汽车变速器设计 机械仪表 工程科技 专业资料.doc

汽车变速器设计_机械仪表_工程科技_专业资料.doc目录
目录 1
前言 1
1 总体方案设计 3
汽车参数的选择 3
变速器设计应满足的基本要求 3
2 变速器传动机构布置方案 4
传动机构布置方案分析 4
固定轴式变速器 4
倒挡布置方案 6
其他问题 7
3 零部件结构方案分析 9
齿轮形式 9
换挡机构形式 9
变速器轴承 11
4变速器设计和计算 13
挡数 13
传动比范围 13
中心距A 14
外形尺寸 14
轴的直径 15
齿轮参数 15
模数的选取 15
压力角 16
螺旋角 16
齿宽b 18
变位系数的选择原则 18
各挡齿轮齿数的分配 19
确定一挡齿轮的齿数 20
对中心距进行修正 21
确定常啮合传动齿轮副的齿数 21
确定其他各挡的齿数 22
确定倒挡齿轮齿数 22
5 变速器的校核 24
齿轮的损坏形式 24
齿轮强度计算 24
齿轮弯曲强度计算 24
轮齿接触应力计算 27
轴的强度计算 28
6 同步器的选型 32
锁销式同步器 32
锁销式同步器结构 32
锁销式同步器工作原理 33
锁环式同步器 34
锁环式同步器结构 34
锁环式同步器工作原理 34
锁环式同步器主要尺寸的确定 36
7 变速器操纵机构 39
直接操纵手动换挡变速器 39
远距离操纵手动换挡变速器 39
8 结论 41
致谢 42
参考文献 43
附录:外文文献与中文翻译 44
外文文献A1 44
外文文献A2 49
译文B1 59
译文B2 63
前言
现代汽车的动力装置,几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点,如体积小,质量轻,工作可靠,使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时,所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连,其输出转速换算到对应的汽车车速上,将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾,单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍,同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。
另外,现代汽车的使用条件极为复杂,在不同场合下有不同的要求。往往要受到如载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化,以适应使用的要求。在条件良好的平直路面上要能以高速行驶,而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。此外,发动机在不同工况下,燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况,选择变速箱的某一挡位,来减少燃油的消耗。在某些情况下,汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的,只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。
变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进挡数的不同,变速箱有三、四、五和多挡几种。根据轴的不同类型,分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。
现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。无级变速机构由两组锥形轮组成,包括一对主动锥形轮(锥形轮组1)和一对被动锥形轮(锥形轮组2) 同时有一根链条运行在两对锥形轮V形沟槽中间,链条的运动如同动力传递单元。锥形轮组1由发动机的辅助减速机构驱动,发动机的动力通过链条传递给锥形轮组2直至终端驱动。在每组锥形轮中有一个锥形轮可以在轴向移动,调整链条在锥形轮的工作直径并传递速比。两组锥形轮必须保持相同的调整,以保证链条始终处与涨紧状态,使传递扭矩时锥形轮接触充分的压力。采用无级变速器可以节约燃料,使汽车单位油耗的行驶里程提高30%。通过选择最佳传动比,获得最有利的功率输出,它的传动比比传统的变速器轻,结构更简单而紧凑。
世界各大汽车制造商正竞相开发无级变速器。目前一些著名汽车制造商(如福特、通用、本田、克莱斯勒等)正致力于无级变速器的开发工作。现在全球CVT的产量约为50万台,而普通型自动变速器的产量约为2,500万台,双向通讯和线控技术的应用,无级变速器有无比的优势,预计不久将来中国各大汽车制造商也将生产自己的CVT无级变速器,并广泛应用于国产轿车