[所有分类]汽车设计 第三章 机械式变速器设计.ppt

艺术设计与构成基础 2007年春季学期 第7-12周 第3章 机械式变速器设计 3.1 概 述 变速器用来改变在不同的使用条件下发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。此外，还应保证汽车能够在倒退行驶、滑行或停车时，使发动机和传动系分离；需要时还应有动力输出的功能。 3.2 变速传动机构布置方案分析 机械式变速器因具有结构简单、传动效率高、制造成本低和工作可靠等优点，故在各种形式的汽车上得到广泛应用。 3.2.1 变速传动机构的方案分析 1. 两轴式变速器 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.1 变速传动机构的方案分析 两轴式变速器的特点如下： (1) 变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，当发动机纵置时采用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮传动；发动机横置时用圆柱齿轮传动。 (2) 倒挡传动常采用滑动齿轮，其他挡位采用常啮合齿轮。 (3) 各挡同步器多装在输出轴上。 3.2 变速传动机构布置方案分析 2. 中间轴式变速器 中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动和发动机后置后轮驱动的汽车上。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2 变速传动机构布置方案分析 3. 倒挡形式 与前进挡位比较，倒挡使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒挡，故多数方案均采用直齿滑动齿轮方式换倒挡。 3.2 变速传动机构布置方案分析 4. 其他结构方案 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.2 零部件结构方案分析 1. 齿轮形式 变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。直齿圆柱齿轮仅用于低挡和倒挡。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮具有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等优点；缺点是制造复杂，工作时产生轴向力，这对轴承不利。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。 2. 换挡机构形式 变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。 3. 防脱挡措施 3.2 变速传动机构布置方案分析 (1) 将两接合齿的啮合位置错开 (2) 将啮合套做得较长 3.2 变速传动机构布置方案分析 (3) 将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄 (4) 将接合齿的工作面加工成斜面 3.2 变速传动机构布置方案分析 4. 轴承形式 变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。 5. 各挡齿轮的布置 对于典型的中间轴式变速器，其一挡常布置在靠近第二轴和中间轴的后支承处。 6. 装配孔设计 7. 变速器整体刚性 变速器只有具有足够的整体刚性才能保证正常工作。整体刚性与轴、壳体的结构以及装配时螺栓的扭紧程度有关。 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.3 组合变速器结构方案分析 重型货车使用条件复杂，需要的传动比范围大。如果变速器的挡数少，则相邻挡位的传动比间隔就会增大，造成换挡困难。为解决这个问题，可采用多挡变速器 。 1. 组合方案 (1) 前置副变速器 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.3 组合变速器结构方案分析 (2) 后置副变速器 (3) 主变速器前、后各设置一个副变速器 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.3 组合变速器结构方案分析 2. 传动比的搭配方式 组合式多挡变速器传动比的搭配方式也有多种形式 (1)插入式 主变速器挡位间公比较大， 副变速器的传动比均匀地插入主变 速器各挡传动比之间，两者交替换 挡，共同组成一个单调变化的传动 比序列。 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.3 组合变速器结构方案分析 （2) 分段式 主变速器挡位间公比较小，副变速器传动比范围较大时，副变速器高、低挡传动比分别与主变速器各挡搭配，组成高、低传动比两段范围。 3.2 变速传动机构布置方案分析 3.2.3 组合变速器结构方案分析 （3) 综合式 插入式和分段式的结合，使传动比范围进一步扩大 （4）其它 3.3 变速器主要参数选择与计算 3.3.1 挡数 变速器的挡数及其传动比由总布置设计确定。增加挡数，有利于提高发动机的功率利用率、汽车的燃油经济性和平均车速。但会使变速器结构复杂和质量增加，轴向尺寸增大、操纵复杂、成本高。 3.3.2