附录
Transmission design
As we all know automobile engine to a certain speed can be achieved under the best conditions, when compared issued by the power, fuel economy is relatively good. Therefore, we hope that the engine is always in the best of conditions to work under. However, the use of motor vehicles need to have different speeds, thus creating a conflict. Transmission through this conflict to resolve.
Automotive Transmission role sum up in one sentence, called variable speed twisting, twisting or slow down the growth rate by increasing torsional. Why can slow down by twisting, and the growth rate but also by twisting? For the same engine power output, power can be expressed as N = WT, where w is the angular velocity of rotation. When N fixed, w and T is inversely proportional to the. Therefore, the growth rate will reduce twisting, twisting slowdown will increase. Automotive Transmission speed gear based on the principle of variable twisted into various stalls of different transmission ratio corresponding to adapt to different operational conditions.
General to set up a manual gearbox input shaft, intermediate shaft and output shaft, also known as the three-axis, as well as Daodang axis. Three-axis is the main transmission structure, input shaft speed is the speed of the engine, the output shaft speed is the intermediate shaft and output shaft gear meshing between different from the speed. Different gears are different transmission ratio, and will have a different speed. For example Zhengzhou richan ZN6481W2G manual transmission car-SUV, its transmission ratio are: 1 File 3.704:1; stalls 2.202:1; stalls 1.414:1; stalls 1:1 5 stalls (speeding file) 0.802: 1.
When drivers choose a launch vehicle stalls, Plectrum will be 1 / 2 file synchronization engagement with a back stall gear and output shaft lock it, the power input shaft, intermediate shaft and output shaft gear of a stall, a stall the output shaft gear driven, and the output shaft power will be transmitted to the drive shaft (red arrow). A typical stall Biansuchilun transmission ratio is 3:1, that is to say three laps to the input shaft and output shaft to a circle.
When the growth rate of car drivers choose two stalls, Plectrum will be 1 / 2-file synchronization and file a joint separation after 2 stall and lock the output shaft gear, power transmission line similar, the difference is that the output shaft gear of a stall 2 stall replaced by the output shaft gear driven. 2 stall Biansuchilun typical transmission ratio is 2.2:1, 2.2 laps to the input shaft and output shaft to a circle than a stall speed increase, lower torque.
When refueling vehicle drivers growth stalls option 3, Plectrum to 1 / 2 back to the free file-synchronization position, and also allows the 3 / 4 file synchronization Mobile stall until 3 in the output shaft gear lock, power can be into the shaft axis - intermediate shaft - the output shaft of the three stalls Biansuchilun, led through three stalls Biansuchilun output shaft. 3 stalls typical transmission ratio is 1.7:1, 1.7 laps to the input shaft and output shaft to a circle is further growth.
When car drivers Option 4 refueling growth stalls, Plectrum will be 3 / 4 from the 3-file synchronization stall gear directly with the input shaft gear joint initiative, and power transmission directly from the input shaft to the output shaft, the transmission ratio at 1:1, that the input shaft and output shaft speed the same. The driving force without intermediate shaft, also known as direct file, the file transmission than the maximum transmission efficiency. Most cars run-time files are used directly to achieve the best fuel economy.
Shift into the first interval when, in a free transmission when Biansuchilun output shaft is not locked in, they cannot rotate the output shaft driven, not power output.
General automotive manual transmission than the main 1-4 stalls, usually the first designers to determine the minimum (one stall) and maximum (4 files) transmission ratio, the middle stall drive by geometric progression than the general distribution. In addition, there are stalls Daodang and speeding, speeding file is also known as the five stalls.
When the car to accelerate to more than car drivers with the choice of five stalls, and a typical five-transmission ratio is 0.87:1, which is driven by a pinion gear, the gear when the initiative to 0.87 zone, passive gear have been transferred to a circle of the End.
Dao Dang, the opposite direction to the output shaft rotation. If one pair of meshing gears when we reverse rotation, with a middle gear, it will become the same to the rotation. Use of this principle, we should add a gear Daodang the 'media' will be rotational direction reversed, it will have a Daodang axis. Daodang installed in the transmission shaft independent crust, and the intermediate shaft parallel axis gear with the intermediate shaft and output shaft gear meshing gears, will be contrary to the output shaft.
Daodang usually used for the synchronization control also joins five stalls, stalls and Daodang 5 position in the same side. As a middle gear, the general transmission Daodang transmission ratio greater than 1 file transmission ratio, by twisting, steep slope with some vehicles encountered on the progress stalls falters with a Daodang boost.
Ride from the driver of the considerations, better transmission stall, stall adjacent stall more than the transmission changes the ratio of small, and easy to shift smoothly. However, the short comings of the stalls is more transmission structure is complicated, bulky, light vehicle transmission is generally 4-5 stalls. At the same time, transmission ratio is not integral, but with all of the decimal point, it is because of the gear teeth meshing is not caused by the whole multiples of two gear teeth can lead to the whole
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汽车变速器设计
我们知道,汽车发动机在一定的转速下能够达到最好的状态,此时发出的功率比较大,燃油经济性也比较好。因此,我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是,汽车在使用的时候需要有不同的速度,这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。
汽车变速器的作用用一句话概括,就叫做变速变扭,即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭,而增速又要减扭呢?设发动机输出的功率不变,功率可以表示为 N = wT,其中w是转动的角速度,T是扭距。当N固定的时候,w与T是成反比的。所以增速必减扭,减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就根据变速变扭的原理,分成各个挡位对应不同的传动比,以适应不同的运行状况。
一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴,又称三轴式,另外还有倒挡轴。三轴式是变速器的主体结构,输入轴的转速也就是发动机的转速,输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比,也就有了不同的转速。例如郑州日产ZN6481W2G型SUV车手动变速器,它的传动比分别是:1挡3.704:1;2挡2.202:1;3挡1.414:1;4挡1:1;5挡(超速挡)0.802:1。
当汽车启动司机选择1挡时,拨叉将1/2挡同步器向后接合1挡齿轮并将它锁定输出轴上,动力经输入轴、中间轴和输出轴上的1挡齿轮,1挡齿轮带动输出轴,输出轴将动力传递到传动轴上(红色箭头)。典型1挡变速齿轮传动比是3:1,也就是说输入轴转3圈,输出轴转1圈。
当汽车增速司机选择2挡时,拨叉将1/2挡同步器与1挡分离后接合2挡齿轮并锁定输出轴上,动力传递路线相似,所不同的是输出轴上的1挡齿轮换成2挡齿轮带动输出轴。典型2挡变速齿轮传动比是2.2:1,输入轴转2.2圈,输出轴转1圈,比1挡转速增加,扭矩降低。
当汽车加油增速司机选择3挡时,拨叉使1/2挡同步器回到空挡位置,又使3/4挡同步器移动直至将3挡齿轮锁定在输出轴上,使动力可以从轴入轴—中间轴—输出轴上的3挡变速齿轮,通过3挡变速齿轮带动输出轴。典型3挡传动比是1.7:1,输入轴转1.7圈,输出轴转1圈,是进一步的增速。
当汽车加油增速司机选择4挡时,拨叉将3/4挡同步器脱离3挡齿轮直接与输入轴主动齿轮接合,动力直接从输入轴传递到输出轴,此时传动比1:1,即输出轴与输入轴转速一样。由于动力不经中间轴,又称直接挡,该挡传动比的传动效率最高。汽车多数运行时间都用直接挡以达到最好的燃油经济性。
换挡时要先进入空挡,变速器处于空挡时变速齿轮没有锁定在输出轴上,它们不能带动输出轴转动,没有动力输出。
一般汽车手动变速器传动比主要分上述1-4挡,通常设计者首先确定最低(1挡)与最高(4挡)传动比后,中间各挡传动比一般按等比级数分配。另外,还有倒挡和超速挡,超速挡又称为5挡。
当汽车要加速超过同向汽车时司机选择5挡,典型5挡传动比是0.87:1,也就是用大齿轮带动小齿轮,当主动齿轮转0.87圈时,被动齿轮已经转完1圈了。
倒挡时输出轴要向相反方向旋转。如果一对齿轮啮合时大家反向旋转,中间加上一个齿轮就会变成同向旋转。利用这个原理,倒挡就要添加一个齿轮做“媒介”,将轴的转动方向调转,因此就有了一根倒挡轴。倒挡轴独立装在变速器壳内,与中间轴平行,当轴上齿轮分别与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合时,输出轴转向会相反。
通常倒挡用的同步器也控制5挡的接合,所以5挡与倒挡位置是在同一侧的。由于有中间齿轮,一般变速器倒挡传动比大于1挡传动比,增扭大,有些汽车遇到陡坡用前进挡上不去就用倒挡开上去。
从驾驶平顺性考虑,变速器挡位越多越好,挡位多相邻挡间的传动比的比值变化小,换挡容易而且平顺。但挡位多的缺点就是变速器构造复杂,体积大,现在轻型汽车变速器一般是4-5挡。同时,变速器传动比都不是整数,而是都带小数点的,这是因为啮合齿轮的齿数不是整倍数所致,两齿轮齿数是整倍数就会导致两齿轮啮合面磨损不均匀,使得轮齿表面质量产生较大的差异。
手动变速器与同步器
手动变速器是最常见的变速器,简称MT。它的基本构造用一句话概括,就是两轴一中轴,即指输入轴、轴出轴和中间轴,它们构成了变速器的主体,当然还有一根倒挡轴。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扭目的。典型的手动变速器结构及原理如下。
输入轴也称第一轴,它的前端花键直接与离合器从动盘的花键套配合,从而传递由发动机过来的扭矩。第一轴上的齿轮与中间轴齿轮常啮合,只要轴入轴一转,中间轴及其上的齿轮也随之转动。中间轴也称副轴,轴上固连多个大小不等的齿轮。输出轴又称第二轴,轴上套有各前进挡齿轮,可随时在操纵装置的作用下与中间轴的对应齿轮啮合,从而改变本身的转速及扭矩。输出轴的尾端有花键与传动轴相联,通过传动轴将扭矩传送到驱动桥减速器。
由此可知,变速器前进挡位的驱动路径是:输入轴常啮齿轮-中间轴常啮齿轮-中间轴对应齿轮-第二轴对应齿轮。倒车轴上的齿轮也可以由操纵装置拨动,在轴上移动,与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合,以相反的旋转方向输出。
多数汽车都有5个前进挡和一个倒挡,每个挡位有一定的传动比,多数挡位传动比大于1,第4挡传动比为1,称为直接挡,而传动比小于1的第5挡称为加速挡。空挡时输出轴的齿轮处于非啮合位置,无法接受动力传输。
由于变速器输入轴与输出轴以各自的速度旋转,变换挡位时合存在一个'同步'问题。两个旋转速度不一样齿轮强行啮合必然会发生冲击碰撞,损坏齿轮。因此,旧式变速器的换挡要采用'两脚离合'的方式,升挡在空挡位置停留片刻,减挡要在空挡位置加油门,以减少齿轮的转速差。但这个操作比较复杂,难以掌握精确。因此设计师创造出'同步器',通过同步器使将要啮合的齿轮达到一致的转速而顺利啮合。
目前全同步式变速器上采用的是惯性同步器,它主要由接合套、同步锁环等组成,它的特点是依靠摩擦作用实现同步。接合套、同步锁环和待接合齿轮的齿圈上均有倒角(锁止角),同步锁环的内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触产生摩擦。锁止角与锥面在设计时已作了适当选择,锥面摩擦使得待啮合的齿套与齿圈迅速同步,同时又会产生一种锁止作用,防止齿轮在同步前进行啮合。当同步锁环内锥面与待接合齿轮齿圈外锥面接触后,在摩擦力矩的作用下齿轮转速迅速降低(或升高)到与同步锁环转速相等,两者同步旋转,齿轮相对于同步锁环的转速为零,因而惯性力矩也同时消失,这时在作用力的推动下,接合套不受阻碍地与同步锁环齿圈接合,并进一步与待接合齿轮的齿圈接合而完成换挡过程
自动变速器
自动变速器的选挡杆相当于手动变速器的变速杆,一般有以下几个挡位:P(停车)、R(倒挡)、N(空挡)、D(前进)、S(or2,即为2速挡)、L(or1,即为1速挡)。这几个挡位的正确使用对于驾驶自动变速器汽车的人来说尤其重要,下面就让我们一起来熟悉一下自动变速器各挡位的使用要领。
P(停车挡)的使用
发动机运转时只要选挡杆在行驶位置上,自动变速器汽车就很容易地行走。而停放时,选挡杆必须扳入P位,从而通过变速器内部的停车制动装置将输出轴锁住,并拉紧手制动,防止汽车移动。
R(倒挡)的使用
R位为倒挡,使用中要切记,自动变速器汽车不像手动变速器汽车那样能够使用半联动,故在倒车时要特别注意加速踏板的控制。
N(空挡)的使用
N位相当于空挡,可在起动时或拖车时使用。在等待信号或堵车时常常将选挡杆保持在D位,同时踩下制动。若时间很短,这样做是允许的,但若停止时间长时最好换入N位,并拉紧手制动。因为选挡杆在行驶位置上,自动变速器汽车一般都有微弱的行驶趋势,长时间踩住制动等于强行制止这种趋势,使得变速器油温升高,油液容易变质。尤其在空调器工作、发动机怠速较高的情况下更为不利。有些驾驶员为了节油,在高速行驶或下坡时将选挡杆扳到N位滑行,这很容易烧坏变速器,因为这时变速器输出轴转速很高,而发动机却在怠速运转,油泵供油不足,润滑状况恶化,易烧坏变速器。
D(前进挡)的使用
正常行驶时将选挡杆放在D位,汽车可在1~4挡(或3挡)之间自动换挡。D位是最常用的行驶位置。需要掌握的是:由于自动变速器是根据油门大小与车速高低来确定挡位的,所以加速踏板操作方法不同,换挡时的车速也不相同。如果起步时迅速将加速踏板踩下,升挡晚,加速能力强,到一定车速后,再将加速踏板很快松开,汽车就能立即升挡,这样发动机噪声小,舒适性好。
D位的另一个特点是强制低挡,便于高速时超车,在D位行驶中迅速将加速踏板踩到底,接通强制低挡开关就能自动减挡,汽车很快加速,超车之后松开加速踏板又可自动升挡。
S、L位低挡的使用
自动变速器在S位或L位上处于低挡范围,可以在坡道等情况下使用。下坡时换入S位或L位能充分利用发动机制动,避免车轮制动器过热,导致制动效能下降。但是从D位换入S位或L位时,车速不能高于相应的升挡车速,否则发动机会强烈振动,使变速器油温急剧上升,甚至会损坏变速器。
另外在雨雾天气时,若路面附着条件差,可以换入S位或L位,固定在某一低挡行驶,不要使用能自动换挡的位置,以免汽车打滑。同时必须牢记,打滑时可将选挡杆推入N位,切断发动机的动力,以保证行车安全。
我国模具技术的发展趋势
Jin Xiangshan
在新世纪来到之际,我国模具行业的发展将面临新的机遇和挑战。回顾过去,眺望未来,我们期待在未来几年模具技术将有更快的发展。
1 我国模具行业的现状
我国模具工业从起步到飞跃发展,经过了半个多世纪,近几年来,我国模具技术有了很大发展,模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新阶段。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表,我国主要汽车模具企业,已经能生产部分轿车覆盖件模具。塑料模已能生产34'、48'大展幕彩电塑壳模具,大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更成熟,气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高;模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用,并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多,水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展,尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快,国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具材料方面,由于对模具寿命的重视,优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步,模具水平得以提高 ,模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制,模具出口稳步增长。
1.1 冲模
大型冲模覆盖件模具为代表。我国已能生产部分轿车覆盖件模具。如东风汽车公司冲模厂,已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点。在设计制造方法、手段上面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。
1.2 塑料模
塑料模是应用最广泛的一类模具。近年来,我国塑料模有进步。在大型塑料模方面,已能生产34〃大屏幕彩电塑壳模具,6kg大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等的塑料模具。模具可达10-20吨。在精密塑料模具方面,能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具,还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。在制造技术方面,首先是采用CAD/CAM技术,用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段,CAE软件也得到应用。一般均采用内热式或外热式热流道装置。少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具,完全消除了制件的浇口痕迹。气体辅助注射技术已成功得到应用。在高效多色注射的应用和抽芯脱模机构的创新设计方面,也取得较大进展 。在精度方面,塑件的尺寸精度可达IT6-7级,分型面接触间隙为0.02mm,模板的弹性变形为0.05mm,型面的表面粗糙度为Ra0.02-0.025mu;m。塑料模寿命已达100万次,但模具制造周期仍比国外长2-4倍,总体水平与国外比尚有较大差距。
1.3 压铸模
汽车和摩托车工业的快速发展,推动了压模生产的发展。汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体和摩托车发动机缸机、齿轮箱壳体、制动器等铝合金铸件模具以及自动扶梯级压铸模等,我国均已能生产。技术水平有所提高,使汽车、摩托车上配套的铝合金压铸模大部分实现了国产化。在模具设计时,注意解决热平衡问题,合理确定浇注系统和冷动系统,并根据制作要求,采用了液压轴芯和二次增压等结构。总体水平有了较大提高。压铸模制造精度可达0.02-0.05mm(国外为0.01-0.03mm),型腔表面粗糙度为Ra0.4-0.2mu;m(国外为Ra0.02-0.01mu;m),模具制造周期为中小型的3-4个月,中等复杂的4-8个月,大型的8-12个月,约为国外的1倍。模具寿命:铝合金铸件模具一般为4-8万次,个别可超过10万次,国外可达8-15万次以上。
1.4 模具CAD/CAM技术
模具CAD/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式,为用户提供一种有效的辅助工具,使工
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