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,,新鄉(xiāng)職業(yè)技術學院,畢業(yè)設計（論文）,題目途安變速器裝配工藝,系別汽車技術系學生姓名學號專業(yè)名稱汽車制造與裝配技術指導教師2013年12月4日,途安變速器裝配工藝,摘要：作為汽車傳動系統(tǒng)的重要組成部分，變速器對整車的動力性與經濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率都有著較為直接的影響。雖然傳統(tǒng)機械式的手動變速器具有換檔沖擊大，體積大，操縱麻煩等諸多缺點，但仍以其傳動效率高、生產制造工藝成熟以及成本低等特點，廣泛應用于現代汽車上。本文在深入了解和學習變速器相關理論知識的前提下，確定2011款途安手動變速器的裝配方案，包括齒輪和軸的總布置形式、換檔操縱機構及檔位布置形式等；其次根據所配發(fā)動機的基本參數以及考慮到整車動力性和經濟性要求下的傳動比，計算出變速器主要零件的相關參數，通過對參數的分析，找到影響手動變速器性能的因素，完成齒輪、軸和軸承等主要零件以及同步器同步過程的分析。同時針對各影響因素結合變速器的結構和目標性能進行優(yōu)化。在提高傳動效率，換擋舒適性，輕量化等方面進行研究。關鍵詞：手動變速器裝配方案傳動效率,引言,隨著汽車變速器技術的發(fā)展，對變速器提出了更高的性能要求，并提供了廣闊的市場空間。由于汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車變速器技術也正在日益更新。汽車變速器具有這樣幾個功能：1）改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機在有利(功率較高而油耗較低)的工況下工作；2）在發(fā)動機旋轉方向不變情況下，是汽車能倒退行駛；3）利用空擋，中斷動力傳遞，以發(fā)動機能夠起動、怠速.變速器為什么能變速?其實這里蘊含了齒輪和杠桿的原理。變速箱內有多個不同的齒輪，通過不同大小的齒輪組合一起，就能實現對發(fā)動機轉矩和轉速的調整。用低轉矩可以換來高轉速，用低轉速則可以換來高轉矩。,第一章變速器的發(fā)展概述,汽車變速器在汽車傳動系中扮演著至關重要的角色。現在的汽車上廣泛采用活塞式內燃機，其轉矩和轉速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化。變速器在發(fā)動機和汽車之間主要起著一種匹配作用，可使汽車具有高的動力性和經濟性指標。通過改變變速器的傳動比，可以使汽車在不同的使用條件下得到不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作；一般地，變速器還設有倒擋和空擋，以使在不改變發(fā)動機旋轉方向的情況下汽車能倒退行駛和滑行或停車時發(fā)動機和傳動系能保持分離，并采用自鎖及互鎖裝置，倒檔安全裝置，對接合齒采取倒錐齒側措施，可使操縱可靠，不跳檔、亂檔、自動脫檔和誤掛倒檔；變速器還應該能進行動力輸出。變速器作為汽車動力總成的重要組成部分，也正是處于這樣的上升期。據統(tǒng)計，2009年我國汽車變速器市場規(guī)模達520億元，并且以每年超過20％的速度增長，預計2015年有望達到1500億元。變化的不僅僅是數量上的需求，而且與國際市場上的發(fā)展軌跡相吻合，尤其是我國變速器產業(yè)同時也處于由手動到自動的快速轉型期。發(fā)展和掌握手動變速器制造技術是追趕世界變速器制造潮流的方向。變速器將成為企業(yè)提高產品競爭力的利器以及消費者購車行為中關注的重點，汽車企業(yè)在變速器領域的技術創(chuàng)新將是關系到汽車企業(yè)發(fā)展競爭的關鍵，而且還將影響到未來整車競爭的格局。,第二章變速器的結構及結構特點,2.1變速器的結構變速器由傳動機構、操縱機構、變速器殼體等組成，其結構緊湊、噪聲低、操作靈活可靠。該變速器的五個前進檔均裝有鎖環(huán)慣性式同步器，換檔輕便，所有檔位都采用防跳檔措施。下圖為轎車五檔變速器結構圖。當駕駛員掛上某一檔位時，動力由輸入軸傳入變速器，通過相嚙合的齒輪副將動力由輸出軸傳至主減速器，在變速器中實現了變速、變扭的作用。變速器設置有超速檔（傳動比小于1），主要用于在良好路面或空車行駛時，提高汽車的燃料經濟性。,變速器的結構圖1-變速器殼體2-輸入軸三檔齒輪3-倒檔齒輪4-倒檔軸5-輸入軸一檔齒輪6-輸入軸五檔齒輪7-輸出軸二檔齒輪8-輸出軸四檔齒輪9-輸出軸10-輸入軸,2.2良好的行駛性能自動變速裝置的擋位變換不但快而且平穩(wěn)，提高了汽車的乘坐舒適性。通過液力傳動和微電腦控制換擋，可以消除或降低動力傳遞系統(tǒng)中的沖擊和載荷，這對在地形復雜、路面惡劣條件下作業(yè)的工程車輛、軍用車輛尤為重要。試驗表明，在壞路段行駛時，自動變速器的車輛傳動軸上，最大動載轉矩的峰值只有手動變速器的20%～40%。原地起步時最大動載轉矩的峰值只有手動變速器的50%～70%，且能大幅度延長發(fā)動機和傳動系零部件的壽命。2.3操縱簡單只需設置液壓工作閥的位置，自動變速器就可以根據需要進行自動加擋和減擋，省去了起步和換擋時踏離合器、更換變速桿位置和放松油門等復雜的操作規(guī)程，大大減小了駕駛員的勞動強度。2.4可以延長發(fā)動機和傳動系的使用壽命因為自動變速器采用液力變矩器和發(fā)動機“彈性”連接，外界的沖擊負荷可以通過藕合器緩沖，有過載保護的功能。在汽車起步換擋、制動時能吸收振動，相應減小了發(fā)動機和傳動系的動載荷。,第三章變速器的原理、功用及分類,3.1齒輪變速器的原理,一對嚙合傳動的齒輪，設小齒輪齒數Z1＝20，大齒輪齒數Z2＝40，在相同的時間內小齒輪轉過一圈時，大齒輪轉過半圈。顯然，當小齒輪是主動齒輪時，它的轉速經大齒輪輸出時就降低了；如果大齒輪是主動齒輪時，它的轉速經小齒輪輸出時就提高了。這就是齒輪傳動的變速原理。三軸五檔變速器有五個前進檔和一個倒檔，由殼體、第一軸（輸入軸）、中間軸、第二軸（輸出軸）、倒檔軸、各軸上齒輪、操縱機構等幾部分組成。a、第一軸:第一軸和第一軸常嚙合齒輪為一個整體，是變速器的動力輸入軸。第一軸前部花鍵插于離合器從動盤轂中。b、中間軸:在中間軸上制有（或固裝）有六個齒輪，作為一個整體而轉動。最前面的齒輪與一軸常嚙合齒輪相嚙合，稱為中間軸常嚙合齒輪，從離合器輸入一軸的動力經這一對常嚙合齒輪傳到中間軸各齒輪上。向后依次稱各齒輪為中間軸三檔、二檔、倒檔、一檔和五檔齒輪。c、第二軸:在第二軸上，通過花鍵固裝有三個花鍵轂，通過軸承安裝有二軸各檔齒輪。其中從前向后，在第一和第二花鍵轂之間裝有三檔和二檔齒輪，在第二和第三花鍵轂之間裝有一檔和五檔齒輪，它們分別與中間軸上各相應檔齒輪相嚙合。在三個花鍵轂上分別套有帶有內花鍵的接合套，并設有同步機構。通過接合套的前后移動，可以使花鍵轂與相鄰齒輪上的接合齒圈連接在一起，將齒輪上的動力傳給二軸。其中在第二個接合套上還制有倒檔齒輪。第二軸前端插入一軸齒輪的中心孔內，兩者之間設有滾針軸承。第二軸后端通過凸緣與萬向傳動裝置相連。d、倒檔軸:倒檔軸采用過盈配合壓裝在殼體相應的軸孔中。倒檔齒輪通過軸承活套在倒檔軸上。,3.2變速器的功用和裝配要求,功用：（a）改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時使發(fā)動機在有利的工況下工作；（b）在發(fā)動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；（c）利用空擋，中斷動力傳遞，以使發(fā)動機能夠起動、怠速，并便于變速器換檔或進行動力輸出。為保證變速器具有良好的工作性能，達到使用要求，所以變速器的裝配必須要滿足以下的使用條件：（一）應該合理的選擇變速器的檔數和傳動比，使汽車具有良好的動力性和經濟性；（二）工作可靠，操縱輕便。（三）傳動效力高;（四）結構緊湊，盡量做到質量輕、體積小、制造成本底;（五）噪音小、為了減少齒輪的嚙合損失，應設有直接檔，此外，還有合理的齒輪型式以及結構參數，提高其制造和安裝精度。,3.3手動變速器,手動變速器又稱機械式變速器，即必須用手撥動變速桿（俗稱“擋把”）才能改變變速器內的齒輪嚙合位置，改變傳動比，從而達到變速的目的。轎車手動變速器大多為四擋或五擋有級式齒輪傳動變速器，并且通常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動變速在操縱時必須踩下離合，方可撥得動變速桿。手動變速器是與自動變速器相對而言的，其實在自動變速器出現之前所有的汽車都是采用手動變速器。手動變速器是利用大小不同的齒輪配合而達到變速的。最常見的手動變速器多為5擋位（4個前進擋、1個倒擋），也有的汽車采用6擋位變速器。,手動變速器與自動變速器的比較,此處的自動變速器是指傳統(tǒng)的液力式自動變速器，是通過液力變矩器及行星齒輪傳遞動力的自動變速器。優(yōu)點：與自動變速器相比較可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感，傳輸效率比自動變速箱要高，當然如果駕駛員操控熟練也會比較省油；維修保養(yǎng)上手動變速器會比自動變速箱較便宜。如果愿意以較高成本使用手自一體變速器，則可以兼顧手自的方便性及高效率，那么引擎煞車的效能就較強，自動變速器具有操作容易、駕駛舒適、能減少駕駛者疲勞的優(yōu)點，已成為現代轎車配置的一種發(fā)展方向。裝有自動變速器的汽車能根據路面狀況自動變速變矩，駕駛者可以全神貫注地注視路面交通而不會被換擋搞得手忙腳亂。缺點：有人會覺得開車的時候還要控制離合器換檔非常的麻煩，尤其是新手會常常在馬路上熄火，或是在汽車上坡會突然熄火，操作不當的話很容易把發(fā)動機或變速箱弄壞。,第四章2011款途安轎車變速器的結構及技術參數,2011款途安1.6L版采用的是兩軸式五檔手動變速器，它由傳動機構、操縱機構變速器殼體等組成，其結構緊湊、噪聲低、操作靈活可靠。該變速器的五個前進檔均裝有鎖環(huán)慣性式同步器，換檔便利，所有檔位都采用防跳檔措施。途安手動變速器為五檔有級式齒輪傳動變速器，有同步器，換擋方便，噪音小。變速在操縱時必須踩下離合，方可撥得動變速桿。維修保養(yǎng)成本低，能夠帶來駕駛樂趣。一般來說，手動變速器的傳動效率要比自動變速器的高，因此駕駛者如果技術好的話，手動變速的汽車在加速、超車時比自動變速車快，也省油。,其內部原理是利用大小各異的輸入主動齒輪來與動力輸出齒輪軸相結合，從而滿足不同速度和扭矩的需要。主動輸入齒輪越大（擋位升高），對應的輸出齒輪就會越小，致使車速也會隨之更大，扭矩則會減小，反之則車速較小，扭矩增大。,途安變速器技術參數,一檔傳動比3.083二檔傳動比1.944三檔傳動比1.077四檔傳動比1.032五檔傳動比0.85倒檔傳動比3.167一檔齒數之比37：12二檔齒數之比35:18主減速比3.9411.同步環(huán)背與齒輪花鍵端之間的間隙，應約為1mm。2.換擋撥叉與接合套的軸向最大間隙為1.0mm。3.輸入、輸出軸的彎曲度，最大不超過0.06mm。4.齒輪和軸間間隙應小于0.04mm。,第五章裝配工藝、主要工藝參數的分析及裝配方案,5.1裝配工藝產品都是由若干個零件和部件組成的。按照規(guī)定的技術要求，將若干個零件接合成部件或將若干個零件和部件接合成產品的勞動過程，稱為裝配。前者稱為部件裝配，后者稱為總裝配。它一般包括裝配、調整、檢驗和試驗、涂裝、包裝等工作。裝配的釋義：將零件按規(guī)定的技術要求組裝起來，并經過調試、檢驗使之成為合格產品的過程，裝配始于裝配圖紙的設計裝配必須具備定位和夾緊兩個基本條件：a.定位就是確定零件正確位置的過程。b.夾緊即將定位后的零件固定。裝配方法的釋義：是規(guī)定產品及部件的裝配順序，裝配方法，裝配技術要求和檢驗方法及裝配所需設備、工夾具、時間、定額等技術文件。裝配方法有互換裝配法、分組裝配法、修配法、調整法四種。,5.1.2裝配注意事項：,1．保證產品質量；延長產品的使用壽命。2．合理安排裝配順序和工序，盡量減少手工勞動量，滿足裝配周期的要求；提高裝配效率。3．盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產率。4．盡量降低裝配成本。裝起來，并經過調試、檢驗使之成為合格產品的過程。,5.2.變速器主要工藝參數的分析,5.2.1尺寸鏈原理及應用尺寸鏈理論是機械裝配理論的基礎、核心和源泉，裝配過程中如何正確的測量和校正各零部件的位置精度，如何正確的安排裝配工藝等都有賴于正確的建立和應用裝配尺寸鏈，搞清楚公差、尺寸鏈設計理論的來龍去脈可以有效地指導整個汽車變速器的裝配。一組互相聯系且按一定順序排列的封閉尺寸組合，稱為尺寸鏈。其中各個尺寸的誤差互相積累，形成誤差相互制約的尺寸鏈關系。如下尺寸鏈圖,齒側間隙ΔN為設計時確定的裝配精度，其中尺寸A1和A2，構成一組尺寸鏈。這個結構裝配后形成一組傳動件，要求間保留一定的間隙△N。由尺寸A1、A2、ΔN按一定順序形。,尺寸鏈的組成,形成的內腔尺寸A1、A2和A0構成一組尺寸鏈。這個結構裝配后形成一組傳動件，要求軸肩和軸套凸緣間保留一定的間隙ΔN。這些尺寸環(huán)節(jié)組成尺寸鏈圖。其關系可用下式來表示：ΔN=A0－(A1+A2)在尺寸鏈中，由于各個組成環(huán)的性質不同，所以誤差的相互影響作用也就各不相同。尺寸鏈中各有關的組成部分，包括尺寸、角度、過盈量、間隙、或者位移等叫做尺寸鏈的“鏈環(huán)”，或者簡稱為“環(huán)”。在組成一組尺寸鏈的所有組成環(huán)中，有兩類不同性質的組成部分，一種叫做“封閉環(huán)"，另一種叫做“組成環(huán)”。,中心距的確定：,中心距對變速器的尺寸，質量和體積都有直接影響，所選的中心距應能保證齒輪的強度。初選中心距可以由發(fā)動機的最大轉矩按照下式直接求出：A=式中按發(fā)動機最大扭矩直接求A時的中心距系數，對朗逸轎車取8.9-9.3，其中=121Nm，=3.455=0.96。則A=（8.6~9.6）對A進行修正，初選A為68mm。,（2）齒輪參數的初步了解,齒輪模數選取的一般原則：為了減少噪聲應合理減小模數，同時增加齒寬；為使質量小些，應該增加模數，同時減少齒寬；從工藝方面考慮，各擋齒輪應該選用一種模數；從強度方面考慮，各擋齒輪應有不同的模數。對于朗逸轎車，減少工作噪聲較為重要，因此模數得小些。一檔直齒輪的模數m,通過計算得m=2.77，取m=2.75。同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。變速器中齒輪上的花鍵和結合套模數取2.5或2。,根據以上分析可知中心距A0=68mm，模數m＝2.75,5.3裝配方案的確定,機械裝配中求解裝配尺寸鏈的目的，就是選擇某種裝配方法以保證達到封閉環(huán)的精度要求，從而保證部件和產品的裝配精度。其中包括裝配過程中所采用的裝配測量技術，特殊裝配工具的使用，并盡可能高的提高生產率。因為各種產品和部件的結構復雜程度，所要求的裝配精度，生產批量以及工廠具體生產條件等因素各不相同，所以應各自選用合適的裝配方法。即使同一臺產品中的各個部件，因其結構特點和數量不相同，也可能各自采用不同的裝配方法。裝配方法有以下幾種：（1）完全互換法裝配;應用比較多,裝配簡單。（2）分組裝配:應用不多,適合于高配合精度零件的裝配,但裝配工作時工作量大.配件多。（3）修配法:預留修配件,裝配的時候邊裝配邊修理,達到裝配精度為止。（4）調整法:適合于經常需要調整的零件的裝配,如皮帶裝配,軸承裝配。根據途安變速箱裝配特點，我們采用固定調整裝配法。固定調整裝配法需要預先設置幾檔尺寸調整件，裝配時根據需要選擇相應尺寸的調整件裝入，才能達到所要求的裝配精度。,第六章變速器的裝配及調試,變速器的裝配：(1)變速器變速傳動機構的組裝（組裝時按分解的逆順序進行）：1)壓入輸出軸總成。壓入輸出軸總成時，要將換檔桿與第一、二檔換檔撥叉和輸出軸總成一起裝入后殼體，然后再壓入后軸承。壓入時，請注意第一、二檔換檔滑桿的活動間隙，必要時，輕輕敲擊以免卡?。?)安裝一、二檔撥塊，壓入彈性銷，安裝倒檔齒輪，壓入軸；3)安裝輸入軸時，要拉回三、四檔撥叉能夠裝入滑動齒套為止，同時應位于空擋位置，并用彈性銷固定好撥叉；4)放好密封環(huán)，將輸入軸和輸出軸及后殼體一起與殼體用M845的螺栓來連接。緊固力矩為25Nm；5)使用支撐橋將輸入軸支撐?。?)壓入輸入軸的軸柱承。圓柱軸承保持架密封面對著后殼體，而組合式軸承的滾柱對者后殼體；7)安裝上三、四檔撥叉軸上的小止動塊，擰緊輸出軸螺母力矩為100Nm。將換檔叉軸置于空檔位置（注意：變速器不能拉出太遠，否則同步器內的止動塊可能彈出來。變速滑桿可能不能再壓回到空檔位置。這種情況下須重新拆卸變速器，將三個鎖塊壓到同步器齒套內并推入滑動套筒）；8)安裝差速器。9)變速器后蓋的安裝：,2．變速器各零件的檢測⑴鎖環(huán)式同步器的檢測⑵檢測輸入、輸出軸的彎曲度。⑶檢測齒輪和軸間間隙，常用方法有兩種；a、壓鉛絲檢驗法：在齒寬兩端的齒面上，平行放置兩條鉛絲，其直徑不宜超過最小間隙的四倍。使齒輪嚙合并擠壓鉛絲，鉛絲被擠壓后最薄處的尺寸，即為側隙。b、用百分表檢驗法：測量時，將一個齒輪固定，在另一個齒輪上裝上夾緊桿由于側隙存在，裝有夾緊桿的齒輪便可擺動一定角度，在百分表上讀數，則此時齒側間隙C=c.R/L式中c為百分表讀數R為裝夾緊桿齒輪的分度圓半徑。L為夾緊桿長度側隙與中心距偏差有關，其中心距一般由加工保證。由滑動軸承軸支撐時，可精刮軸瓦調整側隙。,結束語,變速器是車輛不可或缺的一部分，其中手動變速器發(fā)展到今天，其技術已經成熟，但對于我們還沒有踏出校門的學生來說，其中的裝配理念還是很值得我們去探討、學習的。對于本次裝配的變速器來說，其特點是：結構簡單，易于生產、使用和維修而且采用結合套掛擋，可以使變速器掛擋平穩(wěn)，噪聲降低，輪齒不易損壞。在裝配中采用了5+1檔手動變速器，通過較大的變速器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達到其經濟性和動力性的要求；變速器掛檔時用結合套，雖然增加了成本，但是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動更平穩(wěn)。本著實用性和經濟性的原則，在各部件的裝配要求上都采用國標標準，因此，安全系數很高在以后的工作和學習中，我會繼續(xù)學習和研究變速器裝配，以求其設計更加合理和經濟。緊張忙碌的畢業(yè)設計已經接近尾聲，這次裝配設計是對我大學三年來的學習的一次最綜合的檢驗，也更是一次綜合的學習過程。畢業(yè)設計不僅使我學習和鞏固了專業(yè)課知識而且了解了不少相關專業(yè)的知識，個人能力得到很大提高。同時也鍛煉了與人協(xié)作的精神，為以后我踏入社會工作打下了良好的基礎。,致謝詞,三年的讀書生活在這個季節(jié)即將劃上一個句號，而于我的人生卻只是一個逗號，我將面對又一次征程的開始。三年的求學生涯在師長、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。偉人、名人為我所崇拜，可是我更急切地要把我的敬意和贊美獻給一位平凡的人，我的導師xx。我不是您們最出色的學生，而您們卻是我最尊敬的老師。從論文題目的選定到論文寫作的指導,經由您們悉心的點撥,再經思考后的領悟,常常讓我有“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”。感謝我的媽媽，焉得諼草，言樹之背，養(yǎng)育之恩，無以回報，你們永遠健康快樂是我最大的心愿。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯謝意！衷心感謝我的指導老師xx老師。老師對于相關領域技術發(fā)展方向的把握，嚴謹求實的治學態(tài)度，都使我受益匪淺。值此論文完成之際，謹向xx老師表示衷心的感謝！同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境。最后再一次感謝所有在畢業(yè)設計中曾經幫助過我的良師益友和同學，還有以及在設計中被我引用或參考的論著的作者。讓我們共同為以后的社會作出貢獻。,參考文獻,①關文達、吳明：《汽車構造》（第二版），北京清華大學出版社2009年版。②林紹義：《一種汽車變速器設計》，機電技術2004年第一期。③林家讓：《汽車構造》（底盤篇），北京電子工業(yè)出版社2004年版。④刑立平：《工程材料設計手冊》，北京化學工業(yè)出版社1989年版⑤林家讓：《汽車底盤簡明教學圖解》（第二版），北京電子工業(yè)出版社2008年版。⑥紀常偉、馮能蓮：《汽車構造》（底盤篇），北京機械工業(yè)出版社2006年版。⑦張紅偉：《汽車底盤構造及維修》，高等教育出版社2006年版。⑧張建中：《機械設計基礎》，高等教育出版社2007年版。⑨周彩榮：《互換性與測量技術》，機械工業(yè)出版社2011年版。⑩盛艷君、孫幸瑛:《機械制圖》，天津科學技術出版社2011年版。,