的强度。 初选中心距可以由发动机的最大转矩按照下式直接求出: A=KAemaxi1g式中KA按发动机最大扭矩Temax直接求A时的中心距系数,对速腾轿车取 8.9-9.3,其中 Temax=121Nm,i1=
50、3.455,g=0.96。则Ao=(8.69.6)3.4550.96=63.43570.8mm对A进行修正,初选Ao为67mm。mz12.7536=49.522mz22.7514A2=19.2522根据安装手册得A1=+0.04=68+0.03mm0.021=49+-0.01mm+0.012=190mmmax=68.04-48.99-19=0.05mmmin=68.03-49.02-19.01=0mm+0.05=00mm(三)装配方案的确定机械装配中求解装配尺寸链的目的,就是选择某种装配方法以保证达到封闭环的精度要求,从而保证部件和产品的装配精度。其中包括装配过程中所采用的装配测量技术,特殊装
51、配工具的使用,并尽可能高的提高生产率。因为各种产品和部件的结构复杂程度,所要求的装配精度,生产批量以及工厂具体生产条件等因素各不相同,所以应各自选用合适的装配方法。即使同一台产品中的各个部件,因其结构特点和数量不相同,也可能各自采用不同的装配方法。因此装配中所采用的测量技术亦有很大的不同。根据速腾变速箱装配特点,我们采用固定调整装配法。(四)变速器的装配变速器变速传动机构的组装(组装时按分解的逆顺序进行):1、压入输出轴总成。压入输出轴总成时,要将换档杆与第一、二档换档拨叉和输出轴总成一起装入后壳体,然后再压入后轴承。压入时,请注意第一、二档换档滑杆的活动间隙,必要时,轻轻敲击以免卡住;2、安装一、二档拨块,压入弹性销,安装倒档齿轮,压入轴;3、安装输入轴时,要拉回三、四档拨叉能够装入滑动齿套为止,同时应位于空挡位置,并用弹性销固定好拨叉;4、放好密封环,将输入轴和输出轴及后壳体一起与壳体用 M8 45 的螺栓来连接。紧固力矩为 25Nm ;5、使用支撑桥将输入轴支撑住;6、压入输入轴的圆锥滚子轴承。圆锥滚子轴承保持架密封面对着后壳体,而组合式轴承的滚柱对者后壳体;7、安装上三、四档拨叉
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