41挡机械式变速器设计方案

《41挡机械式变速器设计方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《41挡机械式变速器设计方案（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、4+1 挡机械式变速器设计方案第一章：机械式变速器概述变速器是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩及转速，目的在于原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得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。 变速器设有空档， 可在启动发动机、 汽车滑行、或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。 变速器设有倒档， 使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。1.1 变速器的功用：（ 1）改变传动比， 扩大驱动轮转矩和转速的变化范围， 以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；（ 2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；

2、（ 3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。因此变速器通常还设有倒档，在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶；设有空挡，在滑行或停车时发动机和传动系能保持分离。 变速器还应能进行动力输出。1.2 变速器要求变速器设计的要求主要是：1、保证汽车具有必要的动力性和经济性。 在汽车整体设计时， 根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求， 选择合理的变速器档数及传动比， 来满足这一要求。2 、变速器设置空档。用来切断发动机动力向驱动轮的传输。3 、变速器设置倒档。使汽车能倒退行驶。4 、变速器设置动力输出装置，需要时能进行功率传输。5、换挡迅速、省力

3、、方便。在行车过程中，变速器不会有跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。随着汽车进入千家万户，操纵轻便、安全、驾车劳动强度低的要求日益显得重要， 同步器和预选气动换档或自动、 半自动换档等的技术的引入，可以解决上述需要。6、体积小、重量轻。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理， 设计合适的齿形， 提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。7、变速器具有高的工作效率。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。8、变速器的工作噪声低。 选择合理的变位系数和采用斜齿轮传动， 提高制造精度和安装刚性，可减小齿

4、轮的噪声。除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小， 制造成本低， 维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标， 这与变速器的档数， 传动比范围和各挡传动比有关。 汽车工作的道路条件越复杂， 比功率越小， 变速器的传动比范围越大。在原变速传动机构基础上， 再附加一个副箱体， 这就在结构变化不大的基础上，达到增加变速器挡数的目的。 近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势。随着汽车工业的不断壮大， 以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出更经济实惠，工作可靠， 性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题，也是我们作为汽车工程本科毕业生，必须肩负的重任。 在面临前

5、所未有的机遇的同时， 我们要努力为我们国家的汽车工业做出应有的贡献。经过四年的刻苦学习，我掌握了三十多门基础知识和专业知识，阅读了大量的专业书籍，为从事汽车行业的工作打下了坚实的基础。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委的要求， 进行了这次设计。 此次课程设计是对我们在大学期间所学知识的一次检阅， 充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。课程设计总体质量的好坏也直接体现了毕业生的独立创造设计能力。由于课程设计具有特殊的重要意义， 我查阅了大量的汽车资料，且在老师的指导下， 将老师传授的设计方法运用到自己的设计中，使本次课程设计得以顺利完成。第二章：课程设计任务本次设计中的所选择的

6、汽车及其主要参数如下所示：发动机：型号： BN475Q最大功率（ kw/r/min ）:48/4500最大扭矩（ Nm/r/min ）：108/2400整车最大总质量： 1900kg最高车速： 105km/h第三章：变速器的传动机构布置方案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，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。3.1 选择变速器类型及设计传动方案变速器的种类很多，按其传动比的改变方式可以分为有级、 无级和综合式的。有级变速器根据前进档档数的不同，可以分为三、四、五档和多档变速器；而按其轴中心线的位置又分为固定轴线式、螺旋轴线（行星齿轮）式和综合式的。其中，固定式

7、变速器应用较广泛，又可分为两轴式，三轴式和多轴式变速器。现代汽车大多都采用三轴式变速器。对发动机前置前轮驱动的轿车，如变速器传动比小，则常采用两轴式变速器。 以下是两轴式和三轴式变速器的传动方案。要采用哪一种方案，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下四个方面：3.1.1 结构工艺性两轴式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， 主减速器可用螺旋圆锥齿轮或双曲面齿轮， 而发动机横置时用圆柱齿轮， 因而简化了制造工艺。3.1.2 变速器的径向尺寸两轴式变速器的前进档均为一对齿轮副，而三轴式变速器则有两对齿轮副。因此，对于相同的传动比要求， 三轴式变速器的径向尺寸可以比两轴式变速器

8、小得多。3.1.3 变速器齿轮的寿命两轴式变速器的低档齿轮副大小相差悬殊， 小齿轮工作循环次数比大齿轮要高得多，因此，小齿轮工作寿命比大齿轮要短。 三轴式变速器的各前进档均为常啮合齿轮传动，大小齿轮的径向尺寸相差较小， 因此寿命比较接近。在直接档时，齿轮只是空转，不影响齿轮寿命。3.1.4 变速器的传动效率两轴式变速器， 虽然可以有等于 1 的传动比， 但是仍要有一对齿轮传动， 因而有功率损失。而三轴式变速器，可以将输入轴和输出轴直接相连， 得到直接档，因而传动效率高，磨损小，噪声也较小。轿车，尤其是微型汽车， 采用两轴式变速器比较多， 这样可将变速器和主传动器组成一个整体， 使传动系的结构紧

9、凑， 汽车得到较大的有效空间， 便于汽车的总体布置。因此，近年来在欧洲的轿车中采用得比较多。而中、重型载货汽车则多采用三轴式变速器。这次设计的变速器是轻型货车使用，所以采用三轴式变速器。3.2 变速器传动机构的分析根据第一节所述， 采用中间轴式变速器， 在各档数相同的条件下， 各变速器的差别主要在常啮合齿轮对数，换档方案和倒档传动方案。3.2.1 换档结构形式的选择目前，汽车上的机械式变速器的换档结构形式有直齿滑动齿轮、 啮合套和同步器换档三种。（一）滑动齿轮换档通常是采用滑动直齿轮换档， 但也有采用滑动斜齿轮换档的。 滑动直齿轮换档的优点是结构简单、 紧凑、容易制造。缺点是换档时齿端面承受很

10、大的冲击会导致齿轮过早损坏， 并且直齿轮工作噪声大， 所以这种换档方式一般仅用在一档和倒档上。（二）啮合套换档用啮合套换档，可以将结构为某传动比的一对齿轮， 制造成常啮合的斜齿轮。用啮合套换档，因同时承受换档冲击载荷的接合齿齿数多， 而轮齿又不参与换档，因此它们都不会过早损坏， 但是不能消除换档冲击， 所以仍要求驾驶员有熟练的操作技术。此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮， 使变速器的轴向尺寸和旋转部分的总惯量增大。 因此，这种换档方法目前只在某些要求不高的档位及货车变速器上使用。这是因为货车档位间的公比较小， 要求换档手感强， 而且在这种车型上又不宜使用同步器（寿命太短，维修不便） 。（三）同步

11、器换档现在大多数汽车的变速器都采用同步器换档。 使用同步器能保证迅速、 无冲击、无噪声换档，与操作技术熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性。同上述两种换档方法相比， 虽然它有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大、同步环使用寿命短等缺点，但仍然得到广泛应用。近年来，由于同步器广泛使用，寿命问题已得到基本解决。上述三种换档方案， 可同时用在同一变速器中的不同档位上， 一般倒档和一档采用结构较简单的滑动直齿轮或啮合套的形式， 对于常用的高档位则采用同步器或啮合套 .本次设计方案一、 二档和三、 四档采用 啮合套换档，倒档使用倒档轴上滑动直齿轮换档。3.2.2 倒档的形式及布置方案

12、与前进挡位相比， 倒档使用率不高， 而且都是在停车状态下实现换倒档， 故采用直齿滑动齿轮方案换入倒档。 为实现倒档传动， 有些利用在前进档的传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案，也有利用两个联体齿轮的方案。图 1常见的倒档结构方案有以下几种：方案 1. （如图 1a）在前进档的传动路线中，加入一个传动，结构简单，但齿轮处于正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作。 此方案广泛用于轿车和轻型货车的四档全同步器式变速器中。方案 2. （如图 1b）此方案的优点是可以利用中间轴上一档齿轮，缩短了中间轴的长度，但换档时两对齿轮必须同时啮合， 致使换档困难。 某些轻型货车四档变速器采用此方案。方案 3.

13、（如图 1c）此方案能获得较大的倒档传动比，突出的缺点是换档程序不合理。方案 4. （如图 1d）此方案针对前者的缺点作了修改，因而经常在货车变速器中使用。方案 5. （如图 1e）此方案将中间轴上一档和倒档齿轮做成一体其齿体、宽加大，因而缩短了长度。方案 6. （如图 1f ）此方案中，采用了全部齿轮副均为常啮合齿轮，换档方便。方案 7. （如图 1g）为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，其缺点是一档和倒档得各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些，一般 3、4、5、6、7 五种方案用于五档变速器。综合考虑，本次设计采用输出轴上直齿滑动换入倒档换档方式。其优点是：结构简单，直齿轮加工要求不太高，无轴向力，成本低。但换档时易发生冲击，噪声大寿命短。3.3变速器操纵机构方案分析一、变速器操纵机构的功用变速器操纵机构的功用是保证各档齿轮、啮合套或同步器移动规定的距离，以获得要求的档位，而且又不允许同时挂入两个档位。二、设计变速器操纵机构时，应该满足的基本要求（一）要有锁止装置，包括自锁、互锁和倒档锁;（二）要使换档动作轻便、省力，以减轻驾驶员的疲劳强度;（三）