小型汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)

小型汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì),小型汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì),小型,汽車,自動(dòng)變速器,設(shè)計(jì) 齊齊哈爾工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 小型汽車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì) 摘 要 自動(dòng)變速器包括了許多組件和系統(tǒng)的協(xié)同工作，有行星齒輪組、液壓系統(tǒng)、密封件和墊圈、變矩器、調(diào)節(jié)器、節(jié)氣門拉線、計(jì)算機(jī)控制這些都是多年來由機(jī)械式演變過來的。 自動(dòng)變速器車輪包含許多不同的組合，在一個(gè)變速箱內(nèi)，齒輪的滑動(dòng)沿軸線從一個(gè)位置到另一個(gè)位置，對(duì)各種大小齒輪的要求，有正確的傳動(dòng)比。在一個(gè)自動(dòng)變速箱，至始至終，不是齒輪的機(jī)械移動(dòng)來達(dá)到這一點(diǎn)的，通過行星齒輪組來完成。 本文通過對(duì)三行星排行星齒輪傳動(dòng)變速器的研究和闡述，計(jì)算了每個(gè)行星排傳動(dòng)比的表達(dá)式。通過此次設(shè)計(jì)，我們可以了解到該變速器的基本結(jié)構(gòu)：即換擋執(zhí)行元件（2個(gè)離合器和3個(gè)制動(dòng)器）與行星排以適當(dāng)方式連接組成，得到5個(gè)前進(jìn)檔和1個(gè)倒檔。采用該機(jī)構(gòu)的汽車自動(dòng)變速器，結(jié)構(gòu)簡單緊湊、檔位數(shù)多、傳動(dòng)效率高、換檔平穩(wěn)、操縱性能好。 關(guān)鍵詞：自動(dòng)變速器；變速器、行星齒輪傳動(dòng)；油泵； ABSTRACT 目 錄 ABSTRACT - 2 - 第1章 緒論 - 4 - 1.1自動(dòng)變速器的發(fā)展歷史 - 5 - 1.2自動(dòng)變速器的分類 - 6 - 1.2.1 按變速形式分： - 6 - 1.2.2 按無級(jí)變矩的種類分： - 7 - 1.2.3 按自動(dòng)變速器前進(jìn)擋的擋位數(shù)不同分： - 7 - 1.2.4 按齒輪變速器的類型分： - 7 - 1.2.5按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式分： - 7 - 第2章 自動(dòng)變速器的基本組成及其方案的確定 - 8 - 2.3 行星齒輪變速器的基本工作原理 - 12 - 第二章行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 - 14 - 2.1 行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案的確定 - 14 - 2.2傳動(dòng)比計(jì)算 - 15 - 第三章 行星排的設(shè)計(jì) - 18 - 3.1 K1行星排的設(shè)計(jì) - 18 - 3.2 K2行星排的設(shè)計(jì) - 21 - 3.3 K3行星排的設(shè)計(jì) - 23 - 3.4 太陽輪、行星輪和行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 23 - 3.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)： - 23 - 3.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： - 24 - 第四章 軸和軸承的設(shè)計(jì) - 25 - 4.1 軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) - 25 - 4.2 軸承校核 - 28 - 第五章 離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì) - 29 - 5.1 離合器的設(shè)計(jì) - 29 - 5.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)： - 34 - 第七章 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 38 - 7.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 38 - 7.2 潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 39 - 第六章 主要零件的工藝設(shè)計(jì) - 40 - 6.1太陽輪和行星輪的加工工藝 - 40 - 6.1.1工藝過程： - 40 - 6.1.2 關(guān)鍵工序分析： - 40 - 6.2 內(nèi)齒圈加工工藝 - 40 - 6.2.1 工藝工程： - 40 - 6.2.2 工藝分析： - 40 - 結(jié)論與展望 - 42 - 致 謝 - 43 - 參考文獻(xiàn) - 44 - 第1章 緒論 1.1 變速器的分類 主要分為：手動(dòng)變速器（MT）、自動(dòng)變速器（AT）、 手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）無級(jí)變速器（CVT）。 一、 手動(dòng)變速器（MT） 手動(dòng)變速器（ManualTransmission，簡稱MT）又稱機(jī)械式變速器，即必須用手撥動(dòng)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(dòng)比，從而達(dá)到變速的目的。轎車手動(dòng)變速器大多為四擋或五擋有級(jí)式齒輪傳動(dòng)變速器，并且通常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動(dòng)變速在操縱時(shí)必須踩下離合，方可撥得動(dòng)變速桿。手動(dòng)變速器是自動(dòng)變速器與相對(duì)而言的，其實(shí)在自動(dòng)變速器出現(xiàn)之前所有的汽車都是采用手動(dòng)變速器。手動(dòng)變速器是利用大小不同的齒輪配合而達(dá)到變速的。最常見的手動(dòng)變速器多為5擋位（4個(gè)前進(jìn)擋、1個(gè)倒擋），也有的汽車采用6擋位變速器（見圖0-1）。 與自動(dòng)變速器的比較： 優(yōu)點(diǎn)：與自動(dòng)變速器相比較可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感。 傳輸效率比自動(dòng)變速箱為高，當(dāng)然理論上會(huì)比較省油。維修保養(yǎng)上會(huì)比自動(dòng)變速箱便宜。 如果愿意以較高成本使用自動(dòng)手排，則可以兼顧自排的方便性及手排的高效率。引擎煞車的效能較強(qiáng)， 缺點(diǎn)：有人會(huì)覺得開車的時(shí)候還要控制離合器換檔非常的麻煩。 新手會(huì)常常在馬路上熄火，特別是上坡， 操作不當(dāng)?shù)脑捰袔茁拾岩娓兯傧渑獕摹? 一般來說，手動(dòng)變速器的傳動(dòng)效率要比自動(dòng)變速器的高，因此駕駛者技術(shù)好，手動(dòng)變速的汽車在加速、超車時(shí)比自動(dòng)變速車快，也省油。 二、自動(dòng)變速器（AT） 自動(dòng)變速器（Automatic Transmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變換。而駕駛者只需操縱加速器踏板控制車速即可。自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能根據(jù)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。 在中檔車的市場上，自動(dòng)變速器有著一片自己的天空。使用此類車型的用戶希望在駕駛汽車的時(shí)候?yàn)榱撕啽悴倏v、降低駕駛疲勞，盡可能的享受高速駕駛時(shí)快樂的感覺。在高速公路上，這是體現(xiàn)非常完美的。而且，現(xiàn)在堵車是經(jīng)常的事，有時(shí)要不停地起步停步數(shù)次，司機(jī)如果使用手動(dòng)變速器，則會(huì)反復(fù)地掛檔摘檔，操縱十分麻煩，尤其對(duì)于新手來說更是苦不堪言。使用自動(dòng)檔，就不會(huì)這樣麻煩了。 我國要普及這種車型，關(guān)鍵要解決的是路況問題，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。 三、手動(dòng)—自動(dòng)變速器（AMT） 自動(dòng)—手動(dòng)變速系統(tǒng)向人們提供兩種駕駛方式：為了駕駛樂趣使用手動(dòng)檔，而在交通擁擠時(shí)使用自動(dòng)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1.3HL Speedgear等。這些“二合一”的車型價(jià)格均在10萬元左右，這個(gè)價(jià)格層面還是比較低的。所以，手動(dòng)—自動(dòng)車在普及上還是具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。 四、無級(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)于汽車性能的要求越來越高。汽車變速器的發(fā)展也是并不僅限于此，無級(jí)變速器便是人們追求的“最高境界”。無級(jí)變最是由荷蘭人Van Doormes 發(fā)明。無級(jí)變速器系統(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)鋼帶來變速，其傳動(dòng)比可以任意變化，沒有換檔的突跳感覺。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)。無級(jí)變速器能在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)速比的無級(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。 1.1自動(dòng)變速器的發(fā)展歷史 圖1-11自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖 最早在1904年出現(xiàn)了離合器和制動(dòng)器等摩擦元件操縱變速的行星齒輪機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)首先用于英國Wilson Picher汽車上。1907年福特車上大量使用行星齒輪變速器，它的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了不切斷動(dòng)力進(jìn)行的”動(dòng)力換擋”，并避免了固定軸式變速器中的“同步問題”。而液力耦合器的出現(xiàn)為自動(dòng)操作的實(shí)現(xiàn)提供了可能，1938年至1941年美國GM和Chrysler公司采用液力耦合器代替離合器，省去了駕駛時(shí)的離合器踏板操作。隨后出現(xiàn)了液力自動(dòng)變速器的前身，開始了車速和油門兩個(gè)參數(shù)信號(hào)，用液壓邏輯油路控制的液力自動(dòng)變速時(shí)代。 液力自動(dòng)變速階段：該階段以1939年的通用Oldsmobile車上Hydromantic開始，以液力自動(dòng)變速器的普遍應(yīng)用和迅速推廣為特征。這個(gè)階段的液力自動(dòng)變速由液力變矩器和行星齒輪變速器組成，控制系統(tǒng)是通過液壓系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的，控制信號(hào)的產(chǎn)生，主要是通過反映油門開度大小的節(jié)氣門閥和翻涌車速高低的速控閥來實(shí)現(xiàn)，其控制系統(tǒng)是由若干個(gè)復(fù)雜的液壓閥和油路構(gòu)成的邏輯控制系統(tǒng)，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 電控自動(dòng)變速階段：1969年法國的雷諾R16TA轎車首先使用了電子控制自動(dòng)變速器，與全液壓的區(qū)別在于自動(dòng)換擋的控制系統(tǒng)是由電腦來實(shí)現(xiàn)的，但當(dāng)時(shí)電子技術(shù)不成熟，應(yīng)用范圍較窄，到20世紀(jì)80年代末，電子控制逐步實(shí)用化，越來越多的自動(dòng)變速器采用了電子控制。自動(dòng)變速器的控制系統(tǒng)包括電控和液控兩部分，電控系統(tǒng)由電腦，各種傳感器，電磁閥及控制電路等組成，它將控制換擋的參數(shù)通過傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸送給電腦，電腦通過處理將換擋的信號(hào)作用于換擋電磁閥。從而利用液壓換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。由于電腦能存儲(chǔ)和處理多種換擋規(guī)律，在改善換擋品質(zhì)控制方面，有明顯的優(yōu)越性，并且與整車的其他控制系統(tǒng)的兼容信號(hào)，最終可以實(shí)現(xiàn)車輛電子控制系統(tǒng)一體化。 智能自動(dòng)變速階段:隨著車輛技術(shù)和自動(dòng)變速技術(shù)的發(fā)展，人們不再滿足于簡單的功能實(shí)現(xiàn)，車輛自動(dòng)變速技術(shù)即將進(jìn)入智能化階段，控制策略的不斷改進(jìn)成為車輛自動(dòng)變速技術(shù)的特點(diǎn)。德國的寶馬公司從1992年起，陸續(xù)推出用于四檔和五檔自動(dòng)變速器的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，能夠自動(dòng)識(shí)別駕駛員的類型，環(huán)境條件和行駛狀況，并對(duì)換擋規(guī)律做出適當(dāng)調(diào)整。 我國應(yīng)用液力傳動(dòng)始于五十年代，自行研制出了內(nèi)燃機(jī)車和紅旗CA770三排座高級(jí)轎車的液力傳動(dòng)系統(tǒng)，隨后液力傳動(dòng)液在我國獲得了一定發(fā)展，此外，部分均勻車輛上使用了液力自動(dòng)變速器，但發(fā)展速度要落后于發(fā)達(dá)國家。 1.2自動(dòng)變速器的分類 汽車自動(dòng)變速器常見的有四種型式：分別是液力自動(dòng)變速器（AT)、機(jī)械無級(jí)自動(dòng)變速器（CVT)、電控機(jī)械自動(dòng)變速器（AMT)、雙離合器自動(dòng)變速器（Dual Clutch Transmission--DCT）。目前轎車普遍使用的是AT，AT幾乎成為自動(dòng)變速器的代名詞。 AT是由液力變扭器、行星齒輪和液壓操縱系統(tǒng)組成，通過液力傳遞和齒輪組合的方式來達(dá)到變速變矩。其中液力變扭器是AT最重要的部件。它由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，兼有傳遞扭矩和離合的作用。 1.2.1 按變速形式分： 可分為有級(jí)變速器與無級(jí)變速器兩種。有級(jí)變速器是具有有限幾個(gè)定值傳動(dòng)比（一般有3～5個(gè)前進(jìn)擋和一個(gè)倒擋）的變速器。無級(jí)變速器是能使傳動(dòng)比在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化的變速器，無級(jí)變速器目前在汽車上應(yīng)用已逐步增多。 1.2.2 按無級(jí)變矩的種類分： 按無級(jí)變矩的種類分，自動(dòng)變速器可分為：液力變矩器自動(dòng)變速器，就是在液力變矩器后面裝一個(gè)齒輪變速系統(tǒng)。 機(jī)械式自動(dòng)變速器 ，它是由離合器和依據(jù)車速、油門開度改變，V型帶輪的作用半徑而實(shí)現(xiàn)無級(jí)變速的?！半妱?dòng)輪”無級(jí)變速，它取消了機(jī)械傳動(dòng)中的傳統(tǒng)機(jī)構(gòu)，而代之以電流輸至電動(dòng)機(jī)，以驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)機(jī)裝成一體的車輪。 1.2.3 按自動(dòng)變速器前進(jìn)擋的擋位數(shù)不同分： 自動(dòng)變速器按前進(jìn)擋的檔位數(shù)不同，可分為2個(gè)前進(jìn)擋、3個(gè)前進(jìn)擋、4個(gè)前進(jìn)擋三種。早期的自動(dòng)變速器通常為2個(gè)前進(jìn)擋或3個(gè)前進(jìn)擋。這兩種自動(dòng)變速器都沒有超速擋，其最高擋為直接擋。新型轎車裝用的自動(dòng)變速器基本上都是4個(gè)前進(jìn)擋，即設(shè)有超速擋。這種設(shè)計(jì)雖然使自動(dòng)變速器的構(gòu)造更加復(fù)雜，但由于設(shè)有超速擋，大大改善了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。 1.2.4 按齒輪變速器的類型分： 自動(dòng)變速器按齒輪變速器的類型不同，可分為普通齒輪式和行星齒輪式兩種。普通齒輪式自動(dòng)變速器體積較大，最大傳動(dòng)比較小，使用較少。行星齒輪式自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)緊湊，能獲得較大的傳動(dòng)比，為絕大多數(shù)轎車采用。 1.2.5按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式分： 可分為液控自動(dòng)變速器和電液控自動(dòng)變速器。液控自動(dòng)變速器是通過機(jī)械的手段，將汽車行駛時(shí)的車速及節(jié)氣門開度兩個(gè)參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào)；閥板中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)的大小，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，通過控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋，現(xiàn)在使用較少。 電液控自動(dòng)變速器是通過各種傳感器，將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)水溫、自動(dòng)變速器液壓油溫度等參數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并輸入電腦；電腦根據(jù)這些電信號(hào)，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)出電控制信號(hào)；換擋電磁閥和油壓電磁閥再將電腦的電控信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤嚎刂菩盘?hào)，閥板中的各個(gè)控制閥根據(jù)這些液壓控制信號(hào)，控制換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速。 第2章 自動(dòng)變速器的基本組成及其方案的確定 2.1 自動(dòng)變速器的基本組成 圖2-12自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)圖 自動(dòng)變速器的廠牌型號(hào)很多，外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動(dòng)變速器組合起來的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機(jī)構(gòu)、離合器、制動(dòng)器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等五大部分。 液力變矩器 液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與采用手動(dòng)變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。 變速齒輪機(jī)構(gòu) 自動(dòng)變速器中的變速齒輪機(jī)構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動(dòng)比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動(dòng)變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。 變速齒輪機(jī)構(gòu)主要包括行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分。 圖2-23自動(dòng)變速器 行星齒輪機(jī)構(gòu)，是自動(dòng)變速器的重要組成部分之一，主要由于太陽輪（也稱中心輪）、內(nèi)齒圈、行星架和行星齒輪等元件組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)變速的機(jī)構(gòu)，速比的改變是通過以不同的元件作主動(dòng)件和限制不同元件的運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的。在速比改變的過程中，整個(gè)行星齒輪組還存在運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力傳遞沒有中斷，因而實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力換擋。 換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是用來改變行星齒輪中的主動(dòng)元件或限制某個(gè)元件的運(yùn)動(dòng)，改變動(dòng)力傳遞的方向和速比，主要由多片式離合器、制動(dòng)器和單向超越離合器等組成。離合器的作用是把動(dòng)力傳給行星齒輪機(jī)構(gòu)的某個(gè)元件使之成為主動(dòng)件。制動(dòng)器的作用是將行星齒輪機(jī)構(gòu)中的某個(gè)元件抱住，使之不動(dòng)。單向超越離合器也是行星齒輪變速器的換擋元件之一，其作用和多片式離合器及制動(dòng)器基本相同，也是用于固定或連接幾個(gè)行星排中的某些太陽輪、行星架、齒圈等基本元件，讓行星齒輪變速器組成不同傳動(dòng)比的擋位。 供油系統(tǒng) 圖2-34液力自動(dòng)變速器內(nèi)部結(jié)構(gòu) 自動(dòng)變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動(dòng)變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來實(shí)現(xiàn)。 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng) 自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放，以改變齒輪變速器的傳動(dòng)比，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。 液壓控制系統(tǒng)是由閥體和各種控制閥及油路所組成的，閥門和油路設(shè)置在一個(gè)板塊內(nèi)，稱為閥體總成。不同型號(hào)的自動(dòng)變速器閥體總成的安裝位置有所不同，有的裝置于上部，有的裝置于側(cè)面，縱置的自動(dòng)變速器一般裝置于下部。 在液壓控制系統(tǒng)中，增設(shè)控制某些液壓油路的電磁閥，就成了電器控制的換擋控制系統(tǒng)，若這些電磁閥是由電子計(jì)算機(jī)控制的，則成為電子控制的換擋系統(tǒng)。 換擋操縱機(jī)構(gòu) 自動(dòng)變速器的換擋操縱機(jī)構(gòu)包括手動(dòng)選擇閥的操縱機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機(jī)構(gòu)等。駕駛員通過自動(dòng)變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動(dòng)閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素，利用液壓自動(dòng)控制原理或電子自動(dòng)控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。 2.2 設(shè)計(jì)方案 本設(shè)計(jì)是根據(jù)寶馬3系發(fā)動(dòng)機(jī)2011款318i領(lǐng)先型開展的，設(shè)計(jì)中所采用的相關(guān) 數(shù)據(jù)均來源于此種車型： 燃油箱容積 63L 燃油類型 汽油 燃油標(biāo)號(hào) 97# 燃料供給型號(hào) 多點(diǎn)電噴 型號(hào) N46B20CC 排量 1995mL 最大功率 100KW 最大功率轉(zhuǎn)速 5750 r/min 圖0—2 寶馬3系 五前一倒三行星排傳動(dòng)系統(tǒng)，即行星齒輪變速器，由行星齒輪機(jī)構(gòu)和換檔操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。行星齒輪機(jī)構(gòu)作用：改變傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)動(dòng)方向，即構(gòu)成不同檔位。換檔操縱機(jī)構(gòu)作用：實(shí)現(xiàn)檔位的變換。 行星齒輪機(jī)構(gòu)的類型： 最簡單的行星齒輪機(jī)構(gòu)由一個(gè)太陽輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、一個(gè)行星架及若干個(gè)行星齒輪組成，一般稱為單排行星齒輪機(jī)構(gòu)。如圖1-1 圖1-1 單排行星齒輪機(jī)構(gòu) 多排行星齒輪機(jī)構(gòu)是由幾個(gè)單排行星齒輪機(jī)構(gòu)組成（如圖1-2）。多排行星齒輪機(jī)構(gòu)可以比單排行星齒輪機(jī)構(gòu)得到更多的檔位，故本設(shè)計(jì)即采用三行星排。 用行星齒輪機(jī)構(gòu)作為變速機(jī)構(gòu)，由于有多個(gè)行星齒輪同時(shí)工作，且利用內(nèi)嚙合方式，故與普通齒輪變器機(jī)構(gòu)相比，在傳遞同樣大小功率的情況下，可減少變速器的尺寸和重量，能實(shí)現(xiàn)同向、同軸減速傳動(dòng)。由于采用常嚙合傳動(dòng)，可使動(dòng)力不間斷。 行星齒輪變速器的換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由離合器（如圖1-3）、制動(dòng)器、和單向離合器等三種執(zhí)行元件構(gòu)成。離合器和制動(dòng)器是以液壓方式控制行星齒輪機(jī)構(gòu)元件的旋轉(zhuǎn)，而單向離合器則以機(jī)械方式對(duì)行星齒輪機(jī)構(gòu)的元件進(jìn)行鎖止。 離合器的作用：連接軸和行星齒輪機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)元件。 制動(dòng)器的作用：固定行星齒輪機(jī)構(gòu)中的基本元件，阻止其旋轉(zhuǎn)。 2.3 行星齒輪變速器的基本工作原理 行星齒輪與操縱執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合，構(gòu)成了具有不同檔位的行星齒輪變速器，即在輸入轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩相同的條件下，可以通過行星齒輪變速器的檔位變換，得到不同的輸出轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。（如圖1-4、1-5） 圖1-3 離合器 圖1-4 原理簡圖 圖1-5 原理實(shí)物圖 圖1-2 多排行星齒輪機(jī)構(gòu) 第二章行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 2.1 行星齒輪變速器傳動(dòng)比方案的確定 如圖2-1 所示，我們逐個(gè)分析傳動(dòng)比方案，為總方案的確定提供依據(jù)。 圖2-1 傳動(dòng)比方案 a) 行星架制動(dòng)，太陽輪輸入，齒圈輸出； b）行星架制動(dòng)，齒圈輸入，太陽輪輸出； c）齒圈制動(dòng)，行星架輸入，太陽輪輸出； d）太陽輪制動(dòng)，行星架輸入，齒圈輸出； e）太陽輪制動(dòng)，齒圈輸入，行星架輸出； f）齒圈制動(dòng)，太陽輪輸入，行星架輸出。 2.2傳動(dòng)比計(jì)算 Φ1-制動(dòng)器 Φ2-離合器Φ3-離合器Φ4-制動(dòng)器Φ5-制動(dòng)器 圖2—2 設(shè)計(jì)簡圖 功能表： 擋次 換擋執(zhí)行元件狀態(tài) 實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比 Φ1 Φ2 Φ3 Φ4 Φ5 1 O O 6.525 2 O O 3.1034 3 O O 2.3152 4 O O 1.50 5 O O 1.00 -1 O O -10.05 0 O 0 注：O---表示結(jié)合或制動(dòng) 擋次1的傳動(dòng)比： ， ， 故 擋次2的傳動(dòng)比： ， ， 故 擋次3的傳動(dòng)比： ， 聯(lián)立，得 擋次4的傳動(dòng)比： ， 擋次5的傳動(dòng)比： 太陽輪、齒圈、行星架中的任意兩個(gè)鎖定在一起，這時(shí)各齒輪之間都不會(huì)有轉(zhuǎn)動(dòng)，整個(gè)行星輪系將作速體轉(zhuǎn)動(dòng)，即 倒擋-1的傳動(dòng)比： ， ，所以 空擋0的傳動(dòng)比： 太陽輪、齒圈、行星架都不制動(dòng)，也無兩個(gè)互相鎖定，這時(shí)，太陽輪、齒圈、行星架均可自由轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出軸可以不轉(zhuǎn)動(dòng)，這種情況下行星齒輪不傳遞動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)空擋，即。 第三章 行星排的設(shè)計(jì) 3.1 K1行星排的設(shè)計(jì) 1. 齒數(shù)選擇： 2. 材料選擇及熱處理方法： （1） 齒輪3與齒輪2：用20CrMnTi，滲碳后淬火58—62HRC。， （2） 齒輪1：35CrMoV，調(diào)質(zhì)，250—280HBS 3. 齒輪2-3按接觸強(qiáng)度計(jì)算： 按表2-27公式： （3—1） (1) 齒輪副配對(duì)材料對(duì)傳動(dòng)尺寸的影響系數(shù)按表2-28，取=1 (2) 計(jì)算 (3) 按K=1.2-2，取K=1.4 (4) (5) 計(jì)算齒寬系數(shù)，因，取。 故 （6）計(jì)算 （7）初定中心距： （8）計(jì)算模數(shù)： 取標(biāo)準(zhǔn)值m=3mm （9）中心距 4. K1傳動(dòng)系主要尺寸： （1） 太陽輪3的主要尺寸： （2） 行星輪2的主要尺寸： （3） 齒輪1 的主要尺寸： 5. 驗(yàn)算K1行星傳動(dòng)排的接觸強(qiáng)度 (1) 圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式： （3—2） ———計(jì)算接觸應(yīng)力的基本值 （3—3） 式中：“+”用于外嚙合傳動(dòng)，“-”用于內(nèi)嚙合傳動(dòng)。 （2）計(jì)算 (3) 確定公式中的參數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》：表10-2，查得：； 圖10-8查得：； 表10-4，查得：， （4）確定參數(shù) 查得：=2.5 =189.8 =0.98 =1.0 （5）計(jì)算 將以上各數(shù)值代人接觸應(yīng)力計(jì)算公式中，得： 又 所以, 故合格。 6. 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 （1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式： （3—4） 式中：——齒根應(yīng)力的基本值 查得：, , , , 代入公式得： （2）驗(yàn)算： ， 故合格。 3.2 K2行星排的設(shè)計(jì) 1. 齒數(shù)選擇： 取 2. 材料選擇及熱處理方式： (1) 太陽輪與行星輪： 20CrMnTi，滲碳后淬火58—62HRC ， （2）內(nèi)齒圈：35CrMoV，調(diào)質(zhì)，250—280HBS 3. a—c齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 按（3—1）公式： （1）齒輪副配對(duì)材料對(duì)傳動(dòng)尺寸的影響系數(shù)按表2-28取=1 （2） （3）K=1.2~2，取K=1.4 （4） （5）計(jì)算齒寬系數(shù)： ， 式中取 （6）計(jì)算 （7）初定中心距： （8）計(jì)算模數(shù)m 取標(biāo)準(zhǔn)值m=4 （9）中心距： (10) 太陽輪a的主要尺寸： （11）行星輪c的主要尺寸： (12) 內(nèi)齒圈b的主要尺寸： 5. 驗(yàn)算a-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度： （1）圓柱齒輪接觸應(yīng)力計(jì)算公式為 （2）計(jì)算 （3）確定參數(shù)： 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》：表10-2 查得；圖10-8 查得 表10-4 查得 區(qū)域系數(shù)， ， 重合度系數(shù) （4）代入公式 得。 又 ， 故合格。 6. 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 （1）齒根應(yīng)力計(jì)算公式為 由于行星輪c受對(duì)稱循環(huán)的彎曲應(yīng)力，其承載能力較低，應(yīng)按該齒輪計(jì)算。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》查得 , , , , 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式 得 （2）驗(yàn)算： ， 故合格。 7. b-c齒輪傳動(dòng)的接觸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度的校核 由于b-c齒輪是內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)，承載能力高于外嚙合傳動(dòng)，故不再進(jìn)行驗(yàn)算。 3.3 K3行星排的設(shè)計(jì) 我們參照K2行星排，取模數(shù)m=4mm。 ， 故： ， ， 齒輪8因?yàn)辇X數(shù)少于17，故需要變位。其變位系數(shù)。 3.4 太陽輪、行星輪和行星架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)： 設(shè)計(jì)行星傳動(dòng)時(shí)，太陽輪的結(jié)構(gòu)取決于所采用的均載機(jī)構(gòu)。當(dāng)太陽輪不動(dòng)時(shí)，它可簡支安裝或懸臂安裝。在本設(shè)計(jì)中，根據(jù)太陽輪尺寸的大小，我們做成了齒輪軸（如圖3-1）。 圖3-1 齒輪軸 3.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： 行星輪和行星架是行星傳動(dòng)中結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的一個(gè)重要零件。行星架可分為雙臂整體式、雙臂分離式和單臂式三種?？刹捎描T造、鍛造和焊接式等方法制造毛坯。 雙臂整體式行星架（如圖3-2）的結(jié)構(gòu)剛性比較好。 雙臂分離式行星架（如圖3-3）的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，剛性較差。 單臂式行星架（如圖3-4），結(jié)構(gòu)簡單，裝配方便，軸向尺寸小。本次設(shè)計(jì)部分即采用這種結(jié)構(gòu)。 圖3-2 雙臂整體式行星架 圖3-3 雙臂分離式行星架 圖3-4 單臂式行星架 第四章 軸和軸承的設(shè)計(jì) 4.1 軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) 已知： r/min Kw （1）根據(jù)表9-16，選取45號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)處理）的及，取=35 MPa，=110 （2）圓周力 徑向力 （3）根據(jù)軸受力情況，按彎扭強(qiáng)度條件計(jì)算： 考慮到軸與聯(lián)軸器有鍵連結(jié)，故軸徑可增加5%，即 （4）按彎扭合成強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度 1) 水平支反力： 垂直支反力： 2）計(jì)算彎矩 水平彎矩： C點(diǎn)左側(cè) C點(diǎn)右側(cè) 垂直彎矩： C點(diǎn)左側(cè) C點(diǎn)右側(cè) 3) 求合成彎矩 C點(diǎn)左側(cè)： C點(diǎn)右側(cè)： 4) 求扭矩 C點(diǎn)左側(cè)： C點(diǎn)右側(cè)： 5）求合成彎扭矩 該軸為單向工作，轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力按脈動(dòng)循環(huán)應(yīng)力考慮，取，則 C點(diǎn)左側(cè)： C點(diǎn)右側(cè)： 6）按彎扭合成強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度 校核剖面C處強(qiáng)度： 根據(jù)表9-15，查得45號(hào)鋼的 ，因此，故合格。 7）應(yīng)力圖見圖4-1 (5) 軸的剛度校核： 階梯軸 取 ，所以 ，故合格。 （6）軸的設(shè)計(jì)如圖4-2 圖4-1 軸的應(yīng)力圖 圖4-2 軸的設(shè)計(jì)圖 4.2 軸承校核 已知： ， ， r/min ，初選6310型軸承。 查附表9-1可知深溝球軸承6310的基本額定動(dòng)載荷 ， 由表9-9得e=0.23（插值法求得）。又，故取X=0.56，Y=1.9（插值法求得）。 由表9-8，取載荷系數(shù) 。 所以 驗(yàn)算軸承壽命： 即，該軸承可以使用3年（按平均每天工作8小時(shí)，每年工作300天算）。 第五章 離合器與制動(dòng)器的設(shè)計(jì) 離合器與制動(dòng)器是行星齒輪變速器必不可少的元件。 5.1 離合器的設(shè)計(jì) 離合器，香港俗稱極力子，這是從英語Clutch而來，臺(tái)灣話則常以離仔或日文的クラッチ稱之，是把汽車或其他動(dòng)力機(jī)械的引擎動(dòng)力以開關(guān)的方式傳遞至車軸上的裝置。 離合器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間，是汽車傳動(dòng)系中直接與發(fā)動(dòng)機(jī)相聯(lián)系的總成件。通常離合器與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的飛輪組安裝在一起，是發(fā)動(dòng)機(jī)與汽車傳動(dòng)系之間切斷和傳遞動(dòng)力的部件。汽車從起步到正常行駛的整個(gè)過程中，駕駛員可根據(jù)需要操縱離合器，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系暫時(shí)分離或逐漸接合，以切斷或傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)向傳動(dòng)系輸出的動(dòng)力。它的作用是使發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間能逐漸接合，從而保證汽車平穩(wěn)起步；暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器之間的聯(lián)系，以便于換檔和減少換檔時(shí)的沖擊；當(dāng)汽車緊急制動(dòng)時(shí)能起分離作用，防止變速器等傳動(dòng)系統(tǒng)過載，從而起到一定的保護(hù)作用。 離合器類似于開關(guān)，接合或斷離動(dòng)力傳遞作用，離合器機(jī)構(gòu)其主動(dòng)部分與從動(dòng)部分可以暫時(shí)分離，又可以逐漸接合，并且在傳動(dòng)過程中還要有可能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。離合器的主動(dòng)件與從動(dòng)件之間不可采用剛性聯(lián)系。任何形式的汽車都有離合裝置，只是形式不同而已。[1] 2分類 根據(jù)《中國離合器制造行業(yè)產(chǎn)銷需求與投資預(yù)測分析報(bào)告前瞻》分析，離合器分為電磁離合器、磁粉離合器、摩擦式離合器和液力離合器四種： 電磁離合器 靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。 電磁離合器可分為：干式單片電磁離合器，干式多片電磁離合器，濕式多片電磁離合器，磁粉離合器，轉(zhuǎn)差式電磁離合器等。 電磁離合器工作方式又可分為：通電結(jié)合和斷電結(jié)合。 干式單片電磁離合器：線圈通電時(shí)產(chǎn)生磁力吸合“銜鐵”片，離合器處于接合狀態(tài)；線圈斷電時(shí)“銜鐵”彈回，離合器處于分離狀態(tài)。 干式多片、濕式多片電磁離合器：原理同上，另外增加幾個(gè)摩擦付，同等體積轉(zhuǎn)矩比干式單片電磁離合器大，濕式多片電磁離合器工作時(shí)必須有油液或其它冷卻液冷卻。 磁粉離合器 在主動(dòng)與從動(dòng)件之間放置磁，不通電時(shí)磁粉處于松散狀態(tài)，通電時(shí)磁粉結(jié)合，主動(dòng)件與從動(dòng)件同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：可通過調(diào)節(jié)電流來調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)矩，允許較大滑差。缺點(diǎn)：較大滑差時(shí)溫升較大，相對(duì)價(jià)格高。 轉(zhuǎn)差式電磁離合器：離合器工作時(shí)，主、從部分必須存在某一轉(zhuǎn)速差才有轉(zhuǎn)矩傳遞。轉(zhuǎn)矩大小取決于磁場強(qiáng)度和轉(zhuǎn)速差。勵(lì)磁電流保持不變，轉(zhuǎn)速隨轉(zhuǎn)矩增加而劇烈下降；轉(zhuǎn)矩保持不變，勵(lì)磁電流減少，轉(zhuǎn)速減少得更加嚴(yán)重。 轉(zhuǎn)差式電磁離合器由于主、從動(dòng)部件間無任何機(jī)械連接，無磨損消耗，無磁粉泄漏，無沖擊，調(diào)整勵(lì)磁電流可以改變轉(zhuǎn)速，作無級(jí)變速器使用，這是它的優(yōu)點(diǎn)。該離合器的主要缺點(diǎn)是轉(zhuǎn)子中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，該熱量與轉(zhuǎn)速差成正比。低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的效率很低，效率值為主、從動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速比，即η=n2/n1。 適用于高頻動(dòng)作的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，可在主動(dòng)部分運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使從動(dòng)部分與主動(dòng)部分結(jié)合或分離。 主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于分離狀態(tài)時(shí)，主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)件靜止；主動(dòng)件與從動(dòng)件之間處于接合狀態(tài)，主動(dòng)間帶去從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)。 廣泛適用于機(jī)床、包裝、印刷、紡織、輕工、及辦公設(shè)備中。 電磁離合器一般用于環(huán)境溫度－20—50℃，濕度小于85%，無爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)中，其線圈電壓波動(dòng)不超過額定電壓的±5%。 摩擦離合器是應(yīng)用得最廣也是歷史最久的一類離合器，它基本上是由主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)四部分組成。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳動(dòng)動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，而離合器的操縱機(jī)構(gòu)主要是使離合器分離的裝置。 在分離過程中，踩下離合器踏板，在自由行程內(nèi)首先消除離合器的自由間隙，然后在工作行程內(nèi)產(chǎn)生分離間隙，離合器分離。在接合過程中，逐漸松開離合器踏板，壓盤在壓緊彈簧的作用下向前移動(dòng)，首先消除分離間隙，并在壓盤、從動(dòng)盤和飛輪工作表面上作用足夠的壓緊力；之后分離軸承在復(fù)位彈簧的作用下向后移動(dòng)，產(chǎn)生自由間隙，離合器接合。 液力離合器用流體（一般用油）作傳動(dòng)介質(zhì)，與機(jī)械式離合器相比，除傳動(dòng)特性有各種變化以外，還主要吸收因主動(dòng)軸和從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊。 液力離合器的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)輸入軸，具有一個(gè)增速齒輪系；一個(gè)工作液流腔，由一個(gè)葉輪、一個(gè)從動(dòng)輪和一個(gè)葉輪殼構(gòu)成；一個(gè)輸出軸，帶有從動(dòng)輪，并且從動(dòng)輪與葉輪可以操作地組合在一起；一般葉輪殼和葉輪由具有小比重和大應(yīng)力承受范圍的材料構(gòu)成，以減小離心應(yīng)力。 3原理 對(duì)于手動(dòng)擋的車型而言，離合器是汽車動(dòng)力系統(tǒng)的重要部件，它擔(dān)負(fù)著將動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)之間進(jìn)行切斷與連接的工作。在城市道路或者復(fù)雜路段駕駛時(shí)，離合器成了我們使用最頻繁的部件之一，而離合器運(yùn)用的好壞，直接體現(xiàn)了駕駛水平的高低，也起到了保護(hù)車輛的效果。如何正確使用離合器，掌握離合器的原理以在特殊情況下利用離合器來解決問題，是每個(gè)駕駛手動(dòng)擋車型的車友都應(yīng)該掌握的。 所謂離合器，顧名思義就是說利用“離”與“合”來傳遞適量的動(dòng)力。離合器由摩擦片、彈簧片、壓盤以及動(dòng)力輸出軸組成，它位于發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，用來將發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上儲(chǔ)存的力矩傳遞給變速箱，以保證車輛在不同的行駛狀況下傳遞給驅(qū)動(dòng)輪適量的驅(qū)動(dòng)力和扭矩，屬于動(dòng)力總成的范疇。在半聯(lián)動(dòng)的時(shí)候，離合器的動(dòng)力輸入端與動(dòng)力輸出端允許有轉(zhuǎn)速差，也就是通過其轉(zhuǎn)速差來實(shí)現(xiàn)傳遞適量的動(dòng)力。 離合器分為三個(gè)工作狀態(tài)，即踩下離合器的不連動(dòng)，不踩下離合器的全連動(dòng)，以及部分踩下離合器的半聯(lián)動(dòng)。當(dāng)車輛起步時(shí)，司機(jī)踩下離合器，離合器踏板的運(yùn)動(dòng)拉動(dòng)壓盤向后靠，也就是壓盤與摩擦片分離，此時(shí)壓盤與飛輪完全不接觸，也就不存在相對(duì)摩擦。當(dāng)車輛在正常行駛時(shí)，壓盤是緊緊擠靠在飛輪的摩擦片上的，此時(shí)壓盤與摩擦片之間的摩擦力最大，輸入軸和輸出軸之間保持相對(duì)靜摩擦，二者轉(zhuǎn)速相同。 最后一種是離合器的半連動(dòng)狀態(tài)，壓盤與摩擦片的摩擦力小于全連動(dòng)狀態(tài)。此時(shí)，離合器壓盤與飛輪上的摩擦片之間是滑動(dòng)摩擦狀態(tài)，飛輪的轉(zhuǎn)速大于輸出軸的轉(zhuǎn)速，從飛輪傳輸出來的動(dòng)力部分傳遞給變速箱。這種狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間相當(dāng)于一種軟連接狀態(tài)。 一般來說，離合器是在車輛起步和換擋的時(shí)候發(fā)揮作用，此時(shí)變速箱的一軸和二軸之間存在轉(zhuǎn)速差，必須將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與一軸切開以后，同步器才能很好的將一軸的轉(zhuǎn)速保持與二軸同步。擋位掛進(jìn)以后，再通過離合器將一軸與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力結(jié)合，使動(dòng)力繼續(xù)得以傳輸。在離合器中，還有一個(gè)不可或缺的緩沖裝置。它由兩個(gè)類似于飛輪的圓盤對(duì)在一起，在圓盤上打有矩形凹槽，在凹槽內(nèi)布置彈簧，在遇到激烈的沖擊時(shí)，兩個(gè)圓盤之間的彈簧相互發(fā)生彈性作用，緩沖外界刺激，有效的保護(hù)了發(fā)動(dòng)機(jī)和離合器。 在離合器的各個(gè)配件中，壓盤彈簧的強(qiáng)度、摩擦片的摩擦系數(shù)、離合器的直徑、摩擦片的位置以及離合器的數(shù)目是決定離合器性能的關(guān)鍵因素。彈簧的剛度越大，摩擦片的摩擦系數(shù)越高，離合器的直徑越大，離合器性能也就越好。 4典型離合器工作過程 膜片彈簧式離合器，其工作可分為工作、分離、接合三個(gè)過程。 1、工作過程。利用膜片彈簧裝入離合器蓋與壓盤之間時(shí)，使之產(chǎn)生預(yù)壓縮變形所形成的對(duì)壓盤的壓力使離合器的主、從動(dòng)部分壓緊，即離合器處于接合狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力通過與曲軸連為一體的飛輪、離合器蓋和壓盤傳給從動(dòng)盤，隨后又經(jīng)從動(dòng)盤花鍵軸套輸送給變速器的輸入軸。此過程的工作特點(diǎn)是離合器主、從動(dòng)部分傳遞的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速相同，主、從動(dòng)部分之間沒有轉(zhuǎn)速差，沒有滑磨。 2、分離過程。駕駛員踩下離合器踏板，踏板左移，推桿左移，通過缸、工作缸推動(dòng)膜片彈簧分離板左移。受此影響膜片彈簧又以固定在離合器蓋上的支承銷為支點(diǎn)使大端向右移動(dòng)，同時(shí)經(jīng)分離板的作用拉壓盤右移。最終達(dá)到從動(dòng)盤與飛輪、壓盤之間各存有一間隙，離合器實(shí)現(xiàn)分離，至此離合器分離過程結(jié)束。 分離過程離合器的工作特點(diǎn)是：分離后發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)不能傳給從動(dòng)盤。主動(dòng)部分仍然與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持同步，而從動(dòng)部分則迅速降低。 3、接合過程。駕駛員松開離合器踏板在回位彈簧作用下踏板恢復(fù)到原位，同時(shí)帶動(dòng)推桿和分離軸承回位。即接合過程操縱機(jī)構(gòu)的移動(dòng)是分離過程的逆過程。當(dāng)分離軸承與膜片彈簧分離板之間出現(xiàn)預(yù)留間隙和膜片彈簧重新將壓盤壓緊在從動(dòng)盤上之后，接合過程結(jié)束，離合器恢復(fù)傳遞動(dòng)力功能。 膜片彈簧式離合器工作過程 膜片彈簧式離合器工作過程 5作用 保證汽車平穩(wěn)起步 這是離合器的首要功能。在汽車起步前，自然要先起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。而汽車起步時(shí)，汽車是從完全靜止的狀態(tài)逐步加速的。如果傳動(dòng)系（它聯(lián)系著整個(gè)汽車）與發(fā)動(dòng)機(jī)剛性地聯(lián)系，則變速器一掛上檔， 牙嵌式電磁離合器 牙嵌式電磁離合器 汽車將突然向前沖一下，但并不能起步。這是因?yàn)槠噺撵o止到前沖時(shí)，具有很大的慣性，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成很大的阻力矩。在這慣性阻力矩的作用下，發(fā)動(dòng)機(jī)在瞬時(shí)間轉(zhuǎn)速急劇下降到最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速（一般300-500RPM）以下，發(fā)動(dòng)機(jī)即熄火而不能工作，當(dāng)然汽車也不能起步。 因此，我們就需要離合器的幫助了。在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，汽車起步之前，駕駛員先踩下離合器踏板，將離合器分離，使發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系脫開，再將變速器掛上檔，然后逐漸松開離合器踏板，使離合器逐漸接合。在接合過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)所受阻力矩逐漸增大，故應(yīng)同時(shí)逐漸踩下加速踏板，即逐步增加對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速始終保持在最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速上，而不致熄火。同時(shí)，由于離合器的接合緊密程度逐漸增大，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)系傳給驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)矩便逐漸增加，到牽引力足以克服起步阻力時(shí)，汽車即從靜止開始運(yùn)動(dòng)并逐步加速。 實(shí)現(xiàn)平順的換檔 在汽車行駛過程中，為適應(yīng)不斷變化的行駛條件，傳動(dòng)系經(jīng)常要更換不同檔位來進(jìn)行工作。實(shí)現(xiàn)齒輪式變速器的換檔，一般是撥動(dòng)齒輪或其他掛檔機(jī)構(gòu)，使原用檔位的某一齒輪副推出傳動(dòng)，再使另一檔位的齒輪副進(jìn)入工作。在換檔前必須踩下離合器踏板，中斷動(dòng)力傳動(dòng)，便于使原檔位的嚙合副脫開，同時(shí)使新檔位嚙合副的嚙合部位的速度逐步趨向同步，這樣進(jìn)入嚙合時(shí)的沖擊可以大大的減小，從而實(shí)現(xiàn)平順的換檔。 DLM3系列多片式電磁離合器 DLM3系列多片式電磁離合器 3、防止傳動(dòng)系過載 當(dāng)汽車進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，若沒有離合器，則發(fā)動(dòng)機(jī)將因和傳動(dòng)系剛性連接而急劇降低轉(zhuǎn)速，因而其中所有運(yùn)動(dòng)件將產(chǎn)生很大的慣性力矩（其數(shù)值可能大大超過發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)所發(fā)出的最大扭矩），對(duì)傳動(dòng)系造成超過其承載能力的載荷，而使機(jī)件損壞。有了離合器，便可以依靠離合器主動(dòng)部分和從動(dòng)部分之間可能產(chǎn)生的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來消除這一危險(xiǎn)。因此，我們需要離合器來限制傳動(dòng)系所承受的最大扭矩，從而保證安全。 6離合器的使用、維護(hù)與保養(yǎng) 1、離合器安裝前必須清洗干凈，去除防銹脂及雜物。 2、離合器可同軸安裝，也可以分軸安裝，軸向必須固定，主動(dòng)部分與從動(dòng)部分均不允許有軸向竄動(dòng)，分軸安裝時(shí)，主動(dòng)部分與從動(dòng)部分軸之間同軸度應(yīng)不大于0.lmm。 3、濕式電磁離合器工作時(shí)，必須在摩擦片間加潤滑油，潤滑方式采用(1)分澆油潤滑；(2)油浴潤滑，其浸入油中的部分約為離合器體積的5倍；(3)軸心供油潤滑，在高速和高頻動(dòng)作時(shí)應(yīng)采用軸心供油方法。 4、牙嵌式電磁離合器安裝時(shí)，必須保證端面齒之間有一定間隙，使空轉(zhuǎn)時(shí)無磨齒現(xiàn)象，但不得大于δ值。 5、電磁離合器及制動(dòng)器為B級(jí)絕緣，正常溫升40℃。極限熱平衡時(shí)的工作溫度不允許超速100℃，否則線圈與摩擦部分容易發(fā)生破壞。 6、電源及控制線路，離合器電源為直流24伏(特殊定貨除外)。它由三相或單相交流電壓經(jīng)降壓和全波整流(或橋式整流)得到，無穩(wěn)壓及平波要求功率要足夠大。不允許用半波整流電源。 7、汽車傳動(dòng)系對(duì)離合器的要求 根據(jù)離合器的使用，它應(yīng)滿足下列主要要求： 接合平順柔和，以保證汽車平穩(wěn)起步， 分離迅速徹底，便于換擋和發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)； 具有合適的儲(chǔ)備能力，既能保證傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩又能防止傳動(dòng)系過載； 從動(dòng)部分的傳動(dòng)慣量應(yīng)盡量小，以減少換擋時(shí)沖擊； 具有良好地散熱能力，汽車在行駛過程中，當(dāng)需要頻繁操縱離合器時(shí)，會(huì)使離合器主、從動(dòng)部分相對(duì)滑轉(zhuǎn)，產(chǎn)生摩擦熱，熱量如不及時(shí)散出，會(huì)嚴(yán)重影響其工作地可靠性和使用壽命； 操縱輕便，以減輕駕駛員的疲勞。 離合器的作用：連接行星排二元件成為一體，采用的是多片濕式結(jié)構(gòu)。通常有離合器鼓、活塞、回位彈簧、鋼片與摩擦片組、離合器轂及密封圈組成。 特點(diǎn)：徑向尺寸小，結(jié)合柔和，能獲得較大的摩擦面積，所以能傳遞較大的轉(zhuǎn)矩。改變離合器片數(shù)的多少，即可改變傳遞轉(zhuǎn)矩的大小。 離合器鋼片有鋼板沖壓而成，靠外齒與離合器鼓連接，可軸向移動(dòng)。 離合器摩擦片通?？績?nèi)齒與離合器轂連接。離合器摩擦片分為鋼片與摩擦材料兩部分。其摩擦材料以紙基摩擦材料為主，以石棉、碳、纖維素等纖維或棉、木材、合成纖維作為母體材料，添加無機(jī)、有機(jī)的高摩擦性材料，攪拌后，浸漬酚醛樹脂硬化而成。然后將其粘在鋼板上，厚度位0.38~0.76mm。這種材料特點(diǎn)是多孔，網(wǎng)狀，具有彈性，摩擦系數(shù)高，高壓、高溫、高圓周速度時(shí)穩(wěn)定性好。 離合器片每片厚1.5~2mm，平均每片間的間隙為0.3~0.5mm，總間隙因片數(shù)不同而異，一般為2~5mm。 離合器接合：當(dāng)壓力油經(jīng)過油道進(jìn)入活塞缸時(shí)，油壓克服彈簧力推動(dòng)活塞,將所有主、從動(dòng)件依次壓緊，即鋼片與摩擦片在摩擦力的作用下一同旋轉(zhuǎn)。離合器接合，動(dòng)力從輸入軸經(jīng)離合器傳到輸出軸。 離合器分離：當(dāng)油壓撤除后，活塞在回位彈簧作用下回位。離合器分離，切斷輸入軸至輸出軸的動(dòng)力傳遞。 離合器單向閥的作用：離合器液壓缸內(nèi)的離心油壓，在接合時(shí)影響壓緊力和儲(chǔ)備系數(shù)，分離時(shí)影響徹底分離。為防止上述現(xiàn)象，設(shè)置單向閥，當(dāng)壓力油經(jīng)油道進(jìn)入活塞游腔時(shí)，單向閥的鋼球在油壓作用下封閉活塞上的排油孔，使工作油液不能從活塞缸內(nèi)排出，這時(shí)油壓推動(dòng)活塞克服彈簧張力，使離合器接合。當(dāng)油壓撤除后，單向閥的鋼球在離心力作用下離開球座，開啟泄油孔，使離心油得以釋放，保證離合器徹底分離。 1---鋼片、摩擦片組 2---回位彈簧 3---離合器轂 4---密封圈 5---離合器鼓 6---活塞 7---單向閥 8—密封圈 圖5—1 離合器簡圖 5.2 制動(dòng)器的設(shè)計(jì)： 制動(dòng)器是具有使運(yùn)動(dòng)部件（或運(yùn)動(dòng)機(jī)械）減速、停止或保持停止?fàn)顟B(tài)等功能的裝置。是使機(jī)械中的運(yùn)動(dòng)件停止或減速的機(jī)械零件。俗稱剎車、閘。制動(dòng)器主要由制架、制動(dòng)件和操縱裝置等組成。有些制動(dòng)器還裝有制動(dòng)件間隙的自動(dòng)調(diào)整裝置。為了減小制動(dòng)力矩和結(jié)構(gòu)尺寸，制動(dòng)器通常裝在設(shè)備的高速軸上，但對(duì)安全性要求較高的大型設(shè)備（如礦井提升機(jī)、電梯等）則應(yīng)裝在靠近設(shè)備工作部分的低速軸上。 發(fā)展工業(yè)制動(dòng)器行業(yè)的下游行業(yè)主要為起重運(yùn)輸機(jī)械、冶金設(shè)備、礦山設(shè)備、建筑工程機(jī)械、風(fēng)電及核電設(shè)備、船舶及海上重工等裝備制造業(yè)，受益于這些產(chǎn)業(yè)的振興與發(fā)展，工業(yè)制動(dòng)器行業(yè)將迎來又一輪持續(xù)、健康的發(fā)展機(jī)遇。我國工業(yè)制動(dòng)器行業(yè)在未來幾年內(nèi)仍將保持10%-20%的年增長率。 根據(jù)《中國制動(dòng)器行業(yè)市場需求與投資規(guī)劃分析報(bào)告前瞻》顯示我國“十二五”發(fā)展規(guī)范綱要中關(guān)于推動(dòng)重點(diǎn)領(lǐng)域跨越發(fā)展的相關(guān)部署，高端裝備制造、新能源、新材料等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)依然將是我國大力發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域。國家對(duì)裝備制造業(yè)的規(guī)范，將有利推動(dòng)我國制動(dòng)器行業(yè)的發(fā)展。另外，由于2011年經(jīng)濟(jì)繼續(xù)保持穩(wěn)定增長，2011年我國的GDP將為9.5%，汽車產(chǎn)銷情況有望繼續(xù)獲得較大增幅；2011年全國汽車市場總需求有望達(dá)到2000萬輛。綜合判斷，2011年中國汽車銷量增速為10%-15%，這將帶動(dòng)制動(dòng)器行業(yè)需求市場的發(fā)展。據(jù)預(yù)計(jì)，我國制動(dòng)器行業(yè)市場規(guī)模在未來5年內(nèi)，仍將保持15%-25%的年增長率。 隨著裝備制造業(yè)的振興和發(fā)展，國產(chǎn)制動(dòng)器的產(chǎn)量也有明顯增加，制動(dòng)器行業(yè)的銷售收入同步增長；由于受制于起步晚、技術(shù)基礎(chǔ)薄弱以及資本投資有限，我國制動(dòng)器產(chǎn)品以低端產(chǎn)品為主，業(yè)內(nèi)少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)堅(jiān)持自主創(chuàng)新，加大研發(fā)投入，正在向科技含量較高的中、高端產(chǎn)品方向發(fā)展，制動(dòng)器中、高端產(chǎn)品的市場份額逐漸增加，中、高端制動(dòng)器企業(yè)的利潤率呈上升趨勢；而低端產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)則因廠商眾多，競爭激烈，價(jià)格呈下降趨勢，同時(shí)鋼材等主要原材料價(jià)格有所波動(dòng)，其利潤增長速度趨緩。[1] 2型式 制動(dòng)器因現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械的發(fā)展而出現(xiàn)多種新的結(jié)構(gòu)型式，其中鉗盤式制動(dòng)器、磁粉制動(dòng)器以及電磁制動(dòng)器的應(yīng)用最為廣泛。具體分類如下： 1、 摩擦式制動(dòng)器，它可分為盤式制動(dòng)器、外抱塊式制動(dòng)器、內(nèi)脹蹄式制動(dòng)器、帶式制動(dòng)器、綜合帶式制動(dòng)器、雙蹄式制動(dòng)器、多蹄式制動(dòng)器、簡單帶式制動(dòng)器、單盤式制動(dòng)器、多盤式制動(dòng)器、固定鉗式制動(dòng)器、浮動(dòng)式制動(dòng)器等。 2、 非摩擦式制動(dòng)器，它可分為磁粉制動(dòng)器、磁渦流制動(dòng)器、水渦流制動(dòng)器等。 3種類 平衡增力制動(dòng)器 預(yù)防追求平衡制動(dòng)，就是追求車輛剎車時(shí)車輪的制動(dòng)力均衡一致。兩側(cè)前輪一致； 平衡增力制動(dòng)器 平衡增力制動(dòng)器 能預(yù)防方向跑偏，兩側(cè)后輪一致；能預(yù)防車身側(cè)滑甩尾。汽車在冰雪路面、雨濕路面上剎車，跑偏和甩尾都會(huì)造成車輛不同程度地失控，如果遇兩種情況同時(shí)發(fā)生，正常路面剎車也會(huì)造成車輛的完全失控。重型運(yùn)輸車輛一旦失控，產(chǎn)生的后果更為嚴(yán)重。因此；為避免重大交通事故發(fā)生，保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全，重型運(yùn)輸車輛必須堅(jiān)決淘汰一切“非平衡性質(zhì)”的汽車制動(dòng)器。剎車跑偏甩尾。 剎車力強(qiáng) 總制動(dòng)力=原制動(dòng)力+自增力，在平衡增力制動(dòng)器工作時(shí)，要新生出一種由摩擦力轉(zhuǎn)換機(jī)械力而形成的自增剎車力，兩種制動(dòng)力組合后，總制動(dòng)力可增大40%左右，所以：中國第一“剎”應(yīng)對(duì)重載、陡坡、及各種危險(xiǎn)路面安全性能更高。 根本解決剎車鼓破裂問題 制動(dòng)鼓破裂會(huì)使車輪制動(dòng)失效，涉及行車安全。凡是安裝平衡增力制動(dòng)器的車輛都非常驚嘆：一個(gè)長期困擾的制動(dòng)鼓破裂問題終于圓滿解決。平衡制動(dòng)；能使鼓面受力均勻，單位面積的壓應(yīng)力減輕，熱裂紋減少，制動(dòng)鼓體的機(jī)械強(qiáng)度不易破壞，破裂問題就迎刃而解。今后制動(dòng)鼓以自然磨損報(bào)廢為主。使用期限超過原車制動(dòng)器的三倍以上。 摩擦片不能浪費(fèi) 原車制動(dòng)器的剎車片；最大接觸面不超過80%，而且兩蹄的磨損程度也不一致，以最薄的一端到位后就全部更換?？粗裰氐膱?bào)廢片十分可惜。平衡制動(dòng)器的接觸面自始至終是100%，而且磨損程度均勻，報(bào)廢片的厚度相等。按磨損體積或重量計(jì)算，要多磨掉三分之一。所以；中國第一“剎”更節(jié)省剎車片。 維護(hù)車橋承載質(zhì)量 制動(dòng)器是安裝在橋殼上，制動(dòng)鼓是安裝在輪芯上，輪芯通過軸承安裝在半軸導(dǎo)管上，這就是汽車車橋。平衡制動(dòng)車橋消除了行駛機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)力偏載和應(yīng)力集中，最大限度地維護(hù)了車橋的承載質(zhì)量省錢、省時(shí)、性價(jià)比高 運(yùn)載車輛的制動(dòng)系統(tǒng)升級(jí)之后，性能會(huì)發(fā)生巨大的改變，僅在制動(dòng)鼓和摩擦片方面，就超過了它3倍以上的價(jià)值。在長期使用過程中，能夠節(jié)省大量的材料費(fèi)和維修費(fèi)以及大量的精力和時(shí)間。而改裝一副平衡器增加的投入，不足購買半只剎車鼓的價(jià)格，充分體現(xiàn)出具有很高的性價(jià)比，減少故障發(fā)生。使車橋上的輪芯、軸承、半軸導(dǎo)管的使用壽命成倍延。 行車制動(dòng)器 行車制動(dòng)（腳剎），便于在前進(jìn)的過程中減速停車，不單是使汽車保持不動(dòng)。若行車制動(dòng)失靈時(shí)才采用駐車制動(dòng)。當(dāng)車停穩(wěn)后，就要使用駐車制動(dòng)（手剎），防止車輛前行和后行。停車后一般除使用駐車制動(dòng)器外，上行坡位停車要將檔位掛在一檔（防止后行），下行坡位停車要將檔位掛在倒檔（防止前行）。 工業(yè)制動(dòng)器中起重機(jī)用制動(dòng)器對(duì)于起重機(jī)來說既是工作裝置，又是安全裝置，制動(dòng)器在起升機(jī)構(gòu)中，是將提升或下降的貨物能平穩(wěn)的停止在需要的高度，或者控制提升或下降的速度，在運(yùn)行或變幅等機(jī)構(gòu)中，制動(dòng)器能夠讓機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的停止在需要的位置。 液壓制動(dòng)平穩(wěn)、安全可靠、維修方便、耗電低、壽命長、無噪音、頻率高等優(yōu)點(diǎn)。 公司產(chǎn)品在國內(nèi)起重運(yùn)輸、港口機(jī)械、冶金機(jī)械、鐵路機(jī)械、水工機(jī)械、礦山機(jī)械等行業(yè)中被廣泛應(yīng)用 電梯制動(dòng)器 制動(dòng)器是動(dòng)作頻繁的電梯安全部件之一，它能使電梯的電動(dòng)機(jī)在沒有電源供應(yīng)的情況下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并使轎廂有效地制停，電梯能否安全運(yùn)行與