毕业设计--乘用车机械式变速器设计

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1、 1 第一章 绪 论 1.1 选题的目的和意义 汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围 很小,而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化， 因此要 用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。 变速器是传动系的主要部件,它的性能对整车的 动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。手动机械变速器可 以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、经济性好、 环保性强、物美价廉,因此在市场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代 世界经济的发展和需要。随着科技的高速发展，节能与环境保护、应用新型材料、高 性能及低成本都

2、可将作为汽车新型变速器的研究方向。 1.2 变速器发展和国内外研究现状 在汽车变速箱 100 多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世 界上使用最多的汽车变速器为手动变速器（MT） 、自动变速器（AT） 、手自一体变速 器（AMT） 、无级变速器（CVT） 、双离合变速器（DCT）五种型式。 它们各有优缺点：MT 的节能效果最好、经济性娱乐性强，但对驾驶技术要求高； AT 的节能效果差一些，但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高；AMT 具备前两 者的优点，但在换挡时会有短暂的中断，舒适性差一些；CVT 结构简单、效率高、功 率大、车速变化平稳，但它的传动带容易损坏，无法承受较大

3、的载荷；DCT 结合了手 动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来， 目前代表变速器的最高技术。 在我国，据调查 2007 年手动变速器的市场比重为 74%，占据较大的市场份额。从 2002 到 2007 年间自动档变速器市场占有率从 9%增长到 26%， Global Insight 公司预计 到 2012 年自动档变速器将占据 33%的份额， 而乘用车市场自动档所占的比例可能达到 44%。从 2002-2006 年间，女性用户从 20.3%增长到 30.9%，而自动档变速器使用方便 特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是

4、2 安全气囊，第二就是自动档的变速器。在中国，自动档变速器的市场是十分乐观的。 同时手动档变速器的节能型，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。 世界最大的手动变速器制造商德国 ZF 公司预测说，到 2012 年北美市场出售的汽 车中将只有 6%是手动挡，欧洲与美国的情况不同，有机构预测，到 2013 年欧洲有 52% 的汽车还是手动挡，配备自动手动的变速器将只有 10%,配备无级变速器的将占 2%,配 备双离合变速器的将占 16%，欧洲人崇尚节能 环保，喜欢开小型车，更青睐手动变速 器的经济燃油性。而在日本变速器市场，CVT 的市场占据绝对优势。 1.3 变速器设计的要求 保证汽车有必要

5、的动力性和经济性;设置不同档位,满足用来调整与切断发动机 动力向驱动轮的传输并使汽车能倒退行驶;工作可靠,汽车行驶过程中,变速器不得有 跳档、乱档,以及换档冲击等现象出现;工作效率高,噪声小;结构简单、方案合理;在满 载及冲击载荷条件下,使用寿命长。 1.4 研究的基本内容 本次设计的具体内容是结合设计要求，在保证汽车有必要的动力性和经济性的前 提下，利用所选定的发动机参数，完成变速器结构布置和设计。需要解决的主要问题 包括：使变速器能有效的防止脱档，跳档，乱挡并方便挂档；减小噪音并尽量能达到 轻量化、高承载、低噪声、换档操纵性好和经济实用性；使变速器具有良好的动力性 与经济性，换挡迅速、省力

6、、方便；变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本 低、拆装容易、维修方便等要求。 3 第二章 变速器传动机构布置方案 2.1 传动机构布置方案分析 变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。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，中间轴式和多轴式变速器 4。 2.1.1 两轴式和中间轴式变速器 现代汽车大多数都采用三轴式变速器，而发动机前置前轮驱动的轿车，若变速器 传动比小，则常用两轴式变速器。在设计时，究竟采用哪一种方案，除了汽车总布置 的要求外，主要考虑以下四个方面： 1、结构工艺性 两轴式变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体。当发动机纵置时，主减速器 可用螺旋圆锥齿轮或双曲面齿轮；而发动机横置时用圆柱齿轮，因而简化了制造工艺。 2、变速器的径向尺寸 两轴式变速器输出轴的前进挡均为一对齿轮副，而中间轴式变速器则有两对齿轮 副。因此，对于相同的传动比要求，中间轴式变速器的径向尺寸可以比两轴式变速器 小得多。 3、变速器齿轮的寿命 两轴式变速器的低档齿轮副，大小相差悬殊，小齿轮工作循环次数比大齿轮