汽車雙離合式自動變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　學(xué) 號 </p><p>　　密 級 </p><p>　　汽車雙離合式自動變速箱</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　2014年6月

2、 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　密 級 </p><p>　　汽車雙離合式自動變速箱</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　Design of Double Clutch Type&#

3、160;Automatic Transmission Structure </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　雙離合式自動變速箱是新一代的自動變速器。它結(jié)合了液力機(jī)械自動變速器和電控機(jī)械自動變速器的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了動力換擋、減少了換擋時間、提高了換擋品質(zhì)、極大地提高了汽車的舒適性和操縱性，已成為汽車變速器新的發(fā)展方向。雙離合自動變

4、速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計對于變速箱換擋性能和制造成本、制造復(fù)雜程度的影響至關(guān)重要。</p><p>　　本文主要展開了雙離合式自動變速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要進(jìn)行了以下的工作：在分析了常見的雙離合式自動變速箱的結(jié)構(gòu)形式和工作原理基礎(chǔ)上首先確定了干式雙離合的雙中間軸式自動變速器的總體方案。針對雙中間軸式DCT的齒輪箱的傳動比進(jìn)行分配就算，確定齒輪軸系的結(jié)構(gòu)，然后對雙離合式自動變速器的箱體部分進(jìn)行設(shè)計，最后對主要的零部件：齒輪軸、齒

5、輪、軸承等進(jìn)行計算校核，結(jié)果表明本文的結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足強(qiáng)度要求，設(shè)計合理。</p><p>　　本文所設(shè)計的干式雙中間軸式自動變速器其具體設(shè)計過程和校核分析作為具體案例具有參考意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：雙離合器自動變速器；干式雙離合器；雙中間軸式</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>

6、;　　Dual clutch automatic gearbox is a new generation of automatic transmissions. It combines the advantages of hydromechanical automatic transmission and electronically controlled mechanical automatic transmission to ach

7、ieve a power shift, reducing the shift time, improved shift quality, which greatly improves the car's comfort and maneuverability, has become a vehicle new direction transmission, and has broad market prospects. Stru

8、ctural design for the dual-clutch automatic transmission gearbox sh</p><p>　　In this paper launched a design dual-clutch automatic transmission, mainly for the following tasks: the analysis of the basic stru

9、cture and operating principle of the common dual-clutch automatic gearbox on first determine the twin countershaft dual dry clutch Overall program type automatic transmission. For dual-DCT gearbox intermediate shaft gear

10、 ratio allocated even to determine the structure of the gear shaft, and then on the housing portion of the dual-clutch automatic transmission design, </p><p>　　This article is designed dry dual countershaft

11、type automatic transmission to their specific design and verification process analysis with the reference value as a specific case.</p><p>　　Keywords: Dual Clutch Transmission; dry dual clutch;twin

12、 countershaft type</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1雙離合器自動變速器的產(chǎn)生背景1</p><p>　　1.2 DCT的研究目的及意義1</p><p&g

13、t;　　1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.4選題的研究內(nèi)容4</p><p>　　第2章DCT的總體方案5</p><p>　　2.1整車主要技術(shù)指標(biāo)5</p><p>　

14、　2.2 DCT的組成和工作原理5</p><p>　　2.2.1 DCT的組成5</p><p>　　2.2.2 DCT工作原理5</p><p>　　2.2.3換檔過程6</p><p>　　2.3 DCT常用結(jié)構(gòu)形式7</p><p>　　2.4 雙離合器的分析及選用10</p><

15、;p>　　2.5 DCT總體設(shè)計方案的確定11</p><p>　　2.6 本章小結(jié)12</p><p>　　第3章DCT變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計計算13</p><p>　　3.1 DCT變速箱總體結(jié)構(gòu)設(shè)計13</p><p>　　3.2 DCT齒輪箱結(jié)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計計算14</p><p>　　3.2.1

16、DCT的擋位數(shù)和傳動比設(shè)計14</p><p>　　3.2.2 中心距設(shè)計17</p><p>　　3.3 DCT齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算18</p><p>　　3.3.1 齒輪形式和材料18</p><p>　　3.3.2 齒輪參數(shù)設(shè)計18</p><p>　　3.3.3 各擋位齒輪齒數(shù)的分配19</

17、p><p>　　3.4 DCT軸的參數(shù)設(shè)計計算23</p><p>　　3.4.1 軸的結(jié)構(gòu)分析23</p><p>　　3.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算23</p><p>　　3.5軸承分析及選用26</p><p>　　3.6變速箱箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計和密封潤滑27</p><p>　　3.6.

18、1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計27</p><p>　　3.6.2 變速箱的密封和潤滑28</p><p>　　3.7本章小結(jié)29</p><p>　　第4章齒輪軸系的校核30</p><p>　　4.1齒輪強(qiáng)度校核30</p><p>　　4.1.1斜齒輪彎曲強(qiáng)度計算30</p><p>　　

19、4.1.2齒輪接觸應(yīng)力計算32</p><p>　　4.2軸強(qiáng)度校核33</p><p>　　4.2.1軸的剛度驗(yàn)算33</p><p>　　4.2.1軸的強(qiáng)度驗(yàn)算36</p><p>　　4.3軸承強(qiáng)度校核38</p><p>　　4.4本章小結(jié)39</p><p><b&g

20、t;　　結(jié)論40</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)41</b></p><p>　　攻讀學(xué)士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果43</p><p><b>　　致謝44</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p>

21、<p>　　1.1雙離合器自動變速器的產(chǎn)生背景</p><p>　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車已成為日常中必備的交通工具，步入千家萬戶，人們對于汽車駕駛的追求已經(jīng)不再是簡單的代步工具。為了滿足更多的不同種類的需求，汽車需要有更好的操縱系統(tǒng)，車輛操縱系統(tǒng)已從最開始的手動變速發(fā)展到現(xiàn)在的多種自動化變速。如今越來越多汽車公司將生產(chǎn)出來的車輛裝備自動變速箱，先后出現(xiàn)了多種自動變速器。這些變速器都是采用機(jī)械

22、式傳動的自動變速器，可以把傳動效率、結(jié)構(gòu)緊湊和復(fù)雜度、工作可靠性、燃油經(jīng)濟(jì)性和動力性協(xié)調(diào)到平衡狀態(tài)，但都有一個問題就是在換擋過程中動力傳輸中斷嚴(yán)重惡化了換擋動力性，降低了換擋舒適性。為了克服換擋動力中斷這一問題，通過巧妙的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計將兩個獨(dú)立的離合器有機(jī)耦合為一體的機(jī)械離合器自動變速器，這樣就可以充分的利用傳統(tǒng)變速器的結(jié)構(gòu)簡單緊湊、傳動效率高、工作可靠的優(yōu)點(diǎn)[1]。最終由德國工程師設(shè)計出世界上第一種采用雙離合器結(jié)構(gòu)的機(jī)械式自動變速器（

23、DCT）。</p><p>　　1.2 DCT的研究目的及意義</p><p>　　現(xiàn)在主流車輛上應(yīng)用的變速箱有手動和自動兩種變速箱，他們各有優(yōu)缺點(diǎn)，在不同的駕駛者手里存在不同的感覺。手動擋變速箱換擋時的操控性能夠帶給駕駛者駕駛的樂趣，但手動變速箱存在換擋動力中斷的現(xiàn)象；自動變速箱帶給駕駛者的是換擋連貫性，但自動變速箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致?lián)Q擋慢，使體驗(yàn)降低。雙離合式自動變速箱是一種綜合傳統(tǒng)的自動

24、變速箱的特點(diǎn)，并發(fā)展了它們的優(yōu)點(diǎn)的新一代自動變速箱。雙離合式自動變速箱的主要優(yōu)勢有兩方面：第一是對車輛性能的提高，包括對換擋時間、換擋沖擊、燃油經(jīng)濟(jì)性、加速性能方面都得到了提高；第二方面是能降生產(chǎn)成本，包括采用平行軸式的布置代替結(jié)構(gòu)復(fù)雜的行星輪和液力變矩器，使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，制造復(fù)雜程度降，同時因其傳動結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的機(jī)械齒輪傳動相似，只需要在原有手動變速器的生產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上再購入一些特定設(shè)備即可生產(chǎn)，生產(chǎn)繼承性好，這對于國內(nèi)很多車企如何解決剛

25、起步就面臨轉(zhuǎn)型的壓力具有借鑒學(xué)習(xí)的意義[2-3]。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來隨著汽車行業(yè)的快速發(fā)展，我國開始意識到能否掌握自動變速箱技術(shù)的自主研發(fā)在未來汽車發(fā)展中將起到重要影響。雙離合器自動變速器在國內(nèi)的研究才剛剛起步，車企的研發(fā)機(jī)構(gòu)和大學(xué)校園的研究課題主要針</p><p>　　1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國外研究現(xiàn)狀</p><p>　　雙離合

26、自動變速器最早出現(xiàn)在二十世紀(jì)三十年代末，由德國工程師Kegresse.A設(shè)計出第一代的雙離合變速器，如下圖1.1所示。這是人類汽車史上重大變革，他第一次把手動變速箱改為兩大部分來進(jìn)行設(shè)計。其動力通過雙個離合器分別傳遞到與他們相連的兩根輸入軸上，相鄰各擋的從動齒輪分別布置在中間軸上，換擋時，通過控制兩個離合器的分離與閉合帶動要換擋齒輪交錯與兩輸入軸上主動齒輪嚙合，不用切斷發(fā)動機(jī)與變速箱之間連接就能實(shí)現(xiàn)傳動比的轉(zhuǎn)換。第一代雙離合變速箱沒有量

27、產(chǎn)，只是在載貨車上進(jìn)行過試驗(yàn)[4-5]。</p><p>　　二十世紀(jì)70年代，Porsche把雙離合變速器應(yīng)用到專業(yè)賽車上。這種變速器實(shí)現(xiàn)了換擋時因動力斷開產(chǎn)生的停滯現(xiàn)象，它也沒有在賽車之外的車輛上得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　隨著電腦集成控制技術(shù)快速發(fā)展，對雙離合式自動變速器的控制方法有了更大的進(jìn)步空間，并將電子控制的DCT應(yīng)用到越來越多的車輛上。進(jìn)入21世紀(jì)以來，汽車變速器的研

28、發(fā)進(jìn)入快車道，聯(lián)合研發(fā)使變速器更新?lián)Q代更快。近年來獲得最大成功的要數(shù)德國Volkswagen公司與美國Borg Warner聯(lián)合開發(fā)的DCT變速器，如圖1.2所示。其中Volkswagen公司主要對變速器主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行制造并對變速器進(jìn)行初步組裝；而Borg Warner公司主要供應(yīng)雙離合器和機(jī)電控制部件，這些部件可以把手動變速器升級為雙離合自動變速器。截至2008年底，除Volkswagen公司外，已有Porsche、BMW、NISSAN

29、、Ford Motor Company、Volvogroup、AudiAG等多家汽車公司生產(chǎn)裝備DCT 的車型 [6]。</p><p>　　1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀</p><p>　　21世紀(jì)初，我國才開始對雙離合器自動變速器進(jìn)行具體的研究。主要研究方向也集中在操控方面，做這些研究的多是大學(xué)研究機(jī)構(gòu)或者車企的相關(guān)研究所。如吉林大學(xué)的牛銘奎、程秀生、葛安林[7-8]等和同濟(jì)大學(xué)的楊偉斌、

30、吳光強(qiáng)[9-10]等對雙離合器式自動變速器換檔特性及換檔品質(zhì)的研究；重慶大學(xué)姚曉濤、秦大同[11]等對干式雙離合器自動變速器起步的控制研究；北京理工大學(xué)郭曉林[12]、馬彪[13]等對濕式離合器充放油過程動態(tài)特性的研究。</p><p>　　我國在“十一五”863項(xiàng)目中關(guān)于“汽車開發(fā)先進(jìn)技術(shù)”重大項(xiàng)目中變速器的開發(fā)占了重要比重。2008年8月，中聯(lián)發(fā)實(shí)業(yè)有限公司成立，通過引進(jìn)雙離合器自動變速器技術(shù)，走向自主研發(fā)的

31、道路。</p><p>　　在國內(nèi)，幾大汽車企業(yè)正在轉(zhuǎn)變發(fā)展方向，由直接引進(jìn)到自主研發(fā)自動變速器的過渡。一汽大眾正在研發(fā)雙離合器自動變速器的主要控制單元，上汽集團(tuán)正在擴(kuò)大生產(chǎn)線，提高產(chǎn)品競爭力，并且生產(chǎn)出裝備自主品牌DCT的車型了。奇瑞汽車經(jīng)過近十年的研究，在國家863計劃的部分DCT成功得到展示，奇瑞第一款干式雙離合式自動變速器裝在車A520上。目前，比亞迪等大型車企也已研究出自主品牌的DCT，并實(shí)現(xiàn)了下線裝備

32、[14]。安裝雙離合自動變速器的車型在中國正在進(jìn)一步受到熱捧，政府和企業(yè)研究機(jī)構(gòu)正加大投入，使自主品牌的DCT占有更大的市場份額。</p><p>　　1.4選題的研究內(nèi)容 </p><p>　　本課題設(shè)計的汽車雙離合式自動變速箱，涵蓋發(fā)動機(jī)、雙離合器本體、雙離合器電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、雙中間軸式變速器、驅(qū)動軸—車輪總成。通過查閱文獻(xiàn)資料，確定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，分析校核計算，選擇合適的零部件，并繪

33、制裝配圖即零件圖。</p><p><b>　　課題研究內(nèi)容：</b></p><p>　　對常見的雙離合式自動變速箱的結(jié)構(gòu)形式和工作原理進(jìn)行分析，選擇出本設(shè)計所選用的布置結(jié)構(gòu)；比較干式與濕式雙離合器的性能差異，選出雙離合器；并確定出本文所涉及的總體結(jié)構(gòu)方案。</p><p>　　根據(jù)所選總體結(jié)構(gòu)布置方式設(shè)計本文所要設(shè)計的變速器擋位和分配傳動比

34、；根據(jù)機(jī)械式齒輪傳動的特點(diǎn)，設(shè)計齒輪軸系的具體結(jié)構(gòu)尺寸；參考相關(guān)車型的雙離合變速箱箱體結(jié)構(gòu)，設(shè)計本文的變速箱箱體結(jié)構(gòu)和密封潤滑方式。</p><p>　　最后對變速箱齒輪軸系部分進(jìn)行校核，包括傳動齒輪、齒輪軸、軸承等的校核計算。確定本文設(shè)計的變速箱是否合理。</p><p><b>　　DCT的總體方案</b></p><p>　　2.1整車主

35、要技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　本文對雙離合器自動變速器總體方案的設(shè)計主要是對自動變速箱齒輪軸系和變速箱箱體的設(shè)計?，F(xiàn)在在汽車上已經(jīng)有比較成熟的雙離合式自動變速器，參考同型號的相關(guān)車型選出本文設(shè)計的主要技術(shù)指標(biāo)如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 整車主要參數(shù)</p><p>　　其他的要求：箱體的設(shè)計參數(shù)要參考相關(guān)車型變速箱的具體布置和安裝尺寸來綜合考慮

36、。</p><p>　　2.2 DCT的組成和工作原理 </p><p>　　2.2.1 DCT的組成</p><p>　　雙離合式自動變速器大體可分為：雙離合器部分、齒輪箱和機(jī)電控制部分。</p><p>　　三大部分中雙離合器模塊和齒輪箱是負(fù)責(zé)動力傳輸?shù)模寻l(fā)動機(jī)的動力通過離合器和齒輪傳動輸出到驅(qū)動橋上；機(jī)電控制部分是雙離合自動變速器的大

37、腦，它通過分析行駛狀況控制雙離合器閉合和掛擋，包括雙離合器與換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各種傳感器等。</p><p>　　本設(shè)計主要考慮機(jī)械傳動部分，即設(shè)計主要為齒輪箱的傳動齒輪軸系和齒輪箱箱體的設(shè)計。</p><p>　　2.2.2 DCT工作原理</p><p>　　現(xiàn)在主流的自動變速箱都只有一臺離合器，換擋過程要分為三個步驟：第一步離合器分離，第二步撥叉撥動同步器換擋，

38、第三步離合器再結(jié)合，所有的擋位切換都要完成這三步。駕駛者在換擋時要先踩下離合器踏板，使離合器斷開接觸，再另所掛擋齒輪嚙合，完成齒合后再松開離合器，再接通發(fā)動機(jī)動力，這就不能實(shí)現(xiàn)動力傳遞的連續(xù)性。</p><p>　　雙離合式自動變速器的傳動部分是機(jī)械式齒輪傳動，與傳統(tǒng)的手動變速器相似。其工作原理可以理解為兩臺手動變速箱分別工作，每當(dāng)換擋時總是兩臺變速箱交替工作，并把他們放在一個變速箱內(nèi)。汽車運(yùn)行時，總有一個擋位的

39、齒輪組嚙合，在駕駛者根據(jù)路況要換擋時，車載電腦會根據(jù)汽車在不同路況的行駛對駕駛者的換擋意圖做出判斷，并且預(yù)先準(zhǔn)備將另一臺離合器接合，實(shí)際上還沒有接合；當(dāng)換擋時，使用中的離合器分離，帶動使用中擋位的齒輪與發(fā)動機(jī)傳來動力中斷，同時另一臺離合器閉合，已被預(yù)先準(zhǔn)備掛擋的齒輪嚙合。在車輛形式過程中，每個擋位的轉(zhuǎn)換始終都會有一個擋位的齒輪在輸出動力，從而不會發(fā)生動力傳遞中斷的情形。換擋時只要切換雙離合器交替閉合與斷開就行，所以，變速器擋位數(shù)量的多少

40、，對DCT的工作原理都不會有影響。從換擋開始到結(jié)束時間不會超過0.5s，不會讓駕駛者感到換擋時所產(chǎn)生的不流暢[15]。</p><p><b>　　2.2.3換檔過程</b></p><p>　　以雙中間軸式布置的自動變速器換擋過程為例，其運(yùn)動簡圖如下圖2.1所示。</p><p>　　如圖2.1所示，車輛在行駛時需要從2擋掛到3擋時的換擋過程

41、的動力由發(fā)動機(jī)輸入軸—離合器2—2擋主動齒輪—2擋被動齒輪—同步器—中間軸—差速器—輸出軸。掛到3擋后，車載電腦會根據(jù)不同路況的行駛情況進(jìn)行判斷，如果車速減慢，則會預(yù)掛2擋，如果車輛加速行駛，則會判斷可能要加速，預(yù)掛4擋。換其他擋位時也是如此。</p><p>　　DCT完成換擋過程與液力自動變速器的換擋時的控制過程相同。其控制原理如圖2.2所示[16-17]。</p><p>　　2.3

42、 DCT常用結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　現(xiàn)在國內(nèi)車上比較常用的自動變速器是五擋的，五擋為最高速度的直接擋，進(jìn)口車型或者中高檔車型有使用六擋自動變速箱的，最高檔可設(shè)置成超速擋，次高擋為直接擋。乘用車的變速器一般都只設(shè)置一個倒擋，只有少數(shù)跑車等車型才會有兩個倒擋。雙離合式自動變速器的擋位設(shè)置也遵循主流擋位設(shè)計，但倒擋的布置卻根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同會有兩種形式。一種是倒擋只用一個惰輪傳遞動力，這就造成這個惰輪要同時承受來自主

43、動齒輪與中間軸上所帶來的彎曲應(yīng)力影響。第二種倒擋是布置兩個惰輪，兩個惰輪在一根倒擋軸上，一個倒擋齒輪和輸入軸上的齒輪連接帶動倒擋軸轉(zhuǎn)動，另一個倒擋齒輪通過倒擋軸再與倒擋輸出齒輪嚙合，傳出動力，實(shí)現(xiàn)車輛倒退，這樣設(shè)計使每個倒擋齒輪只受一次彎曲載荷，工作環(huán)境更穩(wěn)定，還可以增大倒擋傳動比[18]。</p><p>　　DCT的結(jié)構(gòu)有多種設(shè)計形式，在本文中按照齒輪軸的中間軸布置形式分為，可以將其分為兩軸式、單中間軸和雙中

44、間軸式三種型式。 </p><p>　　兩軸式DCT：不布置中間軸，將各擋主動齒輪按奇偶擋分別布置在實(shí)心輸入軸與空心輸入軸上，與他們嚙合的從動齒輪布置在輸出軸上，掛擋時動力傳輸直接從輸出軸輸出，如圖2.3所示。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、緊湊。</p><p>　　缺點(diǎn)：（1）擋位不能過多。由于兩軸式變速器的擋位都是布置在實(shí)心輸入軸和輸出軸上，擋位數(shù)過多時

45、，會增加軸向長度，易使軸彎曲變形。（2）噪聲大，磨損較大。車輛行駛時，高擋位使用時間更久，而兩軸式?jīng)]有直接擋，因此長時間使用高擋位工作會造成齒輪和軸承均受較大負(fù)荷，噪聲大，也增加了磨損。</p><p>　　應(yīng)用：這種布置多在中、小型轎車上常見。</p><p>　　單中間軸式 DCT ：單中間軸式自動變速器動力傳輸過程是通過發(fā)動機(jī)動力—雙離合器—輸入軸—各擋齒輪副—中間軸—輸出軸齒輪—輸

46、出軸。輸入軸和輸出軸同軸線布置，中間軸平行布置外側(cè)。如圖 2.4所示單中間軸式DCT結(jié)構(gòu)簡圖。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：能夠布置直接擋。</p><p>　　缺點(diǎn)：（1）軸向長度過長。與兩軸式一樣，單中間軸式DCT的各擋位齒輪都沿軸向布置，擋位數(shù)過多會增加軸的長度，使軸強(qiáng)度剛度較低，易變形，不穩(wěn)定。（2）結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。每擋的從動齒輪都經(jīng)過中間軸再傳遞回輸入軸，增加長度的同時還要保證剛度，在

47、中間軸中間要布置支撐保證強(qiáng)度，使箱體變復(fù)雜。（3）傳動效率低。只有在最高速擋運(yùn)行時傳動效率才比較高，其他擋位傳動效率都不高。</p><p>　　應(yīng)用：常見于較寬的車型上。</p><p>　　雙中間軸 DCT：布置有兩根中間軸，兩根中間軸上分別布置者奇數(shù)擋位和偶數(shù)擋位，奇數(shù)擋位的齒輪與實(shí)習(xí)輸入軸連接，偶數(shù)擋位的齒輪與空心輸入軸連接，換擋時通過控制雙離合器的閉合與分離，帶動實(shí)心輸入軸上擋位

48、的齒輪輸出動力或空心輸入軸上的齒輪輸出動力。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 2.5 所示。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：（1）軸向尺寸較小。奇偶擋從動齒輪分別布置在兩根中間軸上，能有效減小軸向尺寸。（2）能布置多個擋位。把擋位分為奇偶擋分別布置在兩根中間軸上，使結(jié)構(gòu)緊湊，減小了軸向尺寸和變速器的尺寸。（3）軸強(qiáng)度高。相對于單中間軸和兩軸式布置的變速器，雙中間軸布置使軸向長度大大減小，有效的提高了軸強(qiáng)度。</p>&l

49、t;p>　　缺點(diǎn)：（1）徑向尺寸變大。由于采用兩根中間軸與輸入軸的平行布置，在減少軸向尺寸的同時，徑向尺寸不得不變大。（2）傳動效率較低。每一擋位的動力輸出都要經(jīng)過至少兩對齒輪嚙合才能將動力輸出，每一級齒輪傳動都會使傳動效率變低，在三種布置中，它的效率最低。</p><p>　　應(yīng)用：常用在前置前驅(qū)動乘用車上，或在需要較大轉(zhuǎn)矩的車型中。</p><p>　　2.4 雙離合器的分析及選

50、用</p><p>　　DCT的第一部分為雙離合器，雙離合器的選擇是設(shè)計變速箱的第一步。從Luk公司提供的離合器負(fù)載指數(shù)和能力指數(shù)的對比圖，讓我們對離合器的選用有了更為明確的方向，如圖 2.6所示。</p><p>　　在選擇雙離合器用干式還是濕式時，可以根據(jù)表2.2所提供的兩種離合器性能對比進(jìn)行綜合考慮 [19]。</p><p>　　結(jié)合圖2.6和表2.2的分析

51、可以知道：濕式雙離合器有快速冷卻裝置，能使離合器因?yàn)槟Σ廉a(chǎn)生的熱量迅速冷卻，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。而與之相比，膜片彈簧在干式離合器上的使用彌補(bǔ)了它尺寸大的不足，同時還使干式離合器更易于制造，傳動效率也變高，唯一的不足就是不能提供大的轉(zhuǎn)矩，只能應(yīng)用于輕型車上。</p><p>　　表2.2 兩種離合器的性能比較</p><p>　　2.5 DCT總體設(shè)計方案的確定</p>&l

52、t;p>　　根據(jù)上述DCT的組成、工作原理和所確定的傳動方案，并結(jié)合本文參考的原型車特點(diǎn)和要求，確定本文所要設(shè)計的DCT總體方案： </p><p>　　通過雙離合器的選擇分析，本文采用干式雙離合器的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　通過對常見的三種DCT結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)及其適用的乘用車的布置形式的分析，確定了采用雙中間軸式DCT的布置形式：1擋、2擋、3擋和4擋布置在中間軸1上，5擋和6擋以及

53、倒擋布置在中間軸2上，外加一根倒擋軸用于布置倒擋的兩個惰輪。1擋和倒擋齒輪工作時承受較大的載荷，設(shè)計時一般都把它們放在支撐附近。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖2.7所示。</p><p>　　箱體的設(shè)計和潤滑密封要參考有關(guān)車型的變速箱結(jié)構(gòu)，還要考慮齒輪軸的裝配和變速箱在整車上的安裝。</p><p><b>　　2.6 本章小結(jié)</b></p><p>　　本

54、章詳述了雙離合器自動變速器的基本工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。雙離合器自動變速器的基本工作原理相當(dāng)于采用了兩個機(jī)械式自動變速器交替工作，使車輛在行駛換擋過程中實(shí)現(xiàn)動力的不中斷傳遞。分析了DCT的三種布置形式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過分析比較最終確定了雙中間軸式布置的機(jī)械式齒輪傳動結(jié)構(gòu)，變速器具有軸向間距小，能夠布置6個擋位，安裝在前置發(fā)動機(jī)的車輛上。比較了干式與濕式雙離合器的特性，通過性能分析、適用范圍分析以及參考同類型車型的相關(guān)應(yīng)用選出本設(shè)計的雙離合器為

55、干式雙離合器。</p><p>　　DCT變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p>　　3.1 DCT變速箱總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　本文設(shè)計的DCT齒輪箱總體結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。兩根輸入軸分別與雙離合器相連，換擋時通過對兩個離合器的離合，控制兩根輸入軸傳遞動力。1擋、2擋、3擋和4擋從動齒輪布置在中間軸1上，5擋和6擋從動齒輪布置在中間軸2上，并且奇數(shù)擋主動齒輪

56、布置在實(shí)心輸入軸上，偶數(shù)擋主動齒輪布置在空心輸入軸上，倒擋采用兩個惰輪布置在倒擋軸上。從動齒輪通過同步器與輸出軸連接傳遞動力。各軸的布置位置如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.1 雙中間軸式變速箱裝配圖</p><p>　　1—2擋齒輪；2—4擋齒輪；3—3擋齒輪；4—1擋齒輪；5—5擋齒輪；6—倒擋齒輪R1；</p><p>　　7—6擋齒輪；8—倒擋齒輪

57、R2；9—倒擋軸；10—中間軸2；11—空心輸入軸；</p><p>　　12—實(shí)心輸入軸；13—中間軸1</p><p>　　變速箱采用整體式箱體，分為兩部分，主箱體主要是安裝齒輪軸系，箱體蓋主要是用于離合器的安裝和變速箱整體安裝在車上。箱體兩部分采用密封圈密封，也用調(diào)整軸</p><p>　　向間隙。各部件具體設(shè)計過程如下。</p><p&g

58、t;　　圖3.2 各軸的空間布置</p><p>　　1—中間軸1；2—實(shí)心輸入軸與空心輸入軸；3—倒檔軸；4—中間軸2</p><p>　　3.2 DCT齒輪箱結(jié)構(gòu)基本參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　3.2.1 DCT的擋位數(shù)和傳動比設(shè)計</p><p>　　本設(shè)計采用的是六擋自動變速器，計算具體齒輪軸系需要先確定各擋的傳動比，再根據(jù)傳動

59、比和齒輪模數(shù)才能設(shè)計出具體齒輪輪軸系的布置位置。</p><p><b>　　擋位數(shù)的選擇</b></p><p>　　本文設(shè)計的車型變速箱的安裝為前橫置，發(fā)動機(jī)和變速器安裝在同一軸線上。如圖3.3所示。 </p><p>　　目前在所有小型和中型的車輛通常都采用前橫置傳動系，前橫置傳動布置能夠?yàn)槌擞密噦鬟f更大轉(zhuǎn)矩，同時能提高其強(qiáng)度與剛度。雙離

60、合器自動變速器的擋位數(shù)選擇參考表 3.1 。</p><p>　　表3.1 擋位的最優(yōu)組合</p><p>　　根據(jù)整車設(shè)計參數(shù)選擇設(shè)計為6擋變速器，即有六個前進(jìn)擋和一個倒退擋構(gòu)成[20-22]。</p><p><b>　　傳動比的初步確定</b></p><p>　　變速器的設(shè)計步驟先從傳動比的計算開始。汽車變速器的

61、直接擋傳動比為1.0，超速擋的傳動比為0.7～0.8。本設(shè)計為六擋變速器，其中五擋設(shè)為直接擋，即傳動比為1，六擋為超速擋，傳動比小于1。</p><p>　　傳動比的確定要先確定最低擋的傳動比，再根據(jù)初定的直接檔計算出其它擋位傳動比。1擋傳動比的確定主要考慮兩方面：一是汽車爬最大坡度時用1擋傳動，輸出扭矩最大；二是在1擋低速行駛時，車輛在路面上不能出現(xiàn)驅(qū)動輪打滑現(xiàn)象。</p><p>　　

62、汽車爬坡為最大角度時，需要用最大轉(zhuǎn)矩，即掛1擋行駛，此時行駛速度很慢，忽略空氣阻力，轉(zhuǎn)化成物理受力分析，則最大驅(qū)動力要大于等于輪胎與地面間的滾動摩擦力及汽車重量在沿斜面的分力。故有：</p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　則由式（3-1）可計算出車輛爬最大坡度時所需要的傳動比為范圍：</p><p><b&g

63、t;　　(3-2)</b></p><p>　　式中：m—汽車總質(zhì)量，由設(shè)計參數(shù)得m=2000kg</p><p>　　g—重力加速度，g=9.8m/</p><p>　　f —滾動阻力系數(shù)，選0.018</p><p>　　—最大爬坡角，乘用車的最大爬坡度約為30%，即16.7，取</p><p><

64、;b>　　=20</b></p><p><b>　　—道路最大阻力系數(shù)</b></p><p>　　—驅(qū)動車輪的滾動半徑,驅(qū)動車輪滾動半徑根據(jù)設(shè)計參數(shù)為=0.308m</p><p>　　—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，即186.2Nm</p><p>　　—主減速比，轎車在34.5之間，取=4.5</p&g

65、t;<p>　　—汽車傳動系的傳動效率，有極機(jī)械變速器傳動系的轎車，其傳動效率可取為0.90.92，取為0.9</p><p>　　帶入式（3-2）數(shù)據(jù)計算得：</p><p>　　水平路面行駛時，車輛驅(qū)動輪不能打滑。驅(qū)動輪上的動力要大于附著力。根據(jù)驅(qū)動車與路面的附著條件：</p><p><b>　　(3-3)</b></

66、p><p>　　則由式（3-3）可得：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p>　　式中：—汽車總重在水平路面時給地面的載荷,=，是軸荷分配百分比。根據(jù)</p><p>　　前置車輛變速箱布置選=60%</p><p>　　—路面附著系數(shù)，平時車輛行駛路面， 值為0.70.8，

67、取0.75</p><p>　　根據(jù)式（3-4）帶入數(shù)據(jù)計算得：</p><p>　　所以可以得到一檔傳動比的取值范圍：</p><p><b>　　初選3.20</b></p><p>　　各擋為近似等比數(shù)列，公比為：</p><p><b>　　(3-5)</b><

68、/p><p><b>　　式中：n為擋數(shù)。</b></p><p>　　汽車在行駛時除去起步階段或特殊路況，一般都是掛高速擋行駛的，所以在實(shí)際設(shè)計時高擋區(qū)的傳動比比低擋區(qū)的小。即：</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p>　　五檔為直接檔，傳動比為,根據(jù)式（3-5）得q=<

69、/p><p>　　由式（3-5）和式（3-6）可以初步選擇各擋傳動比如表3.2所示：</p><p>　　表3.2 各擋傳動比</p><p>　　本設(shè)計的傳動比范圍，符合乘用車的傳動比范圍3.0～4.5之間。倒檔傳動比與1擋傳動比類似，比1擋略大選為。</p><p>　　3.2.2 中心距設(shè)計</p><p>　　雙中

70、間軸式布置兩個中心距、，即輸入軸與中間軸的距離。中心距的大小主要由各擋位傳動比和齒數(shù)確定的，它能影響自動變速器的尺寸、體積及質(zhì)量，可以進(jìn)行微調(diào)，調(diào)整時首先要能保證齒輪的接觸強(qiáng)度。 </p><p>　　本文設(shè)計的雙中間軸式DCT采用了共用齒輪設(shè)計，因?yàn)辇X輪模數(shù)相同但齒數(shù)不同，所以要使兩組齒輪正常嚙合，兩個中間距不能相等，即。這樣設(shè)計還能夠簡化結(jié)構(gòu)，使制造方便。 </p><p>　　DCT

71、的中心距一般根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式計算：</p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　式中：A—變速器中心距</p><p>　　—中心距系數(shù)，乘用車:=8.99.3，取=8.9</p><p>　　—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，為186.2N/m</p><p><b>　　—變

72、速器一檔傳動比</b></p><p>　　—變速器傳動效率，取96%</p><p>　　中心距可先由公式（3-7）計算得到，即：</p><p>　　式中：—中間軸1與實(shí)心輸入軸距離</p><p>　　為中間軸與空心軸的中心距。等確定了齒輪模數(shù)和所布置的擋位齒輪數(shù)后，可計算出。</p><p>　　3

73、.3 DCT齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　3.3.1 齒輪形式和材料</p><p>　　現(xiàn)在生產(chǎn)的雙離合器自動變速器為實(shí)現(xiàn)具有運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲低、壽命長等突出的特點(diǎn)，全部采用斜齒輪傳動方案。汽車變速器的齒輪多采用滲碳合金鋼制作，為滲碳合金鋼20CrMnTi。齒輪精度不低于7級。輸入軸上的齒輪選擇左旋。 </p><p>　　3.3.2 齒輪參數(shù)設(shè)計<

74、;/p><p><b>　　齒輪模數(shù)的確定</b></p><p>　　模數(shù)是齒輪的重要參數(shù)，它能影響齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲、工藝等。</p><p>　　模數(shù)的選取一般遵循的原則：在中心距相同的條件下，小模數(shù)齒輪有更寬的齒寬和</p><p>　　更多的齒數(shù)，能增加兩齒輪嚙合的重合度，減少因接觸過小而產(chǎn)生的震蕩，減小噪聲；

75、大模數(shù)的齒輪可以減小齒數(shù)和齒寬，減輕齒輪重量；齒輪盡量選擇一樣的模數(shù)，這將方便生產(chǎn)。</p><p>　　按表3.3選取汽車變速器齒輪的模數(shù)。</p><p>　　表3.3 汽車變速器齒輪模數(shù)</p><p>　　選取較小模數(shù)并增多齒數(shù)有利于換檔，所選模數(shù)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。選=2.75。</p><p><b>　　壓力角、螺旋角&

76、lt;/b></p><p>　　壓力角的選擇：乘用車選擇的壓力角主要考慮噪聲影響，應(yīng)選擇小些的壓力角，根據(jù)國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20，本文壓力角采用=20。 </p><p>　　螺旋角的選擇：一般選擇為15 25，螺旋角越大，齒輪強(qiáng)度越高。初選螺旋角。</p><p><b>　　齒寬b</b></p><p>

77、;　　齒寬b的選擇：斜齒輪齒寬:，為齒寬系數(shù)，取為6.08.5。 齒寬系數(shù)選為8.0。則齒寬b=22mm</p><p><b>　　齒頂高系數(shù)</b></p><p>　　齒頂高系數(shù)的選擇：汽車變速器齒輪的齒頂高系數(shù)規(guī)定為=1.0。</p><p><b>　　齒輪修正</b></p><p>　

78、　齒輪修正常采用變位齒輪。變位系數(shù)的分析選擇：變?yōu)辇X輪能夠避免齒輪根部相切，提高齒輪運(yùn)行時的平穩(wěn)性，避免不必要磨損降低齒輪使用壽命。變位系數(shù)的選擇要結(jié)合本文設(shè)計的中心距情況而定。中心距確定，則1擋、2擋、3擋和4擋齒輪應(yīng)采用高度變位，5擋和6擋齒輪確定后計算出中心距，也可以使用高度變位齒輪。</p><p>　　3.3.3 各擋位齒輪齒數(shù)的分配</p><p>　　變速箱各擋齒輪的布置如圖

79、2.7所示，下面是計算每個擋位的嚙合齒輪齒數(shù)。</p><p>　　1擋齒輪副齒數(shù)的計算</p><p>　　1擋傳動比： </p><p>　　式中：—1擋主動齒輪齒數(shù)</p><p><b>　　—1擋從動齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　1擋嚙合齒輪齒數(shù)和為，計

80、算公式為：</p><p><b>　　（3-8）</b></p><p>　　由初算的和角，代入式（3-8）可計算出</p><p>　　在取齒數(shù)和時應(yīng)注意最好不使為偶數(shù)，以減少大小齒輪有公約數(shù)的機(jī)會，否則會出現(xiàn)齒面的不均磨損。所以取整為51。</p><p>　　的最小齒數(shù)受到中間軸軸徑的限制，盡可能取小些，的選定應(yīng)

81、與中間軸軸徑統(tǒng)一考慮，=12，=39。</p><p><b>　　核算1擋傳動比：</b></p><p>　　計算結(jié)果與3.20近似相等，故確定1擋傳動齒輪的齒數(shù)=12，=39。</p><p><b>　　修正中心距和螺旋角</b></p><p>　　確定齒數(shù)后，按式(3-8)反算中心距，修

82、正后的中心距</p><p>　　中心距準(zhǔn)確值為=75mm。修正后的中心距則為各擋分配的依據(jù)。</p><p>　　由式（3-4）計算出1擋齒輪的螺旋角</p><p>　　中間軸1上其他擋位齒輪副計算</p><p>　　2擋齒輪副齒數(shù)計算 </p><p><b>　　2擋齒輪的齒數(shù)和</b>

83、</p><p>　　式中：—2擋主動齒輪齒數(shù)</p><p><b>　　—2擋從動齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　齒數(shù)和選51。2擋初選的傳動比為2.18，計算得=16, =35。</p><p><b>　　校核2擋傳動比：</b></p><p>　　結(jié)果與2.

84、18近似相等，可以確定 2 擋傳動齒輪的齒數(shù)</p><p><b>　　=16, =35。</b></p><p>　　修正2擋齒輪的螺旋角</p><p>　　3擋齒輪副齒數(shù)的計算</p><p>　　3擋齒輪的計算過程與2擋類似，取為51。由初選的，根據(jù)</p><p>　　式（3-8）可計

85、算出，。</p><p>　　核算3擋傳動比的大?。?lt;/p><p>　　式中：—3擋主動齒輪齒數(shù)</p><p><b>　　—3擋從動齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　計算結(jié)果與1.56近似相等，確定3擋齒輪齒數(shù)，。</p><p>　　4擋齒輪副齒數(shù)的計算</p><

86、p>　　根據(jù)初選的4擋傳動比，可計算出4擋齒輪齒數(shù)，。</p><p>　　校核4擋傳動比大小：</p><p>　　式中：—4、6擋主動齒輪齒數(shù)</p><p><b>　　—4擋從動齒輪齒數(shù)</b></p><p>　　計算結(jié)果與1.20近似相等，確定4擋齒輪齒數(shù)，。</p><p>　

87、　6擋齒輪副齒數(shù)的計算</p><p>　　因?yàn)?擋與4擋共用空心輸入軸上的主傳動齒輪，已計算出和初選的</p><p>　　，根據(jù)式（3-8）可計算出。</p><p>　　核算6擋傳動比大?。?lt;/p><p>　　式中：—6擋從動齒輪齒數(shù)</p><p>　　—4、6擋主動齒輪齒數(shù)</p><p

88、>　　計算結(jié)果與0.83相等，確定6擋齒輪齒數(shù)。</p><p><b>　　中心距的計算</b></p><p>　　算出了4擋和6擋傳動齒輪齒數(shù)后，可根據(jù)它們共用公共齒輪計算中間軸2與</p><p>　　空心輸入軸的中心距：</p><p><b>　　(3-9)</b></p&g

89、t;<p>　　式中：—中心距2，5、6擋從動齒輪所在軸與空心輸入軸距離</p><p><b>　　5擋齒輪齒數(shù)的計算</b></p><p>　　根據(jù)式（3-9）所計算出的中心距，可計算出5擋齒輪齒數(shù)。</p><p>　　5擋傳動齒輪齒數(shù)和：</p><p>　　初選43，由5擋傳動比和齒輪齒數(shù)選擇原

90、則，選，。</p><p>　　核算5擋傳動比大?。?lt;/p><p><b>　　惰輪齒數(shù)的計算</b></p><p><b>　　倒擋齒數(shù)的計算</b></p><p>　　倒擋齒輪模數(shù)為。惰輪2的齒數(shù)一般在21~23之間，為避免干涉，齒輪2和3的齒頂圓之間應(yīng)有不小于0.5mm的間隙，則有：&l

91、t;/p><p><b>　　(3-10)</b></p><p>　　式中：—齒輪2的齒頂圓直徑</p><p>　　—齒輪3的齒頂圓直徑</p><p><b>　　(3-11)</b></p><p>　　將式（3-11）代入式（3-10），并帶入數(shù)值可計算的，符合齒數(shù)選擇

92、要求。參考原型車變速器的倒擋齒數(shù)，初選</p><p><b>　　由倒擋傳動比</b></p><p><b>　　(3-12)</b></p><p>　　式中：—倒擋常嚙合齒輪10、11的傳動比</p><p>　　—倒擋常嚙合齒輪1、2的傳動比</p><p>　　將

93、數(shù)據(jù)代入式（3-12）可得。</p><p>　　計算倒擋軸和輸入軸之間的中心距</p><p>　　根據(jù)式（3-8）代入數(shù)據(jù)可得</p><p>　　計算倒擋軸和中間軸2的中心距</p><p>　　根據(jù)式（3-8）代入數(shù)據(jù)可得</p><p><b>　　校核倒擋傳動比</b></p&g

94、t;<p>　　計算值比與3.50近似相等。</p><p>　　經(jīng)過計算所得各擋傳動比和各擋的兩個傳動齒輪齒數(shù)如下表3.4齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)所示</p><p>　　表3.4 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)</p><p>　　3.4 DCT軸的參數(shù)設(shè)計計算</p><p>　　3.4.1 軸的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　雙

95、中間軸式DCT的布置由兩根輸入軸，兩根中間軸，一根倒擋軸組成，它們成平行軸式的分布。其中兩根輸入軸，一根為實(shí)心輸入軸，另一根為空心輸入軸，空心輸入軸套在實(shí)心輸入軸上，兩個軸共軸線，轉(zhuǎn)動時通過軸承分開，不會產(chǎn)生影響。把擋位分為奇偶擋分別布置在兩根輸入軸上，其中實(shí)心輸入軸上布置的是1擋、3擋和5擋主動齒輪，空心輸入軸上布置的是2擋、4擋和6擋主動齒輪，并且4擋和6擋共用空心軸上的主動齒輪。倒擋軸上的從動齒輪與1擋共用實(shí)心輸入軸上的主動齒輪，

96、倒擋軸上的主動齒輪與中間軸2上的從動輪嚙合。</p><p>　　實(shí)心輸入軸在空心輸入軸中轉(zhuǎn)動，兩根軸都采用階梯軸的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計。參考相關(guān)車型的變速箱軸設(shè)計，實(shí)心軸上的1擋主動齒輪做成齒輪軸，與軸設(shè)計成一體的，3擋和5擋主動齒輪通過花鍵安裝在實(shí)心輸入軸上。軸上還有脈沖信號輪，軸的長度要根據(jù)齒輪寬度，脈沖信號輪、彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)件和安裝要求來設(shè)計?？招妮S上的2擋和4、6擋主動齒輪參考原型車設(shè)計為空心齒輪軸，其上也有脈

97、沖信號輪檢測速度。具體軸長尺寸要考慮安裝在實(shí)心輸入軸的尺寸和安裝要求進(jìn)行設(shè)計。</p><p>　　兩根中間軸主要設(shè)計尺寸要考慮軸承的安裝尺寸，一般也要設(shè)計成階梯軸的形式。中間軸1和中間軸2上都有兩個同步器，同時輸出軸齒輪也在兩個中間軸上，所以中間軸的長度要考慮各擋位齒輪的布置、同步器布置、輸出軸齒輪、彈性擋圈等標(biāo)準(zhǔn)件和安裝方便等方面因素。</p><p>　　倒檔軸上只有兩個惰輪用于傳遞

98、倒擋時的動力，布置形式主要考慮安裝方面。</p><p>　　3.4.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算</p><p>　　初選軸徑，用以確定軸的階梯。</p><p>　　在已知變速器中間距的情況下，中間軸的最大直徑可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可計算出來</p><p><b>　　中心距初選公式：</b></p><p&g

99、t;<b>　　(3-13)</b></p><p>　　系數(shù)選為0.5，中間軸1和中間軸2的最大直徑按式（3-13）計算得：</p><p>　　式中：—中間軸1的直徑</p><p><b>　　—中間軸2的直徑</b></p><p>　　實(shí)心輸入軸的花鍵部分直徑也可按經(jīng)驗(yàn)公式選擇： <

100、/p><p><b>　　(3-14)</b></p><p>　　式中：K—為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，K=4.0~4.6；</p><p>　　—發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）</p><p>　　根據(jù)式（3-14）可計算出實(shí)心軸花鍵部分直徑，選取經(jīng)驗(yàn)系數(shù)4.0，則</p><p>　　具體尺寸要結(jié)合設(shè)計過程中所選花鍵具

101、體確定，但不會相差太大。</p><p>　　對于空心輸入軸的內(nèi)外徑有如下關(guān)系： </p><p><b>　　(3-15)</b></p><p>　　式中：—空心輸入軸內(nèi)徑</p><p><b>　　—空心輸入軸外徑</b></p><p>　　在初選出每軸的尺寸后根據(jù)

102、具體安裝情況畫出零件圖。</p><p>　　實(shí)心輸入軸如圖3.4所示。實(shí)心輸入軸上有兩個花鍵軸分別與5擋和3擋主動齒輪嚙合，選擇的花鍵為45漸開線花鍵。軸上有一個脈沖信號輪，一個定位卡簧，軸向有三個主動齒輪，寬度為22mm，其中1擋主動齒輪與軸設(shè)計成一體，考慮到重合度，應(yīng)略寬2mm，另外空心軸上還有兩擋齒輪的齒寬長度和空心軸脈沖信號輪，最后考慮兩端安裝支撐的選用軸承的長度和安裝直徑。</p>&l

103、t;p>　　空心輸入軸如圖3.5所示?？招妮斎胼S上4擋、6擋共用的主動齒輪和2擋主動齒輪都為齒輪軸，這樣設(shè)計能夠提高軸的強(qiáng)度?？招妮S的內(nèi)外直徑按式（3-15）設(shè)計，內(nèi)徑的尺寸要考慮安裝滾針軸承的大小?？招妮斎胼S的長度主要是兩個齒輪齒寬和支撐端軸承安裝長度，還有2擋和4、6擋齒輪之間同步器的安裝長度。另外其上也有速度脈沖信號輪，檢測轉(zhuǎn)速。</p><p>　　中間軸1如圖3.6所示。中間軸1上布置了4個擋位的

104、空轉(zhuǎn)從動齒輪，當(dāng)掛擋時由換擋拔插撥動同步器與齒輪上的嚙合齒嚙合，從而帶動中間軸旋轉(zhuǎn)，再通過輸出齒輪與減速器嚙合輸出發(fā)動機(jī)動力到車輪。中間軸上有兩個同步器，同步器軸的連接是靠漸開線花鍵連接，在初選最大直徑之后，根據(jù)具體安裝要設(shè)計成階梯狀，在根據(jù)接替情況具體選擇花鍵尺寸。同步器與軸的軸向用卡簧固定。</p><p>　　中間軸2如圖3.7所示。中間軸2上有三個擋從動齒輪齒寬長度。與中間軸1的設(shè)計相似，中間軸2的設(shè)計還

105、要考慮倒擋惰輪R1的情況，因?yàn)榈箵跤昧藘蓚€齒輪傳遞動力，齒輪R1要和輸入軸一擋主動齒輪嚙合，齒輪R2要和中間軸2上的齒輪嚙合。只能采用空間三角布置。倒擋與6擋的空轉(zhuǎn)從動齒輪通過同步器與中間軸2連接，5擋單獨(dú)用一個同步器。這樣設(shè)計6擋從動齒輪的軸向定位就得用套筒定位。根據(jù)脈沖信號輪的大小和其他擋位的布置情況，及安裝要求，最終確定了中間軸2的軸結(jié)構(gòu)。</p><p>　　倒檔軸如圖3.8所示。倒擋軸上只有兩個倒擋齒輪

106、通過花鍵與軸相連。軸的長度要根據(jù)安裝要求和與輸入、輸出齒輪的配合來定。齒輪的定位采用套筒與軸肩兩邊定位。</p><p>　　3.5軸承分析及選用</p><p>　　實(shí)心輸入軸和空心輸入軸之間要能夠同軸線轉(zhuǎn)動，但不能產(chǎn)生摩擦，現(xiàn)在汽車設(shè)計為了解決這個問題采用滾針軸承使兩根軸能夠相對轉(zhuǎn)動。由于安裝空間狹小，用沖壓外圈滾針軸承，具體選擇型號根據(jù)軸的尺寸確定后選擇。中間軸上的常嚙合空轉(zhuǎn)齒輪為了

107、實(shí)現(xiàn)空轉(zhuǎn)并且安裝空間狹小的要求，選擇的軸承也為滾針軸承，選擇向心滾針和保持架組件的滾針軸承。每根軸的兩端都要用軸承支撐，考慮到傳動齒輪為斜齒，傳動時產(chǎn)生軸向力，所以選擇的為圓錐滾子軸承。具體型號可以在設(shè)計出階梯軸軸端時結(jié)合圓錐滾子軸承尺寸進(jìn)行選擇。</p><p>　　應(yīng)用到的圓錐滾子軸承都為30000型：倒擋軸選用型號：30302；中間軸2選用型號：30203；中間軸1選用型號：30204；輸入軸選用型號：30

108、205。</p><p>　　應(yīng)用到的滾針軸承型號有兩種：向心滾針和保持架組件滾針軸承選用的型號：5擋從動齒輪選用型號K202620；1擋從動齒輪選用型號K253120；6擋從動齒輪選用型號K283520；3、4擋從動齒輪和倒擋從動齒輪選用型號K323930；2擋從動齒輪選用型號K384630。沖壓外圈滾針軸承選用的型號：HKH1218和HK2520。</p><p>　　3.6變速箱箱體

109、結(jié)構(gòu)設(shè)計和密封潤滑</p><p>　　3.6.1 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　變速箱箱體主要參考相關(guān)車型的變速箱進(jìn)行設(shè)計，如圖3.9所示為主箱體和圖3.10所示為箱體蓋。</p><p>　　箱體是能夠安裝支撐軸承，為齒輪傳動提供保證，還可以起到密封作用，保證內(nèi)部的齒輪軸不會進(jìn)塵，同時還能保證內(nèi)部的潤滑不外漏。箱體的壁厚參考減速箱設(shè)計，軸承支撐部分設(shè)計肋板，

110、提高強(qiáng)度。箱體的設(shè)計不僅要考慮內(nèi)部安裝還要考慮在整車的安裝。在箱蓋部分設(shè)計了與發(fā)動機(jī)部分相連的連接孔。</p><p>　　變速箱箱體材料一般用鑄件，材料為ZL107，ZL107為鑄造鋁合金。箱體為剖分式結(jié)構(gòu)。因?yàn)閭鲃虞S是空間布置的沒有都在一條水平線上，所以不能采用水平剖分，參考原車型變速箱箱體，將箱體沿一側(cè)軸承分開。安裝時先在盤形的一段將軸安裝上，之后再沿各軸將齒輪等件安裝上，追后套上桶形的另一半箱體。<

111、/p><p>　　3.6.2 變速箱的密封和潤滑</p><p>　　汽車變速器是整個汽車傳動過程中重要部分，它能把發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速按不同的速度傳遞到車輪上，也能把發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)矩按不同的需要傳遞到車輪上。變速箱主要是齒輪傳動，齒輪傳動就導(dǎo)致嚙合齒輪、齒輪和軸之間產(chǎn)生摩擦。為避免機(jī)械部件的直接摩擦，需要對齒輪之間進(jìn)行潤滑，在齒輪工作面之間形成一層保護(hù)的膜，油膜能夠使工作面隔開，從而保證了齒輪等接觸的機(jī)

112、械機(jī)構(gòu)的工效和長久的使用壽命。</p><p>　　潤滑油從變速器進(jìn)油螺塞處注入變速箱內(nèi)，浸入潤滑油的齒輪高速轉(zhuǎn)動時，甩動潤滑油，從而把其他零件表面潤滑，還可以把摩擦產(chǎn)生的熱帶走。對于軸承的潤滑可以通過齒輪側(cè)的油槽使濺射的油潤滑軸承，從而實(shí)現(xiàn)軸承的潤滑。</p><p>　　密封是能夠保證齒輪箱能夠正常安全的潤滑，避免泄漏和防止雜物的進(jìn)入。同時密封材料還要與潤滑油的化學(xué)性能相適應(yīng)。從而避免

113、了密封材料的膨脹、硬化和溶化，使密封變差。密封一般為軸透蓋部分加密封毛氈，根據(jù)空心軸的外徑尺寸和轉(zhuǎn)速計算出線速度小于3m/s，選擇的粗毛氈密封。對于兩部分箱體接合的部分采用密封墊圈，密封墊圈根據(jù)同一變速箱統(tǒng)一生產(chǎn)[23]，不僅能夠防止?jié)櫥蜐B漏和箱外雜質(zhì)的侵入，還能作為彈性調(diào)整墊圈調(diào)整軸承間隙。</p><p><b>　　3.7本章小結(jié)</b></p><p>　　

114、本章根據(jù)汽車變速箱設(shè)計步驟，按照雙中間軸式自動變速箱的結(jié)構(gòu)和設(shè)計方法，對變速箱內(nèi)部的齒輪傳動比、齒數(shù)、中心距和初選軸的大小進(jìn)行了計算，計算結(jié)果確定了各軸間的布置距離；再根據(jù)階梯軸的設(shè)計原則，設(shè)計出實(shí)心輸入軸、空心輸入軸、中間軸1和中間軸2及倒檔軸的具體結(jié)構(gòu)；同時結(jié)合軸的設(shè)計選擇出所用軸承；最后對變速箱箱體進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和初步設(shè)計。</p><p><b>　　齒輪軸系的校核</b></

115、p><p><b>　　4.1齒輪強(qiáng)度校核</b></p><p>　　汽車變速箱的機(jī)械式齒輪傳動的傳動形式和使用條件都是相似的，因此，計算汽車變速器齒輪強(qiáng)度用的簡化計算公式與通用齒輪強(qiáng)度的計算公式同樣可以獲得較為準(zhǔn)確的結(jié)果。</p><p>　　4.1.1斜齒輪彎曲強(qiáng)度計算</p><p><b>　　斜齒彎曲強(qiáng)

116、度計算</b></p><p><b>　　斜齒彎曲應(yīng)力:</b></p><p><b>　　(4-1)</b></p><p>　　式中：—圓周力（N），；為計算載荷（Nmm）</p><p>　　d—節(jié)圓直徑（mm），</p><p>　　—應(yīng)力集中系數(shù),=