重型汽车变速器升速箱的设计毕业论文.doc

摘摘 要要 变速器作为汽车传动系统的重要组成部分 其技术的发展 是衡量汽车技术水平变速器作为汽车传动系统的重要组成部分 其技术的发展 是衡量汽车技术水平 的一项重要依据 的一项重要依据 2121 世纪能源与环境 先进的制造技术 新型材料技术 信息与控世纪能源与环境 先进的制造技术 新型材料技术 信息与控 制技术等是科学技术发展的重要领域 这些领域的科技进步推动了变速起的发展 制技术等是科学技术发展的重要领域 这些领域的科技进步推动了变速起的发展 目前国内外的变速器熬向着自动变速器方向发展 有一半以上的交合和部分重型汽目前国内外的变速器熬向着自动变速器方向发展 有一半以上的交合和部分重型汽 车上使用的是自动变速器 由于重型汽车需要发动机的载荷表较大 这就要求升速车上使用的是自动变速器 由于重型汽车需要发动机的载荷表较大 这就要求升速 箱的设计向着低成本 体积小的方向发展 有利于能源的节约 箱的设计向着低成本 体积小的方向发展 有利于能源的节约 随着国内汽车市场的发育成长 变速器产品型谱逐步细化 产品的针对性越来随着国内汽车市场的发育成长 变速器产品型谱逐步细化 产品的针对性越来 越强 因此在保证现有变速器生产和改进的同时 要充分认识到加入越强 因此在保证现有变速器生产和改进的同时 要充分认识到加入 WTOWTO 后良好的后良好的 合作开发机遇 取长补短 同时更应认识到供方 买方 替代者 产品竞争者的巨合作开发机遇 取长补短 同时更应认识到供方 买方 替代者 产品竞争者的巨 大压力 要紧跟重型商用车行业向高档 高技术含量和智能化方向发展的趋势 要大压力 要紧跟重型商用车行业向高档 高技术含量和智能化方向发展的趋势 要 紧跟客车低地板化 绿色环保化 城市公交大型化的发展方向 开发和生产具有自紧跟客车低地板化 绿色环保化 城市公交大型化的发展方向 开发和生产具有自 主知识产权 适合我国国情的重型车用变速器 升速箱作为变速器的一种 它的特主知识产权 适合我国国情的重型车用变速器 升速箱作为变速器的一种 它的特 点是工作稳定 制造简单 工作效率高 能够很好的达到使用者的要求 现在很多点是工作稳定 制造简单 工作效率高 能够很好的达到使用者的要求 现在很多 升速箱作为实验台的一部分组成构建 它能够很好的完成实验所需要达到的要求 升速箱作为实验台的一部分组成构建 它能够很好的完成实验所需要达到的要求 是一种需要开发和升入研究的装置 是一种需要开发和升入研究的装置 关键词 重型汽车 变速器 升速箱 实验台 关键词 重型汽车 变速器 升速箱 实验台 AbstractAbstract AutomobileAutomobile transmissiontransmission gearboxgearbox asas anan importantimportant componentcomponent ofof itsits technology technology automotiveautomotive technologytechnology isis a a measuremeasure ofof thethe levellevel ofof anan importantimportant basis basis 21st21st centurycentury energyenergy andand environment environment advancedadvanced manufacturingmanufacturing technology technology newnew materialsmaterials technology technology informationinformation andand controlcontrol technologytechnology isis anan importantimportant areaarea ofof scientificscientific andand technologicaltechnological development development AtAt automaticautomatic transmissiontransmission directiondirection towardtoward thethe boil boil moremore thanthan automaticautomatic transmission transmission SinceSince oror speedspeed boxbox towardtoward low cost low cost smallsmall sizesize direction direction isis conduciveconducive toto energyenergy conservation conservation WithWith thethe developmentdevelopment ofof thethe domesticdomestic carcar marketmarket growth growth thethe transmissiontransmission spectrumspectrum graduallygradually refinedrefined products products productsproducts targetedtargeted gettinggetting stronger stronger andand thereforetherefore ensureensure thatthat thethe existingexisting transmissiontransmission manufacturingmanufacturing andand improvedimproved atat thethe samesame time time toto fullyfully understandunderstand thethe goodgood cooperationcooperation afterafter joiningjoining thethe WTOWTO developmentdevelopment opportunitiesopportunities eacheach other other butbut alsoalso shouldshould recognizerecognize suppliers suppliers buyers buyers substitutes substitutes productsproducts ofof competitorscompetitors tremendoustremendous pressure pressure ToTo keepkeep ofof thethe trend trend toto bebe followedfollowed byby low floorlow floor buses buses greengreen environmentalenvironmental protection protection urbanurban publicpublic transporttransport developmentdevelopment directiondirection ofof large scalelarge scale developmentdevelopment andand productionproduction withwith independentindependent intellectualintellectual propertyproperty rightsrights forfor China sChina s nationalnational conditionsconditions ofof TransmissionTransmission oror speedspeed boxbox asas one one itit isis characterizedcharacterized byby stable stable simplesimple toto manufacture manufacture efficient efficient veryvery goodgood toto meetmeet thethe user suser s requirements requirements NowNow a a lotlot ofof benchbench oror speedspeed boxbox asas partpart ofof buildingbuilding components components itit cancan bebe a a goodgood experimentexperiment toto completecomplete thethe requirementsrequirements neededneeded toto achieveachieve isis a a needneed toto developdevelop andand promotedpromoted researchresearch devices devices Keywords Keywords PicherPicher汽车上 汽车上 19071907年福特车上大量使用行星齿轮变速器 它的出现实年福特车上大量使用行星齿轮变速器 它的出现实 现了不切断动力进行的现了不切断动力进行的 动力换挡动力换挡 并避免了固定轴式变速器中的 并避免了固定轴式变速器中的 同步问题同步问题 而液力耦合器的出现为自动操纵的实现提供了可能 而液力耦合器的出现为自动操纵的实现提供了可能 19381938年至年至19411941年美国年美国GMGM和和 ChryslerChrysler公司采用液力耦合器代替离合器 省去了驾驶时的离合器踏板操作 随后公司采用液力耦合器代替离合器 省去了驾驶时的离合器踏板操作 随后 出现了液力自动变速去的前身 开始了车速和油门两个参数信号 用液压逻辑油路出现了液力自动变速去的前身 开始了车速和油门两个参数信号 用液压逻辑油路 控制的液力自动变速时代 控制的液力自动变速时代 该阶段以该阶段以19391939年的通用年的通用OldsmobileOldsmobile车上的车上的HydromanticHydromantic开始 以液力自动变速器开始 以液力自动变速器 的普遍应用和迅速推广为特征 这个阶段的液力自动变速的普遍应用和迅速推广为特征 这个阶段的液力自动变速 由液力变矩器和行星齿轮由液力变矩器和行星齿轮 变变速器组成 控制系统是通过液压系统来实现的 控制信号的产生 主要是通过反速器组成 控制系统是通过液压系统来实现的 控制信号的产生 主要是通过反 映油门开度大小的节气门阀和翻涌车速高低的速控阀来实现 其控制系统是由若干映油门开度大小的节气门阀和翻涌车速高低的速控阀来实现 其控制系统是由若干 个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统 按照设定的换挡规律 控制换挡执行个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统 按照设定的换挡规律 控制换挡执行 机构的动作 从而实现自动换挡 代表性的产品有 丰田机构的动作 从而实现自动换挡 代表性的产品有 丰田A40A40系列自动变速器 通用系列自动变速器 通用 的的4T60E4T60E EFEF CHPE9CHPE9等系列产品 但液压系统的控制精度较低 难以适应车辆行驶等系列产品 但液压系统的控制精度较低 难以适应车辆行驶 状况的变化 无法按使用者愿望实现精确的换挡品质控制 状况的变化 无法按使用者愿望实现精确的换挡品质控制 19691969 年法国的雷诺年法国的雷诺 R16TAR16TA 轿车首先使用了电子控制自动变速器 与全液压的轿车首先使用了电子控制自动变速器 与全液压的 区别在于自动换挡的控制系统是由电脑来实现的 但当时电子技术不成熟 应用范区别在于自动换挡的控制系统是由电脑来实现的 但当时电子技术不成熟 应用范 围较窄 到围较窄 到 2020 世纪世纪 8080 年代末 电子控制逐步实用化 越来越多的自动变速器采用年代末 电子控制逐步实用化 越来越多的自动变速器采用 了电子控制 了电子控制 自动变速器的控制系统包括电控和液控两部分 电控系统由电脑 各自动变速器的控制系统包括电控和液控两部分 电控系统由电脑 各 种传感器 电磁阀及控制电路等组成 它将控制换挡的参数 如车速和油门开度等 种传感器 电磁阀及控制电路等组成 它将控制换挡的参数 如车速和油门开度等 通过传感器转换为电信号输送给电脑 电脑通过处理奖换挡的信号作用于换挡电磁通过传感器转换为电信号输送给电脑 电脑通过处理奖换挡的信号作用于换挡电磁 阀 从而利用液压换挡执行机构实现自动换挡 由于电脑能存储和处理多种换挡规阀 从而利用液压换挡执行机构实现自动换挡 由于电脑能存储和处理多种换挡规 律 在改善换挡品质控制方面 由明显的优越性 并且与整车的其他控制系统的兼律 在改善换挡品质控制方面 由明显的优越性 并且与整车的其他控制系统的兼 容性号 最终可以实现车辆电子控制系统一体化 容性号 最终可以实现车辆电子控制系统一体化 随着车辆技术和自动变速技术的发展 人们不再满足于简单的功能实现 车辆随着车辆技术和自动变速技术的发展 人们不再满足于简单的功能实现 车辆 自动变速技术即将进入智能化阶段 控制策略的不断改进成为车辆自动变速技术的自动变速技术即将进入智能化阶段 控制策略的不断改进成为车辆自动变速技术的 特点 德国的宝马公司从特点 德国的宝马公司从 19921992 年起 陆续推出用于四档和五档自动变速器的自适应年起 陆续推出用于四档和五档自动变速器的自适应 控制系统 能够自动识别驾驶员的类型 环境条件和行驶状况 并对换挡规律作出控制系统 能够自动识别驾驶员的类型 环境条件和行驶状况 并对换挡规律作出 适当调整 尼桑的适当调整 尼桑的 E4N71BE4N71B 自动变速器 采用模糊推理对高速公路坡道进行识别 采自动变速器 采用模糊推理对高速公路坡道进行识别 采 取禁止升档的措施消除循环换挡 三菱新型四档自动变速器 将各种输入信息和驾取禁止升档的措施消除循环换挡 三菱新型四档自动变速器 将各种输入信息和驾 驶员的换挡通过神经网络建立联系 利用神经网络的学习功能 使得车辆能够按照驶员的换挡通过神经网络建立联系 利用神经网络的学习功能 使得车辆能够按照 驾驶员的意图自动换挡 驾驶员的意图自动换挡 我国应用液力传动始于五十年代 自行研制出了内燃机车我国应用液力传动始于五十年代 自行研制出了内燃机车 和红旗和红旗 CA770CA770 三排座高级轿车的液力传动系统 随后液力传动液在我国获得了一定三排座高级轿车的液力传动系统 随后液力传动液在我国获得了一定 发展 此外 部分均匀车辆上使用了液力自动变速器 但发展速度要落后于发达国发展 此外 部分均匀车辆上使用了液力自动变速器 但发展速度要落后于发达国 家 家 2020 世纪世纪 9090 年代末期 大众汽车公司和博格华纳公司携手合作 生产第一个适年代末期 大众汽车公司和博格华纳公司携手合作 生产第一个适 用于大批量生产和应用于主流车型的用于大批量生产和应用于主流车型的 DualDual TronicTronic 技术双离合器自动变速器 博格技术双离合器自动变速器 博格 华纳公司通过使用新的电子液压元件 是双离合器自动变速器变成了实用性很强的华纳公司通过使用新的电子液压元件 是双离合器自动变速器变成了实用性很强的 变速器 变速器 20022002 年德国大众汽车公司首次向世界展示了这一技术创新 并给他命名为年德国大众汽车公司首次向世界展示了这一技术创新 并给他命名为 直接换挡变速器直接换挡变速器 Direct ShiftDirect Shift GearboxGearbox 简称 简称 DSGDSG 20032003 年大众汽车公司推出了年大众汽车公司推出了 6 6 挡挡 DSGDSG 变速器 成为首个提供双离合器自动变速器系统的整车厂 随后变速器 成为首个提供双离合器自动变速器系统的整车厂 随后 DSGDSG 变速变速 器逐步推广应用在奥迪器逐步推广应用在奥迪 TT3 2TT3 2 大众捷达 大众途安 大众第五代高尔夫 宝来 大众捷达 大众途安 大众第五代高尔夫 宝来 奥迪奥迪 A3A3 SKODASKODA 等众多车型上 等众多车型上 20082008 年大众汽车公司联手舍弗勒集团推出了更为先年大众汽车公司联手舍弗勒集团推出了更为先 进的进的 7 7 挡挡 DSGDSG 变速器 变速器 我国也很重视双离合器自动变速器的自主研发 我国也很重视双离合器自动变速器的自主研发 20072007 年 年 我国科技部我国科技部 十一五十一五 863 863 计划将双离合器自动变速器列为计划将双离合器自动变速器列为 汽车开发先进技汽车开发先进技 术术 重大项目 由重庆青山 重大项目 由重庆青山 吉利 杭齿三家公司承担 吉利 杭齿三家公司承担 20082008 年 上海汽车公司年 上海汽车公司 和沈阳华晨汽车公司宣布联合开发双离合器自动变速器 同年 在国家发改委支持和沈阳华晨汽车公司宣布联合开发双离合器自动变速器 同年 在国家发改委支持 下 国内下 国内 1212 家汽车企业联合成立了家汽车企业联合成立了 中发联中发联 与美国的博格华纳公司进行合作 与美国的博格华纳公司进行合作 开发双离合器自动变速器 在开发双离合器自动变速器 在 20092009 年上海车展上 吉利汽车公司展出了我国第一年上海车展上 吉利汽车公司展出了我国第一 款自主研发的款自主研发的 7 7 挡双离合器自动变速器 据说 吉利汽车公司已经基本掌握了双离挡双离合器自动变速器 据说 吉利汽车公司已经基本掌握了双离 合器自动变速器的关键技术及双离合器自动变速器的开发流程 合器自动变速器的关键技术及双离合器自动变速器的开发流程 1 41 4重型变速器技术的发展现状重型变速器技术的发展现状 我国重卡主要以驾驶室的更新换代为主 新产品重视的是驾驶室造型的新颖性及我国重卡主要以驾驶室的更新换代为主 新产品重视的是驾驶室造型的新颖性及 其内部的舒适性 然而 当相对前些年豪华和舒适的驾驶室成为普遍基本属性的情其内部的舒适性 然而 当相对前些年豪华和舒适的驾驶室成为普遍基本属性的情 况下 行业所关注的重点不再是况下 行业所关注的重点不再是 长相长相 而是而是 内涵内涵 因为 如果缺乏 因为 如果缺乏 内涵内涵 而而 仅靠仅靠 长相长相 来提高产品竞争力 来吸引消费者 已非易事 在市场需求发生重大来提高产品竞争力 来吸引消费者 已非易事 在市场需求发生重大 变化的背景下 近年来 重卡的产品研发更加注重提升变化的背景下 近年来 重卡的产品研发更加注重提升 内涵内涵 产品性能 在产品性能 在 与重卡与重卡 内涵内涵 密切相关的多种性能中 动力性和经济性成为目前用户关注的焦点 密切相关的多种性能中 动力性和经济性成为目前用户关注的焦点 产品销售的卖点 因此 各重卡企业都不约而同地将产品研发的方向 转向了底盘产品销售的卖点 因此 各重卡企业都不约而同地将产品研发的方向 转向了底盘 特别是动力系统总成的升级换代 在动力系统总成升级换代的过程中 与大功率重特别是动力系统总成的升级换代 在动力系统总成升级换代的过程中 与大功率重 型发动机一样 重型变速器的研发与应用也已成为关注的重点 关于商用车变速器型发动机一样 重型变速器的研发与应用也已成为关注的重点 关于商用车变速器 的级别 虽然目前尚无明确的划分标准 但业内通常将标定输入扭矩在的级别 虽然目前尚无明确的划分标准 但业内通常将标定输入扭矩在 900N m900N m 以上以上 的汽车变速器称为重型变速器 主要是指匹配于重型卡车及大型客车的变速器总成 的汽车变速器称为重型变速器 主要是指匹配于重型卡车及大型客车的变速器总成 通过对重卡新品的观察及对市场主流车型的分析发现 总体而言 我国重型变速器通过对重卡新品的观察及对市场主流车型的分析发现 总体而言 我国重型变速器 产品技术目前呈现一种多挡化 轻量化和自动化的发展局面 产品技术目前呈现一种多挡化 轻量化和自动化的发展局面 升速箱实际上与变速器的结构相似 升速箱实际上与变速器的结构相似 升速箱体是一种由封闭在刚性箱体内的齿升速箱体是一种由封闭在刚性箱体内的齿 轮传动组成的独立部件 用在原动机与工作机之间作为升速的传动装置 升速器是轮传动组成的独立部件 用在原动机与工作机之间作为升速的传动装置 升速器是 常见的升速装置 它的特点是工作可靠 制造简单 效率高 传动比稳定 在各工常见的升速装置 它的特点是工作可靠 制造简单 效率高 传动比稳定 在各工 业部门得到广泛应用 如汽车行业航天行业等等 在设计的的过程中其主要是联系业部门得到广泛应用 如汽车行业航天行业等等 在设计的的过程中其主要是联系 实际加工 设计出来的工件要加能够加工出来才行 还有不是单单把零件图画出来实际加工 设计出来的工件要加能够加工出来才行 还有不是单单把零件图画出来 就行 要考虑到装配的时候 能否装配得起来 所以在画图之前要综合起要先看整就行 要考虑到装配的时候 能否装配得起来 所以在画图之前要综合起要先看整 体然后现考虑每个零件的具体要求及结构特点在设计过程中首先考虑的是减速箱的体然后现考虑每个零件的具体要求及结构特点在设计过程中首先考虑的是减速箱的 整体框架 既上端整体框架 既上端盖和底座 其次是齿轮方面的设计 也是最重要的一部分 其齿盖和底座 其次是齿轮方面的设计 也是最重要的一部分 其齿 轮设计的多少会直接影响到减速箱的传动比而其它的绝大多分的零件都是根据这两轮设计的多少会直接影响到减速箱的传动比而其它的绝大多分的零件都是根据这两 个而设计的 个而设计的 2 2 重型商用车变速器试验台升速箱的总体重型商用车变速器试验台升速箱的总体方案设计方案设计 2 12 1 试验变速器的主要参数试验变速器的主要参数 变速器试验台所试验变速器为綦江齿轮传动公司生产的变速器试验台所试验变速器为綦江齿轮传动公司生产的 QJ12S 150QJ12S 150 变速器 选择其变速器 选择其 中的中的 QJ12S2400QJ12S2400 各档传动比如下 各档传动比如下 档档 位位 一一 档档 二二 档档 三三 档档 四四 档档 五五 档档 六六 档档 七七 档档 八八 档档 九九 档档 十十 档档 十一十一 档档 十二十二 档档 传传 动动 比比 13 213 2 4 4 9 19 1 0 0 6 26 2 4 4 4 44 4 0 0 3 53 5 9 9 3 03 0 1 1 2 42 4 7 7 2 02 0 7 7 1 71 7 1 1 1 41 4 2 2 1 191 191 001 00 2 22 2 变速器试验台的主参数变速器试验台的主参数 试验功率试验功率400kw400kw 输入扭矩输入扭矩2865Nm2865Nm 转速转速 1500rmin1500rmin 1 1 驱动电机驱动电机 电机功率电机功率 400kw400kw 450KW450KW 额定转速额定转速 1500rmin1500rmin 最高转速最高转速 2000rmin2000rmin 额定转矩额定转矩 30003000NmNm 基频基频 50Hz50Hz 20 20 负载电机负载电机 电机功率电机功率 450kw450kw 额定转矩额定转矩 57305730 NmNm 恒转矩调速范围为恒转矩调速范围为7575 750750 rpmrpm 恒功率调速范围为 恒功率调速范围为750750 20002000 rpmrpm 2 32 3 传动比的确定传动比的确定 升速箱各档传动比初步定为一档升速箱各档传动比初步定为一档1 5 11 5 1 二档 二档1 1 751 1 75 三档 三档1 4 581 4 58 四档 四档1 121 12 根据转速要求判断升速箱传动比选择是否符合设计要求 根据转速要求判断升速箱传动比选择是否符合设计要求 根据转速要求判断升速箱传动比选择是否符合设计要求 根据转速要求判断升速箱传动比选择是否符合设计要求 输入转速输入转速 rpmrpm 变速器传动比变速器传动比升速箱传动升速箱传动 比比 升速箱转速升速箱转速 输出 输出 rpmrpm 升速箱转速输出是否在升速箱转速输出是否在 负载电机转速范围负载电机转速范围 0rpm 1800rpm0rpm 1800rpm 内内 15001500 13 2413 24 一档 一档 1 81 8 四档 四档 906 34906 34 可用可用 15001500 9 109 10 二档 二档 1 81 8 四档 四档 1318 681318 68 可用可用 15001500 6 246 24 三档 三档 1 41 4 三档 三档 961 54961 54 可用可用 15001500 4 404 40 四档 四档 1 41 4 三档 三档 1363 641363 64 可用可用 15001500 3 593 59 五档 五档 1 2 21 2 2 二档 二档 919 22919 22 可用可用 15001500 3 013 01 六档 六档 1 2 21 2 2 二档 二档 1096 351096 35 可用可用 15001500 2 472 47 七档 七档 1 2 21 2 2 二档 二档 1336 031336 03 可用可用 15001500 2 072 07 八档 八档 1 2 21 2 2 二档 二档 1594 201594 20 可用可用 15001500 1 711 71 九档 九档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 964 91 964 91 可用可用 15001500 1 421 42 十档 十档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 1161 971161 97 可用可用 15001500 1 191 19 十一档 十一档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 1386 561386 56 可用可用 15001500 1 001 00 十二档 十二档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 16501650 可用可用 根据转矩要求确定各档位选择是否符合设计要求 根据转矩要求确定各档位选择是否符合设计要求 输入转矩输入转矩 NmNm 变速器传动比变速器传动比升速箱传动升速箱传动 比比 升速箱转矩升速箱转矩 输出 输出 NMNM 升速箱转矩输出是否在升速箱转矩输出是否在 负载电机转矩允许范围负载电机转矩允许范围 0Nm 4456Nm0Nm 4456Nm 内内 26502650 13 2413 24 一档 一档 1 81 8 四档 四档 4385 754385 75 可用可用 26502650 9 109 10 二档 二档 1 81 8 四档 四档 3014 383014 38 可用可用 26502650 6 246 24 三档 三档 1 41 4 三档 三档 41344134 可用可用 26502650 4 404 40 四档 四档 1 41 4 三档 三档 29152915 可用可用 26502650 3 593 59 五档 五档 1 2 21 2 2 二档 二档 4324 324324 32 可用可用 26502650 3 013 01 六档 六档 1 2 21 2 2 二档 二档 3625 683625 68 可用可用 26502650 2 472 47 七档 七档 1 2 21 2 2 二档 二档 2975 232975 23 可用可用 26502650 2 072 07 八档 八档 1 2 21 2 2 二档 二档 2493 412493 41 可用可用 26502650 1 711 71 九档 九档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 4119 554119 55 可用可用 26502650 1 421 42 十档 十档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 3420 913420 91 可用可用 26502650 1 191 19 十一档 十一档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 2866 822866 82 可用可用 26502650 1 001 00 十二档 十二档 1 1 1 11 1 一 一 档 档 2409 092409 09 可用可用 所以升速箱传动比初步选择合适 且各档位使用时间如下 所以升速箱传动比初步选择合适 且各档位使用时间如下 变速变速 器档器档 位位 一档一档二二 档档 三三 档档 四四 档档 五五 档档 六六 档档 七七 档档 八八 档档 九九 档档 十十 档档 十一十一 档档 十二十二 档档 变速变速 13 213 29 19 16 26 24 44 43 53 53 03 02 42 42 02 01 71 71 41 41 191 191 001 00 传动传动 比比 4 40 04 40 09 91 17 77 71 12 2 升速升速 箱档箱档 位位 四档四档三档三档二档二档一档一档 升速升速 箱传箱传 动比动比 1 81 81 41 41 21 21 1 251 1 25 根据初步选定的各档传动比可知 根据初步选定的各档传动比可知 z z8 8 z z4 4 1 8 1 8 z z7 7 z z3 3 1 4 1 4 z z6 6 z z2 2 1 2 2 1 2 2 z z5 5 z z1 1 1 1 1 1 1 1 因为变位系数为因为变位系数为 0 0 所以 所以 z z8 8 z z4 4 z z7 7 z z3 3 z z6 6 z z2 2 z z5 5 z z1 1 z zh h 由此可知齿轮由此可知齿轮8 8齿数最少 因为斜齿轮的齿数最少为齿数最少 因为斜齿轮的齿数最少为1111 所以取 所以取z z8 81212即四档从动即四档从动 齿数 齿数 2 42 4 传动机构布置方案分析传动机构布置方案分析 图分别示出了几种中间轴式变速器的传动方案 各种传动方案的共同特点是图分别示出了几种中间轴式变速器的传动方案 各种传动方案的共同特点是 变变 速器的第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体 绝大多数方案的第二轴前端经轴支速器的第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体 绝大多数方案的第二轴前端经轴支 撑在第一轴的后端的孔内撑在第一轴的后端的孔内 并且保持两轴轴线在同一直线上并且保持两轴轴线在同一直线上 经啮合套将它们连接后经啮合套将它们连接后 可得到直接挡 使用直接挡可得到直接挡 使用直接挡 变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载 发动机转矩经发动机转矩经 变速器第一轴和第二轴直接输出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此时变速器的传动效率高 可达到可达到 90 90 以上以上 噪声低噪声低 齿齿 轮和轴承的磨损减少 因为直接挡的利用率要高于其它挡位轮和轴承的磨损减少 因为直接挡的利用率要高于其它挡位 因而提高了变速器的使因而提高了变速器的使 用寿命用寿命 在其它前进挡位工作时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变速器传递的动力需要经过设置在第一轴 中间轴和中间轴和 第二轴上的两对齿轮传递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 的条件下的条件下 一挡仍然有较大的传动比一挡仍然有较大的传动比 档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动 挡位低的齿挡位低的齿 轮 一档 可以采用或不采用常啮合齿轮传动轮 一档 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它挡多数传动方案中除一挡以外的其它挡 位的换档机构位的换档机构 均采用同步器或啮合套换挡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少数结构的一挡也采用同步器或啮合套 换挡换挡 还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上 在除直接挡以外的其它挡还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上 在除直接挡以外的其它挡 位工作时位工作时 中间轴式变速器的传动效率略有降低中间轴式变速器的传动效率略有降低 这是它的缺点 这是它的缺点 中间轴式变速器中间轴式变速器 中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后 置后轮驱动的客车上 变速器第一轴的前端经轴承支撑在发动机飞轮上置后轮驱动的客车上 变速器第一轴的前端经轴承支撑在发动机飞轮上 第一轴上的第一轴上的 花键用来装设离合器的从动盘花键用来装设离合器的从动盘 而第二轴的末端经花键与万向节连接 而第二轴的末端经花键与万向节连接 在挡数相同的情况下在挡数相同的情况下 中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数 轴的支撑方式轴的支撑方式 换换 挡方式和倒挡传动方案以及挡位布置顺序上有差别 挡方式和倒挡传动方案以及挡位布置顺序上有差别 如图中的中间轴式四档变速器传动方案示例的区别为 图如图中的中间轴式四档变速器传动方案示例的区别为 图 b b 所示方案有四对常啮所示方案有四对常啮 合齿轮 倒档用直齿滑动齿轮换档合齿轮 倒档用直齿滑动齿轮换档 第二轴为三点支承第二轴为三点支承 前端支承在第一轴的末端孔前端支承在第一轴的末端孔 内 轴的中部和后端分别支承在变速器壳体和附加壳体上 图内 轴的中部和后端分别支承在变速器壳体和附加壳体上 图 a a 所示的传动方案又所示的传动方案又 能达到提高中间轴和第二轴刚度的目的 图能达到提高中间轴和第二轴刚度的目的 图 c c 所示传动方案的二 三 四档用常啮所示传动方案的二 三 四档用常啮 合齿轮传动合齿轮传动 而一档和倒档用直齿滑动齿轮换档而一档和倒档用直齿滑动齿轮换档 第二轴为支承点 第二轴为支承点 3 3 变速器的主要参数选择变速器的主要参数选择 3 13 1中心距中心距A A的确定的确定 对中间轴式变速器 是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器的中心距对中间轴式变速器 是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器的中心距 A A 对两轴式变速器 将变速器输入轴与输出轴轴线之间的距离称为变速器的中心距 对两轴式变速器 将变速器输入轴与输出轴轴线之间的距离称为变速器的中心距 A A 它是一个基本参数 其大小不仅对变速器的外形尺寸 体积大小由影响 而且对 它是一个基本参数 其大小不仅对变速器的外形尺寸 体积大小由影响 而且对 齿轮的接触强度由影响 中心距越小 齿轮的接触应力越大 齿轮的寿命越短 因齿轮的接触强度由影响 中心距越小 齿轮的接触应力越大 齿轮的寿命越短 因 此 最小允许中心距应当由保证齿轮必要的接触强度来确定 变速器轴经轴承安装此 最小允许中心距应当由保证齿轮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反便和不因同一垂直面上的两轴承孔之间的距离过在壳体上 从布置轴承的可能与反便和不因同一垂直面上的两轴承孔之间的距离过 小而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小而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 还有 变速器中心距取的过小 会使变速器长度增的限制 要求中心距也要大些 还有 变速器中心距取的过小 会使变速器长度增 加 并因此使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态变坏 加 并因此使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态变坏 对于中间轴式变速器 初选中心距是可以根据以下经验公式计算对于中间轴式变速器 初选中心距是可以根据以下经验公式计算 A KA KA A 式中 式中 A A 为变速器中心距 为变速器中心距 mmmm K KA A为中心距系数 商用车 为中心距系数 商用车 K KA A 9 5 11 9 5 11 T Temax emax为 为 电机的最大转矩 电机的最大转矩 N mN m i i1 1 为变速器的一档传动比 为变速器的一档传动比 n ng g为电机机的传动效率 取为电机机的传动效率 取 96 96 已知变速器的传动比在已知变速器的传动比在8 8左右 取左右 取i i1 7 1 7 8 8 T Temax emax 2865 2865 NmNm 带入上式得出初选中心距的范围带入上式得出初选中心距的范围 A 276 1 310 8mmA 276 1 310 8mm 综上所述选择综上所述选择 A 300mmA 300mm 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挡机构的布置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挡机构的布置 方案来初步确定 方案来初步确定 影响壳体轴向尺寸的因素有挡数 换挡机构形式以及齿轮形式 影响壳体轴向尺寸的因素有挡数 换挡机构形式以及齿轮形式 乘用车四档变速器壳体的轴向尺寸为 乘用车四档变速器壳体的轴向尺寸为 3 0 3 43 0 3 4 A A 当变速器选用的挡数和同步器较多时 上述中心距系数应选取上限 为了检测的当变速器选用的挡数和同步器较多时 上述中心距系数应选取上限 为了检测的 方便 中心距方便 中心距 A A 最好为整数最好为整数 3 23 2 齿轮参数齿轮参数 3 2 13 2 1 模数的选取模数的选取 齿轮模数是一个重要参数 并且影响他的选取因数又有很多 如齿轮的强度 齿轮模数是一个重要参数 并且影响他的选取因数又有很多 如齿轮的强度 质量 噪声 工艺要求等 质量 噪声 工艺要求等 选取模数应该遵守以下原则 选取模数应该遵守以下原则 在变速器中心距相同的情况下 选取较小的模数 就可以增加齿轮的齿数 同在变速器中心距相同的情况下 选取较小的模数 就可以增加齿轮的齿数 同 时增加齿宽可是齿轮啮合的重合度增加 并减少齿轮噪声 所以为了减少噪声应合时增加齿宽可是齿轮啮合的重合度增加 并减少齿轮噪声 所以为了减少噪声应合 理减少模数 同时增加齿宽 为使质量小些 应增加模数 同时减少齿宽 从工艺理减少模数 同时增加齿宽 为使质量小些 应增加模数 同时减少齿宽 从工艺 方面考虑 各挡齿轮的应该选取一种模数 而从强度方面考虑 各挡齿轮要有不同方面考虑 各挡齿轮的应该选取一种模数 而从强度方面考虑 各挡齿轮要有不同 的模数 减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义 因此齿轮的模数应取得小些 的模数 减少乘用车齿轮工作噪声有较为重要的意义 因此齿轮的模数应取得小些 对于货车减少质量比减少噪声重要 固齿轮应选用大些的模数 变速器低档应选用对于货车减少质量比减少噪声重要 固齿轮应选用大些的模数 变速器低档应选用 大些的模数 其他档位应选用另一种模数 少数情况下汽车变速器各档的齿轮选用大些的模数 其他档位应选用另一种模数 少数情况下汽车变速器各档的齿轮选用 相同的模数 相同的模数 表表 3 13 1 汽车变速器齿轮的法向模数汽车变速器齿轮的法向模数m mn n 乘用车的发动机排量乘用车的发动机排量 VLVL货车的最大总质量货车的最大总质量 m ma at t 车车 型型 1 0 V 1 61 0 V 1 61 6 V 2 51 6 V 2 5 6 0 m6 014 0 14 0 模数模数 m mn nmmmm 2 25 2 752 25 2 752 75 3 02 75 3 03 50 4 503 50 4 504 50 6 004 50 6 00 所选模数数值应符合国家标准所选模数数值应符合国家标准 GBT1357GBT1357 19871987 的规定 见下表 选用时应用第的规定 见下表 选用时应用第 一系列 括号内的模数尽量不用 一系列 括号内的模数尽量不用 表表 3 23 2 汽车变速器常用的齿轮模数汽车变速器常用的齿轮模数 第一第一 系列系列 1 21 2 5 5 1 51 5 2 02 0 0 0 2 52 5 0 0 3 03 0 0 0 4 04 0 0 0 5 05 0 0 0 第二第二 系列系列 1 1 7575 2 22 2 5 5 2 72 7 5 5 3 3 25 25 3 3 5050 3 3 75 75 4 54 5 0 0 5 55 5 0 0 表表 3 3 1 1 汽车变速器齿轮的法向模数汽车变速器齿轮的法向模数 n m 车型车型微型 轻型轿车微型 轻型轿车中级轿车中级轿车中型货车中型货车重型汽车重型汽车 n m 2 25 2 752 25 2 752 75 32 75 33 50 4 53 50 4 54 50 64 50 6 故根据以上三表格的内容 一档模数为故根据以上三表格的内容 一档模数为 6 6 其余各档的模数 其余各档的模数 m 5mmm 5mm 3 2 23 2 2 压力角压力角 齿轮压力角较小时 重合度较大并降低了齿轮的刚度 为此能减少进入啮合和齿轮压力角较小时 重合度较大并降低了齿轮的刚度 为此能减少进入啮合和 退出啮合是的动载荷 是传动平稳 有力与降低噪声 压力角较大时可提高齿的抗退出啮合是的动载荷 是传动平稳 有力与降低噪声 压力角较大时可提高齿的抗 弯强度和表面接触强度 实验证明 对于直齿轮 压力角在弯强度和表面接触强度 实验证明 对于直齿轮 压力角在 28 28 是强度最高 超过是强度最高 超过 28 28 时强度增加的不多 对于斜齿轮时强度增加的不多 对于斜齿轮 压力角在压力角在 25 25 时强度最高 时强度最高 实际上因国家规定的标准压力角为实际上因国家规定的标准压力角为 20 20 所以变速器的齿轮采用的压力角普遍 所以变速器的齿轮采用的压力角普遍 是是 20 20 啮合套或同步器的结合压力角有 啮合套或同步器的结合压力角有 20 20 25 25 30 30 等 但普遍使用等 但普遍使用 30 30 的压力角 的压力角 所以此次设计中的齿轮锁采用的压力角为所以此次设计中的齿轮锁采用的压力角为 20 20 同步器的压力角为 同步器的压力角为 30 30 3 2 33 2 3 螺旋角螺旋角 斜齿轮在变速器中得到广泛应用 选取斜齿轮的螺旋角 应该注意他对齿轮工作噪斜齿轮在变速器中得到广泛应用 选取斜齿轮的螺旋角 应该注意他对齿轮工作噪 声 齿轮的强度和轴向力有影响 在齿轮选用大些的螺旋角时 使齿轮啮合的重合声 齿轮的强度和轴向力有影响 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 实验还证明 随着螺旋角的增大 齿的强度也度增加 因而工作平稳 噪声降低 实验还证明 随着螺旋角的增大 齿的强度也 随着提高 不过当螺旋角大于随着提高 不过当螺旋角大于 30 30 时 其抗弯强度骤然下降 而接触强度继续上升 时 其抗弯强度骤然下降 而接触强度继续上升 因此从高低档齿轮的抗弯强度出发 并不希望有过大的螺旋角 以因此从高低档齿轮的抗弯强度出发 并不希望有过大的螺旋角 以 15 25 15 25 为宜 为宜 而从提