轿车5+1自动变速器设计【械式手动五档变速器】
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附 录Manual TransmissionIts no secret that cars with manual transmissions are usually more fun to drive than the automatic-equipped counterparts. If you have even a passing interest in the act of driving, then chances are you also appreciate a fine-shifting manual gearbox. But how does a manual transmission actually work?A history hows that manual transmissions preceded automatics by several decades. In fact, up until General Motors offered an automatic in 1938, all cars were of the shift-it-yourself variety. While its logical for many types of todays vehicles to be equipped with an automatic-such as a full-size sedan, SUV or pickup-the fact remains that nothing is more of a thrill to drive than a tautly suspended sport sedan, sport coupe or two-seater equipped with a precise-shifting five-or six-speed gearbox.We know which types of cars have manual trannies. Now lets take a look at how they work. From the most basic four-speed manual trannies. Now lets take a look at how they work.From the most basic four-speed manual in a car from the60s to the most high-tech six-speed one in a car of today, the principles of a manual gearbox are the same. The driver must shift from gear to gear. Normally, a manual transmission bolts to a clutch housing ,in turn, bolts to the back of the engine. If the vehicle has front-wheel drive, the transmission still attaches to the engine in a similar fashion but is usually referred to as a transaxle. This is because the transmission, differential and drive axles are one complete unit. In a front-wheel-drive car, the transmission also serves as part of the front axle for the front wheels. In the remaining text, a transmission and a transaxle will both be referred to using the term transmission.The function of any transmission is transferring engine power to the driveshaft and rear wheels . Gears inside the transmission change the vehicles drive-wheel speed and torque in relation to inside the transmission change the vehicles drive-wheel speed and torque in relation to engine speed and torque. Lower gear ratios serve as torque multipliers and help the engine to develop enough power to accelerate from a standstill.Initially, power and torque from the engine comes into the front of the transmission and rotates the main drive gear, which meshes with the cluster or counter shaft gear-a series of gears forged into one piece that resembles a cluster of gears. The cluster-gear assembly rotates any time the clutch is engaged to a running engine, whether or not the transmission is in gear or in neutral.There are two basic types of manual transmissions. The sliding-gear type and the constant-mesh design. With the basic-and now obsolete-sliding-gear type, nothing is turning inside the transmission case except the main drive gear and cluster gear when the trans is in neutral. In order to mesh the gears and apply engine power to move the vehicle, the driver presses the clutch pedal and moves the shifter handle, which in turn moves the shift linkage and forks to slide a gear along the mainshaft, which is mounted directly above the cluster. Once the gears are meshed, the clutch pedal is released and the engines power is sent to the drive wheels. There can be several gears on the mainshaft of different diameters and tooth counts, and the transmission shift linkage is designed so the driver has to unmesh one gear before being able to mesh another. With these older transmissions, gear clash is a problem because the gears are all rotating at different speeds.All modern transmissions are of the constant-mesh type, which still uses a similar gear arrangement as the sliding-gear type. However, all the mainshaft gears are in constant mesh with the cluster gears. This is possible because the gears on the mainshaft are not splined to the shaft, but are free to rotate on it. With a constant-mesh gearbox, the main drive gear, cluster gear and all the mainshaft gears are always turning, even when the transmission is in neutral.Alongside each gear on the mainshaft is a dog clutch, with a hub thats positively splined to the shaft and an outer ring that can slide over against each gear. Both the mainshaft gear and the ring of the dog clutch have a row of teeth. Moving shift linkage moves the dog clutch against the adjacent mainshaft gear, causing the teeth to interlock and solidly lock the gear to the mainshaft.To prevent gears from grinding or clashing during engagement, a constant-mesh, fully “synchronized”manual transmission is equipped with synchronizers. A synchronizer typically consists of an inner-splined hub, an outer sleeve, shifter plates, lock rings and blocking rings. The hub is splined onto the mainshaft between a pair of main drive gears. Held in place by the lock rings, the shifter plates position the sleeve over the hub while also holding the floating blocking rings in proper alignment.A synchros inner hub and sleeve are made of steel, but the blocking ring-the part of the synchro that rubs on the gear to change its speed-is usually made of a softer material, such as brass. The blocking ring has teeth that match the teeth on the dog clutch. Most synchros perform double duty-they push the synchro in one direction and lock one gear to the mainshaft. Push the synchro the other way and it disengages from the first gear, passes through a neutral position, and engages a gear on the other side.Thats the basics on the inner workings of a manual transmission. As for advances, they have been extensive over the years, mainly in the area of additional gears. Back in the60s,four-speeds were common in American and European performance cars. Most of these transmissions had 1:1 final-drive ratios with no overdrives. Today, overdriven five-speeds are standard on practically all passenger cars available with a manual gearbox.Overdrive is an arrangement of gearing that provides more revolutions of the driven shaft than the driving shaft. For example, a transmission with a fourth-gear ratio of 1:1 and a fifth-gear ratio of 0.70:1 will reduce engine rpm by 30 percent, while the vehicle maintains the same road speed. Thus, fuel efficiency will improve and engine wear will be notably reduced. Today, six-speed transmissions are becoming more and more common. One of the first cars sold in America with a six-speed was the89Corvette. Designed by Chevrolet and Zahnradfabrik Friedrichshafen and built by ZF in Germany, this tough-as-nails six-speed was available in the Corvette up to the conclusion of the96 model year. Today, the Corvette uses a Tremec T56 six-speed mounted at the back of the car.Many cars are available today with six-speeds, including the Mazda Miata, Porsche Boxster S and 911, Dodge Viper, Mercedes-Benz SLK320, Honda S2000,Toyota Celica GT-S and many others. Some of these gearboxes provide radical 50-percent sixth-gear overdrives such as in the Viper and Corvette, while others provide tightly spaced gear ratios like in the S2000 and Celica for spirited backroad performance driving. While the bigger cars mentioned above such as the Viper and Vette often have two overdrive ratios the smaller cars like the Celica and S2000 usually have one overdriven gear ratio and fifth is 1:1.Clearly a slick-shifting manual transmission is one of the main components in a fun-to-drive car, along with a powerful engine, confidence-inspiring suspension and competent brakes.手动变速器驾驶手动变速器汽车比驾驶自动装置的汽车更有乐趣,这显然已经不是什么秘密了。如果你有驾驶兴趣,那么你就会更喜欢手动变速箱。但是手动变速箱到底是如何工作的呢?手动变速器要早于自动变速器几十年。事实上,直到1938年通用汽车公司提供自动变速器以前,所有的轿车都采用的手动变速器。现在的很多车辆都装备了自动变速器,如全尺寸轿车,运动型多功能车或皮卡车事实上是没有什么能比驾驶配备了五挡或六挡变速箱的跑车或运动双座跑车更令人兴奋的了。我们知道哪些类型的车配备有手动变速箱。现在让我们来看看他们是如何工作的。我们从最基本的六十年代的四挡手动变速箱到今天最高技术的六挡变速箱来看,其手动变速箱的工作原理是相同的。驾驶员必须从一档换到另一档。通常,从一个手动变速器的螺栓到离合器壳体,反过来,从螺栓到发动机的背面。如果车辆前轮驱动,变速器仍依附于发动机工作,但通常又被送交给变速驱动桥。这是因为变速器,差速器和驱动轴是一个完整的装置。在剩下的文章中,变速器和变速驱动桥都将由术语传动装置来表示。变速器的功能是将发动机的动力传送到传动轴和后轮。变速器中的传动装置以及与变速器内部相关联的扭矩改变了汽车驱动轮的转速。低扭矩齿轮可使扭矩倍增,并且帮助引擎从静止状态加速来发出足够的动力。起初,来自于发动机的动力和扭矩进入到变速器的前部,并且使主驱动齿轮旋转,它与齿轮组或副轴齿轮一组单片齿轮组成的齿轮组共同啮合。齿轮组旋转时离合器就开始运行引擎,无论是否在传送动力中的齿轮还是处于空挡中的齿轮。手动变速箱的基本类型有两种。滑动齿轮类型和常啮合设计类型。随着基础型号滑动齿轮式的淘汰,当传动装置设置在空挡时,除了主动齿轮和齿轮组以外,其余皆没有什么变化。为了啮合齿轮并使发动机提供动力来移动车辆,司机按下离合器踏板以及移动换档手柄,从而改变联动,使拨叉沿主轴移动。一旦齿轮啮合时,离合器踏板被释放,发动机的动力便被传送到了驱动轮。这里可以有若干不同直径和齿数的齿轮,变速器换挡杆被设计成在能够啮合另一个齿轮前,使这个齿轮处于非啮合状态。随着这些旧变速箱,齿轮冲突是一个问题,因为所有的齿轮都在以不同的速度旋转着。所有现代的传输都是常啮合类型,仍然使用的是滑动齿轮式的安排。但是,所有的主轴齿轮都以齿轮组的形式常啮合。这是很有可能的,因为齿轮在主轴上不是用花键链接,只要能够自由旋转就可以了。以常啮合变速箱,即使是处于空挡状态,主传动齿轮、所有中间轴齿轮和主轴齿轮总是转动。在主轴上的每个齿轮旁边是牙嵌式离合器,用这轮毂和外环可以针对每个齿轮滑动通过枢纽。主轴齿轮和牙嵌式离合器有一排齿。移动的联动装置使与主轴齿轮相对的牙嵌式离合器移动,导致齿互锁并牢固地锁定齿轮的主轴。为了防止在工作中的研磨和冲突,常啮合完全使手动变速箱齿轮与同步器配备相协调。同步器通常由花键毂,外套筒,换档板,锁环和阻断环组成。该轮毂是在一对主动齿轮之间的花键上链接。同时保持浮动的锁环适当的调整。一个同步器的中心和套筒是由钢铁制成,但锁环-同步器上的一部分在齿轮上的摩擦来改变它的速度锁环通常是由较软的材料制成,如黄铜。阻断环上的齿与牙嵌式离合器上的齿相匹配。大多数同步器执行双重任务-他们推向一个方向同步并将一个齿轮锁定在主轴上。同步推进的其他方式,它从一档脱离接触,通过空档,并啮合到另一侧的齿轮上。这是关于手动变速箱的内部运作的基本知识。至于进展,他们已经发展多年,主要是在齿轮领域。早在六十年代,四速变速箱在美国和欧洲的汽车中就普遍使用。大多数的变速箱都是一比一的传动比,无超速传动。今天,超速转动的五速变速箱是几乎所有手动变速箱的标准配置。超速传动是为了提供给驱动轴更多的转数。例如,一个1:1的第四齿轮和一个传动比0.70:1第五齿轮传动比将减少百分之三十发动机转速,而保持同样的道路车辆的速度。因此,燃油效率就会提高,发动机的磨损会明显减少。今天,六速变速箱正变得越来越普遍。在美国出售的配备有六速变速箱汽车是89Corvette。这款车是由雪佛兰和Zahnradfabrik Friedrichshafen在德国建立的。这种六速变速器是在克维特牌轿车96年车型上使用的。如今,克尔维特在车的后座上使用Tremec T56六速变速箱。今天许多汽车配备有六速变速箱,包括马自达Miata,保时捷的Boxster S和911,道奇Viper,奔驰SLK320,本田S2000,丰田Celica的GT - S和其他品牌车辆。这些变速箱的六挡超速挡能够达到百分之五十的传动比,如Viper和科威特这类汽车,而其他变速器则提供间隔紧密的齿轮比,如S2000和赛利卡这样的汽车。然而,上面提到的这些较大Viper和科威特汽车有两个超速挡,而小型的汽车像塞利卡和S2000这样的汽车通常有一个是超速挡,而第五挡的传动比为1:1。显然,对于一辆驾驶起来有乐趣的车来说,一个灵活的手动变速箱是其主要组成部分之一,与此同时,一个强大的引擎以及令人充满信心和激情的悬挂和刹车能力也是驾驶员的乐趣所在。8 河南理工大学万方科技学院实习报告 专 业:机械设计制造及其自动化(本科) 班 级: 学 号: 姓 名: 指导老师: 实习单位: 时 间:2012年3月30日 目录一、前言.2二、公司的简介.3三、实习的目的与要求.4四、实习的内容.41.变速器的功能与分类.42.变速器的结构组成.93.变速器的工作原理 .104.变速器主要零件的结构分析.145.变速器轴承盖工艺路线.186.变速器的组装.21五、实习的岗位.23 六、实习心得与总结. 23 前言 学校为了使我们能更好的就业,给我们安排了实习。我被聘到洛阳联合变速器有限公司 ,从而开始了我的实习生涯。洛阳联合变速器有限公司是洛阳市最大的专业变速器生产企业,公司主要生产轿车用金属带式无级自动变速器(CVT),公司拥有此产品完全自主知识产权,打破了跨国公司在该技术领域的垄断地位,现拥有国家发明专利6项、实用新型专利17项。实习是每个大学生必有的一段经历,让大学生参与到社会当中实践会加强实践动手能力,更能学到课堂上学不到东西。短期的实习,让我学到了不少东西,除了浅层次地学习了有关专业的技能外,我还感受和体会到了很多技能之外的东西。首先是公司里同事的敬业和那种生机蓬勃的工作氛围。走进这样的一个集体中,你的心会不由自主地年轻起来,你的脚步会不由自主地跟着大家快起来,而你的工作态度更会变得努力、认真,再认真一些,再努力一点。但当你深入了解后,才发觉,他们大多都只是初中毕业,没有大学文凭。现在他们的能力,完全源于公司的培训和自强不息的学习。也许,这就是一个集体的凝聚力,一个企业写在书面之外的“特殊文化”吧。 通过实习,不仅让我获得了装配的基础知识,了解装配一般操作过程、生产方式和工艺过程,熟悉了主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、安全操作技术,而且加强了理论联系实际的锻炼,提高了实践能力,培养了向工人及现场技术人员学习的工程素质。在专业方面:巩固已学专业基础课和部分专业课程的有关知识,并为后续的毕业设计作了必要的知识准备;通过实习,学习本专业的实际生产操作技能,了解更多的专业技术知识及应用状况,拓宽专业知识面;培养学生理论联系实际的工作作风,树立安全第一的生产观念,提高分析问题、解决问题的独立工作能力。2、 公司简介洛阳联合变速器有限责任公司是一家股份制高科技企业,由洛阳市建设投资有限公司、洛阳经济开发区和技术方合资组建。公司成立于2007年5月,位于洛阳经济开发区,注册资金4000万元,占地103亩。公司主要生产轿车用金属带式无级自动变速器(CVT),公司拥有此产品完全自主知识产权,打破了跨国公司在该技术领域的垄断地位,现拥有国家发明专利6项、实用新型专利17项。公司目前已形成013、018、023三个系列5个品种的产品系列,主导产品018型CTV系列产品最大输入扭矩为180N/M,适用于发动机排量在1.52.0L的轿车车型,与国产多款车型匹配成功,性能优良,得到整车厂家认可。公司拥有洛阳市汽车传动技术研究中心(市级),该中心有16名CTV领域的技术专家及数十名技术研究人员,其中国外专家2名,研究员、高级工程师11人,研发的专利技术涉及机械、电子、液压、控制等多个技术领域,覆盖CTV应用技术。公司CTV产业化项目得到了上级有关领导和部门的高度重视和支持,是国家、省、市扶持的重点自主创新高科技项目,被列入国家信息产业关键技术产业化重大专项,并获得国家、省、市资金支持。随着国内外汽车业的迅猛发展,产品在国内外市场前景极为广阔。3、 实习的目的和要求(1)实习目的 1、进一步了解装配体及掌握各类典型零件的测绘方法、测绘步骤及测绘要求:熟悉常用测绘工具、量具的使用方法。2、提高对零件上各类结构(含工艺结构)的认知及分析能力;培养对实际零件的综合图示表达能力。3、提高对装配体结构的认知及分析能力,了解装配体的工作原理、动作过程、装拆顺序及各零件之间的装配关系;培养对简单装配体的综合图示表达能力。4、培养徒手绘制零件草图和零件工程图的基本能力。(2)实习要求1、爱护和保管好实习场所内的所有设备、测绘用工具、装配体及其所有零件。2、测绘作息时间同正常作息时间,同学们自觉遵守。4、 实习的内容(1) 变速器的功能与分类 1、变速器的功用:(1) 改变传动比,扩大驱动轮的转矩和转速的变化范围,以适应经常变化的行驶条件,如起步、加速、上坡等,使发动机在有利的工况下工作。 (2)在发动机的旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶。(3) 利用空档,中断动力传递,以使发动机能够启动,怠速,并便于变速器的换档或进行动力输出。2、 变速器的分类(1) 按传动比变化的方式:有级式、无级式和综合式。 .有级式:有级式变速器应用最广泛,它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。a.按所用的齿轮轮系不同:有轴线固定式(普通齿轮变速器)和轴线旋转式变速器(行星齿轮变速器)两种。b.目前,轿车和轻、中型货车的变速器的传动比通常有3到5个前进档和一个倒档。c.在重型汽车用的是组合式变速器,采用更多档位,一般是由两个变速器组合而成的。.无级式:无级式变速器的传动比在一定的范围内可以按无限多级变化。a.常见的有电力式和液力式(动液式)两种。b.电力式的在传动系中也用广泛采用的趋势,其变速传动部件为直流串激电动机。c.液力式的传动部件是液力式变矩器。. 综合式:综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器。其传动比可以在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化,目前的应用较为广泛。(2)、按操纵方式分:强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式。.强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换档,为大多数汽车所采用。 .自动操纵式变速器的传动比选择(换档)是自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板,即可控制车速。 .半自动操纵式变速器有两种形式a.一种是常见的几个档位自动操纵,其余的档位则由驾驶员操纵;b.另一种是预选式,即驾驶员预先用按钮选定档位,在踩下离合器踏板或松开加速踏板时,接通一个电磁装置或液压装置来换档。(3)按使用方法分:手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、无级变速器(CVT)1、MT手动变速器手动变速器手动车型到目前为止还是车市中最主流的车型。目前手动变速器的技术已经非常的成熟,它是通过齿轮的啮合来传动发动机的动力。因其传动效率高,结构简单,维修保养成本低,所以备受青睐。MT如果操作熟练的话燃油经济性也比一般的自动挡车型要好,同时能够充分享受驾驶的乐趣。但不太适合在城市里交通拥堵情况下使用,而且如果无法掌握好换档时机,油离配合不好的话,燃油经济性也无法保证。特点: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档或五档有级式齿轮传动变速器,并且通常用同步器,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。优点:维修保养成本低,能够带来驾驶乐趣。一般来说,手动变速器的传动效率要比自动变速器的高,因此驾驶者如果技术好的话,手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快,也省油。缺点:操作复杂,而且恶劣的交通状况下驾驶起来比较累人。2、AT液力自动变速器自动变速器自动变速器是通过液力变矩器以及行星齿轮来传动发动机的动力,传动效率低,经济性较差。同时行星齿轮结构复杂维修成本较高。相对于手动变速器来说自动变速器能让开车变得简单方便,易于新手上路。目前手自一体车型大为兴起,传统的自动变速器已经被越来越多的车型抛弃,渐有被取代之势。特点:自动变速器,利用行星齿轮机构进行变速,它能根据油门踏板程度和车速变化,自动地进行变速。而驾驶者只需要操纵加速踏板控制车速即可。一般来讲,汽车上常用的自动变速器有以下几种类型:液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无极式自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成,主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化,自动的进行换挡。优点:操作简单,使用方便。自动变速器具有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点,已成为现代轿车配置的一种发展方向。装有自动变速器的汽车能根据路面状况自动变速变矩,驾驶者可以全神贯注地注视路面交通而不会被换挡搞得手忙脚乱。缺点:传动效率低,经济性不好;结构复杂,维修成本高。3、CVT无级自动变速器Continuously Variable Transmission无极变速器CVT采用传送带和工作直径可变的主、从动轮相互配合来传递发动机的动力,代表的自动变速器的发展方向。它突出的特点就是没有传统自动变速器换挡时会出现的顿挫感,加速连续性更好,燃油经济性也更高。目前它还有许多不完善的地方,所以目前市场上搭配CVT变速器的车型不多(如天籁,轩逸等),看来是有点曲高和寡的意思。特点:无级变速器系统是由两组变速轮盘和一条传动带组成的,要比传动自动变速器结构简单,体积更小。另外,它可以自由改变传动比,从而实现全程无级变速,使汽车的车速变速平稳,没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。优点:驾驶平顺性、加速性、经济性以及排放都较好。CVT最大优点就是无级控制输出的速比,在行驶中达到行云流水的感觉,没有换档的感觉,加速也会比自动变速器快。由于行驶中减少了转速的不必要波动,对省油也大有好处。缺点:技术还不完善;价格较高,维修成本较高。(2) 变速器的结构组成变速器由传动机构和变速机构组成,可制成单独变速机构或与传动机构合装在同一壳体内。传动机构大多用普通齿轮传动,也有的用行星齿轮传动。普通齿轮传动变速机构一般用滑移齿轮和离合器等。滑移齿轮有多联滑移齿轮和变位滑移齿轮之分。用三联滑移齿轮变速,轴向尺寸大;用变位滑移齿轮变速 ,结构紧凑 ,但传动比变化小。离合器有啮合式和摩擦式之分。用啮合式离合器时,变速应在停车或转速差很小时进行,用摩擦式离合器可在运转中任意转速差时进行变速,但承载能力小,且不能保证两轴严格同步。为克服这一缺点,在啮合式离合器上装以摩擦片,变速时先靠摩擦片把从动轮带到同步转速后再进行接合。行星齿轮传动变速器可用制动器控制变速。(三)变速器的工作原理 1、为了了解标准变速器的基本原理,下图显示了处于空挡状态的简单两速变速器。 让我们来看看图中的每一个部件,以及它们是如何装配的: 绿色轴将发动机与离合器连接起来。 绿色轴和绿色齿轮连在一起,形成一个整体。 (离合器是用于连接发动机和变速器或断开其间连接的装置。 踩下离合器踏板时,发动机与变速器断开,此时虽然汽车并不移动,但发动机仍在运转。 而松开离合器踏板时,发动机和绿色轴就直接连在一起。 绿色轴和齿轮的转速与发动机相同。) 红色轴及红色齿轮称为副轴。 它们也连为一个整体,因此副轴上的所有齿轮和副轴本身作为整体旋转。 绿色轴与红色轴直接通过各自的啮合齿轮连接起来,所以当绿色轴转动时,红色轴也会转动。 因此,一旦离合器接合,副轴就直接从发动机获得动力。 黄色轴是花键轴,通过连接到汽车驱动轮的差速器直接与驱动轴连接。 如果车轮转动,黄色轴也将随之转动。 蓝色齿轮连在轴承上,因此会随黄色轴转动。 如果发动机已关闭,但汽车还在滑行,则在蓝色齿轮和副轴停止运动时,黄色轴仍可能在蓝色齿轮内部转动。 轴环将两个蓝色齿轮中的一个连接到黄色驱动轴上。 它通过齿槽直接与黄色轴相连,并与黄色轴一起转动。 但轴环也可以沿着黄色轴左右滑动,从而选择性地接合两个蓝色齿轮中的一个。 轴环中的齿称为犬齿,可与蓝色齿轮侧面的孔相接合。 2、 一挡齿轮下图显示了当轴环换到一挡时如何结合右边的蓝色齿轮: 图中,发动机的绿色轴转动副轴,副轴则转动右边的蓝色齿轮。 齿轮通过轴环驱动黄色驱动轴。 同时,左边的齿轮也在转动,但只是在其轴上空转,对黄色轴并不产生影响。当轴环位于两个齿轮之间时(如第一图所示),变速器为空挡状态。 黄色轴上以不同速率运转的两个蓝色齿轮都通过其与副轴的速比来控制。3、五速手动变速器在汽车上已经相当普遍了。 其内部结构如下图所示: 有三个拨叉,由换挡杆接合的三个杆控制。 俯看换挡叉轴,它们在空挡、倒挡、一挡和二挡中的情形如下图所示:注意,换挡杆中部有一个旋转点。 在将旋钮前推接合一挡齿轮时,实际上是在推动杆和拨叉,以便将一挡齿轮拉回来。可以看到,左右移动变速杆也是在接合不同的拨叉(从而接合不同的轴环)。 将旋钮前后移动也就移动了轴环,使它们接合一个齿轮。 倒挡齿轮由一个小惰轮(紫色)来操控。 该图中的蓝色倒挡齿轮总是与其他所有蓝色齿轮的转动方向相反。 因此,当汽车前进时,不可能将变速器切换到倒挡(因为犬齿不能啮合)。 但它们会产生大量的噪音!同步器新式客车的手动变速器采用同步器,这样就不需要使用双踩离合。 同步器的作用是,在与犬齿接触前,使轴环与齿轮发生有摩擦的接触。 这样,在犬齿接合前,就可以使轴环和齿轮速度达到同步,如图所示:蓝色齿轮上的锥体接合轴环中的锥形区域,锥体与轴环间的摩擦使轴环和齿轮同步。 轴环的外部随之滑动,使犬齿接合齿轮。 (四)变速器主要零件结构分析变速器的设计方案必需满足使用性能、制造条件、维护方便及三化等要求。在确定变速器结构方案时,也要考虑齿轮型式、换档结构型式、轴承型式、润滑和密封等因素。1. 齿轮型式与直齿圆柱齿轮比较,斜齿圆柱齿轮有使用寿命长,工作时噪声低等优点;缺点是制造时稍复杂,工作时有轴向力。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,并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。但是,在本设计中由于倒档采用的是常啮合方案,因此倒档也采用斜齿轮传动方案,即除一档外,均采用斜齿轮传动。2.换档结构型式换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单、紧凑,但由于换档不轻便、换档时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱档、噪声大等原因,初一档、倒档外很少采用。啮合套换档型式一般是配合斜齿轮传动使用的。由于齿轮常啮合,因而减少了噪声和动载荷,提高了齿轮的强度和寿命。啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套,视结构布置而选定,若齿轮副内空间允许,采用内齿结合式,以减小轴向尺寸。结合套换档结构简单,但还不能完全消除换档冲击,目前在要求不高的档位上常被使用。采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击,使齿轮强度得以充分发挥,同时操纵轻便,缩短了换档时间,从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性,此外,该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂,制造精度要求高,轴向尺寸有所增加,铜质同步环的使用寿命较短。目前,同步器广泛应用于各式变速器中。自动脱档是变速器的主要障碍之一。为解决这个问题,除工艺上采取措施外,在结构上,目前比较有效的方案有以下几种:1) 将啮合套做得长一些(如图1-7a)或者两接合齿的啮合位置错开(图1-7b),这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约13mm。使用中因接触部分挤压和磨损,因而在接合齿端部形成凸肩,以阻止自动脱档。2)将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄(0.30.6mm),这样,换档后啮合套的后端面便被后齿圈的前端面顶住,从而减少自动脱档(图1-8)。3)将接合齿的工作面加工成斜齿面,形成倒锥角(一般倾斜2030),使接合齿面产生阻止自动脱档的轴向力 a b(图1-9)。这种结构方案比较有效, 图1-7 防止自动脱档的结构措施采用较多。 此段切薄 图1-8 防止自动脱档的结构措施 加工成斜面图1-9 防止自动脱档的结构措施在本设计中所采用的是锁销式同步器,同步过程与锁环式类似,但锁止元件是三个锁销及相配的锁销孔倒角,另有三个以弹簧及钢球定位的定位销。作为弹性元件的三个弹簧及相应的定位钢球是装在啮合套的钻孔中,使啮合套等在空档时保持中间位置。摩擦元件是铆在锁销两端的同步锥环及与之相配并固定在齿轮上的内锥面(图6-28)。其摩擦锥面径向尺寸大,转矩容量大,广泛用于中、重型汽车上。 图1-10 锁销式同步器l、4-同步锥环;2-锁销;3-啮合套;5-啮合套座;6定位销;(5) 变速器轴承盖工艺路线1、定位基准的选择(1)精基准的选择 按照粗基准的选择原则为保证不加工表面和加工表面的位置要求,应选择不加工表面为粗基准。根据零件图所示,故应选轴承底座上表面为粗基准,以此加工轴承底座底面以及其它表面。(2)粗基准的选择 考虑要保证零件的加工精度和装夹准确方便,依据“基准重合”原则和“基准统一”原则,以粗加工后的底面为主要的定位精基准,即以轴承座的下底面为精基准。2 、表面加工方法的确定 根据端盖零件图上的各加工表面的尺寸精度和表面粗糙度,确定加工件各表面的加工方法,如下表所示:加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/um加工方案备注轴承座底面IT96.3粗铣-半精铣表1-8轴承座上表面IT93.2粗铣-半精铣表1-854的上端面IT1112.5粗铣表1-8前端面和 后端面IT1112.5粗铣表1-8160x170的槽IT81.6粗铣-精铣表1-8120的半孔IT1112.5粗镗-半精镗表1-770x140的槽IT1112.5粗铣表1-825的孔IT1112.5钻表1-726的孔IT1112.5钻表1-73、加工阶段的划分该端盖加工质量要求一般,可将加工阶段划分为粗加工、半精加工两个阶段。在粗加工阶段,首先将精基准(端盖右端面和26孔)准备好,使后续工序都可采用精基准定位加工,保证其他表面的精度要求;然后粗铣端盖左端面、方形端面。在半精加工阶段,完成端盖左端面的精铣加工和120孔的镗-半精镗加工及25孔等其他孔的加工。4、工序的集中与分散 选用工序集中原则安排端盖的加工工序。该端盖的生产类型为大批生产,可以采用万能型机床配以专用工、夹具,以提高生产率;而且运用工序集中原则使工件的装夹次数少,不但可缩短辅助时间,而且由于在一次装夹中加工了许多表面,有利于保证各加工表面的相对位置精度要求。5、工序顺序的安排1)机械加工工序 (1)遵循“先基准后其他”原则,首先加工精基准端盖右端面和26孔。 (2)遵循“先粗后精”原则,先安排粗加工工序,后安排精加工工序。 (3)遵循“先面后孔”原则,先加工端盖右端面,再加工25孔。2)热处理工序 铸造成型后,对铸件进行退火处理,可消除铸造后产生的铸造应力,提高材料的综合力学性能。该端盖在工作过程中不承受冲击载荷,也没有各种应力,故采用退火处理即可满足零件的加工要求。3)辅助工序 在半精加工后,安排去毛刺、清洗和终检工序。综上所述,该端盖工序的安排顺序为:热处理基准加工粗加工精加工。(六)变速器的组装 1 变速器总成的分解:(1) 把变速器放在修理台或修理架上,放出变速器机油;(2) 将变速器后盖拆下,取出调整垫片和密封圈;(3) 小心的将第 3 、 4 档换档滑杆向第 3 档方向拉至小的档块取出,将换档杆重新推至空挡位置(注意:换档滑杆不能拉出太远,否则同步器内的档块会弹出来,换档滑杆不能回到空挡位置); (4) 倒档和一档齿轮同时啮合,锁住轴,旋下主动锥齿轮螺母;(5) 用工具顶住输入轴的中心,取下输入轴的挡圈和垫片;(6) 用拉器拉出输入轴的向心轴承;(7) 若没有专用工具,先旋出壳体和后盖的连接螺栓,用塑料锤(或木锤)敲击输入轴的前端和后壳体,直至后盖和后壳体结合处出现松动;(8) 变速器壳体固定在台钳上,钳口应有较软的金属保持垫片,以防夹坏机件;(9) 取出第三、四换档拨叉的夹紧套筒,将第三、四换档杆往回拉,直至可以将第三、四换档杆拨叉取出为止;(10) 将换档拨叉重新放在空挡位置,取出输入轴;(11) 压出倒档齿轮轴,并取出倒档齿轮;(12) 用小冲头冲出一、二档换档拨块上的弹性销,并取出弹性夹片;(13) 用工具拉出输出轴总成(注意:在拉出输出轴总成的同时,应注意一、二档拨叉轴的间隙,以防卡住)。 2 变速器输入轴总成的分解与组装:(1) 输入轴总成的分解。拆下挡圈,取下四档齿轮,用压床压出三、四档同步器齿毂;(2) 输入轴总成的组装:1) 组装好三档齿轮和轴承,压入三、四档齿毂齿套,齿毂内花键的倒角朝向三档齿轮的方向;2) 压入一、二档齿毂齿套,齿毂和齿套安装时,槽应对着一档齿轮;3) 安装滑块弹簧时,其开口错开 120 o,弹簧弯曲端须固定在滑块内。3 变速器输出轴总成的分解与组装:(1) 输出轴总成的分解。先压出一档齿轮和轴承,压出二档齿轮和同步器总成,压出三档齿轮和四档齿轮(注意:压出前应拆下各轴向挡圈)(2) 输出轴总成的组装:1) 压入四档齿轮时,齿轮的凸肩应朝向轴承;2) 四档齿轮的挡圈与挡圈槽的间隙应尽量小些,可通过选择厚度合适的挡圈来达到。 3) 将三档齿轮通过加热板加热至 120 o后压入,凸肩朝向四档齿轮; 4) 同步器的组装。一档同步环有三个位置缺齿,这种同步环只能用于一档,更换时,也可以使用不缺齿的,备件号为 014311295D 。组装一、二档同步器时,齿毂上有槽的一面朝向一档,即朝向齿套拨叉环这一侧;5) 将一、二档同步器总成压入到轴上,齿毂有槽的一面朝向一档齿轮(即朝后)。然后再装入一档齿轮中的滚针轴承,套上一档齿轮后,最后压入双列滚锥轴承;6) 如果要更换输出轴前后轴承,那么应从变速器前后壳体中分别压出和压入轴承外座圈,应当平整的压入。4 变速器的装配:(1) 变速器变速传动机构的组装(组装时按分解的逆顺序进行): 1) 压入输出轴总成。压入输出轴总成时,要将换档杆与第一、二档换档拨叉和输出轴总成一起装入后壳体,然后再压入后轴承。压入时,请注意第一、二档换档滑杆的活动间隙,必要时,轻轻敲击以免卡住;2) 安装一、二档拨块,压入弹性销,安装倒档齿轮,压入轴;3) 安装输入轴时,要拉回三、四档拨叉能够装入滑动齿套为止,同时应位于空挡位置,并用弹性销固定好拨叉;4) 放好新的密封环,将输入轴和输出轴及后壳体一起与壳体用 M8 45 的螺栓来连接。紧固力矩为 25Nm ; 5) 使用支撑桥将输入轴支撑住; 6) 压入输入轴的向心轴承或组合式轴承。向心轴承保持架密封面对着后壳体,而组合式轴承的滚柱对者后壳体; 7) 安装上三、四档拨叉轴上的小止动块,拧紧输出轴螺母力矩为 100Nm 。将换档叉轴置于空档位置(注意:变速器不能拉出太远,否则同步器内的止动块可能弹出来。变速滑杆可能不能再压回到空档位置。这种情况下须重新拆卸变速器,将三个锁块压到同步器齿套内并推入滑动套筒); 8) 安装差速器。 (2) 变速器后盖的安装: 5变速器各零件的检测 锁环式同步器的检测检测输入、输出轴的弯曲度。检测齿轮和轴间间隙。 6、注意事项: (1严格拆装程序并注意操作安全; (2)注意各零件、部件的清洗和润滑;(3)分解变速器时不能用手锤直接敲击零件,必须采用铜棒或硬木垫进行敲击。 6、 实习的岗位 变速器的装配。通过车间的设备把变速器的轴承、零件、箱体组合在一起,并对组装好的机器进行调试。七、实习总结 首先,我要感谢学校和企业给予了我们这次珍贵的实习机会,让我可以将我学的所有知识用于实际的工作之中,并且令我在实习的过程中体味到了书本和现实工作的差距的差距,更让我学到了好多书本中所接触不到的东西,对我今后的工作具有很大的指导意义。 通过这段时间的实习使我懂得了所学的知识必须于实际相结合。在这次实习中通过亲自动手发现问题解决问题,使我学到很多书本上学不到的东西,多多少少的使我加深了对课本知识的了解。这次安装实习不仅把理论和实践紧密的结合起来,而且还加深了对变速器组成、结构、部件的工作原理的了解,也初步掌握了变速器安装的基本要求和一般的工艺线路,同时也加深了我对工具的使用和了解。在实习期间,自己的动手能力得到了很大的提高,由于平时是难得有自己动手的机会,因此这方面的动手能力差,这次实习正好锻炼了我的这个能力,提高自己的动手能力。虽然在实习中经常遇到很多棘手的问题,但是通过师傅的讲解和帮忙这些问题都得到了解决。变速器安装实习中我每天都有很大收获。首先,对减速器有了整体的而且是比较深刻的认识。以前在机械制造基础和工程力学所说的零件只知道它大概的用途,不知道它是什么样的、在什么位置,但是在这次实习中像这样的问题都得到了解决!比如说:什么零件在什么位置、应用什么样的工具去安装、以及安装时的顺序。其次是对减速器的工作原理及内部构造有了深刻的认识。使自己的理论知识紧密的和课本的知识连接起来。在安装过程中使我懂得了团队合作的重要性。安装工作不是一个人的事情,也是一个人无法完成的,通过与他人的合作可以取长补短使自己学的更多的知识得到巩固和提高,并且使工作变的事半功倍。团队精神,互帮互助,这是保证自己成功的最重要的因素之一。最后,我要衷心的感谢我的我的老师、现场工程技术人员的悉心指导,正是有了您们的支持才让我们在实践中勇于知难而上,也是您们的教育让我们在看问题的时候能够科学合理的进行分析继而找到症结所在。
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