汽車機械式變速器的概述及其方案的確定案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u61051.1變速器的功用和要求 1117481.2變速器結(jié)構(gòu)方案的確定 191171.3變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析 52769;;;10、11- 61.1變速器的功用和要求變速器是汽車傳動系統(tǒng)中動力總成三大件之一。變速器的核心部件是同步器，通過變換不同的擋位來適應頻繁變化的駕駛環(huán)境，以增大輸出扭矩或減少扭矩增大汽車行駛速度。使發(fā)動機在高功率、低油耗的情況下工作。同時，利用空檔，中斷動力傳輸，使發(fā)動機可以啟動，改變速度，并促進其移位或動力輸出。對變速器的主要要求是：動力性和經(jīng)濟型是衡量汽車質(zhì)量兩項必不可少的方向。汽車在行使時一定要具備足夠的動力，且經(jīng)濟性也要把控好。工作可靠，操縱輕便。變速器是汽車系統(tǒng)重要配件之一，其工作必須穩(wěn)定可靠，操作簡單，給駕駛者帶來舒適感。重量輕、體積小。為了達到更好的燃油經(jīng)濟性，需要降低汽車的整體配重，所以需要控制好變速器的中心距來減輕質(zhì)量跟體積。傳動效率高。變速器傳遞效率越高，發(fā)動機的能量有效利用率越高。噪聲小。變速器有效零部件的精確制造可以適當減少變速器的噪音。1.2變速器結(jié)構(gòu)方案的確定變速器由傳動機構(gòu)與操縱機構(gòu)組成。變速器傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇手動變速器與自動變速器相比，手動變速器操作繁瑣，但其傳動效率較高（η=0.96~0.98）。三軸式和兩軸式變速器得到的最廣泛的應用。三軸式變速器有其獨特的特點，第一軸的齒輪與第二軸的齒輪是會與中間軸的齒輪嚙合的，并且三者同心。直接擋指的是扭矩不經(jīng)齒輪嚙合傳動出來，而是經(jīng)過軸與軸之間直接傳出來的，因為扭矩是直接傳輸?shù)?。所以它的效率相對來說要高很多，從而對齒輪的損壞也較小。這是它最重要的優(yōu)點。這個時候的齒輪、軸承和中間軸并沒有處在一個受重的狀態(tài)，扭矩也在第一軸和第二軸之間傳遞。而其它擋位就需要進行齒輪傳遞扭矩進行換擋。所以，即使齒輪的中心距較小，但它的一檔傳動比也是很大的。這也是它的優(yōu)點之一。但當不使用直接擋時，用兩對齒輪進行傳遞扭矩，那換擋的效率就會比直接擋的效率下降不少。；2—；3—下圖2-2便是兩軸式變速器的結(jié)構(gòu)。兩軸式變速器要比三軸式變速器在布置上要方便一些。且整體結(jié)構(gòu)布局也要緊湊一些，傳動效率也要更高。目前市場上家庭乘用車多采用FF式布局設(shè)計，此種結(jié)構(gòu)設(shè)計會提升車輛的傳動系統(tǒng)的效率，駕駛體驗也會增加。并且也會使整車配重減輕，在燃油經(jīng)濟性方面也會表現(xiàn)的更好。如圖所示，此類型變速器的輸出軸與主箱部分的主動齒輪式制作成一體式的設(shè)計。此種方式設(shè)計，均能夠滿足發(fā)動機橫置和縱置時的要求。同樣當用螺旋齒輪或者雙齒時，發(fā)動機便可以縱置布局。相反可以用圓輪來滿足發(fā)動機橫布局的要求。這樣做，再加工制造的時候，會簡單很多，節(jié)省人力物力，大大的節(jié)約成本，提高性價比。兩軸式變速器的低檔位同步器一般裝在第二軸上，因為一檔的速度小，輸出扭矩大，導致齒輪的尺寸比較小，安裝同步器就會相對困難一些。高檔位傳遞的扭矩就小，相反速度就快，其輸出軸上的齒輪就要大很多，所以高速度擋位的同步器要裝配在第一的后邊。相比于三軸式變速器，二軸式變速器是不存在直接檔的，因此變速器在工作時，三者均受載，所產(chǎn)生的噪音就比三軸式變速器要大。這是其缺點之一。此外，低速檔位的傳動比也會受到限制，但這種限制可以解除，增大主減速比就可以消除這種現(xiàn)象。；2—；3—由于所設(shè)計的汽車是發(fā)動機前置，后輪驅(qū)動，因此采用中間軸式變速器。中間軸式四，五，六檔變速器其原理是大相徑庭的。它們的共同特點是：變速器的輸出軸和輸入軸理論上是應該平行的，通過同步器中的嚙合套可以讓他們連接在一起，形成直接擋。上文所說，直接擋傳動效率是很高的，噪音也小，因此對零部件的損傷也較小。提高了變速器的使用壽命。擋位高，也就意味著速度較快，所以齒輪一直用嚙合齒輪作為傳動方式。而速度較低的擋位也可以用這種方式進行傳動，也可以不用這種方式進行傳動。低檔位的選擇比較多。不過現(xiàn)在市面上很大一部分傳動方案設(shè)計時，除了低速檔外，為了使換擋柔順，駕駛平穩(wěn)等因素，都會將其它擋位設(shè)計成同步器或嚙合套換擋。不過也要一小部分一檔也采用同步器和嚙合套進行擋位的更換。上述所講方案，只要是用嚙合齒輪來傳遞動力和扭矩的傳動方案，都能夠用同步器或者嚙合套。在變速器里，兩者均可以同時存在，但要滿足此條件，高速度擋位，要使用同步器換擋，而大扭矩擋位就得使用嚙合換擋，這是必須要滿足的硬性條件。發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的轎車采用中間軸式變速器，為了減少整車配重，必須限制軸的長度，也優(yōu)化了經(jīng)濟性。如過變速器用的是多支承結(jié)構(gòu)方案，會增加軸的剛度。這樣在軸平面上，殼體便能很好的的容納變速器，而變速器的整體結(jié)構(gòu)也會布置得當。倒檔傳動方案圖2-3為常見的倒擋布置方案。下圖b方案有明顯的優(yōu)點，當用倒擋進行行駛時，中間軸上的一檔齒輪也會進入工作。這樣可以減少中間軸的尺寸。其缺點是，換擋會比較麻煩。圖c所設(shè)計方案可以將倒擋的矩進行增大。但是擋位的布置是不夠準確的。圖d所展現(xiàn)的方案與前者類似，但進行了優(yōu)化。便取締了上個方案。圖e所設(shè)計方案成本略高，是把輪的寬變長了，然后中間軸上的大扭矩的擋位也進行了更新，將齒輪與軸做成了一體。圖f所示方案做的比較好，適用機型較多?？梢杂糜谌孔兯倨鳌Q擋柔順，舒適。圖g設(shè)計方案經(jīng)常用于大貨車，變速箱內(nèi)部空間用的比較好。但缺點是，換到倒擋時，必須要用到換擋撥片，這是其不方便處。本設(shè)計采用圖2-3f所示的傳動方案。變速器在低檔位時，所傳遞的扭矩是相當大的，因此作用在軸上的力也很大。無論是什么類型的變速器，如果低速檔位的齒輪布置不合理，必定為導致軸過早的損壞。所以低檔位的齒輪一定要布置的合理。目前解決此不合理之處常用的辦法是將低速檔盡量布置在靠近軸的支撐處，這樣支撐處可以卸掉一部分力，來保證軸的強度，減少軸的變形量。提高使用壽命。低速檔位布置好后，應合理安排其他的擋位，原則是，讓駕駛者換檔時清晰明確，一般都是從低速檔到高速檔排列。如今市面上所有車基本都是用此方式布置。這樣做可以讓軸有足夠的剛度進行工作。又可以做到安裝時方便簡潔。1.3變速器主要零件結(jié)構(gòu)的方案分析變速器的設(shè)計方案必須合理規(guī)范，要考慮其經(jīng)濟性和穩(wěn)定性。變速器的加工工藝也需要考慮，以及后期的維修保養(yǎng)，都是必須要照顧到的地方。圓柱齒輪的優(yōu)點有很多，直齒圓柱齒輪也有其優(yōu)點，在選用時，需要根據(jù)變速器綜合性能進行選擇，斜齒圓柱齒輪不怎么磨損，所以使用時間就要長很多，相對來說比較耐用一些。工藝性比較復雜，工作時產(chǎn)生的力也比較大。綜上所講，斜齒圓柱齒輪在變速器中是首要選擇的，就因為它的穩(wěn)定性好。齒輪的強度降低，所以在輸出扭矩大的擋位一般是選擇這種齒輪的，就是因為好用。在此次設(shè)計中，結(jié)合所有方面，采用的方案是，除了一檔以外，剩下的其余的擋位