【《汽车机械式变速器的概述及其方案的确定案例分析》2800字】

汽车机械式变速器的概述及其方案的确定案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u61051.1变速器的功用和要求 1117481.2变速器结构方案的确定 191171.3变速器主要零件结构的方案分析 52769;;;10、11- 61.1变速器的功用和要求变速器是汽车传动系统中动力总成三大件之一。变速器的核心部件是同步器，通过变换不同的挡位来适应频繁变化的驾驶环境，以增大输出扭矩或减少扭矩增大汽车行驶速度。使发动机在高功率、低油耗的情况下工作。同时，利用空档，中断动力传输，使发动机可以启动，改变速度，并促进其移位或动力输出。对变速器的主要要求是：动力性和经济型是衡量汽车质量两项必不可少的方向。汽车在行使时一定要具备足够的动力，且经济性也要把控好。工作可靠，操纵轻便。变速器是汽车系统重要配件之一，其工作必须稳定可靠，操作简单，给驾驶者带来舒适感。重量轻、体积小。为了达到更好的燃油经济性，需要降低汽车的整体配重，所以需要控制好变速器的中心距来减轻质量跟体积。传动效率高。变速器传递效率越高，发动机的能量有效利用率越高。噪声小。变速器有效零部件的精确制造可以适当减少变速器的噪音。1.2变速器结构方案的确定变速器由传动机构与操纵机构组成。变速器传动机构的结构分析与型式选择手动变速器与自动变速器相比，手动变速器操作繁琐，但其传动效率较高（η=0.96~0.98）。三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。三轴式变速器有其独特的特点，第一轴的齿轮与第二轴的齿轮是会与中间轴的齿轮啮合的，并且三者同心。直接挡指的是扭矩不经齿轮啮合传动出来，而是经过轴与轴之间直接传出来的，因为扭矩是直接传输的。所以它的效率相对来说要高很多，从而对齿轮的损坏也较小。这是它最重要的优点。这个时候的齿轮、轴承和中间轴并没有处在一个受重的状态，扭矩也在第一轴和第二轴之间传递。而其它挡位就需要进行齿轮传递扭矩进行换挡。所以，即使齿轮的中心距较小，但它的一档传动比也是很大的。这也是它的优点之一。但当不使用直接挡时，用两对齿轮进行传递扭矩，那换挡的效率就会比直接挡的效率下降不少。；2—；3—下图2-2便是两轴式变速器的结构。两轴式变速器要比三轴式变速器在布置上要方便一些。且整体结构布局也要紧凑一些，传动效率也要更高。目前市场上家庭乘用车多采用FF式布局设计，此种结构设计会提升车辆的传动系统的效率，驾驶体验也会增加。并且也会使整车配重减轻，在燃油经济性方面也会表现的更好。如图所示，此类型变速器的输出轴与主箱部分的主动齿轮式制作成一体式的设计。此种方式设计，均能够满足发动机横置和纵置时的要求。同样当用螺旋齿轮或者双齿时，发动机便可以纵置布局。相反可以用圆轮来满足发动机横布局的要求。这样做，再加工制造的时候，会简单很多，节省人力物力，大大的节约成本，提高性价比。两轴式变速器的低档位同步器一般装在第二轴上，因为一档的速度小，输出扭矩大，导致齿轮的尺寸比较小，安装同步器就会相对困难一些。高档位传递的扭矩就小，相反速度就快，其输出轴上的齿轮就要大很多，所以高速度挡位的同步器要装配在第一的后边。相比于三轴式变速器，二轴式变速器是不存在直接档的，因此变速器在工作时，三者均受载，所产生的噪音就比三轴式变速器要大。这是其缺点之一。此外，低速档位的传动比也会受到限制，但这种限制可以解除，增大主减速比就可以消除这种现象。；2—；3—由于所设计的汽车是发动机前置，后轮驱动，因此采用中间轴式变速器。中间轴式四，五，六档变速器其原理是大相径庭的。它们的共同特点是：变速器的输出轴和输入轴理论上是应该平行的，通过同步器中的啮合套可以让他们连接在一起，形成直接挡。上文所说，直接挡传动效率是很高的，噪音也小，因此对零部件的损伤也较小。提高了变速器的使用寿命。挡位高，也就意味着速度较快，所以齿轮一直用啮合齿轮作为传动方式。而速度较低的挡位也可以用这种方式进行传动，也可以不用这种方式进行传动。低档位的选择比较多。不过现在市面上很大一部分传动方案设计时，除了低速档外，为了使换挡柔顺，驾驶平稳等因素，都会将其它挡位设计成同步器或啮合套换挡。不过也要一小部分一档也采用同步器和啮合套进行挡位的更换。上述所讲方案，只要是用啮合齿轮来传递动力和扭矩的传动方案，都能够用同步器或者啮合套。在变速器里，两者均可以同时存在，但要满足此条件，高速度挡位，要使用同步器换挡，而大扭矩挡位就得使用啮合换挡，这是必须要满足的硬性条件。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为了减少整车配重，必须限制轴的长度，也优化了经济性。如过变速器用的是多支承结构方案，会增加轴的刚度。这样在轴平面上，壳体便能很好的的容纳变速器，而变速器的整体结构也会布置得当。倒档传动方案图2-3为常见的倒挡布置方案。下图b方案有明显的优点，当用倒挡进行行驶时，中间轴上的一档齿轮也会进入工作。这样可以减少中间轴的尺寸。其缺点是，换挡会比较麻烦。图c所设计方案可以将倒挡的矩进行增大。但是挡位的布置是不够准确的。图d所展现的方案与前者类似，但进行了优化。便取缔了上个方案。图e所设计方案成本略高，是把轮的宽变长了，然后中间轴上的大扭矩的挡位也进行了更新，将齿轮与轴做成了一体。图f所示方案做的比较好，适用机型较多。可以用于全部变速器。换挡柔顺，舒适。图g设计方案经常用于大货车，变速箱内部空间用的比较好。但缺点是，换到倒挡时，必须要用到换挡拨片，这是其不方便处。本设计采用图2-3f所示的传动方案。变速器在低档位时，所传递的扭矩是相当大的，因此作用在轴上的力也很大。无论是什么类型的变速器，如果低速档位的齿轮布置不合理，必定为导致轴过早的损坏。所以低档位的齿轮一定要布置的合理。目前解决此不合理之处常用的办法是将低速档尽量布置在靠近轴的支撑处，这样支撑处可以卸掉一部分力，来保证轴的强度，减少轴的变形量。提高使用寿命。低速档位布置好后，应合理安排其他的挡位，原则是，让驾驶者换档时清晰明确，一般都是从低速档到高速档排列。如今市面上所有车基本都是用此方式布置。这样做可以让轴有足够的刚度进行工作。又可以做到安装时方便简洁。1.3变速器主要零件结构的方案分析变速器的设计方案必须合理规范，要考虑其经济性和稳定性。变速器的加工工艺也需要考虑，以及后期的维修保养，都是必须要照顾到的地方。圆柱齿轮的优点有很多，直齿圆柱齿轮也有其优点，在选用时，需要根据变速器综合性能进行选择，斜齿圆柱齿轮不怎么磨损，所以使用时间就要长很多，相对来说比较耐用一些。工艺性比较复杂，工作时产生的力也比较大。综上所讲，斜齿圆柱齿轮在变速器中是首要选择的，就因为它的稳定性好。齿轮的强度降低，所以在输出扭矩大的挡位一般是选择这种齿轮的，就是因为好用。在此次设计中，结合所有方面，采用的方案是，除了一档以外，剩下的其余的挡位