1、 新乡职业技术学院 毕业设计（论文） 题 目 途安变速器装配工艺 系 别 汽车技术系 学生姓名 学 号 专业名称 汽车制造与装配技术 指导教师 2013 年 12 月 25 日 1 目录 摘要 . 错误 !未定义书签。 一、变速器的发展概述 . 3 二、变速器的结构及结构特点 . 5 （一） 、 变速器的结构 . 5 （二） 、 良好的行驶性能 . 5 （三）、操纵简单 . 6 （四）、可以延长发动机和传动系的使用寿命 . 6 三、变速器的原理、功用及分类 . 7 （一） 、 齿轮变速器的原理 . 7 （二）、变速器 的功用和装配要求 . 8 （三）、手动变速器 . 9 （四） 、 自动变速器
2、 . 11 （五）、手自一体变速器 . 11 （六）、 变速器按传动比 分类 . 12 四、 2011 款途安轿车变速器的结构及技术参数 . 13 五、装配工艺、主要工艺参数的分析及装配方案 . 15 （一） 、 装配工艺 . 15 （二）、变速器主要工艺参数的分析 . 16 （三）、装配方案的确定 . 19 六、变速器的装配及调试 . 21 结束语 . 23 参考文献 . 24 致 谢 . 25 2 途安 变速器装配工艺 摘要：作为汽车传动系统的重要组成部分，变速器对整车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着较为直接的影响。虽然传统机械式的手动变速器具有换档冲击大，
3、体积大，操纵麻烦等诸多缺点，但仍以其传动效率高、生产制造工艺成熟以及成本低等特点，广泛应用于现代汽车上。 本文在深入了解和学习变速器相关理论知识的前提下，确定 2011款途安手动变速器的装配方案，包括齿轮和轴的总布置形式、换档操纵机构及档位布置形式等；其次根据所配发动机的基本参数以及考虑到整车动力性和经济性要求下的传动比，计算出变速器主要零 件的相关参数，通过对参数的分析，找到影响手动变速器性能的因素，完成齿轮、轴和轴承等主要零件以及同步器同步过程的分析。同时针对各影响因素结合变速器的结构和目标性能进行优化。在提高传动效率，换挡舒适性，轻量化等方面进行研究。 关键词：手动变速器 装配方案 传动
4、效率 随着汽车变速器技术的发展，对变速器提出了更高的性能要求，并提供了广阔的市场空间。由于汽车工业的不断发展，汽车变速器技术也正在日益更新。世界知名汽车企业进入国内汽车市场，促进了国内汽车技术的进步，使得变速器技术不断更新。 汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。 3 一 、 变速器的发展概述 汽车是重要的交通运输工具 ，其设计和制造水平是各国科学技术发展水平的重要标志，汽车工业是资金密集、技术密集、人才密集、综合性强、经
5、济效益高的产业。世界各个工业发达国家几乎无一例外地把汽车工业作为国民经济的支柱产业。汽车的研制、生产、销售、营运，与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。汽车也是社会物质生活发展水平的标志。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。 汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。现在的汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，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。 变速器在发动机和汽车之间主要起着一种匹配作用，可使汽车具有高的动力性和经济性指标。通过改变变速器的传动比，可以使汽车在不同的使用条件下得到不同的牵引力和
6、速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作；一般地，变速器还设有倒挡和空挡，以使在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶和滑行或停车时发动机和传动系能保持分离，并采用自锁及互锁装置，倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档；变速器还应该能进行动力输出。 变速器作为汽车动力 总成的重要组成部分，也正是处于这样的上升期。 据统计， 2009年我国汽车变速器市场规模达 520亿元，并且以每年超过 20的速度增长，预计 2015年有望达到 1500亿元。变化的不仅仅是数量上的需求，而且与国际市场上的发展轨迹相吻合，尤其是我国变速器产业同时也处于由手动到
7、自动的快速转型期。 发展和掌握手动 变速器制造技术是追赶世界变速器制造潮流的方向。变速器将成为企业提高产品竞争力的利器以及消费者购车行为中关注的重点，汽车企业在变速器领域的技术创新将是关系到汽车企业发展竞争的关键，而且还将影响到未来整车竞争的格局。 目前在汽车上使用的变速箱大致可以分为两类：手动变速箱和自动变速箱。其中，自动变速箱由于驾驶员操作简便，从而装备这种变速箱的车辆能够大大提高驾乘舒适性。但是自动变速箱的结构比较复杂，对技术要求和制造工艺都有较高的要求，而且造价和使用维修费用昂贵。对于手动档来说，其优点主要有： 1、 结构简单，制造成本低； 2、 易于安装，维修方便； 3、 传动效率高
8、，经济节油，能延长车辆的使用寿命。据 Global 公司亚区技术分析师分析称目前在中国，短期内自动档变速器的市场是十4 分乐观的。但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。手动档变速器仍然占据主要份额。所以对于手动变速器的研究和 装配 依然十分重要。 我国的汽车及各种车辆的零部件产品在性能和质量上和发达国家存在着一定的差距，其中一个重要原因就是设计手段落后，发达国家在机械产品设计上早以进入了分析设计阶段，他们利用计算机辅助设计技术，将现代设计方法，如有限元分析、优化设计、可靠性设计 等应用到产品设计中，采用机械 CAD 系统在计算机上进行建模、分析、仿真、干涉检
9、查，实现三维设计，大大地提高产品设计的一次成功率，减少了试验费用，缩短了产品更新周期。而我们的设计手段仍处于以经验设计为主的二维设计阶段，设计完成后在投产中往往要进行很大的改动，使得产品开发周期很长，性能质量低等。为改变我国的车辆零部件的生产和设计手段的落后状况，缩短新产品的开发周期，提高市场竞争力，有必要开发一些适合中国国情的汽车及零部件的 CAD系统，对已开发的 CAD系统需进一步提高和完善。 随着 CAD技术的发展和应用，许多国家和 部门都对其进行了大量的研究和试验，随之开发并形成一些成套硬件和软件系统。在美国、日本及欧洲发达国家中，利用 CAD技术解决众多繁琐的设计和分析计算。形成了以
10、图形系统为基础、以数据库为核心、以工具系统为支撑和以分析计算为应用的集成化系统。 美国的 CAD 技术一直处于领先地位，其主要目标就是建立完善的CAD/CAM 集成系统。美国汽车工业最早应用了 CAD 系统。美国通用汽车公司、福特汽车公司等都已广泛应用 CAD技术。他们将结构、强度、刚度等计算、三维实体造型应用于汽车的设计开发中，将 CAD、 CAPP、 CAM、 CAE集成 ，使生产效率提高，产品质量得到保证，市场响应速度提高，从而大大地提高了他们的竞争力，为他们带来了巨大的经济效益。国外的这些汽车公司已有 CAD程序，但涉及各公司的标准和技术规范及试验都很保密。与国外相比，我国的汽车工业在
11、 CAD方面起步较晚，发展比较慢。目前一些高校和大中型企业已开始进行 CAD的研究，在产品的改进设计、设计后的计算机绘图及有限元分析等方面已陆续取得一些效果。但总的来讲国内工厂多数是依赖传统的设计方法 经验类比法，对引进产品主要是测绘仿制，难以满足现代汽车工业的客观要求。采用现代设计方法，是提高自 行设计、消化吸收和国产化的极其重要手段。 正因为这样，汽车变速器装配工艺的要求性就比较高了，需要有专业的人员进行检测和装配，所以我们有必要了解和熟知汽车变速器的装配，这也是时代对于我们汽车专业人员的要求。 5 二、 变速器的结构及结构特点 （一） 变速器的结构 变速器由传动机构、操纵机构、变速器壳体
12、等组成，其结构紧凑、噪声低、操作灵活可靠。该变速器的五个前进档均装有锁环惯性式同步器，换档轻便，所有档位都采用防跳档措施。 下图为轿车五档变速器结构图。 如下图 2.1 所示， 当驾驶员挂上某一档位时，动力由输入轴传入变速器，通过相啮合的齿轮副将动力由输出轴传至主减速器，在变速器中实现了变速、变扭的作用。变速器设置有超速档（传动比小于 1），主要用于在良好路面或空车行驶时，提高汽车的燃料经济性。 图 2.1 变速器的结构图 1-变速器壳体 ； 2-输入轴三档齿轮 ； 3-倒档齿轮 ； 4-倒档轴 ； 5-输入轴一档齿轮 ； 6-输入轴五档齿轮 ； 7-输出轴二档齿轮 ； 8-输出轴四档齿轮 ；
13、 9-输出轴 ； 10-输入轴 （二） 良好的行驶性能 自动变速装置的挡位变换不但快而且平稳，提高了汽车的乘坐舒适性。通过液 力传动和微电脑控制换挡，可以消除或降低动力传递系统中的冲击和 载荷 ，这对在地形复杂、路面恶劣条件下作业的工程车辆、军用车辆尤为重要。试验表明，在坏路段行驶时，自动变速器的车辆传动轴上，最大动载转矩的峰值只有手动变速器的 20% 40%。6 原地起步时最大动载转矩的峰值只有手动变速器的 50% 70%，且能大幅度延长发动机和传动系零部件的寿命。 （三）、 操纵简单 只需设置液压工作阀的位置，自动变速器就可以根据需要进行自动加挡和减挡，省去了起步和换挡时踏离合器、更换变速
14、杆位置和放松油门等复杂的操作规程，大大减小了驾驶员的劳动强度。 （四）、 可以延长发动机和传动系的使用寿命 因为自动变速器采用液力变矩器和发动机 “ 弹性 ” 连接，外界的冲击负荷可以通过藕合器缓冲，有过载保护的功能。在汽车起步换挡、制动时能吸收振动，相应减小了发动机和传动系的动载荷。 7 三 、 变速器的原理、功用及分类 （一） 齿轮变速器的原理 图 3.1 齿轮传动原理图 一对啮合传动的齿轮，设小齿轮齿数 Z1 20，大齿轮齿数 Z2 40，在相同的时间内小齿轮转过一圈时，大齿轮转过半圈。显然，当小齿轮是主动齿轮时，它的转速经大齿轮输出时就降低了；如果大齿轮是主动齿轮时，它的转速经小齿轮输
15、出时就提高了。这就是齿轮传动的变速原理。三轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴（输入轴）、中间轴、第二轴（输出轴）、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。 a、第一轴 :第一轴和第一轴常啮合齿 轮为一个整体，是变速器的动力输入轴。第一轴前部花键插于离合器从动盘毂中。 b、中间轴 :在中间轴上制有（或固装）有六个齿轮，作为一个整体而转动。最前面的齿轮与一轴常啮合齿轮相啮合，称为中间轴常啮合齿轮，从离合器输入一轴的动力经这一对常啮合齿轮传到中间轴各齿轮上。向后依次称各齿轮为中间轴三档、二档、8 倒档、一档和五档齿轮。 c、第二轴 :在第二轴上，通过花键固装有三个花键毂，通过轴承安
16、装有二轴各档齿轮。其中从前向后，在第一和第二花键毂之间装有三档和二档齿轮，在第二和第三花键毂之间装有一档和五档齿轮， 它们分别与中间轴上各相应档齿轮相啮合。在三个花键毂上分别套有带有内花键的接合套，并设有同步机构。通过接合套的前后移动，可以使花键毂与相邻齿轮上的接合齿圈连接在一起，将齿轮上的动力传给二轴。其中在第二个接合套上还制有倒档齿轮。第二轴前端插入一轴齿轮的中心孔内，两者之间设有滚针轴承。第二轴后端通过凸缘与万向传动装置相连。 d、倒档轴 :倒档轴采用过盈配合压装在壳体相应的轴孔中。倒档齿轮通过轴承活套在倒档轴上。 （二）、 变速器的功用和装配要求 现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力
17、源，其转矩和转速变化范围较小， 而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为了 解 决这一矛盾，在传动系中设置了变速器。根据汽车在不同的行驶条件下提出的要 求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有合适的牵引力和速度，并同时保持发 动机在最有利的工况范围内工作。此外，为保证汽车倒车及使发动机和传动系能 够分离，变速器应具有倒档和空档。一般的，变速器设有倒档和空档，以使在不 改变发动机旋转方向的情况下，汽车能够倒退行驶和空档滑行、或停车时发动机 和传动系能 保持分离。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。 为保证变速器具有良好的工作性能，达到使用要求，所以变速器的装配必须 要
18、满足以下的使用条件： 1、 应该合理的选择变速器的档数和传动比，使汽车具有良好的动力性和经 济性； 2、 工作可靠，操纵轻便。汽车行驶过程中，变速器内不应有跳档、乱档、 换档等冲击等现象发生。此外，为减轻驾驶员劳动强度，提高行驶安全性操纵 轻便性的要求日益突出。 可通过同步器或气动换档，自动、半自动换档来实现 ; 3、 传动效力高 ; 4、 结构紧凑，尽量做 到质量轻、体积小、制造成本底 ; 5、 噪音小、为了减少齿轮的啮合损失，应设有直接档，此外，还有合理的齿轮9 型式以及结构参数，提高其制造和安装精度。 功用： （ 1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，
19、如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作； （ 2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶； （ 3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。 （三）、 手动变速器 图 3.2 手动变速器 手动变速器又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把”）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。 手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为 5 挡位（ 4 个前进挡 、 1个倒挡），也有的汽车采用 6挡位变速器。 一般来说，手动变速器 的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者技术好，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。手动变速器是与自动变速器相对而言的，其实在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是利用大小不同的齿轮配合而达到变速的。最常见的手动变速器多为 5 挡位（ 4 个
