變速箱設(shè)計(jì)(操縱機(jī)構(gòu))畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、目  錄 第一章  機(jī)械式變速器的概述. §1.1 選題及意義. §1.2 變速器的類型及發(fā)展. §1.3 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容. 第二章  變速器主操縱部分結(jié)構(gòu)與原理. §2.1 變速器操縱機(jī)構(gòu)類型.§2.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu). §2.3 鎖止原理. 第三章 兩桿變速器操縱部分設(shè)計(jì). §3.1 設(shè)計(jì)參數(shù). §3.2 齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算.§3.3 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算.§3.4 同步器的設(shè)計(jì)與計(jì)算.§3.5 箱體設(shè)計(jì). 第四章

2、60;總結(jié)與展望. §4.1 總結(jié). §4.2 展望. 參考文獻(xiàn).致謝. 第一章  機(jī)械式變速器的概述1.1 選題及意義現(xiàn)在，每當(dāng)人們觀看F1大賽，總會(huì)被那種極速的感覺(jué)所折服。此刻，大家似乎談?wù)摰米疃嗟木褪前l(fā)動(dòng)機(jī)的性能以及車手的駕駛技術(shù)。而且，不忘在自己駕車的時(shí)候體會(huì)一下極速感覺(jué)或是在買車的時(shí)候關(guān)注一下發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，這似乎成為了橫量汽車品質(zhì)優(yōu)劣的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。的確，擁有一顆“健康的心”是非常重要的，因?yàn)樗莿?dòng)力的締造者。但是，掌控速度快慢的，卻是它身后的變速器。1.2 變速器的類型及發(fā)展從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車型所配置的變速器來(lái)看，主要分為：手動(dòng)變速器（

3、MT）、自動(dòng)變速器（AT）、手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）、無(wú)級(jí)變速器（CVT）。一、手動(dòng)變速器(MT)手動(dòng)變速器（Manual Transmission）采用齒輪組，每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的，所以各檔的變速比是個(gè)定值(也就是所謂的“級(jí)” )。比如，一檔變速比是3.85,二檔是2.55,再到五檔的0.75,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比，總共只有5個(gè)值(即有5級(jí))，所以說(shuō)它是有級(jí)變速器。    曾有人斷言，繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn)，阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐，手動(dòng)變速器會(huì)在不久“下課”，從事物發(fā)展的角度來(lái)說(shuō)，這話確實(shí)有道理。但是從目前市場(chǎng)的需求和適用角度來(lái)看，筆者認(rèn)

4、為手動(dòng)變速器不會(huì)過(guò)早的離開(kāi)。    首先，從商用車的特性上來(lái)說(shuō)，手動(dòng)變速器的功用是其他變速器所不能替代的。以卡車為例，卡車用來(lái)運(yùn)輸，通常要裝載數(shù)噸的貨品，面對(duì)如此高的“壓力”，除了發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)勁的動(dòng)力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。我們都知道一檔有“勁”，這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量將車帶動(dòng)。特別是面對(duì)爬坡路段，它的特點(diǎn)顯露的非常明顯。而對(duì)于其他新型的變速器，雖然具有操作簡(jiǎn)便等特性，但這些特點(diǎn)尚不具備。    其次，對(duì)于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來(lái)說(shuō)，他們的最愛(ài)還是手動(dòng)變速器。從我國(guó)的具體情況來(lái)看，手動(dòng)變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國(guó)的汽車發(fā)展

5、歷史，資歷郊深的司機(jī)都是“手動(dòng)”駕車的，他們對(duì)手動(dòng)變速器的認(rèn)識(shí)程度是非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實(shí)的。雖然自動(dòng)變速器以及無(wú)級(jí)變速器已非常的普遍，但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動(dòng)，尤其是喜歡超車時(shí)手動(dòng)變速帶來(lái)的那種快感，所以一些中高檔的汽車（尤其是轎車）也不敢輕易放棄手動(dòng)變速器。另外，現(xiàn)在在我國(guó)的汽車駕駛學(xué)校中，教練車都是手動(dòng)變速器的，除了經(jīng)濟(jì)適用之外，關(guān)鍵是能夠讓學(xué)員打好扎實(shí)的基本功以及鍛煉?cǎi){駛協(xié)調(diào)性。    第三，隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭，對(duì)于普通工薪階級(jí)的老百姓來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適，手動(dòng)變速器以其自身的性價(jià)比配套于經(jīng)濟(jì)

6、型轎車廠家，而且經(jīng)濟(jì)適用型轎車的銷量一直在車市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等國(guó)內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動(dòng)變速的車，它們的各款車型基本上都是5檔手動(dòng)變速。二、自動(dòng)變速器（AT）    自動(dòng)變速器（AutomaticTransmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說(shuō)自動(dòng)變速汽車沒(méi)有離合器，但自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。    在中檔車的市場(chǎng)上，自動(dòng)變速器有著一片自己的天空。使用此類

7、車型的用戶希望在駕駛汽車的時(shí)候?yàn)榱撕?jiǎn)便操作、降低駕駛疲勞，盡可能的享受高速駕駛時(shí)快樂(lè)的感覺(jué)。在高速公路上，這是個(gè)體現(xiàn)地非常完美。而且，以北京市來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的交通狀況不好，堵車是經(jīng)常的事情，有時(shí)要不停地起步停步數(shù)次，司機(jī)如果使用手動(dòng)檔，則會(huì)反復(fù)地掛檔摘檔，操作十分煩瑣，尤其對(duì)于新手來(lái)說(shuō)更是苦不堪言。使用自動(dòng)檔，就不會(huì)這樣麻煩了。    在市場(chǎng)上，此類汽車銷售狀況還是不錯(cuò)的，尤其是對(duì)于女性朋友比較適合，通常女性朋友駕車時(shí)力求便捷。而我國(guó)要普及這種車型，關(guān)鍵要解決的是路況問(wèn)題，現(xiàn)在的路況狀況不均勻，難以發(fā)揮自動(dòng)檔汽車的優(yōu)勢(shì)。三、手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT） 

8、60;  其實(shí)通過(guò)對(duì)一些車友的了解，他們并不希望摒棄傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器，而且在某些時(shí)候也需要自動(dòng)的感覺(jué)。這樣手動(dòng)/自動(dòng)變速器便由此誕生。這種變速器在德國(guó)保時(shí)捷車廠911車型上首先推出，稱為Tiptronic，它可使高性能跑車不必受限于傳統(tǒng)的自動(dòng)檔束縛，讓駕駛者也能享受手動(dòng)換檔的樂(lè)趣。此型車在其檔位上設(shè)有“+”、“-”選擇檔位。在D檔時(shí)，可自由變換降檔(-)或加檔(+)，如同手動(dòng)檔一樣。    自動(dòng)手動(dòng)變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式為了駕駛樂(lè)趣使用手動(dòng)檔，而在交通擁擠時(shí)使用自動(dòng)檔，這樣的變速方式對(duì)于我國(guó)的現(xiàn)狀還是非常適合的。筆者曾在上面提到，手動(dòng)變速器有著很

9、大的使用群體,而自動(dòng)變速器也能適應(yīng)女士群體以及解決交通堵塞帶來(lái)的麻煩，這樣對(duì)于一些夫妻雙方均會(huì)駕車的家庭來(lái)說(shuō)，可謂是兼顧了雙方，體現(xiàn)了“夫妻檔”。雖然這種二合一的配置擁有較高的技術(shù)含量，但這類的汽車并不會(huì)在價(jià)格上都高不可攀，比如廣州本田飛度1.3L CVT 兩廂、南京菲亞特2004派力奧1.3 HL Speedgear、南京菲亞特 西耶那Speedgear EL這些“二合一”的車型價(jià)格均在10萬(wàn)元左右，這個(gè)價(jià)格層面還比較低的。    所以，手動(dòng)/自動(dòng)車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。而汽車廠商和配套的變速器廠家應(yīng)該以此為契機(jī)，根據(jù)市場(chǎng)要求精心打造此類變速器。因?yàn)檫@類變

10、速器是有比較廣闊的市場(chǎng)的。四、無(wú)級(jí)變速器當(dāng)今汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，是非常迅速的，用戶對(duì)于汽車性能的要求是越來(lái)越高的。汽車變速器的發(fā)展也并不僅限于此，無(wú)級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。無(wú)級(jí)變速器最早由荷蘭人范·多尼斯（VanDoornes）發(fā)明。無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)不像手動(dòng)變速器或自動(dòng)變速器那樣用齒輪變速，而是用兩個(gè)滑輪和一個(gè)鋼帶來(lái)變速，其傳動(dòng)比可以隨意變化，沒(méi)有換檔的突跳感覺(jué)。它能克服普通自動(dòng)變速器“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點(diǎn)。通常有些朋友將自動(dòng)變速器稱為無(wú)級(jí)變速器，這是錯(cuò)誤的。雖然它們有著共同點(diǎn)，但是自動(dòng)變速器只有換檔是自動(dòng)的，但它的傳動(dòng)比是有級(jí)的，也就是我們常說(shuō)的檔，一般自動(dòng)變速

11、器有27個(gè)檔。而無(wú)級(jí)變速器能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無(wú)級(jí)變化，并選定幾個(gè)常用的速比作為常用的“檔”。裝配該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)可在任何轉(zhuǎn)速下自動(dòng)獲得最合適的傳動(dòng)比。本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)的任務(wù)是設(shè)計(jì)一臺(tái)用于轎車上的FR式的手動(dòng)變速器。本設(shè)計(jì)采用中間軸式變速器，該變速器具有兩個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是其直接檔的傳動(dòng)效率高，磨損及噪聲也最??；二是在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得較大的一檔傳動(dòng)比。                  根據(jù)轎車的外

12、形、輪距、軸距、最小離地間隙、最小轉(zhuǎn)彎半徑、車輛重量、滿載重量以及最高車速等參數(shù)結(jié)合自己選擇的適合于該轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)可以得出發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩、排量等重要的參數(shù)。再結(jié)合某些轎車的基本參數(shù)，選擇適當(dāng)?shù)闹鳒p速比。根據(jù)上述參數(shù)，再結(jié)合汽車設(shè)計(jì)、汽車?yán)碚摗C(jī)械設(shè)計(jì)等相關(guān)知識(shí)，計(jì)算出相關(guān)的變速器參數(shù)并論證設(shè)計(jì)的合理性。它功用是：改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下工作；在發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛；利用空檔，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于發(fā)動(dòng)機(jī)換檔或進(jìn)行動(dòng)力輸出。這臺(tái)變速器具有五

13、個(gè)前進(jìn)檔（包括一個(gè)超速檔五檔）和一個(gè)倒檔，并通過(guò)鎖環(huán)式同步器來(lái)實(shí)現(xiàn)換檔。  關(guān)鍵詞：變速器，互鎖，自鎖，拔叉，操縱桿第二章  變速器主操縱部分結(jié)構(gòu)與原理2.1 變速器操縱機(jī)構(gòu)類型變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用是使駕駛員能夠根據(jù)道路情況準(zhǔn)確可靠地掛上或摘下變速器某個(gè)檔位，以保證汽車行駛安全變速器操縱機(jī)構(gòu)按距離駕駛員座位的愿景，可以分為直接操縱機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)。(1) 直接操縱機(jī)構(gòu) 如果變速器布置在駕駛員座位附近，則變速桿可以從駕駛室底板伸出，由駕駛員直接操縱。何種操縱機(jī)構(gòu)被稱為直接操縱機(jī)構(gòu)。它一般由變速桿、拔塊、拔叉、拔叉軸以及安全裝置等組成，多集裝于變速器上蓋

14、或側(cè)蓋內(nèi)，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱方便。(2) 遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)當(dāng)變速器在汽車上布置的位置離駕駛員位置較遠(yuǎn)時(shí)，則需要在變速桿與拔叉等內(nèi)部操縱機(jī)構(gòu)之間加裝一套傳動(dòng)架構(gòu)或輔助杠桿(即外部操縱機(jī)構(gòu))。這種操縱機(jī)構(gòu)稱為遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)(或間接操縱機(jī)構(gòu))。為保證換擋準(zhǔn)確可靠，該操縱機(jī)構(gòu)應(yīng)有足夠的剛度，而且各連接件間隙不能過(guò)大，否則換擋時(shí)手感不明顯。它多用于轎車和輕型平頭汽車上。2.2 操縱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)操縱機(jī)構(gòu)首先要確定換檔位置圖。換檔位置圖的確定主要從換檔方便考慮為此應(yīng)注意以下三點(diǎn)：按換檔次序來(lái)排列；將常用檔放在中間位置，其它檔放在兩邊；為了避免誤掛倒檔，往往將倒檔安排在最靠邊的位置，有時(shí)與I檔組成一排。圖3-3 換

15、檔位置圖2.2.1 變速桿變速器操縱桿簡(jiǎn)稱變速桿，又稱排檔桿，是變速器的操縱控制機(jī)件，用以接合或分離變速器內(nèi)各檔齒輪，從而改變傳遞的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速及運(yùn)轉(zhuǎn)方向，使得汽車前進(jìn)或倒退。變速桿中部具有球面，支承在變速器蓋內(nèi)，變速桿上部在駕駛室內(nèi)。扳動(dòng)變速桿時(shí)，變速桿以球面為支點(diǎn)，使變速桿下端作橫向運(yùn)動(dòng)，伸入個(gè)變速撥叉頂部凹槽中，然后變速桿再作縱向運(yùn)動(dòng)，通過(guò)變速撥叉移動(dòng)掛檔齒輪，與所掛檔位的齒輪嚙合，掛入檔位。一般來(lái)說(shuō)，操縱桿通常位于駕駛員座位的旁側(cè)。然后，根據(jù)操縱桿安裝尺寸圖、球形手柄內(nèi)孔尺寸和操縱器與變速桿裝配孔的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)、制造操縱桿。設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮批量、經(jīng)濟(jì)性、交貨期和制造工藝等因素。為了防塵，

16、應(yīng)加防塵罩，但還應(yīng)考慮在一定程度上隔絕車外的噪聲、熱量，甚至是濺水，必要時(shí)可加裝兩級(jí)防塵罩。 變速撥叉和軸變速撥叉用螺釘固定在撥叉軸上，下端伸入掛檔齒輪(或接合齒套)的環(huán)槽內(nèi)。撥叉軸可以沿軸向移動(dòng)。空檔時(shí)，各撥叉頂部凹槽都對(duì)齊，使變速桿下端可作橫向移動(dòng)，伸入所掛檔位的撥叉凹槽內(nèi)。2.3 鎖止原理自鎖機(jī)構(gòu)的作用是：防止自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔的作用互鎖機(jī)構(gòu)的作用是：防止同時(shí)掛入兩個(gè)檔。自鎖，是在接觸器線圈得電后，利用自身的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)保持回路的接通狀態(tài)，一般對(duì)象是對(duì)自身回路的控制。如把常開(kāi)輔助觸點(diǎn)與啟動(dòng)的電動(dòng)開(kāi)關(guān)并聯(lián)，這樣，當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下，接觸器動(dòng)作，輔助觸電閉合，進(jìn)行狀態(tài)保持，此時(shí)再松開(kāi)啟動(dòng)按鈕，接

17、觸器也不會(huì)失電斷開(kāi)。一般來(lái)說(shuō)，在啟動(dòng)按鈕和輔助按鈕并聯(lián)之外，還要在串聯(lián)一個(gè)按鈕，起停止作用。點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)中作啟動(dòng)用的選擇常開(kāi)觸點(diǎn)，做停止用的選常閉觸點(diǎn)。 互鎖，說(shuō)得是幾個(gè)回路之間，利用某一回路的輔助觸點(diǎn)，去控制對(duì)方的線圈回路，進(jìn)行狀態(tài)保持或功能限制。一般對(duì)象是對(duì)其他回路的控制。聯(lián)鎖，就是設(shè)定的條件沒(méi)有滿足,或內(nèi)外部觸發(fā)條件變化引起相關(guān)聯(lián)的電氣、工藝控制設(shè)備工作狀態(tài)、控制方式的改變。“在一個(gè)回路中，即有自鎖又有互鎖的就叫做“聯(lián)鎖” 鎖止裝置包括自鎖、互鎖和倒檔鎖。  l.自鎖裝置  l)結(jié)構(gòu)：多數(shù)變速器的自鎖裝置由鋼球l和彈簧2組成(圖10-20)。在變速器蓋6前端凸起部位鉆有三

18、個(gè)深孔，位于三根撥叉軸3的上方。每根撥叉軸對(duì)著鋼球l的一面有三個(gè)凹槽(槽的深度小于鋼球半徑)，中間的凹槽為空檔定位，中間凹槽至兩側(cè)凹槽的距離等于滑動(dòng)齒輪(或接合套)由空檔換入相應(yīng)檔(保證全齒長(zhǎng)嚙合)的距離。  2)工作：自鎖鋼球被自鎖彈簧壓入撥叉軸的相應(yīng)凹槽內(nèi)，起到鎖止檔位的作用，防止自動(dòng)換檔和自動(dòng)脫檔。換檔時(shí)，駕駛員施加于撥叉軸上的軸向力克服彈簧與鋼球的自鎖力時(shí)，鋼球便克服彈簧的預(yù)壓力而升起，撥叉軸移動(dòng)，當(dāng)鋼球與另一凹槽處對(duì)正時(shí)，鋼球又被壓入凹槽內(nèi)，此動(dòng)作傳到操縱桿上，使駕駛員具有“手感”。 l-定位鋼球；2-定位彈簧；3-撥叉軸；4-互鎖頂銷；5-互鎖鋼球(或互鎖銷)；6-變速器

19、蓋  2.互鎖裝置  此裝置的類型很多，下面列舉幾種，說(shuō)明其構(gòu)造及機(jī)理。  l)鎖球(銷)式  (l)結(jié)構(gòu)：圖10-20所示屬于這種型式。在三根撥叉軸所處的平面且垂直于撥叉軸的橫向孔道內(nèi)，裝有互鎖鋼球5(圖10-20a)或互鎖銷5(圖10-20b)?；ユi鋼球(或互鎖銷)對(duì)著每根撥叉軸的側(cè)面上都制有一個(gè)凹槽且深度相等。中間撥叉軸的兩側(cè)各有一個(gè)凹槽。任一撥叉軸處于空檔位置時(shí)，其側(cè)面凹槽正好對(duì)準(zhǔn)互鎖鋼球(或互鎖銷)。兩個(gè)鋼球直徑之和(或一個(gè)互鎖銷的長(zhǎng)度)等于相鄰兩撥叉軸圓柱表面之間的距離加上一個(gè)凹槽的深度。中間撥叉軸上兩個(gè)側(cè)面之間有通孔，孔中有一根橫向移動(dòng)的頂

20、銷4，頂銷的長(zhǎng)度等于撥叉軸的直徑減去一個(gè)凹槽的深度。  (2)互鎖原理：當(dāng)變速器處于空檔位置時(shí)，所有撥叉軸的側(cè)面凹槽同鋼球、頂銷都在同一直線上。在移動(dòng)中間撥叉軸2時(shí)(圖10-21a)，軸2兩側(cè)的鋼球從其側(cè)面凹槽中被擠出，兩側(cè)面外鋼球4、6分別嵌入撥叉軸l和3的側(cè)面凹槽中，將軸l和3鎖止在空檔位置。若要移動(dòng)撥叉軸3，必須先將撥叉軸2退回至空檔位置，撥叉軸3移動(dòng)時(shí)鋼球4從凹槽擠出，通過(guò)頂銷5推動(dòng)另一側(cè)兩個(gè)鋼球移動(dòng)，撥叉軸l、2均被鎖止在空檔位置上(圖10-21b)。撥叉軸l工作情況與上述相同(圖10-21c)。 圖10-21 鋼球式互鎖裝置工作原理圖 l、2、3-撥叉軸；4、6-互鎖鋼球

21、；5-互鎖頂銷；7、8、9-撥叉(或撥塊)；10-變速桿下端球頭  上述互鎖裝置工作情況可知，當(dāng)一根撥叉軸移動(dòng)的同時(shí)，其它兩根撥叉軸均被鎖止。但有的變速器互鎖裝置沒(méi)有頂銷，當(dāng)某一撥叉軸移動(dòng)時(shí)，只要鎖止與之相鄰的撥叉軸，即可防止同時(shí)換入兩個(gè)檔。  2)自鎖和互鎖裝置合二為一的互鎖裝置  有的三檔變速器，操縱機(jī)構(gòu)有兩根撥叉軸，將自鎖和互鎖裝置合二為一(圖10-22)。兩根空心鎖銷l內(nèi)裝有自鎖彈簧2，在圖示位置(空檔)時(shí)，兩鎖銷內(nèi)端面的距離a等于槽深b，不可能同時(shí)撥動(dòng)兩根撥叉軸。自鎖彈簧2的預(yù)壓力和鎖銷l對(duì)撥叉軸起到自鎖作用。 l-鎖銷；2-自鎖彈簧   &#

22、160;3)轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式  轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置如圖10-23所示。變速桿下端球頭置于鉗口中，鉗形板可繞a軸擺動(dòng)。換檔時(shí)，變速桿先撥動(dòng)鉗形板處于某一撥叉軸的撥叉凹槽中，然后換入需要的檔位，其余兩個(gè)換檔撥叉凹槽被鉗形爪擋住，起到互鎖作用。 l-變速桿；2-鉗形板         總之，不論哪類互鎖裝置，其工作原理是一致的，即每一次只能移動(dòng)一根撥叉軸，其余撥叉軸均在空檔位置不動(dòng)。  3.倒檔鎖  倒檔鎖的作用是使駕駛員必須對(duì)變速桿施加較大的力，才能掛入倒檔，起到提醒作用，防止誤掛倒檔，提高安全性。多數(shù)汽

23、車變速器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的彈簧鎖銷式倒檔鎖(圖10-24)。  它由一、倒檔撥塊(五檔變速器)中的鎖銷l和彈簧2組成。鎖銷l桿部裝有彈簧2，桿部右端的螺母可調(diào)整彈簧2的預(yù)壓力和鎖銷的長(zhǎng)度。欲換倒檔(或一檔)時(shí)，須用較大的力向一側(cè)擺動(dòng)變速桿4，推動(dòng)倒檔鎖銷l壓縮彈簧后，變速桿4下端進(jìn)入撥塊3才能實(shí)現(xiàn)換檔。只要換入倒檔，其撥叉軸就接通裝在變速器殼上的電開(kāi)關(guān)，警告燈亮、報(bào)警器響(有的汽車儀表盤上有倒檔指示燈)，有效地防止誤掛倒檔。  圖10-20  變速器的自鎖及互鎖裝置 圖10-20 變速器的自鎖及互鎖裝置圖10-21 鋼球式互鎖裝置工作原理圖 圖10-22 同時(shí)起自鎖與

24、互鎖兩重作用的鎖止裝置 l-鎖銷；2-自鎖彈簧圖10-23 轉(zhuǎn)動(dòng)鉗口式互鎖裝置 l-變速桿；2-鉗形板 鎖環(huán)式同步器的組成：鎖環(huán)式同步器結(jié)構(gòu)圖1和4接合齒；2和11滑塊；3撥叉；5和9鎖環(huán)；12鎖環(huán)上缺口（三個(gè)）8接合套；7花鍵轂；6彈簧圈2.4 彈簧鎖銷式倒檔鎖多數(shù)汽車變速器采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的彈簧鎖銷式倒檔鎖(圖3-8)。 由一、倒檔從撥叉塊2中的倒檔鎖銷4及彈簧3組成。因此駕駛員要掛一檔或倒檔時(shí)，必須用較大的力使變速檸1曲下端壓縮彈簧3，將鎖銷4推向右方后，才能使變速扦下端進(jìn)入撥塊2的凹槽內(nèi)。以撥動(dòng)一、倒檔撥叉軸而掛入一檔或倒檔。圖3-8 鎖銷式倒檔鎖裝置 圖3-9 鎖片式倒檔鎖裝置l-變速桿

25、；2-倒檔撥塊；3-倒檔鎖彈簧；4-倒檔鎖銷 1-手柄；2-變速桿；3-拉桿；4-簧； 5-倒檔鎖片；6-倒檔鎖撥塊；7-三、四檔撥叉；8二檔撥叉第三章 兩桿變速器操縱部分設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)本設(shè)計(jì)是根據(jù)桑塔納2000的車型而開(kāi)展的，設(shè)計(jì)中所采用的相關(guān)參數(shù)均來(lái)源于此種車型：最高時(shí)速：175.0km/h輪胎型號(hào)：195/60R14發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：74千瓦4缸2氣門電子控制多點(diǎn)噴射汽油機(jī)（AYJ)最大扭矩：155Nm/3800rpm最大功率：74/5200最高轉(zhuǎn)速：5000r/min主要參數(shù)人手操縱力：35N；換檔桿長(zhǎng)度：250mm；選檔軸力矩：25Nm；換檔軸力矩：15Nm；換檔搖臂長(zhǎng)度：

26、80mm；選檔搖臂長(zhǎng)度：80mm。手柄操縱力：66N因?yàn)閾Q檔搖臂在完成換檔任務(wù)時(shí)，操縱桿和搖臂之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系較操縱桿和選檔搖臂的運(yùn)動(dòng)關(guān)系更簡(jiǎn)單明了，且易于計(jì)算，所以選擇通過(guò)換檔計(jì)算手柄支點(diǎn)，而不是通過(guò)選檔來(lái)計(jì)算。 B 66N 350- A C 80mm 15Nm 圖4-2 已知： 操縱力為：66N；換檔搖臂長(zhǎng)度為：80mm，所需力矩為:， 如圖4-2，設(shè)AO=x, 則有： 為了設(shè)計(jì)和制造方便，這里取 。變速器遠(yuǎn)距離外操縱機(jī)構(gòu) 1-變速桿 2-縱向拉線 3-橫向拉線在發(fā)動(dòng)機(jī)后置或前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上，通常汽車變速器距離駕駛員座位較遠(yuǎn)，變速桿和變速器之間 通常需要用連桿機(jī)構(gòu)聯(lián)接，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操縱。 (1

27、)操縱桿材料： 考慮到制造成本，參考現(xiàn)有相關(guān)零件的材料，我們這里選A級(jí)Q235鋼作為其制造材料。Q235鋼是應(yīng)用最廣泛的一種碳素結(jié)構(gòu)鋼，多用于制作薄板、鋼筋、各種型材和受力不大的機(jī)器零件，如拉桿、連桿、小軸等。 (2)確定操縱桿直徑轎車： 依發(fā)動(dòng)機(jī)排量（V）劃分為： 微型轎車（V1升） 普通轎車（1升V16升） 中級(jí)轎車（16升V25升） 中高級(jí)轎車（25升V4升） 高級(jí)轎車（V4升） 8半掛車： 依公路運(yùn)行時(shí)廠定最大總質(zhì)量（GA）劃分為： 輕型半掛車（GA71噸） 中型半掛車（71噸GA195噸） 重型半掛車（195GA34噸） 超重型半掛車（GA34噸） 經(jīng)比較，中型汽車換檔桿直徑一般均在

28、以下，所以Q235鋼的屈服極限選為 （直徑），。因?yàn)椴倏v桿布置在汽車駕駛室里，存在很多不確定因素，可能使操縱桿不能正確、有效地工作，所以為了確保其使用時(shí)的可靠性，需選擇安全系數(shù)?？紤]到操縱桿的實(shí)際工作情況，這里選。 材料需滿足剪切強(qiáng)度條件，即 ， , 又 ， ， 即操縱桿的直徑只要： 即可。3.4 箱體設(shè)計(jì)第四章 總結(jié)與展望4.1 總結(jié)換檔操縱機(jī)構(gòu)作為變速器的控制裝置，和汽車能否正常行駛關(guān)系密切。一套設(shè)計(jì)合理、工作可靠的換檔機(jī)構(gòu)僅管不及發(fā)動(dòng)機(jī)在整車中的地位，但卻是每輛汽車缺一不可的。鑒于設(shè)計(jì)思想和總體布置的原因，以及軟軸的諸多優(yōu)勢(shì)，我們?cè)谖⑿推嚿喜捎秒p軟軸的換檔操縱設(shè)計(jì)。因?yàn)轳{駛員

29、在換檔過(guò)程中和換檔操縱機(jī)構(gòu)直接接觸，所以，設(shè)計(jì)換檔機(jī)構(gòu)必須考慮到人的因素，不能脫離人而盲目設(shè)計(jì)。通過(guò)這次對(duì)輕型汽車換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使我明白，汽車上的任何零部件，不管其是關(guān)鍵的，還是次要的；不管其是大的，還是小的，它的設(shè)計(jì)都是一個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過(guò)程，必須采取合理的方法設(shè)計(jì)、計(jì)算，并進(jìn)行必要的校核甚至實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵O(shè)計(jì)中一個(gè)極小的紕漏或錯(cuò)誤都可能造成不可估量的損失。在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)注意產(chǎn)品的系列化、零部件通用化及零件設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化，即“三化”問(wèn)題。另外，選用零件的時(shí)候，也應(yīng)注意盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)件。除此之外，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，還讓我對(duì)汽車的變速器、變速器操縱機(jī)構(gòu)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)；了解了目前國(guó)內(nèi)外變速器及其操縱機(jī)構(gòu)

30、的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也了解了我國(guó)微型汽車的發(fā)展現(xiàn)狀。綜上所述，在換檔操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中，對(duì)操縱桿和軟軸的計(jì)算、校核顯得尤為重要，如果在強(qiáng)度、剛度上達(dá)不到設(shè)計(jì)使用的要求，必然會(huì)使其在工作中出現(xiàn)操作失效的結(jié)果，輕則造成車輛不能正常行駛，重則會(huì)影響人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，盡管換檔操縱機(jī)構(gòu)在車輛的設(shè)計(jì)、制造過(guò)程中，不屬于關(guān)鍵部件，但倘若它不能有效地工作，同樣會(huì)給車輛的正常行駛帶來(lái)巨大影響，甚至給人的生命財(cái)產(chǎn)造成威脅。 通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的計(jì)算校核，讓我對(duì)以前所學(xué)的理論知識(shí)進(jìn)行了一次梳理，發(fā)現(xiàn)了自己知識(shí)結(jié)構(gòu)上的漏洞，并通過(guò)這次設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，在即將走出校園之前，進(jìn)行了及時(shí)地查漏補(bǔ)缺，為以后走上工作崗位起到

31、了一定的積極作用。當(dāng)然，在本次設(shè)計(jì)任務(wù)中也還存在不少問(wèn)題。由于不少零件還沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所以很多時(shí)候參考的數(shù)據(jù)為制造企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，有的數(shù)據(jù)甚至是在實(shí)驗(yàn)室通過(guò)對(duì)實(shí)物的測(cè)量比較得出的，因而對(duì)最終的計(jì)算結(jié)果是否滿足使用要求，還有待于通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。同時(shí)，在一些計(jì)算環(huán)節(jié)忽略了對(duì)個(gè)別細(xì)小零件的計(jì)算校核，如：螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧等，這些零件在具體的制造時(shí)可通過(guò)經(jīng)驗(yàn)選取。 4.2 展望變速器是汽車非常重要的一個(gè)配置，對(duì)汽車的操控性、舒適型以及燃油經(jīng)濟(jì)性都起到很重要的作用，其占汽車制造成本的7%。隨著我國(guó)汽車消費(fèi)者對(duì)汽車認(rèn)識(shí)的不斷提升，變速器已經(jīng)開(kāi)始影響消費(fèi)者行為。在過(guò)去的10年我國(guó)主要致力于研究開(kāi)發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，而變速

32、器將很可能是未來(lái)10年的研發(fā)熱點(diǎn)。而變速器的發(fā)展趨勢(shì)也就成了大家關(guān)注的熱點(diǎn)。 從全球范圍來(lái)看，主要的幾種自動(dòng)變速器是AMT(手自一體)、AT(自動(dòng))、CVT(無(wú)級(jí)變速)和DCT（雙離合變速器），它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。AT的節(jié)能效果差一些，但是舒適性好，元器件可靠性高，其生產(chǎn)歷史長(zhǎng)，使用范圍大。CVT適合小型車，AMT在換擋時(shí)會(huì)有短暫的中斷，舒適性差一些。DCT結(jié)合了手動(dòng)變速器的燃油經(jīng)濟(jì)性和自動(dòng)變速器的舒適性，它是從傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器演變而來(lái)，目前代表變速器的最高技術(shù)。 世界最大的手動(dòng)變速器制造商德國(guó) ZF公司預(yù)測(cè)說(shuō)，到2012年北美市場(chǎng)出售的汽車中將只有6%是手動(dòng)擋。歐洲與美國(guó)的情況有很大不同。有機(jī)構(gòu)

33、預(yù)測(cè)，到2013年，歐洲有52%的汽車還是手動(dòng)擋，配備自動(dòng)手動(dòng)變速器的將占10%，配備無(wú)極變速器的將占2%，配備雙離合器變速器的將占16%。歐洲人崇尚節(jié)能、環(huán)保，喜歡開(kāi)小型車，更親睞手動(dòng)變速器的經(jīng)濟(jì)燃油性。而在日本變速器市場(chǎng)，CVT的市場(chǎng)份額占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。 在我國(guó)，據(jù)調(diào)查2007年手動(dòng)變速器的市場(chǎng)比重為74%，占據(jù)較大的市場(chǎng)份額。從2002到2007年間自動(dòng)檔變速器市場(chǎng)占有率從9%增長(zhǎng)到26%，Global Insight公司預(yù)計(jì)到2012年自動(dòng)檔變速器將占據(jù)33%的份額，而乘用車市場(chǎng)自動(dòng)檔所占的比例可能達(dá)到44%。從2002-2006年間，女性用戶從20.3%增長(zhǎng)到30.9%，而自動(dòng)檔變速器使用方便特點(diǎn)深受女性用戶群的喜愛(ài)。另外在消費(fèi)者調(diào)查中最受關(guān)注的汽車配件中，第一名是安全氣囊，第二就是自動(dòng)檔的變速器，在中國(guó)自動(dòng)檔變速器的市場(chǎng)是十分樂(lè)觀的。同時(shí)手動(dòng)檔變速器的節(jié)能型，經(jīng)濟(jì)性以及駕駛娛樂(lè)性也決定了其不可替代性。 目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)變速器的這幾種技術(shù)都有不同程度的研發(fā)，其中，CVT的產(chǎn)業(yè)化和科研水平走在最