变速器基础知识图解（二）

商用车市场变速器的份额与应用

商用车手动变速器

• 单段式变速器

• 多段式变速器：带副箱

商用车机械自动变速器（AMT） 90年代开始流行

商用车变矩器机械自动变速器（TCCT）:带液力变矩器，适合超重车辆起步

商用车全自动变速器（AT）:主要用于工程机械，高端城市车辆

• Allison

• ZF

• Voith

商用车混合动力：伊顿Eaton ，国内松正，绿控

商用车CVT ：350Nm以下适用

• 车桥主减：终传动比

• 差速器、锁止差速器

• 轮边减速器：矿车，军车

• 分动器：全轮驱动

• 取力器：功率分流

影响齿轮性能的主要因素

1. 工作条件（负载类型、轮齿受力、转速、温度）

2. 材料选择

3. 选择的齿轮参数，几何尺寸

4. 制造精度

5. 表面硬度，粗糙度

6. 润滑

齿轮计算：全球性标准-大多靠经验，部分靠理论

• DIN3990, ISO6336

• 考虑失效形式，计算安全系数

• 断裂，弯曲强度

• 齿面，点蚀

• 热胶合

• 磨损

失效形式

齿根承载能力计算（弯曲断裂）：

安全系数的大小选择没有标准，综合考虑所有因素

齿面承载能力计算（点蚀）：

安全系数的大小选择没有标准，综合考虑所有因素

齿面胶合承载能力计算：

• 依据润滑油的特性，参照DIN3990

• 闪温法

• 积分温度法

以上所有计算过程目前都有相应软件可适用：主流 Kisssoft, Romax, SMT Masta；

国产也有少部分。

估算中心距，重要参数

1. 决定变速器尺寸，成本，重量

2. 限制齿根齿面强度

3. 有经验公式，一般参考主流设计

估算齿轮宽度

• 有经验公式

• 有软件可以反复验证计算，选取合适宽度

使用寿命

• 取决于变速器内所有零件的寿命

• 齿轮的寿命：每个挡位的寿命需要单独计算，并协调一致的寿命

1. 每个挡位的载荷不同

2. 每个挡位的使用比例不同

3. 齿轮啮合损伤积累理论，材料应力曲线

低噪音考虑

• 低噪音是重要指标，汽车噪声有法规要求

变速器轴的结构

• 输入轴，中间轴，输出轴

• 足够的强度，避免断裂，弯曲

• 计算强度，变形，考虑弯曲，抗剪切

• 消除应力集中

换挡机构

• 内部换挡元件：拨叉轴，拨叉，同步器，多片离合器

• 外部换挡元件：变速杆，手柄，拉索

轴承的选型与计算

• 轴承的作用为支承和导向作用，将承受的力传递给壳体

轴承的选型与计算

• 寿命可计算，需足够润滑

变速器润滑油

• 首先考虑粘度，按不同粘度等级分类

• 更换润滑油的原因是会发生氧化、分解、添加剂消耗、粘度变化、吸潮和杂质。

变速器润滑油的供给与油泵

• 飞溅润滑，齿轮搅油

• 增加强制润滑油泵

• 过滤、冷却散热

壳体的设计

• 吸收力

• 保证轴齿相对位置

• 传热

• 隔离噪音

• 易于拆卸装配

• 良好刚度，重量轻

• 增加强制润滑油泵

• 过滤、冷却散热

换气系统

• 通气塞

• 通气气管

• 保证内外通气，气压正常

密封：防尘，防水，防渗漏

• 静密封：接合面，轴端

• 动密封：油封

• 干式离合器:起步

• 湿式离合器：起步，换挡

工程车辆取力需求

专用车辆：搅拌车，自卸车

缓速器

辅助制动

电磁式：变速箱后端，多用于客车

液力式：前端后端都有，液力耦合器

变速器典型设计

乘用车变速器内部构造

商用车变速器内部构造

变速器应用匹配

变速器的安装

• 与发动机和电机的连接

1. 支撑孔的径向跳动

2. 内止口的径向跳动

3. 结合面的跳动

1. 传动轴空间夹角

2. 较大的夹角容易引起振动

3. 影响输出轴轴承寿命

• 传动轴长度和直径

• 避免弯曲振动：特定直径长度不超过允许转速80%
  

变速器的温度

1. 建议100℃，允许持续温度为110℃（考虑零件寿命），短时间允许130℃（30分钟）

2. 实际应用过程测温：环境温度20℃时，最高车速运行2小时，不超过90℃即通过

3. 造成温度过高的几个原因

   变速器周围不通风，过于封闭

   与热源如发动机排气管过近

   负载过重，路况恶劣

   环境温度过高

   油位过高

4. 特殊环境可以外接散热器
   

变速器的支撑和悬置

• 依据重量选择预留的悬置孔

• 合理支撑，有橡胶和弹性元件

变速器的存放

• 允许在-40℃至80℃温度下存放变速器

• 标准防腐保护有效期为6个月

• 室内，干燥，有防腐措施

全文完~