文档介绍：第三章
机械式变速器设计
第三章机械式变速器设计
本章主要学习
(1)变速器的基本设计要求;
(2)各种形式变速器的特点;
(3)变速器主要参数的选择;
(4)齿轮变位系数的选择原则;
(5)各挡齿轮齿数的分配;
(6)变速器操纵机构。
第三章机械式变速器设计
第一节概述
第二节变速器传动机构布置方案
第三节变速器主要参数的选择
第四节变速器操纵机构
第一节概述
变速器用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速,目的是在各种行驶工况下,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。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。
变速器的基本设计要求:
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。
第二节变速器传动机构布置方案
变速器传动机构有两种分类方法。
根据前进挡数
三挡变速器
四挡变速器
五挡变速器
多挡变速器
根据轴的形式
固定轴式
两轴式变速器
中间轴式变速器
双中间轴式变速器
多中间轴式变速器
固定轴式
旋转轴式
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。
两轴式变速器的特点
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3-1 两轴式变速器传动方案
图3-1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传动。图3-1f中的倒挡齿轮为常啮合齿轮,并用同步器换挡;图3-1d所示方案的变速器有辅助支承,用来提高轴的刚度。
两轴式变速器传动动画演示
中间轴式变速器的特点
中间轴式变速器传动方案的共同特点是:(1)设有直接挡; (2)一挡有较大的传动比; (3)挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,挡位低的齿轮(一挡)可以采用或不采用常啮合齿轮传动; (4) 除一挡以外,其他挡位采用同步器或啮合套换挡; (5)除直接挡以外,其他挡位工作时的传动效率略低。
图3-2中的中间轴式四挡变速器传动方案示例的区别为图3-2a、b所示方案有四对常啮合齿轮,倒挡用直齿滑动齿轮换挡,图3-2c所示传动方案的二、三、四挡用常啮合齿轮传动,而一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡。
图3-2 中间轴式四挡变速器传动方案
中间轴式变速器的特点
图3-3为中间轴式五挡变速器传动方案。图3-3a所示方案,除一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡外,其余各挡为常啮合齿轮传动。图3-3b、c、d所示方案的各前进挡,均用常啮合齿轮传动;图3-3d所示方案中的倒挡和超速挡安装在副箱体内,可以提高轴的刚度、减少齿轮磨损和降低工作噪声。
图3-3 中间轴式五挡变速器传动方案
凡采有常啮合齿轮传动的挡位,其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中,挡位高的用同步器换挡,挡位低的用啮合套换挡。
中间轴式变速器的特点
图3-4为中间轴式六挡变速器传动方案。图3-4a所示方案中的一挡、倒挡和图3-4b所示方案中的倒挡用直齿滑动齿轮换挡,其余各挡均匀常啮合齿轮。
常啮合齿轮传动的挡位,其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中,一定是挡位高的用同步器换挡,挡位低的用啮合套换挡。
图3-4 中间轴式六挡变速器传动方案
倒挡布置方案
图3-5为常见的倒挡布置方案。图3-5b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3-5c方案能获得较大的倒挡传动比,缺点是换挡程序不合理。图3-5d方案对3-5c的缺点做了修改。图3-5e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体,将其齿宽加长。图3-5f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。
图3-5 倒挡布置方案
为了缩短变速器轴向长度,倒挡传动采用图3-5g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。