文档介绍：第一部分变速器的基本设计方案
变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性,传动的平稳性与效率等都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器,以及变速器的参数做优化匹配,可得到良好的动力性与燃油经济性;采用自锁及互锁装置、倒档安全装置,对接合齿采取倒锥齿侧(或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧)等措施,以及其他结构措施,可使操纵可靠,不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档;采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声;采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。
变速器设计的基本要求:
1)保证汽车有必要的动力性和经济性。
2)设置空挡,用来切断发动机的动力传输。
3)设置倒挡,使汽车能变速倒退行驶。
4)设置动力输出装置。
5)换挡迅速、省力、方便。
6)工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。
7)变速器应有高的工作效率。
8)变速器的工作噪声低。
除此之外,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。
固定轴式应用广泛,其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上,中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。
两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡,一挡速比不可能设计得很大。
图1为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是:变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体;多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮,其它挡位均用常啮合齿轮的传动
倒挡布置方案
图2为常见的倒挡布置方案。图2-b方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮,缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合,使换挡困难。图2
-c方案能获得较大的倒挡传动比,缺点是换挡程序不合理。图-2d方案对2-c的缺点做了修改。图2-e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体,将其齿宽加长。图2-f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮,挡换更为轻便。
为了缩短变速器轴向长度,倒挡传动采用图2-g所示方案。缺点是一、倒挡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。
第二部分:变速器主要参数的选择
主要参数
方案一
发动机功率
74kw
最高车速
167km/h
转矩
167N·m
总质量
1705kg
转矩转速
3200r/min
车轮
185/60R14S
—最高车速,=167km/h
r —车轮半径,r=
n—功率转速,n=5000r/min
—主减速器传动比
—最高挡传动比
/ =~ 即=(~)×3200=4480~6400r/min
=9549×
所以,=4654~5500r/min
柴油机的转速在3000~7000r/min 取=5000r/min
由经济性出发使最高档最高车速时功率略低于发动机最高功率,
初取= =
根据汽车行驶方程式

汽车以一挡在无风、干砂路面行驶,公式简化为

式中:G—作用在汽车上的重力,,—汽车质量,—重力加速度,
=16709N;
=;
—传动系效率,=;
—车轮半径,=;
—滚动阻力系数,干砂路面(~)取=;
—坡度,=°。
=
满足附着条件。
·φ
在沥青混凝土干路面,φ=~,取φ=
=
一般汽车各挡传动比大致符合如下关系
式中:—常数,也就是各挡之间的公比;因此,各挡的传动比为
,
∴
所以各挡传动比与Ι挡传动比的关系为
, , ,,
(实际)
初选中心距时,可根据下述经验公式

式中:—变速器中心距(mm);
—中心距系数,商用车:=~93;
—发动机最大转矩();
—变速器一挡传动比,= ;
—变速器传动效率,取96% ;
—发动机最大转矩,= 。
则,
=
=~(mm)
初选中心距=74mm。
第三部分变速器各档齿轮的计算设计
1、模数
对货车,减小质量比减小噪声更重要,故齿轮应该选用大些的模数;从工艺方面考虑,各挡齿轮应该选用一种模数。
啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。由于工艺上的原因,同一变速器中的接合齿模数相同。其取值范围是:~~;~。选取较小的模数值可使齿数增多,有利于换挡。