1、中原工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告課題名稱：3噸載重汽車變速器總成設(shè)計一一傳動部分畢業(yè)設(shè)計起止時間：2010年 03月 02日 7月 05日（共17周）學(xué)生姓名：李振 學(xué)號：200600374209專業(yè)：車輛工程 班級：062指導(dǎo)教師：李振報告日期：2010.41. 本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀綜述1.1. 本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀綜述近年來，隨著世界各國家對能源的日益重視，石油已經(jīng)成為重要的競爭資源之 一，在這種大環(huán)境下，我國也十分重視石油的開采問題，尤其是這些年在石油行業(yè) 上已經(jīng)由過去的粗放型向集約型開始轉(zhuǎn)變，石油的勘探，開采，提純都得到相當程 度地重視。篩管正是保證整

2、個石油開采純度的關(guān)鍵部位，這就直接要求生產(chǎn)篩管的 機械要有相當?shù)募庸ぞ群捅ＷC產(chǎn)品的質(zhì)量，現(xiàn)在我國篩管纏繞機的加工精度還停 留在一個比較低的水平，機床還完全是全機械傳動的情況，生產(chǎn)出的篩管精度并不 能達到要求，這在生產(chǎn)石油篩管方面體現(xiàn)得還并不明顯，在其他各類需要精密過濾 的行業(yè)我們的產(chǎn)品就不能達到要求，所以提高纏繞機的加工精度，和對纏繞機的再 次優(yōu)化顯得尤為的重要！汽車自動變速器早在1940年已經(jīng)應(yīng)用在美國通用的奧茲莫比爾汽車上， 這是一 臺串聯(lián)式行星齒輪結(jié)構(gòu)的液控變速器。 時距60多年的今天，汽車自動變速器已經(jīng)發(fā) 生了重大的變化。這種變化主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（一）汽車自動變速器早在194

3、0年已經(jīng)應(yīng)用在美國通用的奧茲莫比爾汽車上，這是一臺串聯(lián)式行星齒輪結(jié)構(gòu)的液控變速器。時距60多年的今天，汽車自動變速器已經(jīng)發(fā)生了重大的變化。這種變化主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（二）是采用多電磁閥方式控制換檔，明顯改善換檔質(zhì)量。以前的自動變速 器的執(zhí)行器只有一兩個電磁閥，現(xiàn)在許多自動變速器已有多個電磁閥。尤其是換檔電磁閥數(shù)量的增加使得換檔電磁閥完全取替了節(jié)氣門油壓和速度油壓對D檔位升降檔的控制。（三）是通過改造油泵、優(yōu)化液壓控制系統(tǒng)提高變速器傳動效率。自動變速器 在結(jié)構(gòu)上主要由液力變矩器、油泵和機械齒輪傳動機構(gòu)組成。由于液力變矩器通過 液力使泵輪、渦輪和導(dǎo)輪工作，油泵運轉(zhuǎn)會消耗能量，加之換檔執(zhí)行元件

4、的摩擦又 會消耗能量，使得自動變速器的傳動效率低于手動變速器，因此耗油也會高于手動 變速器。采用現(xiàn)代控制理論的電控技術(shù)，自動變速器的機械效率已經(jīng)大大提高。通過降低油泵的軸向和徑向泄漏來提高油泵效率， 同時對整個油泵系統(tǒng)設(shè)計進行改進, 可以進一步提高油泵高轉(zhuǎn)速時的傳動效率。12變速器的設(shè)計汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)矩變化范圍小，而多變的使用環(huán)境要求汽車的驅(qū)動力和車速能 在相當大的范圍內(nèi)變化。為此，在傳動系中設(shè)置了變速器，以適應(yīng)汽車經(jīng)常變化的 行駛條件，并與發(fā)動機配合工作，使汽車具有良好的動力性和經(jīng)濟性。變速器用來改變發(fā)動機特列驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步， 爬坡，轉(zhuǎn)彎，加速等各種行駛工況下，使汽車

5、獲得不同的牽引力和速度。同時使發(fā) 動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以 及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅(qū)動車輪牽引力及車速的不同要求的需 要。用變速器轉(zhuǎn)變發(fā)動機轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速的必要性在于內(nèi)燃機轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)速變化特性的特 點是具有相對小的對外部載荷改變的適應(yīng)性。發(fā)動機的適應(yīng)性系數(shù)是其最大轉(zhuǎn)矩與 最大功串下轉(zhuǎn)矩之比，內(nèi)燃機的適應(yīng)性系數(shù)為 1. 15 1. 25。變速器使汽車能以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內(nèi)燃機的 最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是難以達到的。變速器的倒檔使汽車可以倒退行駛；其空檔使汽車在 起動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機

6、與傳動泵分離。2. 本課題有待解決的主要關(guān)鍵問題變速器的功用是根據(jù)汽車在不同的行駛條件下提出的要求，改變發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速，使汽車具有適合的牽引力和速度，并同時保持發(fā)動機在最有利的工況范 圍內(nèi)工作。為保證汽車倒車以及使發(fā)動機和傳動系能夠分離，變速器具有倒檔和空 檔。在有動力輸出需要時，還應(yīng)有功率輸出裝置。對變速器的主要要求是：1. 應(yīng)保證汽車具有高的動力性和經(jīng)濟性指標。 在汽車整體設(shè)計時，根據(jù)汽車載 重量、發(fā)動機參數(shù)及汽車使用要求，選擇合理的變速器檔數(shù)及傳動比，來滿足這一 要求。2. 工作可靠，操縱輕便。汽車在行駛過程中，變速器內(nèi)不應(yīng)有自動跳檔、亂檔、 換檔沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生。為減輕駕駛員的疲勞

7、強度，提高行駛安全性，操縱輕便的 要求日益顯得重要，這可通過采用同步器和預(yù)選氣動換檔或自動、半自動換檔來實現(xiàn)。3. 重量輕、體積小。影響這一指標的主要參數(shù)是變速器的中心距。選用優(yōu)質(zhì)鋼 材，采用合理的熱處理，設(shè)計合適的齒形，提高齒輪精度以及選用圓錐滾柱軸承可 以減小中心距。4傳動效率高。為減小齒輪的嚙合損失，應(yīng)有直接檔。提高零件的制造精度和 安裝質(zhì)量，采用適當?shù)臐櫥投伎梢蕴岣邆鲃有省Ｔ肼曅　２捎眯饼X輪傳動及選擇合理的變位系數(shù)，提高制造精度和安裝剛性可 減小齒輪的噪聲。3. 對課題要求及預(yù)期目標的可行性分析 （包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和 所需條件兩方面）機械式變速器因具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動效率高、制造

8、成本低和工作可靠等優(yōu) 點，在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。目前，汽車上采用的變速器汽車上采用的 變速器結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，這是由于各國汽車的使用、制造、修理等條件不同， 也由于各種類型汽車的使用要求不同所決定的。盡管如此，一般變速器的結(jié)構(gòu)形式,仍具有很多共同點。多種結(jié)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點，這些優(yōu)缺點隨主觀和客觀條件的變化而變 化。因此，設(shè)計人員應(yīng)深入實際，收集質(zhì)料，調(diào)查研究，對結(jié)構(gòu)進行分析比較，并 盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標準化，最后確定較合適的方案。3.1確定變速器的軸式現(xiàn)代汽車大多數(shù)都采用三軸式變速器。究竟采用哪一種形式，除了汽車總布置 的要求外，主要考慮以下三個方面：3

9、.1.1. 變速器的徑向尺寸兩軸式變速器，它的前進檔均由一對齒輪傳遞動力，當需要大的傳動比十， 需將主動齒輪做得小些，而將從動輪做得很大，因此兩軸的中心距和變速器殼的相 關(guān)尺寸也必然增大。而三軸式變速器，由兩對齒輪傳遞動力，在同樣傳動比的情況 下，可將大齒輪的徑向尺寸做得小些，因此中心距及變速器殼的相關(guān)尺寸均可減小。3.1.2. 變速器的壽命兩軸式變速器的低檔齒輪副，大小相差懸殊，小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒 輪要高得多。因此小齒輪的壽命，比大齒輪的壽命短。三軸式變速器各前進檔（除 直接檔），均為常嚙合斜齒輪傳動，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，工作循環(huán)次數(shù)和 齒輪壽命也比較接近。用直接檔工作時，因第

10、一軸與第二軸直接連在一起，齒輪只 是空轉(zhuǎn)，并不傳送動力，故不影響齒輪壽命。3.1.3. 變速器的效率兩軸式變速器，雖然可以有等于 1的傳動比，但仍要經(jīng)過一對齒輪傳遞動力， 因此有功率損失。而三軸式變速器，可將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接檔。 這種動力傳遞方式，幾乎無功率損失，且躁聲較小。所以根據(jù)上述的三個方面，本設(shè)計采用三軸式變速器。3.2. 換檔的結(jié)構(gòu)方式目前汽車上的機械式變速器采用的換檔結(jié)構(gòu)形式有三種：3.2.1. 同步器換檔現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器。使用同步器可減輕接合齒換檔時引起 的沖擊及零件的損壞。并且具有操縱輕便，經(jīng)濟性和縮短換檔時間等優(yōu)點，從而改 善了汽車的加速性，

11、經(jīng)濟性和山區(qū)行駛的安全性。上述的換檔方案，可以同時用在同一變速器中的不同檔位上。所以本設(shè)計考慮的原則是不常用的倒檔和一檔，采用結(jié)構(gòu)較簡單的滑動直齒輪或嚙合套的形式。對 于常用的檔位則采用同步器。322.滑動齒輪換檔通常是采用滑動直齒輪進行換檔，但也有采用滑動斜齒輪換檔的。滑動直齒輪 換檔的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、容易制造。缺點是換檔時齒端面承受很大的沖擊， 會導(dǎo)致齒輪過早損壞。并且直齒輪工作躁聲大，所以這種換檔方式，一般僅用在倒 檔上。采用滑動斜齒輪換檔，雖然工作平穩(wěn)、承載能力大、躁聲小的優(yōu)點。但它的換 檔仍然避免不了齒端面承受沖擊，所以現(xiàn)代汽車的變速器中，前進檔采用滑動齒輪 換檔的已甚為少見。

12、3.2.3. 嚙合套換檔用嚙合套換檔，可將構(gòu)成某傳動比的一對齒輪，制成常嚙合的斜齒輪。而斜齒 輪上另外有一部分做成直的接合齒，用來與嚙合套相嚙合。這種結(jié)構(gòu)既具有斜齒輪 傳動的優(yōu)點，同時克服了滑動齒輪換檔時，沖擊力集中在 1 2個齒上的缺陷。3.3. 齒輪安排各齒輪副的相對安裝位置，對于整個變速器的結(jié)構(gòu)布置有很大的影響。各檔位 置的安排，應(yīng)考慮以下四個方面的要求：3.3.1. 整車總裝置根據(jù)整車的總布置，對變速器輸入軸與輸出軸的相對位置和變速器的輪廓形狀 以及換檔機構(gòu)提出要求。3.3.2. 駕駛員的使用習(xí)慣有人認為人們習(xí)慣于按檔的高低順序，由左到右或有右到左排列來換檔，但是 也有人認為應(yīng)該將常用

13、檔放在中間位置，而將不常用的低檔放在兩邊。3.3.3. 改善齒輪受載狀況各檔齒輪在變速器中的位置安排，應(yīng)考慮齒輪的受載狀況。承受載荷的低檔齒 輪，一般安置在離軸承較近的地方，以減小的變形，使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過 多。變速器齒輪主要是因接觸應(yīng)力過高而造成表面點蝕損壞，因此將高檔齒輪安排 在離兩支承較遠處較好。該處因軸的變形而引起齒輪的偏轉(zhuǎn)角較小，故齒輪的偏載 也小。3.3.4. 提高平均傳動效率為提高平均傳動效率，在三軸式變速器中，普遍采用具有直接擋的傳動方案， 并盡可能地將使用時間最多的檔位設(shè)計成直接檔。3.4. 倒檔軸的位置倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及其軸的位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時考慮。倒檔設(shè) 計在變速器的左側(cè)或右側(cè)在機構(gòu)上均能實現(xiàn)，不同之處是掛倒檔時駕駛員移動變速 桿的方向改變了。在結(jié)構(gòu)布置上，要注意的是在不掛入倒檔時，為了防止意外掛入 倒檔，一般在掛倒檔時設(shè)有一個掛倒檔時需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來提醒駕駛員 注意。倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時能順利換入倒檔，而不 和其它齒輪發(fā)生干涉。4. 完成本課題的工作計劃及進度安排2.203.4畢業(yè)實習(xí)，課題調(diào)研；3.53.18查閱文獻，完成外文