摘要
汽车变速器是汽车总成部件中的重要组成部分，是主要的传动系统。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等都有直接影响。
本次设计主要是依据哈飞HFJ6351B的有关参数，通过变速器各部分参数的选择和计算，设计出一种基本符合要求的手动变速器。研究的基本内容为：变速器传动机构布置方案，变速器各挡传动比的分配，变速器齿轮参数选择，变速器各挡齿轮齿数分配，变速器齿轮设计计算，变速器轴和轴承的设计计算，同步器和操纵机构及箱体的设计，利用Auto CAD软件绘制装配图和零件图等八项内容。在设计过程中主要需解决的问题有：变速器各参数的确定，变速器齿轮的设计、计算及校核，变速器轴的设计、计算及校核和轴承的校核计算，同步器和操纵机构及箱体的设计以及绘制装配图及零件图五大主要问题。
关键词：变速器；传动比；参数；设计计算
Abstract
Automotive transmission parts in the automobile assembly of an important part of the main drive system. Transmission of the power structure of the vehicle, economy , manipulation of the reliability and portability, the smooth drive and have a direct impact on efficiency.
The design is mainly based on the relevant parameters Hafei HFJ6351B through the transmission parameters of the various parts of the selection and terms designed to meet the requirements of a basic manual transmission. Research on the basic content for: transmission transmission layout program block transmission of the transmission ratio of the distribution, transmission gear selection parameters, transmission gear unit of the block distribution, design and calculation of transmission gear, transmission shaft and bearing design, the synchronization and manipulation of body and tank design, the use of Auto CAD software draw assembly drawings and parts of eight elements, such as Fig. During the design process, the main issues to be addressed are: the determination of parameters of transmission, gear transmission design, calculation and checking, transmission shaft of the design, calculation and check calculation and design of bearings, synchronization and manipulation of bodies and body the design and assembly drawings and parts mapping the top five major problems Fig.
Key words:Transmission；Transmission Ratio；Parameters；Design and Calculation
目录
摘要......................................................................................................................... I Abstract................................................................................................................ II
第1章绪论 (1)
1.1 汽车变速器概述 (1)
1.2 汽车变速器设计的目的和意义 (2)
1.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势 (2)
1.3.1 变速器国内外的现状 (2)
1.3.2 汽车变速器的发展趋势 (3)
1.4 手动变速器的特点和设计要求及内容 (4)
1.4.1 手动变速器的特点 (4)
1.4.2 手动变速器的设计要求 (5)
1.4.3 设计的主要内容 (6)
第2章变速器传动机构布置方案确定 (7)
2.1 设计所依据的主要技术参数 (7)
2.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择 (7)
2.2.1 两轴式变速器的特点分析 (8)
2.2.2 中间轴式变速器特点分析 (9)
2.2.3 倒挡布置方案分析 (10)
2.2.4 传动机构布置的其他问题 (11)
2.3 零部件结构方案分析 (12)
2.3.1 齿轮形式 (12)
2.3.2换挡机构形式 (12)
2.3.3 防止自动脱挡的结构 (13)
2.3.4 变速器轴承 (14)
2.4 本设计所采用的传动机构布置方案 (14)
2.5 本章小结 (16)
第3章变速器主要参数的选择和齿数分配 (17)
3.1 变速器各挡传动比的确定 (17)
3.1.1 变速器最低挡传动比的确定 (17)
3.1.2 变速器其他各挡传动比的确定 (18)
3.2 中心距的确定 (19)
3.3 变速器外形尺寸的初选 (19)
3.4 变速器齿轮参数的选择 (20)
3.4.1 模数 (20)
3.4.2 齿形、压力角及螺旋角 (20)
3.4.3 齿宽 (21)
3.4.4 齿顶高系数 (22)
3.5 变速器各挡齿轮齿数的分配 (22)
3.5.1 确定一挡齿轮的齿数 (22)
3.5.2 对中心距进行修正 (24)
3.5.3 确定常啮合齿轮的齿数 (24)
3.5.4 确定其他各挡齿轮的齿数 (26)
3.6 本章小结 (29)
第4章变速器齿轮的设计计算 (30)
4.1 变速器齿轮的几何尺寸计算 (30)
4.2 计算变速器各轴的扭矩和转速 (31)
4.3 齿轮的强度计算和材料选择 (32)
4.3.1 齿轮损坏的原因和形式 (32)
4.3.2 齿轮的材料选择 (33)
4.3.3 齿轮的强度计算 (34)
4.4 本章小结 (46)
第5章变速器轴和轴承的设计计算 (47)
5.1 初选变速器轴的轴径和轴长 (47)
5.2 轴的结构设计 (48)
5.3 变速器轴的强度计算 (48)
5.3.1 齿轮和轴上的受力计算 (48)
5.3.2 轴的强度计算 (50)
5.3.3 轴的刚度计算 (55)
5.4 变速器轴承的选择和校核 (59)
5.4.1 第一轴轴承的选择和校核 (59)
5.4.2 第二轴轴承的选择和校核 (60)
5.4.3 中间轴轴承的选择和校核 (61)
5.5 本章小结 (61)
第6章同步器和操纵机构的设计选用 (62)
6.1 同步器的设计选用 (62)
6.1.1 锁环式同步器 (63)
6.1.2 锁销式同步器 (64)
6.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (65)
6.1.4 同步器主要参数的确定 (66)
6.2 变速器操纵机构的设计选用 (68)
6.2.1 变速器操纵机构的分类 (68)
6.2.2 变速器常用操纵机构分析 (70)
6.3 变速器箱体的设计 (71)
6.4 本章小结 (72)
结论 (73)
致谢 (74)
参考文献 (75)
CONTENTS Abstract.................................................................................................................. I
Chapter 1 Introduction (1)
1.1 Overview of automotive transmission (1)
1.2 The purpose and significance of the automotive transmission design (2)
1.3 Automotive transmission domestic and foreign situation and
development trend (2)
1.3.1 The status of the transmission at home and abroad (2)
1.3.2 The development trend of automobile transmission (3)
1.4 Manual transmission characteristics and design requirements and
content (4)
1.4.1 Manual transmission characteristic (4)
1.4.2 The design requirements of the manual transmission (5)
1.4.3 The main content of the design (6)
Chapter 2 Transmission transmission layout program to determine (7)
2.1 The main technical parameters of the design is based on (7)
2.2 Transmission transmission structure and form of selection (7)
2.2.1 Analysis of characteristics of two-axis transmission (8)
2.2.2 Intermediate shaft transmission characteristics of (9)
2.2.3 Reverse gear layout program analysis (10)
2.2.4 Transmission layout other issues (11)
2.3 Parts structure program analysis (12)
2.3.1 Gear in the form (12)
2.3.2Shift institutional forms (12)
2.3.3 To prevent the automatic de-block structure (13)
2.3.4 Transmission bearings (14)
2.4 This design transmission layout used in program (14)
2.5 Chapter summary (16)
Chapter 3 Choice and number of teeth allocation of transmission
parameters (17)
3.1 Each block of the transmission gear ratio to determins (17)
3.1.1 The minimum transmission gear transmission ratio (17)
3.1.2 The other block transmission of the transmission ratio (18)
3.2 The determination of center distane (19)
3.3 Transmission dimensions of primaries (19)
3.4 Transmission gear selection of parameters (20)
3.4.1 Modulus (20)
3.4.2 Tooth pressure angle and helix angle (20)
3.4.3 Tooth width (21)
3.4.4 Tooth top of the high coefficient (22)
3.5 Transmission of each block the distribution of the gear teeth (22)
3.5.1 Determine the number of teeth of first gear (22)
3.5.2 Corrected to the center distance (24)
3.5.3 To determine the constant mesh gear teeth (24)
3.5.4 To determine the gear number of teeth (26)
3.6 Chapter summary (29)
Chapter 4 The design of the tranmision gear (30)
4.1 The geometry of the transmission gear (30)
4.2 Calculate the transmission of torque and rotational speed of each axis 31
4.3 Gear strength calculations and material selection (32)
4.3.1 The caues and forms of gear damage (32)
4.3.2 Material selection of the gear (33)
4.3.3 Strength calculation of gears (34)
4.4 Chapter summary (46)
Chapter 5 Transmission shaft and bearing design calculations (47)
5.1 Primary transmission axis of the shaft diameter and axial length (47)
5.2 The structural design of the shaft (48)
5.3 The strength of the transmission axis (48)
5.3.1 Gear and the shaft of the force calculation (48)
5.3.2 Axis intensity calculate (50)
5.3.3 Shaft stiffness calculate (55)
5.4 Selection and verification of the transmission bearing (59)
5.4.1 Selection and verification of the first shaft bearing (59)
5.4.2 Selection and verification of the second shaft bearing (60)
5.4.3 Selection and verification of the intermediate shaft bearings (61)
5.5 Chapter summary (61)
Chapter 6 Synchronizer and the selection of the design of the control
mechanism (62)
6.1 Selection with the design of synchronizer (62)
6.1.1 Lock ring synchronizer (63)
6.1.2 Latch synchronizer (64)
6.1.3 Lock ring synchronizer determine the size of (65)
6.1.4 The main parameters of the synchronizer (66)
6.2 Design uses transmission control mechanism (68)
6.2.1 Classification of transmission control agencies (68)
6.2.2 Analysis of transmission commonly used control mechanism (70)
6.3 The design of the transmission box (71)
6.4 Chapter summary (72)
Conclusion (73)
Thanks (74)
References (75)
第1章绪论
1.1 汽车变速器概述
变速器用于转变发动机曲轴的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下，对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩、转速的必要性在于内燃机转矩-转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性[1]。
变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒挡使汽车能倒退行驶；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和传动系分离。
变速器按其传动比的改变方式可分为有级、无级和综合式的。有级变速器按其前进挡的挡位数分为三、四、五挡和多挡的；而按其轴中心线的位置又可分为固定轴线式、旋转轴线式和综合式的。固定轴式变速器又分为两轴式、三轴式和多轴式的。变速器按其操纵方式又可分为自动式、半自动式、预选式、指令式、直接操纵式和远距离操纵式[2]。
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等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳挡、乱挡、自动脱挡和误挂倒挡；采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，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。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双、中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换挡机构等新结构也相继问世。
变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第一、二轴轴承等。
变速器都装有单向的通气阀以防壳内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底放油塞多放置磁铁以吸附油内铁屑。
1.2 汽车变速器设计的目的和意义
现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，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，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在最有利的工况范围下工作；在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。变速器设计的目的就是为了满足上述的要求，使汽车在特定的工况下稳定的工作。
变速器除了要能满足一定的使用要求外，还要保证使其和汽车能有很好的匹配性，可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命、降低能源消耗、减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。
1.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势
1.3.1 变速器国内外的现状
早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传动形式是很简单的。1892年法国制造出第一辆带有变速器的汽车。1921年英国人赫伯特·福鲁特采用耐用的摩擦材料进一步完善了变速器的性能。现代汽车变速器是1894年由法国人路易斯·雷纳·本哈特和艾米尔·拉瓦索尔推广使用的。目前为止，变速器经历了几个发展阶段，主要为：
1．手动变速器
手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内的不同的齿轮副工作。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的[3]。手动变速器的换挡操
作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、故障率相对较低、价廉物美。
2．自动变速器
自动变速器是根据车速和负荷(油门踏板的行程)来进行双参数控制，挡位根据上面的两个参数来自动升降。自动变速器与手动变速器的共同点，就是二者都属于有级式变速器，只不过自动变速器可以根据车速的快慢来自动实现换挡，可以消除手动变速器―顿挫‖的换挡感觉。
自动变速器是由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵机构组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。
3．无级变速器
无级变速器又称为连续变速式无级变速器。这种变速器与一般齿轮式自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主动轮、从动轮和传动带来实现速比的无级变化[4]。
4．无限变速式机械无级变速器(IVT)
无限变速式机械无级变速器与其它自动变速器的差别之一是不使用变矩器。变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只有80%。IVT由于不使用变矩器，与其它变矩器比较，IVT具有效率高、不易打滑、油耗低、不需要工艺复杂造价高昂的金属传送带、结构简单、成本低等一系列优点，加上传递扭矩大，长时间使用也不会过度发热，不但使用于轿车，也使用于越野车，是一种新型变速器。
1.3.2 汽车变速器的发展趋势
回顾汽车变速器的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的一个重要依据。现代汽车变速器的发展趋势，是向着可调自动变速器或无级变速器的方向发展。
自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速。理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的、无挡比的切换变速比，是变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。
现代无级变速器传动效率提高，变速反应快、油耗低。随着电子技术的
发展，变速器的自动控制进一步完善，在各种使用工况下能实现发动机与传动系的最佳匹配，控制更加精确、有效，性能价格比大大提高。无级变速器装有自动控制装置，行车中可以根据车速自动调整挡位，无需人工操作，省去了换挡及踩踏离合器踏板的操作。其不足之处在于价格昂贵、维修费用很高，而且使用起来比手动挡车费油，尤其是低速行驶或堵车中走走停停时，更会增大油耗[5]。
当今世界各大汽车公司对无级变速器的研究都十分活跃。不久的将来，随着电子控制技术的进一步完善，电子控制式的无级变速器可望得到广泛的发展和应用。
1.4 手动变速器的特点和设计要求及内容
1.4.1 手动变速器的特点
手动变速器的挡数通常在6挡以下，当挡数超过6挡时，可以在6挡以下的主变速器的基础上，再行配置副变速器，通过两者的组合获得多挡变速器。
近年来，为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前，乘用车一般采用4-5个挡位的变速器。发动机排量大的乘用车多用5个挡。商用车变速器采用4-5个挡或多挡。载质量在2.0-3.5t的货车采用五挡变速器，载质量在4.0-8.0t的货车采用六挡变速器。多挡变速器多用于总质量大些的货车和越野车上[6]。
某些汽车的变速器，设置有用在良好的路面上轻载或空车驾驶的场合的超速挡，超速挡的传动比小于1。采用超速挡，可以提高汽车的燃油经济性。但是如果发动机功率不高，则超速挡使用频率很低，节油效果不显著，甚至影响汽车的动力性。
从传动机构布置上来说，目前，两轴式和三轴式变速器都得到了广泛的应用。其中，两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。三轴式变速器的第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各挡齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递转矩则称为
直接挡。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也仅传递转矩。因此，直接挡的传动效率高，磨损及噪声也最小，因为直接挡的利用率要高于其它挡位，因此提高了变速器的使用寿命；在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴、中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴和第二轴之间的距离（中心距）不大的情况下，一挡仍有较大的传动比；挡位高的齿轮采用长啮合齿轮传动，挡位低的齿轮可以采用或不采用长啮合齿轮传动；多数传动方案中除一挡以外的其它挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。
手动变速器的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮比直齿圆柱齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍微复杂且在工作时有轴向力。因此，在变速器中，除低挡及倒挡齿轮外，直齿圆柱齿轮已被斜齿圆柱齿轮所取代。当然，常啮合齿轮副的增多将导致旋转部分总惯性力矩的增大。
1.4.2 手动变速器的设计要求
1. 正确选择变速器的挡位数和传动比，使其和发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性和经济性；
2. 设置空挡以保证汽车在必要时能将发动机和传动系长时间分离，设置倒挡使汽车能倒退行驶；
3. 操纵简单、方便、迅速、省力；
4. 传动效率高，工作平稳、无噪声；
5. 体积小、质量轻、承载能力强，工作可靠；
6. 制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长；
7. 贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定；
8. 需要时应设置动力输出装置。
1.4.3 设计的主要内容
本次设计主要是依据哈飞HFJ6351B的有关参数，通过变速器各部分参数的选择和计算，设计出一种基本符合要求的手动变速器。本文主要完成下面一些主要工作：
1. 参数计算。包括变速器传动比计算、中心距计算、齿轮参数计算、各挡齿轮齿数的分配；
2. 变速器齿轮设计计算。变速器齿轮几何尺寸计算；变速器齿轮的强度计算及材料选择；计算各轴的扭矩和转速；齿轮强度计算及检验；
3. 变速器轴设计计算。包括各轴直径及长度计算、轴的结构设计、轴的强度计算、轴的加工工艺分析；
4. 变速器轴承的选择及校核；
5. 同步器的设计选用和参数选择；
6. 变速器操纵机构的设计选用；
7. 变速器箱体的设计。
第2章变速器传动机构布置方案确定
2.1 设计所依据的主要技术参数
本设计是根据松花江中意HFJ6351B的技术参数来设计一种轻型货汽车变速器，其具体参数如表2-1。
2.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择
有级变速器与无级的相比，其结构简单、造价低廉，具有高的传动效率（η=0.96～0.98），因此在各种类型的汽车上均得到了广泛的应用。
通常，有级变速器具有三个、四个、五个前进挡；重型载货汽车和重型越野车则采用多挡变速器，其前进挡位数多大6～16个甚至20个。变速器挡位的增多可提高发动机的功率利用率、汽车的燃料经济性和平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但挡位数的增多也使变速器的尺寸及质量增大，结构复杂，制造成本提高，操纵也复杂。
某些轿车和货车的变速器，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1（约为0.7～0.8）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1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。
2.2.1 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6%～10%。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2-1a～c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一体；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2-1c中的倒挡齿轮为常啮合齿轮，并用同步器换挡；图2-1a所示方案的变速器有辅助支承，用来提高轴的刚度。
图2-1 两轴式变速器传动方案
2.2.2 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。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机的飞轮上，第一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2-2所示为中间轴式变速器的传动方案，其中(a)～(b)为中间轴式五挡变速器，(c)～(d)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：变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体。绝大多数方案的第二轴前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，且保证两轴轴线在同一直线上，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一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达到90%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
图2-2 中间轴式变速器传动方案
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一轴、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，一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一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，少数结构的一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。同一变速器中，有的挡位用同步器换挡，有的挡位用啮合套换挡，那么一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡
2.2.3 倒挡布置方案分析
如图2-3所示为常见的倒挡布置方案。图2-3(b)方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮，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2-3(c)方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图2-3(d)方案对2-3(c)的缺点做了修改。图2-3(e)所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-3(f)的方案适用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2-3(g)所示方案；其缺点是一、倒挡各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。
变速器的一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一挡与倒挡，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一挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支
图2-3 倒挡布置方案
承处，然后再布置倒挡。
为防止意外挂入倒挡，一般在挂倒挡时设有一个挂倒挡时需克服弹簧所产生的力，用来提醒驾驶员注意。
2.2.4 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[7]。
某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1的超速挡，能够更充分的利用发动机的功率，使汽车行驶1Km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[8]。
2.3 零部件结构方案分析
2.3.1 齿轮形式
变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。
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。
2.3.2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，但除一挡、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某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
前言 汽车的诞生，车的发展，在历史的长河中给我们留下了点点滴滴。汽车自上个世纪末诞生以来，已经走过了风风雨雨的一百多年。从卡尔.本茨造出的第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，竟然诞生了从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！同时，汽车工业也造就了多位巨人，他们一手创建了通用、福特、丰田、本田这样一些在各国经济中举足轻重的著名公司。这篇资写着许多有趣的故事，在中国已经成为世界五大汽车强国之际，让我们一起来回望汽车的发展历史，体会汽车给我们带来的种种欢乐与梦想…… 中国汽车工业发展进入新阶段中国汽车工业发展我认为大致可以分成三个阶段：第一个阶段：中国汽车工业1953诞生到1978年改革开放前。初步奠定了汽车工业发展的基础。汽车产品从无到有。第二个阶段，1978年到20世纪末。中国汽车工业获得了长足的发展，形成了完整的汽车工业体系。从载重汽车到轿车，开始全面发展。这一阶段是我国汽车工业由计划经济体制向市场经济体制转变的转型期。这一时期的特点是：商用汽车发展迅速，商用汽车产品系列逐步完整，生产能力逐步提高。具有了一定的自主开发能力。重型汽车、轻型汽车的不足得到改变。轿车生产奠定了基本格局和基础。我国汽车工业生产体系进一步得到完善。随着市场经济体制的建立，政府经济管理体制的改革，企业自主发展、自主经营，大企业集团对汽车工业发展的影响越来越大。汽车工业企业逐步摆脱了计划经济体制下存在的严重的行政管理的束缚。政府通过产业政策对汽车工业进行宏观管理。通过引进技术、合资经营，使中国汽车工业产品水平有了较大提高。摸索了对外合作、合资的经验。第三个阶段，进入21世纪以后。中国汽车工业在中国加入WTO后，进入了一个市场规模、生产规模迅速扩大；全面融入世界汽车工业体。 变速器作为汽车的一个重要组成部分，是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下
汽车变速器设计 ----------外文翻译 我们知道，汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态，此时发出的功率比较大，燃油经济性也比较好。因此，我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是，汽车在使用的时候需要有不同的速度，这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。 汽车变速器的作用用一句话概括，就叫做变速变扭，即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭，而增速又要减扭呢？设发动机输出的功率不变，功率可以表示为 N = w T，其中w是转动的角速度，T是扭距。当N固定的时候，w与T是成反比的。所以增速必减扭，减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理，分成各个档位对应不同的传动比，以适应不同的运行状况。 一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴，又称三轴式，另外还有倒档轴。三轴式是变速器的主体结构，输入轴的转速也就是发动机的转速，输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比，也就有了不同的转速。例如郑州日产ZN6481W2G型SUV车手动变速器，它的传动比分别是：1档3.704:１；2档2.202:1；3档1.414:1；4档1:1；5档（超速档）0.802:1。 当汽车启动司机选择1档时，拨叉将1/2档同步器向后接合1档齿轮并将它锁定输出轴上，动力经输入轴、中间轴和输出轴上的1档齿轮，1档齿轮带动输出轴，输出轴将动力传递到传动轴上（红色箭头）。典型1档变速齿轮传动比是3:1,也就是说输入轴转3圈，输出轴转1圈。 当汽车增速司机选择2档时，拨叉将1/2档同步器与1档分离后接合2档齿轮并锁定输出轴上，动力传递路线相似，所不同的是输出轴上的1档齿轮换成2档齿轮带动输出轴。典型2档变速齿轮传动比是2.2:1，输入轴转2.2圈，输出轴转1圈，比1档转速增加，扭矩降低。
论文（设计）题目：汽车自动变速器新技术的发展趋势 摘要 液力传动于20世纪初发明于欧洲，最初用于船舶制造工业，在第一次世界大战后，便开始应用于陆用车辆。起先，液力传动主要应用于公共汽车，到第二次世界大战期间，又应用在许多军用汽车和专用汽车上。 起初液力传动直接采用船用变矩器。随后美国GM汽车公司采用这种变矩器用于内燃机车，此后，美国开始了ef研制工作，液力传动的研究中心从欧洲移到厂美国，并在美国得到筒反大的发展。作为最初批量生产的液力自动变速器是1938年推出的，它将行星齿轮式变速器与液力偶合器组合．用液压力进行自动变速，是现在自动变速器的原型。1950年期间，汽车液力传动进入一个新阶段，出现了可根据车速和加速踏板位置进行自动换档的自动变速器，此时液力自动变速器已基本定型，近40年自动变速器得到了空前的发展，装有自动变速器的车辆己越来越多，特别是高级轿车基本全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看，自动变速器是采用简单的液力传动与多档机械自动变速器组合，在控制方式上，由于动—半自动—全自动—电子操纵控制系统，并向智能化方向发展，自动变速器的档位数从二速—三速—四速，五速自动变速器也即将出现，问时利用各种方法，扩大与改善液力传动的自动调节性能范围，以实现简化操纵的目的。 关键词：液力传动，变矩器，液力偶合器，行星齿轮式变速器
Abstract Hydraulic transmission in the early 20th century, invented in Europe, initially for the shipbuilding industry after World War I, they began to be used for land use vehicles. At first, the hydraulic transmission is mainly used in the bus, during the Second World War, also used in many military vehicles and special vehicles. At first, direct use of marine hydraulic torque converter transmission. GM U.S. auto companies then use this converter for diesel, then, ef the United States began development work, hydraulic transmission plant research center to move from Europe to the United States, and in the United States against big development by tube. As the first mass-produced hydraulic automatic transmission is introduced in 1938, it will planetary gear transmission combined with fluid couplings. Fluid pressure with automatic transmission, automatic transmission is now the prototype. During 1950, cars entering a new phase of hydraulic transmission, there may be under the accelerator pedal position and vehicle speed automatic transmission automatic transmission, automatic transmission fluid at this time have been in shape, automatic transmission, nearly 40 years has been unprecedented development , equipped with automatic transmission has been more and more vehicles, especially all the basic equipment limousine automatic transmission power control. From the development trend point of view, automatic transmission is the use of a simple hydraulic transmission and multi-file combination of mechanical automatic transmission, the control, due to moving - Semi - Automatic - Electronic Steering Control System, to the intelligent direction, automatic transmission the number of stalls from the two-speed - three-speed - four speed, five-speed automatic transmission is also about to appear, asked when the use of various methods to expand and improve the performance of hydraulic transmission range of the automatic adjustment in order to achieve the purpose of simplifying manipulation. Key words:hydraulic transmission, torque converter, fluid coupling, planetary gear transmission
电动汽车自动变速器设计研究 时间:2011-04-30 14:39来源:南昌大学机电工程学院作者:黄菊花等点击: 次 本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点，结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点，提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车。 0引言 电动汽车以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺问题；电动汽车牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量而使续驶里程减少，又提高了对牵引电机的要求。电动汽车牵引电机既要在恒转矩区提供较高瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡和加速等整车性能要求。为使电动汽车发挥其优越性，并降低电动汽车对动力电池和牵引电机要求，电动汽车传动系统应多挡化。 手动变速器换挡操纵复杂以及换挡过程中需要切断动力源影响电动汽车的驾驶性能和舒适性。自动变速是车辆变速发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高整车的安全性、舒适性等性能。基于平行轴式手动变速器的双离合器自动变速器，不仅继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、价格便宜等许多优点；同时还解决了换挡动力中断问题，也保留了液力自动变速器、无级自动变速器等换档品质好的优点。因此电动汽车采用两挡双离合器自动变速器具有更好的整车性能。 1电动汽车自动变速器结构原理 1.1系统结构原理图 图1 所示为两挡双离合器自动变速器系统结构原理图，它以变速器电控单元为中心，接收制动踏板、选择开关、加速踏板等传感器获知的信号，同时可以利用CAN 总线技术接收来自整车控制器的信号，如车速、电机转速等信号。变速器电控单元采集当前路况信息，通过一定的换挡规律发出信号指令，控制离合器执行机构操纵离合器的分离与结合等动作。
史上最全面的自动档汽车驾驶教程（初级、中级篇） 仅以此贴献给论坛中开手动挡的兄弟姐妹们，因为大家很可能下一辆车就会换成自动挡，提前学习有备无患！ 自动档车的开法 首先，自动档一般都有P，R，N，D，3，2，1这些档位。并请牢记：P，停车档 R，倒车档 N，空档 D，行车档 3，2，1指强制把变速器限制在某一档以下，比如3就是把变速器强制限制在3档以下。 好了，记住这些，很重要的。如果你知道停车，倒车，行驶，中性这些词英文怎么说，相信比较容易记住那些档位的符号。 自动档车的开法之初级： 首先，推不动档位杆时千万别用力，99％以上的可能是你做错了什么。比如，SO车的杆下面有一拉杆，拉上它才能从P档拉出或推入P档。在Polo上，是拇指位置的按钮，需要按下。千万注意，设这机关是为了防止误操作什么行驶中推入R档或P档这些万分危险的动作！
1. 停车时必须挂P档并拉手刹。这里停车是指较长时间停放，人可能 离开车辆。 2. 发动机只有在P和N两个档位可以点火。而且，因为第一点，停车 后重新启动时，必定在P档。一般发动机点火前也无法挂其他档。 正确的点火动作： 2.1. 把钥匙转1（或2）格；仪表盘上许多灯亮，此时车内的电脑开始自检（相当于PC的启动），同时，油泵开始工作。几秒钟以后，各灯 熄灭。根据车的不同，有的灯点火以后才会熄灭。 2.2. 踩下刹车，点火。 2.3. 等发动机怠速下降到正常转速，水温表指针开始动以后，踩下刹车，挂D档，松手刹。 2.4. 松刹车，走。 上面点火过程同样适用于手动档的车，只是手动档的车必须踩离合点火。如果你认为环保或热车烧掉的一点点汽油比发动机寿命更重要，请跳过热车这一步。 3. 和电脑游戏一样，踩油门加速，踩刹车减速。 4. 遇见红灯或其他原因需要短时间停一停，踩刹车保持车静止。松刹 车起步。 5. 长时间停车，比如在铁路道口等火车通过，或者清楚地知道这个红 灯时间很长；见第1点。
4.3 汽车变速箱设计理论与方法 现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。而且一般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。因此就出现了车用变速箱和主减速器。它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。 另外，现代汽车的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。往往要受到如载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。在条件良好的平直
路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。变速箱的多档位选择就能满足这些需求。此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不一样的。驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一档位，来减少燃油的消耗。在某些情况下，汽车还需要能倒向行驶。发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒档齿轮来实现。在车辆中途暂停行驶或 变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进档数的不同，变速箱有三、四、五和多档几种。根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。 4.3.1 两轴式和三轴式变速箱： 现代汽车大多数都采用三轴式变速箱，而发动机前置前轮驱动的轿车，若变速箱传动比小，则常采用两轴式变速箱。在设计时，究竟采用哪一种方案，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下四个方面： 1.结构工艺性：
汽车变速器设计 机械式手动变速器对比于自动变速器，其结构简单，体积小，造价成本低，方便装配和维修，传动效率高等优点，在今天依旧很受青睐。变速器的设计对汽车动力性，燃料经济性，换挡操纵的可靠和轻便性，传输的平稳与效率等有着直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是加大其传输功率与重量比，并有着更加良好的性能和更小的装配空间。本设计是以一汽大众捷达变速器的数据为基础，在已有的发动机输出转矩，转速及最高车速，最大爬坡度等条件下，主要对变速器的齿轮结构参数以及轴的结构尺寸等进行设计计算，并对其传动方案和结构形式进行设计，同时对操纵机构和同步器进行设计，提高汽车的整体性能和燃油经济性。 1 绪论 1.1 选题的目的和意义 变速机构是除了发动机以外在汽车上的第二个重要机构，它的好坏会直接影响到车子的动力性和燃油经济性，其次，对于驾驶员来说，乘坐的舒适性也与汽车在换挡时的冲击量有关。车载人员的舒服与适应度和操作稳定度，很大一部分取决于变速器是否优良。 手动变速器在质量和参数上的改进会使汽车在燃油经济性和换挡平顺性方面有进一步的提高。 在轿车或货车部件的运行状态中，变速器主要有以下三个任务： 1.使其传动比率发生改变，包括传动时的转速和转矩，这样可以让汽车在耗油率较低的状态下运行。 2.在发动机输出转动力矩状态不发生变化情况中，让其可以倒退运行； 3.挂入空挡的状态下，汽车在不行驶的条件下保持发动机运转，且不进行动力传输，也可以挂入不同的档位，进行不同传动比的动力传输。 变换档位必须用手拨动拨叉完成，动力传递的比值发生变化，从而达到变速的目的。通俗来说，就是在驾驶过程中，我们踏下离合踏板时，才可拨得动变速杆。
技师专业论文 工种：汽车修理工 题目：汽车自动变速器工作原理的简要分析 姓名：刘金峰 身份证号：372501************ 等级：技师 准考证号：0811081500000002100 培训单位：山东省第二技术学院鉴定单位：山东省职业技能鉴定中心日期：2008 年11 月8 号
摘要 液力变矩器是一种能随汽车行驶阻力的不同而自动改变输出扭矩的无级变速器；行星齿轮辅助变速器由超速档行星齿轮机构和辛普森复合行星齿轮两部分组成；液压控制系统；电子控制系统；执行元件。 关键词：液力变矩器超速档行星齿轮机构辛普森复合行星齿轮执行元件
汽车自动变速器工作原理的简要分析 众所周知，由于车用发动机的扭矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件又要求汽车的车轮驱动力和车速能在相当大的范围内变化，所以，需在汽车的动力传动系统中设置变速器。 汽车变速器一般有两种形式，一种是普通的手动变速器，汽车驾驶员根据需要进行换挡操作，每次换挡操作都须操纵离合器。这对汽车驾驶员来说，无论在精神上，还是体力上，都是一个很大的负担；同时，对交通安全也是一个不利因素。另一种是自动变速器，它可根据车辆的行驶速度和驾驶员踩下加速踏板的程度，自动实现换挡而不需要离合器。 汽车自动变速器种类繁多，但是，其基本工作原理大致相同，基本结构差异也不大。现以我校汽车新技术车间的A340E型自动变速器为例来说明其结构原理：A340E型自动 变速器，是一4 挡电子控制自动变速器，主要由带锁止离合器的液力变矩器、超速挡行星齿轮机构、辛普森复合行星齿轮机构、液压控制系统和电子控制系统等组成。各部分的作用原理分述如下： 液力变矩器：它有一个工作腔，其中有三个叶片，即泵轮、涡轮和导轮。泵轮与发动机曲轴相联接，把输入的机械能转变为自动变速器油的能量，使油液的动量矩增加，其作用类似离心泵的叶轮，所以称其为泵轮。涡轮与自动变速器中的行星齿轮变速器输入轴相联接，将自动变速器油的能量转变为机械能输出，涡轮因其使油液的动量矩减小，作用类似于水涡轮，故被称为涡轮。导轮不转动时，变速器壳体的反作用扭矩通过它作用于自动变速器油，使油液的动量矩改变，换言之，导轮在液力变矩器中起导向作用，使自涡轮流出的油液改变方向后流向导轮，形成液体循环，所以称其为导轮。根据液力变矩器的工作特性可知，随着涡轮与泵轮之间的转速差增大或减小，液力变矩器所产生的增扭作用亦加强或削弱。例如，当汽车起步，上坡或遇到较大行驶阻力时，若发动机转速和负荷不变的话汽车行驶速度（也即液力变矩器的涡轮转速）将下降，造成泵轮与涡轮之间的转速差增大，转速比减小，液力变矩器因之产生较大的扭矩增大作用，结果使汽车的驱动轮获得较大的驱动力矩，保证汽车能克服阻力，继续行驶。反之当汽车所遇到的行驶阻力突然变小时，若发动机转速和负荷不变，则车速升高，使泵轮与涡轮之
变速器设计文献综述
变速器设计文献综述 摘要：车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性，是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况，介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等，还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题，并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词：变速器，科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物，是组成一辆汽车的必需品，而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化，而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要，而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外，也在实现越来越多的功能，例如实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递，在发动机能够怠速运转，汽车换档或需要停车时，中断向驱动轮的动力传递; 实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。由此可见，研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。
二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上，原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧，2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前，这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上，配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而，在自动变速器方面，由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异，导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距，即使向国外厂商寻求技术帮助，他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁，这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下，需要大量依赖进口。据统计，进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面，经过长时间的发展，设计原理和生产工艺等都较为成熟，技术难度也相对较低，因此我国通过引进国外先进技术，消化吸收并自主创新，能做到自主生产，基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是，未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主，发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验，更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来，我国变速器产业特别重视新产品的开发研制，无论是从人力物力的投入，还是资金的投入，都是非常巨大的。
技师专业论文 工种:汽车修理工 题目：汽车自动变速器的结构原理与故障诊断 姓名: 身份证号： 等级： 准考证号： 培训单位： 鉴定单位: 日期: ?摘要 液力变矩器是一种能随汽车行驶阻力的不同而自动改变输出扭矩的无级变速器；行星齿轮辅助变速器由超速档行星齿轮机构和辛普森复合行星齿轮两部分组成;液压控制
系统;电子控制系统；执行元件。 关键词:液力变矩器超速档行星齿轮机构辛普森复合行星齿轮执行元件?第一章汽车自动变速器工作原理的简要分析众所周知,由于车用发动机的扭矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件又要求汽车的车轮驱动力和车速能在相当大的范围内变化，所以,需在汽车的动力传动系统中设置变速器。 汽车变速器一般有两种形式，一种是普通的手动变速器，汽车驾驶员根据需要进行换挡操作,每次换挡操作都须操纵离合器。这对汽车驾驶员来说,无论在精神上,还是体力上,都是一个很大的负担;同时,对交通安全也是一个不利因素。另一种是自动变速器，它可根据车辆的行驶速度和驾驶员踩下加速踏板的程度,自动实现换挡而不需要离合器。 汽车自动变速器种类繁多,但是，其基本工作原理大致相同，基本结构差异也不大。现以我校汽车新技术车间的A3４0Ｅ型自动变速器为例来说明其结构原理：A３４0E型自动变速器,是一４挡电子控制自动变速器,主要由带锁止离合器的液力变矩器、超速挡行星齿轮机构、辛普森复合行星齿轮机构、液压控制系统和电子控制系统等组成。各部分的作用原理分述如下: 液力变矩器：它有一个工作腔,其中有三个叶片,即泵轮、涡轮和导轮。泵轮与发动机曲轴相联接,把输入的机械能转变为自动变速器油的能量,使油液的动量矩增加,其作用类似离心泵的叶轮,所以称其为泵轮。涡轮与自动变速器中的行星齿轮变速器输入轴相联接，将自动变速器油的能量转变为机械能输出,涡轮因其使油液的动量矩减小，作用类似于水涡轮，故被称为涡轮。导轮不转动时,变速器壳体的反作用扭矩通过它作用于自动变速器油，使油液的动量矩改变,换言之，导轮在液力变矩器中起导向作用,使自涡轮流出的油液改变方向后流向导轮，形成液体循环,所以称其为导轮。根据液力变矩器的工作特性可知，随着涡轮与泵轮之间的转速差增大或减小，液力变矩器所产生的增扭作用亦加强或削弱。例如,当汽车起步,上坡或遇到较大行驶阻力时,若发动机转速和负荷不变的话汽车行驶速度(也即液力变矩器的涡轮转速)将下降，造成泵轮与涡轮之间
汽车手动变速器设计 摘要 本设计的任务是设计一台用于轿车上的FR式的手动变速器。本设计采用中间轴式变速器，该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。 根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。 它功用是：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，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利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。 关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮
目录 第一章机械式变速器的概述及其方案的确定 (1) 第一节变速器的功用和要求 (1) 第二节变速器结构方案的确定 (1) 第三节变速器主要零件结构的方案分析 (1) 第二章变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (7) 第一节变速器主要参数的选择 (8) 第二节各档传动比及其齿轮齿数的确定 (10) 第三节齿轮变位系数的选择 (13) 第三章变速器齿轮的强度计算与材料的选择 (14) 第一节齿轮的损坏原因及形式 (14) 第二节齿轮的强度计算与校核 (14) 第四章变速器轴的强度计算与校核 (17) 第一节变速器轴的结构和尺寸 (17) 第二节轴的校核 (19) 第五章变速器同步器的设计 (22) 第六章变速器的操纵机构 (24) 参考文献 (25)
丰田车系自动变速器 一、丰田车系自动变速器的型号及结构特点： （一）、变速箱型号 在丰田汽车上，采用的自动变速箱形式较多，其型号主要有：A130L、A131(L)、A132(L)、A140E/L、A141E、 A142E、A240E/L、A241E/L/H、A340E/H/F、A341E、A342E、A540E/H、A541E、A650E、A750E/F、 A761E、A440F、A442F、U140E/F、U151E/F、U241E、A245E、A246E、U341E、U540E、U541E等。 丰田自动变速箱的型号与通用自动变速器的型号一样，都具有比较特定的含义，了解和掌握这些特定的含义，我们便可以先从型号上知道变速箱的一些特点，从而为我们后面的维修工作打下基础。下面以“A541E”为例，对丰田自动变速箱型号的含义进行说明： 特别说明：上述各型自动变速箱中，A340H、A340F、A540H型自动变速器，其后面均省略了“E”，它们都是电控自动变速器，并带锁止离合器；A241H、A440F、A442F型自动变速器，其后均省略了“L”，但均带有锁止离合器。对于改进后的自动变速器，只增加了锁止离合器或驱动轮的个数，其余未做改动，则只在原型号后加注“L”、“F”或“H”，原型号不变。 （二）结构特点 1、丰田自动变速器是最早采用电控系统的自动变速器之一，因此其纯液控变速器较少，现在运用较多的一般都是半电控或全电控自动变速器，半电控自动变速器都由一根节气门拉线调节主油压(图一)，这种拉线只调油压，不调换挡点。 2、在丰田汽车的自动变速器中，行星齿轮机构大多采用辛普森行星齿轮机构，其特点是共用太阳轮，整体结构比较简单，这有利于初学者理解和分析变速箱的传动路线，并掌握其维修方法。 3、丰田四速自动变速器都由一个超速行星排和一个辛普森行星排组成，一般后驱变速器(如：A340E、A341E等)的超速行星排一般装在辛普森齿轮机构的前边，而前驱变速器(如：A140E、A540E等)的超速行星排则装在变速箱的尾部(辛普森行星排的后边)。 4、对于比较老款的丰田电控自动变速箱，多数阀体上有三个电磁阀，其中包括两个换挡电磁阀和一个锁止电磁阀。当变速箱出现故障进入安全应急模式运行时，电控系统通常将变速箱锁定在四挡，即变速箱锁四挡。 5、丰田自动变速器在机械构造方面，一般都设计有2挡手动带式制动器(图二)，因此当变速杆置于手动2挡时，车辆都具有发动机制动作用。 二、施力装置和传动路线分析： 丰田自动箱型号较多，但行星齿轮机构与传动线路大体同，这里以内部结构比较典型的A340E自动变速器为例，分别对其施力装置和传动路线进行说明。该变速箱的行星齿轮机构采用一个单排行星齿轮机构(即超速行星排)和一个辛普森行星排组成，在辛普森行星排中，有一个共用太阳轮，太阳轮和前排齿圈可分别或同时作为动力输入元件，前排行星架与后排齿圈连为一体作为输出元件，后排行星架可独立运动，并与2号单向离合器、低倒挡制动器连接，在低倒挡时制动形成低速挡和倒挡。其动力传递示意图如图所示（元件说明：1－超速挡制动器2－超速挡离合器3－超速挡单向离合器4－手动2挡带式制动器5－高速挡/倒挡离合器6－前进挡离合器7－二挡制动器8－1号单向离合器9—低速挡/倒挡制动器10—2号单向离合器）。 元件说明：C0—超速挡离合器C1—前进挡离合器C2—直接挡离合器 B0—超速挡制动器B1—手动2挡带式制动器B2—2挡制动器B3—低倒挡制动器F0—超速挡单向离合器F1—1号单向离合器F2—2号单向离合器
汽车变速器设计报告 姓名： 学号：
目录 一、1轴总成的创建 （1）1轴轴体 （2）1轴轴承 （3）同步锁环 （4）1轴总成 二、中间轴总成 （1）中间轴主体部分 （2）常啮合齿轮 （3）五档齿轮 （4）中间轴轴承 （5）中间轴总成 三、2轴总成 （1）2轴轴体 （2）5档齿轮、5档齿轮接合齿圈、2轴同步齿轮、接合套（3）螺母 （4）2轴总成 四、箱体箱盖总成及其二维工程图 五、变速箱装配总成及爆炸图。
通过对车辆数字化技术课程的学习，我们对数字化设计技术及汽车行业相关软件有了一些了解，这对我们的专业素养有很大的提升。在本次作业中，对一款完整的五档汽车变速箱的结构组成及工作原理进行了充分学习，使用Creo软件对此款变速箱的主体及五档部分结构进行了简略三维模型的创建。 本人主要分1轴总成、中间轴总成、2轴总成、箱体箱盖总成等几个部分对该变速器进行三维模型的创建。 一、 1 轴总成的创建 1轴总成大致有以下几个部分构成：1轴轴体、1轴轴承、同步锁环。 （1）1轴轴体 首先，选定平面草绘出该平面，进行旋转操作，即可得到1轴主体部分。然后合并已绘制好的1轴齿轮、1轴接合齿圈 （2）1轴轴承 草绘如图，旋转得到轴承内圈。 同理绘制轴承外圈，滚珠，并将三部分合并，得到1轴球轴承模型。 （3）同步锁环
（4）建立装配文件，将以上三个部分按位置装配，得到1轴总成。 二、中间轴总成 中间轴总成大致分为以下几部分：中间轴主体、常啮合齿轮、五档齿轮、中间轴轴承等。（1）中间轴主体 首先草绘此截面，进行扫描操作，然后进行倒角处理，得到中间轴主体部分。 （2）常啮合齿轮。针对齿轮，以此齿轮为例，详细记录一下建模过程如下。 ①设置齿轮参数。新建文件后进入三维实体建模的环境。然后选择菜单栏中“工具/参数” 选项，将齿轮的各参数依次添加到参数例表对话框中，如图1所示 ②创建基本草绘曲线。选取FRONT为草绘平面，单击“草绘”按钮进入二维草绘模式。 然后绘制4个任意尺寸的同心圆。分别为181.50mm，183.50mm，196mm，206mm
汽车自动变速器的主要类型及特点 汽车自动变速器(AT)的主要类型及目前的使用情况 AT有以下几种形式： (1)液力机械AT—HMT(Hydrodynamic Mechanical Transmission)广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆、商用车和工程车辆上，它是目前AT的主流。 (2)机械式AT—AMT(Automated Mechanical Transmission)在通常机械式变速器基础上加 上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目前它应用于部分低档轿车上和局部卡车和商用车上。 (3)无级式AT—CVT(Continuously Variable Transmission)有以下几种形式：●机械式：有不少形式，目前主要的是推块金属V型带式传动，在轿车上已开始批量试用。●液压传动式(HST hydrostatic transmission)：在工程车辆和农业机械上已应用。虽本田公司最近开发了泵和马达制成一体的液压和机械双流传动的AT，用于微型多功能车上，但存在转速限制、效率、噪声、重量和尺寸等问题，在汽车上基本没有应用。●电力式：用于电动汽车(EV electric vehicle)。 AMT的结构和性能特点分析 AMT是在普通人工换档机械式变速器基础上加上替代人工换档的电子控制操纵机构组成，此自动换档机构有人称为换档机械手。 AMT是在普通机械变速器上进行改造而成的，仅改变其中手动换挡操纵部分，生产制造继承性好，改造投入费用少，技术难度似乎不大，可以先局部自动化。例如：先离合器自动操纵、局部档位间实现自动操纵等，然后再实现全面自动化。这对资金缺乏、制造能力低、技术力量薄弱的我国汽车工业来说，具有一定的吸引力。已有几家国内单位进行了研究开发，取得了可喜的成绩。 AMT保留原来的机械变速器，因此其传动性能基本上和机械变速器相同。除了齿轮传动外，主要特点是具有以下两大机构：起步装置，带扭矩减振器的主离合器；换档装置，带同步器的换档啮合套。 这种纯机械传动，具有传动效率高，结构简单等优点，但是换档过程不可避免存在动力中断。只有一个结合元件脱开后，另一个结合元件才能结合的缺点，不能实现换档过程结合元件转换时的搭接控制。因此起步和换档必然不够平稳和冲击较大。同时机械传动很难阻隔发动机扭矩不均匀引起的震动。AMT车振动和噪声较大，乘坐舒适性差，对高级豪华车不太合适。实际上，要搞高水平微机控制自动换档机构在技术上是很难的，除了需高水平的电液比例控制技术外，还要满足驾驶员的驾驶愿望和适应各种行驶工况来进行换档，另外换档过程是复杂的综合操纵过程，除了要操纵主离合器和变速器外，还涉及到发动机油门和制动操纵。从目前来看AMT还比较难达到这个水平，而且这套换档机械手系统的制造成本是不低的，AMT 与HMT相比没有价格优势。另外AMT自动换档机构需要动力，因此或多或少也得降低传动效率。 基于以上分析，我们认为AMT适用于商用车和卡车，这些车档位较多，采用HMT困难，需要自动操纵，减轻驾驶员劳动，而且换档过程动力切断影响不大，对乘坐舒适性要求也不高。AMT也可用于低档轿车上，且不一定搞全自动，搞局部自动操纵和换档也可以，解决人工换档机械变速器起步换档操纵复杂、劳动强度大的问题，作为简化驾驶操纵的具体技术措施。 HMT的结构和性能特点分析 HMT是由液力变矩器和液压操纵换档变速器组成。
1 绪论 1.1研究的意义 现代汽车一般采用往复活塞式内燃机提供动力，而汽车在起步、加速、上坡等等过程中，其需要的扭矩和速度都在发生很大的变化，但是发动机的转矩和转速变化范围较小，另外，发动机是只能是朝着一个方向，不能单独实现倒档功能，所以一个性能好的发动机必须配备性能优良匹配的变速器才能使车辆的性能很好的体现出来，变速器的主要功能为： (l)在复杂工况下，通过改变汽车传动比,从而使发动机传到驱动轮上的转矩和转速发生改变，使发动机时刻处于最有利的工况下工作； (2)实现汽车的倒退行驶； (3)可以中断动力传输。 随着近年来车辆密度的不断增大，车辆对操作性、动力性，经济性，环保等方面的要求越来越高，这些都离不开变速器技术方面的发展，研究与发动机优配，工作效率高，操作方便，工作可靠的变速器的意义就十分重大了。 1.2变速器的分类和发展趋势 1.手动变速器 手动变速器，驾驶者通过操作变速箱操作杆来控制不同齿轮组的啮合，根据不同道路行驶工况下汽车速度和扭矩的大小，通过换挡操作杆控制轴上的不同大小齿轮的啮合，从而得到不同的转速比，使发动机在有利的工况下工作。由于锁止机构和互锁机构的作用，驾驶人在换挡时，必须要先踩下离合器踏板，而在变速箱处于某一档位下工作时，不能自动跳到另一档位。手动挡汽车对驾驶人驾驶技术要求较高，但其对汽车的操纵感强，更有驾驶的乐趣，而且相对而言更加省油一点。手动变速箱根据档位可以分为四档，五档变速箱等等，现在市场上常见的手动变速箱是中间轴式五档变速箱。 2.自动变速器 自动变速器可以根据节气门踏板的变化自动进行变速，不需要人为操纵变速杆的动作，减少了驾驶人开车途中的很多频繁的换挡操作，它是通过液压油路控制对应的行星齿轮机构进行变速。目前市场上最常见的自动变速器是液力自动变
汽车自动变速器的发展历史及其最新技术进展 和在现有车型上的应用 摘要：汽车自动变速器即通常所说的自动操纵式变速器。随着汽车工业的快速发展，汽车自动变速越来越多地应用到中高级轿车上。自动变速器可以根据发动机的负荷和汽车行驶速度，自动地改变传动系的传动比，获得良好的汽车动力性，经济性及排放性。本文主要介绍了汽车自动变速器的发展历程、分类及其各自的特点以及近些年来汽车自动变速器新技术的发展和应用。 关键词：汽车，自动变速器，发展，应用 1．汽车自动变速器的发展历程 汽车自动变速器是随着车辆技术及其相关技术的发展而产生的。纵观汽车自动变速器的发展历史，大体上可以分为四个阶段：自动变速前期、液力自动变速阶段、电控自动变速阶段和智能变速阶段。 1.1自动变速前期 最早在1904年出现了离合器和制动器等摩擦元件操纵变速的行星齿轮机构，该机构首先用于英国Wilson Picher汽车上。1907年福特车上大量使用行星齿轮变速器，它的出现实现了不切断动力进行的“动力换挡”，并避免了固定轴式变速器中的“同步问题”。而液力耦合器的出现为自动操纵的实现提供了可能，1938年至1941年美国GM 和Chrysler公司采用液力耦合器代替离合器，省去了驾驶时的离合器踏板操作。随后出现了液力自动变速去的前身，开始了车速和油门两个参数信号，用液压逻辑油路控制的液力自动变速时代。 1.2液力自动变速阶段 该阶段以1939年的通用Oldsmobile车上的Hydromantic开始，以液力自动变速器的普遍应用和迅速推广为特征。这个阶段的液力自动变速由液力变矩器和行星齿轮变
速器组成，控制系统是通过液压系统来实现的，控制信号的产生，主要是通过反映油门开度大小的节气门阀和翻涌车速高低的速控阀来实现，其控制系统是由若干个复杂的液压阀和油路构成的逻辑控制系统，按照设定的换挡规律，控制换挡执行机构的动作，从而实现自动换挡。代表性的产品有：丰田A40系列自动变速器、通用的4T60E、EF、CHPE9等系列产品。但液压系统的控制精度较低，难以适应车辆行驶状况的变化，无法按使用者愿望实现精确的换挡品质控制。 1.3电控自动变速阶段 1969年法国的雷诺R16TA轿车首先使用了电子控制自动变速器，与全液压的区别在于自动换挡的控制系统是由电脑来实现的，但当时电子技术不成熟，应用范围较窄，到20世纪80年代末，电子控制逐步实用化，越来越多的自动变速器采用了电子控制。 自动变速器的控制系统包括电控和液控两部分，电控系统由电脑，各种传感器、电磁阀及控制电路等组成，它将控制换挡的参数（如车速和油门开度等）通过传感器转换为电信号输送给电脑，电脑通过处理奖换挡的信号作用于换挡电磁阀。从而利用液压换挡执行机构实现自动换挡。由于电脑能存储和处理多种换挡规律，在改善换挡品质控制方面，由明显的优越性，并且与整车的其他控制系统的兼容性号，最终可以实现车辆电子控制系统一体化。 1.4智能自动变速阶段 随着车辆技术和自动变速技术的发展，人们不再满足于简单的功能实现，车辆自动变速技术即将进入智能化阶段，控制策略的不断改进成为车辆自动变速技术的特点。德国的宝马公司从1992年起，陆续推出用于四档和五档自动变速器的自适应控制系统，能够自动识别驾驶员的类型，环境条件和行驶状况，并对换挡规律作出适当调整。尼桑的E4N71B自动变速器，采用模糊推理对高速公路坡道进行识别，采取禁止升档的措施消除循环换挡，三菱新型四档自动变速器，将各种输入信息和驾驶员的换挡通过神经网络建立联系，利用神经网络的学习功能，使得车辆能够按照驾驶员的意图自动换挡。 我国应用液力传动始于五十年代，自行研制出了内燃机车和红旗CA770三排座高级轿车的液力传动系统，随后液力传动液在我国获得了一定发展，此外，部分均匀车辆上使用了液力自动变速器，但发展速度要落后于发达国家。
国内常见汽车自动变速器分类 1．亚洲系列： A：AW系列 B：JATCO 应用比较广泛 应用车型NISSAN ：RL4F03A（其中L代表LAB、4表示档数、F前驱、03扭矩、A代表系列量）；广州风神的自动档的就是应用该型号线控液压，，技术相对落后，大概是70年代的技术） MAZDA （929） FORD （RE4F04A） BMW （RE5R01A） C：本田系列：是世界上最为独立的一种自动变速器，在传动系统布局上技术缺陷：倒档易冲撞、冲击，易打倒档齿轮，容易有异响，发展前景不是很好 D：三菱:主要用于三菱系列的车上和克莱斯勒 F4A2-------用于F4A232 F4A3-------用于F4A331 F4A4 -------用于F4A421 注F4A232(F:前驱W;全驱;4:档位,2:系列,3:扭矩系数,2:系列改进量) 2)美洲车系 A：GM VOLVO DEWOOD RR 4T65E 4T40E 4L80E 注明：4T65E（T：前驱L：后驱65：扭矩大小E：电控） B：FORD 常用的是AXODE，缺点是技术不成熟，波箱难修，几乎每年都进行改进 常见：AXODE：常用于WINSTAR CD4E AODE 用于大林肯 E40D 是目前世界上最大的一种波箱（7.3L） B：CHRYSLER （A413、A413、A606、A518） 优点：电控化程度非常高，缺点：零件工艺性差，不耐用 3）欧洲车系 A）：ZF（知名跑车、高档和豪华车用，主要集中在欧洲使用，性能非常稳定，价钱也高，是目前世界上使用价钱较贵的一种变速器） 常用于：BMW AUDI/VW VOLVO SAAB 5HP19FLE（5：前进档H：液压P：行星齿轮19：扭矩系数F：前驱L：发动机纵置） B）BENZ：奔驰车从85年—95年的自动变速器基本上没有什么改变，主要型号是7223/4/5，使用的是液压控制，性能是非常稳定，非常好，7225主要是过度，加了一个超速行星齿轮排7226、7227是顶级配置 C）VW 70年代VW推出（010捷达、087AUDI、089AUDI）1985年VW、标致和雪铁龙开会一起研发出095波箱，095之后大众在095基础上加以改进研发出096（横置前驱）、097（纵、前）、098，在95年后在097开发出01M、01N、01P（大众面包车），但是整个01M、01N的质量不稳定，一般不超过12万公里就必须更换，故在大众高档车上一般不敢使用01M、01N年，而是采用ZF的变速器）；