HyperMesh某轿车变速器传动机构设计(3)

综上所述,此次设计的轿车变速器采用中间轴式变速器。 2.3.2 倒挡布置 倒挡的使用一般发生在汽车停车的情况下,频率相对比较少,因此,采用直齿滑动


综上所述,此次设计的轿车变速器采用中间轴式变速器。

2.3.2  倒挡布置

倒挡的使用一般发生在汽车停车的情况下,频率相对比较少,因此,采用直齿滑动齿轮方式来进行换挡。

因为倒挡与一挡挡位传动比大,轿车运转情况下齿轮承载的负荷就相对高,从而会使得变速器面临转角与挠度上升情况,加快导致汽车行驶状态中齿轮的啮合情况以及齿轮的磨损速度,同时也增加了工作噪声。因此,倒挡优先置于接近轴的支承处,并且遵照由低挡至高挡的顺序,从而一定程度上使得轴易于装配并增加了其刚度。

2.4  变速器主要零件的分析

变速器的设计方案需从各个方面考虑,其中包括最基本的使用性能以及加工制造过程中的难易程度,甚至是变速器发生故障后维护的便利程度。在研究设计变速器结构方案的过程中,也要着重考虑其主要零件。

2.4.1  齿轮形式

变速器的齿轮选择总共分为两种,分别是直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮[8]。其中,直齿圆柱齿轮多用于滑动式,优点是结构相对不复杂,因此在加工制造过程中较为简单,但是缺点是在换挡过程中会在齿轮断面产生较大的冲击,造成损坏,所以用在变速器的一挡和倒挡中。斜齿圆柱齿轮在工作过程中冲击少、齿轮的使用寿命长以及运转中发出的噪声小等等;缺点是齿轮制造加工时工序多且工艺复杂,更为严重的是齿轮在承载时有轴向力的存在,这对轴承会造成一定的损害,因此,斜齿圆柱齿轮一般用于常啮合齿轮及高挡挡位齿轮。

综上所述,得知直齿圆柱齿轮用于低挡与倒挡,所以此次设计的轿车变速器中,除一挡与倒挡外,其余挡位都选择斜齿轮传动。

2.4.2  轴承形式

变速器轴承形式多种多样,其中通常采用的是球轴承、滚子轴承等,其一般安装在轴和齿轮不做固定连接处或变速器轴在做旋转运动的过程中支承在壳体位置处[9]。选择变速器的轴承,一般根据轴承的承载特性与机构的限制。一般而言,对于圆柱滚子轴承而言,除了能够挡住径向力的作用,还能挡住一定大小的轴向力从而有效的保证该轴承有足够的寿命[10]。对于圆锥滚子轴承而言,由于其大容量、宽宽度、小直径使得轴承能够承受高负荷,同时还能够通过对轴承的预紧消除轴向窜动与轴向间隙[11]。对于滑动轴套和滚针轴承而言,一般安装在轴和齿轮非固定的连接处,并且所涉及到的轴和齿轮要有一定的相对运动而不是绝对静止。滚针轴承的优点是在传动过程中效率高且摩擦损失小从而保证了轴承的寿命,另外在轴进行定位时误差较小从而保证了齿轮的精确性啮合。滑动轴套的优点是在加工制造时比较容易且成本较低,但缺点是在运转过程中容易被损坏并伴随有较大的噪声且定位时精确度不高。

综上所述,此次设计的轿车变速器中,齿轮与轴配合时采用滚针轴承,输出轴前后采用圆锥滚子轴承。

2.4.3  换挡结构形式

变速器换挡方式主要分为三种,包括啮合套换挡、直齿滑动齿轮换挡与同步器换挡[11]。其中啮合套换挡的特点是行程不长,并且在换挡过程中齿轮轮齿不参与换挡从而在某种程度上提高了齿轮的寿命并节约了成本。直齿滑动齿轮换挡优点是结构简单,拆装、制造与维修不难,但是缺点是换挡行程长,同时在换挡时,会在轮齿的断面上产生较大的冲击,发出较大的噪声,这不仅会使得驾驶员精神紧张,更严重的是加剧齿轮端部的磨损,另外在换挡过程中产生的噪声使得汽车的舒适性大打折扣[11]。同步器换挡的优点是在换挡过程中,能保证无冲击、快速且没有噪声的影响,并且这种换挡方式和驾驶员是否熟练掌握汽车的操作技术没有关系,大大改善了汽车的加速性,并且使得油耗量也有一定的降低,同时提高了驾驶员在行驶途中的安全性能;但缺点是工序众多,工艺复杂,从而使得在制造过程中精度较高,同时较大的轴向尺寸也使得加工不方便。