手动变速器最新毕业设计论文 - 图文

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新乡职业技术学院

毕业设计（论文）

题目：速腾变速器的装配工艺

系 别： 汽车技术系 专业名称： 汽车制造与装配技术 姓 名： 学 号： 指导老师：

2013年 12 月 25 日

目录

摘要 ·································································································· 3 一、论述汽车的发展史 ··········································································· 4

（一）、汽车国外发展 ······································································· 4 （二）、国内汽车发展 ······································································· 4 二、 变速器的结构及优点 ······································································· 6 三、汽车变速器的分类 ··········································································· 7 四、速腾变速器的结构及工作原理 ····························································· 9

（一）手动变速器的构造 ·································································· 9 （二）变速器的工作原理 ·································································· 9 （三）手动变速箱换挡的原理 ··························································· 10 五、速腾变速器的装配工艺 ··································································· 13 六、变速器参数分析、方案确定及调试 ····················································· 14

（一）主要工艺参数 ······································································ 14 （二）尺寸链··············································································· 14 （三）装配方案的确定 ·································································· 17 （四）变速器的装配 ······································································ 17 （五）变速器各零件的检测 ····························································· 18 结束语 ····························································································· 19 参考文献 ·························································································· 20 致谢 ································································································ 21

速腾变速器的装配工艺

摘要：变速器作为汽车配件是必不可少的一部分，同时它也是传动系的一个重要组成部分。在汽车使用过程中，变速器会出现各种不同的故障，直接影响到汽车的正常运行。在汽车使用中手动变速器难免会出现一些故障，并且直接影响到汽车的正常

使用。今天笔者就带大家来具体了解下汽车配件——手动变速器的特点、作用，希望对大家有帮助。

手动变速器的优点是维修保养成本低，能够带来驾驶乐趣。一般来说，手动变速器的传动效率要比自动变速器的高，因此驾驶者如果技术好的话，手动变速的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。

关键词：技术非常成熟 传动效率高 省油

本文对大众速腾变速器的发展趋势和前景作了概括介绍，提起MQ200，可能知道的人并不多，但是提到速腾1.6的手动变速器，大家就都会说：那是一个很棒的变速器。其实速腾1.6的的手动变速器就是MQ200手动变速器。这台5挡手动变速器是德国大众专门为小型车开发设计的。

电控装置换挡。一般的手动变速器，都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。推杆连接的换挡控制方式，更为直接但是传递的振动会很大；而拉线式的虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，可谓是各有优劣，但是它们都有一个共同的特点，都是纯机械式的，换挡的力量来自于人手的力量，因此换挡阻力自然不可避免。但是电控却很好的结合了它们之间的优点。变速箱性能的好坏，对于驾驶的影响是非常巨大的，特别是对于喜欢开车，或者说开快车的人来说，一个好的变速箱并不亚于一台好发动机带来的快感。

一、论述汽车的发展史

（一）、汽车国外发展

当汽车首次出现的时候，它主要是为上层社会服务：两位德国的发明人戈特利布·戴姆勒和卡尔·本茨被公认为是熟练的汽车工艺师，但在汽车诞生的最初年代里只有富人才买得起这种新鲜而复杂的产品，而且还要司机来驾驶和维修它。那时候没有人认识到像这种精美的、机械上的奇迹将会从根本上改变这个世界，更没有人对它的独特机动性能赋予完全新的含义。正如我们所知德国人可以宣称是他们发明了汽车。法国人则给这个混合物增添了民族的色彩(偶然之间也发明了汽车赛)，然而正是美国人从整体上确认了轿车在社会上的地位。亨利·福特生产了一种任何人、任何时候都能驾驶到任何地方的汽车(而且来去自由)。不久“平民汽车”的概念开始传播，而且政

治家和商界人士也能接受这一概念。至于德国人，一直到二十世纪二十年代仍然认为美国的做法是为了工业上和政治上的利益。甚至在二十年代许多德国的工业家仍然坚信在未来年代公共汽车才是真正意义的“平民汽车”。无论如何，第一次世界大战以后的满目疮痍，接之而来的世界经济危机，使任何把汽车作为平民百姓买得起的尝试都流产了。

组织销售的问题以及逐渐到期的储蓄金计划对于工厂令人惊异的快速发展并没有产生负面的影响。没过几个月的时间，战争的防线搞起来了，公众相当奇怪地发现他们在整个项目中的利益受到了损失。由于战争叫嚣，大约3000名建设工人从沃尔夫斯堡调遣到西部防线。这也顺便说明了一个信号，政府既没有关心新的工厂，也没有考虑它未来的产品在军事上的重要性。如果当时大众和它的分厂真的被划入这个范畴，也许会面临更大的压力以便尽快建成它的生产设施。一个汽车厂如果不制造汽车，怎么样才能继续活下去，管理层的办法是接受几乎任何一种任务。 （二）、国内汽车发展

1956年7月14日，中国人自己制造的第一辆汽车——“解放”牌载货汽车从长春一汽总装线上盛装下线，中国的汽车工业从此开始起步，开启了中国汽车工业滔滔不息的源头。五十年的风风雨雨，中国汽车工业经历了从自力更生到打开国门，从寻找合资到最后民族自主品牌的逐渐成熟，从无到有、从小到大，从诞生、成长到成熟螺旋式的发展历程。

走合资道路有其历史原因，但是自主品牌、自主创新才是中国汽车工业的终极目标。在今年两会期间和国家十一五计划中，汽车工业必须依靠自主创新来提升中国汽车工业企业的核心竞争力，参与国际竞争已经成为重点关注的话题。

近年来，汽车变速器的发展速度呈现出突飞猛进的势头，而先进制造技术在汽车变速器上的应用更是异彩纷呈。一汽集团在变速器的设计、应用领域发展很快，其先进制造技术的应用影响带动着当今国内汽车行业产业链的以“绿色、节能、低碳、环保”为主题的设计理念及走向。 所谓先进制造技术，是指集机械工程技术、电子技术、自动化技术、信息技术等多种技术为一体，用于制造产品的技术、设备和系统的总称，主要包括计算机辅助设

计、计算机辅助制造、集成制造系统等。我国采用的技术有许多借鉴了国外的技术或标准，所以研究国外汽车变速器的发展状况，对指导国内变速器的开发具有十分重要的意义。

二、 变速器的结构及优点

图2-1 变速器的结构示意图

变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率等都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及变速器的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档；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。

汽车传动系统的基本功能是将发动机输出的运动和动力传给车轮，以驱动汽车行使。变速器是汽车传动系统的重要组成部分。变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步，加速，行使以及克服各种道路障

碍等不同行使条件下对驱动轮牵引力及不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩，转速的必要性在与内燃机转矩-转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性。

三、汽车变速器的分类

变速器（箱），用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。变速器在车辆的行驶中主要起这样几方面的作用：

1. 它使汽车能以非常低的稳定车速行驶，而这种低的转速只靠内然机的最低稳定转速是难以达到的。

2. 变速器的倒档使汽车可以倒退行驶。

3. 其空档使汽车在起动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。

现在汽车所使用的变速器主要有以下几种形式。 手动变速器(MT)

手动变速器，也称手动档，即用手拨动变速杆才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。踩下离合时，方可拨得动变速杆。如果驾驶者技术好，装手动变速器的汽车在加速、超车时比自动变速车快，也省油。

自动变速器(AT)

自动变速器，利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。

一般来讲，汽车上常用的自动变速器有以下几种类型：液力自动变速器、液压传动自动变速器、电力传动自动变速器、有级式机械自动变速器和无级式机械自动变速器等。其中，最常见的是液力自动变速器。液力自动变速器主要是由液压控制的齿轮变速系统构成，主要包含自动离合器和自动变速器两大部分。它能够根据油门的开度和车速的变化，自动地进行换档。

手动自动变速器

手动自动变速器由德国保时捷车厂在911车型上首先推出，称为

Tiptronic，它可使高性能跑车不必受限于传统的自动档束缚，让驾驶者也能享受手动换档的乐趣。此型车在其档位上设有“+”、“-”选择档位。在D档时，可自由变换降档(-)或加档(+)，如同手动档一样。

驾驶者可以在入弯前像手动档般地强迫降挡减速，出弯时可以低中档加油出弯。

现在的自动档车的方向盘上又增加了“+”、“-”换档按钮，驾驶者就能手不离开方向盘加减档。

无级变速器(CVT)

无级变速器是由两组变速轮盘和一条传动带组成的。 因此，要比传统自动变速器结构简单，体积更小。另外，它可以自由改变传动比，从而实现全程无级变速，使汽车的车速变化平稳，没有传统变速器换档时那种“顿”的感觉。无级变速器属于自动变速器的一种，但它能克服普通自动变速器“突然换档”、油门反应慢、油耗高等缺点。

四、速腾变速器的结构及工作原理

（一）手动变速器的构造

二轴五档变速器有五个前进档和一个倒档，由壳体、第一轴、第二轴、倒档轴、各轴上齿轮、操纵机构等几部分组成。

图 4-1 手动变速器构造示意图

发动机是汽车的心脏，它为车辆的行驶提供源源不断的动力，车辆变速器的主要作用就是改变传动比，将合适的牵引力通过传动轴输出到车轮上以满足不同车辆在工况下的需求。 （二）变速器的工作原理

下面，我们就从结构最简单最传统的手动变速器说起。一般的手动变速箱的基本结构包括了动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮，这就是一个手动变速箱最基本的组件。动力输入轴与离合器相连，从离合器传递来的动力直接通过输入轴传递给齿轮组，齿轮组是由直径不同的齿轮组成的，不同的齿轮组合则产生了不同的齿比，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比。 输入轴的动力通过齿轮间的传递，由输出轴传递给车轮，这就是一台手动变速箱的基本工作原理。 （三）手动变速箱换挡的原理

接下来，让我们通过一个简单的模型来给大家讲讲，手动变速箱换挡的原理。下图是一个简易的2轴2档变速箱的结构模型

图4-2 变速器二档动力传动图

输入轴（绿色）也叫第一轴，通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个硬连接的部件。红色齿轮轴叫做中间轴。输入轴和中间轴的两个齿轮是处于常啮合状态的，因此当输入轴旋转时就会带动中间轴的旋转。黄色

则是输出轴，它也叫第二轴直接和驱动轴相连（只针对后轮驱动，前驱一般为两轴），再通过差速器来驱动汽车。

当车轮转动时同样会带着花键轴一起转动，此时，轴上的蓝色齿轮可以在花键轴上发生相对自由转动。因此，在发动机停止，而车轮仍在转动时，蓝色齿轮和中间轴出在静止状态，而花键轴则随车轮转动。这个原理和自行车后轴的飞轮很相似。蓝色齿轮和花键轴是由套筒来连接的，套筒随着花键

轴转动，但同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮。 说完这些，换挡的过程就很好理解了，当套筒和蓝色齿轮相连时，发动机的动力就会通过中间轴传递到输出轴上，在这同时，左边的蓝色齿轮也在自由旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。而如果套筒在两个蓝色齿轮之间时，变速箱在空挡位置，此时两个蓝色齿轮都在

花键轴上自由转动，互不干涉。

图4-3变速器档位动力传动图

另外，它还有中间档位传动效率高，且噪音较小等特点，因此更适合一般的前置前驱家用车，是目前使用最广的轿车变速器形式，它的缺点是不能设置直接挡，且一档的传动比不能设计的太高。民用手动变速箱使用的都是斜齿的设计 当然赛车上的手动变速箱则使用了传动效率更高的直齿

一般的手动变速箱的齿轮组都是处于常啮合状态的，这些常啮合状态的齿轮组分为斜齿和直齿两种，两种齿形相比较，斜齿齿轮在结构上具有天生的优势，倾斜布置的齿形能够提高两个齿轮啮合的重合度，使齿轮传动平稳，降低噪音，并且可以提高齿根的弯曲强度、齿面的接触强度，从而提高齿轮的使用寿命。与之相比，直齿齿轮也并不是一无是处，其传动效率高的特点，可以使车辆获得更强大的轮上功率，因此在赛车变速箱领域应用广泛。

一般的手动变速箱，都是通过推杆连接或者是拉线来控制换挡的。推杆连接的换挡控制方式，更为直接但是传递的振动会很大；而拉线式的虽然没有振动，但是挡位显得不是很清晰，可谓是各有优劣。除了这两种纯机械式的换挡控制，此外，还有使用电控装置换挡的手动变速箱，它可以很好的结合推杆和拉线换挡之间的优点。这种变速箱在换挡的时候，挡拨动变速杆到相应的挡位，在变速器里就会有电机驱动相应的拨叉控制套筒与齿轮咬合，因此不存在挡位不清晰的问题，而且换挡的行程也可以控制在很理想的范围。

手动变速器的换挡机构形式有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器三种，在轿车变速器上，前两种形式已经很少使用，同步器换挡已经得到了非常广泛的应用。

由于换挡的时候，想要顺利的换挡，换挡前后两组主动齿轮的转速就要保持一致，就算不一致，也至少保证速度相近，但是由于前后两组齿轮比是不同的，所以在行驶过程中是不可能出现这样的情况的。如果没有同步器，司机可以采用空挡时加一脚油，两脚离合的方式来逼平两个挡位间的转速，这就是为什么以前没有同步器的手动挡车型都需要换挡时都需要两脚离合的原因了。

在了解了手动变速箱的大致结构之后，我们再看看它都有什么的优缺点。优点显而易见，它结构简单，性能可靠，制造和维护成本低廉，且传动效率高（理论上会更省油），另外，由于是纯机械控制，换挡反应快，且可以更直接的表现驾驶者的意愿，因此也更富驾驶乐趣，这些都是手动变速箱的优点。不过相比自动变速箱，它操作繁琐，而且在挡位切换时顿挫明显的劣势也是无法弥补的。

那么，一台优秀的手动变速箱需要具备哪些特点呢？首先变速箱必须要拥有良好的挂档手感，每个挡位清晰，拥有合理的横向和纵向行程，入挡的阻力小并带有吸入感。除此之外更重要的是，各挡位之间的齿比排布必须合理。因为各个挡位间的传动比分布，直接影响车辆行进中动力衔接的畅顺性，通常要求低挡能有力加速，高挡能达致高速同时省油，且各挡间的距离要均匀，不然就会很容易造成换挡时窜车的情况。

五、速腾变速器的装配工艺

图5-1 变速器各个部件名称 变速器装配工艺：

变速器总成的装配质量直接影响到汽车驾驶的平稳性以及舒适性等。而其中的关键则是变速器输入输出轴以及差速器总成的装配，而装配的关键就是选择合适的变速器垫片。垫片选择是否合理直接影响变速器的性能和可靠性，太厚会使轴承烧死，太薄会造成轴定位不准，从而使齿轮啮合不良，产生噪声，甚至打齿，也会引起脱档现象以及轴承的早期点蚀。为此，在结构上一方面要使输入输出轴有足够的支承刚度，使其在传动过程中不至于发生较大变形而影响啮合；另一方面应该选择合适的垫片。为保证结构上有足够的支承刚度，输入轴与差速器壳支承在大端相向的两个圆锥滚子轴承上，而两个轴承外圈分别压装在变速器壳体和离合器壳体上，形成跨置式支承。而输入轴则用两个深沟球轴承支承在变壳和离壳的座孔中，离壳和变壳通过螺栓连接。

在国内各大城市路况越发拥堵的今天，堵车时走走停停的状态下，手动挡的操作繁琐的劣势更为突出，因此，目前国内轿车市场上，手动挡车型的市场正在被各式各样的自动挡车型日益蚕食，而在汽车工业高度发达的欧洲，手动挡车型依旧占有很大市场份额。这说明，在许多追求纯粹驾驶乐趣的人眼里，那种离合器，油门和挡把之间无间配合的乐趣是任何自动挡都无法替代的。

六、变速器参数分析、方案确定及调试

（一）主要工艺参数 变速器编码代号 匹配车型 4缸发动机 Mt200 速腾 1.6L-55KW 1.8L-66KW 传动比 Z2：Z1=i 1档 2档 3档 4档 倒档 速度表齿轮速比* 67：17=3.941 36：14=3.455 36：19=1.944 40：28=1.286 30：33=0.909 38：12=3.167 16：07=2.286 1. 同步环背与齿轮花键端之间的间隙，应约为1.3mm。

2. 换挡拨叉与接合套的轴向最大间隙为1.2mm。 3. 输入、输出轴的弯曲度，最大不超过0.05mm。

4. 齿轮和轴间间隙应小于0.04mm。

（二）尺寸链

尺寸链理论是机械装配理论的基础、核心和源泉，装配过程中如何正确的测量和校正各零部件的位置精度，如何正确的安排装配工艺等都有赖于正确的建立和应用装配尺寸链，搞清楚公差、尺寸链设计理论的来龙去脉可以有效地指导整个汽车变速器的装配。

1、尺寸链的基本概念:

在汽车及机械产品设计、制造的过程中，普遍存在尺寸链的问题，尺寸链理论最初是在机器组装过程中发展而形成的。首先，产品设计工程师要根据产品、部件或者总成的使用以及特殊要求，规定必需的装配精度，以此确定各工序尺寸及公差；其次机械加工人员通过尺寸链换算，确定各工序尺寸及公差；最后，装配工艺工程师要根据装配要求确定合适的装配方法。 2、尺寸链的定义

一组互相联系且按一定顺序排列的封闭尺寸组合，称为尺寸链。其中各个尺寸的误差互相积累，形成误差相互制约的尺寸链关系。如下齿轮装配尺寸链图

齿轮轴装配尺寸链简图

齿侧间隙ΔN为设计时确定的装配精度，其中尺寸A1和A2，轴套凸缘高度A3，构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求间保留一定的间隙△N。由尺寸A1、A2、ΔN按一定顺序形。 3、尺寸链的组成

形成的内腔尺寸A1、A2和Ao构成一组尺寸链。这个结构装配后形成一组传动件，要求轴肩和轴套凸缘间保留一定的间隙ΔN。这些尺寸环节组成尺寸链图。其关系可用下式来表示： ΔN=Ao一(A1+A2)

在尺寸链中，由于各个组成环的性质不同，所以误差的相互影响作用也就各不相同。尺寸链中各有关的组成部分，包括尺寸、角度、过盈量、间隙、

或者位移等叫做尺寸链的“链环”，或者简称为“环”。在组成一组尺寸链的所有组成环中，有两类不同性质的组成部分，一种叫做“封闭环\，另一种叫做“组成环”。关于封闭环和组成环的定义及特点说明如下： ①封闭环

尺寸链中封闭环是由其它环尺寸所决定而间接形成的最终环。封闭环可能是一个尺寸或一个角度，也可能是一个间隙、过盈或其它数值的偏差。在装配中封闭环代表装配技术要求，体现装配质量指标。在加工中封闭环代表间接获得尺寸，或者被代换的原设计要求尺寸。封闭环的特点是：其它环的误差必然累积在这个环上，因此封闭环误差是所有各组成环误差的综合。 ②组成环

尺寸链中除封闭环外的其它环都称为组成环，每一组成环的变动必然引起封闭环的变动，组成环是在加工或装配中直接获得的，组成环本身的误差是由其本身的制造条件独立产生而存在的，不受其它环的影响；根据组成环对封闭环影响的不同，又把组成环增环与减环。

增环：尺寸链中，某组成环的变动将引起封闭环的同向变动，则称该环为增环。所谓同向变动，是指组成环增大，封闭环也增大，组成环减小，封闭环也减小，

减环：尺寸链中，某组成环的变动将引起封闭环的反向变动，则称该环为减环。反向变动是指组成环增大，封闭环减小；组成环减小，封闭环也增大。

中心距的确定：

中心距对变速器的尺寸，质量和体积都有直接影响，所选的中心距应能保证齿轮的强度。 初选中心距可以由发动机的最大转矩按照下式直接求出：

A=

式中按发动机最大扭矩直接求A时的中心距系数，对速腾轿车取 8.9-9.3，其中 =121N·m， =3.455， =0.96。则

Ao=（8.6~9.6）3121?3.455?0.96?63.435~70.8mm

对A进行修正，初选Ao为67mm。

m?z12.75?36??49.522m?z22.75?14?2???19.2522根据安装手册得?1??0.04Ａ?68ｏ?0.03mm?0.02Ａ?491?0.01mm?0.01Ａ2?190mm

?Ｎmax?68.04?48.99?19?0.05mm?Ｎmin?68.03?49.02?19.01?0mm?0.05?Ｎ?00mm （三）装配方案的确定

机械装配中求解装配尺寸链的目的，就是选择某种装配方法以保证达到封闭环的精度要求，从而保证部件和产品的装配精度。其中包括装配过程中所采用的装配测量技术，特殊装配工具的使用，并尽可能高的提高生产率。因为各种产品和部件的结构复杂程度，所要求的装配精度，生产批量以及工厂具体生产条件等因素各不相同，所以应各自选用合适的装配方法。即使同一台产品中的各个部件，因其结构特点和数量不相同，也可能各自采用不同的装配方法。因此装配中所采用的测量技术亦有很大的不同。根据速腾变速箱装配特点，我们采用固定调整装配法。 （四）变速器的装配

变速器变速传动机构的组装（组装时按分解的逆顺序进行）： 1、压入输出轴总成。压入输出轴总成时，要将换档杆与第一、二档换档拨叉和输出轴总成一起装入后壳体，然后再压入后轴承。压入时，请注意第一、二档换档滑杆的活动间隙，必要时，轻轻敲击以免卡住； 2、安装一、二档拨块，压入弹性销，安装倒档齿轮，压入轴； 3、安装输入轴时，要拉回三、四档拨叉能够装入滑动齿套为止，同时应位于空挡位置，并用弹性销固定好拨叉；

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