機械式變速器設計ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 。而軸向力與作用在變速桿手柄上的力有關，不同車型要求作用到手柄上的力也不相同。為此，同步時間與車型有關，計算時可在下屬范圍內(nèi)選取對轎車變速器高檔取 ~ 。 ???? 低檔取 0~。對貨車變速器高檔取 ~，低檔取~. 轉(zhuǎn)動慣量的計算 換檔過程中依靠同步器改變轉(zhuǎn)速的零件統(tǒng)稱為輸入端零件，它包括第一軸及離合器的從動盤，中間軸及其上的齒輪，與中間軸上齒輪相嚙合的第二周上的常嚙合齒輪。其轉(zhuǎn)動慣量的計算：首先求得各零件的轉(zhuǎn)動慣量，然后按不同檔位轉(zhuǎn)換到被同步的零件上。對已有的零件，其轉(zhuǎn)動慣量值通常用扭擺法測出 。若零件未制成 ,可將這些零件分解為標準的幾何體 ,并按數(shù)學公式合成求出轉(zhuǎn)動慣量。 三、同步器的計算 同步器的計算目的是確定摩擦錐面和鎖止角的角度，這些角 度是用來保證在滿足連接健角速度完全相等以前不能進行換檔時 所應滿足的條件，以及計算摩擦力矩和同步時間。換檔第一階 段，處于空當瞬間，考慮到潤滑油阻力在常溫下對齒輪轉(zhuǎn)速的降 低作用可忽略不計，并假設汽車在阻力不大的道路上行駛，同時 時間不大于一秒，則認為在該瞬間汽車速度保持不變，即變速器 輸出端轉(zhuǎn)換于換檔瞬間不變，而輸入端靠摩擦作用達到與輸出端 同步。如上所述，換檔時為保證沒有沖擊的將齒輪和軸連接起 來，必使它們的轉(zhuǎn)動角速度相等。摩擦力矩計算 如下 （ 316） （ 317） mM()barmrJMJtt??? ????11 ()eerkkJt i i????? 111()rekkJt i i????式中， 為離合器從動盤、第一軸和與第二軸常嚙合齒輪連接在 一起轉(zhuǎn)動的齒輪的轉(zhuǎn)動慣量； 為發(fā)動機的角速度； 為在第 K擋工作時變速器輸出軸角速度； 為第 k+l擋的輸出軸上齒輪的角速度； 、 為變速器第 k和 k+l擋的傳動比 。 另一方面，設換擋時作用在變速桿手柄上的法向力為 (對轎車和大客車，取 =60N；對貨車，取 =100N)，變 速桿手柄到嚙合套的傳動比為 ，則作用在同步器摩擦錐面上 的軸向力 F應為 (318) ? 式中， 為換擋機構(gòu)傳動效率。 ? 由此可算得工作面上的摩擦力矩為 ? (319) rJe?a?b?ki 1ki?sFsF sFgsis gsF F i ???si nmF fRM??式中， 為摩擦錐面半錐角； f為工作錐面間的摩擦因數(shù)； R為摩 擦錐面平均半徑。 ? 同步時的摩擦力矩方程式為 ? (320) 以圖 333所示同步器結(jié)構(gòu)為例，分析研究同步器應滿足的鎖 止條件。 為防止連接件在轉(zhuǎn)動角速度相等以前接合換擋，必須滿足下述 條件 (321) 式中， 為由摩擦力矩 產(chǎn)生的，用來防止過早換擋的力 ,即 (322) 為因鎖止面傾斜而產(chǎn)生的力 ,即： (323) 式中， r為鎖止面平均半徑； 為鎖止面鎖止角。 ?111()sinrekkJF fRt i i?? ???1s in 11()rekkJtF fR i i?????12FF?1F mM1 s inmM F fRFrr ???2F 2 t a nFF ???? 將式 (322)、式 (323)代人式 (321)中得到 因此，欲保證鎖止和滑動齒套不能繼續(xù)移動，必須滿足如下條件 (324) ta ns inF fR Fr ?? ?ta nsinfRr???第六節(jié) 變速器操縱機構(gòu) 根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構(gòu)完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。 變速器操縱機構(gòu)應滿足如下主要要求： （ 1） 換擋時只能掛入一個擋位（ 互鎖功能） ； （ 2） 換擋后應使齒輪在全齒長上嚙合； （ 3） 防止自動脫擋或自動掛擋（ 自鎖功能）： ； （ 4） 防止誤掛倒擋（ 倒檔鎖） ； （ 5） 換擋輕便。 機械式變速器的操縱機構(gòu)一般是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成。 依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。 變速器操縱機構(gòu) 1．直接操縱手動換擋變速器 當變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動換擋變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應用。近年來，單軌式操縱機構(gòu)應用較多，其優(yōu)點是減少了變速叉軸，各擋用同一組自鎖裝置，因而使操縱機構(gòu)簡化，但它要求各擋換擋行程相等。 直接操縱式變速器操縱機構(gòu)的構(gòu)造 五、六檔撥叉 三、四檔撥叉 一、二檔撥叉 倒檔撥叉 變速桿 換檔軸 叉形撥桿 倒檔撥叉軸 一、二檔撥叉軸 五、六檔撥叉軸 自鎖鋼球 互鎖銷 五、六檔撥塊 撥叉軸結(jié)構(gòu)示意圖 鎖止機構(gòu) 自鎖鋼球 互鎖鋼球 互鎖銷 撥叉軸 自鎖彈簧 1）自鎖裝置 2）互鎖裝置工作原理 撥叉軸 互鎖鋼球 互鎖銷 空檔狀態(tài) 3）倒檔鎖 倒檔鎖銷 倒檔撥塊 駕駛員在換倒檔時要克服倒檔鎖彈簧彈力，變大的換檔阻力，可提醒駕駛員 倒檔鎖彈簧 2．遠距離操縱手動換擋變速器 平頭式汽車或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動汽車的變速器距駕駛員座椅較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換擋手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動換擋變速器稱為遠距離操縱的動換擋變速器。 圖 39 遠距離操縱手動換擋 變速器工作原理簡圖 圖 39示出遠距離操縱手動換擋變速器的工作原理簡圖。要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性，且各連接件之間間隙不能過大，否則換擋手感不明顯，并增加了變速桿顫動的可能性。此時，變速桿支座應固定在受車架變形、汽車振動影響較小的地方，最好將換擋傳動機構(gòu)、發(fā)動機、離合器、變速器連成一體，以避免對操縱有不利的影響。 3．電控自動換擋變速器 在固定軸式機械變速器基礎上，通過應用計算機和電子控制技術，使之實現(xiàn)自動換擋，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動完成換擋時刻的判斷，自動實現(xiàn)收油門、離合器分離、選擋、換擋、離合器接合和油門等一系列動作，使汽車動力性、經(jīng)濟性有所提高。其工作原理框圖見圖 310。 圖 310 電控自動換擋變速器工作原理框圖 電控自動換擋變速器工作原理圖組 back next next back 第七節(jié) 變速器機構(gòu)元件 變速器齒輪 變速器齒輪可以與軸設計為一體或者與軸分開，然后用花鍵、 過盈配合或者滑動支承等方式之一與軸連接。 齒輪尺寸小又與軸分開時，其內(nèi)孔直徑到齒根圓處的厚度 b(圖 336)影響齒輪強度。要求尺寸 b應該大于或是等于輪齒危險斷面 處的厚度。為了使齒輪裝在軸上以后，保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪 輪轂部分的寬度尺寸 C，在結(jié)構(gòu)許可條件下應盡可能取大些，至少 滿足尺寸 ， 為花鍵內(nèi)徑。為了減小質(zhì)量，輪輻 處厚度 應在滿足強度條件下設計得薄些，圖 336中的尺寸 ， 可取為花鍵內(nèi)徑的 ~。 齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢， 提高了齒輪壽命。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應在 范圍內(nèi)選用，要求齒輪制造精度不低于 7級。 2(1 .2 ~ 1 .4 )Cd? 2d? 1D ~ R m?變速器軸 變速器軸多數(shù)情況下經(jīng)軸承安裝在殼體的軸承孔內(nèi)，第一軸前 端和中間軸式變速器的第二軸前端，分別裝在飛輪內(nèi)腔、第一軸常 嚙合齒輪的內(nèi)腔里。當變速器中心距小，在殼體的同一端面布置兩 個滾動軸承有困難時，中間軸可以直接壓入殼體孔中，并固定不 動。此時，中間軸上的齒輪應采用全部齒輪連為一體的整體式齒 輪，它有結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，也因有若一個齒圈制造不合格或是工作 損壞而使全部齒輪報廢的缺點。 用移動齒輪方式實現(xiàn)換擋的齒輪與軸之間，應選用矩形花鍵連 接，以保證良好的定心和滑動靈活，而且定心外徑及矩形花鍵齒側(cè) 的磨削比漸開線花鍵要容易。兩軸式變速器輸入軸和中間軸式變速 器中間軸上的高擋齒輪，通過軸與齒輪內(nèi)孔之間的過盈配合和鍵固 定在軸上。兩軸式變速器的輸出軸和中間軸式變速器的第二軸上的 常嚙合齒輪副的齒輪與軸之間，常設置有滾針軸承、滑動軸承，少 數(shù)情況下齒輪直接裝在軸上。此時，軸的表面粗糙度不應低于 ，硬度不低于 58~63HRC。因漸開線花鍵定位性能良 好，承載能力大且漸開線花鍵的齒短，小徑相對增大能提高軸的剛 度，所以軸與同步器山的軸套常采用漸開線花鍵連接。 倒擋軸為壓入殼體孔中并固定不動的光軸。 變速器的軸上裝有軸承、齒輪、齒套等零件，有的軸上又有矩 形或是漸開線花鍵，所以設計時不僅要考慮裝配上的可能，而且應 當可以順利拆裝軸上的各零件。此外，還要注意工藝上的有關問 題。 0 .8aRm?變速器殼體 變速器殼體的尺寸要盡可能小，同時質(zhì)量也要小，并具有足 夠大的剛度，用來保證軸和軸承工作時不會歪斜。變速器橫向 斷面尺寸應保證能布置下齒輪，而且設計時還應當注意到殼體 側(cè)面的內(nèi)壁與轉(zhuǎn)動齒輪齒頂之間留有 5~8mm的間隙，否則由 于增加了潤滑油的液壓阻力，會導致產(chǎn)生噪聲和使變速器過熱 。齒輪齒頂?shù)阶兯倨鞯撞恐g要留有不小于 15mm的間隙。 為了加強變速器殼體的剛度，在殼體上應設計有加強筋。 加強筋的方向與軸支承處的作用力方向有關。變速器殼壁不應 該有不利于吸收齒輪振動和噪聲的大平面 。采用壓鑄鋁合金殼 體時，可以設計一些三角形的交叉筋條，用來增加殼體剛度和 降低總成噪聲。 為了注油和放油，在變速器殼體上設計有注油孔和放油孔。 注油孔位置應設計在潤滑油所在平面處，同時利用它作為檢查 油面高度的檢查孔。放油孔應設計在殼體的最低處。放油螺 塞采用永久磁性螺塞，可以吸住存留在潤滑油中的金屬顆粒 。為了使從第一周或是第二軸后支承的軸承處流出的潤滑油 再流回變速器殼體內(nèi)，常在變速器殼體前或后端面的兩軸承 孔之間開設回油孔。為了保持變速器內(nèi)部為大氣壓力，在變 速器頂部裝有通氣塞。 為了減小質(zhì)量，變速器殼體采用壓鑄鋁合金鑄造，壁厚 取 ~4mm。采用鑄鐵殼體時，壁厚取 5~6mm。增加變 速器殼體壁厚，雖然能提高殼體的剛度和強度，但是會使質(zhì) 量加大，并使消耗的材料增加，提高了成本。 貨車變速器殼體應設置動力輸出孔。 第八節(jié) 機械式無級變速器 一、結(jié)構(gòu)和工作原理 液力變矩器和借助液體壓能變化傳動或變換能量的液壓 傳動都屬于液體式無級變速器，而帶傳動式（含膠帶式、金 屬帶式和鏈條式）無級變速器屬于機械式無級變速器范疇。 速比可實現(xiàn)無級變化的變速器，稱為無級變速傳動（簡 稱 CVT）。 CVT的主、從動輪均由活動帶輪和固定帶輪組成，如圖 337所示，因活動帶輪與固定帶輪工作面為錐面，組合后在 兩帶輪之間形成可容納傳動帶的 V形槽。通過改變液壓控制 缸中的油壓，可使活動帶輪在與固定帶輪做成一體的軸上做 軸向移動，并隨之改變傳動帶與帶輪的接觸部位，即工作半 徑發(fā)生變化。當主動