车在启动发动机停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。变速器的结构除了对汽车的动力性经济性有影响同时对汽车操纵的可靠性与轻便性传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施以及其他结构措施，可使操纵可靠，不产生跳挡乱挡自动脱挡和误挂倒挡采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声采用高齿修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计工艺水平的关键。汽车变速器设计的目的和意义现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，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，同时使发动机在最有利的工况范围下工作在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶利用空挡，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。变速器设计的目的就是为了满足上述的要求，使汽车在特定的工况下稳定的工作。变速器除了要能满足定的使用要求外，还要保证使其和汽车能有很好的匹配性，可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命降低能源消耗减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。汽车变速器国内外现状和发展趋势汽车变速器国内外现状早期的汽车传动系，从发动机到车轮之间的动力传动形式是很简单的。年法国制造出第辆带有变速器的汽车。年英国人赫伯特福鲁特采用耐用的摩擦材料进步完善了变速器的性能。现代汽车变速器是年由法国人路易斯雷纳本哈特和艾米尔拉瓦索尔推广使用的。目前为止，变速器经历了几个发展阶段，主要为手动变速器手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内的不同的齿轮副工作。手动变速器又称手动齿轮式变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的。手动变速器的换挡操作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单故障率相对较低价廉物美。自动变速器自动变速器是根据车速和负荷油门踏板的行程来进行双参数控制，挡位根据上面的两个参数来自动升降。自动变速器与手动变速器的共同点，就是二者都属于有级式变速器，只不过自动变速器可以根据车速的快慢来自动实现换挡，可以消除手动变速器顿挫的换挡感觉。自动变速器是由液力变矩器行星齿轮和液压操纵机构组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩的目的。无级变速器无级变速器又称为连续变速式无级变速器。这种变速器与般齿轮式自动变速器的最大区别，是它省去了复杂而又笨重的齿轮组合变速传动，而只用了两组带轮进行变速传动。无级变速器结构比传统变速器简单，体积更小，它既没有手动变速器的众多齿轮副，也没有自动变速器复杂的行星齿轮组，主要靠主动轮从动轮和传动带来实现速比的无级变化。无限变速式机械无级变速器无限变速式机械无级变速器与其它自动变速器的差别之是不使用变矩器。变矩器的作用是通过油液介质将发动机动力传递给变速器，它的传递效率通常只有。由于不使用变矩器，与其它变矩器比较，具有效率高不易打滑油耗低不需要工艺复杂造价高昂的金属传送带结构简单成本低等系列优点，加上传递扭矩大，长时间使用也不会过度发热，不但使用于轿车，也使用于越野车，是种新型变速器。汽车变速器的发展趋势回顾汽车变速器的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的个重要依据。现代汽车变速器的发展趋势，是向着可调自动变速器或无级变速器的方向发展。自动变速器多挡化虽能扩大自动变速的范围，但它并非安全迅速。理想的无级变速器是在整个传动范围内能连续的无挡比的切换变速比，是变速器始终按最佳换挡规律自动变速。无级化是对自动变速器的理想追求。现代无级变速器传动效率提高，变速反应快油耗低。随着电子技术的发展，变速器的自动控制进步完善，在各种使用工况下能实现发动机与传动系的最佳匹配，控制更加精确有效，性能价格比大大提高。无级变速器装有自动控制装置，行车中可以根据车速自动调整挡位，无需人工操作，省去了换挡及踩踏离合器踏板的操作。其不足之处在于价格昂贵维修费用很高，而且使用起来比手动挡车费油，尤其是低速行驶或堵车中走走停停时，更会增大油耗。当今世界各大汽车公司对无级变速器的研究都十分活跃。不久的将来，随着电子控制技术的进步完善，电子控制式的无级变速器可望得到广泛的发展和应用。手动变速器的特点和设计要求及内容手动变速器的特点手动变速器的挡数通常在挡以下，当挡数超过挡时，可以在挡以下的主变速器的基础上，再行配置副变速器，通过两者的组合获得多挡变速器。近年来，为了降低油耗，变弹性系数重合度系数齿轮上的圆周力表示齿宽齿轮直径表示传动比使用系数。查机械设计手册得到已知将以上数据代入式，得。齿根弯曲疲劳强度校核式中齿形修正系数重合度系数。查机械设计手册得到将以上数据代入式得所以倒档齿轮接触疲劳强度和弯曲疲劳强度均合格。齿轮材料的选择原则满足工作条件的要求不同的工作条件，对齿轮传动有不同的要求，故对齿轮材料亦有不同的要求。但是对于般动力传输齿轮，要求其材料具有足够的强度和耐磨性，而且齿面硬，齿芯软。合理选择材料配对如对硬度的软齿面齿轮，为使两轮寿命接近，小齿轮材料硬度应略高于大齿轮，且使两轮硬度差在左右。为提高抗胶合性能，大小轮应采用不同钢号材料。考虑加工工艺及热处理工艺大尺寸的齿轮般采用铸造毛坯，可选用铸钢或铸铁中等或中等以下尺寸要求较高的齿轮常采用锻造毛坯，可选择锻钢制作。尺寸较小而又要求不高时，可选用圆钢作毛坯。软齿面齿轮常用中碳钢或中碳合金钢，经正火或调质处理后，再进行切削加工即可硬齿面齿轮硬度常采用低碳合金钢切齿后再表面渗碳淬火或中碳钢或中碳合金钢切齿后表面淬火，以获得齿面齿芯韧的金相组织，为消除热处理对已切轮齿造成的齿面变形需进行磨齿。但若采用渗氮处理，其齿面变形小，可不磨齿，故可适用于内齿轮等无法磨齿的齿轮。现代汽车变速器齿轮大都采用渗碳合金钢制造，使轮齿表层的高硬度与轮齿心部的高韧性相结合，以大大提高其接触强度弯曲强度及耐磨性。在选择齿轮的材料及热处理时也应考虑到其机械加工性能及制造成本。国产汽车变速器齿轮的常用材料是过去的钢号是，也有采用的。对于大模数的重型汽车变速器齿轮，可采用等钢材，这些低碳合金钢都需随后的渗碳淬火处理，以提高表面硬度，细化材料晶面粒。为消除内应力还要进行回火。变速器齿轮轮齿表面渗碳深度的推荐范围如下，渗碳深度，渗碳深度，渗碳深度。渗碳齿轮在淬火回火后，要求轮齿的表面硬度为，心部硬度为。些轻型以下的载货汽车和轿车等变速器的小模数齿轮采用了或钢并进行表面氰化处理。这种中碳铬钢具有满意的锻造性能及良好的强度指标，氰化钢热处理后变形小也是其优点。但由于氰化层较薄且钢的含碳量又高，故接触强度和承载能力均受到限制。对于氰化齿轮，氰化层的深度般为，不应小于，表面硬度为。变速器壳体材料的选用变速器壳体的尺寸要尽可能小些，同时质量也要小，并具有足够的刚度，用来保证轴承工作时不会歪斜，变速器横向断面尺寸应保证能布置下齿轮，而且设计时还应只刀壳体侧面的内壁与转动齿轮顶之间留有的间隙，否则由于增加了润滑油的液压阻力，会导致产生噪音和使变速器过热。齿轮齿顶到变速器底部之间要留有不小于的间隙。为了加强变速器壳体的刚度，在壳体上应设计有加强肋。加强肋的方向与轴支承处的作用力方向有关。变速器壳壁不应该有不利于吸收齿轮振动和噪音的大方面。采用压铸铝合金壳体时，可以设计些三角形的交叉肋条，用来增加壳体刚度和降低总成噪音。为了注油和放油，在变速器壳体上设计有注油孔放油孔。注油孔位置应设计在润滑油所在的平面处，同时利用它作为检查油面高度的检查孔。放油孔应设计在壳体的最低处。放油镙塞采用永久磁性镙塞，可以吸住存留于润滑油内的金属颗粒。为了是第轴或第二轴后支撑的轴承间隙处流出的润滑油再留回变速器壳体内，常在变速器壳体前或后端面的两轴承孔之间开设回油孔。为了保持变速器内部为大气压力，在变速器顶部装有通气塞。为了减小质量，变速器壳体采用压铸铝合金铸造时，壁厚取。采用铸铁壳体时，壁厚取。增加变速器壳体壁厚，虽然能提高壳体的刚度和强度，但会使质量加大并使消耗的材料增加，提高成本。齿轮损坏的原因和形式变速器齿轮的损坏形式主要有轮齿折断齿面疲劳剥落点蚀齿面胶合以及移动换挡齿轮端部破坏。齿轮在啮合过程中，轮齿根部产生弯曲应力，过渡圆角处又有应力集中，故当齿轮受到足够大的载荷作用，其根部的弯曲应力超过材料的许用应力时，轮齿就会断裂。这种由于强度不够而产生的断裂，其断面为次性断裂所呈现的粗粒状表面。在汽车变速器中这种破坏情况很少发生。而常见的断裂是由于在重复载荷作用下使齿根受拉面的最大应力区出现疲劳裂缝而逐渐扩展到定深度后产生的折断，其破坏断面在疲劳裂缝部分呈光滑表面，而突然断裂部分呈粗粒状表面。变速器低档小齿轮由于载荷大而齿数少齿根较弱，其主要的破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。齿面点蚀是常用的高档齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。齿面长期在脉动的接触应力作用下，会逐渐产生大量与齿面成尖角的小裂缝。啮合时由于齿面的相互挤压，使充满了润滑油的裂缝处油压增高，导致裂缝的扩展，最后产生剥落，使齿面上形成大量的扇形小麻点，即所谓点蚀。点蚀使齿形误差加大而产生载荷，甚至可能引起轮齿折断。通常是靠近节圆根部齿面处的点蚀较靠近节圆顶部齿面处的点蚀严重主动小齿轮较被动大齿轮严重。对于高速重载齿轮，由于齿面相对滑动速度高接触压力大且接触区产生高温而使齿面间的润滑油膜破坏，使齿面直接接触。在局部高温高压下齿面互相熔焊粘连，齿面