變速器的功用是在不同的使用條件下,改變發動機傳到驅動輪上的轉距和轉速,使汽車得到不同的牽引力和速度,同時使發動機在最有利的工況范圍內工作。
此外,應保證汽車能倒退行使或停車時使發動機和傳動系保持分離。
需要時還應有動力輸出的功能。
為保證變速器具有良好的工作性能,對變速器提出如下基本要求應正確選擇變速器的檔數和傳動比,保證汽車有必要的動力性和經濟性指標設置空檔和倒檔,保證發動機與驅動輪能長期分離,使汽車能進行倒退行使換檔迅速省力,以便縮短加速時間并提高汽車動力性能目前有發展自動半自動和電子操縱機構的趨勢工作可靠。
汽車行使過程中,變速器不得有跳檔亂檔沖擊等現象發生此外,變速器還應當滿足效率高噪音低體小質輕制造容易成本低等要求。
變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。
.變速器傳動機構的方案分析根據前進擋數的不同,變速器有三四五和多檔幾種。
根據軸的形式不同分為固定軸式和旋轉軸式兩大類。
而前者分為兩軸式中間軸式兩中間軸式和多中間軸式變速器。
固定軸式應用廣泛,其中兩軸式變速器多用于發動機前置前輪驅動的汽車上,中間軸式變速器多用于發動機前置后輪驅動的汽車上。
旋轉軸式主要用于液力機械式變速器。
與中間軸式變速器比較,兩軸式變速器有結構簡單,輪廓尺寸小,布置方便,中間擋位傳動效率高和噪聲低等優點。
因兩軸式變速器不能設置直接擋,所以在高檔工作時齒輪和軸承均承載,不僅工作噪聲增大,且易損壞。
此外,受結構限制,兩軸式變速器的擋速比不可能設計得很大。
發動機前置前輪驅動轎車的兩軸式變速器傳動方案,其特點是變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成體,發動機縱置時,主減速器采用弧齒錐齒輪或雙曲面齒輪,發動機橫置時則采用圓柱齒輪多數方案的倒檔傳動常用滑動齒輪,其他擋位均用常嚙合齒輪傳動各檔的同步器多數裝在輸入軸的后端。
中間軸式四,五,六擋變速器傳動方案。
它們的共同特點是變速器第軸和第二軸的軸線在同直線機械式,變速器,設計,畢業設計,全套,圖紙摘要變速器是汽車傳動系中最主要的部件之。
變速箱由變速傳動機構和變速操縱機構兩部分組成。
變速傳動機構的主要作用是改變轉距和轉速的數值和方向操縱機構的主要作用是控制傳動機構,實現變速器發出的功率比較大,燃油經濟性也比較好。
因此,我們希望發動機總是在最好的狀態下工作。
但是,汽車在使用的時候需要有不同的速度,這樣就產生了矛盾。
這個矛盾要通過變速器來解決。
汽車變速器的作用用句話概括,就叫做變速變扭,即增速減扭或減速增扭。
為什么減速可以增扭,而增速又要減扭呢設發動機輸出的功率不變,功率可以表示為,其中是轉動的角速度,是扭矩。
當固定的時候,與是反比的。
所以增速必減扭,減速必增扭。
汽車變速器齒輪傳動就是根據變速變扭的原理,分成各個檔位對應不同的傳動比,以適應不同的運行狀況。
般的手動變速器內設置輸入軸中間軸和輸出軸,又稱三軸式,另外還有倒檔軸。
三軸式是變速器的主體結構,輸入軸的轉速也就是發動機的轉速,輸出軸轉速則是中間軸與輸出軸之間不同齒輪嚙合所產生的轉速。
不同的齒輪嚙合就有不同的傳動比,也就有了不同的轉速。
我們設計的手動變速器,它的傳動比分別是檔.檔.檔.檔。
如圖所示當汽車啟動司機選擇檔時,拔插將檔同步器向后結合檔齒輪并將它鎖定輸出軸上,動力經輸入軸中間軸和輸出軸上的檔齒輪,檔齒輪帶動輸出軸,輸出軸將動力傳遞到傳動軸上,。
典型檔變速器齒輪傳動軸是.,也就是說輸入軸轉動.圈,輸出軸轉圈。
當汽車增速司機選擇檔時,拔叉將檔同步器與檔分離后接合檔齒輪并鎖定輸出軸上,動力傳遞路線相似,所不同的是輸出軸上的檔齒輪換成檔齒輪帶動輸出軸。
伸入鎖環的三個缺口中,只有當滑塊位于缺口的中央時,接合套與鎖環的齒方可能接合。
常壓式同步器雖然結構簡單,但又不能保證被嚙合件在同步狀態即角速度相等下換檔的缺點,故僅在少數重型汽車上得到應用,而在大多數變速器中得到廣泛應用的是慣性式同步器。
同步器作為種換檔裝置,是在接合套換檔的基礎上發展起來的,起功用是使接合套與待接合的齒輪二者之間迅速達到同步,并阻止二者在同步前進入嚙合,從而可消除換檔時的沖擊,縮短換檔時間,簡化換檔過程,使換檔操縱作簡捷而輕便。
慣性式同步器按結構分,慣性式同步器有鎖銷式滑塊式鎖環式多片式和多錐式幾種。
雖然它們結構不同,但是它們都有摩擦元件和鎖止元件。
摩擦元件是同步緩和齒輪上的凸出部分,分別在他們的內圈和外圈設計有相互接觸的錐形摩擦面,鎖至元件是在換動齒套的圓盤部分的中間做出與同步環剛性連接專用彈簧下面的鋼球和銷使滑動齒套和頭腦干部環彈性連接。
圖表二所示摩擦元件是用滑動齒套上的錐面來實現的。
作為鎖止元件是鎖環的內齒和做在齒輪上的接合齒端部。
齒輪和鎖環之間是彈性連接。
在慣性式同步器中,彈性元件的重要性僅次于摩擦元件和鎖止元件。
它用來使用有關部分保持在中立位置的同時,又不妨礙鎖止,解除鎖止和換檔。
鎖檔式同步器優點是零件數量少,并且摩擦錐面平均半徑教大,使其轉距容量得到提高,故多用于中,重型貨車變速器,它工作可靠,零件耐用,但因結構布置上的限制,轉距容量不大,而且由于鎖止面在同步錐環的結合齒上,會因齒端磨損而失效,因而主要用語轎車和輕型貨車變速器中。
鎖環式同步器的鎖止面在同步錐環和嚙合套的倒錐面上,省去了同步錐環的結合齒,且軸向尺寸較小,多用于中,重型貨車變速器中。
多錐式同步器的鎖止面仍在同步環的接合齒上,只是在原有的兩個錐面之間再插入兩個輔助同步錐。
由于錐表面的有效摩擦面積成倍的增加,同步轉距也相應的增加,因而具有較大的轉距容量和低的熱負荷。
這不但改善了同步的效能,增加了可靠性,而且可使換檔力大為減小。
若保持換檔力不變,則可縮短同步時間器稱為手動變速器。
是最簡單的換檔方案,已得到廣泛的應用。
其優點是減少了變速叉軸,各檔同組用組自鎖裝置,因而使操作機構簡化。
遠距離操縱受總布置限制,有些車輛變速器距駕駛員坐椅較遠,此外,換檔時力需通過轉換機構才能完成換檔功能,這種手動換檔稱為遠距離操縱變速器。
這種結構復雜,且在撞車時直接駕駛員的安全,故新車設計中這種結構已不多見。
變速器主要參數選擇.檔齒輪齒數的確定設計轎車四檔變速器,已知發動機輸出功率千瓦,轉速,載荷平穩,可靠性般。
確定檔齒輪齒數檔傳動比取中間軸檔的齒數轎車中間軸式變速器檔傳動比時,貨車在個齒之間選用。
由于所設計為般輕形轎車,載荷平穩可靠性要求般。
所以選擇檔齒輪傳動比.檔主齒輪齒數。
取變速器模數選取齒輪模數,要保證齒輪有足夠的強度,同時兼顧它對噪聲和質量的影響。
減少模數,增加齒寬會使噪音減低,反之則能減輕變速器質量。
減低噪音對轎車有較大意義,減輕質量對貨車比較重要。
直齒輪模數與彎曲應力之間有如下關系.取.式中計算載荷,為?摩擦力影響系數,主動齒輪和被動齒輪在嚙合點上的摩擦力方向不同,對彎曲應力影響也不同主動齒輪.,被動齒輪.應力集中系數,可以近似取.齒輪系數齒寬系數齒形系數彎曲應力,當計算載荷取作發動機最大轉檔倒直齒輪許用彎曲應力在,貨車可取下數。
所取模數值應符合規定的值,所以取模數中心距的選擇要選中心距為時,可根據下式計算.?.式中中心系數。
,經嚙合套將它們連接得到直接擋。
使用直接擋,變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載,發動機轉矩經變速器第軸和第二軸直接輸出,此時變速器的傳動效率高,可達以上,噪聲低,齒輪和軸承的磨損減少。
因為直接擋的利用率高于其它擋位,因而提高了變速器的使用壽命在其它前進擋位工作時,變速器傳遞的動力需要經過設置在第軸,中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞,因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離中心距不大的條件下,擋仍然有較大的傳動比擋位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動,擋位低的齒輪擋可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動多數傳動方案中除擋以外的其他擋位的換擋機構,均采用同步器或嚙合套換擋,少數結構的擋也采用同步器或嚙合套換擋,還有各擋同步器或嚙合套多數情況下裝在第二軸上。
再除直接擋以外的其他擋位工作時,中間軸式變速器的傳動效率略有降低,這是它的缺點。
在擋數相同的條件下,各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數,換擋方式和到檔傳動方案上有差別。
.變速器零部件結構方案分析.齒輪型式變速器分斜齒和直齒圓柱齒輪。
斜齒圓柱齒輪雖然制造時復雜工作時有軸向力,但因其使用壽命長噪音小而仍然得到廣泛的使用。
直齒圓柱齒輪用于低檔和倒檔。
.換檔結構型式變速器換檔結構型式有直齒滑動齒輪嚙合套同步器等三種。
汽車行駛時各檔齒輪有不同的角速度,因此用軸向滑動齒輪方法換檔,會在齒輪端面產生沖擊,并伴有噪音。
這使齒輪端面磨損加劇并過早損壞。
同時使駕駛員精神緊張,而換檔時的噪音又使汽車的舒適度減低。
只有駕駛員用熟練的技術,使齒輪換檔時無沖擊,才能克服上述缺點。
但是,該瞬間駕駛員注意力被分散,影響行使安全性。
因此盡管這種換檔方法結構簡單。
除檔倒檔外已很少使用。
由于變速器第二軸齒輪與中間軸齒輪嚙合狀態,所以可用嚙合套換檔。
這時,因同時承受換檔沖擊載荷的接合齒齒數多,而輪齒又不參與換檔。
典型檔變速齒輪傳動比是.,輸入軸轉圈,輸出軸轉圈,比檔轉速增加,扭矩降低。
當汽車增速司機選擇檔時,拔叉將檔同步器回到空檔位置,又使檔同步器移動直至將檔齒輪鎖定在輸出軸上,使動力可以從輸入軸中間軸輸出軸上的檔變速齒輪,通過檔變速齒輪帶動輸出軸。
典型檔傳動比是.,輸入軸轉.圈,輸出軸轉圈是進步的增速。
如圖所示當汽車加油增速司機選擇檔時,拔叉將檔同步器脫離檔齒輪直接與輸入軸主動齒輪接合,動力直接從輸入軸傳遞到輸出軸,此時傳動比,即輸出軸與輸入軸轉速樣。
由于動力不經中間軸,又稱直接檔,該檔傳動比的傳動效率最高。
汽車多數運行時間都用直接檔以達到最好的燃料經濟性。
換檔時要先進入空檔,變速器處于空檔時變速齒輪沒有鎖定在輸出軸上,它們不能帶動輸出軸轉動,沒有動力輸出。
般汽車手動變速器傳動比主要分上述檔,通常設計者首先確定最低檔與最高檔傳動比后,中間各檔傳動比般按等比級數分配。
倒檔時輸出軸要向相反的方向旋轉。
如果對齒輪嚙合時大家反向旋轉,中間加上個齒輪就會變成同向旋轉。
利用這個原理,倒檔就要添加個齒輪做“媒介”,將軸的轉動方向掉轉,因此就有了根倒檔軸。
倒檔軸獨立裝在變速器殼內,與中間軸平行,當軸上齒輪分別與中間軸齒輪和輸出軸齒輪嚙合時,輸出軸轉向會相反。
通常倒檔用的同步器也控制檔的接合,所以檔與倒檔位置是在同側的。
由于有中間齒輪,般變速器倒檔傳動相近與檔傳動比。
從駕駛平順性考慮,變速器檔位越多越好,檔位多相鄰檔間的傳動比的比值就變化小,換檔容易而且平順。
但檔位多的缺點就是變速器結構復雜,體積大,現在輕型汽車變速器般是檔。
同時,變速器傳動比都不是整數,而且都是帶小數點的,這是因為嚙合齒輪的齒數不是整倍數所致,輪齒數是整倍數就會導致兩齒輪嚙合面磨損不均勻,使得輪齒表面質量產生較大的差異。
(圖紙)
A0-變速器裝配圖.dwg
(圖紙)
A0-總裝圖.dwg
(圖紙)
A1-同步器.dwg
(其他)
任務書.doc
(論文)
設計說明書.doc
(其他)
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