淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共62頁1引言現(xiàn)代汽車的動力裝置，幾乎都采用往復活塞式內燃機。它具有體積小，質量輕，工作可靠，使用方便等優(yōu)點。但其性能與汽車的動力性和經濟性之間存在著較大的矛盾。大家知道，汽車需要克服作用在它上面的阻力，才能起步和正常的行駛。即使在平坦的柏油路上，汽車以低速等速直線行駛，也需要克服約占汽車總質量1.5%的滾動阻力。例如NJ130汽車，滿載是總質量為5360kg，其滾動阻力為800N左右。若要求滿載汽車在坡度為9%的道路上等速上坡行駛，僅上坡阻力就達482N。如果用發(fā)動機直接帶動汽車驅動輪，則發(fā)動機需要發(fā)出2050Nm的扭矩。而NJ130汽車發(fā)動機的最大扭矩只有205Nm，此時所產生的最大牽引力為482N，和上坡阻力相差10倍之多。顯然，如此小的牽引力，不近不能上坡行駛，即使在平坦的道路上也不能行駛。另一方面，NJ130汽車發(fā)動機，最大功率為51.5kw，此時曲軸的轉速為2800r/min。若發(fā)動機和車輪直接相連，則對應與該轉速換算的汽車速度，竟達到458km/h。顯然，這樣高的車速是不能實現(xiàn)的。上述發(fā)動機的扭矩、轉速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾，靠現(xiàn)代汽車的內燃機本身是無法解決的。為此，在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器。即可使驅動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的若干分之一。此外，汽車的使用條件頗為復雜，變化很大。如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以適應使用的需要。當汽車在平坦的道路上，以高速行駛時，可掛入變速器的高速檔；而在不平的道路上或爬較大的坡道時，則應掛入變速器的低速檔。根據汽車的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車動力性的要求，而且也是汽車燃料經濟性的要求。例如汽車在同樣的載貨量、道路、車速等條件下行駛，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此時只是發(fā)動機的節(jié)氣門開度和轉速或大或小而已，可是發(fā)動機在不同的工況下，燃料的消耗量是不一樣的。一般變速器具有四個或更多的檔位，駕駛員可根據情況選擇合適的檔位，使發(fā)動機燃料消耗量減小。汽車在一些情況下，如進出停車場或車庫，或在較窄的路上掉頭等，需要倒向行。然而，汽車發(fā)動機不能倒轉工作，因此在變速器內設有倒檔。此外，變速器還設有空淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共62頁檔，可中斷動力傳遞，以滿足汽車暫時停駛和對發(fā)動機檢查調整的需要。對變速器的要求，除一般便于制造、使用、維修以及質量輕、尺寸緊湊外，主要還有以下幾點：1.汽車具有良好的動力性和經濟性指標；2.具有較高的傳動效率；3.操縱輕便，工作可靠，噪聲??；4.具有空檔和倒檔。2變速器結構方案的確定變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。根據前進檔數的不同，變速器有三、四、五和多檔幾種。根據軸的不同類型，分為固定軸式和旋轉軸式兩大類。而前者又分為兩軸式、中間軸式和多中間軸式變速器。2.1兩軸式和三軸式變速器現(xiàn)代汽車大多數都采用三軸式變速器，而發(fā)動機前置前輪驅動的絞車，若變速器傳動比小，則常采用二軸式變速器。圖2-1和圖2-2分別示出了二軸式和三軸式變速器的傳動方案。在設計時，究竟采用哪一種方案，除了汽車總布置的要求外，主要考慮以下四個方面：圖2-1兩軸式變速器圖2-12.1.1結構工藝性兩軸式變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，當發(fā)動機縱置時，主減速器可用螺旋圓錐齒輪或雙曲面齒輪，而發(fā)動機橫置時用圓柱齒輪，因而簡化了制造工藝。2.1.2變速器的徑向尺寸兩軸式變速器的前進檔均為一對齒輪副，而三軸式變速器則有二對齒輪副。因此，對于相同的傳動你要求，三軸式變速器的徑向尺寸可以比兩軸式變速器小得多。淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共62頁2.1.3變速器齒輪的壽命兩軸式變速器的低檔傳動副，大小相差懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數比大，齒輪壽命比大齒輪的短。三軸式變速器的各前進檔，軍為常嚙合斜齒傳動，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，因此壽命較接近。在直接檔時，齒輪只空轉，不影響齒輪的壽命。2.1.4變速器的傳動效率兩軸式變速器，雖然可以有等于1的傳動比，但仍要有一對齒輪傳動，因而功率損失。而三軸式變速器，可將輸入和輸出軸直接相連，得到直接檔，因而傳動效率較高，磨損小，噪聲也較小。轎車，尤其是微型汽車，采用兩軸式變速器比較多，而中、重型載貨汽車則多采用三軸式變速器。圖2-2三軸式變速器2.2多中間軸結構在通常的三軸式變速器中，發(fā)動機的轉矩由第一軸傳到第二軸，只經過一根中間軸。這種變速器在裝上轉矩高于12001300N/m的大功率的柴油機時，其齒輪、軸和軸承都要承受很大的載荷，會導致過早被損壞。近年來，國外一些重型汽車上采用了多中間軸的結構。這種變速器具有2-3根中間軸，見圖2-3。在傳遞同樣轉矩的情況下，變速器齒輪的寬度和質量分別減少40%和20%，變速器的整體質量及軸向尺寸也減少。多中間軸變速器具有質量輕、軸向長度短、承載能力大、保養(yǎng)費用低等優(yōu)點。目前，美國孚勒（FULLER）公司生產的一半五檔變速器和全部高于五檔的變速器都采用兩根中間軸。由于我們設計的是為了和CA1091相匹配的變速器。同時三軸式傳動比高，經濟性好，結構和制造工藝較為方便。所以采用綜合考圖2-3雙中間軸變速器淮陰工學院畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共62頁慮采用圖三軸式變速器。2.3倒檔的型式及布置方案圖2-4為常見的倒檔結構方案，圖A方案廣泛用于前進檔都是同步器換檔的四檔轎車和輕型貨車變速器中。B方案的優(yōu)點是可以利用中間軸上的1檔齒輪，因而縮短圖2-4為常見的倒檔結構方案了中間軸的長度，但換檔時兩對齒輪必須同時嚙合，致使換檔困難，某些輕型貨車四檔變速器采用這種方案。C方案能獲得較大的倒檔速比，突出的缺點是換檔程序不合理。D方案針對于前者的缺點作了修改，因而在貨車變速器中取代了C方案。E方案中，將中間軸上一檔和倒檔齒輪做成一體，其齒寬加大，因而縮短了一些長度。F方案采用了全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換檔更為輕便。為了充分利用空間，縮短變速器軸向長度，有的貨車采用G方案，其缺點是一檔和倒檔得各用一根變速器撥叉軸，使變速器上蓋中的操縱機構復雜一些，后述五種方