柴油动力货车变速器及操纵机构设计.docVIP

柴油动力货车变速器及操纵机构设计 - PAGE 16 - 第二章 变速器的结构设计 §2.1变速器由传动机构与操纵机构组成 有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、造价低廉，具有较高的传动效率（η=0.96~0.98），因此在各种类型的汽车上均匀得到了广泛的应用。 通常，有级变速器具有3个、4个、5个前进挡；重型汽车和重型越野车则采用多挡变速器，其前进挡变速器，其前进挡位数多达到6~16个甚至到20个。 变速器挡位熟的增多可提高发动机的功率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而提高汽车的运输效率，降低运输成本。但挡位增加也会增加变速器的尺寸和质量，使其结构复杂，制造成本高，操纵也复杂。当采用手动的机械式操纵机构时，要实现迅速换挡。对于多于5挡的变速器来说是困难的。因此，直接操纵变速器的挡位数上限是5挡。多于5个前进挡的变速器将使得操纵机构复杂化，或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定的行驶工况。 近年来为了降低油耗变速器的挡数有增加的趋势。目前，轿车的挡数一般在4~5之间，级别高的轿车变速器多用5个挡，货车变速器采用4~5个挡或者多挡。装载质量在2~2.5t的货车采用5挡变速器，装载质量在4~8t的货车采用6挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野汽车以及有特殊功用的专业用车等。 副变速器用于空、满载的质量变化大、使用条件复杂、加之柴油机转矩变化平稳、适应性差而需要扩大传动比范围、增多挡位数以适应在各种使用条件下的动力性和经济性要求的重型车。为不使变速器的结构过于复杂和便于系列化，多以4挡或5挡的变速器与2或3、4挡的副变速器组合，后者可装在变速器之前或后或前后。前置副变速器多由两对齿轮或行星轮机构组成，传动比较大，后置可减少变速器的尺寸及负荷其为常用型。前后均置的方案可以得到更多的挡位。主、副变速箱多联成一个单独的总成以便于拆装。主、副变速器可以分段或者交替地换挡，前者使两种传动比分段衔接；后者交替插入；也有降分段式与插入式结合成综合式得到传动比搭配。 有级变速器的传动效率与所选取的变速器的传动方案有关，包括传动动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、刚度等问题。两轴式和三轴式的变速器得到了广泛的应用。 考虑到轻形货车的使用条件和要求，则此本次设计所选取的变速器结构方案为：采用中间轴式，4+1挡，无超速挡的变速方案。 第三章 变速器的主要参数的选择 §3.1挡数： 由任务书规定，本次设计的变速器挡数为4+1，无超速挡。 §3.2传动比 §3.2.1 变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。传动比范围的确定于选定的发动机参数、汽车的，最高车速和使用条件（如要求的汽车爬坡能力）等因素有关。 本次设计选用发动机的参数如表3-1： 表3-1 发动机参数 型号 CY4D43T 形式 废气涡轮增压 汽缸数-缸数×行程 4-112×110 工作容积 4.334 额定功率/转速 88/3200 最大转矩/转速 340/1600-1800 怠速稳定转速 ≤750 工作顺序 1-3-4-2 整车选用轮胎的参数如表3-2： 表3-2 轮胎参数 规格 8.25-16 标准轮辋 6.50G 允许使用轮辋 6.00G 断面宽度 200mm 外直径 860mm 内胎双层厚度 ≥3.5mm 垫带最小展平宽度 180mm 垫带中部厚度 ≥4.0mm 垫带边缘厚度 ≤1.5mm 气门嘴型号 TZ-78 在一般情况下==, 静力半径可用下列公式估算 （3-1） d:轮辋直径； b：轮胎断面宽度； λ：轮胎变形系数。 对于载货汽车和客车而言λ=0.10~0.12，取λ=0.11 d=16×25.4mm=406.4mm，b=240mm， =0.0254[16/2+8.25×(1-0.11)]=38.97cm≈39cm≈r 选择最低挡传动比时，应根据汽车的最大爬坡度，驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等综合考虑。 汽车爬坡时候，车速不高，空气阻力可以忽略，则最大驱动力用于克服轮胎 与路面的滚动阻力和爬坡阻力。因此有 （3-2） 由此可以求出最大爬坡度要求的变速器I挡最大传动比为 （3-3） 式中，r——驱动车轮的滚动半径； Ttqmax——发动机最大转矩； ——主减速比； ——汽车的传动效率； f——滚动阻力系数； G——汽车的质量； 由公式=0.377rn/(i0ig)可知，= 因为本次设计的变速器没有超速挡