机械式变速器设计

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第三章 机械式变速器设计

机械式变速器设计

主要内容

3.1概述 3.2变速器布置方案的分析 3.3变速器主要参数选择 3.4同步器

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主要内容

3.1概述 3.2变速器布置方案的分析 3.3变速器主要参数选择 3.4同步器

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概述

课内学时：6 推荐参考书：– 汽车底盘基础，张洪欣，余卓平 译，科普版 – 汽车设计，刘惟信 主编，清华版 – 汽车设计，张洪欣 主编，工大版 – 汽车构造，陈家瑞主编，机械工业出版社 – 变速器，黄维山主编，人民交通出版社

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概述

变速器的功能：在不同的使用条件下，改变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，应保证汽车能倒退行驶和在滑行时或停车时使 发动机和传动系保持分离。需要时还应有动力输出的功能。

对变速器的基本要求： 具有正确的档数和传动比，保证汽车有需要的动力性和经济性指标； 有空档和倒档，使发动机可以与驱动轮长期分离，使汽车能倒车； 换档迅速、省力，以便缩短加速时间并提高汽车动力性；(自动、半自动 和电子操纵机构) 工作可靠。汽车行驶中，变速器不得跳档、乱档以及换档冲击等现象发生 应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出； 效率高、噪声低、体积小，重量轻，便于制造，成本低。

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主要内容

3.1概述 3.2变速器布置方案的分析 3.3变速器主要参数选择 3.4同步器

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变速器布置方案的分析

3.2.1变速传动机 构的方案分析 两轴式变速器

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变速器布置方案的分析

中间轴式变速器:在常啮合齿轮对数、换档方式和倒 档传动方案上有差别。 四档变速器传动方案图(a、b、c):其 中a和 b 有四对常啮合齿轮，可用同步器 或啮合套换档；倒档用直齿滑动齿轮换档。 c 所示方案有三对常啮合齿轮，一档和倒 档用直齿滑动齿轮换档。 五档变速器传动方案(d、e、f):其中d 所 示方案除一、倒档用直齿滑动齿轮换档 外，其余都为常啮合齿轮；e 和 f,全部 齿轮处于常啮合状态。 六档变速器传动方案(g 和 h):除g 中 的一 档、倒档用直齿滑动齿轮换档外，其 余都为常啮合齿轮。g 中超速档位于后支 撑轴承的后部，有利于系列化。

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变速器布置方案的分析

倒档型式 在前进档的传动路线中，加入一个 中间传动齿轮，图 a、f;中间传动 齿轮的轮齿在正、负交替对称变化 的弯曲应力状态下工作 。

利用联体齿轮方案(图 b、c、d、 e)。在单向循环弯曲应力状态下工 作，倒档传动比增加。 a 所示的倒档布置方案，在中间轴 上有一个专用倒档齿轮。 b 利用中间轴上的一档齿轮，缩短 了中间轴的长度，换档较困难(必 须使两对齿轮同时啮合)。 c能获得较大的倒档传动比，但换倒 档，要向前推动二轴上的直齿轮。 d与c 的差别在于，换倒档时，需要 向后推动二轴上的直齿轮。 e 将中间轴上的一、倒档齿轮做成 一体，其齿宽增大，缩短了长度。 f 适用于全部齿轮副均为常啮合的齿 轮，换档更为方便。

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变速器布置方案的分析

3.2.2变速器零部件 结构方案分析 齿轮型式1.直齿轮—主要用于低档和倒档。 2.斜齿轮—传动平稳、使用寿命长； 但制造稍复杂，工作时有轴向力。

换档结构型式1.直齿滑动齿轮； 2.啮合套； 3.同步器。

结构上采取措施 防止自动脱档

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变速器布置方案的分析

轴承型式----过去，变速器轴的支承广泛采用滚珠轴承、滚柱轴承和滚 针轴承。现在的趋势是使用圆锥滚柱轴承。 ----在变速器中，每根轴都轴向固定，以便承受轴向力。对于 中间轴式变速器，第一轴和和第二轴均采用后轴承固定； 中间轴有采用前轴承固定的，也有采用后轴承固定的。

其他问题----各档齿轮在轴上的安排顺序; ----装配问题; ----变速器整体结构刚性。

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变速器布置方案的分析

3.2.3多档变速器的 组合方案分析多档变速器普遍采用组合方 案——即以1 到2 种四档或 五档变速器为主体，再配以 副变速器，形成具有不同档 数、不同转矩容量和传动比 范围的变速器系列。1前置副变速器(a)

2后置副变速器(b、c、d) 3主变速器前后各设置一个 副变速器( e)

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变速器布置方案的分析

组合式多档变速器传动比的搭配方式。 分段式：主变速器档位间公 插入式：主变速器档位间 公比较大，副变速器的传 比较小，副变速器传动比范 动比均匀地插入主变速器 围较大时，副变速器高、低 各档传动比之间，两者交 档传动比分别与主变速器各 综合式：插入式和分段式 替换档，共同组成一个传 档搭配，组成高、低传动比 的结合，使传动比范围进 两段范围( b)主变速器有 动比序列(单调变化的) 一步扩大(C) (a)副变速器有两个档： 五个档，传动比为 1-S-S2主变速器1-S2-S4-S6,分 传动比是 S3-S4 ,副变速器的传 1/s 和1;主变 段式副变速器1-S8,插入 动比是 1—S5;则总的传动 速器有五个档，传动比是 式副变速器传动比是1/S-1 1-S2-S4-S6-S8

比序列为： 1-S-S2-S3-S4(其中S> 可构成1/s-1-s-…-s14 S5-S6-S7-S8-S9 1),得到：1/S-1-S-S2S3-S4-S5-S6-S7-S8

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变速器布置方案的分析

3.2.4变速器操纵机 构 要求1.换档时只能挂入一个档； 2.防止误挂倒档； 3.换档后应使齿轮在全齿长 啮合，并防止自动脱档。

操纵方式 1.直接操纵 2.远距离操纵

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主要内容

3.1概述 3.2变速器布置方案的分析 3.3变速器主要参数选择 3.4同步器

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变速器主要参数选择

3.3.1中心距T1max变速器一档时2轴转矩

3.3.2变速器轴向尺寸货车: 四档(2.2—2.7)A 五档 (2.7—3.0)A 六档 (3.2—3.5)A 轿车:四档变速器壳体 轴向尺为(3.0—3.4)A.