文献综述-乘用车二轴式五档变速器总成设计

文献综述文献综述题 目 乘用车二轴式五档变速器总成设计学 院 专 业 学 生 学 号 指导教师 1. 前言变速器是汽车传动系统最主要的部件之一,它由变速传动机构和操纵机构组成，根据需要还可加装动力输出器。变速器的功用是改变传动比,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; 在发动机旋转方向不变的前提下,使汽车能倒退行驶; 利用空档,中断动力传递,以使发动机能够起动、怠速,变便于变速器换挡或进行动力输出。11变速器的组成：变速传动机构和操纵机构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。 12变速器的设计要求：1. 保证汽车有必要的的动力性和经济性，2. 设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的转输。3. 设置倒档，是汽车能倒退行驶。4. 设置动力传输装置，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，变速器不得有跳档、乱档以及换挡冲击等现象发生。7. 变速器应当有高的工作效率。8. 变速器的工作噪声低。除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸小和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。变速器在换挡过程中，必须使所选档位的一对待啮合齿轮轮齿的圆周速度相等（即同步），才能使之平顺地进入啮合而挂上档。因此为使变速器结构上采取措施，既保证挂档平顺，又使操作简化，减轻驾驶员劳动强度，也要设计同步器。2汽车变速器发展概况从现代汽车变速器的市场状况和发展来看, 全世界的各大广商都对提高AT的性能及研制无级变速器CVT表现积极, 汽车业界非常重视CVT在汽车上的实用化进程。然而,因无级变速器技术难度很大, 发展相对较慢, 从而成为世界范围内尚未解决的难题之一。目前世界上装车较多的汽车变速器是手动变速器、电控液力自动变速器、金属带链式无级变速器、电控机械式自动变速器、双离合器变速器及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器等数种, 并具有各自优势, 但其中金属带式无级变速器前景看好。ECT变扭器中的自动变速器油在高速运动中, 由于油液分子间的内摩擦和油液分子与各工作轮叶片表面间的摩擦所消耗的部分能量及泵轮、涡轮窄隙处油液剪切等原因会产生油液温度升高造成功率损失, 存在传动效率低油耗较大的不足, 另外还存在结构复杂、成本高及维修难度大等较明显缺点。欧洲格特拉克变速箱公司开发的电控机械自动变速器则克服了AT效率低等缺点, 与AT相比, 具有更大的发展优势。可是, AMT依旧需要复杂的电控系统来控制。据该公司预测, 到2008年, 欧洲的50的MT将会被AMT代替, 同时部分市场也将会被占领。 总之, 变速器是汽车除发动机外的主要装置之一, 伴随着汽车技术更新换代和市场需求，在向实现理想变速器发展过程中将会取得更加巨大的成就。变速器会应对市场要求朝操纵舒适、轻柔、传动效率高、低油耗、环保与低噪声方向发展, 汽车变速器市场的需求量将继续持续增长。3汽车变速器以及同步器的分类3.1按传动比变化方式不同，变速器可以分为有级式、无极式和综合式三种：1 有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器（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。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有35个前进挡和一个倒档；在重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。所谓变速器档数，均指前进档位数。2 无极式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式变速器在传动系统中有广泛采用的趋势，其变速传动部件为直流串励电动机。液力式变速器的传动部件。3 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，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内做无级变化，目前应用较多。3.2按操纵方式不同，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。1. 强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。2. 自动操纵式变速器的传动比选择（换挡）自动进行的。驾驶员只需操纵加速踏板，即可控制车速。3. 半自动操纵式变速器有两种形式。一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；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进行换挡。在多轴驱动的汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。3.3按使用方法分：1、MT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。2、AT液力自动变速器：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。3、AMT手自一体变速器：手自一体变速器其实就是在手动变速器的基础上增加了自动变速操纵系统而组成，因此操作起来更加灵活，档位越多操控也就越精确，燃油经济性也更好。4、CVT无级自动变速器Continuously Variable Transmission：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。5、DSG双离合自动变速器：它的系统主要由两组离合器片集合而成的双离合器装置，一个由实心轴及其外套筒组合而成的双传动轴机构，以及控制单数和双数档位的两组齿轮。在整个换档过程中，当一组齿轮在输出动力时，另一组齿轮已经出于啮合状态，DSG总是保持有一组齿轮在输出动力，不会出现动力传递的间断，也就保证了加速的连续性和换挡过程中不会出现顿挫感。3.4变速器传动机构可按前进档数或轴的形式不同分类，具体分类如下： 1三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。2. 旋转轴式变速器，固定轴式变速器，固定轴式变速器又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式，多中间轴式。3.5同步器有常压式同步器，惯性是同步器和惯性增力式同步器三种常压式同步器结构虽然简单，但有不能保证啮合件在同步状态下换挡的缺点，现已经不用，得到广泛应用的是惯性式同步器，惯性式同步器能做到换挡时，在两换挡元件之间的角速度达到完全相等之前不允许换挡，因为能很好地完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。按结构分，惯性式同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式几种。虽然它的结构不同，但是它们都有摩擦元件、锁止元件和弹性元件。5现代汽车变速器的发展趋势随着时间的推移，手动变速器的市场占有率会逐渐降低，自动变速器将不断增加，发展趋势紧紧围绕安全、环保、节能、操纵轻便化、换挡自动化、智能化、整车电子集成控制一体化等方面展开。为了节能、环保、降低发动机的比油耗，减少排放污染，降低噪声，汽车变速器朝着大动率、大扭矩化的方向发展。为了适应各种不同的使用工况，汽车变速器普遍朝着系列化、多档位、组合化方向发展。为了满足商用车重载或坡道起步以及在困难路面上稳定行驶的要求，与之匹配的汽车变速器传动部范围均有不同程度的增大趋势。小型化是指传递同等转矩的情况下，变速器的尺寸朝着越来越小的方向发展，轻量化是指传递同等扭矩的情况下，重量越来越轻的发展趋势。另外，汽车变速器正朝着换挡力不断减小，操纵更加轻便、灵活以及多元化自动换挡方向发展，另外，绿色环保化也是汽车变速器在汽车节能技术重要的发展方向。6 结束语 作为汽车传动系统的重要组成部分，变速器对整车的动力性与经济性，操作的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率都有较为直接的影响。机械式变速箱设计发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的设计理念还是很值得我们去探讨、学习的。参考文献 郝京顺，汽车变速器的发展 J，知识讲座，2000（6） 王望予，汽车设计M，北京：机械工业出版社出版，2004。 陈家瑞，汽车构造M，北京：机械工业出版社出版，2005。 濮良贵.纪名刚.机械设计 第七版M，北京：高等教育出版社出版 2001 余志生，汽车理论M，北京：机械工业出版社出版，2005。 吴修义，机械变速器系列化及与车辆的匹配J，现代零部件，2005（1） 张洪欣，变速器优化设计J，哈尔滨工业大学出版社，2003 浙江交通学校，汽车构造教学图册M，北京：人民交通出版社出版，19929 鲁民巧，汽车构造M，北京：机械工业出版社出版，200310 石允国.汽车变速器的现状与前景J.机械研究与应用,200711 吴东娟，张扬.中国汽车变速器行业研究报告J.MC现代零部件,200812 刘博军变速器设计.长春汽车研究所.1998: 102152 13 刘惟信.汽车设计M.北京：清华大学出版社，200114 T. Hiramatsu and T. Naruse, in: Proceedings of JSAE Symposium,No. 17 (1991).15 Y. Kato, N. Shibayama and K. Akasaka, Journal of Japanese Societyof Tribologists 39 (12) (1994) 1067.8