机械式变速器设计1

机械式变速器设计

第三章机械式变速器设计

机械式变速器设计

课程形式 课堂授课 与课堂大作业相结合 学习报告

机械式变速器设计

第三章 机械式变速器设计本章主要学习(1)变速器的基本设计要求； (2)各种形式变速器的特点； (3)变速器主要参数的选择 ； (4)齿轮变位系数的选择原则 ；

(5)各挡齿轮齿数的分配 ；(6)变速器操纵机构 。

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第三章 机械式变速器设计 第一节 第二节 第三节 第四节 概述 变速器传动机构布置方案 变速器主要参数的选择 变速器操纵机构

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变速箱

America

Transmission? or gearbox?Manual gearboxesEurope

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第一节 汽车的基本组成： 发动机

概述

缸体，曲柄连杆机构，配 气机构，供给系，冷却系 ，润滑系，起动系 承载式结构 非承载式结构

车 底

身 盘

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汽车底盘的组成：传动系 行驶系 转向系 制动系作用：使汽车减速或停车，并 可保证驾驶员离去后汽车可靠 地驻停。车架、车桥、车轮、悬架 作用：起支撑作用，以保证 汽车正常行驶

作用：使汽车按驾驶员选 定的方向行驶

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传动系的组成：离合器 变速器 主减速器 差速器 传动轴 半 轴变速箱总成

作用： 将发动机的动力传 给驱动车轮

驱动桥

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发动机前置后驱的布置形式变速器 传动轴 驱动桥 半轴

主减速器

万向节 发动机

离合器

差速器

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发动机前置前驱的布置形式发动机 离合器

半轴

主减速器

差速器

变速器

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变速器的功用(1)改变传动比。满足不同行驶条件对牵引力的需要， 使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度 要求。 当汽车在平坦的道路上，以高速行驶时，可挂入变速器 的高速档；

而在不平的路上或爬较大的坡道时，则应挂入变速器的 低速档。…..

Why?

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往复活塞式内燃机在性能与汽车的动力性和经 济性之间存在着较大的矛盾。 汽车需要克服阻力才 能起步和正常的行驶，即使在平坦的柏油路上，汽车 以低速等速直线行驶，也需要克服约占汽车总质量 1.5%的滚动阻力。

举例NJl30汽车：满载时总质量为5360kg,其滚动阻力 为5360*10*1.5%=804N。 若要求满载汽车在坡度为9%的道路上等速上坡行驶， 仅上坡阻力就达5360*10*9%=4824N。 如果用发动机直接带动汽车驱动轮，则发动机需要发 出2050N*M的扭矩。

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举例而NJl30汽车发动机的最大扭矩只有205NM, 此时所产生的最大牵引力为482N,和上坡阻力相差 10倍之多。显然，如此小的牵引力，不仅不能上坡 行驶，即使在平坦的道路上也不能行驶。 另一方面，NJl30汽车发动机，最大功率为 51.5kw,对应此时曲轴的转速为2800r/min。 若发动机和车轮直接相连，则对应于该转速所换算的 汽车速度，竟达到458km/

h。显然，这样高的车 速是不能实现的。 上述发动机的扭矩、转速与汽车的牵引力、车速 要求之间的矛盾。 应用齿轮减速(Gearing Down)的原理。

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Subaru 5挡变速箱挡位 1 2 3 4 5 齿轮比 3.166:1 1.882:1 1.296:1 0.972:1 0.738:1 转速3000rpm时变 速箱输出轴转速 (rpm) 947 1594 2314 3086 4065

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以上表为例，当这部Subaru 处于5挡/3000rpm 时，变速箱输出轴转速4065rpm,经减速比为 4.444:1的主减速器和差速器后，传递给驱动半轴 的转速为：4065÷4.444=914rpm。 假设轮胎型号为205/55R16。 A. 205表示轮胎宽度，即轮胎与地面接触的宽度为 20.5cm; B. 55是表示扁平比率，即胎壁高度/轮胎宽度=55% ,因此胎壁高度为20.5×55%=11.275cm C. 16表示轮毂是16英寸的，1英寸等于2.54厘米， 16英寸轮毂的直径是16×2.54=40.64cm 因此，205/55 R16的轮胎直径为 2B+C=11.275×2+40.64=63.19cm 轮胎周长即为1.985m(6.512ft)

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每分钟车轮转动914圈就意味着车子每分钟能够 前进： 914×1.985=1.814km(5951ft)。 每小时即为60分1.814km=108.84km。也就是说，知道变速箱的齿比和轮胎尺寸之 后，就能够计算出3000rpm时，该车5挡时速 约为109km/h(68mph)。