牵引车变速器设计摘要的变速器,采用仅在良好的路面和空载行驶时才使用的超速挡。
采用传动比小于约为的超速挡,可充分地利用发动机功率,降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数,因而会减少发动机的磨损,降低燃料消耗。
但与传动比为的直接挡比较,采用超速挡会降低传动效率。
有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关,包括传递动力的齿轮副数目转速传递的功率润滑系统的有效性齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度刚度等。
两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用。
两轴式变速器的特点分析与中间轴式变速器相比较,两轴式变速器结构简单紧凑且除最高挡外其他各挡的传动效率高噪声低。
轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置,因为这种布置使汽车的动力传动系统紧凑操纵性好且可使汽车质量减少。
两轴式变速器则方便于这种布置且使传动系的结构简单。
两轴式变速器没有直接挡,因此在高挡工作时,齿轮和轴承均承载,因而噪声较大,也增加了磨损,这是它的缺点。
如图.所示为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。
其特点是变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成体多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮,其它挡位均用常啮合齿轮传动。
图.中的倒挡齿轮为常啮合齿轮,并用同步器换挡图所示方案的变速器有辅助支承,用来提高轴的刚度。
图.两轴式变速器传动方案中间轴式变速器特点分析中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。
变速器第轴的前端经轴承支承在发动机的飞轮上,第轴上的花键用来装设离合器的从动盘,而第二轴的末端经花键与万向节连接。
如图.所示为中间轴式变速器的传动方案,其中为中间轴式五挡变速器,为中间轴式六挡变速器的传动方案。
中间轴式变速器的共同特点为变速器第轴后端与常啮合主动齿轮做成体。
绝大多数方案的第二轴前端经轴承支承在第轴后端的孔内,且保证两轴轴线在同直线上,经啮合套将它们连接后可得到直接挡。
使用直接挡,变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载,发动机转矩经变速器第轴和第二轴直接输出,此时变速器的传动效率高,可达到以上,噪声低齿轮和轴承的磨损减少。
因为直接挡的利用率要高于其他挡位,因而提高了变速器的使用寿命在其他前进挡位工作时,变速器传递的动力需要经过设置在第轴中间轴和第二轴上的两对齿轮传递,因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离中心距不大的条件下,挡仍然有较大的传动比挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,挡位低的齿轮可以不采用常啮合齿轮传动多数传动方案件中除挡以外的其他挡位的换挡机构,均采用同步器或接合套换挡,少数结构的挡也采用同步器或接合套换挡,各挡同步器或接合套多数情况下装在第二轴上。
在除直接挡以外的其他挡位工作时,中间轴式变速器的传动效率略有降低,这是它的缺点。
以上各方案中,凡采用常啮合齿轮传动的挡位,其换挡形式可以用同步器或啮合套来实现。
同变速器中,有的挡位用同步器换挡,有的挡位用啮合套换挡,那么定是挡位高的用同步器换挡,挡位低的用啮合套换挡图.中间轴式变速器传动方案倒挡布置方案分析如图.所示为常见的倒挡布置方案。
图.方案的优点是倒挡利用了挡齿轮,缩短了中间轴的长度。
但换挡时有两对齿轮同时进入啮合,使换挡困难。
图.方案能获得较大的倒挡传动比,缺点是换挡程序不合理。
图.方案对.的缺点做了修改。
图.所示方案是将倒挡齿轮做成体,将其齿宽加长。
图.的方案于全部齿轮副均为常啮合的齿轮,挡换更为轻便。
为了缩短变速器轴向长度,有的货车倒挡传动采用图.所示方案其缺点是倒挡各用根变速器拨叉轴,使变速器上盖中的操纵机构复杂些。
变速器的挡或倒挡因传动比大,工作时在齿轮上作用的力也增大,并导致变速器轴产生较大的挠度和转角,使工作齿轮啮合状态变坏,最终表现出轮齿磨损加快和工作噪声增加。
为此,无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的挡与倒挡,都应当布置在靠近轴的支撑处,以便改善上述不良情况,然后按照从低挡到高挡的顺序布置各挡齿轮,这样做既能使轴具有足够大的刚性,又能保证容易装配。
倒挡的传动比虽然与挡的传动比接近,但因为使用倒挡的时间非常短,从这点出发有些方案将挡布置在靠近轴的支承处,然后再布置倒挡。
为防止意外挂入倒挡,般在挂倒挡时设有个挂倒挡时需克服弹簧所产生的力,用来提醒驾驶员注意。
图.倒挡布置方案传动机构布置的其他问题常用挡位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。
将高挡布置在靠近轴的两端支承中部区域较为合理,在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小,齿轮可保持较好的啮合状态,以减少偏载并提高齿轮寿命。
些汽车的变速器有仅在好路或空车行驶时才使用的超速挡。
使用传动比小于的超速挡,能够更充分的利用发动机的功率,使汽车行驶所需发动机曲轴的总转数减少,因而有助于减少发动机磨损和降低燃料消耗。
但是与直接挡比较,使用超速挡会使传动效率降低工作噪声增加。
机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关,包括传递动力时处于工作状态的齿轮对数每分钟转速传递的功率润滑系统的有效性齿轮和壳体等零件的制造精度等。
.零部件结构方案分析齿轮形式与直齿圆柱齿轮比较,斜齿圆柱齿轮有使用寿命长运转平稳工作噪声低等优点缺点是制造时稍有复杂,工作时有轴向力,这对轴承不利。
变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮,尽管这样会使常啮合齿轮数增加,并导致变速器的质量和转动惯量增大。
直齿圆柱齿轮仅用于低挡和倒挡。
变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。
换挡机构形式变速器换挡机构有直齿滑动齿轮啮合套和同步器换挡三种形式。
汽车行驶时,因变速器内各转动齿轮有不同的角度,所以用轴向滑动直齿齿轮方式换挡,会在轮齿端面产生冲击,并伴随噪声。
这不仅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。
只有驾驶员用熟练的操作技术如两脚离合器才能使换挡时齿轮无冲击,并克服上述缺点但换挡瞬间驾驶员注意力被分散,又影响行驶安全。
除此之外,采用直齿换挡时,换挡行程长也是它的缺点。
因此,尽管这种换挡方式结构简单,制造拆装与维修工作皆容易,并能减小变速器旋转部分的惯性力矩,但除挡倒挡已很少使用。
当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时,可以用移动啮合套换挡。
这时,不仅换挡行程短,同时因承受换挡冲击载荷的接合齿数多,而轮齿又不参与换挡,所以它们都不会过早损坏但因不能消除换挡冲击,仍然要求驾驶员有熟练的操作技术。
此外,因增设了啮合套和常啮合齿轮,使变速器旋转部分的总惯性力矩增大。
因此,目前这种换挡方法只在些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。
这是因为重型货车挡位间的公比较小,则换挡机构连接件之间的角速度差也小,因此采用啮合套换挡,并且与同步器比较还有结构简单制造容易能够减低制造成本及减小变速器长度等优点。
使用同步器能保证迅速无冲击无噪声换挡,而与操作技术的熟练程度无关,从而提高了汽车的加速性燃油经济性和行驶安全性。
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