第三节 变速器主要参数的选择
一、挡数
增加变速器的挡数能够改善汽车的动力性和经济性。挡数越多,变速器的结构越复杂,并且使轮廓尺寸和质量加大,同时操纵机构复杂,而且在使用时换挡频率也增高。
在最低挡传动比不变的条件下,增加变速器的挡数会使变速器相邻的低挡与高挡之间的传动比比值减小,使换挡工作容易进行。要求相邻挡位之间的传动比比值在1.8以下,该值越小换挡工作越容易进行。要求高挡区相邻挡位之间的传动比比值要比低挡区相邻挡位之间的传动比比值小。
近年来为了降低油耗,变速器的挡数有增加的趋势。目前,轿车一般用4~5个挡位的变速器,级别高的轿车变速器多用5个挡,货车变速器采用4~5个挡或多挡。装载质量在2~3.5t的货车采用5挡变速器,装载质量在4~8t的货车采用6挡变速器。多挡变速器多用于重型货车和越野汽车。
二、传动比范围
变速器的传动比范围是指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。传动比范围的确定与选定的发动机参数、汽车的最高车速和使用条件(如要求的汽车爬坡能力)等因素有关。
目前轿车的传动比范围在3~4之间,轻型货车在5~6之间,其它货车则更大。
三、中心距A
对中间轴式变速器,是将中间轴与第二轴之间的距离称为变速器中心距A。它是一个基本参数,其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积和质量大小,而且对拎齿的接触强度有影响。中心距越小,轮齿的接触应力越大,齿轮寿命越短。因此,最小允许中心距应当由保证轮齿有必要的接触强度来确定。变速器轴经轴承安装在壳体上,从布置轴承的可能与方便和不影响壳体的强度考虑,要求中心距取大些。此外,受一挡小齿轮齿数不能过少的限制,要求中心距也要取大些。
初选中心距A时,可根据下面的经验公式计算
A?KA3Temaxi1?g
式中,A为变速器中心距(mm);KA为中心距系数,轿车:
KA=8.9~9.3,货车:KA=8.6~9.6,多挡变速器:KA=9.5~
11.O;i1为变速器一挡传动比;Temax为发动机最大转矩(N·m);
?g为变速器传动效率,取
96%。
轿车变速器的中心距在65~80mm范围内变化,而货车的变速器中心距在80~170mn范围内变化。原则上总质量小的汽车,变速器中心距也小些。
四、外形尺寸
变速器的横向外形尺寸,可根据齿轮直径以及倒挡中间(过渡)齿轮和换挡机构的布量初步确定。
轿车四挡变速器壳体的轴向尺寸为(3.O~3.4)A。货车变速器壳体的轴向尺寸与挡数有关,可参考下列数据选用:
四挡 (2.2~2.7)A 五挡 (2.7~3.O)A 六挡 (3.2~3.5)A
当变速器选用的常啮合齿轮对数和同步器多时,中心距系数K应取给出范围的上限。为了检测方便,中心距A最好取为整数。
五、轴的直径
变速器工作时,轴除传递转矩外,还承受来自齿轮作用的径向力,如果是斜齿轮则还有轴向力。在这些力的作用下,变速器的轴必须有足够的刚度和强度。轴的刚度不足会产生弯曲变形,破坏齿轮的正确啮合,对齿轮的强度和耐磨性均产生不利影响,还会增加工作噪声。
中间轴式变速器的第二轴和中间轴中部直径d≈O.45A,轴的最大直径d和支承间距离L的比值,对中间轴,d/L=O.16~O.18,对第二轴,d/L=O.18~O.21。
第一轴花键部分直径d(mm)可按下式初选 d?K3Temax
式中,K为经验系数,K=4.O~4.6;Temax为发动机最大转