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1、 南湖学院毕业设计（论文）学号： 南湖学院毕业设计题目 电控机械变速器的设计 作 者届 别届系 别机械与电子工程系专 业机械设计制造及其自动化指导老师职 称副教授完成时间2000年5月10日30摘 要本设计主要研究了电控机械变速器的自动控制装置（操纵机构）与变速装置，通过对比、分析和改进，主要对变速器的传动部分进行型号选择和校核分析，并且采用三轴式齿轮传动机构。此次设计中充分利用了电子技术与自动控制等技术，将传统手动式机械变速器进行改造，并且通过液压系统与电磁系统的配合使变速器控制结构成为电控形式。其主要用于汽车变速方面。根据汽车行驶条件的改变，相应地改变传动比，以便使汽车获得所需的驱动力与行
2、驶速度，同时使发动机处于动力性与燃油经济性均较佳的状况。在发动机曲轴旋转方向不变的前提下，改变传动轴的旋转方向，可使汽车倒向行驶。关键词：电控机械变速器；自动控制装置操纵机构；齿轮；轴ABSTRACTThe paper mainly studied automatic control gear(manipulation mechanism) of the Electronic Automatic Mechanical Transmission and Variable-speed device. By contrast， analysis and improvement of transmis
3、sion models to drive some of the major selection and make verification analysis and use three-axis gear transmission. Maked full use of electronic technology and automation technology in design. The traditional mechanical transmission is modified manually， and through together the hydraulic system w
4、ith the electromagnetic system to make Control structure to be Electricity Control. It is mainly for automotive speed. According to the changes in driving conditions， the corresponding changes in the transmission ratio in order to obtain the required vehicle driving force and speed， At the same time
5、 the engine in power and fuel economy are better. Under the premise of invariable the direction of the engine crankshaft rotation to change the direction of shaft otation so that car can travel.Keywords: Electronic Automatic Mechanical Transmission， automatic control gear( manipulation mechanism )，
6、Gear， axis目 录第一章绪 论1第二章 变速器的变速传动机构的方案设计与选择22.1 三轴式变速器斜齿轮排布分析22.2 倒档结构方案及倒档轴位置32.3制动器的设计及工作原理32.4同步器的选用、结构设计及工作原理4第三章 变速器档数与齿轮参数的确定73.1变速器档数确定73.2 各档传动比计算73.3 变速器齿轮参数的确定83.3.1 模数的确定83.3.2 中心距的确定93.3.3 齿宽的确定103.3.4 斜齿轮螺旋角的确定103.3.5 原始齿廓参数103.3 各档齿轮数的分配113.4 齿轮材料的选择133.5齿轮的变位系数133.6 齿轮强度143.6.1 齿轮损坏形式1
7、43.6.2 齿轮强度校核14第四章 轴承的选择与确定154.1 变速器轴承形式选择154.2 选用轴承的形式及尺寸164.3 轴承安装设计164.3.1 轴承配合公差选择164.3.2 轴承轴向定位设计17第五章 变速器的箱体和端盖设计185.1 变速器箱体设计185.2 变速器端盖设计19第六章 变速器的自动控制装置设计206.1 操纵机构设计206.1.1 换档机构结构形式确定206.1.2 换档品质控制装置的结构与工作原理206.2 磁液动换档机构原理216.2.1 液压系统的基本结构与工作原理216.2.2 换挡位置图236.2.3 锁止装置236.3 电路设计246.3.1 电路显
8、示部分设计246.3.2 车内布置256.4 电磁铁及气缸选形256.5 变速器的装配与调试26第七章 总 结28参考文献29致 谢30附 录32第一章 绪 论 电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission),简称：AMT。电控机械变速器是在干式离合器和传统固定轴式变速器的基础上，应用自动变速理论以及电子技术，其核心是电子控制单元（ECU（Electronic Control Unit），AMT （Automated Mechanical Transmission）继承了齿轮传动的工作可靠、机构紧凑、固有的传动效率高等优点，通过使用液压执行系统来取代
9、原来由驾驶员完成的选档、发动机的转速同步调节和离合器分离与连接等一系列的操作，最终实现换档、起步等操作自动化。并且它可实现自动和手动两种模式的选择，因此它具有有较强的适应性与可靠性。电控机械变速器以其优点：成本低、易于制造以及传动效率高，使得它在自动变速器中占有着重要的地位。 为了使电控机械变速器工作性能优良得到保证，它应当具有以下的主要功用：（1）、根据变化的汽车行驶条件，传动比做相应地改变，使汽车获得所需的行驶速度与驱动力，同时使得发动机工作处于燃油经济性与动力性较佳的状况下；（2）、发动机在不变曲轴旋转方向的前提下，传动轴旋转方向的改变，使得汽车能够进行倒向的行驶；（3）、使得在不熄火的
10、情况下，发动机能够及时切断传动系统中的动力传递，使得汽车能够起步、换档、滑行及停车。 为了满足上述的功用，在变速器中相应的设置空档、倒档和前进档，并且对变速器提出如下的基本要求1（1）、性能要可靠。在使用过程中不应有换档冲击、脱档和自动跳档现象的发生。此外，还不应出现有误挂档等现象。（2）、要使得汽车具有良好的经济性和动力性，必须合理的选择变速器的传动比以及档数。（3）、噪声小，传动效率高。为齿轮啮合损失的减少，应当设有直接档。另外，合理的选择及结构参数和齿轮形式，提高它的安装和制造精度，都是减少噪声以及提高效率有效的措施。（4）、尽量要使变速器的体积小、质量轻、制造成本低以及结构紧凑。第二章
11、 变速器的变速传动机构的方案设计与选择本次变速器设计所采用的是三轴式变速器。由于通过充分的分析发动机置前轮驱动的变速器的齿轮寿命、变速器的径向尺寸、轿车结构的工艺性和变速器的传动效率，可知最佳为三轴式变速器。它的档位设定为一个倒退档和七个前进档，其改变传动比的情况是采用同步器结合。采用的是液压式电控的操作方式，由于不论是在性能方面或在经济方面都比较好，并且使用更广泛。相对于气压来说，其可靠性更高，并对设备的要求却不高。在同步器的选择为关键部分，考虑到可靠性与经济性的问题，此次选择滑块式惯性同步器较佳。2.1 三轴式变速器斜齿轮排布分析因为三轴式变速器的各前进档（除直接档）均是常啮合的斜齿轮。为
12、了其提高传动效率，在三轴式变速器方案中普遍采用的是有直接档的传动方案。对整个变速器的结构布置有很大影响的是各齿轮副相对的安装位置。尽可能多的将直接档设计为使用时间最多的档位。变速器齿轮造成表面点蚀损坏主要由于接触应力过多，在离轴承较近的地方应放承受载荷大的低档齿轮，这样做可减少轴的变形。在离两支轴承较远的地方安排高档轴齿轮较好，从而使得不至于下降过多的齿轮重叠系数。基于驾驶员的使用习惯、整车的总布局，提高改善齿轮受载情况以及平均传动效率的综合考虑，安排形式参考国内外的汽车变速器齿轮，采用图2.1所示排布的形式2图2.1 三轴变速器结构图输入轴为右边第一轴前端，其后端为输出间轴，后端与前端断开不
13、相连，并且断开点在3和1之间。传动力的部分为中间的轴，倒档动轴为左边的轴，齿轮啮合传动用来进行倒档。除了5、7、9、11、13斜齿轮以及15、17直齿轮空套在第一轴上外，其余的齿轮都镶嵌在轴的上面。2.2 倒档结构方案及倒档轴位置倒档齿轮结构和轴的位置应该和变速器的整体结构方案要同时考虑。在结构的布置上，利用中间齿轮链接来改变输出轴转动的方向。需要注意的一点是不挂倒档时，不能和第二轴齿轮发生有啮合的情况，增加一个中间齿轮在从动齿轮和主动齿轮的之间。换倒档的时侯能够顺利换入倒档，而且不与其他的齿轮发生干涉。考虑到上述的问题我选用的是一个倒档齿轮，并将其设计在变速器的右侧。选用倒档的机构如图2.2
14、所示：图2.2 倒档机构图2.3制动器的设计及工作原理换档时，为了抑制被啮合齿轮之间产生的噪声和冲击，应该在变速器中设置第一轴制动器。因为离合器直接与之相连，是产生噪声与冲击的源头。因此，有必要进行设计和安装，利用它来对惯性而产生运转的第一轴施加制动作用3如图2.3所示： 图2.3 第一轴制动器1 第一轴；2第一轴一档齿轮；3一档同步器结合套；4制动片；5同步环；6圆锥环制动器安装在第一轴的右端，其主要是由圆锥环6、同步环5、制动片4等组和而成。通过滚针轴承空套在第一轴上设圆锥环，而在圆锥环的两径向槽内并通过内孔的两个径向凸起嵌设制动片4。在驾驶员挂倒档的时侯，通过拨叉使得最右边同步器结合套3向右移，推动其同步环5向右移，使圆锥环6与同步环接触。并且在二者的锥面间产生摩擦，再利用摩擦力带动制动片4与圆锥环一起旋转，与此同时推动圆锥环向右移，使得变速器壳体内壁与制动片接触，利用壳体内壁的和制动片产生的摩擦力来实现对其第一轴转动的制动。2.4同步器的选用、结构设计及工作原理现代汽车的变速器之中，各档基本上采用斜齿轮常啮合传动的变速齿轮，由于它的传动比直齿轮的稳定性更强、精度更高、传动效率更高，更适合于在大动力的传动。因此，若要采用滑移齿轮改变其传动比来变速是不现实的。由于各档的从动轮是用滚针轴承在变速器输出轴上支撑，它不直接与轴有相连。因此，用花键在第一输出轴上
