低速载重型汽车变速箱的设计与分析【三维SW】[四轮农用运输车]【三轴四档】自重1.6吨左右 总质量3.5吨
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低速载重型汽车变速箱的设计与分析【三维SW】[四轮农用运输车]【三轴四档】自重1.6吨左右
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湘潭大学本科毕业论文目 录1 前言32 低速载重汽车主要参数的确定42.1质量参数的确定42.2发动机的选型42.3车速的确定53变速箱的设计方案63.1设计方案的确定63.1.1两轴式63.1.2三轴式63.1.3液力机械式63.1.4确定方案63.2零部件的结构分析74 基本参数的确定84.1变速箱的挡位数和传动比84.2中心距104.3变速箱的轴向尺寸114.4齿轮参数114.5各档齿轮齿数的分配145 齿轮的设计计算165.1几何尺寸计算165.2齿轮的材料及热处理175.3齿轮的弯曲强度175.4齿轮的接触强度186轴的设计与轴承的选择216.1轴的设计216.2轴承的选择347结论41参考文献42致谢43附录一44附录二48低速载货汽车变速箱的设计与分析摘 要：课题来源于生产实际，依据机动车安全技术条件和汽车机械变速器总成技术条件，针对低速载货汽车的运行特点而设计。参与了汽车的总体设计，确定了汽车的质量参数，选择了合适的发动机，并且计算出汽车的最高速度。关于变速器的设计，首先选择标准的齿轮模数，在总挡位和一挡速比确定后，合理分配变速器各挡位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定了齿轮的结构与尺寸，绘制出所有齿轮的零件图。根据经验公式初步计算出轴的尺寸，然后对每个档位下轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的结构和尺寸，绘制出各根轴的零件图。根据结构布置和参考同类车型的相应轴承后，按国家标准选择合适的轴承，然后对轴承进行使用寿命的验算，最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。此变速器的齿轮都为标准齿轮，档位数和传动比与发动机参数匹配，保证了汽车具有良好的动力性和经济性。该变速器具有操纵简单、方便、传动效率高、制造容易、成本低廉、维修方便的特点，适合低速载货汽车的使用。关键词：低速载货汽车；变速器；设计Design The Transmission of Low-speed TruckAbstract: The topic comes from the production reality, which is based on the safety specifications for power driven vehicles operating on roads and the specifications for the automobile mechanical transmission. It designs the low-speed trucks movement characteristic. The automobile quality parameters are determined, according to the automobile system design, choosing the appropriate engine, and calculating the maximum speed. When design the transmission, first, we choose the standard gear modulus and determine all speeds proportions after we choose the number of the transmissions gears and the first gear, then calculate the gears parameter and the center distance, and the gear needs the intensity checking calculation. We determine gears structure, then complete drawing of the gears component. According to the empirical formula, we preliminary carry on the checking calculation to each gears rigidity and the intensity to determine the axis structure and size, and thus draw up various axis component drawing. After arranged structure and compared with the similar type of vehicles bearing, according to the national standard, we select the appropriate bearings, and then calculate the service life of the bearings. Finally drawing of the component and the assembly of the transmission are completed. Because the transmission gear is the standard gear and the number of gears and speeds proportions match to the engine conditions, which ensure the necessary power and economy. This transmission has many merits of simple operation, efficient, easy manufacturing, low cost, and convenient.Key words: Low-speed Truck；Transmission；Design1 前言低速载重型汽车是一种特殊的运输车,以前被叫做农用运输车，GB7258-2004将其更名为“低速货车”，确定“农用运输车”的实质是汽车。GB18320-2001规定低速载重型汽车的动力装置为柴油机，低速载重型汽车最高设计车速不大于70km/h，最大设计总质量不大于4500kg，长小于6m、宽不大于2m和高不大于2.5m。在20世纪80年代初我国出现了低速载重型汽车，当时的运输特点是运量小、运距短、货物不集中、路况差。由于在相同情况下，柴油车的运载能力更强，燃油价格更低，且柴油保管不需要特殊设备的支持，且被大多数人所熟悉，所以，低速载重型汽车的动力均采用柴油机。低速载重型汽车的载质量一般不超过1.5吨。目前低速载重型汽车载质量分为1.5吨、1.0吨、0.75吨、0.5吨4个等级。本次课题是低速载重型汽车变速箱的设计与分析，该课题来源结合生产实际。为了满足汽车在起步，加速，正常行驶以及客服各种路况下对驱动车轮牵引力及车速的不同需求，在汽车的传动系统中安装了变速箱。本次课题研究的主要内容是：a.参与汽车的总体设计；b.变速箱传动结构的分析和主要参数的确定；c.变速箱结构设计。本说明书的设计主线是低速载重型汽车变速箱。第2章重点介绍了在变速箱的总体设计方案中，如何明确低速载重型汽车各个参数，从而确定变速箱在所受的限制下应满足的条件。第3章则重点介绍低速载重型汽车变速箱传动机构的分析与设计。在总体方案中，先确定低速载重型汽车的产品技术规范和标准，再确定其总体的质量，最后选出满足需求的发动机。根据发动机的功率以及汽车的总质量确定该车的最高速度（满足低速载货汽车安全技术条件）。在变速箱的设计过程中，需要先确定变速箱的档位数，然后分析工作条件，初步确定变速箱中各档位的传动比和中心距，通过计算得出齿轮参数，对应选出合适的齿轮，并对其进行校核。接着初步确定变速箱轴与轴承，再对轴和轴承进行校核，最后绘制出变速箱的装配图及零件图。本课题可以解决如下问题：a.通过发动机参数，精确选取变速箱的挡位数和传动比，确保汽车拥有优秀的动力性与经济性；b.通过设置空挡来确保汽车在特定时期能将发动机与传动系长时间分离；通过倒挡布置，让汽车能进行倒退行驶；c.操作简洁、便利、快速、准确；d.具有较高的传动效率，工作稳定、噪声小；e.质量轻、体积小、装载能力强，工作性能可靠；f.便于制造、便于维修、节省成本、使用寿命长；2 低速载货汽车主要参数的确定2.1 质量参数的确定汽车的整备质量利用系数： 式中 汽车的载质量； 整车整备质量。表2-1 货车的质量系数参数车型总质量货 车 装柴油机的汽车为0.801.10。汽车总质量：汽车的总质量由汽车质量、装载量和乘客质量三部分组成，即 式中，为乘车的总人数，应等于座位数。低速载重型汽车是柴油机，查表2-1得质量利用系数为，其装载量是, 由公式得： 低速载重型汽车一般为单排式,所以,由公式得:本课题选用。2.2 发动机的选型根据现在低速载货汽车选用发动机的情况，参照2815系列四轮农用运输车，针对本次设计任务选用达到欧排放标准的YD480柴油机。表柴油机技术参数型号干式气缸套型式直喷式行程（mm）缸心距1小时功率/转速（kW/r/min）外特性最低燃油消耗率（g/kWh）最大扭矩（Nm）压缩比排量（L）喷油压力 （kPa）外形尺寸（长宽高） mmmmmm净质量（kg）2.3 车速的确定 式中 发动机最大功率，；传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的式汽车取；汽车总质量，；重力加速度，；滚动阻力系数，对载货汽车取，对矿用自卸汽车取，对轿车等高速车辆需考虑车速影响并取；最高车速，；空气阻力系数，轿车取，客车取，货车取.汽车正投影面积，在无测量数据的情况下，按照前轮距、汽车总高、汽车总宽等尺寸近似计算： 对轿车 ， 对载货汽车 。由公式得： 得出, 由于低速载重型汽车的最高设计车速，因此该车满足设计要求。3 变速器的设计与计算3.1 设计方案的确定机械传动一般应用于低速载重型汽车变速箱中，通常是利用齿轮传动，一般有若干个固定传动比。按照轴线是否固定，可分为轴线固定式变速箱（普通齿轮变速箱）和轴线旋转式变速箱（行星齿轮变速箱）两种。采用这种变速箱的低速载重汽车通常有35个前进挡和一个倒挡。近几年机械式无级变速箱和液力机械变速箱在汽车上普遍得到应用,依照当前被广泛应用的变速箱种类，和适用的范围，初步确定三种设计方案。3.1.1 两轴式两轴式变速箱的结构简单、形式紧凑，除最高挡外其他各档的传动效率很高。两轴式变速箱的输出轴与主减速器主动齿轮做成一体。当发动机纵向布置时，主减速器可采用双面齿轮或螺旋锥齿轮；当发动机横向布置时，可采用圆柱齿轮。除倒挡常用直齿圆柱齿轮外，其它挡位的传动均采用斜齿圆柱齿轮,但两轴式变速箱没有布置直接挡，在处于高挡工作时，齿轮和轴承同时受载，会产生很大的噪声，也会加剧磨损。由于两轴式变速箱的输入轴和输出轴平行且无中间轴，一般应用在发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车和中、小型货车上。3.1.2 三轴式三轴式变速箱的输入轴斜齿圆柱齿轮与输出轴的各挡齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且输入、输出轴同心。直接档可以将输入、输出轴直接连接起来传递转矩。此时，齿轮、轴承及中间轴均不受载，而输入、输出轴也仅传递转矩。所以直接挡具有很高的传动效率，产生的磨损和噪音也最小,由于其它前进挡传递扭矩时需依次经过两对齿轮。所以当齿轮中心距较小时仍然可以得到大的一挡传动比，但相对于直接挡，其它各档的传动效率有所降低，所以三轴式变速箱应用在发动机前置、后轮驱动的汽车上。 3.1.3 液力机械式主要组成有液力变矩器和齿轮式有级变速器,其优点是传动比可在一定范围内作无级变化，缺点是结构形式复杂，成本高，传动效率低。3.1.4 确定方案由于低速载重型汽车的发动机一般为前置，驱动轮一般为后轮，同时考虑到生产成本和便于维护等因素，再联系变速箱的特点和所给任务书的要求，最终选用三轴式变速箱。 图3-1 三轴式变速器相对于前进挡来说，倒挡被使用得很少，换倒挡一般在停车时，所以采用直齿圆柱齿轮方式倒挡。变速箱的一挡或倒挡因传动比大，使其工作时对应的齿轮所受的作用力增大，从而导致变速箱轴产生较大的转角和挠度，破坏齿轮的啮合状态，最终加剧齿轮磨损，同时产生较大的噪声。因此，为了改善这一状况，一档与倒挡均布置在靠近轴的支承处，布置方案如下：。图3-2 倒挡布置3.2 零部件的结构分析a.齿轮型式在三轴式变速箱中，只有一对常啮合齿轮副，所以不添加同步器，直接选用直齿圆柱齿轮用来换挡。b.轴的结构分析6轴在正常工作时承受转矩及弯矩，会引起轴的明显变形，从而导致齿轮无法正常啮合，有较大的噪声产生，使用寿命下降。在设计轴的结构时，在保证其强度与刚度外，还需考虑齿轮 、轴承等的装卸、固定、加工等因素。第一轴通常与齿轮做成一体，其长度决定于离合器总成的轴向尺寸。第一轴的花健尺寸与离合器从动盘毂的内花键统一考虑，目前一般都采用齿侧定心的矩形花键，键齿之间为动配合。第二轴制成阶梯式的以便于齿轮安装，从受力及合理利用材料来看，也是需要的。渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低，但定位性能好，承载能力大，且键齿高较小使小径相应增大，可增强轴的刚度。当一挡、倒挡采用滑动齿轮挂挡时，第二轴的相应花键则采用矩形花键及动配合，这时不仅要求磨削定心的外径，一般也要磨削键齿侧，而矩形花键的齿侧磨削要比渐开线花键容易。变速器中间轴分为旋转式及固定式两种。旋转式中间轴支承在前后两个滚动轴承上。其上的一挡齿轮常与轴做成一体，而高挡齿轮则用键或过盈配合与轴连接以便于更换。固定式中间轴为仅起支承作用的光轴，与壳体呈轻压配合并用锁片等作轴向定位。刚度主要由支承于其上的连体齿轮（宝塔齿轮）的结构保证。仅用于当壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖时。c.轴承型式6变速器多采用滚动轴承，即向心球轴承、向心短圆柱滚子轴承、滚针轴承以及圆锥滚子轴承。通常是根据变速器的结构选定，再验算其寿命。第一轴前轴承（安装在发动机飞轮内腔中）采用向心球轴承：后轴承为外圈带止动槽的向心球轴承，因为它不仅受径向负荷而且承受向外的轴向负荷。为便于第一轴的拆装，后轴承的座孔直径应大于第一轴齿轮的齿顶圆直径。第二轴前端多采用滚针轴承或短圆柱滚子轴承；后端采用带止动槽的单列向心球轴承，因为它也要承受向外的轴向力。某些轿车往往在加长的第二轴后端设置辅助支承，并选择向心球轴承。旋转式中间轴前端多采用向心短圆柱滚子轴承，此轴承不承受轴向力，因为在该处布置轴承盖困难；后轴承为带止动槽的向心球轴承。中间轴的轴向力应力求相互抵销，未抵销部分由后轴承承受。中间轴轴承的径向尺寸常受中心距尺寸限制，故有时采用无内圈的短圆柱滚子轴承。固定式中间轴采用滚针轴承或圆柱滚子轴承支承着连体齿轮（塔轮，宝塔齿轮）。4 基本参数的确定4.1 变速器的挡位数和传动比不同类型汽车的变速器，其挡位数也不尽相同。轿车变速器传动比变化范围较小（约为34），过去常用3个或4个前进挡，但近年来为了提高其动力性尤其是燃料经济性，多已采用5个前进挡。轻型货车变速器的传动比变化范围约为56，其他货车为7以上，其中总质量在3.5t以下者多用四挡变速器，为了降低油耗亦趋向于增加1个超速挡；总质量为3.5l0t多用五挡变速器；大于l0t的多用6个前进挡或更多的挡位。选择最低挡传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑、确定。a.根据汽车最大爬坡度确定汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有： 则由最大爬坡度要求的变速箱挡传动比为： 式中 汽车总质量；重力加速度；道路阻力系数； max道路最大阻力系数；最大爬坡要求； 驱动车轮的滚动半径；发动机最大转矩；主减速比；汽车传动系的传动效率。主减速比i0的确定： 式中 车轮的滚动半径，； 发动机转速，； 变速箱最高挡传动比； 最高车速，。本课题变速箱，一般货车的最大爬坡度约为30%，即，由公式得：由公式得：b.根据驱动车轮与路面的附着条件确定变速箱挡传动比为： 式中 汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷； 道路的附着系数，计算时取。因为货车后轮单胎满载时后轴的轴荷分配范围为 ，所以由公式和公式得：综合a和b条件得： ，取变速器的挡传动比应根据上述条件确定。变速器的最高挡一般为直接挡，有时用超速挡。中间挡的传动比理论上按公比为 （其中n为挡位数）的几何级数排列。因为，所以，实际上与理论值略有出入，因齿数为整数且常用挡位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。在变速器结构方案、挡位数和传动比确定后，即可进行其他基本参数的选择与计算。4.2 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。三轴式变速器的中心距A（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选： 式中 中心距系数。对轿车取8.99.3；对货车取8.69.6；对多挡主变速器，取9.511；变速器处于挡时的输出转矩，； 发动机最大转矩，；变速器的挡传动比；变速器的传动效率，取0.96。由公式得：由公式得:初选中心距也可以由发动机最大转矩按下式直接求出： 式中 按发动机最大转矩直接求中心距时的中心距系数，对轿车取14.516.0，对货车取17.019.5。由公式得:商用车变速器的中心距约在范围内变化,初选4.3 变速器的轴向尺寸变速器的轴向尺寸与挡位数、齿轮型式、换挡机构的结构型式等都有直接关系，设计初可根据中心距A的尺寸参用下列关系初选。货车变速器壳体的轴向尺寸：四挡五挡六挡 初选轴向尺寸:变速器壳体的轴向尺寸最后应由变速器总图的结构尺寸链确定。4.4 齿轮参数a.齿轮模数齿轮模数由轮齿的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所决定。选择模数时应考虑到当增大齿宽而减小模数时将降低变速器的噪声，而为了减小变速器的质量，则应增大模数并减小齿宽和中心距。降低噪声水平对轿车很重要，而对载货汽车则应重视减小质量。根据圆柱齿轮强度的简化计算方法，可列出齿轮模数m与弯曲应力之间有如下关系：直齿轮模数 式中 计算载荷，； 应力集中系数，直齿齿轮取1.65； 摩擦力影响系数，主动齿轮取1.1，被动齿轮取0.9； 齿轮齿数； 齿宽系数，直齿齿轮取；齿形系数，见图3-3。齿高系数相同、节点处压力角不同时：，；压力角相同、齿高系数为0.8时，；轮齿弯曲应力，当时，直齿齿轮的许用应力MPa。图4-3 齿形系数y（当载荷作用在齿顶, ,）根据参考同类车型，初选第一轴的轴齿轮的齿数，查图4-3得。由公式得：从轮齿应力的合理性及强度考虑,每对齿轮应有各自的模数,但出于工艺考虑，模数应尽量统一,多采用折衷方案。表3-1给出了汽车变速器齿轮模数范围。表4-1 汽车变速器齿轮的法向模数车型微型、轻型轿车中级轿车中型货车重型汽车2.252.752.7533.504.54.506设计时所选模数应符合国标GB1357-78规定并满足强度要求。表4-2 汽车变速器常用齿轮模数（）11.251.5-2-2.5-3-1.75-2.25-2.75-4-5-6-5-4.5-5.5-3.25由表4-1和表4-2并且参照同类车型选取。b.齿形、压力角和螺旋角汽车变速器齿轮的齿形、压力角和螺旋角按下表取值。表3-3 汽车变速器齿轮的齿形、压力角和螺旋角 项目车型齿形压力角（度）螺旋角（度）轿车高齿并修形14.5、15、16、16.52545一般货车标准齿轮GB1356-78202030重型车标准齿轮GB1356-78低档、倒档22.5、25小螺旋角齿形压力角较小时，重合度较大，并降低了轮齿刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角较大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。试验证明对于直齿轮压力角为28时强度最高，超过28强度增加不多；实际上，因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20。本课题的所有齿轮选用标准齿轮。c.齿宽齿宽的选择既要考虑变速器的质量小、轴向尺寸紧凑，又要保证齿轮强度和工作平稳性。通常是根据齿轮模数来确定齿宽b： 式中 齿宽系数，直齿齿轮取，斜齿轮取；法面模数。第一轴常啮合齿轮副的齿宽系数可取大些，以提高传动的平稳性和齿轮寿命。由公式得：,可以确定各挡的齿轮的齿宽。常啮合齿轮副：中间轴上的齿轮,第一轴轴齿轮；挡：中间轴上齿轮, 对应的一挡齿轮；挡：中间轴上齿轮, 对应的二挡齿轮；挡：中间轴上齿轮, 对应的三挡齿轮；倒挡：,。d.齿顶高系数在齿轮加工精度提高以后，短齿制齿轮不再被使用，包括我国在内，规定齿轮的齿顶高系数，为一般汽车变速器齿轮所采用。现代轿车变速器多采用齿顶高系数大于1的“高齿齿轮”（或相对于短齿齿轮而言而称为长齿齿轮），因为它不仅可使重合度增大，而且在强度、噪声、动载荷和振动等方面均比正常齿高的齿轮有显著改善，但存在相对滑动速度大、易发生轮齿根切或齿顶变尖（齿顶厚小于0.3）等问题。本课题的齿顶高系数。4.5 各档齿轮齿数的分配在初选变速器的挡位数、传动比、中心距、轴向尺寸及齿轮模数和螺旋角并绘出变速器的结构方案简图后，即可对各档齿轮的齿数进行分配。 图4-4 本课题变速器结构简图a.确定挡齿轮的齿数已知挡传动比，且 为了确定、的齿数，先求其齿数和：直齿齿轮： 先取齿数和为整数，然后分配给、。为了使尽量大一些，应将取得尽量小一些，这样，在已定的条件下的传动比可小些，以使第一轴常啮合齿轮可分配到较多齿数，以便在其内腔设置第二轴的前轴承。的最少齿数受到中间轴轴径的限制，因此的选定应与中间轴轴径的确定统一考虑。货车变速器中间轴的挡直齿轮的最小齿数为，选择齿轮的齿数时应注意最好不使相配齿轮的齿数和为偶数，以减小大、小齿轮的齿数间有共约数的机会，否则会引起齿面的不均匀磨损。由公式得：取，考虑到上述条件以及选用了标准齿轮（齿数不要小于17），故，得出。b.修正中心距A若计算所得的、不是整数，则取为整数后需按该式反算中心距A，修正后的中心距则是各挡齿轮齿数分配的依据。由公式得：c.确定常啮合传动齿轮副的齿数 确定了、后由公式和联立方程求解、 , 故；d.确定其他挡位的齿轮齿数挡齿轮副： 由公式和联立方程求解、。因为 ，所以先试凑、。试凑出、，此时。挡齿轮副： 由公式和联立方程求解、。因为，所以先试凑、。试凑出、，此时。e.确定倒挡齿轮副的齿数通常挡与倒挡选用同一模数，且通常倒挡齿轮齿数。则中间轴与倒挡轴之间的中心距为： 初选,由公式得: 为了避免干涉，齿轮8与齿轮9的齿顶圆之间应有不小于的间隙，则: 由公式得: 根据选择齿数，取。最后计算倒挡与第二轴的中心距： 由公式得: 综合上述计算修正一下各挡的传动比（见下表）。表4-4 各挡速比挡位倒挡速比6.40:13.09:11.69:11:18.28:15齿轮的设计计算5.1 几何尺寸计算常啮合齿轮副： 挡齿轮副： 挡齿轮副： 挡齿轮副： 倒挡齿轮： 见图4-4（单位：）。5.2 齿轮的材料及热处理现代汽车变速器齿轮大都采用渗碳合金钢制造,使轮齿表层的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合,以大大提高其接触强度,弯曲强度及耐磨性。在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑到其机械加工性能及制造成本。国产汽车变速器齿轮的常用材料是20CrMnTi,也有采用20Mn2TiB,20MnVB的。这些低碳合金钢都需随后的渗碳、淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶粒。为消除内应力，还要进行回火。变速器齿轮轮齿表面渗碳深度的推荐值如下： 渗碳深度 渗碳深度0 渗碳深度渗碳齿轮在淬火、回火后，要求轮齿的表面硬度为HRC5863，心部硬度为HRC3348。本课题变速器齿轮选用材料是20CrMnTi。5.3 齿轮的弯曲强度直齿齿轮弯曲应力： 式中 计算载荷，； 应力集中系数，直齿齿轮取1.65； 摩擦力影响系数，主动齿轮取1.1，被动齿轮取0.9； 齿轮模数； 齿轮齿数； 齿宽系数，直齿齿轮取；齿形系数，见图4-3。齿高系数相同、节点处压力角不同时：，；压力角相同、齿高系数为0.8时，；轮齿弯曲应力，当时，直齿齿轮的许用应力。因为该变速器所有的齿轮采用同一种材料，所以当校核时只要校核受力最大和危险的挡位齿轮。故分别计算挡、倒挡齿轮的弯曲强度。a.挡齿轮副：主动齿轮,从动齿轮挡主动齿轮的计算载荷由公式得: 主动齿轮的弯曲强度：挡从动齿轮的计算载荷从动齿轮的弯曲强度：b.倒挡齿轮副:因为倒挡齿轮相当于一个惰轮,所以主动齿轮是，从动齿轮是。通过惰轮后主动齿轮是，从动轮是。惰轮的计算载荷通过惰轮前，的弯曲强度由公式得: 通过惰轮后主动轮是，从动轮是。的计算载荷的计算载荷以上的齿轮副都满足弯曲强度的要求。5.4 齿轮的接触强度齿轮的接触应力按下式计算： 式中 法向内基圆周切向力即齿面法向力，； 端面内分度圆切向力即圆周力，； 计算载荷，； d节圆直径，； 节点处压力角； 螺旋角；E齿轮材料的弹性模量，钢取； b齿轮接触的实际宽度，斜齿齿轮为代替，；主、被动齿轮节点处的齿廓曲率半径，；直齿齿轮：，；斜齿齿轮：，；，分别为主、被动齿轮的节圆半径，。当计算载荷为许用接触应力见表5-5。表5-5 变速器齿轮的许用接触应力齿轮/MPa渗碳齿轮氰化齿轮一档及倒挡190020009501000常啮合及高挡13001400650700常啮合齿轮副：当计算载荷为由公式和得: 由公式得:挡: 计算载荷为由公式和得: 由公式得:挡：计算载荷为由公式和得: 由公式得:挡：计算载荷为由公式和得: 由公式得: 倒挡:计算载荷为由公式和得: 由公式得: 计算载荷为,由公式和得: 由公式得:以上挡位的齿轮副都满足接触强度的要求（见表5-5）。6 轴的设计与轴承的选择变速器轴在工作中承受着转矩及来自齿轮啮合的圆周力、径向力和斜齿轮的轴向力引起的弯矩。刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，产生过大的噪声，降低齿轮的强度、耐磨性及寿命。6.1 轴的设计轴的径向及轴向尺寸对其刚度影响很大，且轴长与轴径应协调。变速器轴的最大直径d与支承间的距离l可按下列关系式初选：对第一轴及中间轴：对第二轴： 三轴式变速器的第二轴与中间轴的最大直径d可根据中心距A（mm）按下式初选： 由公式得：由公式得：第二轴：；中间轴：；第一轴：。第一轴花键部分直径可根据发动机最大转矩按下式初选： 由公式得：初选的轴径还需根据变速器的结构布置和轴承与花键、弹性档圈等标准以及轴的刚度与强度验算结果进行修正。欲求中间轴式变速器第一轴的支点反力，必须先求第二轴的支点反力。档位不同，不仅齿轮上的圆周力、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，将轴看作铰接支承的梁，作用在第一轴上的转矩应取。齿轮啮合的圆周力、径向力、及轴向力可按下式求出： 式中 至计算齿轮的传动比；计算齿轮的节圆直径，；节点处压力角；螺旋角；发动机最大转矩，。在弯矩和转矩联合作用下的轴应力为： 式中 弯曲截面系数，；轴在计算断面处的直径，花键处取内径，； 在计算断面处轴的垂向弯矩，； 在计算断面处轴的水平弯矩，；许用应力，在低档工作时取。变速器轴与齿轮的制造材料相同，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3-5所示时，若轴在垂直面内挠度为,在水平面内挠度为和转角为，可分别用下式计算： 式中 弹性模量，； 惯性矩，对实心轴，； 轴的直径，花键处按平均直径来计算； 齿轮上的作用力矩支座A、B的距离，； 支座间的距离，。在上述计算中，花键轴的计算直径可取为其花键内径的倍。轴断面的转角不应大于（弧度）。轴的垂向挠度的容许值；轴的水平挠度的容许值。轴的合成挠度应小于。a.校核第二轴在各挡位下的的强度与刚度倒挡：此时第二轴受到齿轮的作用力由公式得：图3-6 第二轴在挡时的受力情况在垂直平面内：在水平平面内： 由公式得： 由公式得:刚度校核：花键轴的计算直径取其花键内径的1.1倍, ，。 由公式得：轴的合成挠度。以上数据满足要求。挡：此时第二轴受到齿轮的作用力由公式得：图6-7 第二轴在挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得： 由公式得:刚度校核：，。由公式得：轴的合成挠度挡：此时第二轴受到齿轮的作用力公式得： 图3-8 第二轴在挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得： 由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度倒挡：此时第二轴受到齿轮的作用力由公式得：图3-9 第二轴在倒挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得：由公式得:刚度校核：，。 由公式得：轴的合成挠度b.校核中间轴在各档位下的强度与刚度挡：此时中间轴受到齿轮的作用力，因为一对啮合齿轮所受的力是大小相等，方向相反的，所以由上述的第二轴上齿轮所受的力可以得到中间轴上齿轮所受的力。；图6-10 中间轴在挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得：由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度挡：此时中间轴受到齿轮的作用力，因为一对啮合齿轮所受的力是大小相等，方向相反的，所以由上述的第二轴上齿轮所受的力可以得到中间轴上齿轮所受的力。；图3-11 中间轴在挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得：由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度由于第二轴上采用联体齿轮,并且中间轴上套有隔套,故相当于增大轴的直径,因而轴的刚度增加,且满足允许值范围。挡：此时中间轴受到齿轮的作用力，因为一对啮合齿轮所受的力是大小相等，方向相反的，所以由上述的第二轴上齿轮所受的力得到中间轴上齿轮所受的力。；图6-12 中间轴在挡时的受力情况在垂直平面内: 在水平平面内: 由公式得：由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度由于第二轴上采用联体齿轮,并且中间轴上套有隔套,故相当于增大轴的直径,因而轴的刚度增加,且满足允许值范围。c.校核倒挡轴的强度与刚度当和啮合时：图6-13 中间轴在倒挡时和啮合时的受力情况在垂直平面内： 在水平平面内： 由公式得： 由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度mm当和啮合时： 图3-14中间轴在倒挡时和啮合时的受力情况在垂直平面内： 在水平平面内： 由公式得： 由公式得:刚度校核： 由公式得：轴的合成挠度长的轴应进行扭转刚度的验算，使轴的扭转角不超过许用值。每米长轴扭转角的许用值为度。在转矩T的作用下，长为L的轴的扭转角为： 式中 转矩，； 轴长，；轴横截面的极惯性矩，：对实心轴；对空心轴；轴材料的剪切弹性模量，对于钢材。对第一轴进行扭转刚度的验算:已知，。由公式得: 故第一轴满足使用条件。6.2 轴承的选择一般是根据结构布置并参考同类车型的相应轴承以后,按国家规定的轴承标准选定,再进行其使用寿命的验算。对汽车变速器滚动轴承耐久性的评价是以轴承滚动体与滚道的接触疲劳为依据，承受动载荷是其工作的基本特征。轴承的名义寿命L（以转为单位）: 式中 轴承的额定载荷或承载容量，根据选定的轴承型号查轴承手册；轴承的当量动载荷，；轴承寿命指数，对球轴承；对圆柱滚子轴承取。轴承的使用寿命也可按汽车以平均车速行驶至大修前的总行驶里程S来计算： ， 式中的汽车的平均车速可取。对汽车轴承寿命的要求是轿车30万，货车和大客车25万。与之间的换算关系为 式中 轴承的转数，。径向和径向止推球轴承的当量动载荷，可按下式对每个档位进行计算： 式中 ，径向系数和轴向系数，按轴承标准规定由轴承手册查出； 考虑轴承内圈或外圈旋转的系数，内圈旋转取V=1.0,外圈旋转取V=1.2;，径向和轴向载荷，N，根据计算转矩Tj计算各档的支承反力后求得； 考虑路面不平度引起的动载荷的影响系数，对于变速器轴承可取；温度系数；轴向加载参数，由轴承手册查得。第一轴后轴承采用深沟球轴承，第二轴前端多采用滚针轴承或短圆柱滚子轴承，后端采用深沟球轴承。参考同类车型，初选第一轴后轴承为6209轴承,第二轴后轴承为6307轴承。由公式得：由公式得： 根据汽车传动系的载荷强度绘制了行驶状况系数Kx随计算牵引力与平均牵引力的比值变化而改变的曲线图（见图6-15）。图6-15 行驶状况系数、与之关系曲线计算牵引力与平均牵引力应根据变速器第一轴的计算转矩按各档传动比进行计算，即 式中 平均道路阻力，见表6-6； 平均空气阻力，按表6-6给出的公式计算；平均加速阻力，按表6-6给出的公式计算。表6-6 载货汽车的平均比阻力车型平均比阻力载货汽车Fa/GaFwa/GaFja/Ga0.0302.5v2m/Ga0.3（Ftj- Fa - Fwa）/ Ga说明：Ga为汽车总重（N）；vm为平均车速（km/h）。由公式和得： 分别计算出各挡的牵引力与平均牵引力以此来查出行驶状况系数挡: 挡: 挡: 挡: 挡：挡：挡：挡：查图6-15可得：挡：；挡： ；挡： ；挡：。应对每个挡计算轴承的当量循环次数，第挡的为： 轴承的实际循环次数为： 式中 第挡的轴承旋转次数，为第一轴的旋转次数（以汽车的平均速度计算）为由第一轴至计算轴的传动比；变速器处于第挡时的相对工作时间，即变速器第挡的使用率（），见表6-7；第挡的行驶状况系数，见图6-5。表6-7载货汽车变速器各挡的相对工作时间或使用率车型挡位数最高挡传动比/变速器挡位载货汽车4113217541143560先计算第二轴后轴承在每个挡轴承的实际循环次数：挡：；查表6-7得由公式得：由公式得: 挡：；查表3-7得由公式得：由公式得: 挡：；查表3-7得由公式得：由公式得: 挡：；查表6-7得由公式得：由公式得: 在轴承的整个运行期间有: 考虑到变速器各挡工作时轴承的当量动载荷及相应的当量循环次数,则轴承的总当量动载荷为： 则要求的轴承额定动载荷为： 算出轴承的额定动载荷后，则可由轴承样本或手册选取轴承。当为挡时，第一、二轴直接连接起来传递转矩，此时齿轮、轴承及中间轴均不承载故。第二轴后轴承的选取：由公式得：由公式得：； ；由公式得：由公式得：对应轴的直径，文献12中6307轴承满足要求。第一轴后轴承一直以相同的转速在旋转，故。先计算第一轴后轴承在每个挡位下轴承的实际循环次数：挡：；查表3-7得由公式得：由公式得: 挡：；查表6-7得由公式得：由公式得:挡：；查表3-7得由公式得：由公式得: 挡：；查表6-7得由公式得： 由公式得: =对第一轴后轴承进行验算：由公式得： ；。由公式得：由公式得：对应轴的直径，文献中轴承满足要求。第二轴前端多采用滚针轴承或短圆柱滚子轴承,此变速器参考变速器的轴承,选用无套圈长圆柱滚子轴承,型号为:在中间轴上与中间轴齿轮配合的轴承，也选用该种轴承，型号为：。7 结论本课题是针对低速载货汽车而设计的变速箱，基于经济实用的考虑，变速箱采用手动机械变速，三轴式传动机构布置方案，有四个前进档和一个倒挡。典型轻型货车NJ130系列的变速箱齿轮大多采用非标准齿轮，本次设计的变速箱齿轮等零部件贯彻了国家或行业的最新标准，具有较好的加工和使用性能，结构紧凑、使用维修方便，并可附装取力机构供用户的特殊需要。随着城乡路况的好转，以及人们对乘车舒适性的要求越来越高，日后可以考虑采用常啮合斜齿轮传动，同步器换挡的变速箱，而且可以增加一个超速挡，这样可以使汽车的动力性和经济性有更大地提高。参 考 文 献1.林幕义，张福生主编，车辆底盘构造与设计M.北京：冶金工业出版社，2007.2.濮良贵，纪民刚主编，机械设计（第八版）M.北京：高等教育出版社，2006.3.高连兴主编，拖拉机汽车学（下册：车辆底盘与理论）M.北京：中国农业出版社，2009.4.陈开考主编，自动变速箱原理与检修M.杭州：浙江大学出版社，2007.5.孙雷主编，汽车传动系统的检测与修复M.上海：上海交通大学出版社，2012.6.曾文主编，汽车传动系统M.北京：机械工业出版社，2008.7.贺萍主编，汽车传动技术M.北京：机械工业出版社，2009.8.陈红阳主编，看图学修汽车手动变速传动系统M.北京：机械工业出版社，2013.9.程阔华主编，汽车变速器M.北京：国防工业出版社，2012.10.郭海龙主编，汽车手动与自动变速器及驱动桥系统维修M.北京：中国劳动社会保障出版社，2007.11.陈超祥主编,SolidWorks Motion运动仿真教程M.北京：机械工业出版社，2012.12.程超祥主编,SolidWorks Simulation基础教程M.北京：机械工业出版社，2012.13.CADCAMCAE技术联盟.Solid Works 2012中文版从入门到精通M.北京：清华大学出版社，2012.致 谢时间过得真快，三个月的毕业设计已经结束了，虽然在设计的过程中困难重重，但是随着一个个难点的解决，我觉的自己对机械有了更深的了解也有了更大的兴趣。通过这次毕业设计，我基本上掌握了变速器设计的方法和步骤，以及设计时应注意的问题等，另外自己还能熟练地利用各种渠道来查阅相关资料手册等。这次设计，我几乎是将大学几年所学的机械课程重新学了一遍,虽然很辛苦,但这使我的综合运用能力有了很大地提高,自己仿佛有了一览众山小的感觉,同时自己的自学能力,以及合作协调能力也有所提高。本设计是在彭锐涛老师的精心指导下完成的，彭老师经常为我解答一系列的疑难问题，引导我的设计思路。在这三个月的设计过程中，他以严谨的工作态度、实事求是的作风来要求我们，并且提供了很多相关的技术资料，在此衷心的感谢彭老师给予我的悉心指导。同时还要感谢与我同组的同学，在毕业设计的阶段，他们都给了我很大支持和帮助。n 附录一：文献翻译载重汽车变速箱变速箱主要指的是汽车的变速箱，它分为手动、自动两种，手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。功能为：一、改变传动比；二、在发动机旋转方向不变情况下，使汽车能倒退行驶；三、利用空挡，中断动力传递，以发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。手动变速箱主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速箱AT是由液力变扭器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。其中液力变扭器是AT最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，直接输入发动机动力传递扭矩和离合作用。泵轮和涡轮是一对工作组合，它们就好似相对放置的两台风扇，一台主动风扇吹出的风力会带动另一台被动风扇的叶片旋转，流动的空气风力成了动能传递的媒介。如果用液体代替空气成为传递动能的媒介，泵轮就会通过液体带动涡轮旋转，再在泵轮和涡轮之间加上导轮以提高液体的传递效率。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大且效率偏手动变速器（MT）手动变速器，也称手动挡，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。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，自动地进行换挡。无级变速器（CVT）无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。因此，其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，没有传统变速器换挡时那种“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“突然换挡”、油门反应慢、油耗高等缺点。变速器是法国雷诺(Renault)发明的普通自动变速箱优点：使驾驶轻松惬意缺点：不够智能，相对费油，不利于改装普通自动变速箱是自动挡车普遍使用的变速箱形式，它的简称AT（全称是Auto Transmission）几乎成为自动挡的代名词。和手动挡相比，普通自动变速箱在结构和使用上有很大不同。手动波主要通过调节不同齿轮组合更换挡位，而普通自动变速箱是通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速的目的。其中液力变扭器是普通自动变速箱最具特点的部件，它由泵轮、涡轮和导轮等构件组成，泵轮和涡轮是一对工作组合，泵轮通过液体带动涡轮旋转，而泵轮和涡轮之间的导轮通过反作用力使泵轮和涡轮之间实现转速差并实现变速变矩功能，对驾驶者来说，您只需要以不同力度踩住踏板，变速箱就可以自动进行挡位升降。由于液力变矩器自动变速变矩范围不够大，因此在涡轮后面再串联几排行星齿轮提高效率，液压操纵系统会随发动机工作变化自行操纵行星齿轮，从而实现自动变速变矩。为了满足行驶过程中的多种需要（如泊车、倒车）等，普通自动变速箱还设有一些手动拨杆位置，像P挡（停泊）、R挡（后挡）、N挡（空档）、D挡（前进）等，一些在前进档中还设有“2”和“1”等附加挡位，用以起步或上斜坡之用。从普通自动变速箱的发展来看，具有四前速的变速箱（就是前进中可以在四个挡里进行切换）已经是比较基础的配置，在中高级车市场中，五前速自动变速箱已经成为主流，而高档车里六前速自动变速箱、甚至七前速自动变速箱都已经屡见不鲜，可以说自动变速箱有几个挡就标志着车的“身价”，当然，从性能上说自动变速箱的挡位越多，车在行驶过程中也就越平顺，加速性也越好，而且更加省油。除了提供轻松惬意的驾驶感受，普通自动变速箱也有无法克服的缺陷。普通自动变速箱的动力响应不够直接，这使它在“驾驶乐趣”方面稍显不足。此外，由于采用液力传动，这使普通自动挡变速箱传递的动力有所损失，也就更费油一些（比同型号手动挡车油耗要高10%左右）。在山道行驶中，普通自动变速箱对于高高低低的起伏路面显得不够“智能”，容易在不同挡位里无谓切换，如果您的爱车没有爬坡挡的话就只能一筹莫展了。对那些改装玩家而言，装备普通自动变速箱的车需要慎重选择，因为这类变速箱可以承受的扭矩范围比较有限，而变速箱油温过高的话又会直接影响车子的动力表现。手自一体优点：提供更好的驾驶乐趣缺点：价格太高顾名思义，“手自一体”变速箱就是把手动换挡和自动换挡两种模式结合在一起的变速形式，在这类变速箱上，都有显著的+/标志，你可以切入这个位置手动切换挡位。对普通变速箱而言，驾驶乐趣不足一直是它的弊病，您在入弯前踩刹车减速，普通自动变速箱只会跳到空挡或维持原挡位不动，它不会随着速度下降而降低一挡；到了出弯当你加油时变速箱又会来一个kickdown（向下跳一挡），然后才获得足够力量加速。这不但比手动变速多了时间，而且在弯中挡位跳动也会破坏车身平衡。手自一体变速箱最大用处就是提高挡位的“随心所欲”程度，换句话说，就是“如果它不够聪明，至少我可以自己来”。有了手动选挡模式，您在弯前就可以手动降至适当的挡位，在弯中又可以保持需要的转速，出弯时便有足够的动力。功能上看手自一体变速箱和手动变速箱没有分别，但一台好的手自一体变速箱其手动模式有足够快的加、减挡反应，否则就显得有些华而不实。结构上看，手自一体变速箱还是一台自动变速箱，因此配置普通自动变速箱的车型油耗相对较高、不利改装等缺陷在它身上依然可以看到。此外，由于这类变速箱仍需进口，成本就比一般变速箱要高不少，因此整车价格也就不便宜。但对一个家庭来说，如果男主人倾向驾驶乐趣，女主人偏爱轻松惬意的驾驶感受，配置手自一体变速箱的车型还是不错的选择。CVT无级变速箱优点：省油，有很好的平顺感，动力响应直接缺点：应用车型少，配件价格高CVT无级变速箱的全称是Continuosuly Variable Transmission，功能上看它也是自动变速箱的一种，但和其他自动变速箱采用液力藕合的传动方式不同，CVT无级变速箱采用传动钢带和工作直径可变的主、从动轮相配合来传递动力，从而实现传动比的连续改变。坐在装有CVT变速箱的车里你绝感受不到换挡冲击（因为它根本就没有挡），这就使车速变化更为平稳，不会出现传统自动变速器换挡时那种顿挫感。此外，CVT还有重量轻、体积小、零件少的特点，加上这种传动形式功率损耗小，这样就为车带来省油的好处。经验证明，配置CVT无级变速箱的车型甚至比同排量手动挡车型油耗还低。随着CVT技术越来越成熟，及国内汽车产业的快速发展，国内市场上装备CVT汽车越来越多，奥迪、丰田、本田、菲亚特等各大公司都先后推出自己的CVT汽车产品。CVT（Continuously Variable Transmission），直接翻译就是连续可变传动，也就是我们常说的无级变速箱，顾名思义就是没有明确具体的档位，操作上类似自动变速箱，但是速比的变化却不同于自动变速箱的跳挡过程，而是连续的，因此动力传输持续而顺畅。CVT传动系统里，传统的齿轮被一对滑轮和一只钢制皮带所取代，每个滑轮其实是由两个椎形盘组成的V形结构，引擎轴连接小滑轮，透过钢制皮带带动大滑轮。玄机就出在这特殊的滑轮上：CVT的传动滑轮构造比较奇怪，分成活动的左右两半，可以相对接近或分离。锥型盘可在液压的推力作用下收紧或张开，挤压钢片链条以此来调节V型槽的宽度。当锥型盘向内侧移动收紧时，钢片链条在锥盘的挤压下向圆心以外的方向（离心方向）运动，相反会向圆心以内运动。这样，钢片链条带动的圆盘直径增大，传动比也就发生了变化。CVT变速箱有哪些优点？1、由于没有了一般自动挡变速箱的传动齿轮，也就没有了自动挡变速箱的换挡过程，由此带来的换档顿挫感也随之消失，因此CVT变速箱的动力输出是线性的，在实际驾驶中非常平顺。2、CVT的传动系统理论上挡位可以无限多，挡位设定更为自由，传统传动系统中的齿轮比、速比以及性能、耗油、废气排放的平衡，都更容易达到。3、CVT传动的机械效率、省油性大大优于普通的自动挡变速箱，仅次于手动挡变速箱，燃油经济性要比好很多。奥迪A6L的CVT变速箱解剖图奥迪A6L的CVT变速箱钢带既然有这么多优点，为什么不让所有的汽车都采用CVT变速箱呢？有两方面因素：1、相比传统自动挡变速箱而言，它的成本要略高；而且操作不当的话，出问题的概率更高。2、CVT变速箱本身还有它的缺点，就是传动的钢制皮带能够承受的力量有限，一般而言超过2.8L排量或者280NM以上的动力是它的上限，不过我们也看到有越来越多的车型，诸如奥迪或者日产，都已经打破了这个上限，相信钢带的问题会逐步得到解决。参 考 文 献1 S. van der Zwaag, in: S. van der Zwaag (Ed.), Series in Materials Science, Springer,2007.2 D.V. Andreeva, D.G. Shchukin, Adv. Mater. 20 (2008) 2789.3 K.S. Toohey, N.R. Sottos, J.A. Lewis, J.S. Moore, S.R. White, Nat. Mater. 6 (2007)581.4 A. Kumar, L.D. Stephenson, J.N. Murray, Prog. Org. Coat. 55 (2006) 244.5 S.J. Garca, J.M.C. Mol, T.H. Muster, A.E. Hughes, J. Mardel, T. Miller, T. Markely, H.Terryn, J.H.W. de Wit, in: L. Fedrizzi (Ed.), EFC-Wiley 58, March 2011.6 Hisaka T. Sekino, Y. Hayashi, R. Rajagopalan, K. Nikara, Mater. Res. Innovations8 (2004) 84.7 S.A. Furman, F.H. Scholes, A.E. Hughes, Corros. Sci. 48 (2006) 1812.8 J. Gao, J. Suo, Surf. Coat. Technol. 204 (2010) 38763881.9 S.H. Cho, S.R. White, P.V. Braun, Adv. Mater. 21 (2009) 645.n 附录二：原文献Automobile transmissionTransmission mainly refers to the automobile gearbox, it divided into two kinds of manual, automatic, manual transmission is mainly composed of gear and shaft, by different gear combinations to produce variable torque; And automatic transmission AT consists of hydraulic torque converter, planet gear and the hydraulic control system, hydraulic transmission and gear combination ways to achieve variable speed torque. Function as follows: first, change the transmission ratio; Second, under the condition of constant motor rotation direction, make the car can drive back; Three, use neutral, interrupt power transmission to the engine starting, idling, and facilitate the transmission shift or power output.Manual transmission is mainly composed of gear and shaft, by different gear combinations to produce variable torque; And automatic transmission AT consists of hydraulic torque converter, planet gear and the hydraulic control system, hydraulic transmission and gear combination ways to achieve variable speed torque.Of hydraulic torque converter is parts AT the most characteristics, it is composed of pump wheel, wheel and turbine components, direct input engine torque and power transfer to the clutch. Pump wheel and turbine is a pair of work, as if they are relatively placed two fan, a fan blowing the wind will drive the other passive fan blades spin, the flow of air, wind power into the kinetic energy transfer medium. If replace air as medium of transfer of kinetic energy, by liquid pump wheel will be through the liquid turns the turbine, then between turbine and pump wheel and wheel in order to improve the transfer efficiency of the liquid. Because of the hydraulic torque converter efficiency of automatic transmission torque range is not big enough and partialManual transmission (MT)Manual transmission, also called the manual gear box hand toggle lever to change gear within the transmission meshing position, change the transmission ratio, so as to achieve the purpose of speed change. On the clutch, can dial need to move the shift lever. If the driver technology is good, with a manual transmission vehicle during acceleration, overtaking is faster than a car automatic transmission, and fuel efficiency.Automatic transmission (AT)Automatic transmission, the use of planetary gear mechanism for variable speed, it can according to the degree of the accelerator pedal and the speed change, speed automatically. While the driver need to manipulate the accelerator pedal to control the speed.Commonly used in general, the car automatic transmission has the following several types: hydraulic automatic transmission, hydraulic transmission, automatic transmission, power transmission, automatic transmission, the step type machinery automatic transmission and stepless automatic transmission, etc. Among them, the most common is hydraulic automatic transmission. Hydraulic automatic transmission is mainly composed of the hydraulic control system of gear, and mainly consists of automatic clutch and automatic transmission of two parts. It can according to the throttle opening and the speed of change, to shift automatically.Stepless transmissions (CVT)Stepless transmission is composed of two sets of variable speed wheel and a transmission belt.Its than a conventional automatic transmission, therefore, simple structure, smaller volume. In addition, it is free to change the gear ratio, so as to realize infinitely variable speed all the way, the cars speed changes smoothly, no traditional transmission shift , sort of feeling.Stepless transmission belongs to a kind of automatic transmission, it can overcome the common automatic transmission suddenly shift, throttle response is slow and high fuel consumption shortcomings.The transmission was invented by the French Renault (Renault)Common automatic transmissionAdvantage: make the ease of drivingDisadvantages: smart enough, relative to oil, which is unfavorable for modificationCommon automatic Transmission is widely used for automatic stop block Transmission form, it is short for ats (full name is the Auto Transmission) almost become the pronoun of automatic.Compared with manual, common automatic transmission are quite different in the structure and application. Manual wave mainly by adjusting the different gear combination of change gear, while the common automatic transmission is by means of hydraulic transmission and gear combination to achieve the purpose of speed change. With hydraulic torque converter is the most common automatic transmission characteristics of components, it is composed of pump wheel, wheel and turbine components, pump wheel and turbine are a work portfolio, pump wheel through the liquid turns the turbine, and between the turbine and pump wheel roller by reaction between the pump wheel and turbine speed difference and realize variable speed torque function, for the driver, you only need to with different strength on the pedals, transmission can automatically block a lift. Due to hydraulic torque converter automatic transmission torque range is not big enough, so rows behind the turbine again series planetary gear efficiency, hydraulic control system will change with the engine work to manipulation of the planetary gear, so as to realize automatic transmission torque. In the process of driving in order to meet the multiple needs (such as parking and reversing), common automatic transmission also has some manually dial the stem position, like a P block (berth), R (back), N (gap), D block (forward), etc., some in the forward also has additional tests such as 2 and 1, to start or on slopes.From the perspective of the development of common automatic transmission, it has four QianSu gearbox (that is, in advance can switch) in the four block based configuration are compared, in the senior car market, five QianSu automatic transmission has become the mainstream, and high-grade car six QianSu seven QianSu automatic transmission, and even have become common automatic transmission, automatic transmission, so to speak a few marks the worth of a car, of course, on the performance of automatic transmission gears, the car will be smooth in the process of driving, the acceleration is the better, and more fuel efficient.In addition to the ease of driving experience, common automatic transmission have insurmountable shortcomings. Common automatic transmission of dynamic response is not directly, which makes it slightly shortage in terms of fun to drive. In addition, due to adopt hydraulic transmission, which makes ordinary automatic gearbox transmission power loss, also some more oil than is the manual (buffer consumption is higher than 10%). Driving in the road, low common automatic transmission for the ups and downs road is smart enough, easy to switch in different tests are meaningless, if your car without climbing gear can only be helpless. For those modification player equipment common automatic transmission car need to choose carefully, because this kind of gearbox can withstand the torque range is more limited, and the transmission oil temperature is too high and will directly affect the dynamic performance of the car.Since the one handAdvantages: provide better fun to driveWeakness: the price is too highAs the name implies, hand from a body gear box is the manual shift and automatic shift change form two patterns together, in this kind of gearbox, have significant + / - sign, you can cut the position switch gears manually.For ordinary gearbox, lack of driving pleasure has always been its ills, the brakes to slow down before you into the corner, common automatic transmission will only jump to neutral or keep the original block, it will not be reduced with the decline in the block; At the gearbox will come again when you come on a kickdown (jump down a block), and then get enough power to accelerate. This not only more than the manual transmission time, and in turn gear beating also can destroy the body balance. Hand since the gearbox biggest use is to raise the tests of free, in other words, is if its not smart enough, at least I can help myself. With manually selected block mode, you can manually before bending down to the appropriate gear, in turn, can keep the need to speed, the exit when it have enough power. Function on hand no distinction from the gearbox and manual transmission, but a good hand since the gearbox of the manual mode is fast enough plus and minus reaction, otherwise it appears some eye candy.Hand structure point of view, the gearbox is an automatic transmission, so the allocation of common automatic transmission vehicle fuel consumption is relatively high, defects such as unfavorable modification can still be seen on it. In addition, due to still need to import this kind of gearbox, the cost is higher than the average transmission, so the vehicle price is not cheap. But for a family, if the host fun to drive, the hostess prefer the ease of driving experience, configuration hand since the gearbox model is a good choice.The CVT transmission gearboxAdvantages: fuel efficient, have very good feeling, smooth dynamic response directlyDisadvantages: less application models, accessories price is highCVT stepless gearbox Continuosuly is the full name of the Variable Transmission, the functional point of view it is also a kind of automatic Transmission, but and other automatic Transmission with hydraulic coupling Transmission way is different, the CVT Transmission stepless Transmission adopts the steel belt Transmission and working diameter Variable of the main, driven wheel combination to transmit power, so as to realize the continuous change of Transmission ratio. In the car with CVT transmission shift impact absolutely impossible to find (because it doesnt have a block), which makes the speed change more smoothly, there will not be a conventional automatic transmission shift when the sense of frustration. In addition, the CVT transmission and the characteristics of light weight, small size, less parts, and this form of transmission power loss is small, thus for the benefits of fuel-efficient cars. Experience has shown that allocation of CVT stepless transmission models even fuel consumption is lower than with manual displacement model.As CVT technology more and more mature, and the rapid development of domestic automobile industry, the domestic market equipped with CVT car more and more, audi, Toyota, Honda, fiat, etc. The company has successively launched their own CVT car products.CVT (Continuously Variable Transmission), direct translation is a continuous Variable Tran
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