汽车三轴式五档变速器设计【手动机械式】【4张CAD图纸和毕业论文】【汽车专业】

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汽车三轴五档变速器设计【全套CAD图纸+毕业论文】【汽车专业】.rar

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关键词：: 汽车五档变速器设计全套 cad 图纸毕业论文专业

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摘要

变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计。简单讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键字：挡数；传动比；齿数；轴

Abstract
Transmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, is aimed at marking start, climbing, turning, accelerate various driving conditions, the car was different traction and speed Meanwhile engine in the most favorable working conditions within the scope of the work. And the trans mission in neutral gear with reverse gear. Transmission also need power output function.
Gearbox because of the low-grade work at a larger role, In general, the low-grade gearbox layout are close to the axis after support, Following from low-grade to high-grade order of the layout of stalls gear. This will not only allow axis are large enough for a rigid, but also ensures easy assembly. Gear box overall structure and rigid axle and the shell structure of relations. Generally through the control shaft length control over several stalls to ensure that adequate gear box rigid.
This paper describes the design of three-axis five block manual trans mission, the transmission principle of work elaborated, Transmission of the gear shaft and do a detailed design, and the intensity of a school. For some standard parts for the selection. Transmission Trans mission program design. A brief description of the trans mission of all components of the material choice.
Keywords : block; Transmission ratio; Teeth; Axis

第1章绪论………………………………………………………..1
第2章总体方案设计………………………………………………..3
2.1 汽车参数的选择………………………………………………...3
2.2 变速器设计应满足的基本要求…………………………………..3
第3章变速器传动机构布置方案………………………………...….4
3.1 传动机构布置方案分析……………………………………….…4
3.1.1 固定轴式变速器………………………………………….…...4
3.1.2 倒挡布置方案………………………………………………...6
3.1.3 其他问题………………………………………………….….8
第4章零部件结构方案分析……………………………………..…..9
4.1 齿轮形式……………………………………………………….9
4.2 换挡机构形式…………………………………………………..9
4.3 变速器轴承……………………………………………………11
第5章变速器设计和计算………………………………………….13
5.1 挡数………………………………………………………......13
5.2 传动比范围……………………………………………………13
5.3 中心距A………………………………………………………14
5.4 外形尺寸……………………………………………………...14
5.5 轴的直径……………………………………………………...14
5.6 齿轮参数……………………………………………………...15
5.6.1 模数的选取……………………………………………….…15
5.6.2 压力角……………………………………………………16
5.6.3 螺旋角………………………………………………....…16
5.6.4 齿宽b………………………………………………………17
5.6.5 变位系数的选择原则………………………………………...18
5.7 各挡齿轮齿数的分配…………………………………………..19
5.7.1 确定一挡齿轮的齿数………………………………………...20
5.7.2 对中心距进行修正…………………………………………..20
5.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数……………………………….21
5.7.4 确定其他各挡的齿数………………………………………...21
5.7.5 确定倒挡齿轮齿数……………………………………....…..22
第6章变速器的校核………………………………………............23
6.1 齿轮的损坏形式……………………………………………….23
6.2 齿轮强度计算………………………………………………….23
6.2.1 齿轮弯曲强度计算…………………………………....…......24
6.2.2 轮齿接触应力计算…………………………………………..26
6.2.3 轴的强度计算……………………………………………….27
第7章同步器的选型………………………………………………31
7.1 锁销式同步器…………………………………………………31
7.1.1 锁销式同步器结构…………………………………………..31
7.1.2 锁销式同步器工作原理……………………………………...32
7.2 锁环式同步器…………………………………………………33
7.2.1 锁环式同步器结构.......................................33
7.2.2 锁环式同步器工作原理……………………………………...34
7.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定……………………………….34
第8章变速器操纵机构……………………………………………38
8.1 直接操纵手动换挡变速器……………………………………...38
8.2 远距离操纵手动换挡变速器……………………………………38
第9章结论……………………………………………………….40
致谢……………………………………………………………….41
参考文献…………………………………………………………..42
附录A1译文……………………………………………………….43
附录A2译文……………………………………………………….48
附录B1外文文献…………………………………………………...54
附录B2外文文献…………………………………………………...59

第1章绪论
现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。

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内容简介：: 哈工大华德学院毕业设计（论文）评语姓名：王明慧学号： 1089311211 专业：车辆工程毕业设计（论文）题目：汽车变速器三轴五档工作起止日期： 2010 年 10 月 11 日起 2010 年 12 月 28 日止指导教师对毕业设计（论文）进行情况，完成质量及评分意见：指导教师签字：指导教师职称：评阅人评阅意见：评阅教师签字：评阅教师职称：答辩委员会评语：根据毕业设计（论文）的材料和学生的答辩情况，答辩委员会作出如下评定：学生毕业设计（论文）答辩成绩评定为：对毕业设计（论文）的特殊评语：答辩委员会主任（签字）职称：答辩委员会副主任（签字）：职称：答辩委员会委员（签字）：年月日毕业设计（论文）任务书学生姓名王明慧系部汽车工程系专业、班级交通运输0893112指导教师姓名郑胜军职称助教从事专业交通运输是否外聘是否题目名称智能运输小车的设计与制作一、设计（论文）目的、意义现代家用轿车得到普遍应用，通过改变输入驱动桥的扭矩和转速，李艾实现汽车的经济性和动力性。设计一种5当变速器，来满足经济能源的节省。能满足发动机的在有利工况工作。并通过5当变速器设计有利于学生对汽车底盘技术的理解，提高工程设计能力。二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）1.完成变速器的总体设计方案2.完成变速器总布置的设计3.完成变速器的计算，4.撰写设计说明书发动机前置后驱动，发动机功率258kW（4000r/min）最大扭矩（689）Nm（2200 r/min）最大车速100km/h（二）、本设计主要研究方法1、文献调研和实际考察，研究前人经验、现实的需要以及存在的问题；2、对所要研究的课题进行初步可行性分析；3、进行实地设计和制作三、设计（论文）完成后应提交的成果（一）计算说明部分程序的编写，元件的匹配。（二）图纸部分 1、参考文献篇数：10篇以上（其中不少于3篇外文文献）；2、内容充实，结构清晰合理，符合规范；3、撰写设计说明书10000字以上；4、绘制一张零号电路图，一台智能运输小车。四、设计（论文）进度安排第12周（10月9日10月21日）：选题,进行调研,收集资料，完成开题报告，完成总体设计方案并及时写好毕业设计日志；10月20日开题检查第37周（10月22日11月24日）：1、完成整体设计，完成相关器件的设计思路;进行总体布局，完成一张智能车电路图。；2、11月18日指导教师进行中期检查；3、11月24日全系中期检查并及时写好毕业设计日志。第89周（11月25日12月8日）：1、完成制作智能小车一部，所有正式图纸的绘制和论文草稿；2、12月8日结题检查。第1011周（12月9日12月19日）：1、对毕业设计论文的内容、格式、英、汉文摘要、毕业论文等内容进行修改，2、完成正式论文的装订；3、12月19日上交所有毕业设计相关材料。第12周（12月19日12月29日）：1、准备毕业设计答辩。2、12月29日答辩五、主要参考资料1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20012 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，20003 李风平.机械图学M.沈阳：东北大学出版社 20034 甘永立.几何量工差与检测M.上海：上海科学技术出版社 20035 陈家瑞.汽车构造M.下册.第三版.北京.人民交通出版社，19976 高延龄.汽车运用工程M.第二版.北京:人民交通出版社，20017 清华大学余志生.汽车理论M.第2版.北京:机械工业出版社，19988 钟建国廖耘刘宏.汽车构造与驾驶M.长沙:中南大学出版社，20029 肖盛云徐中明.汽车运用工程基础M.重庆:重庆大学出版社，199710 梁治明. 材料力学M. 辽宁：高等教育出版社出版，1985.11 The Motor Vehicle Newton Steeda,Garrett,196212 Car Pollution. Posted by Stephen. 六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计题目机械式变速器的结构设计专业车辆工程学号 1089311218 学生王明慧指导教师郑胜军答辩日期 2011.12.29 哈工大华德学院哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计摘要变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计。简单讲述了变速器中各部件材料的选择。关键字：挡数；传动比；齿数；轴AbstractTransmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, is aimed at marking start, climbing, turning, accelerate various driving conditions, the car was different traction and speed Meanwhile engine in the most favorable working conditions within the scope of the work. And the trans mission in neutral gear with reverse gear. Transmission also need power output function.Gearbox because of the low-grade work at a larger role, In general, the low-grade gearbox layout are close to the axis after support, Following from low-grade to high-grade order of the layout of stalls gear. This will not only allow axis are large enough for a rigid, but also ensures easy assembly. Gear box overall structure and rigid axle and the shell structure of relations. Generally through the control shaft length control over several stalls to ensure that adequate gear box rigid. This paper describes the design of three-axis five block manual trans mission, the transmission principle of work elaborated, Transmission of the gear shaft and do a detailed design, and the intensity of a school. For some standard parts for the selection. Transmission Trans mission program design. A brief description of the trans mission of all components of the material choice. Keywords : block; Transmission ratio; Teeth; Axis 3目录第1章绪论.1第2章总体方案设计.32.1 汽车参数的选择.32.2 变速器设计应满足的基本要求.3第3章变速器传动机构布置方案.43.1 传动机构布置方案分析.43.1.1 固定轴式变速器.43.1.2 倒挡布置方案.63.1.3 其他问题.8第4章零部件结构方案分析.94.1 齿轮形式.94.2 换挡机构形式.94.3 变速器轴承11第5章变速器设计和计算.135.1 挡数.135.2 传动比范围135.3 中心距A145.4 外形尺寸.145.5 轴的直径.145.6 齿轮参数.155.6.1 模数的选取.155.6.2 压力角165.6.3 螺旋角.165.6.4 齿宽b175.6.5 变位系数的选择原则.185.7 各挡齿轮齿数的分配.195.7.1 确定一挡齿轮的齿数.205.7.2 对中心距进行修正.205.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数.215.7.4 确定其他各挡的齿数.215.7.5 确定倒挡齿轮齿数.22第6章变速器的校核.236.1 齿轮的损坏形式.236.2 齿轮强度计算.236.2.1 齿轮弯曲强度计算.246.2.2 轮齿接触应力计算.266.2.3 轴的强度计算.27第7章同步器的选型317.1 锁销式同步器317.1.1 锁销式同步器结构.317.1.2 锁销式同步器工作原理.327.2 锁环式同步器337.2.1 锁环式同步器结构.337.2.2 锁环式同步器工作原理.347.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定.34第8章变速器操纵机构388.1 直接操纵手动换挡变速器.388.2 远距离操纵手动换挡变速器38第9章结论.40致谢.41参考文献.42附录A1译文.43附录A2译文.48附录B1外文文献.54附录B2外文文献.59哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计第1章绪论现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。另外，现代汽车的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。往往要受到如载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。在条件良好的平直路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一挡位，来减少燃油的消耗。在某些情况下，汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进挡数的不同，变速箱有三、四、五和多挡几种。根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。无级变速机构由两组锥形轮组成，包括一对主动锥形轮（锥形轮组1）和一对被动锥形轮（锥形轮组2）同时有一根链条运行在两对锥形轮V形沟槽中间，链条的运动如同动力传递单元。锥形轮组1由发动机的辅助减速机构驱动，发动机的动力通过链条传递给锥形轮组2直至终端驱动。在每组锥形轮中有一个锥形轮可以在轴向移动，调整链条在锥形轮的工作直径并传递速比。两组锥形轮必须保持相同的调整，以保证链条始终处与涨紧状态，使传递扭矩时锥形轮接触充分的压力。采用无级变速器可以节约燃料，使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比，获得最有利的功率输出，它的传动比比传统的变速器轻，结构更简单而紧凑。世界各大汽车制造商正竞相开发无级变速器。专家预计2003至2005年间无级变速器将成为世界各大汽车制造商的技术开发重点。目前一些著名汽车制造商（如福特、通用、本田、克莱斯勒等）正致力于无级变速器的开发工作。现在全球CVT的产量约为50万台，而普通型自动变速器的产量约为2,500万台，双向通讯和线控技术的应用，无级变速器有无比的优势，预计不久将来中国各大汽车制造商也将生产自己的CVT无级变速器，并广泛应用于国产轿车。在此次设计中对变速器作了总体设计，对变速器的传动方案进行了选择，变速器的齿轮和轴做了详细的设计计算，对同步器和一些标准件做了选型设计。第2章总体方案设计2.1 汽车参数的选择根据变速器设计所选择的汽车基本参数如下表表2-1设计基本参数表Tablet 1-1 able basic design parameters 项目参数值发动机：2.5L V6挡数:5最大功率(kW/n)：1526最大扭矩(Nm/n)：245/35002.2 变速器设计应满足的基本要求对变速器如下基本要求. 1）保证汽车有必要的动力性和经济性。 2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。 4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。 5）换挡迅速，省力，方便。 6）工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。 7）变速器应当有高的工作效率。除此以外，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。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。第3章变速器传动机构布置方案机械式变速器因具有结构简单，传动效率高，制造成本低和工作可靠等优点，在不同形式的汽车上得到广泛应用。3.1 传动机构布置方案分析3.1.1 固定轴式变速器固定轴式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器。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。与中间轴式变速器比较，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。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。所以我选择的是中间轴式的变速器。图2-1，分别示出了几种中间轴式五挡变速器传动方案。它们的共同特点是：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于其它挡位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮（一挡）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。在挡数相同的条件下，各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数，换挡方式和到档传动方案上有差别。图2-1a所示方案，除一，倒挡用直齿滑动齿轮换挡外，其余各挡为常啮合齿轮传动。图2-1b，c，d所示方案的各前进挡，均用常啮合齿轮传动；图2-1d所示方案中的倒挡和超速挡安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以在不需要超速挡的条件下，很容易形成一个只有四个前进挡的变速器。图3-1 中间轴式五挡变速器传动方案以上各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的挡位用同步器换挡，有的挡位用啮合套换挡，那么一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长。伸长后的第二轴有时装在三个支承上，其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内，布置倒挡传动齿轮和换挡机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。综上所述选择第2种传动方案，前进挡，均用常啮合齿轮传动。3.1.2 倒挡布置方案与前进挡位比较，倒挡使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒挡，故多数方案采用直齿滑动齿轮方式换倒挡。为实现倒挡传动，有些方案利用在中间轴和第二轴上的齿轮传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案。前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿，是在最不利的正，负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒挡传动比略有增加。图3-2 倒挡布置方案Figure 2 -2 reverse gear layout program图2-2为常见的倒挡布置方案。图2-2b所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的一挡齿轮，因而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2-2c所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图2-2d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2-2c所示方案。图2-2e所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-2f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图2-2g所示方案。其缺点是一，倒挡须各用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。综上所述选择第四种倒挡布置方案。图3-3 倒挡轴位置与受力分析Figure 2 -3 reverse gear axles and Analysis因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低挡到高挡顺序布置各挡齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。倒挡的传动比虽然与一挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒挡。此时在倒挡工作时，齿轮磨损与噪声在短时间内略有增加，与此同时在一挡工作时齿轮的磨损与噪声有所减少。除此以外，倒挡的中间齿轮位于变速器的左侧或右侧对倒挡轴的受力状况有影响，见图3-3所示。3.1.3 其他问题经常使用的挡位，其齿轮因接触应力过高而造成表面电蚀损坏。将高挡布置在靠近轴的支承中部区域较为合理，在该区因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮保持较好的啮合状态，偏载减少能提高齿轮寿命。某些汽车变速器有仅在好路或空车行驶时才使用的超速挡。使用传动比小于1（为0.70.8）的超速挡，能够充分地利用发动机功率，使汽车行驶1KM所需发动机曲轴的总转速降低，因而有助于减少发动机磨损和降低燃料消耗。但是与直接挡比较，使用超速挡会使传动效率降低，噪声增大。机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力时处于工作状态的齿轮对数，每分钟转速，传递的功率，润滑系统的有效性，齿轮和壳体等零件的制造精度等。第4章零部件结构方案分析4.1 齿轮形式与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。我的设计中一挡和倒挡用的是直齿轮，其他挡都是斜齿轮。4.2 换挡机构形式变速器换挡机构有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器换挡三种形式。汽车行驶时各挡齿轮有不同的角速度，因此用轴向滑动直齿齿轮的方式换挡，会在轮齿端面产生冲击，并伴随有噪声。这使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。只有驾驶员用熟练的操作技术（如两脚离合器），时齿轮换挡时无冲击，才能克服上述缺点。但是该瞬间驾驶员注意力被分散，会影响行驶安全性。因此，尽管这种换挡方式结构简单，但除一挡，倒挡外已很少使用。由于变速器第二轴齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态，所以可用移动啮合套换挡。这时，因同时承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多。而轮齿又不参与换挡，它们都不会过早损坏，但不能消除换挡冲击，所以仍要求驾驶员有熟练的操作技术。此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性矩增大。因此，目前这种换挡方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。这是因为重型货车挡位间的公比较小，则换挡机构连件之间的角速度差也小，因此采用啮合套换挡，并且还能降低制造成本及减小变速器长度。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换挡，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。同上述两种换挡方法比较，虽然它有机构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。使用同步器或啮合套换挡，其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程小。在滑动齿轮特别宽的情况下，这种差别就更为明显。为了操纵方便，换入不同挡位的变速杆行程要求尽可能一样。自动脱挡是变速器的主要故障之一。为解决这个问题，除工艺上采取措施外，目前在结构上采取措施比较有效的方案有以下几种：图4-1防止自动脱挡的机构措施图4-2防止自动脱挡的机构措施图4-3防止自动脱挡的机构措施1）将两接合齿的啮合位置错开，见图4-1。这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿约13mm。使用中接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，用来阻止接合齿自动脱挡。2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下0.30.6mm），这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡，见图4-2。3）将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜23），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力，见图4-3。这种方案比较有效，应用较多。4.3 变速器轴承变速器轴承常采用圆柱滚子轴承，球轴承，滚针轴承，圆锥滚子轴承，滑动轴套等。至于何处应当采用何种轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。汽车变速器结构紧凑，尺寸小，采用尺寸大些的轴承结构受限制，常在布置上有困难。如变速器的第二轴前端支承在第一轴常啮合齿轮的内腔中，内腔尺寸足够时可布置圆柱滚子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。变速器第一轴前端支承在飞轮的内腔里，因有足够大的空间长采用球轴承来承受向力。作用在第一轴常啮合齿轮上的轴向力，经第一轴后部轴承传给变速器壳体，此处常用轴承外圈有挡圈的球轴承。第二轴后端常采用球轴承，以轴向力和径向力。中间轴上齿轮工作时产生的轴向力，原则上由前或后轴承来承受都可以，但当在壳体前端面布置轴承盖有困难的时候，必须由后端轴承承受轴向力，前端采用圆柱滚子轴承来承受径向力。变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径小，宽度较宽因而容量大，可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧，装配麻烦，磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。变速器第一轴，第二轴的后部轴承以及中间轴前，后轴承，按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证壳体后壁两轴承孔之间的距离不小于620mm，下限适用于轻型车和轿车。滚针轴承，滑动轴套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。滚针轴承有滚动摩擦损失小，传动效率高，径向配合间隙小，定位及运转精度高，有利于齿轮啮合等优点。滑动轴套的径向配合间隙大，易磨损，间隙增大后影响齿轮的定位和运转精度并使工作噪声增加。滑动轴套的优点是制造容易，成本低。在本次设计中主要选用了圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和滚针轴承。第5章变速器设计和计算 5.1 挡数增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和经济性。挡数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高。在最低挡传动比不变的条件下，增加变速器的当属会是变速器相邻的低挡与高挡之间传动比比值减小，是换挡工作容易进行。要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下,该制约小换挡工作越容易进行。要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小。近年来为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前轿车一般用45个挡位，级别高的轿车变速器多用5个挡，货车变速器采用45个挡位或多挡。装载质量在23.5T的货车采用5挡变速器，装载质量在48T的货车采用6挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野车。选用的是5挡变速器。5.2 传动比范围变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡转动比的比值。传动比范围的确定与选定的发动机参数，汽车的最高车速和使用条件等因素有关。目前轿车的传动比范围在34之间，轻型货车在56之间，其他货车则更大。轿车的传动比范围为3.6：15.3 中心距A对中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴之间的距离成为变速器中心距。其大小不仅对变速器的外形尺寸，体积和质量大小，而且对轮齿的接触强度有影响。中心距越小，齿轮的接触应力大，齿轮寿命短。最小允许中心距当有保证齿轮有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上，从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑，要求中心距取大些。此外受一挡小齿轮齿数不能过少的限制，要求中心距也要大些。 A= （5-1）=85mm式中，A为中心距（mm）；为中心距系数，轿车：=8.99.3；为发动机最大转矩（）；为变速器一挡传动比；为变速器传动效率0.96。轿车变速器的中心距在6580mm变化范围。原则上总质量小的汽车中心距小。5.4 外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒挡中间齿轮和换挡机构的布置初步确定。轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸（3.03.4）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K应取给出系数的上限。为检测方便，A取整。设计的是五挡变速器，初定轴向壳体尺寸为300mm。5.5 轴的直径变速器工作时轴除传递转矩外，还承受来自齿轮作用的径向力，如果是斜齿轮还有轴向力。在这些力的作用下，变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，对齿轮的强度和耐磨性产生影响，增加工作噪声。中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径D=0.45A，轴的最大直径D和支撑间距离L的比值，对中间轴，D/L=0.160.18；对第二轴，D/L=0.180.21。第一轴花健部分直径D（mm）可按下式初选d=K (5-2)=4.2=26mm式中K为经验系数，K=4.04.6，为发动机最大转矩（）第二轴和中间轴中部直径 D=0.45A=0.4585=36mm5.6 齿轮参数5.6.1 模数的选取遵循的一般原则：为了减少噪声应合理减少模数，增加尺宽；为使质量小，增加数，同时减少尺宽；从工艺方面考虑，各挡齿轮应选用同一种模数，而从强度方面考虑，各挡齿数应有不同的模数。减少轿车齿轮工作噪声有较为重要的意义，因此齿轮的模数应选小；对货车，减小质量比噪声更重要，故齿轮应选大些的模数。低挡齿轮应选大些的模数，其他挡位选另一种模数。少数情况下汽车变速器各挡齿轮均选用相同的模数。啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线齿轮。由于工艺上的原应，同一变速器的接合齿模数相同。其取用范围是：乘用车和总质量在1.814.0t的货车为2.03.5mm。选取较小的模数值可使齿数增多，有利换挡。初选齿轮模数 =3.0mm 齿轮法向模数 =3.0mm5.6.2 压力角压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。对轿车，为加大重合度已降低噪声，取小些。变速器齿轮压力角为 20 啮合套或同步器的接合齿压力角用30。5.6.3 螺旋角斜齿轮在变速器中得到广泛的应用。选斜齿轮的螺旋角，要注意他对齿轮工作噪声齿轮的强度和轴向力的影响。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。试验还证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于30时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍然继续上升。因此，从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，并不希望用过大的螺旋角，以1525为宜；而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大螺旋角。斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮产生轴向力平衡，以减少轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上的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。中间轴上全部齿轮的螺旋方向应一律取为右旋，则第一、第二轴上的斜齿轮应取为左旋。轴向力经轴承盖作用到壳体上。一挡和倒挡设计为直齿时，在这些挡位上工作，中间轴上的轴向力不能抵消(但因为这些挡位使用得少，所以也是允许的)，而此时第二轴则没有轴向力作用。根据图5-1可知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，需满足下述条件（5-3）（5-4）由于T=，为使两轴向力平衡，必须满足（5-5）式中，Fa1，Fa2为作用在中间轴齿轮1、2上的轴向力，Fn1，Fn2为作用在中间轴齿轮1、2上的圆周力；r1，r2为齿轮1、2的节圆半径；T为中间轴传递的转矩。最后可用调整螺旋角的方法，使各对啮合齿轮因模数或齿数和不同等原因而造成的中心距不等现象得以消除。图5-1 中间轴轴向力的平衡Figure 4 -1 intermediate shaft axial force balance斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：轿车中间轴式变速器为 2234初选的螺旋角=285.6.4 齿宽b应注意齿宽对变速器的轴向尺寸，齿轮工作平稳性，齿轮强度和齿轮工作时受力的均匀程度均有影响。考虑到尽可能的减少质量和缩短变速器的轴向尺寸，应该选用较小的齿宽。减少齿宽会使斜齿轮传动平稳的优点被削弱，还会使工作应力增加。使用宽些的齿宽，工作时会因轴的变形导致齿轮倾斜，使齿轮沿齿宽方向受力不均匀并在齿宽方向磨损不均匀。通常根据齿轮模数m的大小来选定齿宽。直齿：b=m，为齿宽系数，取为4.58.0 取=5斜齿：b=，取6.08.5 ，取=7第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数，可取大些，使接触线长度增加、接触应力降低，以提高传动平稳性和齿轮寿命。直齿 b=53=15mm斜齿 b=73=21mm5.6.5 变位系数的选择原则齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。变位齿轮主要有两类：高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度，使它达到和大齿轮强度想接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度，也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点，有避免了其缺点。有几对齿轮安装在中间轴和第二轴上组合并构成的变速器，会因保证各档传动比的需要，使各相互啮合齿轮副的齿数和不同。为保证各对齿轮有相同的中心距，此时应对齿轮进行变位。当齿数和多的齿轮副采用标准齿轮传动或高度变位时，则对齿数和少些的齿轮副应采用正角度变位。由于角度变位可获得良好的啮合性能及传动质量指标，故采用的较多。对斜齿轮传动，还可通过选择合适的螺旋角来达到中心距相同的要求。变速器齿轮是在承受循环负荷的条件下工作，有时还承受冲击负荷。对于高档齿轮，其主要损坏形势是齿面疲劳剥落，因此应按保证最大接触强度和抗胶合剂耐磨损最有利的原则选择变位系数。为提高接触强度，应使总变位系数尽可能取大一些，这样两齿轮的齿轮渐开线离基圆较远，以增大齿廓曲率半径，减小接触应力。对于低挡齿轮，由于小齿轮的齿根强度较低，加之传递载荷较大，小齿轮可能出现齿根弯曲断裂的现象。总变位系数越小，一对齿轮齿更总厚度越薄，齿根越弱，抗弯强度越低。但是由于轮齿的刚度较小，易于吸收冲击振动，故噪声要小些。更据上述理由，为降低噪声，对于变速器中除去一，二挡和倒挡以外的其他各挡齿轮的总变位系数要选用较小的一些数值，以便获得低噪声传动。5.7 各挡齿轮齿数的分配在初选中心距，齿轮模数和螺旋角以后，可更据变速器的挡数，传动比和传动方案来分配各挡齿轮的齿数。图5-2 五挡变速器传动方案5.7.1 确定一挡齿轮的齿数一挡传动比（5-6）如果，齿数确定了，则与的传动比可求出，为了求，的齿数，先求其齿数和直齿=2A/m （5-7）斜齿=2A/ （5-8）因为一挡用的是直齿轮，所以=2A/m=285/3=57计算后取整，然后进行大小齿轮齿数的分配。中间轴上的一档小齿轮的齿数尽可能取小些，以便使/的传动比大些，在已定的情况下，/的传动比可分配小些，使第一轴常啮合齿轮的齿数多些，以便在其内腔设置第二轴的前轴承并保证轮轴有足够的厚度。考虑到壳体上的第一轴轴孔尺寸的限制和装配的可能性，该齿轮齿数又不宜取多。中间轴上小齿轮的最少齿数，还受中间轴轴经尺寸的限制，即受刚度的限制。在选定时，对轴的尺寸及齿轮齿数都要统一考虑。轿车中间轴式变速器一挡传动比=3.53.8时，中间轴上一挡齿轮数可在1517间取，货车在217间取。因为=3.6取中间轴上一挡齿轮=15 输出轴上一挡齿轮=-=57-15=425.7.2 对中心距进行修正因为计算齿数和后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据和齿轮变位系数新计算中心距，在以修正后的中心距作为各挡齿轮齿数分配的依据。故修正后中心距A取85mm5.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数求出传动比（5-9）而常啮合传动齿轮中心距和一档齿轮的中心距相等，即A=/2 （5-10） 85=3（+）/2cos28求得五挡齿轮齿数为 =22 =28各挡传动比分别为 2.6 =1.9 1.4 15.7.4 确定其他各挡的齿数二挡齿轮是斜齿轮求得二挡齿轮齿数为三挡齿轮齿数求得四挡齿轮齿数求得 5.7.5 确定倒挡齿轮齿数取中间轴上的倒挡齿轮和中间轴上一挡齿轮齿数相同，即=15有中心距求得 =40倒挡齿轮选用的模数往往与一档相同，倒挡齿轮的齿数，一般在21-22之间，初选后，可计算出中间轴与倒挡轴的中心距取=21 =54mm为保证倒挡齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮14和12的齿顶圆之间应保持有0.5mm以上的间隙，则齿轮14的齿顶圆直径应为=2=56mm 所以求出 =16第6章变速器的校核6.1 齿轮的损坏形式齿轮的损坏形式分三种：轮齿折断，齿面疲劳剥落，移动换挡齿轮端部破坏。轮齿折断分两种：轮齿受足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿再重复载荷作用下齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在变速器中出现的很少，后者出现的多。齿轮工作时，一对相互啮合，齿面相互挤压，这时存在齿面细小裂缝中的润滑油油压升高，并导致裂缝扩展，然后齿面表层出现块状脱落形成齿面点蚀。他使齿形误差加大，产生动载荷，导致轮齿折断。用移动齿轮的方法完成换挡的抵挡和倒挡齿轮，由于换挡时两个进入啮合的齿轮存在角速度差，换挡瞬间在齿轮端部产生冲击载荷，并造成损坏。6.2 齿轮强度计算与其他机械行业相比，不同用途汽车的变速器齿轮使用条间仍是相似的。此外，汽车变速器齿轮用的材料，热处理方法，加工方法，精度级别，支承方式也基本一致。如汽车变速器齿轮用低碳合金钢制作，采用剃齿和磨齿精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度为JB17983，6级和7级。因此，用于计算通用齿轮强度公式更为简化一些的计算公式来计算汽车齿轮，同样可以获得较为准确的结果。下面介绍的是计算汽车变速器齿轮强度用的简化计算公式。6.2.1 齿轮弯曲强度计算1）直齿轮弯曲应力（6-1）式中，为弯曲应力；为圆周力，；为计算载荷；d为节圆直径；为应力集中系数，可近似取=1.65；为摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲应力的影响也不同：主动齿轮=1.1，从动齿轮=0.9；b为齿宽；t为端面齿距，m为模数；y为齿形系数，如图5-1所示。因为齿轮节圆直径d=，z为齿数，带入式（6-1）得（6-2）一挡从动齿轮一挡主动齿轮一、倒挡直齿轮作用弯曲应力在400850N/mm故直齿轮弯曲应力均符合要求2）斜齿轮弯曲应力（6-3）式中，为圆周力，；为计算载荷；d为节圆直径，，为法向模数；z为齿数；为斜齿轮螺旋角；为应力集中系数，=1.50；b为齿面宽；t为法向齿距，；y为齿形系数，可按当量齿数在图5-1中查得；为重合度影响系数，=2.0。将上述有关参数代入式（6-3），整理后得斜齿轮弯曲应力为（6-4）五挡齿轮弯曲应力当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180350范围。符合要求。图6-1 齿形系数图（假定载荷作用在齿顶，）6.2.2 轮齿接触应力计算轮齿接触应力=0.418 （6-5）式中，为轮齿的接触应力；F为齿面上的法向力，；为圆周力，；为计算载荷；d为节圆直径；为节点处压力角，为齿轮螺旋角；E为齿轮材料的弹性模量；b为齿轮接触的实际宽度；、为主、从动齿轮节点处的曲率半径，直齿轮、，斜齿轮，；、为主、从动齿轮节圆半径。一挡齿轮接触应力=0.418 =1955.3五挡齿轮接触应力=0.418 =1341.8 校核都在范围之内，符合要求将作用在变速器第一轴上的载荷作为计算载荷时，变速器齿轮的许用接触应力见表6-1。表6-1 变速器齿轮许用接触应力齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一挡和倒挡 1900-2000 950-1000常啮合齿轮和高挡 1300-1400 650-700变速器齿轮多数采用渗碳合金钢，其表层的高硬度与芯部的高韧性相结合，能大大提高齿轮的耐磨性及抗弯取疲劳和接触疲劳的能力。在选用钢材及热处理时，对切削加工性能及成本也应考虑。值得指出的是，对齿轮进行强力喷丸处理以后，齿轮弯曲疲劳寿命和接触疲劳寿命都能提高。齿轮在热处理之后进行磨齿，能消除齿轮热处理的变形；磨齿齿轮精度高于热处理前剃齿和挤齿齿轮精度，使得传动平稳、效率提高；在同样负荷的条件下，磨齿的弯曲疲劳寿命比剃齿的要高。国内汽车变速器齿轮材料主要用20CrMnTi、20Mn2TiB、16MnCr5、20MnCr5、25MnCr5。渗碳齿轮表面硬度为5863HRC，芯部硬度为3348HRC。6.2.3 轴的强度计算变速器工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，其轴要承受转矩和弯矩。变速器的轴应有足够的刚度和强度。因为刚度不足的轴会产生弯曲变形，破坏了齿轮的正确啮合，对齿轮的强度、耐磨性和工作噪声等均有不利影响。所以设计变速器轴时，其刚度大小应以保证齿轮能实现正确的啮合为前提条件。对齿轮工作影响最大的是轴在垂直面内产生的挠度和轴在水平面内的转角。前者使齿轮中心距发生变化，破坏了齿轮的正确啮合；后者使齿轮相互歪斜，如图6-2所示，致使沿齿长方向的压力分布不均匀。图6-2 变速器轴的变形简图a) 轴在垂直面内的变形 b）轴在水平面内的变形初步确定轴的尺寸以后，可对轴进行刚度和强度验算。欲求中间轴式变速器第一轴的支点反作用力，必须先求第二轴的支点反力。挡位不同，不仅圆周力、径向力和轴向力不同，而且力到支点的距离也有变化，所以应当对每个挡位都进行验算。验算时将轴看做铰接支承的梁。作用在第一轴上的转矩应取。轴的挠度和转角可按材料力学有关公式计算。计算时仅计算齿轮所在位置处轴的挠度和转角。第一轴常啮合齿轮副，因距离支承点近、负荷又小，通常挠度不大，故可以不必计算。变速器齿轮在轴上的位置如图5-3所示时，可分别用下式计算图6-3 变速器轴的挠度和转角 (6-6) =0.08mm (6-7) =0.13mm (6-8) =0.0008rad式中，为齿轮齿宽中间平面上的圆周力；为齿轮齿宽中间平面上的径向力；E为弹性模量，E=2.1X；I为惯性矩，对于实心轴：I=/64；d为轴的直径，花键处按平均直径计算；a、b为齿轮上作用力距支座A、B的距离；L为支座间距离。轴的全挠度为=0.15mm0.2mm。轴在垂直面和水平面挠度的允许值为=005010mm，=010015mm。齿轮所在平面的转角不应超过0.002rad。校核都在范围内，符合要求。与中间轴齿轮常啮合的第二轴上的齿轮，常通过青铜衬套或滚针轴承装在轴上，也有的省去衬套或滚针轴承直接装在轴上，这就能够增大轴的直径，因而使轴的刚度增加。作用在齿轮上的径向力和轴向力，使轴在垂直面内弯曲变形，而圆周力使轴在水平面内弯曲变形。在求取支点的垂直面和水平面内的支反力和之后，计算相应的弯矩Mc、Ms。轴在转矩和弯矩同时作用下，其应力为 (6-9) =18.94400式中，；d为轴的直径，花键处取内径；W为抗弯截面系数。在低挡工作时，400第7章同步器的选型同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种。常压式同步器结构虽然简单，但有不能保证啮合件在同步状态下(即角速度相等)换挡的缺点，现已不用。得到广泛应用的是惯性式同步器。惯性式同步器中有锁销式、锁环式、滑块式、多片式、和多锥式几种。7.1 锁销式同步器7.1.1 锁销式同步器结构图6-1所示锁销式同步器的摩擦元件是同步环2和齿轮3上的凸肩部分，分别在它们的内圈和外圈设计有相互接触的锥形摩擦面。锁止元件位于滑动齿套1的圆盘部分孔中做出的锥形肩角和装在上述孔中、在中部位置处有相同角度的斜面锁销4。锁销与同步环2刚性连接。弹性元件是位于滑动齿套1圆盘部分径向孔中的弹簧7。在空挡位置，钢球5在弹簧压力作用下处在销6的凹槽中，使之保持滑动齿套与同步环之间没有相对移动。图7-1 锁销式同步器结构方案1-滑动齿套 2-同步环 3-齿轮 4-锁销5-钢球 6-销 7-弹簧在惯性式同步器中，弹性元件的重要性仅次于摩擦元件和锁止元件，它用来使有关部分保持在中立位置的同时，又不妨碍锁止、解除锁止和完成换挡的进行。7.12 锁销式同步器工作原理同步器换挡过程由三个阶段组成。第一阶段，同步器离开中间位置，作轴向移动并靠在摩擦面上。摩擦面相互接触瞬间，如图6-1所示，由于齿轮3的角速度和滑动齿套1的角速度不同，在摩擦力矩作用下琐销4相对滑动齿套1转动一个不大的角度，并占据图上所示的锁止位置。此时锁止面接触，阻止了滑动齿套向换挡方向移动。第二阶段，来自手柄传至换挡拨叉并作用在滑动齿套上的力F，经过锁止元件又作用到摩擦面上。由于和不等，在上述表面产生摩擦力。滑动齿套1和齿轮3分别与整车和变速器输入轴转动零件相连。于是，在摩擦力矩作用下，滑动齿套1和齿轮3的转速逐渐接近，其角速度差=|-|减小了。在=0瞬间同步过程结束。第三阶段，=0，摩擦力矩消失，而轴向力F仍作用在锁止元件上，使之解除锁止状态，此时滑动齿套和锁削上的斜面相对移动，从而使滑动齿套占据了换挡位置。锁销式同步器的优点是零件数量少，摩擦锥面平均半径较大，使转矩容量增加。这种同步器轴向尺寸长是它的缺点。锁销式同步器多用于中、重型货车的变速器中。 7.2 锁环式同步器 7.2.1 锁环式同步器结构如图6-2所示，锁环式同步器的结构特点是同步器的摩擦元件位于锁环1或4和齿轮5或8凸肩部分的锥形斜面上。作为锁止元件是做在锁环1或4上的齿轮和做在啮合套7上的齿的端部，且端部均为斜面称为锁止面。弹性元件是位于啮合套座两侧的弹簧圈。弹簧圈将置于啮合套座花键上中部呈凸起状的滑块压向啮合套。在不换挡的中间位置，滑块凸起部分嵌入啮合套中部的内环槽中，使同步器用来换档的零件保持在中立位置上。滑块两端伸入锁环缺口内，而缺口的尺寸要比滑块宽一个接合齿。图7-2 锁环式同步器1、4锁环 2滑块 3弹簧圈 5、8齿轮 6啮合套座 7啮合套7.2.2 锁环式同步器工作原理换挡时，沿轴向作用在啮合套上的换挡力，推啮合套并带动滑块和锁环移动，直至锁环锥面与被接合、齿轮上的锥面接触为止。之后，因作用在锥面上的法向力与两锥面之间存在角速度，致使在锥面上作用有摩擦力矩，它使锁环相对啮合套和滑块转过一个角度，并由滑块予以定位。接下来，啮合套的齿端与锁环齿端的锁止面接触（图7-3a）,使啮合套的移动受阻，同步器处在锁止状态，换挡的第一阶段工作至此已完成。换挡力将锁环继续压靠在锥面上，并使摩擦力矩增大，与此同时在锁止面处作用有与之方向相反的拨环力矩。齿轮与锁环的角速度逐渐接近，在角速度相等的瞬间，同步过程结束，完成了换挡过程的第二阶段工作。之后，摩擦力矩随之消失，而拨环力矩使锁环回位，两锁止面分开，同步器解除锁止状态，啮合套上的接合齿在换挡力作用下通过锁环去与齿轮上的接合齿啮合(图7-3b)完成同步换挡。锁环式同步器有工作可靠，零件耐用等优点，但因结构布置上的限制，转矩容量不大，而且由于锁止面在锁环的接合齿上，会因齿端磨损而失效，因而主要用于乘用车和总质量不大的货车变速器中。图7-3 锁环式同步器工作原理a) 同步器锁止位置 b) 同步器换挡位置1锁环 2啮合套 3啮合套上的接合齿 4滑块7.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定（1）接近尺寸 b 同步器换挡第一阶段中间，在滑块侧面压在锁环缺口侧边的同时，且啮合套相对滑块作轴向移动前，啮合套接合齿与锁环接合齿倒角之间的轴向距离b（图7-4），称为接近尺寸。尺寸b应大于零，取b=0.20.3mm。图7-4 接近尺寸和分度尺寸1啮合套接合齿 2滑块 3锁环 4齿轮接合齿（2）分度尺寸 a 滑块侧面与锁环缺口侧边接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿中心线间的距a（图7-4） ,称为分度尺寸。尺寸a应等于1/4接合齿齿距。尺寸a和b是保证同步器处于正确锁止位置的重要尺寸，应予以控制。（3）滑块转动距离 c （图7-5）滑块在锁环缺口内转动距离c影响分度尺寸a。滑块宽度d、滑块转动距离c与缺口宽度尺寸E之间的关系如下E=d+2c （7-1）滑块转动距离c与接合齿齿距t的关系如下 c （7-2）式中，为滑块轴向移动后的外半径（即锁环缺口外半径）；为接合齿分度圆半径。图7-5 滑块转动距离1啮合套 2锁环 3滑块 4锁环缺口（4）滑块端隙滑块端隙系指滑块端面与锁环缺口端面之间的间隙，如图7-6所示，同时，啮合套端面与锁环端面的间隙为，要求。若,则换挡时，在摩擦锥面尚未接触时，啮合套接合齿与锁环接合齿的锁止面已位于接触位置，即接近尺寸b0,应使，通常取=0.5mm左右。锁环端面与齿轮接合齿端面应留有间隙（图7-6），并可称之为后备行程。预留后备行程的原因是锁环的摩擦面会因摩擦而磨损，并在接下来的换挡时，锁环要向齿轮方向增加少量移动。随着磨损的增加，这种移动量也逐渐增多，导致间隙逐渐减少，直至为零；此后，两摩擦锥面间会在这种状态下出现间隙和失去摩擦力矩。而此刻，若锁环上的摩擦锥面还未达到许用磨损的范围，同步器也会因失去摩擦力矩而不能实现锁环等零件与齿轮同步后换挡，故属于因设计不当而影响同步器寿命。一般应取=1.22.0mm。在空挡位置，锁环锥面的轴向间隙应保持在0.20.5mm。图3-6 滑块端隙第8章变速器操纵机构根据汽车使用条件的需要，驾驶员利用变速器的操纵机构完成选挡和实现换挡或退到空挡的工作。变速器操纵机构应当满足如下主要要求：换挡时只能挂人一个挡位，换挡后应使齿轮在全齿长上啮合，防止自动脱挡或自动挂挡，防止误挂倒挡，换挡轻便。用于机械式变速器的操纵机构，常见的是由变速杆、拨块、拨叉、变速叉轴及互锁、自锁和倒挡锁装置等主要件组成，并依靠驾驶员手力完成选挡、换挡或退到空挡工作，称为手动换挡变速器。8.1 直接操纵手动换挡变速器当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。这种操纵方案结构最简单，已得到广泛应用。近年来，单轨式操纵机构应用较多，其优点是减少了变速叉轴，各挡同用一组自锁装置，因而使操纵机构简化，但它要求各挡换挡行程相等。8.2 远距离操纵手动换挡变速器平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。图8-1 远距离操纵手动换挡变速器工作原理简图图8-1示出远距离操纵手动换挡变速器的工作原理简图。这时要求整套系统有足够的刚性，且各连接件之间间隙不能过大，否则换挡手感不明显，并增加了变速杆颤动的可能性。此时，变速杆支座应固定在受车架变形、汽车振动影响较小的地方，最好将换挡传动机构、发动机、离合器、变速器连成一体，以避免对操纵有不利影响。根据直接操纵手动换挡方案的优点，选用直接操纵手动换挡方案。第9章结论1）变速器的传动比为1.0，五挡为直接挡且是最高挡。2）使用直接挡，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达90%以上。3）变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，变速器的低档与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多。4）五挡变速器可提高发动机的功率利用率、汽车的燃油经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。5）降低噪声水平对轿车很重要，所以在选择齿轮模数时应该小些。6）当螺旋角=28时，齿轮啮合的重合系数增大，工作平稳、降低噪声同时提高齿轮强度。7）变速器设计计算中，齿轮的损坏形式主要有：轮齿折断、齿面疲劳剥落、移动换挡齿轮端部破坏及齿面胶合。在对轮齿强度计算中，轮齿弯曲强度和轮齿接触应力都符合了要求。对轴的强度计算也都基本达到了要求。致谢本设计在李惟慷老师的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着李惟慷老师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感受着老师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。本设计的完成也凝聚了汽车工程专业所有老师的辛勤汗水，是他们无私的帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向汽车工程专业所有的老师表示由衷的谢意。参考文献1 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，20012 王望予.汽车设计M.北京：机械工业出版社，20003 李风平.机械图学M.沈阳：东北大学出版社 20034 甘永立.几何量工差与检测M.上海：上海科学技术出版社 20035 陈家瑞.汽车构造M.下册.第三版.北京.人民交通出版社，19976 高延龄.汽车运用工程M.第二版.北京:人民交通出版社，20017 清华大学余志生.汽车理论M.第2版.北京:机械工业出版社，19988 钟建国廖耘刘宏.汽车构造与驾驶M.长沙:中南大学出版社，20029 肖盛云徐中明.汽车运用工程基础M.重庆:重庆大学出版社，199710 梁治明. 材料力学M. 辽宁：高等教育出版社出版，1985.11 The Motor Vehicle Newton Steeda,Garrett,196212 Car Pollution. Posted by Stephen.附录A1译文变动的曲面造型我们提出了一种新的手段，能使自由行态的曲面造型相互影响。这种造型方法提供给用户们的是一种无限的，柔顺的，没有固定控制的曲面，从而取代了那种固定的网状控制点。用户们自由地实施那些经过处理的适合操作指令的控制点和曲线。这些复杂的曲面形状也许会因为增加更多的控制点和曲面而变得没有明显的界限。在利用那些控制的约束，这些曲面的形状会在一种或多种的简单的标准下而变得十分确定，就比如光滑度。我们解决导致强迫变形的最优化问题的方法停留在一个允许不一致的B型活动曲线规曲面细分曲面描写上。自动细分是用来确保那些约束是满足要求，而不去执行错误的领域。高效的数字化表示会在公式和描述问题上的线性开发中获得。相互影响的自由形态曲面设计的最基本目标是能使用户能简单的控制曲面的形状。一般来说，这个目标的追寻已经由一种寻找“正确”的曲面描述所构成，对于用户来说，他们的自由程度是足以控制指挥操作的。处理曲面造型的要素，是用控制操作B型活动曲线规的啮合或其他曲面制作的张力，清楚得地反映这种看法。这种控制啮合处理出现在大型的测量上，因为曲面控制点转移的响应是直观的：拉或推一个控制点会造成那些本来能轻易地通过良好的相互影响位置的确定来控制的形状，发生一个局部撞击或凹陷。不幸的是，那些局部撞击或凹陷不会只对想创作的人起重要作用。举例来说，尽管几乎任何用控制啮合面方法的人都有试着去做一个概念化的简单变化的失败经验，但是最后他们强迫去精确地复位许多甚至是全部图形，通过控制点去实现所希望的外形。这种问题的性质是有限制的。在没有设置固定的控制就有希望达到用户要求的预期之前，提升任何时候这种为用户准备的控制是与自由度描述精密结合的能力是有限制的。这种我们将在纸上描述的工作表明了一个通过切断控制与描述之间联系来避开不可弯曲性的能力。我们想象着提供给用户的造型是一块无限的柔性片状光滑曲面它本身没有固定的控制或构造，按它的复杂性和能力性决定细节方面也没有前端限制。对这块曲面来说，用户也许能很自由地附加一种特征变化，就像那些为了处理知道相互影响的曲面操作而年切断的点和弯曲曲线。约束在这些控制的利用下，曲面形态不是被那些描述的奇特行为所左右，而是被一种或多种简单直接的标准所决定，就不如说曲面应该越光滑越好，与原型形状越一致越紧密越好，如此等等。我们这种陈述的选择是被为了提供给用户一种简单的独立描述的外观所激发的；但是，维持这种外观确实非常困难的。正式地说，我们的方法是使曲面的详述承担对约束的变化性和最优化问题的解释，换言之，是在极端完整的条件下进行约束的曲面。为了认识到我们不仅要尽快形成和解决满足相互影响的目的，也要足够精确地准备有用的曲面造型，我们必须要做到以下关键问题：我们需要的一个曲面是简明的，是有能力在对曲面复杂性没有固有限制的情况下决定详细程度的改变；是有能力描述的曲面（在练习中，我们经常满足连续）和提供我们所希望的有效率的约束最优化问题的解决方法。从另外的方面来说，在描述被向用户隐藏之前，我们不需要曲面负责一种直观的或自然的方法去控制点的操作。我们必须能够精确的，高效的利用和维持约束在曲面上的变化，包括那些需要曲面包含一条曲线，或者需要两个曲面用一条被详细说明的整齐的曲线所连接。这样的约束产生了特殊的问题，因为这种约束平均含有一个必须极端化的整体。依照这种约束下，我们必须能够极端化任何一种曲面整体的变化，去产生清楚的曲面，使与详细的安置形状之间的偏差最小化，如此等等。产生没有制定描述显示完全界限而能反映变化的解决方法的曲面，曲面描述的决定必须被自动化控制。理想地来说，细分应该被一种应归于曲面近似值错误的测量驱动的。随着约束的增加，额外的自由度必须被准备去容许所有约束在没有错误的调节下同时被满足。不像点约束那样需要被精确的满足，整体的约束需要对带给它们有详细公差在内的近似值误差。额外的细分部分应该被误差的估计所驱动的，而这些误差是那种约束变化最小化是被近似的误差。在这篇文章中，我们报道了我们在追踪那些需要详细说明的实质研究事项上的进步。根据工作的背景和联系的讨论，我们将在每个产生的外形上标明地址。首先，简洁的描述能任意详述曲面的要求使我们去思考局部精细描述的方案。经管很多方面已经得到发展，但是不能满足我们描述的所有要求。我们描述一个曲面是基于B型活动曲线规在不同的详述水平上的制造张量的总计上。其次，我们考虑约束本身的最优化问题。我们给出一些客观的方程式函数，讨论为了控制在曲面上的任意点和曲线而做的线性约束。然后我们就把问题转到自动化曲面磨光基于两种近似值误差上：客观函数误差和约束误差。最后，我们描绘初步的实施方法和提供结果。控制相互作用的网孔局限性的操作在以前就已经很著名了。对它们的解说，Fowler和Bartel提出允许用户熟练操作任意线性曲线和曲面上的点的方法：曲线/表面被强迫窜改被抓取的点。当点被相互作用地移动，控制点的修改是使限制的修改服从最小化。参数的导数也为直接的处理被呈现给使用者,用点去控制曲面的方位和曲率。通过超越点的约束，Celnike和Welch提出了一种冻结内含式曲线形状的技术。尽管有关曲面沿着一条沿着控制曲线移动的论点还没有被提出来。我们的一项主要需求是在能被决定的细节上没用先验的限制表现平滑的表面能力。虽然一些不均匀细化方案已经被发展了，但是还没有一种现有的符合我们的全部需要的方案。它们中的大多数不能提供我们所需要的连续性。在计算机图形方面，贝塞尔曲线片已经广泛地用来做不均匀细化。但是一般来说，如果在细分之后被操作，贝塞尔曲线碎片之间的高次序连续性是不被保护的，虽然用连续性阐明贝塞尔曲线碎片的细化。虽然支持拓扑无规律网孔的三角形片被广泛地应用于有限元分析，但是已经被限制在第一次序的连续性上。最经发展的指向三角形B型活动曲线规碎片作为一种构造一个横跨三角形网孔的高次序连续性曲面的方法，尽管对于一个如此表现还没有出现一个有效率计算细分的方案。Forsey提出一种用一种矩形层的B型活动曲线规覆盖来创建曲面精确方案。覆盖能手动对曲面增加细节，已经大规模和小规模改变曲面形状能通过操作不同高度控制点来实现。虽然分层抵消也许能适当指导使用者控制点的操作，但是这并不能满足我们对于一种用于约束变化最优化的精制基础的要求。一种常规张量积曲面的基本优势是线性的：曲面的点和派生物是控制点的一次函数。因为单位法线用于计算抵消，所以在Forsey的线性公式形成下被丢失。我们在较后的区域倚重线性；主要抵消表示法的使用有可能对性能有破坏性的影响。约束变化最优化对所谓的自然样条的阐述起着非常重要的作用，把篡改控制点的立方的平面曲线分段。自然样条把第二派生的正方形的整体最小化的试验使之遭遇频繁地添加约束作为一个变化的微积分示范问题。首要是变化为基础的曲面造型已经广泛的用于计算机现象去解决曲面重建问题，在一个曲面上适合立体地测量，日期的嘈杂定位，表面定方向，投影等等。类似的阐述已经被物理地基于可变表面的造型的计算机图像所使用。这些全部以有规则的，有限的，有规则的确定解释的格子为基础。基于第二派生物规则的约束最优化已经被用于平的B行活动曲线规的曲面。当在寻找弯的或直的横截面线时，Moreton把发生在表面是曲线网格的曲面上的曲率变化最小化。虽然这样的方法会造成非常失败的曲面，但是他们的平顺性的非线性阻止它们被用于交互式曲面设计。Celniker提议一种为了交互式自由形态的曲面设计，以身体为基础的造型，那种表面用一种三角形片的网孔，而且位置和常态可能沿着片边界被控制。相互影响是可能的，因为曲面平整问题被阐述成一个二次函数最小化服从线性约束。我们的方法是近似地讲述这方面的相互关系。我们需要一种平滑可变曲面的表示方法，使之在可以决定的细节上没有先前的限制。更进一步，我们需要这样一个曲面上的点是形状控制参数的线性函数，屈从一个更容易的控制问题。B型活动曲线规的张量积方便地表示分段多项式曲面作为控制点集合非线性形状功能的总数，而且他们形成我们表示方案的基础。不幸的是，标准的张紧积结构不允许细节通过局部改进被不均匀地添加添加在曲面上。我们替换如局部改进的区域作为曲面的总和，更加细微化地参数化曲面。不同水平的表面片被评价和总计去计算曲面值的不均匀。虽然这是涉及到对B型活动曲线规的Forsey的覆盖方案，但是因为为覆盖没有分层抵销的观念，形成非常简单。不均匀表面是简单的稀疏的，统一的分层堆积总和，可能以任意方式重叠。更近一步来说，产生的曲面形状保持着一个控制点的一次函数，引导一个易于控制的曲面控制问题。附录A2译文汽车服务的设备TranX2000rM 是为为自动传输服务的一个有效和灵活的工具。单位是便携式的，并且汽车使用在车和在长凳。 TranX用微处理器设计了，给它能力举行信息驱动并且分析所有传输类型。当新的传输来模子市场tranX设计允许简单的周期性升级与唯一接通设备。这个设备回来容易接近的Al TranX2000的控制器，并且可以迅速被替换。请登记您的TranX2000，因此生产商能通知您，当更新变得可利用。TranX2000有二个主要成份、thy控制器和接口箱子。所有电子开关、螺线管司机和测量，电子位于接口箱子。这做了，因此他们控制TranX的所有电子元件是离电子螺线管较近。您能塞住您的电源线入控制器或接口箱子提供力量给TranX。每当可能，生产商推荐使用接口箱子，与电池适配器 cahle一起在您的成套工具，供给TranX动力。请务必跑黑夹子到电池被研和红色夹子到电池12伏特。每TranX2000致力了鞔具集合包括二缆绳。你连接到车传输和其他到车具。这两台适配器附上到接口箱子。如果您在长凳，工作你只需要使用传输边适配器。防止用户错误，所有FXU (鞔具) 旁边缆绳有男性别针，缆绳有女性别针的所有传输边。热忱的鞔具集合是列出的在传输试验用纸样，与连接器图画和导线图一起。使用原始设备连接器，每当经常提供可能和新的鞔具集合。如果您需要连接器设置生产商不此时提供，他们将是高兴架线您必须使用与您的TranX2000为小费的所有连接器。请叫他们获得更多信息。您的成套工具也包含一个小袋子用1红色测试点主角、1 黑测试点主角和一根10安培保险丝。确定您的TranX2000将持续很长时间，使用测试点主角，每当您使用一个多用电表(或其他商店设备)与您的TranX。他们在您的TranX被设计对容易地适合入测试点插口。10安培保险丝在那个在您的电源线吹的模子事件提供。简单地松开更轻的插座的末端并且替换保险丝。用3杯贴水快速的吹动总替换保险丝10安培保险丝.TranX2000 控制板TranX2000 控制板包含5个部分。图4-1，这些部分在以下解释。第1部分：选择代码每传输有一个3个数字代码，在瓦片试验用纸样的右上角清楚地被标记。可以提供所有测试编码索引。按代码入键盘(数字将气馁) 并且按ENTER/C1.EAR按钮，如果您犯键入代码的一个错误，持续键入代码，直到正确数字被显示，然后推挤进入。 TranX2000 现在被编程正确地驾驶模子螺线管为您测试的传输。第2部分：选择测试TranX20001M 可此时执行3 (特别测试为未来传输是后备的)。按SEI.KCT测试 hutton选择您想要将执行的试飞。这个指南的操作部分促进细节如何进行测试。螺线管测试允许您隔绝每条螺线管，并且快检查开始并且短缺。总进行uiis测试用引擎。 Ynu 可能进行这个测试对长凳或在车。转移测试提供模子能力驾驶绕过车计算机 (ECU)的车。当您键入了传输代码，所有转移的信息被编程了。通过分离传输从ECU，您将迅速确定问题是否在传输或在 ECU。您能也进行对长凳的这个测试。聘用显示器计算机测试， TranX被动地监测信号由ECU送到传输。这些信号被解码，并且齿轮在vehiele与所有特别funetions (锁住、传动器, 等,)。第3部分：传感器模块A传感器测试是简单的与TranX2000TM。传感器渠道1 至4使用监测压力开关象那些在模子4I/J0E。列伊) 征兆有3个状态：红色表明正面电压，绿色不表明地面和表明电压。传感器渠道5-8为小孩传感器，或者您希望检查的其他传感器使用。塞住您的欧姆niKtpr入插口，使用试铅包括有您的成套工具，测量读书从传感器。使用传感器夹子集合附有通过案件连接器没连接的传感器。这个单位介绍Bosch MOT 240， 250和251 Motortesters 与数字式燃烧被堆积的和多示波器。 Fig.4-2是Bosch MOT 250.MOT 240的图片与液晶显示，扼要(poweredby车电池)的便携式和独立。 testerfeaturing一项数字式记忆示波器formobile服务的理想的引擎。MOT 240 -用扼要适配器，设备台车， DIN A4打印机和尾气单光束贝克曼气体分析仪- Motortester为废气分析 (AU)驻地也设计。MOT 250 -方便，流动Motortester用缆绳景气、可锁定的工具柜和宽敞内阁。MOT 251 紧凑Motortester 完全与节省空间设备台车和旋转的显示器。MOT 240， MOT 250， MOT251，清楚地通知了关于品牌、类型和系统。所有MOTs是与排气分析兼容由于RS 232 接口。Motortesters 240， 250和251与数字式示波器加上测量的单位与连接的缆绳和传感器。示波器有图片记忆以能力召回32张显示图片。因此Motortesters 是普遍测量设备为所有必要的测量在引擎和电子系统期间测试。这使能有选择性的麻烦- 射击，即。在各种各样的燃烧和燃料管理系统。这些Motortesters可以是被升级和网络与其他Bosch 测试者(PDR记录打印机， ETT 008.21/* 8.42排气测试器，输入键盘为排气分析)。通过3个连续(RS 232)接口。使用一个附加接口开关，连接RTT 100/110排气烟米也是可能的。当与适当的排气分析仪或烟米结合，这些时MOTs可能为排气分析也使用在火花点火和柴油引擎。所有测量作用在特别测试程序适当地被编组为使用实践上：引擎，唯恐燃烧多测试被堆积的示波器排气(包括排气分析) 多示波器射入测试测量值和示波器样式在数字式屏幕显示。多达3个测量值显示与一个小示波器样式或示波图的大表示法显示以发动机速度。所有测量值和示波器样式能他打印了。以清楚，顾客友好的形式在DIN A4大小用PDR 200记录打印机。传感器和连接的缆绳在测量的单位的框架在托架和插入式插口清楚地被安排。力量是从扼要和自动地适应所有电压从100到240 V在50/60赫兹。 MOT 240可能从车电池也供给动力。引擎测试管理与7 hardkeys (钥匙与固定，作用)和6 softkeys (钥匙以一个易变的作用)。hardkeys有以下作用：永久短路(燃烧镇压)，测量值、操作报告打印机，信息关键干旱的回车键为分支从现行程序和转换存贮和读出在操作为示波器和测量之间起作用。根据选择的节目，每一个模子6功能键有由标志在屏幕表示的一个不同的作用。信息钥匙“我”可以由操作员使用到通入信息和指示为各自测量或操作，即。关于与车的连接或测量的作用的范围。所有经营和系统软件在是容易接近的从外面的程序模块被存放。万一要求变动测试新的车和内燃机发火装置，这意味着高灵活性。测试引擎用12个圆筒以柱面数和内燃机发火装置的自动识别。范围从联络受控燃烧的内燃机发火装置与一两经销商对充分地电子内燃机发火装置与唯一引起点火线圈(EFS)或双重引起点火线圈控制。 3个测量值同时显示与一张小示波图一起。示波图的大表示法与发动机速度一起。测量的作用发动机速度通过TDC传感器，没有。 1个圆筒或信号从终端1。燃点用TDC传感器(以自动识别)或频率观侧器。居住角度 % 或程度经销商轴和关闭时间在女士。射入时间或其他次，被测量在阀门或适当的测量点。自动; 圆筒比较，绝对或者相对下落在发动机速度。动态压缩测量据库)在起始者潮流。电压与地面关连或lambda传感器漂浮，电压和在终端1，动态或者静态。 1000 A潮流或20 A与当前测量的搭便车， 500 mA与当前测量的分流器(bodi - 特别辅助部件)。抵抗从milliohni到兆欧水平。温度通过油温传感器，主要和次要燃烧，显示作为游行、光栅或者各自的显示，在内燃机发火装置与或没有经销商。信号从车电子和电子系统作为电压和潮流曲线。这把您的MOTs变成富于特色的实验室示波器。记忆方式以图片记忆(32显示) 为审查的不规则性在detad (分散瑕疵)。下列是在12实际上显示的有些测试屏幕(MOT 240 ： 10 屏幕)和代表MOTs的广泛的能力的一种小选择; 唯恐测量值示波器显示支持的节目。引擎测试电池电压或点火线圈的电源电压的测量电流的测量，即。起始者力量或者温度发动机速度交流发电机波纹内容在示波器或示波器：主要旁边燃烧主要边联络电压的测量或在终端 1 (-)点火线圈居住角度的测量在程度经销商轴(_ DS)或 % 关闭时间在女士发动机速度示波器; 主要边测量形成弧光每条燃烧电路执行在内燃机发火装置以二经销商或直接烧。燃点的测量绝对燃烧前进亲戚或三角洲燃烧前进发动机速度示波器; 次要旁边圆筒比较温度和发动机速度的测量开关示波器：次要旁边测量; 加速在RPM和%有和没有三角洲HC 动态：压缩测量根据起始者潮流的依据测量每条燃烧电路进行在内燃机发火装置以二经销商或直接烧。 Multitest 与电压相关的测量(相对引擎地球) ele的测量ctric潮流无潜力电压测量的缆绳和电流测量电阻的测量温度的测量零的定标电压或潮流的测量使用示波器射入测试温度的测量 Lambda传感器电压射入的期间脉冲义务因素电压的排气分析的测量使用示波器排气测试或过程排气组成部分显示在依照与使用的分析仪引擎具体数据的油温和发动机速度调整的测量引擎的圆筒的类型或数字各种各样的内燃机发火装置各种各样的TDC传感器系统以标记的位置自动识别引擎类型记忆为标准引擎类型基本的调整调遣车间地址输入测量单位转换选择打印机驱动程序为报告司机和语言报告头输入为车间地址排气分析检验机构输入打印输出的选择(测试纪录或屏幕内容) 车间地址输入对于PDR 200报告打印机信息信息为每次测量数字式燃烧示波器以游行，被堆积的和单独显示和多示波器，其中每一台以图片记忆(32 显示)和曲线测量为精确信号分析。燃烧示波器主要和次要燃烧电压，显示作为游行，堆积或个体显示在内燃机发火装置有或没有经销商。多示波器信号录音从电和电子车系统被显示作为电压曲线或当前，射入信号用红色多夹子测量了TZ-I内燃机发火装置的主要潮流测量了与a钳位在搭便车交流发电机波纹通过正面(红色)电池终端( B+)测量了记忆信号曲线的方式和测量记忆方式、信号曲线的测量和调整菜单是可利用的在燃烧示波器和多示波器。记忆方式以向前和回归图片记忆(32显示) 为审查的范围显示详细，即。为评估的瑕疵。信号曲线的测量在记忆方式期间。这里，即。燃烧期间和燃烧电压的测量在次要oseillogram。调整菜单变动X和零位线的Y偏差和位移为信号的更加准确的研究。显示开始转移排列信号曲线的，即。在屏幕的中心。确定当的各种各样的触发器设施的选择测量是开始时( 信号大小，上升或者下落的倾斜等等。 ).附录B1外文文献Variational Surface modelingWe present a new approach to interactive modeling of free-from surfaces. Instead of a fixed mesh of control points, the model presented to the user is that of an infinitely malleable surface, with no fixed controls. The user is free to apply control points and curves which are then available as handles for direct manipulation. The complexity of the surfaces shape may be increased by adding more control points and curves, without apparent limit. Within the constraints imposed by the controls, the shape of the surface is fully determined by one or more simple criteria, such as smoothness. Our method for solving the resulting constrained variational optimization problem rests on surface representation scheme allowing nonuniform subdivision of B-spline surfaces. Automatic subdivision is used to ensure that constraints are met, and to enforce error bounds. Efficient numerical solutions are obtained by exploiting linearities in the problem formulation and the representation. The most basic goal for interactive free-form surface design is to make it easy for the user to control the shape of the surface. Traditionally, the pursuit of this goal has taken the form of a search for the “right” surface representation, one whose degrees of freedom suffice as controls for direct manipulation by the user. The dominant approach to surface modeling, using a control mesh to manipulate a B-spline or other tensor product surface, clearly reflects this outlook.The control mesh approach is appealing in large measure because the surfaces response to control point displacements is intuitive: pulling or pushing a control point makes a local bump or dent whose shape is quite easily controlled by fine interactive positioning. Unfortunately, local bumps and dents are not the only features one wants to create. For example, almost anyone who has used a control mesh interface has had the frustrating experience of trying to make a conceptually simple change, but being forced in the end to precisely reposition manyeven allthe control points to achieve the desired effect.This sort of problem is bound to arise whenever the controls provided to the user are closely tied to the representations degrees of freedom, since no fixed set of controls can be expected to anticipate all of the users needs.The work we will describe in this paper represents an effort to escape this kind of inflexibility by severing the tie between the controls and the representation. The model we envision presenting to the user is that of an infinitely malleable piecewise smooth surface, with no fixed controls or structure of its own, and with no prior limit on its complexity or ability to resolve detail. To this surface, the user may freely attach a variety of features, such as points and flexible curves, which then serve as handles for direct interactive manipulation of the surface.Within the constrains imposed by these controls, surface behavior is governed not by the vagaries of the representation, but by one or more simply expressed criteriathat the surface should be as smooth as possible, should conform as closely as possible to a prototype shape, etc.Our choice of this formulation is motivated by the desire to present a simple representation-independent faade to the user, however, maintaining the faade is anything but simple. Formally, our approach entails the specification of surface as solutions to constrained variational optimization problems, i.e. surfaces that extremize integrals subject to constraints. To realize our goal of forming and solving these problems quickly enough to achieve interactivity, yet accurately enough to provide useful surface models, we must address these key issues:We require a surface representation that is concise, yet capable of resolving varying degrees of detail with no inherent limit to surface complexity; that is capable of representing surfaces (in practice we are usually content with continuity) and that supports efficient solution of the constrained optimization problems we wish to solve. On the other hand, since the representation is to be hidden from the user, we do not require the surface to respond in an intuitive or natural way to direct control-point manipulation.We must be able to accurately and efficiently impose and maintain a variety of constraints on the surface, including those requiring the surface to contain a curve, or requiring two surfaces to join along a specified trim curve. Such constrains raise special problems because the constraint equation involves an integral which must be extremized. Subject to the constraints, we must be able to extremize any of a variety of surface integralsto create fair surfaces, minimize deviation from a specified rest shape, etc.To create surfaces that reflect the variational solution, without letting the limitations of the representation show through, the resolution of the surface representation must be automatically controlled. Ideally, subdivision should be driven by a measure of the error due to the surface approximation. As constraints are added, additional degrees of freedom must be provided to allow all constraints to be satisfied simultaneously without ill conditioning. Unlike point constraints, which can be met exactly, integral constraints require subdivision to bring their approximation error within a specified tolerance. Additional subdivision should be driven by estimates of the error with which the constrained variational minimum is approximated.In this paper we report on our progress to date in pursuing the substantial research agenda that these requirements define. Following a discussion of background and related work, we will address each of the issues outlined above. First, the need to compactly represent arbitrarily detailed surfaces leads us to consider schemes for locally refinable representations. Although many have been developed, none meets all of our requirements. We describe a surface representation based on sums of tensor-product B-splines at varying levels of detail. Next we consider the constrained optimization problem itself. We give formulations for several quadratic objective functions, and discuss linear constraints for controlling arbitrary points and curves on the surface. We then turn to the problem of automatic surface refinement based on two kinds of approximation error: objective function error, and constraint error. Finally, we describe a preliminary implementation and present results. The limitations of control meshes as interactive handles have been noted before. To address them, Fowler and Bartels present techniques that allow the user to directly manipulate arbitrary points on linear blend curves and surfaces: the curve/surface is constrained to interpolate the grabbed point. As the point is moved interactively, the change to control points is minimized subject to the interpolation constraint. Parametric derivatives are also presented to the user for direct manipulation, to control surface orientation and curvature at a point. Moving beyond point constraints, Celniker and Welch presented a technique for freezing the shape along an embedded curve, although the issues involved in having the surface track a moving control-curve were not addressed.One of our key requirement is the ability to represent smooth surfaces with no a priori limit on the detail that can be resolved. Although a number of nonuniform refinement schemes have been developed, no existing one meets all of our needs. Most of these fail to provide continuity we require. In computer graphics, Bezier patches have been widely used for nonuniform refinement. In general, however, higher-order continuity between Bezier patches is not preserved if they are manipulated after subdivision, though formulates adaptive Bezier patch refinement with continuity. Triangular patch, which support topologically irregular meshes, are widely used in finite element analysis, but have been restricted to first-order continuity. Recent developments point to triangular B-spline patches as a way of constructing a surface with high-order continuity across a triangular mesh, although a computationally efficient refinement scheme for such a representation has not yet been presented.Forsey presents a refinement scheme that uses a hierarchy of rectangular B-spline overlays to produce surfaces. Overlays can be added manually to add detail to the surface, and large- or small-scale changes to the surface shape can be made by manipulating control points at different levels. The hierarchic offset scheme may be well-suited to direct user manipulation of the control points, but it does not meet our need for a refinable substrate for constrained variational optimization. One of the fundamental advantages of conventional tensor product surface is linearity: surface points and derivatives are linear functions of the control points. Under Forseys formulation linearity is lost because unit normals are used to compute offsets. We depend heavily on linearity in later sections; use of the hierarchic offset representation would have a devastating impact on performance.Variational constrained optimization plays a central role in the formulation of so-called natural splines, piecewise cubic plane curves that interpolate their control points. The proof that natural splines minimize the integral of second derivative squared subject to the interpolation constraints frequently appears as a demonstration problem in the calculus of variations.Surface models based on variational principals have been widely used in computer vision to solve surface reconstruction problem, in which a surface is fit to stereo measurements, noisy position date, surface orientations, shading information etc. Similar formulations have been employed in computer graphics for physically based modeling of deformable surfaces. All of these are based on regular finite difference grids of fixed resolution.Constrained optimization based on second-derivative norms has been used in fairing B-spline surfaces. Moreton minimizes variation of curvature to generate surfaces which skin networks of curves while seeking circular or straight-line cross-sections. Such schemes can give rise to very fail surfaces, but the nonlinearity of their fairness metrics prevents them from being used for interactive surface design.Celniker proposed a physically-based model for interactive free-form surface design, in which the surface is modeled using a mesh of triangular patches, and position and normal may be controlled along patch boundaries. Interactivity is possible because the surface fairing problem is formulated as a minimization of a quadratic functional subject to linear constraints. Our approach is closely related in this respect, although we consider more general formulations for both surface functionals and shape control constraints.We require a representation for smoothly deformable surfaces, which has no a priori limit on the detail that can be resolved. Further, we require that points on such a surface be linear functions of its shape control parameters, yielding a more tractable control problem.Tensor-product B-splines conveniently represent piecewise polynomial surfaces as control-point weighted sums of nonlinear shape functions, and they form the basis of our representation scheme. Unfortunately, the standard tensor-product construction does not allow detail to be nonuniformly added to the surface through local refinement. We instead represent such a locally refined region as a sum of the original surface and smaller, more finely parameterized surfaces. Surface patches at various levels are evaluated and summed to compute the nonuniform surfaces value. This is related to Forseys overlay scheme for B-spline surface refinement 10, but the formulation is much simpler because there is no notion of hierarchic offsets for overlays. The nonuniform surface is a simple sum of sparse, uniform surface layers, which may overlap in arbitrary ways. Further, the resulting surface shape remains a linear function of the control-points, leading to a tractable surface control problem.附录B2外文文献Automobile Servicing EquipmentTranX2000rM is an effective and flexible tool for servicing automatic transmissions. The unit is portable and car be used both in the vehicle and on the bench. The TranX has been designed with a microprocessor, which gives it the capability to hold information to drive and analyze all transmission types. As new transmissions come onto die market the tranX design allows simple periodic upgrades with a single plug in device. This device is accessible al the back of the TranX2000 controller and can be replaced quickly. Please take a moment to register your TranX2000 so the producer can notify you as updates become available.The TranX2000 has two main components, thy controller and the interface box. All the electronic switches, solenoid drivers and measurements, electronics are located in the interface box. This was done so all the electronic components of the TranX would be closer to the electronic solenoids they are controlling. You can plug your power cord into either the controller or the interface box to provide power to the TranX. Whenever possible, the producer recommends using the interface box, along with the battery adapter cahle in your kit, to power up the TranX. Be sure to run the black clip to battery ground and the red clip to battery 12 volts.Each TranX2000 dedicated harness set consists of two cables. One connects to the vehicle transmission and the other to the vehicles ECU harness. Both these adapters attach to the interface box. You only need to use the transmission side adapter if you are working on the bench. To prevent user error, all FXU (harness) side cables have male pins, all transmission sides cables have female pins.Dedicated harness sets are listed on the transmission test sheets, along with connector drawings and wire charts. Original equipment connectors are used whenever possible and new harness sets are constantly being offered. If you need a connector set that the producer does not offer at this time, they will be glad to wire any connectors you have to use with your TranX2000 for a small fee. Please call them to get more information.Your kit also contains a small bag with 1 red test point lead, 1 black test point lead and a 10 amp fuse. To make sure your TranX2000 will last a long time, use the test point leads whenever you use a multimeter (or other shop equipment) with your TranX. They are designed to easily fitted into the test point sockets on your TranX. The 10 amp fuse is provided in die event the one in your power cord blows. Simply unscrew the end of the lighter plug and replace the fuse. Always replace the fuse with a 3 AGIO Fast Blow 10 Ampere fuse.TranX2000 Control PanelThe TranX2000 Control Panel contains 5 sections. See Fig, 4-1. These sections are explained on the following.Every transmission has a 3 digit code, which is clearly marked on the upper right hand corner of tile test sheets. An index of all the test codes can be offered. Press the code into the keypad (the number will be dismayed) and push the ENTER/C1.EAR button, if you make a mistake entering the code, continue entering the code until the correct nurnbeb is displayed, then push enter. The TranX2000 is now programmed to correctly drive die solenoids for the transmission you are testing.Section 2: SELECT TESTThe TranX20001M can perform 3 teste at this time (Special Test is reserved for future transmissions) . Press the SEI.KCT TEST hutton to choose the test you want to perform. The Operations section of this manual further details how to run the tests.SOLENOID TEST allows you to isolate each solenoid and quickly check for opens and shorts. Alway? run uiis test with the engine off. Ynu can run this test on the bench or in the vehicle.SHIFT TEST provides die ability to drive the vehicle bypassing the vehicles computer (ECU) . All shifting information was programmed when you entered the transmission code. By separating the transmission from the ECU, you will quickly determined whether the problem is in the transmission or in the ECU. You can also run this test on the bench.hiring the MONITOR COMPUTER test, the TranX passively monitors signals send by the ECU to the transmission. These signals are decoded and the gear in the vehiele is displayed, along with any special funetions(lockup, coast clutch, etc, ).Section 3: SENSOR MODULE ASensor testing is simple with the TranX2000TM. Sensor channels 1 through 4 are used to monitor pressure switches like those on die 4I/J0E. The LEI) indication has 3 states: Red indicates positive voltage , Green indicates ground, and Off indicates no voltage.Sensor channels 5-8 are used for TOT sensors, or other sensors you wish to check. Plug your ohm niKtpr into the sockets, using the test leads included with your kit, to measure readings from the sensors. Use the sensor clip set to attach to sensors not connected through the case connector.The Bosch Mot Series MotortestersThis unit introduces the Bosch MOT 240, 250 and 251 Motortesters with digital ignition stacked and multi-oscilloscope. Fig.4-2 is a picture of Bosch MOT 250.MOT 240 with liquid-crystal display,portable and independent of mains ( poweredby vehicle battery) . The ideal engine testerfeaturing a digital memory oscilloscope formobile service.MOT 240 - with mains adapter, equipment trolley, DIN A4 printer and exhaustgas analyzer - the Motortester is also designed for the exhaust gas analysis ( AU) station.MOT 250 - the convenient, mobile Motortester with cable boom, lockable tool cabinet and spacious cabinets.MOT 251 The compact Motortester complete with space-saving equipment trolley and swiveling monitor.MOT 240, MOT 250, MOT251, clearly informed about brands, types and systems.All MOTs are compatible with exhaust gas analysis due to RS 232 interface.The Motortesters 240, 250 and 251 with digital oscilloscope plus measuring unit withconnecting cables and sensors. The oscilloscope has a picture memory with a capacity to recall 32 display pictures. The Motortesters are therefore the universal measuring devices for all necessary measurements during tests of engine and electronic system. This enables selective trouble - shooting, e.g. on various ignition and fuel management systems.These Motortesters can be upgraded and networked with other Bosch testers ( PDR record printer, ETT 008.21/*8.42 exhaust gas tester, input keyboard for exhaust gas analysis) .Via 3 serial (RS 232) interfaces. Using an additional interface switch, it is also possible to connect the RTT 100/110 exhaust gas smoke meter.When combined with an appropriate exhaust gas analyzer or smoke meter, these MOTs can also be used for the exhaust gas analysis on spark-ignition and diesel engines.All measurement functions are grouped in special test programs appropriately for use in practice: Engine lest Ignition Multi-test Stacked oscilloscope Exhaust gas (including exhaust gas analysis) Multi-oscilloscope Injection testThe measured values and the oscilloscope pattern are shown on the digital screen. As many as 3 measured values are shown with a small oscilloscope pattern or the large representation of the oscillogram is shown with the engine speed.All measured values and the oscilloscope pattern can he printed out. in clear, customer-friendly form in DIN A4 size with the PDR 200 record printer.The sensors and connecting cables are clearly arranged in the frame of the measuring unit in brackets and plug-in sockets.Power is from the mains and is automatically adapted to all voltages from 100 to 240 V at 50/60 Hz. The MOT 240 can also be powered from the vehicle battery. The engine tests are operated with 7 hardkeys (keys with a fixed, function) and 6 softkeys (keys with a variable function) .The hardkeys have the following functions: permanent short-circuiting (suppression of ignition), storage and read-out of measured values, operation of the report printer, information key arid RETURN key for branching back from the current program, and changeover between operation for oscilloscope and measuring functions. Depending on the program selected, each of die 6 function keys has a different function which is indicated by symbols on the screen.An information key i can be used by the operator to access information and instructions for the respective measurement or operation, e.g. regarding the connection to the vehicle or the scope of the measuring functions.All operating and system software is stored on the program module which is accessible from the outside . This means high flexibility in case changes are required to test new vehi

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