车辆工程毕业设计120九档双中间轴变速器

第1章绪论

随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大，影响汽车的整体性。

1.1汽车变速器概述

变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬破、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，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。

1.1.1汽车变速器的功用

现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。

变速器的功用是：

（1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下

工作；

（2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；

（3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。

1.1.2汽车变速器的分类

汽车变速器按传动比变化方式不同，可分为有级式、无级式和综合式三种。

(1)有级式变速器应用最为广泛，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有级式变速器又可分为有轴线固定式变速器和轴线旋转式变速器两种。

目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进挡和一个倒挡；在重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。所谓变速器挡数，均指前进挡位数。

(2)无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。

电力式变速器在传动系统中也有广泛采用的趋势，其边素传动部件为直流串励电动机。液力式变速器的传动部件是液力变矩器。

(3)综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用较多。

1.2双中间轴变速器概述

双中间轴变速器是目前多级变速的一个重要的发展方向，是指在汽车的传动系统中的变速器部分有两个输出轴或叫中间轴，这样的变速器结构

目的主要是为了缩短多挡定轴式变速器的轴向尺寸，以便于其在整车上的

布置，同时也是为了多挡时共用输入轴的主动齿轮，减少变速器零件，简

化变速器结构和降低成本等。

1.2.1双中间轴变速器的原理

采用双中间轴结构设计的变速器，每根中间轴和中间轴两端的轴承以

及中间轴上的齿轮只承受二分之一的传动力，输入轴及主轴上每个齿轮的

轮齿受力也只有传动力的二分之一。

1.2.2双中间轴变速器的特点

对大吨位的重型汽车（输入扭矩在800N·m以上）来说，车辆需要变速器的承载能力大、挡位多，双中间轴变速器的优势在这里得到了有效发挥。双中间轴变速器的比较优势主要体现在以下几个方面：

（1）双中间轴变速器在中心距、壳体长度两个重要设计参数上，明显

优于单中间轴变速器。这两个设计参数决定了双中间轴变速器重量轻，轴

向尺寸短，有利于减轻整车重量，提高承载能力，便于整车布置。

（2）双中间轴变速器的速比范围明显大于单中间轴变速器，在发动机

功率相同的情况下，将直接影响到整车的最大爬坡度和最高车速这两个重

要性能指标。

（3）由于双中间轴变速器比单中间轴变速器前进挡多1～2个挡位，

所以各挡之间的速比级差明显小于单中间轴变速器，有利于提高整车的加

速性，可以使发动机始终处于最佳工作状态，大大降低整车的燃油消耗和

污染排放。

（4）采用双中间轴结构设计的变速器，每根中间轴和中间轴两端的轴

承以及中间轴上的齿轮只承受二分之一的力（与单中间轴相比），输入轴

及主轴上每个齿轮的轮齿受力也只有二分之一（与单中间轴相比）。

（5）由于采用了对称布置的双中间轴，中间轴上每个齿轮施加给输入

轴齿轮和主轴齿轮的径向力大小相等而方向相反，正好相互抵消，因此，从结构上保证了双中间轴变速器在设计时能够减小中心距，从而使变速器

的轴向尺寸变短、重量降低。

（6）由于每个齿轮及轴承受力的减小，进一步延长了变速器使用寿命，提高了工作可靠性和性价比。

近年来，以法士特为首自主研发的双中间轴变速器，均采用了细高齿有限元设计，齿部为非标准渐开线K形齿修形设计，主、副箱均配有高性能的双锥面同步器，使产品的可靠性及操控性有了提高。

双中间轴变速器具有广泛的适用性，良好的整车匹配性。可以根据用户的使用爱好选择带同步器或不带同步器的产品；可匹配多种离合器壳体及离合器分离装置，能够适应整车选装普通推式离合器、免调节推式离合器、拉式离合器、单片离合器、双片离合器；还可以满足整车安装缓速器的需要。

同时双中间轴变速器在设计时充分考虑了车辆多种功能的需要，取力形式多种多样，能够实现前取力、后下取力、后上取力、侧取力等，最大限度地满足了各行各业的特殊需求，广泛匹配载重车、自卸车、牵引车及各种专用车辆和特种车辆，为重型汽车的升级换代提供较好优化配置。

1.2.3汽车变速器国内外发展状况

近年来，随着市场对产品创新性要求的增长和大吨位变速器需求比重持续上升，双中间轴变速器已成为引领市场需求的主导，备受国内外重型汽车厂家的青睐。

据统计，今年前4个月，重卡市场累计生产整车175559辆，同比增长65.7%；销售整车159303辆，同比增长60.17%；产销量再创历史新高。前4