变速箱说明书.doc

1、目录第1章 概述1第2章 第变速器传动机构布置方案2第3章 变速器传动齿轮的设计及参数选择4第4章 轴的设计及其校合14轴的结构要具有良好的工艺性17第5章 轴承的设计18第6章 齿轮加工工艺22第7章 变速箱箱体的加工工艺24致 谢29参考文献30第1章 概述变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机再最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。用变速器转变发动机的转矩、转速的必要性，以及对外部载荷的适应性，发动机的适应性，使其在最大的转距和最大的功率下工作，速器能够使车辆

2、在最低的稳定的速度下行使，而这种低的车速只靠发动机的最低的稳定转速是难以达到的，发动机的倒档是汽车可以倒退行使，其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间的将发动机与传动系分离。变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性，传动的稳定性和效率都有着直接的关系，变速器与主减速器以及发动机的参数做优化的匹配，可得到良好的动力性、经济性，采用自锁及互锁装置，倒档安全装置，可使操作可靠，不跳挡，不乱挡，自动换挡和误挂挡，采用同步器可使换挡轻便，无冲击以及噪声。变速器采用飞溅润滑，第一和第二轴承为了保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应具有如下的设计要求：1）保证汽车有必要的动力性和经

3、济性。2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。5）换挡迅速，省力，方便。6）工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。7）变速器应当有高的工作效率。8）变速器的工作噪声低。除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。第2章 第变速器传动机构布置方案机械式变速器因具有结构简单，传动效率高，制造成本低和工作可靠等优点

4、，在不同形式的汽车上得到 广泛应用。传动机构布置方案分析 变速器传动机构有两种分类方法。根据前进挡数的不同，有三，四，五和多挡变速器 。固定轴式分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器 多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。用在发动机前

5、置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，发动机纵置时，主减速器采用弧齿锥齿轮或双曲面齿轮，发动机横置时则采用圆柱齿轮；多数方案的倒档传动常用滑动齿轮，其他挡位均用常啮合齿轮传动。倒挡齿轮为常啮合齿轮，并用同步器换挡；同步器多数装在输出轴上，这是因为一挡主动齿轮尺寸小，同步器装在输入轴上有困难，而高档同步器可以装在输入轴的后端，变速器有辅助支承,用来提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声。特点是：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直

6、接输出，此时变速器的传动效率高，可达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于其它挡位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮（一挡）可以采用或不采用常啮合轮传动；多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构，均采用同步器或啮合套换挡，少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡，还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡位工作时，中间轴式变速器

7、的传动效率略有降低，这是它的缺点。在挡数相同的条件下，各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数，换挡方式和到档传动方案上有差别。倒挡用直齿滑动齿轮换挡外，其余各挡为常啮合齿轮传动。各前进挡，均用常啮合齿轮传动；倒挡和超速挡安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声倒挡用直齿滑动齿轮换挡，其余各挡均用常啮合齿轮。发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长，伸长后的第二轴装在三个支承上，其最后一个支承位于加长的附加壳体上。如果在附加壳体内，布置倒挡传动齿轮和换挡机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。传动简图如下图所示

8、： 图（1）第3章 变速器传动齿轮的设计及参数选择第一节 一挡传动齿轮各项参数的确定齿数比u 齿数比u是大齿轮数Z2与小齿轮Z1之比。减速传动时，u = i 1 ,增速传动时i = n1 /n2 Pr1 则取Pr2的值来计算轴承使用寿命。 由以上各式计算得到： 得到 所以 选择的轴承合格第6章 齿轮加工工艺一、 齿轮的功用、结构特点及工作条件齿轮是机械传动中应用即为广泛的零件之一。在汽车变速箱总成，齿轮的使用的寿命和噪声是衡量产品质量的关键项目，齿轮精度指标主要表现为欲动进度，工作的平稳性，接触精度和齿轮间隙四个方面。汽车行驶时齿轮始终在重载荷，高速运转过程中，在改换档位时，还承受冲击载荷，所

9、以要求其具有较高的耐磨性和抗冲击性，传动平稳，低噪音。二、 齿轮毛坯材料及机制造方法 汽车变速器的寿命是一个非常重要的指标，一般要求其疲劳寿命为3万Km。这就要求具有较高的齿面硬度和心部具有良好的韧性，以提高耐磨性和冲击性能。 通常，高转速，重载荷条件下工作的齿轮，一般选用低碳钢合金结构材料，经渗碳淬火处理。齿轮的材料选用20CrMnTi材料制作，其毛坯是根据机械加工中以齿坯大齿圈端面定位，外圆自定心夹具夹紧的特殊要求，锻成带有3-5度锥角的外轮廓形状的模锻件，经过模锻后，可得到较好的纤维组织，提高了毛坯强度和材料的利用率，模锻后，经正火、喷丸处理，可使金相组织均匀，从而能消除锻造应力，提高其

10、切削性。三、 齿轮加工表面的技术要求 齿轮加工分为齿坯和齿轮加工。齿坯的加工部位有轮缘、轮辐、轮毂和内孔。齿坯的加工极度对齿轮的加工、检验和装配精度影响很大，所以其加工的精度满足GB10095-88的要求。齿坯的加工部位有齿形和倒角，同时还要进行热处理，以提高承载能力和是由寿命，热处理后还要进行内孔、内孔端面的磨削加工和齿形的精整加工。主要的技术条件和要求为：（1） 未注明倒角为45度。（2） 加工D面的油槽产生的毛刺，夹角平滑。（3） A齿吃面上加工成鼓行，必须修正鼓形量。（4） 强力喷丸处理。（5） 热处理：渗碳淬火表面硬度650-800HV，以A齿根部为基准，渗碳层深度为0.4-10.m

11、m，心部印度为513HV。（6） 表面电镀磷化处理。四、 齿轮加工的工艺过程齿轮的机械加工，热处理前齿轮加工和处理精加工三个阶段，其加工路线为:齿坯加工（粗车、半精车、精车），齿形加工，热处理，内孔加工，齿形精整加工，强力喷丸，磷化处理。其加工过程如下图所示。五、 齿轮最终检验 （1） 齿形误差和齿向误差的检验采用3001型王能齿轮测量机进行检验。 （2）齿圈径向跳动的检验，采用专用齿轮径向跳动仪进行检验。 （3）公法线长度及其变动量的检验采用功法线百分尺进行检验。 （4） 接触面及噪声的检验，在齿轮检验噪声机上进行检验，其原理是将安装好的工件与标准的齿相啮合，在轻微的制动下运转，观察齿轮的接

12、触痕迹，并听其噪声。第7章 变速箱箱体的加工工艺1、 变速箱体的功用、结构以及工作条件变速箱箱体在整个变速箱总成中的功用，是保证其他的零部件占据合理的正确的位置，使之有一个协调运动的基础结构，其质量的优劣将直接影响到轴和齿轮等零件相互位置的准确性及变速箱总成使用的灵活性和寿命。 变速箱箱体是典型的箱体类零件，其形状复杂，薄壁，需加工多个平面孔系和螺孔，他刚度低受力和热等因素影响易产生形变。变速箱箱体零件的工作条件比较恶劣，受载荷和行使路面的影响，主要承受着震动和冲击。2、 变速箱箱体的毛坯材料及制造方法带有同步器的变速箱箱体采用HT200灰口铸铁，砂型中浇注成型，在 砂型中保温在20分钟到30

13、分钟，自然冷却消除应力，最终经过喷丸处理，分型面采用在轴承孔的轴向垂直面，取力面一侧为上箱，便于浇注排气和出沙。3、 变速箱箱体的主要加工表面的技术要求。变速箱体是典型的箱体零件，其主要的加工表面为平面和轴承孔。前后端面的平面度公差均为0.04mm对第一、第二轴承孔的平行度公差为轴承孔平面度公差为3.2，取力面的平面度公差为1003mm/总长，对中间轴轴承孔的平行度公差为1003mm/总长，表面粗糙度为3.2。上盖结合面的平面度公差为0.1表面粗糙度为3.2。第一、 第二及中间轴轴承孔的孔径尺寸精度为IT6，表面粗糙度为1.6。倒车惰轮轴孔尺寸精度为IT7-IT8，表面粗糙度为3.2。 第一第

14、二轴承孔与中间轴轴承孔的平行度公差在水平、垂直面内均为0.04mm/446mm，倒车惰轮轴承孔与中间轴承孔在水平、垂直两个平面内均为0.02mm/87.5mm。4、 变速箱箱体的机械加工工艺过程变速箱箱体的机械加工生产线的安排是先面后孔的原则，最后加工螺纹孔，这样安排可以首先把铸件毛坯的气孔、沙眼、裂纹等缺陷在加工平面是暴陋出来，以减少不必要的工时消耗，此外一平面为定位基准加工内孔可以保证孔与平面、孔与孔之间的相对位置精度，螺纹预孔攻丝安排在生产线后段工序加工，能缩短工件的传输距离，防止主要输送的表面的拉伤，变速箱箱体的机械加工工艺过程基本上分为三个阶段，即粗加工，半精加工和精加工。5、 变速

15、箱箱体的加工工艺过程分析及典型夹具（1） 定位基准的选择。 变速箱箱体的粗基准的选择有两中方式，其一，为了保证主要轴承的加工余量均匀，箱体内零件间有足够的装配间隙，以轴承孔作为粗基准。此方式夹具结构复杂，零件定位后需加工辅助支撑，工件的稳定性较差。其二、是在变速箱箱体的毛坯上铸出作为粗基准的工艺凸台，为此要求工艺凸台至主要的工作表面保持严格的尺寸和公差，带同步器的变速箱箱体基本都采用此种定位方式。 精基准选择是上盖联接平面和两个工艺孔，次方案可使夹具结构简单，装夹工件方便可靠，适合于自动线大量流水生产，可以满足连接孔的技术要求，但设计基准和工艺基准不重合，箱体前后端面孔垂直读的精度不宜保证。以

16、一面两销作为定位基准，不适合中小批量多品的生产，目前先进的国家采用柔性生产线来加工变速箱用铣削过的平面作为精基准，这样改换产品容易，使生产线更具有灵活性。（2） 关键工序及典型夹具。 变速箱箱体上盖的接合面：铣削变速箱箱体上盖结合面的安排在第一道工序，作为后面工序的精基准。 该平面的技术要求：平面度公差为0.1mm表面粗糙度为 3.2，加工余量为5mm。其加工工序如下，选用632/73转盘式铣床，一个主轴箱上安装的 粗铣，精铣两个铣头，工作台为回转式，主切削参数：粗铣端铣刀转速n=90r/min,半精铣端铣刀转速为n=120r/min.，走刀量f=630mm/min，粗铣的 加工余量为5mm一

17、轴承孔为定位基准，用单轨吊将工件吊装在夹具上，锥顶尖顶紧A轴承孔。这种方法零件夹持稳定性不好，之梦保证平面度公差为0.15mm，表面粗糙度6.3 。（3） 工艺孔的加工。 基准面的平面度，定位销孔对基准平面垂直度影响这变速箱箱体的定位精度。变速箱箱体定位销孔的加工设备为立式多轴钻孔集合机，活动式模板，高速钢符合钻铰刀具，由于受到符合钻头的 一道结构限制，钻头和铰刀，链接部分刚性非常差，切削时易产生弯曲变形，钻孔时钻头的引导在铰刀上，导向部位距工件较远，易引偏，铰孔时不能修正这些位置错误，定位销孔尺寸的精度为IT8，位置精度公差为0.08mm。主要切削参数：切削速度为v=9.5m/min，走刀量

18、f=0.3mm/r,转速为n=252r/min，此切削参数钻孔时切削速度低，而 铰孔时切削速度又偏高，切削参数未尽合理。（4） 轴承孔精镗加工。 变速箱箱体轴承孔的加工设备为双面卧式组合机床，采用镗模架结构。轴承孔尺寸精度、水平和垂直两个平面的平行度、两端孔的同轴度，都取决于镗模架和镗杆的配合精度，此种结构方式不能采用高速镗削，切削速度一般不大于50mm/min,镗模和镗杆之间的间隙为0.01mm0.05mm，如过小镗模导套和镗杆易研死，过大又很难控制精度，一次，此种方式只能保证轴承孔尺寸精度IT7，水平和垂直两个平面的平行度公差为0.07mm/全长。 图为精镗轴承孔夹具结构原理图，用手将工件

19、推入托板6、8上，导向板3、11起侧导向作用，防止零件扭斜，可上下移动的 定位板5、9起到预定位作用，侧导向板3、11、工件托板6、8和油缸7、14链接在一起，在油缸的作用下，使工件落下至2、4、12带气孔支撑钉上，工件定位销孔穿上定位销1、13，工件完成定位，工件与夹具四个支撑钉间有间隙报警装置，当工件和支撑钉的间隙大于0.1mm时，压缩空气经过净化后，进入调压阀E，变成恒定压力的压缩空气，压缩空气进入汽缸以后，推动油增压装置，压缩汽缸A的右端，使空腔的油压扩大，通过管路C进入D室，使径向补偿头产生逆时针微量转动，从而显示补偿。如果继续补偿，通过补偿调节器再次提供一次压缩空气即可。压力和补偿

20、值成为线性函数的变化关系如图所示。 （5） 变速箱箱体前后断面的加工。为保证两个端面对轴承孔的垂直度 ，采用的定位基准均为第一轴和第二轴轴承孔，前后端面的精加工，不采用一面两销定位，因为两个工艺孔经过二十几个工序的使用，精度已经丧失，经计算，该方法保证不了端面的位置公差，采用轴承孔定位，可以使测量基准，定位基准和设计基准重合，避免了不重合产生的误差。 该工序夹具结构原理图如图（4）所示。以箱体上盖连接平面和两个工艺孔做预定位，支撑板与上盖链接平面预留1mm间隙，齿条活塞杆3、6通过齿轮5使心轴1、4传入轴相同支撑销10，将上盖链接平面托平并自锁，限制一个转动自由度，削边销9限制一个移动自由度。

21、加紧点在箱体顶部。6、 变速箱箱体加工精度的检验及检具 变速箱箱体的加工精度分为自动检验和人工检验两种方式。 自动检验是在自动线上测量螺纹预孔深度，人工检验安排在关键工序的主要部位加工完毕之后。检查项目包括基本尺寸及公差、形位公差和表面加工质量。变速箱箱体成品加工完毕后，需进行气压检验，以确定变速箱箱体总成不产生泄露。 变速箱箱体精度的检验方法为：（1） 主要加工平面平面度检验：将箱体零件放在检验板上采，用薄厚塞规的方法进行检验。也可用百分表找水平，用百分表检验水平跳动，或用检验夹具进行检验。（2） 表面加工质量的检验：用粗糙度样板进行比较法测量或表面轮廓仪进行检测。（3） 轴承孔的检验：轴承

22、孔尺寸及公差用内径千分表、校准环规进行检验，互相位置精度的检验夹具进行检验，其原理如图（5）所示。用表测量检测心轴两端，其读数差即为平行度。7、 变速箱总成的装配顺序 装配线路的确定是以变速箱箱体作为主体，将其余零件或总成按先内后外的顺序进行装配，首先在分总成装配台上装配好分总成，在进行总成的装配。上盖总成的链接表面不采用垫片涂胶密封，只采用涂密封胶的方法，这样可以避免总成的渗漏，根据生产纲领的需要，分总成装配可以多设几个相同的工位。其主要的装配顺序为：装配憜轮齿轮，装配中间轴前轴承，装配中间轴总成，用油压机装配中间轴后轴承，装配中间轴密封盖，装配第二轴总成，由油压机装配二轴总成轴承并装配蜗杆，装配第一轴总成并在壳前端面上涂上密封胶，装后盖总成及速度表从动