1、1第二章 变速器总体方案设计 2.1 概述机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。变速器用于转变发动机曲轴的转距和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种路障等不同条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要，用变速器转变发动机转距、转速的必要性在于内燃机转距转速变化特性的特点是具有相对小的对外部2载荷改变的适应性。发动机的适应性系数是其最大转距与最大功率下转距之比，内燃机的适应性系数为 1.151.25。
2、变速器使汽车能以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的稳定转速是难以达到的。变速器的倒档使汽车可以倒退行驶；其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。变速器按其传动比的改变方式分为：有级、无级和综合式的；按其轴心线位置又可以分为：固定轴式、旋转轴线式和综合式。固定轴线式变速器又可以分为两轴式、三轴式和多轴式。按其操纵方式可分为自动式、半自动式、预选式、指令式、直接操纵式和远距离操纵式。3变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接影响。其与主减速器及发动机的参数优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，
3、倒档安全装置，对接合齿轮采取倒锥齿侧及其他措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档；采用同步器可使换档轻便，无冲击及噪声；采用高齿轮、修型及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声降低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。变速器的功用：改变传动比，扩大驱动轮转矩和车速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有力的高效的4工况下工作。为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器提出以下要求：1 .正确选择变速器的档数和转动比，使之与发动机参数优化匹配，以保证汽车具良好的动力性与经济性； 2.置 空 挡 以 保 证 汽 车 在 必 要 时 能 将 发动 机 与
4、传 动 系 长 时 间 分 离 ； 设 有 倒 挡 使 汽车 可 以 后 退 。3.操纵简单、方便、迅速、省力；4.传动效率高，工作平稳、尽可能减小噪声；5.体小、质轻、承载能力强、工作可靠；6.制造容易、成本低廉、维修方便、5使用寿命长。2.2 变速器传动机构布置方案变速器根据轴的型式不同，分为固定式和旋转式两大类，而固定式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式和多中间轴式变速器。如果是发动机前置前轮驱动的轿车，而且其变速器传动比小，则常采用两轴式变速器。它的特点是：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；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； 变速器输出轴
5、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，而发动机纵置时用圆柱齿轮，因而简化了制造6工艺；各挡的同步器多采用装在输出轴上，这是因为一挡主传动齿轮尺寸小，同步器装在输出轴上有困难，而高挡同步器可以装在输入轴后端。与中间轴式相比，两轴式变速器有结构简单，中间挡的传动效率较高，噪声低等特点。但同时还必须指出：若低挡传动比较大，则结构尺寸增大，不再具有上述优点，因为只有在传动比小的条件下才采用此方案。而且两轴式变速器没有直接挡，在高挡工作时齿轮和轴承均承载，因此齿轮噪声大，切易损坏。综上所述分析 并结合本设计 所给条件：排量低，低挡需要传动比 不太大，对噪声等
6、要求不太高等因素， 所以决定本设计选择二轴式变速器。在挡数相同条件下，两轴式变速器的传7动方案可以有很多种，本设计中参考了陈家瑞汽车设计第 49 页 5+1 挡 012 变速器传动示意图及王望予汽车设计第 79 页的几种两轴式变速器传动方案（见下图 2-1） ，然后综合考虑比较分析，本设计借鉴了其中的方案 f 并进行了一定的修改，让所有的齿轮都处于常啮合，齿轮全部选用斜齿轮，全部采用同步器换挡。8图 2-1 两轴式变速器传动方案倒挡的布置方案参考了王望予汽车设计第 83 页图 3-5，其中的方案 f 广泛应用于轿车和轻型货车的全同步器式变速器中，结合本设计的具体要求，选用此方案作为倒挡布置方案
7、，见图 2-2图 2-2 倒挡布置方案92.3 变速器零、部件的结构分析与型式选择2.3.1 齿轮型式变速器所用齿轮斜齿和直齿圆柱齿轮两种，与直齿圆柱齿轮相比较，斜齿圆柱齿轮虽然制造时稍复杂，工作时有轴向力，但其使用寿命长，噪声低，运转平稳等优点，而被广泛使用。所以在本设计中，为了结构的稳定，齿轮的寿命等各方面的因素，变速器中所有的齿轮均为斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使啮合齿数增加，并导致变速器的质量和转动惯量增大 。2.3.2 换挡机构的结构型式与分析变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合10套和同步器换挡三种形式。汽车在行驶时，因变速器内各挡齿轮有不同的角速度，所以用轴向滑动直齿齿轮的方式换挡，会在齿轮端面产生冲击，并伴随有噪声。这使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。要想克服上述缺点，对驾驶员的要求太高，且还会使驾驶员注意力产生分散，影响行驶安全性。当变速器输入轴齿轮与输出轴处于常啮合状态， 可以采用移动啮合套换挡。这时，因同时承受换挡冲击载荷的结合齿齿数增多，而齿轮又不参与换挡，它们都不会过早损坏，但同样不能消除换挡冲击，所以仍要求驾驶员有熟练的操作技术。此外，因增设了啮合
