《變位齒輪變速器》課件

教學要求第十二章變位齒輪及變速器設(shè)計

◆了解變位齒輪的成形機理，變位齒輪傳動的類型、特點及應用。◆掌握變位齒輪的基本參數(shù)和幾何尺寸的計算方法?！袅私饽Σ潦綗o級變速傳動的工作原理?！羰煜C械式無級變速器的兩個主要性能：調(diào)速范圍和機械特性?！袅私馄囎兯倨鞯墓ぷ髟砗徒Y(jié)構(gòu)組成?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!知識鏈接圓形齒輪機構(gòu)的類型直齒圓柱齒輪尺寸計算齒輪切制方法齒輪安裝標準中心距安裝兩輪節(jié)圓與各自分度圓重合:d’=d無齒側(cè)間隙s1=e1=s2=e2=πm/2=s’=e’

i12=n1/n2=db2/db1=d2/d1=d2’/d1’=z2/z1a’=a’=標準中心距安裝acos=a’cos’標準中心距節(jié)圓直徑(標準中心距時)重合度：

仿形法范成法分度圓直徑d=mz齒頂高 ha=mha*;

齒根高hf=(ha*+c*)m; 齒全高 h=ha+hf=(2ha*+c*)齒頂圓直徑da=d+2ha=(2+z)m 齒根圓直徑df=d-2hf=(z-2ha*-2c*)m基圓直徑db=dcosa 周節(jié)p=pm 頂隙c=m基(法)節(jié)pb=pcosa分度圓齒厚/齒槽寬s=e=πm/2傳動比i12=n1/n2=db2/db1=d2/d1=z2/z1標準中心距節(jié)圓直徑(標準中心距時)d’=d

平行軸相交軸交錯軸《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!第十二章變位齒輪及變速器設(shè)計變位齒輪的功用變位齒輪的加工變位齒輪傳動的幾何計算變位齒輪傳動的類型變速器及其分類概述機械式無級變速器汽車變速器《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!§12-1

概述隨著生產(chǎn)的發(fā)展對齒輪傳動性能的要求越來越高，標準齒輪傳動往往不能滿足某些特殊要求需要采用變位齒輪傳動，在汽車變速器中多采用變位齒輪。

變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得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(nèi)工作?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!二、變位齒輪的功用配湊中心距變位的目的：避免根切；湊中心距；提高傳動質(zhì)量。例：下圖為C-WJ620車床的走刀箱，要求軸I上的滑移齒輪與軸∏上的兩個固定齒輪相嚙合。已知：z1=18，z2=30，z3=27，m=3mm，壓力角α=20°。若采用標準齒輪，則它們的中心距分別為：IIIz1=18m=3z2=30z3=27a12≠a13，不能采用標準齒輪可用變位傳動《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!二、被切齒輪無根切時刀具的最小變位系數(shù)xmin

根切原因《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!

正變位/負變位/標準齒輪相比較：分度圓及基圓尺寸相同齒厚和齒槽寬不同齒頂高和齒根高不同§12-4變位齒輪傳動的幾何計算一、變位齒輪的幾何尺寸《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!一對齒輪作無側(cè)隙嚙合，必須滿足：無側(cè)隙嚙合方程式：(x1+x2)

α’

α兩輪的節(jié)圓與分度圓不重合，分離或者相交。

a’

a3)嚙合角《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!a.當兩輪作無側(cè)隙嚙合時,其中心距應為：b.為了保證兩輪之間具有標準的頂隙,其中心距應為：c.既要滿足無側(cè)隙嚙合,又要保證標準頂隙時，應使5)齒頂高和齒根高齒頂高：齒根高：《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!二．變位齒輪的幾何關(guān)系1．嚙合角α’與實際中心距a’的關(guān)系當a’≠a=m(z1+z2)時配湊中心距2.總變位系數(shù)xΣ=x1+x2與嚙合角α’的關(guān)系若xΣ=0,則a’=a,兩齒輪節(jié)圓與分度圓重合若xΣ≠0,則a’≠a,兩齒輪節(jié)圓和分度圓不重合由無齒側(cè)間隙嚙合方程得:《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!5.變位直齒輪傳動的基本尺寸計算分度圓直徑齒頂高齒根高齒高齒頂圓直徑齒根圓直徑中心距d=mz

ha=(ha*+x-σ)mhf=(hf*+c*-

x)mh=ha+hf=(2ha*+c*-σ)mda=d+2ha=(z+2ha*+2x-2σ)mdf=d-2hf=(z-2ha*+-2c*+2x)m表12-1變位直齒輪傳動的基本尺寸計算公式(外嚙合)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!1)標準齒輪傳動(1)(2)當兩標準齒輪作無側(cè)隙嚙合傳動時

a’=a=r1+r2

’=(y=0=0)§12-5變位齒輪傳動的類型一、零傳動

xΣ=x1+x2=0的傳動。零傳動又可分為標準齒輪傳動和高度變位齒輪傳動兩種?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!二、正傳動(又稱正角度變位齒輪傳動)齒數(shù)條件：x1+x2>0（z1+z2）可以小于2zminx1+x2>0

’>，y>0，>0①必須成對設(shè)計、制造和使用，互換性差。優(yōu)點：①可以減少尺寸。②可以改善齒輪的磨損情況。③彎曲強度和接觸強度都相對地有所提高。④適當?shù)剡x擇變位系數(shù)可以湊配給定的中心距。缺點：②重合度減少較多?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!小結(jié)比較上述的各類傳動，正傳動的優(yōu)點較多，傳動質(zhì)量較高，在一般情況下應采用正傳動。負傳動的缺點較多，一般只是在湊配中心距或在其他不得已的情況下才采用。正、負變位和正、負傳動有何區(qū)別？標準齒輪和零變位齒輪有何區(qū)別？問題？《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!二、變速器分類變速器是能隨時改變傳動比的傳動機構(gòu)。變速器可分為有級變速器和無級變速器兩大類。1.有級變速器

有級變速器的傳動只能按既定的設(shè)計要求通過操縱機構(gòu)分級進行變速。有級變速器的類型見

I—主動軸II----從動軸滑移齒輪變速器III離合器式齒輪變速器

III塔輪變速器III拉鍵式變速器III《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!一、組成結(jié)構(gòu)和工作原理需調(diào)速時，轉(zhuǎn)動絲杠4，通過螺母5和夾套6帶動滾輪1沿著軸7移動，改變滾輪與圓盤之間的接觸位置，從而實現(xiàn)可連續(xù)變化的不同的速比，即無級調(diào)速。滾輪圓盤彈簧絲杠螺母6-夾套軸傳動機構(gòu)(1+2)加壓裝置(3)調(diào)速機構(gòu)(4+5)1.組成結(jié)構(gòu)§12-7

機械式無級變速器《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!3.變速范圍滾輪圓盤彈簧絲杠螺母6-夾套軸最小速比

調(diào)速范圍是指無級變速器最大傳動比imax與最小傳動比imin的比值，反映了可調(diào)的速度范圍；機械特性指在輸入轉(zhuǎn)速恒定的條件下，輸出軸上的轉(zhuǎn)矩(或功率)與輸出轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系，反映了無級變速器的負載能力。最大速比變速范圍調(diào)速范圍和機械特性是機械無級變速器的兩個主要性能指標《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!2.鋼球無級變速器

傳動比：i12=R2r1/R1r2=r1/r2

組成：錐輪、鋼球(通常為6個)、支承軸。工作原理：調(diào)整支承軸的傾角，可改變鋼球的傳動半徑r1和r2

，從而實現(xiàn)無級變速。特點：結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)，相對滑動小，結(jié)構(gòu)緊湊；要求鋼球加工精度高。R1=R2

IIIIIIr1

R1

r2R2實際上是兩對摩擦輪傳動鋼球支承軸從動錐輪主動錐輪用于相同軸線傳動，可升速或降速；主、從動軸位置可調(diào)換實現(xiàn)對稱調(diào)速;具有傳遞恒定功率的特性?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!寬V帶4.寬V帶無級變速器

傳動比：i12=r2

/r1

組成：固定錐輪、活動錐輪、寬V帶。工作原理：

同步調(diào)整活動錐輪的軸向位置，可改變錐輪的傳動半徑r1和r2，從而實現(xiàn)無級變速。固定錐輪III活動錐輪IIIr2r1特點：用于平行軸傳動，可升速或降速；主、從動輪位置可以互換，實現(xiàn)對稱調(diào)速。具有傳遞恒定功率的特性，但結(jié)構(gòu)尺寸較大。《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!2.缺點：

不能保證精確的傳動比；三、機械無級變速器的特點結(jié)構(gòu)簡單；過載時可利用摩擦傳動元件間的打滑而避免損壞機器；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、無噪聲，可用于較高轉(zhuǎn)速的傳動；易于平緩連續(xù)的變速。承受過載和沖擊能力差,傳遞大功率時結(jié)構(gòu)尺寸過大;軸和軸承上的載荷較大。1.優(yōu)點：《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!電控自動變速系統(tǒng)1.變速系統(tǒng)：1.液力變矩器2.齒輪變速機構(gòu)3.換擋執(zhí)行機構(gòu)2.液壓控制系統(tǒng)：1.液壓傳動裝置(油泵、傳動液ATF)2.閥體(電磁閥、換擋閥、調(diào)壓閥和控制閥等)3.油道(連接液壓裝置)3.電子控制系統(tǒng)：1.傳感器(包括控制開關(guān))2.電子控制器(ECT、ECU)3.執(zhí)行器通常將變速系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)組成的總成部件稱為自動變速器例:《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!按傳動比變化方式分：有級變速器無級變速器綜合式變速器二、分類有級式變速器：有幾個可選擇的固定傳動比，采用齒輪傳動。又可分為：齒輪軸線固定的普通齒輪變速器和部分齒輪(行星齒輪)軸線旋轉(zhuǎn)的行星齒輪變速器兩種。無級式變速器:傳動比可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化。綜合式變速器：由有級式變速器和無級式變速器共同組成的，其傳動比可以在最大值與最小值之間幾個分段的范圍內(nèi)作無級變化。——采用齒輪傳動——液力/機械/電力式——有級式+無級式《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!MT是一種典型的機械式有級變速器，由變速傳動機構(gòu)(改變轉(zhuǎn)矩的大小和方向)和操縱機構(gòu)(實現(xiàn)換檔)組成。典型的普通齒輪式變速器主要由齒輪和軸組成，利用不同的齒輪組合產(chǎn)生變速變矩。1)手動變速器的工作原理一般當ik>1時,n出<n入,M出>M入,為降速增扭(低檔位,減速檔,i越大,檔位越低)ik=1時,直接檔,n出＜n入,M出＞M入ik＜1時,n出＞n入,M出＜M入,為升速降扭(超速檔)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!特點：高擋同步器布置在輸入軸上，而低擋同步器布置在輸出軸上。為提高軸的剛度，增加了中間支承。高擋布置在靠近軸的支承中部區(qū)域較為合理，在該區(qū)域因軸的變形而引起的齒輪偏轉(zhuǎn)角較小，齒輪保持較好的嚙合狀態(tài)，能提高齒輪壽命。兩軸式變速器結(jié)構(gòu)第一軸第二軸同步器兩軸式變速器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、輪廓尺寸小、布置方便、中間擋位傳動效率高和噪聲低等。缺點：不能設(shè)置直接擋，一擋速比不可能設(shè)計得很大。發(fā)動機前置前輪驅(qū)動轎車的兩軸式變速器傳動方案。其特點是：變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體；多數(shù)方案的倒擋傳動常用滑動齒輪，其它擋位均用常嚙合齒輪傳動。圖f中的倒擋齒輪為常嚙合齒輪，并用同步器換擋；圖d所示方案的變速器有輔助支承，用來提高軸的剛度?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!倒擋布置方案下圖為常見的倒擋布置方案。圖b方案的優(yōu)點是倒擋利用了一擋齒輪,縮短了中間軸的長度。但換擋時有兩對齒輪同時進入嚙合,使換擋困難。圖c方案能獲得較大的倒擋傳動比,缺點是換擋程序不合理。圖d方案對c的缺點做了修改。圖e所示方案是將一、倒擋齒輪做成一體，將其齒寬加長。圖f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合的齒輪，擋換更為輕便。為了縮短變速器軸向長度,倒擋傳動采用圖g所示方案。缺點是一、倒擋各用一根變速器撥叉軸,使變速器上蓋中的操縱機構(gòu)復雜一些?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!分類:依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作，稱為手動換擋變速器。(1)直接操縱手動換擋變速器

當變速器布置在駕駛員座椅附近，可將變速桿直接安裝在變速器上，并依靠駕駛員手力和通過變速桿直接完成換擋功能的手動換擋變速器，稱為直接操縱變速器。這種操縱方案結(jié)構(gòu)最簡單，已得到廣泛應用?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!(3)電控自動換擋變速器在固定軸式機械變速器基礎(chǔ)上，通過應用計算機和電子控制技術(shù)，使之實現(xiàn)自動換擋，并取消了變速桿和離合器踏板。駕駛員只需控制油門踏板，汽車在行駛過程中就能自動完成換擋時刻的判斷，自動實現(xiàn)收油門、離合器分離、選擋、換擋、離合器接合和油門等一系列動作，使汽車動力性、經(jīng)濟性有所提高。電控自動換擋變速器工作原理框圖

《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!空檔離合器1離合器2換檔手柄《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!第二檔：i2=1.944《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!第四檔：i3=0.909《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!液力變矩器液力變矩器是AT式變速箱最具特點的部件，其位置和作用相當于離合器，不同的是它是常接合、柔性連接，且可增大發(fā)動機輸出扭矩。目前常采用的液力變矩器是由泵輪、渦輪和導輪組成的單極(一個渦輪)雙相(變矩和偶合)三元件閉鎖式(有鎖合離合器功能)綜合液力變矩器。鎖止離合器變矩器外殼（主動）導輪自由輪單向離合器從動軸渦輪泵輪渦流方向（循環(huán)圓）泵輪是主動件，渦輪懸浮在變矩器內(nèi)，通過花鍵與輸出軸聯(lián)接，是從動件。導輪懸浮在泵輪與渦輪之間，通過單項離合器及導輪軸套固定在變矩器外殼上。為保證變矩器的性能和工作液的良好循環(huán)，導輪、泵輪、渦輪的葉片都彎成一定的弧度并沿徑向傾斜排列。發(fā)動機起動后帶動泵輪旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，工作液既有隨泵輪一起轉(zhuǎn)動的圓周運動，又有沖向渦輪的軸向分速度，推動渦輪與泵輪同向轉(zhuǎn)動。當渦輪轉(zhuǎn)速較小時，從渦輪流出的工作液向后流動，沖擊導輪葉片的前面。因為導輪被單向離合器限定不能向后轉(zhuǎn)動，所以導輪葉片將向后流動的工作液導向前推動泵輪葉片，促進泵輪旋轉(zhuǎn)。這相當于導輪與泵輪都對液力變矩器內(nèi)的工作液施加了正向力矩。當輸入與輸出轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時，兩正向力矩之和在大小上等于渦輪對工作液的反向力矩，從而使渦輪的輸出轉(zhuǎn)矩大于泵輪的輸入轉(zhuǎn)矩，起到增扭的作用。渦輪的轉(zhuǎn)速越低，導輪改變工作液流動方向的作用越強，變矩器增大轉(zhuǎn)矩的效果越明顯?？紤]到傳動效率等因素，一般把變矩器的輸出轉(zhuǎn)矩與輸入轉(zhuǎn)矩之比的最大值設(shè)計為2-2.5。《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!自動變速器的換檔執(zhí)行機構(gòu)由離合器和制動器兩部分組成。目前采用的離合器有單向離合器與片式離合器兩種；制動器有片式制動器和帶式制動器兩種。單向離合器的類型以及結(jié)構(gòu)原理與液力變矩器使用的完全相同。片式離合器(或制動器)是一種利用傳動液ATF壓力來推動活塞移動，從而使離合器片(或制動器片)接合的離合器(或制動器)，故又稱為活塞式離合器(或制動器)。換擋操縱機構(gòu)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!鎖止離合器作用：在路況較好的情況下,為了避免不必要的動力傳遞損失(油液攪動等),故將泵輪和渦輪鎖止,形成剛性連接。鎖止條件:汽車處于50km/h以上的高速或三檔以上的檔位汽車行車制動系統(tǒng)處于非制動狀態(tài)發(fā)動機的水溫處于50-60°C以上發(fā)動機節(jié)氣門處于非怠速狀態(tài)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!ECT(ElectronicControlTransmission)通過傳感器和開關(guān)監(jiān)測汽車和發(fā)動機的運行狀態(tài)，接受駕駛員的指令，并將發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機冷卻液溫度、自動變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號輸入到ECU。ECU根據(jù)這些信號，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，向換擋電磁閥、油壓電磁閥等發(fā)出控制信號；電磁閥控制液壓換擋閥，使其打開或關(guān)閉通往換擋離合器和制動器的油路，從而控制換擋時刻和擋位的變換，以實現(xiàn)自動變速。電子控制自動變速器《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!4.無級變速器(CVT)無級變速器(ContinuouslyVariableTransmission——CVT)特點：(1)無自動擋變速箱的換擋過程(因無一般自動擋變速箱的傳動齒輪)，即無換檔頓挫感，因此CVT變速箱的動力輸出是線性的，在實際駕駛中非常平順。(2)理論上擋位無限多:擋位設(shè)定更自由，傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)中的齒輪比、速比及性能、耗油、廢氣排放的平衡更易達到。(3)機械效率、省油性大大優(yōu)于普通的自動擋變速箱，僅次于手動擋變速箱，燃油經(jīng)濟性要比自動擋好很多。(4)

缺點:起步或加速時鋼帶或皮帶易打滑,導致動力傳遞受影響,影響加速感受;且鋼帶或皮帶材料要求較高。維修成本高。整整一個世紀CVT發(fā)展史說明了：(1)無級變速（CVT）是汽車變速箱始終追逐的目標。(2)摩擦傳動CVT實現(xiàn)大功率的無級變速傳動是極為困難的。(3)摩擦傳動CVT傳動效率低是必然的。(4)摩擦傳動CVT的效率，功率無法與齒輪變速(仍占據(jù)半壁河山)相比?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!已知m=3.5mm,=20,h*a=1.0,a=250mm,i12=4.5。試設(shè)計該對齒輪。例1:解:(1)計算齒輪的齒數(shù)z1、z2取z1=25若取z2=112若取z2=113可見應取z2=113,此時,a<a,其標準中心距與a較接近，其傳動比i12=z2/z1=113/25=4.52,與給定值相對誤差為0.3%。例題《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!(5)計算幾何尺寸《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!重合度

《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!作業(yè)1.圖示輪系中二對齒輪中心距相等,斜齒輪法面模數(shù)mn=2mm,齒數(shù)z1=16，z2=59，直齒輪模數(shù)m=2mm，齒數(shù)z3=17，z4=60。試求：1)斜齒輪的分度圓柱螺旋角β1，β2；及齒輪1，2的分度圓直徑d1，d2；齒輪1，2的齒頂圓直徑da1，da22)若齒輪1，2為直齒圓柱齒輪，其總變位系數(shù)∑X為多少？2.一對標準漸開線直齒圓柱齒輪，已知α=20°,ha*=1,c*=0.25,m=3mm，中心距a’=49mm,傳動比的大小i12=9/7,試在采用正傳動變位的情況下，⑴確定齒數(shù)z1,z2；⑵求兩齒輪的變位系數(shù)之和(x1+x2)；⑶若大齒輪2的變位系數(shù)為零，求小齒輪的d1,df1。（提示：)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!二、選擇題(1)正變位齒輪的分度圓齒厚()標準齒輪的分度圓齒厚。A．小于B．等于c．大于(2)負變位齒輪的分度圓齒距()標準齒輪的分度圓齒距。A．小于B．等于c．大于(3)變位齒輪正傳動的中心距()標準中心距。A．小于B．等于c．大于(4)變位齒輪零傳動的嚙合角()分度圓壓力角。A．小于B．等于c．大于(5)變位齒輪負傳動的中心距()標準中心距。A．小于B．等于c．大于(6)變位齒輪正傳動的嚙合角()分度圓壓力角。A．小于B．等于c．大于(7)齒輪變位后，()發(fā)生改變A．基圓B．分度圓c．齒根圓《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁!§12-2變位齒輪的功用一、標準齒輪的局限性(1)齒數(shù)不能少于最少齒數(shù)z

min；(3)一對嚙合齒輪中,小齒輪齒廓漸開線的曲率半徑和齒根厚度較小,嚙合次數(shù)較多,強度較低。(2)不適用于中心距的場合；《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁!§12-3變位齒輪的加工刀具的中線與被加工齒輪的分度圓相切相離相交標準齒輪正變位齒輪負變位齒輪刀具的節(jié)線與中線不重合，加工出的齒輪在分度圓上的齒厚與齒槽寬不相等，這種齒輪稱為變位齒輪。一、變位齒輪的概念x

:徑向變位系數(shù)(變位系數(shù))xm:徑向變位量xmx>0正變位齒輪x<0負變位齒輪《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁!最小變位系數(shù)xmin

N1Qha*m-xmN1Q=PN1sina=rsin2a=(mzsin2a)/2zmin

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2h*a/

sin2a《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁!1)齒厚和齒槽寬2)任意圓上的齒厚si標準齒輪：s=m/2變位齒輪：s=m/2+2xmtga《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁!兩齒輪分度圓的分離量ym：兩輪作無側(cè)隙嚙合時的中心距a’與標準中心距a之差。分度圓分離系數(shù)y（中心距變動系數(shù)）4)中心距或《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁!齒頂?shù)南鳒p量σm齒頂高ha：

解決辦法：將兩輪按無側(cè)隙的中心距a’安裝，同時將兩輪的齒頂削減一些，以滿足標準頂隙的要求。齒頂高變動系數(shù)σ：

實際存在的問題：(x1+x2)>y齒全高h：《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁!3.中心距變動系數(shù)y滿足兩輪無側(cè)隙標準頂隙的要求當a’＞a時，y為正值；當a’＜a時y為負值;當a’=a時，y=0。4.齒頂高變動系數(shù)σ齒頂圓直徑《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁!變位齒輪與同參數(shù)的標準齒輪幾何尺寸比較分度圓基圓齒距基圓齒距齒高齒頂圓齒根圓齒頂高齒根高齒厚齒槽寬

不變正大負小正大負小正小負大正大負小正小負大《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁!(2)x1+x2=0

a’=a,’=，y=0，=0(3)等移距變位齒輪傳動的優(yōu)缺點：優(yōu)點：①可以減少尺寸。②可以改善齒輪的磨損情況。③可以相對地提高兩輪的承載能力。缺點：①必須成對設(shè)計、制造和使用，互換性差。②重合度略有減少。(1)從強度觀點出發(fā)，應對小齒輪應采用正變位，對大齒輪采用負變位，并保證大、小齒輪都不發(fā)生根切。當采用等移距變位時，兩輪齒數(shù)之和必須大于等于最少齒數(shù)的兩倍。2)等移距變位齒輪傳動(又稱高度變位傳動）《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁!x1+x2<0

（z1+z2）必須大于2zmin①必須成對設(shè)計、制造和使用，互換性差。①適當?shù)剡x擇變位系數(shù)可以湊配給定的中心距。②重合度略有增加。②兩輪齒根的最大滑動系數(shù)增大，輪齒的磨損加劇。③彎曲強度和接觸強度都有所降低。三、負傳動(又稱負角度變位齒輪傳動)齒數(shù)條件：x1+x2<0

’<，y<0，>0優(yōu)點：缺點：正傳動和負傳動又稱為不等移距變位齒輪傳動《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁!一、減速器與變速器§12-6

變速器及其分類除部分旋轉(zhuǎn)類機械如鼓風機、水泵等直接由原動機驅(qū)動，絕大多數(shù)工作機械其工作部分的轉(zhuǎn)速與原動機的轉(zhuǎn)速不一致。因此，需要協(xié)調(diào)原動機與工作機之間的速度。常用的傳動部件有減速器和變速器。

減速器用于傳動比固定的場合。在工程實際中，有些工作機往往需要在幾種不同的轉(zhuǎn)速下工作，這就需要根據(jù)使用要求在工作中隨時調(diào)整原動機與工作機之間的傳動比。變速器根據(jù)需要能隨時改變傳動比?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁!2.無級變速器

無級變速器的傳動比在設(shè)計預定的范圍內(nèi)無級地進行改變，機械無級變速器的類型見滾輪----平板式變速器鋼球無級變速器菱錐無級變速器寬V帶無級變速器實現(xiàn)無級變速的方法：機械無級變速電氣無級變速電氣無級變速----壓動機調(diào)速可控硅調(diào)速變頻調(diào)速

常用類型：《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁!如圖所示,當主動輪1以轉(zhuǎn)速n1回轉(zhuǎn)時,靠摩擦力的作用帶動從動輪2以轉(zhuǎn)速n2回轉(zhuǎn)。在節(jié)點p處,兩輪的圓周速度相等,故其傳動比i12=n1/n2=r2/r1。如果主動輪沿著O1-O1軸改變自己的位置，也就改變了從動輪的工作半徑r2，從而也就改變了從動輪的轉(zhuǎn)速n2。主動輪在軸O1-O1上連續(xù)任意的移動，故可以在一定范圍內(nèi)無級的改變n2的值,實現(xiàn)無級變速

。2.摩擦無級變速原理依靠摩擦傳動,改變主動件和從動件的輸出半徑,實現(xiàn)傳動比的無級變化《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁!主動輪III從動平盤彈簧v=ω2

r2=r1ω1

二、常用類型

接觸點速度：組成：主動輪、從動盤、彈簧。工作原理：調(diào)整主動輪的位置，就改變了r2

的大小，從而實現(xiàn)無級變速。III主動輪從動平盤彈簧r1r2特點：傳遞相交軸運動和動力,可升速或降速,可逆轉(zhuǎn);相對滑動較大，故磨損嚴重，傳遞功率不大。傳動比：i12=ω1

/ω2=r2

/r1

1.滾輪----平板式變速器

結(jié)構(gòu)簡單、制造方便；《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁!3.菱錐無級變速器

傳動比：i12=r1

R2/R1r2

組成：主動輪、從動輪、錐菱、支承架。工作原理：

調(diào)整支架的水平位置，可改變菱錐的傳動半徑r1和r2，從而實現(xiàn)無級變速。從動輪主動輪III菱錐支承架支承架從動輪菱錐r1r2R1R2特點：用于同軸線傳動，可升速或降速；具有傳遞恒定功率的特性?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁!機械式無級變速器機械----電器組合式無級變速器變頻器減速器產(chǎn)品實例《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁!一、概述汽車發(fā)動機(活塞式內(nèi)燃機)的扭矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，無法適應實際使用的要求，因此，需在汽車的傳動系統(tǒng)中設(shè)置變速器。

變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在各種行駛工況下，使汽車獲得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(nèi)工作。§12-8

汽車變速器功用：減速增扭，變速變扭，空擋，倒檔。汽車三大部件(發(fā)動機，變速箱，底盤)之一《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁!1)保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性。2)設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機向驅(qū)動橋的動力傳輸。3)設(shè)置倒擋，使汽車能倒退行駛。4)設(shè)置動力輸出裝置。5)換擋迅速、省力、方便。6)工作可靠。變速器不得有跳擋、亂擋及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生。7)變速器應有高的工作效率。8)變速器的工作噪聲低。除此之外，變速器還應當滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、維修方便等要求。變速器的基本設(shè)計要求以使發(fā)動機能夠起步、怠速，滿足汽車暫時停車的需要?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁!按操縱方式分為：手動變速器(MT)自動變速器(AT)手動/自動變速器(AMT)無級變速器(CVT)有級/操控感強有級/方便，舒適舒適性好,經(jīng)濟性好,成本高,鋼帶易打滑(用于小功率汽車)----寶馬.奔馳.奧迪自動1.手動變速器(MT)

手動變速器(ManualTransmission----MT)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(nèi)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。

特點是：結(jié)構(gòu)簡單，操控自由，油耗經(jīng)濟性及動力輸出可得以很好體現(xiàn)。DSG雙離合變速器《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁!

變速傳動機構(gòu)是變速器的主體。有級變速器與無級變速器相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、制造低廉,效率高(0.96~0.98)等特點。其傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)，包括傳遞動力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。有級變速器按工作軸的數(shù)量(不包括倒檔軸)可分為兩軸式變速器和三軸式變速器;按前進擋數(shù)可分為三、四、五和多擋;按軸的運動形式分為固定軸式(兩軸/中間軸/雙中間軸/多中間軸式變速器)和旋轉(zhuǎn)軸式。固定軸式應用廣泛，其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅(qū)動的汽車上，中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動的汽車上。旋轉(zhuǎn)軸式主要用于液力機械式變速器。2)傳動機構(gòu)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁!三軸式變速器下圖為中間軸式四擋變速器傳動方案示例，圖a、b所示方案有四對常嚙合齒輪，倒擋用直齒滑動齒輪換擋，圖c方案的二、三、四擋用常嚙合齒輪傳動，而一、倒擋用直齒滑動齒輪換擋。特點：(1)設(shè)有直接擋;(2)一擋有較大傳動比;(3)高擋位齒輪采用常嚙合齒輪傳動，低擋位的齒輪(一擋)可采用或不采用常嚙合齒輪傳動;(4)除一擋外,其他擋位采用同步器或嚙合套換擋;(5)除直接擋外,其他擋位工作時傳動效率略低。換擋方式：凡采有常嚙合齒輪傳動的擋位，其換擋方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。同一變速器中，擋位高的用同步器換擋，擋位低的用嚙合套換擋。轎車中間軸式四擋變速器結(jié)構(gòu)第一軸第二軸中間軸《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁!3)操縱機構(gòu)根據(jù)汽車使用條件的需要，駕駛員利用變速器的操縱機構(gòu)完成選擋和實現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。變速器操縱機構(gòu)應滿足如下主要要求：換擋時只能掛入一個擋位;(2)換擋后應使齒輪在全齒長上嚙合;(3)防止自動脫擋或自動掛擋;(4)防止誤掛倒擋;(5)換擋輕便。

機械式變速器的操縱機構(gòu)一般是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成。《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁!(2)遠距離操縱手動換擋變速器

平頭式汽車或發(fā)動機后置后輪驅(qū)動汽車的變速器距駕駛員座椅較遠，這時需要在變速桿與撥叉之間布置若干傳動件，換擋手力經(jīng)過這些轉(zhuǎn)換機構(gòu)才能完成換擋功能。這種手動換擋變速器稱為遠距離操縱的動換擋變速器。遠距離操縱手動換擋變速器工作原理簡圖右圖3-9為遠距離操縱手動換擋變速器的工作原理簡圖。要求整套系統(tǒng)有足夠的剛性,且各連接件間間隙不能過大,否則換擋手感不明顯,并增加了變速桿顫動的可能性。《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁!

應用實例:桑塔納轎車變速器4個前進檔,1個倒檔,1個空檔位置潘存云教授研制輸入軸4檔3檔2檔倒檔1檔輸出軸前置前驅(qū)兩軸式5+1檔變速器，最高檔是超速擋，同步器換擋《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁!檔：i1=3.455輸出軸反向旋轉(zhuǎn)

《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁!第三檔：i3=1.286《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁!倒檔iR=3.167輸出軸同向旋轉(zhuǎn)←A向倒檔齒輪《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁!2.自動變速器(AT)AT由液力變矩器、變速齒輪機構(gòu)、供油系統(tǒng)和換擋操縱機構(gòu)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達到變速變矩。其中液力變矩器是AT最重要的部件，它由泵輪、渦輪和導輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動變速器的代名詞。

自動變速器(AutomaticTransmission----AT)又稱液力自動變速器,其傳動比的選擇和換檔是自動進行的。駕駛者只需操縱加速踏板，變速器就可以根據(jù)發(fā)動機的負荷信號和車速信號來控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)檔位的變換。《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁!汽車必須滿足從停止到起步、從低速行駛到高速行駛和倒退行駛的使用要求。液力變矩器雖然能在一定范圍內(nèi)自動無級地改變輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，但是其變矩系數(shù)較?。ㄒ话銥?-3），難以滿足使用要求。因此，汽車必須設(shè)置變速器，且應具有速比可變（即具有變速檔）、轉(zhuǎn)向可逆（即具有倒檔）和切斷動力（即具有空檔）的功能。汽車上廣泛采用由液力變矩器與齒輪變速器組合而成的液力機械式變速器。齒輪式變速器可以是行星齒輪式變速器（又稱為旋轉(zhuǎn)軸線式齒輪變速器），也可以是平行軸式齒輪變速器（又稱為固定軸線式齒輪變速器）。行星齒輪式變速器具有以下突出優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)簡單、體積小，不需要中間軸和中間齒輪；（2）操縱容易，各齒輪處于常嚙合狀態(tài)，不存在嚙合沖擊；（3）傳動比（或速比）范圍大（如豐田A340E型為0.705-2.804；A341E型為0.705-2.531、A342E型為0.753-2.531）。行星齒輪式變速器是由行星齒輪機構(gòu)和換檔執(zhí)行機構(gòu)組成的變速器。變速齒輪機構(gòu)《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁!按變速方式分:自動變速器的類型按汽車驅(qū)動方式分:按前進擋的擋位數(shù)分:按齒輪變速器的類型分:按變矩器類型分:按控制方式分:液力(控制)自動變速器電子控制(簡稱電控)自動變速器普通齒輪式行星齒輪式有級變速器無級變速器2個前進擋3個前進擋4個前進擋前驅(qū)動后驅(qū)動單級三元件綜合式變矩器—有鎖止離合器——無鎖止離合器普通液力綜合液力早期使用,無超速檔,最高檔為直接檔有超速檔,雖構(gòu)造復雜,但了汽車燃油經(jīng)濟性大大改善定軸,體積大,最大傳動比小,多用于前驅(qū)動汽車上，如本田雅閣結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動比，大部分AT，如豐田.奧迪《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁!液力控制自動變速器通過機械的手段，將汽車行駛的車速及節(jié)氣門開度這兩個參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?；閥體中的各個控制閥根據(jù)這些液壓控制信號的大小，按照設(shè)定的換檔規(guī)律，通過控制換檔執(zhí)行機構(gòu)的動作，實現(xiàn)自動換檔?！蹲兾积X輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第72頁!3.手動/自動變速器(AMT)

電控機械式自動變速器(AutomatedMechanicalTransmission——AMT)由德國保時捷車廠在911車型上首先推出,稱為Tiptronic。AMT是對傳統(tǒng)干式離合器和手動齒輪變速器進行電子控制實現(xiàn)自動換檔的新式變速器，其控制過程基本是模擬駕駛員的操作。根據(jù)駕駛者意圖，AMT變速箱電子控制部分可以自動控制離合和換擋過程。

AMT可分為兩類，一類是部分檔位自動換檔，部分檔位手動(強制)換檔；另一類是預先用按鈕選定檔位，在采下離合器踏板或松開加速踏板時，由執(zhí)行機構(gòu)自行換檔。

特點：油耗小,性價比高。但換擋品質(zhì)不高,易出現(xiàn)頓挫,如果不踩油門的話,即便掛入D擋,車也不會前進。AMT電控換擋或離合部分易壞，維修費用高。

常見車型有：寶馬.奔馳.奧迪等《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第73頁!摩擦傳動CVT類型齒輪無級變速器(Gear

Continuously

Variable

Transmission)是一種全新的設(shè)計思想，是利用齒輪傳動實現(xiàn)高效率、大功率的無級變速傳動?！褒X輪無級變速裝置”結(jié)構(gòu)相當簡單，只有不足20種非標零件，51個零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動變速箱。

齒輪無級變速器的優(yōu)勢表現(xiàn)為：（1）傳動功率大，200KW的傳動功率是很容易達到的；(2)傳動效率高，90%以上的傳動效率是很容易達到的；（3）結(jié)構(gòu)簡單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當于自動變速箱的1/10；（4）對汽車而言，提高傳動效率，節(jié)油20%；（5）發(fā)動機在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對環(huán)境的污染V形橡膠帶CVTV型金屬帶CVT(VDT-CVT)滾輪轉(zhuǎn)盤式CVT(Extroid

CVT)傳動功率已能達到轎車實用的要求，裝備VDT-CVT的轎車已達100多萬輛。據(jù)報道：大排量6缸內(nèi)燃機(2.8L)的奧迪A6轎車上裝備的此類型Multitronic

CVT

，能傳動142kw(193bhp)功率，280Nm扭矩。這是真正意義的無級變速器。日產(chǎn)把它裝在概念車XVL上首次于99年東京車展展示,新款公爵(Cedric)車也裝用這種CVT?？膳c3L以上排量的大馬力內(nèi)燃機(XVL的引擎輸出為330Nm/194kw)搭配使用。比較：液力傳動(AT)免除了手動變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開車變得簡單、省力。但AT是有級變速的自動控制，只能是一種過渡產(chǎn)品，未從根本上滿足汽車對變速器的要求。

電控機械式(AMT)有級變速器的自動換檔控制。其特點是機械傳動部分沿用了傳統(tǒng)的有級變速箱，但控制參量太多，實現(xiàn)自動控制相當困難。齒輪無級變速器G-CVT《變位齒輪變速器》課件共79頁，您現(xiàn)在瀏覽的是