五档25Kgm手动变速器.ppt

1、五档25Kgm手动变速器结构的设计,黑龙江东方学院 机电04-1班 李烨,五档25Kgm手动变速器结构的设计,第一章 绪论 第二章 变速器作用介绍 第三章 变速器结构方案的选择 第四章 变速器主要参数的确定 第五章 变速器轴的设计 第六章 变速器的性能测试,第一章 绪论,现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。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。 大家知道，汽车需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行驶。即使在平坦的柏油路上，汽车以低速等速直线行驶，也需要克服约占汽车质量1.5%的滚动阻力。例如NJ130汽车，满载时

2、质量为5360Kg，其滚动阻力为800N左右。若要求满载汽车在坡度为9%的道路上等速上坡行驶，仅上坡阻力就达4824N。如果用发动机直接带动汽车驱动轮，则发动机需要发出2050N.m的扭矩。而NJ130汽车发动机的最大扭矩只有205N.m，此时所产生的牵引力为482N，和上坡阻力相差10倍之多。显然，如此小的牵引力，不仅不能上坡行驶，即使在平坦的道路上也不能行驶。 另一方面,NJ130汽车发动机，最大功率为51.5KW，此时曲轴的转速为2800r/min。若发动机和车轮直接相连，则对应于该转速所换算的汽车速度，竟达458km/h。显然，这样高的车速是不能实现的。 上述发动机的扭矩、转速与汽车的

3、牵引力、车速要求之间的矛盾，靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。为此，在汽车传动系中设置了变速器和主减速器。即可使驱动轮的扭矩增大为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若干千分之一。,第二章 变速器作用介绍,齿轮变速器的变速原理 一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数，大齿轮齿数。则在相同的时间内，小齿轮转一圈，大齿轮只转12圈，如果小齿轮是主动齿轮，它的转速经大齿轮输出时就降低了。若大齿轮为主动齿轮，它的转速经小齿轮输出时便提高了。这就是齿轮传动的变速原理。主动齿轮的转速与从动齿轮转速之比称传动比,即/对于一对齿轮是逐齿啮合传动的，因而在相同的时间内，两齿轮啮合过去的轮齿数必定相

4、等，即n= 所以/ = /因此 /= /40202 2. 普通齿轮变速器的构造 CA6471E型汽车的五档变速器，它有三根轴，第一轴(输入轴)、中间轴和第二轴(输出轴)，第一轴的前用离合器与发动机曲轴相连。第二轴后端一般与万向节传动装置相连。齿轮与第一轴制成一体，与齿轮构成常啮合传动齿轮副。多个齿轮和都固定在中间轴上；有些齿轮则空套在第二轴上。齿轮与第二轴用花键连接，可沿花键部分轴向移动。 第一轴旋转时，通过齿轮带动中间轴及其轴上的各齿轮旋转。由于齿轮是空套在第二轴上的，所以第二轴不能被驱动。 变速器各个工作档位的接入(挂挡)和脱开(摘挡)，分别采用两种方式：利用滑动齿轮(一、倒挡)和利用接合

5、套(二、三、四、五档)。欲挂上一个档，可操纵变速杆，通过拨叉使一档直齿轮左移，与中间轴上的一档直齿轮啮合后，动力便可以从一轴依次经齿轮中间轴、齿轮再通过花键连接传给第二轴。,第三章 变速器结构方案的选择,图34 五速变速器中齿轮与轴的安排 1二档同步器 2档齿轮 3五档齿轮 4-第二轴 5车速里程表传动齿轮6一五档齿轮同步器 7一倒档齿轮 8一倒档中间齿轮 9二档齿轮 10三档齿轮11中间轴常啮合传动齿轮 12第一轴13第一轴常啮合传动齿轮(四档齿轮) 14三四档同步器,图35 一档传动路线,图36 二档传动路线,图37 三档传动路线,图38 四档传动路线,图39五档传动路线,图310 倒档传

6、动路线,第四章 变速器主要参数的确定,变速器档数及各档传动比 该变速器首用车型为CA6471E14。传动比范围在4-5之间。该设计选速比4.8 1.汽车在最大上坡路面行驶时，最大驱动力应克服轮胎与路面滚动阻力及上坡阻力。由于汽车上坡行驶时，车速不高，故忽略空气阻力，这时 最大驱动力； -滚动阻力； -最大上坡阻力1。,(1),(2),(3),根据给出的数据得汽车的总质量约为：2000kg 最大输出扭矩为：230 N/m 主动传动器传动比为：4.55 传动效率为：92% 驱动轮滚动半径：330mm 道路阻力系数取：0.0006 带入公式最后得出 =4.03,2.根据驱动轮与路面的附着力确定一挡传

7、动比 汽车行驶时，为了使驱动轮不打滑，必须使驱动力等于或小于驱动轮与路面的附着力，此条件可用下列不等式表示：,(4),(5),由汽车给定的参数求得一挡传动比=3.921,取二者较小的传动比3.921,作为低速档位的1、2、3档不经常使用，而作为高速档的4、5档经常使用所以在考虑到换挡轻便，使在发动机转速变化不大的情况下工作，节约燃料的情况下，使低档位的速比阶大些高。 这样令速比阶按等比分布。得 出二档速比：2.303 三档速比：1.456 四档速比：1 超速档五档速比：0.824。,变速器齿轮参数的确定,一速二轴齿轮2.75 倒车惰轮2.75二速二轴齿轮 2.5 倒车齿轮2.75 三速二轴齿轮

8、 2.25 五速被动齿轮2 一轴常啮合齿轮2 五速主动齿轮一速中间轴齿轮2.75 二速中间轴齿轮2.5 三速中间轴齿轮2.25 四速中间轴齿轮2,各档齿轮模数,确定一档齿轮的齿数,使二轴上的齿轮齿数为39中间轴上的为14,确定二档齿轮齿数,使二轴上的二速齿轮齿数为36 中间轴上的为22,确定三档齿轮齿数,使二轴上的齿轮齿数30中间轴上为29,确定一轴齿轮齿数：,一轴、齿数为27中间轴为38,同理求出倒车惰轮齿数为：22 倒车齿轮齿数为36 五速被动齿轮为：24 主动齿轮为41 中间轴与一轴长啮合齿轮齿数为38 其中中心距,第五章 变速器轴的设计,一轴总成,一轴总成,一轴总成,第六章 变速器的性

9、能测试,汽车变速器是汽车中的一个关键设备，其性能直接影响到汽车的动力性、经济性和可靠性。汽车变速器综合性能的测试比较复杂，目前国内的汽车变速器试验台自动化程度低、机界面不友好、测试过程依赖于测试者的经验。因此，本试验台系统自动程度高、测试项目多、实时性强且完全可靠.,系统工作原理,系统采用双电机模拟汽车工况，其中驱动电机通过变频器的速度闭环控制模拟汽车的驱动机构，加载电机通过变频器的扭矩闭环控制模拟汽车加载。机械手根据计算机发出的指令信号完成对不同型号变速器的换档动作，从而能控制变速器换档到指定档位。在测试过程中，控制软件对系统的运行参数实时记录显示，并对温度、转速、扭矩、电流、完全罩到位信号

10、等实时监控，遇到故障自动报警、自动分析。,系统硬件介绍,本系统采用双变频电机模拟汽车变速器实现工况，从而实现对变速器性能的真实检测。电机的控制通过西门子6SE70系列变频器来实现。该系统变频器采用交流矢量控制技术，对大功率交流电机实现了精确控制。因为该系统中变频器数量不多、数据传输量不大，采用RS485总线来实现工控机与变频器之间的通讯，满足了实时性要求。由于PLC控制稳定、可靠，所以自动换档执行机构（机械手）采用PLC控制器来实现不同型号变速器的自动换档动作15。,系统体系结构 系统分为三大模块：控制部分；换档机械手部分；试验台机电部分。控制部分以计算机为中心，控制软件根据现场数据和当前工作状态控制系统的流程、任伤分配、指令发送、故障检测等；通过板卡通讯向PLC机械手发送换档控制指令、通过RS485总线变频器发送测试所需的转速和加载扭矩信号。控制部分还包括变频器、现场数据采集卡（PCL818L）、PLC控制器。变频器可以实现三相交流异步电动机的无级调速。变频器选用西门子6SE70系列变频器，该系列变频器采用交流电机的矢量控制技术对电机进行控制。矢量控制也叫磁场定向控制。它的基本思路是利用d-q旋转坐标变换，将定子电流分成励磁电流id1和转矩电流iq