二軸式變速器設(shè)計(jì)【桑塔納變速器】
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沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院畢業(yè)論文文獻(xiàn)綜述
二軸式變速器設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)綜述
姓名：黃嵩 班級(jí)：機(jī)制1101班指導(dǎo)教師：侯志敏
摘要：
汽車(chē)變速器是最重要的組成部分之一。其任務(wù)是調(diào)整轉(zhuǎn)換引擎性能，有效，經(jīng)濟(jì)地向驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力，從而滿(mǎn)足使用要求。傳輸是傳動(dòng)系任務(wù)的重要組成部分，一個(gè)是確定車(chē)輛性能的主要部件。傳輸電平的設(shè)計(jì)直接影響到車(chē)輛的動(dòng)力性能，燃油經(jīng)濟(jì)性，可靠性和可移植性，變速器換擋控制的穩(wěn)定性和效率等。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)是增加發(fā)送功率和的比率的重量，并需要傳輸可以有一個(gè)更小的尺寸和良好的性能。這種設(shè)計(jì)與現(xiàn)有企業(yè)的基礎(chǔ)是生產(chǎn)汽車(chē)圣安娜傳輸，在給定的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩，速度和最大速度，最大爬坡等條件，著眼于傳動(dòng)齒輪，軸的尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算;同時(shí)設(shè)計(jì)了傳輸方案和傳輸形式結(jié)構(gòu);與操作機(jī)構(gòu)和同步器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);為了更好地提高汽車(chē)的整體性能。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在國(guó)內(nèi)外近幾年的快速發(fā)展，車(chē)型的多樣化，個(gè)性化和智能化已成為汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)。但傳輸設(shè)計(jì)一向在汽車(chē)的設(shè)計(jì)中最重要的環(huán)節(jié)之一，傳輸是用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩和轉(zhuǎn)速，目的是開(kāi)始在原地，爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速在各種行駛條件下，如汽車(chē)得到不同的牽引力和速度，同時(shí)使最強(qiáng)大的工作條件的范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作。因此，傳輸性能影響的指標(biāo)，汽車(chē)的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。傳輸可以使汽車(chē)駕駛穩(wěn)定在非常低的速度，并在內(nèi)燃機(jī)的低轉(zhuǎn)速單獨(dú)最低穩(wěn)定速度很難達(dá)到。反向回力車(chē)的變速器可以帶動(dòng);間隙在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，停車(chē)場(chǎng)和滑行可以分離發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器系統(tǒng)很長(zhǎng)一段時(shí)間。
傳輸結(jié)構(gòu)除了對(duì)汽車(chē)的性能，燃料經(jīng)濟(jì)性和車(chē)輛操縱和便于攜帶，可靠性產(chǎn)生影響諸如穩(wěn)定性和傳輸?shù)男视兄苯佑绊?。變速器和主減速器和優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)匹配做，能獲得良好的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性的參數(shù);采用自鎖和聯(lián)鎖裝置，轉(zhuǎn)向安全裝置，倒錐齒面及其他措施的聯(lián)合牙齒，可以使可靠的操控，不產(chǎn)生跳躍齒輪，齒輪，自動(dòng)不對(duì)稱(chēng)，逆向選擇錯(cuò)誤;同步器可以使轉(zhuǎn)向燈，無(wú)沖擊噪音;使用高擋，修改和參數(shù)的優(yōu)化措施可以使齒輪運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低，低噪音水平已成為一個(gè)更高的傳輸質(zhì)量和設(shè)計(jì)，工藝水平是關(guān)鍵。
正文：
隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，多樣化和個(gè)性化模式已經(jīng)成為汽車(chē)發(fā)展的趨勢(shì)。和傳輸設(shè)計(jì)是在汽車(chē)設(shè)計(jì)的全過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)之一。它被用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪上的扭矩和旋轉(zhuǎn)速度，目的是各種行駛條件下，使車(chē)得到不同的牽引力和速度，同時(shí)，使發(fā)動(dòng)機(jī)在范圍內(nèi)的最有利的條件工作。因此，它影響的指標(biāo)，汽車(chē)的動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性能，適用于汽車(chē)，其設(shè)計(jì)的意義更為明顯。在當(dāng)今的汽車(chē)性能的要求越來(lái)越高，車(chē)輛的舒適性也為車(chē)輛評(píng)價(jià)的一個(gè)重要指標(biāo)，并且變速器的設(shè)計(jì)不夠合理，將會(huì)使落下的舒適性，使運(yùn)行噪音增大車(chē)，影響的完整性車(chē)上。汽車(chē)變速器系統(tǒng)的核心部分。其任務(wù)是調(diào)整，有效地變換引擎的性能，功率和經(jīng)濟(jì)上以驅(qū)動(dòng)車(chē)輪，以滿(mǎn)足汽車(chē)的使用的要求。傳輸是傳動(dòng)系任務(wù)的重要組成部分，一個(gè)是確定車(chē)輛性能的主要部件。的汽車(chē)動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性，可靠性和可移植性，變速器換檔控制的穩(wěn)定性和效率的傳輸要求結(jié)構(gòu)有直接的影響。隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，汽車(chē)傳動(dòng)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)是增加發(fā)射功率和重量的比值，并要求其尺寸更小，性能良好。的自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)工作開(kāi)始之前，必須先根據(jù)用于選擇一些主要參數(shù)齒輪箱的實(shí)際情況。的主要參數(shù)包括中心距，傳輸軸向尺寸的直徑，軸，齒輪參數(shù)，如齒輪的齒數(shù)。傳輸?shù)幕驹O(shè)計(jì)要求：確保必要的汽車(chē)動(dòng)力性能和燃油經(jīng)濟(jì)性;設(shè)置間隙，切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪傳輸;設(shè)置反向，汽車(chē)行駛撤退;移位迅速，節(jié)能環(huán)保，方便快捷;可靠地工作，在汽車(chē)的過(guò)程中，發(fā)送應(yīng)跳躍齒輪，齒輪和變速?zèng)_擊現(xiàn)象出現(xiàn);效率高，噪音低;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理的解決方案;在滿(mǎn)負(fù)荷和沖擊載荷，使用壽命長(zhǎng)的狀況。此外，該傳輸也應(yīng)滿(mǎn)足尺寸和小，制造成本低，維護(hù)方便等的質(zhì)量。⑴根據(jù)前進(jìn)檔數(shù)分為
三檔變速器，四檔變速器，五檔變速器，多檔變速器。
⑵根據(jù)軸的形式分為
固定旋轉(zhuǎn)軸的軸。固定軸被分為：二軸轉(zhuǎn)動(dòng)，中間軸類(lèi)型變速器，雙中間軸類(lèi)型變速器，三中間軸變速器。廣泛使用的固定軸的類(lèi)型，前輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上其中兩個(gè)以上的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，中間軸變速器用于發(fā)動(dòng)機(jī)上的后輪驅(qū)動(dòng)車(chē)的前部。旋轉(zhuǎn)型的軸線主要用于液壓機(jī)械傳動(dòng)。
國(guó)內(nèi)外目前，汽車(chē)變速器的發(fā)展非常迅速，共同研究利用電控自動(dòng)變速器，該變速器具有更好的駕駛的駕駛性能，良好的性能和駕駛的安全性越高。但司機(jī)失去了駕駛樂(lè)趣，不能更好地體驗(yàn)駕駛的樂(lè)趣所帶來(lái)的。手動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)效率高，制造成本和可靠的工作，它被廣泛地應(yīng)用于不同類(lèi)型的機(jī)動(dòng)車(chē)輛。在齒輪組而言，海外的易于操縱和齒輪的數(shù)目越來(lái)越高的要求。目前，在四齒輪的劑量尤其五速變速器有一種傾向，變得越來(lái)越多。同時(shí)，六速傳輸負(fù)荷率正在上升。
本次設(shè)計(jì)的變速器是在桑塔納變速器的基礎(chǔ)上，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車(chē)速、最大爬坡度等條件下，主要完成傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。
⑴ 對(duì)變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與選擇。
通過(guò)比較兩軸和中間軸式變速器各自的優(yōu)缺點(diǎn)，以及所設(shè)計(jì)車(chē)輛的特點(diǎn)，確定傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置形式。
⑵ 變速器主要參數(shù)的選擇
變速器主要參數(shù)的選擇：檔數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、齒輪參數(shù)等。
⑶ 變速器齒輪強(qiáng)度的校核
變速器齒輪強(qiáng)度的校核主要對(duì)變速器的齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。
⑷ 軸的基本尺寸的確定及強(qiáng)度計(jì)算。
對(duì)于軸的強(qiáng)度計(jì)算則是對(duì)軸的剛度和強(qiáng)度分別進(jìn)行校核。
⑸ 軸承的選擇與壽命計(jì)算。
支持傳動(dòng)軸部分采用錐形石滾子軸承，壽命計(jì)算由汽車(chē)?yán)锍檀笮?，汽?chē)為三十萬(wàn)公里。
這樣的設(shè)計(jì)主要是在國(guó)內(nèi)外大約文學(xué)的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，結(jié)合專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在老師的正確指導(dǎo)下設(shè)計(jì)的最近幾年。通過(guò)比較不同的方案和方法來(lái)選擇最佳方案設(shè)計(jì)，計(jì)算和的變速驗(yàn)算結(jié)構(gòu)參數(shù);同時(shí)，同步器換檔和運(yùn)行機(jī)制的分析，如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);此外，為改進(jìn)和完善現(xiàn)有的傳統(tǒng)傳輸結(jié)構(gòu)。有機(jī)械傳動(dòng)致動(dòng)器的布局兩種主要類(lèi)型：二軸式變速器和中間軸類(lèi)型變速器。其中超過(guò)兩軸傳動(dòng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。與中間軸型變速器相比，它有一個(gè)軸和軸承的數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，方便的優(yōu)勢(shì)來(lái)裝飾。另外，通過(guò)一對(duì)齒輪傳動(dòng)，因此，傳動(dòng)效率高，噪音低的中間文件只。而是兩個(gè)軸傳動(dòng)不能直接設(shè)置，因此軸承，齒輪和軸承都在工作的工作增加噪聲和容易損壞，由它的第一齒輪比的結(jié)構(gòu)的限制無(wú)法設(shè)計(jì)出很多。其特點(diǎn)是：變速箱輸出軸和主驅(qū)動(dòng)齒輪減速器使其成為一個(gè)有機(jī)的整體，縱置發(fā)動(dòng)機(jī)直接輸出功率。和中間軸變速器類(lèi)型更多后置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪和后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。其特點(diǎn)是：齒輪箱的軸之后，經(jīng)常一起制成最第二嚙合齒輪軸和在同一直線上的軸的解決方案的情況下，嚙合套可后直接將它們連接起來(lái)獲得的，使用直接速度傳動(dòng)齒輪和軸承和中間軸軸承，噪音低，齒輪和軸承的磨損減少。
對(duì)于不同類(lèi)型的汽車(chē)，具有不同數(shù)目傳動(dòng)齒輪的，這樣做的原因是，他們使用不同的條件，車(chē)輛的性能要求，和汽車(chē)本身比的不同的功率。并與汽車(chē)的動(dòng)力性能傳動(dòng)齒輪的數(shù)量，燃油經(jīng)濟(jì)性是密切相關(guān)的。在性能方面，裝備的數(shù)量，增加了機(jī)會(huì)接近最大功率高的發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)揮，提高了汽車(chē)的加速和爬坡能力。更在燃油經(jīng)濟(jì)性，齒輪而言，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的低燃料消耗的能力較低的區(qū)域中，降低燃料消耗。為了提高生產(chǎn)效率，降低運(yùn)輸成木。然而，增加文件數(shù)量可以使復(fù)雜的傳導(dǎo)機(jī)制和質(zhì)量的提高，軸向尺寸，更高的成本和操作復(fù)雜的。綜上所述，由于雙軸傳動(dòng)的設(shè)計(jì)是一個(gè)中檔汽車(chē)變速器，驅(qū)動(dòng)形式屬于發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)，而空間的傳輸較小，可安排的需求傳輸更高，運(yùn)行噪音低，設(shè)計(jì)速度高，所以選擇二軸傳動(dòng)的傳輸方案。選擇五速變速箱和五檔超速。根據(jù)汽車(chē)使用條件的需求，采用完整的選定文件操作機(jī)制的驅(qū)動(dòng)程序和執(zhí)行移位或回的差距。傳輸控制機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合下列主要條件：只有轉(zhuǎn)變掛在一擋，換擋應(yīng)后點(diǎn)頭整個(gè)齒嚙合，防止非對(duì)稱(chēng)或自動(dòng)換擋自動(dòng)，防止反向，轉(zhuǎn)向燈。
傳輸控制機(jī)制通常送達(dá)的頂部或側(cè)蓋的內(nèi)部，有幾個(gè)被分離。第二滑動(dòng)齒輪的軸傳動(dòng)操作手法，嚙合套或同步器有不同的齒輪需要。
共同用于機(jī)械傳動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，是由變速桿，撥片，叉，變速叉軸和聯(lián)鎖，自鎖和反向裝置，例如主要部件，并依靠駕駛員的手來(lái)完成所選擇的文件，輪班工作或推間隙，叫手動(dòng)換檔變速箱。
當(dāng)傳輸布置在靠近駕駛員座位，變速桿可直接在發(fā)送安裝，并依靠駕駛員的手，并直接通過(guò)手動(dòng)變速變速器的變速桿換擋功能，稱(chēng)為直接操縱變速器的完成。這種控制結(jié)構(gòu)用最簡(jiǎn)單的，已被廣泛使用。近年來(lái)應(yīng)用，單一類(lèi)型的操作機(jī)構(gòu)是比較，其優(yōu)點(diǎn)是減少了傳輸撥叉軸，具有一組自鎖裝置的齒輪，從而簡(jiǎn)化了操作機(jī)構(gòu)，但它需要換擋進(jìn)度是相等的。平板型汽車(chē)或后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)轎車(chē)變速器，限制了整體布局，傳輸遠(yuǎn)離駕駛座，然后被安排在變速桿和叉幾個(gè)傳動(dòng)件，換擋手改造后這些機(jī)構(gòu)來(lái)完成移之間功能。這種手動(dòng)換檔變速器，稱(chēng)為遠(yuǎn)程操作手動(dòng)換檔變速箱。
自從20世紀(jì)80年代，基于所述固定軸的機(jī)械傳動(dòng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)和電子控制技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換檔，并取消變速桿以及離合器踏板。司機(jī)需要控制油門(mén)踏板，汽車(chē)可以自動(dòng)完成換檔在行駛過(guò)程中，發(fā)送的電自動(dòng)換檔變速器[10]。
因?yàn)樵O(shè)計(jì)了兩個(gè)軸變速裝置的變速，由發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的，傳動(dòng)靠近駕駛員座位，所以用直接操作型手動(dòng)換檔變速器。
操縱機(jī)構(gòu)還應(yīng)設(shè)有保證不能誤掛倒檔的機(jī)構(gòu)。通常是在倒檔叉或叉頭上裝有彈簧機(jī)構(gòu)，使司機(jī)在換檔時(shí)因有彈簧力作用，產(chǎn)生明顯的手感。
鎖止機(jī)構(gòu)還包括自鎖、倒檔鎖兩個(gè)機(jī)構(gòu)。
是自鎖機(jī)構(gòu)滑塊鎖定在一定位置上的作用，確保所有的齒輪齒嚙合，并防止非對(duì)稱(chēng)性和自動(dòng)換擋。自鎖定結(jié)構(gòu)與球形鎖定機(jī)構(gòu)和兩種類(lèi)型的桿鎖定機(jī)構(gòu)。
換檔鎖功能是使駕駛員必須施加變速桿更大的力量，可以?huà)烊氲箼n，有提醒，如果選擇錯(cuò)誤造成逆向安全事故的影響。
前輪驅(qū)動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)，通過(guò)直接操作的方式運(yùn)行機(jī)制，或鎖定全部采用，即設(shè)置鎖，互鎖，換檔鎖裝置。自鎖球被用來(lái)實(shí)現(xiàn)自鎖，聯(lián)鎖由相互鎖銷(xiāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)限制彈簧移位鎖，使駕駛員的感覺(jué)，防止反向。
在最近幾年中，為了降低燃料消耗，齒輪傳動(dòng)裝置的數(shù)目有增加的傾向。目前，乘用車(chē)一般使用4?5齒輪傳動(dòng)。大排量發(fā)動(dòng)機(jī)乘用車(chē)變速器的多功能5個(gè)文件。通過(guò)使用4?5個(gè)或更多的商用車(chē)傳輸。把質(zhì)量在2.0?3.5噸車(chē)采用五速變速箱，以質(zhì)量在4.0?8.0噸卡車(chē)的六速變速器。在全面質(zhì)量更采用高速傳輸大卡車(chē)和越野車(chē)。
檔數(shù)選擇的要求：
⑴ 相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下。
⑵ 高檔區(qū)相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值要比低檔區(qū)相鄰檔位之間的比值小。
因此，本次設(shè)計(jì)的轎車(chē)變速器為5檔變速器。
傳動(dòng)比范圍是指最高和低傳動(dòng)比變速器的比值。最高檔一般文件直接，傳動(dòng)比為1.0;某些傳輸是最高檔超速，傳動(dòng)比為0.7?0.8。選擇低傳輸率的影響因素包括：驅(qū)動(dòng)輪和路面，主減速比與驅(qū)動(dòng)輪滾動(dòng)半徑和所需之間的發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和由汽車(chē)最大爬坡所需的最低速度穩(wěn)定，粘附達(dá)到最小穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)速度等之間3.0?4.5的乘用車(chē)的傳動(dòng)比范圍，一些商業(yè)車(chē)輛之間5.0?8.0，其它商業(yè)車(chē)輛是較大的總重量。 本設(shè)計(jì)最高檔傳動(dòng)比為0.8。
發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系式為：
（3.1）
式中：
——汽車(chē)行駛速度（km/h）；
——發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；
——車(chē)輪滾動(dòng)半徑（m）；
——變速器傳動(dòng)比；
——主減速器傳動(dòng)比。
已知：最高車(chē)速==172 km/h；最高檔為超速檔，傳動(dòng)比=0.8；車(chē)輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格195/60R14得到=29(mm)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速=（1.4~2.0）n=5000（r/min）；由公式（3.1）得到主減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式：
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