第4章变速器设计
自动变速器工作原理以及发展
2）辛普森式4挡行星齿轮变速器
辛普森式4挡行星齿轮变速器，它的最高挡 4挡是传动比小于1的超速挡。这种自动变 速器燃油经济性好，发动机可以经常处于较 低转速范围运转，因而运转噪声小，可以延 长发动机的使用寿命。因此带超速挡的这种 自动变速器被许多品牌高挡轿车所采用。
3行星排辛普森式4挡行星齿轮变速器
五、带锁止离合器的液力变矩
器
如图4.22所示，变矩器的锁止离合器与 外壳相连，也就是与泵轮相接，而锁止离合 器片与涡轮相接，带锁止离合器的液力变矩 器的活塞在油压的作用下，可以将多片式锁 止离合器的盘与摩擦片压紧成为一体，这就 使涡轮与泵轮连接成—体，此时液力传动变 为离合器传动，相当于为刚性连接，这样提 高了传动效率，接近100%。同时还避免变 矩器的油温升高。
a）示意图
b）动力传递路线
4.3 变速齿轮机构
液力变矩器可以在一定范围内自动无级地 改变转矩和传动比，以适应行驶阻力的变化， 但变矩比小，不能完全满足汽车使用的要求， 必须与齿轮变速器组合使用，扩大传动比的 变化范围，才能满足汽车行驶的要求。自动 变速器的齿轮变速系统主要由行星齿轮机构 和定轴齿轮机构。
1)所有行星齿轮均参与工作，都承受载荷， 行星齿轮工作更平静，强度更大。
2)行星齿轮工作时，齿轮间产生的作用力由 齿轮系统内部承受，不传递到变速器壳体，变 速器可以设计得更薄、更轻。
3)行星齿轮机构采用内啮合与外啮合相 结合的方式，减小了变速器尺寸。
4)行星齿轮系统的齿轮处于常啮合状态， 不存在挂挡时的齿轮冲击，工作平稳， 寿命长。
1、锁止离合器分离状态
当车辆低速行驶时，油液流至锁止离合器片 的前端。锁止离合器片前端与后端的压力相 同，使锁止离合器分离，如图4.23a所示； 锁止离合器分离状态及分离状态时的动力传 递路线,如图4.23b所示。
变速器的初步设计(传动比计算)
变速器的初步设计（传动比计算）机械式变速器的初步设计姓名:学号:班级:目录第1章设计要求与设计数据 (2)1.1 设计数据 (2)1.2 设计要求..........................................................................................2 第2章变速器的设计选型 (2)2.1 变速器的选型与换挡方式选择 (2)2.2 变速器各档传递路径...........................................................................3 第3章变速器的齿数分配 (4)3.1 1档的齿数计算 (4)3.2 常啮合齿轮对的齿数计算 (5)3.3 2档的齿数计算 (5)3.4 3档的齿数计算 (5)3.5 4档(直接档)的齿数计算 (6)3.6 5档(超速挡)的齿数计算 (6)3.7 倒档的齿数计算和分度圆计算...............................................................7 第4章变速器各齿轮对的齿轮结构参数 (8)4.1 各齿轮的分度圆直径与总变位系数的统计 (8)4.2 变速器各档速比的相对误差 (8)4.3 变速器齿轮的材质选择........................................................................8 第5章轴的结构与材质 (9)5.1 变速器第1轴的设计 (9)5.2 变速器第2轴的设计 (9)5.3 变速器中间轴的设计 (10)5.4 轴的材质..........................................................................................10 第6章轴承的布置 (11)6.1 第1轴轴上的轴承布置 (11)6.2 第2轴轴上的轴承布置 (11)6.3 中间轴轴上的轴承布置........................................................................12 第7章变速器的换挡机构(选用锁环式同步器)布置..........................................12 第8章变速器操纵机构及换挡位置图 (13)8.1 变速器的操纵机构 (13)8.2 变速器的换挡位置图…………………………………………………………………14 参考资料附录1第1章设计要求与设计数据1.1 设计数据.选择第三组设计参数:三轴式变速器发动机最大功率72kw，最大转矩167Nm表1-1:档位 1 2 3 4 5 R速比 3.592 2.088 1.368 1.000 0.823 3.624 1.2设计要求.1，传动示意图——各档传递路径、齿数分配、换挡方式、轴向定位等; 2，齿轮型式、结构参数、配凑中心距、材质;3，轴的结构、材质;，换挡机构布置; 45，轴承布置;6，变速器操纵机构及换挡位置图。
第四章 汽车液力机械变速器
变矩器短片：
4、变矩器的性能 转矩比K 转矩比K K=MW/MB MW涡轮转矩、MB泵轮转矩 涡轮转矩、M 转速比i 转速比i i=nw/nb<1 转速比i只能小于1(0.8-0.9最好) 转速比i只能小于1(0.8-0.9最好) 齿轮变速器传动比为: 齿轮变速器传动比为: i=输入轴转速/输出轴转速 i=输入轴转速/ 传动效率=涡轮输出轴功率/泵轮输入轴的功率 涡轮输出轴功率/ =NW/NB
2)拉威那式行星齿轮机构 拉威那式齿轮机构是由一小一大两 个太阳轮；三个长行星齿轮和三个短行 星齿轮组成的两组行星齿轮， 星齿轮组成的两组行星齿轮，二个共用 行星架和一个共用齿圈组成。 行星架和一个共用齿圈组成。 拉威那式齿轮机构有一些胜过辛普 森式齿轮机构的优点， 森式齿轮机构的优点，主要是结构紧凑 和由于相互啮合的齿数较多， 和由于相互啮合的齿数较多，因此传递 的转矩较大；缺点是结构较复杂， 的转矩较大；缺点是结构较复杂，工作 原理难理解。 原理难理解。
典型行星齿轮机构
三、自动变速器的控制系统
（一）组成和布置
自动操纵系统— 自动操纵系统—动力源、执行机构、控制机构。 分类：液控液压式、电控液压式。 液控液压式自动操纵系统： 1、动力源—内啮合齿轮式油泵 、动力源— 控制机构、执行机构— 控制机构、执行机构—压力油 变速器— 变速器—润滑油 2、执行机构—离合器、低档和倒档制动器 、执行机构— 3、控制机构—主油路系统、换档信号系统、换档阀系统、 、控制机构— 缓冲安全系统、滤清冷却系统。
（3）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。 ）太阳轮固定，齿圈主动，行星架被动。
n1=0，αn2=(1+ α)n3 i=(n2/n3)= (1+ α)/ α =（ Z1 +Z2）/Z2＞1 为前进降速档。
叉车传动设计说明书
太原科技大学本科毕业设计说明书设计题目：5吨叉车机械传动系统The Designing of Machinery Transmission System for 5 Ton Forklift学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：指导教师：评阅教师：完成日期：2013年6月10日太原科技大学Taiyuan University of Science and Technology5吨叉车机械传动系统设计摘要：此次设计题目是五吨叉车机械传动系统设计。
内容主要包括五吨叉车发动机选择，离合器验算，变速器和驱动桥的设计与强度验算。
因为此次设计中绘图部分为变速器，所以说明书中更为侧重关于变速器的设计过程。
本次设计参考了众多关于叉车传动系统的书籍及计算案例，淘汰一些旧的设计方法，并且尽可能的做到创新设计。
为了精简篇幅，适应内容少而精的要求，有些方案介绍时，直接选取较为优越且合适的方案，不在赘述。
关键词：叉车，机械传动，变速器，驱动桥The Designing of Machinery Transmission System for 5 Ton ForkliftAbstract: this topic is about the designing of machinery transmission system for 5 ton forklift. Main content includes the choice of 5 ton forklift truck engine, and the check of clutch gearbox and drive axle. Because gearbox is put the important place in drawings , the instructions is more emphasis on the design of the gearbox.This design refers to a number of books about forklift drive system design and calculation. It phases out some old design methods, and does innovative design as soon as possible. In order to reduce space, adapt to the requirement of conciseness, this design will make direct selection that is more superior and suitable solutions in the introduces of some schemes.Key Words: forklift, the mechanical transmission, gearbox, drive axle前言本次设计题目是5吨叉车的机械传动系统，主要内容是发动机的选择，离合器的验算，变速器的设计和驱动桥的设计，其中变速器的设计是主要内容。
第四章汽车电子控制自动变速系统
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第三节齿轮变速系统的结构原理
(二)行星齿轮机构的运动规律 众所周知，平行轴式齿轮变速机构传动比的计算公式为:主动轮 转速与从动轮转速之比或从动轮齿数与主动轮齿数之比。在行星齿轮 机构中，虽然将不是齿轮的行星架虚拟成一个具有明确齿数的齿轮 (齿数=太阳轮齿数+内齿圈齿数)之后，其传动比也可按平行轴式齿轮 变速机构传动比的计算公式来计算。但是，由于行星齿轮的轴线是转 动的，且虚拟齿轮及其齿数来源不便于理解，因此，需要利用行星齿 轮机构的运动规律方程式来计算其传动比。此外，通过分析单排行星 齿轮机构的运动规律，便可了解双排、多排或其他形式组合而成的行 星齿轮变速器的变速原理。单排行星齿轮机构的受力情况如图4一6所 示。
一、变速系统
自动变速器的变速系统是由液力变矩器、换挡执行机构和齿轮变 速机构组成。液力变矩器安装在发动机飞轮上，其主要功用是将发动 机输出的动力传递给变速器的输入轴。除此之外，液力变矩器还能实 现无级变速，且具有一定的减速增扭作用。 换挡执行机构包括换挡离合器和换挡制动器，其功用是改变齿轮 变速机构的传动比，从而获得不同的挡位。 齿轮变速机构又称为齿轮变速器，其功用是实现由起步至最高车 速范围内的无级变速。
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第三节齿轮变速系统的结构原理
三、换挡执行机构
自动变速器的换挡执行机构有换挡离合器(简称离合器)和换挡制 动器(简称制动器)两种。目前采用的离合器有单向离合器与片式离合 器两种;制动器有片式制动器和带式制动器两种。单向离合器的类型 以及结构原理与液力变矩器以及启动系统使用的单向离合器基本相同， 故不赘叙。片式离合器或片式制动器是一种利用传动液ATF压力来推 动活塞移动，从而使离合器片(或制动器片)接合的离合器(或制动器)， 故又称为活塞式离合器(或制动器)。 (一)换档离合器 在自动变速器中，换挡离合器的功用是将行星齿轮变速机构的输 入轴与行星排的某一个元件或将行星排的某两个元件连接成一体，用 以实现变速传动。
陕汽德龙F3000维修资料--第四章-变速器
第四章变速器第一节概述陕汽德龙系列重卡装配法士特引进美国富勒公司生产的系列变速器，该系列变速器具有独特的双中间轴结构，具有结构简单、重量轻、体积小、传动效率高、可靠性高、维修方便等优点。
陕汽德龙系列重卡选配法士特生产的F9、F10、F12、F16变速器。
法士特变速器的结构基本相同，下面就以9档箱为例。
法士特双中间轴系列变速器的编号规则R T O(X) – 11 6 09 C范围档速比代号双中间轴结构前进档数超速档齿轮形式（5粗齿、6细齿）× 100＝名义出入扭矩（磅呎）9 J（D）S D X 180（T）A前进档数速比代号机械式全同步器单箱× 100＝名义出入扭矩（NM）双中间轴结构副箱斜齿传动副箱加大中心距表1-1 F8、F9系列变速箱的速比表1-2 F10系列变速箱的速比法士特双中间轴变速器的基本结构相同，下面就以F9系列变速器为例，简要介绍法士特双中间轴变速器的工作原理、结构特点及维修要点。
表1-2 F10系列变速箱的速比表第二节富勒RT11509C型变速箱的结构一、中间轴结构富勒双中间轴九档变速器的主、副变速器均采用两根结构完全一样的中间轴，相间180°。
动力从输入轴输入后，分流到两根中间轴上，然后汇集到主轴输出，副变速器也是如此。
在理论上每根中间轴只传递1/2的扭矩，所以采用双中间轴可以使变速器的中心距减小，齿轮的宽度减薄。
轴向尺寸缩短，质量减轻。
采用了双中间轴以后，主轴上的各档齿轮必须同时与两只中间轴齿轮啮合。
为了满足正确的啮合并使载荷尽可能地平均分配，主轴齿轮在主轴上呈径向浮动状态。
主轴则采用绞接式浮动结构。
如图2-1。
主轴轴颈插入输入轴的孔内，孔内压入含油导套，主轴轴颈与导套之间有足够的径向间隙。
主轴后端通过渐开线花键插入副变速器驱动齿轮孔内，副变速器驱动齿轮轴颈支承在球轴承上。
1.主轴2.输入轴3.输入轴齿轮4.副箱驱动齿轮图2-1主轴浮动结构示意图因为主轴上各档齿轮在主轴上浮动，这样就取消了传流的滚针轴承，使主轴总成的结构更简单合理。
无级变速器设计说明书
目录第1章绪论....................................................1.1无级变速器的简介............................................1.2无级变速器的分类............................................1.3机械无级变速器..............................................1.3.1机械无级变速器的发展概况1.3.2机械无级变速器的分类 .............................................1.3.3机械无级变速器的应用第2章变速器设计方案及论证 .....................................2.1变速器的设计要求............................................2.2变速器设计方案论证..........................................2.2.1传动方案2.2.2方案的分析第3章变速器主要参数的设计计算 .................................3.1电机的选择..................................................3.2齿轮的设计..................................................3.2.1齿轮的设计要求3.2.2齿轮的相关参数计算3.3轴的直径的确定..............................................3.4轴承的设计..................................................3.5键的设计....................................................3.6联轴器的选择3.7设计零件的校核3.7.1轴的校核3.7.2轴承的校核3.8箱体的设计..................................................第4章变速器的润滑与密封 .......................................第5章变频器的调控分析5.1变频器的简介5.2变频器对电机的控制第6章结论.....................................................参考文献: ........................................................致谢............................................................附录Ⅰ......................................... 错误！未定义书签。
第四章自动变速器的试验与分析
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第二节换挡试验与道路试验
汽车达到最高挡后，将加速踏板完全放松，汽车的行驶速度 在阻力作用下下降，自动变速器会根据换挡规律自动降挡。 减速可以通过自由滑行或点制动来实现，当汽车速度降至某 一值时，发动机转速会出现突然上升、车速下降，即完成一 次降挡动作。 换挡时机不正确，可从液压系统和电子控制系统两方面考虑 故障原因。如节气门阀调整不当、节气门传感器故障等。 (3)加速试验 汽车加速试验主要测试自动变速器在大负荷、 大阻力工况下传递扭矩的能力。汽车正常起步后，突然踏下 加速踏板，使汽车加速行驶，观察汽车车速是否随发动机转 速增加而迅速增加。如加速过程长则可能是离合器出现打滑 等故障。
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第三节系统油压试验及分析
液压测试是依据不同挡位工作时，马伙动执行元件动作的液 压油路不同，压力也不同的原理判断液压系统是否存在故障。 当不能通过其他检查方法和道路试验来确定变速器故障的原 因时，可通过液压系统压力测试，帮助判断液压系统是否存 在故障。几乎所有液压自动变速器上都设计有液压系统测压 点，拧下测压点的螺旋油堵，接上压力表即可测量油路上的 压力。图4- 3所示为压力表的接法与测压点的位置。 通过压力测试可检查油泵、压力调节阀、节气门阀和调速机 构的工作情况，为正确分析自动变速器故障提供依据。 1.液压测试的基本操作
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第二节换挡试验与道路试验
(1)起步检验汽车起步时是汽车从静止状态改变为运动状态， 需要很大的驱动力矩。当变速器变速杆换入D挡或倒挡时， 变矩器与变速器的低速挡进入工作状态，松开驻车制动器与 行车制动器后汽车应向前蠕动。随着节气门开度增加，发动 机转速增高，汽车车速随之提高，不应有任何阻滞或冲击振 动。如出现起步无力、起步时无蠕动现象、汽车升速时间过 长等问题，应进一步对变矩器和变速器进行检查。汽车的起 步试验也可以在坡路上进行，由于需要更大的驱动力，能够 帮助判断变矩器的增扭作用。 注意:由于变矩器是依靠液体动能传递动力，只有当发动机转 速较高时才能产生较大动能，因此汽车车速提高滞后于发动 机转速属正常现象
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形式 特点
斜齿
重合度
大
工作噪声
小
接触应力
低
齿轮寿命
长
轴向力
有
制造难易程度
复杂
应 用 二档以上各档
直齿
小 大 高 短 没有 简单 低档、倒档
备注 影响轴承寿命
第4章变速器设计 16
第二节 变速器传动机构布置方案
2、换档机构形式
特点
形式 直齿滑动齿轮
结构
简单
轴向尺寸
短
制造成本
低
换档冲击
有
换档噪声
有
齿轮（啮合套）寿命
第4章变速器设计 4
第二节 变速器传动机构布置方案
第二节 变速传动机构布置方案
一、传动机构布置方案分析 1、两轴式变速器
多用于FF、RR型普通级和中级轿车 结构特点： （1）只有两根轴 （2）输出轴一般与主减速器主动齿轮成一体 （3）除倒档外，其他档均采用常啮合齿轮传动 （4）同步器多装在输出轴上 （5）各中间档位均经过一对齿轮传递动力
❖高挡齿轮布置在支承中部区域较为合理 轴变形的偏转角小，齿轮啮合状态较好，可以减少偏载。
❖超速挡的传动比小于1，仅在好路或空载时使用 能充分利用发动机功率，减少发动机转数，磨损小，燃料消 耗低 与直接挡比较，传动效第率4章低变速、器设工计作噪声大
15
第二节 变速器传动机构布置方案
二、零部件结构方案分析 1、齿轮形式
❖使汽车倒退行驶
❖能够分离发动机和传动系间的联系
二、组成
❖传动机构 ❖操纵机构
第4章变速器设计 2
第一节 概述
三、分类
变速器
三
四
五
多
挡
挡
挡
挡
变
变
变
变
速
速
速
速
器
器
器
器
固
旋
定
转
轴
轴
式
式
两 轴 式
中 间 轴 式
双 中 间 轴
多 中 间 轴
第4章变速器设计
式式
3
第一节 概述
四、设计要求
1、保证汽车有必要的动力性和经济性。 2、设置空档，用来切断动力。 3、设置倒档。 4、设置动力输出装置。 5、换档迅速、省力、方便。 6、工作可靠，无跳档、乱档、换档冲击现象。 7、传动效率要高。 8、工作噪声低。 9、尺寸小，质量小，成本低，维修方便。
13
第二节 变速器传动机构布置方案
3、倒挡布置方案
❖中间轴上一、倒挡齿轮做成一体，齿宽加长 ❖全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更轻便
第4章变速器设计 14
第二节 变速器传动机构布置方案
4、挡位的布置方案
❖一、倒挡齿轮应布置在靠近轴的支承处 齿轮作用力大，轴的变形大，齿轮啮合状态变差，磨损加快 且工作噪声增加 按顺序布置各挡齿轮，既能保证轴的刚度，又便于装配 倒挡、一挡使用少，常将其布置在最靠近轴的支承处 将倒档布置在附加壳体内，将一挡布置在变速器壳体支承处
短
换档时间
长
汽车加速性
差
对换档技术要求 高（熟练）
啮合套换档
复杂 居中 较高 小 小 较短 长 较差 高
同步器换档
最复杂 长 高
没有 没有
长 短 好 低
第4章变速器设计 17
第二节 变速器传动机构布置方案
3、防止自动脱挡的结构措施 由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足、振动等原因都会导致自动 脱挡，这是变速器主要故障之一。
中间轴式五挡变速器传动方案
第4章变速器设计 10
第二节 变速器传动机构布置方案
中间轴式六挡变速器传动方案
传动方案总结： ❖轴的支承形式不一样 ❖常啮合齿轮对数不一样，换档方式不一样 ❖倒档传动方案不一样 ❖档位布置位置顺序第不4章一变速样器设计
11
第二节 变速器传动机构布置方案
两轴式与中间轴式的比较
形式
两轴式
中间轴式
结构复杂程度
简单
复杂
工作噪声
低
高
传动效率
高
低
传动比范围
小
大
有无直接档
没有
第4章变速器设计
有
12
第二节 变速器传动机构布置方案
3、倒挡布置方案
❖倒挡齿轮同时与两个齿轮进入啮合 齿轮应力状态差
❖倒挡双联齿轮同时与两个齿轮进入啮合 齿轮应力状态得到改善 能够获得较大的倒挡传动比 但两对齿轮同时进第入4章啮变速合器设，计使换挡困难
第三章 机械式变速器设计
本章主要学习 （1）变速器的基本设计要求 （2）各种形式变速器的特点 （3）变速器主要参数的选择 （4）同步器的设计 （5）各挡齿轮齿数的分配 （6）变速器操纵机构
第4章变速器设计 1
第一节 概述
一、功用
第一节
概述
❖在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动 轮上的转矩和转速，使发动机在最有利的工作 范围内工作
❖使两接合齿啮合位置错开约1~3mm，挤压磨损形成凸肩； ❖将啮合套齿座齿厚切薄，齿后端面被齿座前端面顶住； ❖将接合齿工作面加工成斜面，形成倒锥角； ❖将接合齿的齿侧加工成台阶形状，也可以防止自动脱挡。
第4章变速器设计 18
第4章变速器设计 19
第4章变速器设计 6
第二节 变速器传动机构布置方案
两轴式变速器传动方案
❖辅助支承可提高轴的刚度，减少齿轮磨损和噪声。 ❖倒挡传动常用滑动齿轮，f图为常啮合齿轮； ❖因为一挡主动齿轮尺寸小，同步器多装在输出轴上，高挡的同步器可以 装在输入轴后端（图d、e）； 第4章变速器设计
7
第二节 变速器传动机构布置方案
2、中间轴式变速器
多用于FR、RR型客车 特点：
❖第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体 ❖一般将第二轴前端经轴承支承在第一轴后端孔内，两轴轴线 在同一直线上 ❖使用直接挡时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，传动效率高， 噪声低，磨损少，寿命提高 ❖中间挡位可以获得较大的传动比 ❖高挡齿轮采用常啮合齿轮传动，低挡齿轮可以不采用常啮合 齿轮传动 ❖除一挡以外的其它挡位，换挡机构多采用同步器或啮合套换 挡（有的一挡也采用同步器或啮合套换挡） ❖各挡同步器或啮合套多设置在第二轴上 ❖除直接挡外，其他挡位传第4动章变效速器率设较计 低
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第二节 变速器传动机构布置方案
中间轴式四挡变速器传动方案
❖a、c方案： 第二轴为三点支承 有四对常啮合齿轮 倒挡用直齿滑动齿轮换挡 a方案能提高中间轴和第二轴刚 度
❖b方案： 第二轴为两点支承 高挡用常啮合齿轮传动 一、倒挡用直齿滑动齿轮换挡
第4章变速器设计 9
第二节 变速器传动机构布置方案
第4章变速器设计 5
第二节 变速器传动机构布置方案
第二节 变速传动机构布置方案
一、传动机构布置方案分析 1、两轴式变速器
与中间轴式变速器相比较： ❖输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反。 ❖轴和轴承数少，结构简单，轮廓尺寸小，容易布置； ❖中间挡位传动效率高，噪声低； ❖不能设置直接挡，高挡工作噪声大，易损坏； ❖受结构限制，一挡速比不可能设计得很大；