手动变速器输出轴设计(2)

菜单

目前，国内外汽车变速器的发展十分迅速，且比较普遍的是电控自动变速器，这种变速器具有更好的驾驶性能、良好的行驶性能、以及更高的行车安全性[ ]。但驾驶员失去了驾驶乐趣，不能更好的体验驾驶所带来的乐趣。机械式手动变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底、工作可靠并具有良好的驾驶乐趣等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。在挡位的设置方面，国外的要求越来越高。目前，4挡特别是5挡变速器的使用量有日渐增多。同时，6挡变速器的装车率也在日益上升中[ ]。

本设计主要研究内容是根据已有的整车数据，包括发动机的基本数据和最高车速以及轮胎数据，对变速器输出轴进行一定的分析研究。具体内容是分析变速器输出轴系的结构和工作原理，并据此确定变速器挡数以及进一步确定各挡传动比。接着根据传动比初选齿轮，确定齿轮齿数等齿轮基本数据。进行齿轮的变位计算以配凑中心距、提高齿轮的强度和工作寿命并降低齿轮工作时的噪声。对齿轮进行强度校核以验证所选齿轮是否符合实际要求。然后根据已得的齿轮数据以及轴的工艺要求设计轴的基本结构并确定轴的基本尺寸，最后进行轴的刚度和强度校核以确定本次设计的可行性。本论文将这个设计与计算的过程以文字的方式呈现出来。

2 变速器的设计

2．1 变速器设计的基本要求

变速器的基本要求有：1）保证汽车有必要的动力性和经济性； 2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；3）设置倒挡，使汽车能倒退行驶；4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出；5）换挡迅速，省力，方便；6）工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生；7）变速器应当有高的工作效率。除此之外，变速器还应满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易等要求。

2．2 变速器主要参数的选择

整车基本数据如下：

表2-1 整车基本数据

发动机最大功率 80kw 最大功率时转速 6250r/min

发动机最大转矩 140N·m 最大转矩时转速 2750r/min

总质量 1300kg 最高车速 160km/h

车轮型号 185/60R14S 对应轮胎半径r 280mm

2.2.1 挡数

增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。挡数越多，变速器的结构越复杂，并且尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高，换挡难度加大。要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下,该值越小换挡工作越容易进行。高挡使用频繁，因此要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小[ ]。

为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。轿车一般用4~5个挡位，级别高的轿车变速器多用5个挡，货车变速器采用4~5个挡位或多挡。装载质量在2~3.5T的货车采用5挡变速器，装载质量在4~8T的货车采用6挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野车。

本次设计所选用的是5挡变速器。

2.2.2 传动比范围

变速器传动比范围是指变速器的最高挡与最低挡传动比的比值。最高挡通常是直接挡，传动比为1.0；有些变速器最高挡是超速挡，传动比为0.7～0.8。影响最低挡传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大[ ]。