汽车变速器理论基础、选择、设计与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1引言 1

1.2汽车变速器发展史 5

1.2.1基础性技术创新 5

1.2.2汽车与传动装置的发展 7

1.2.3汽车变速器的几个发展阶段 8

1.2.4齿轮传动零件和变速器其他零件的发展 17

1.2.5液力变矩器和离合器的发展 20

1.2.6现象研究：传动损失与效率 21

1.2.7历史回顾 22

第2章 交通-车辆-传动系统回顾 24

2.1交通与车辆工程的基本原理 24

2.1.1汽车在我们的流动世界中的重要意义 25

2.1.2交通工程的走势 28

2.1.3旅客和货物运输系统 30

2.1.4替代的运输概念 33

2.2汽车、变速器和零件市场与开发 34

2.2.1市场状况与产量 35

2.2.2发展情况 37

2.3汽车与传动工程的基本要素 38

2.3.1汽车与汽车用途的系统分类 38

2.3.2汽车为什么需要变速器 39

2.3.3汽车传动系的功能 41

2.3.4旋转方向、传动比和转矩的相互关系 42

2.3.5道路分布、载荷循环频次分布、汽车典型用途和驾驶人类型 45

2.4汽车传动装置的基本性能和特征 46

2.4.1传动系的使用寿命和可靠性 46

2.4.2中心距特征值 48

2.4.3变速器质量特征值 49

2.4.4变速器成本特征值 50

2.4.5变速器噪声 51

2.4.6变速器的损失与效率 51

2.5变速器设计的趋势 52

第3章 动力传递基础 57

3.1功率需求 57

3.1.1车轮阻力 57

3.1.2附着力、动态车轮半径和滑移率 59

3.1.3空气阻力 60

3.1.4坡度阻力 62

3.1.5加速阻力 63

3.1.6总行驶阻力 63

3.1.7效率图 65

3.2原动机的多样性 67

3.2.1概述 67

3.2.2使用电能存储装置的电驱动装置 68

3.2.3使用燃料电池的电驱动系统 69

3.2.4混合动力驱动系统 70

3.3功率输出与内燃机特性 74

3.3.1发动机转矩/速度特性 74

3.3.2发动机阔度与节气门图 75

3.3.3油耗特性图 76

第4章 功率转换：传动比选择 78

4.1传动系 78

4.2总传动比和传动比阔度 79

4.2.1传动比阔度 80

4.2.2传动系最大传动比iA，max的选择 81

4.2.3传动系最小传动比iA，min的选择 82

4.2.4最终传动比 84

4.3中间传动比的选择 84

4.3.1车速/发动机转速图 85

4.3.2几何速比级差 85

4.3.3渐变速比级差 87

4.4无级变速器传动比的变化 87

第5章 发动机与变速器的匹配 89

5.1驱动力图 90

5.1.1绘制驱动力图（举例） 92

5.1.2发动机制动力 93

5.1.3采用干式离合器的齿轮式变速器 95

5.1.4采用液力变矩器的齿轮式变速器 95

5.2车辆性能 97

5.2.1最高转速 97

5.2.2爬坡能力 98

5.2.3加速性能 99

5.3燃油消耗 99

5.3.1通过计算确定燃油消耗（举例） 100

5.3.2通过测量确定燃油消耗 101

5.3.3降低燃油消耗 103

5.3.4无级变速器 104

5.4排放 105

5.5传动系统动态特性——舒适性 107

第6章 汽车变速器系统的基本设计原理 109

6.1变速器在汽车上的布置 109

6.1.1乘用车 109

6.1.2商用车 112

6.1.3全轮驱动乘用车 115

6.1.4全轮驱动横向与纵向动力学 118

6.2变速器的型式与结构 119

6.2.1变速器型式 119

6.2.2变速器结构 119

6.3变速器基本概念 121

6.3.1有动力中断的换档 121

6.3.2无动力中断的换档 122

6.3.3无动力中断的无级变速器 122

6.4定轴轮系、中间轴变速器和周转轮系 123

6.5部件功能的解决方法——评价 125

6.6乘用车变速器 127

6.6.1乘用车手动变速器（MT） 129

6.6.2乘用车机械式自动变速器（AMT） 133

6.6.3乘用车双离合变速器（DCT） 134

6.6.4乘用车自动变速器（AT） 136

6.6.5乘用车混合动力驱动 142

6.6.6乘用车无级变速器（CVT） 145

6.7商用车变速器 148

6.7.1商用车手动变速器（MT） 150

6.7.2商用车机械式自动变速器（AMT） 161

6.7.3商用车变矩器-离合器变速器（TCCT） 165

6.7.4商用车自动变速器（AT） 168

6.7.5商用车混合动力驱动装置 169

6.7.6商用车无级变速器（CVT） 171

6.8最终传动装置 173

6.8.1乘用车主减速器 173

6.8.2商用车主减速器 175

6.8.3差速器与锁止差速器 176

6.8.4商用车的轮边减速器 181

6.8.5分动器 181

6.9动力输出轴 183

第7章 汽车齿轮式变速器的设计 185

7.1齿轮性能极限 185

7.1.1齿轮破坏的原因与破坏形式 187

7.1.2齿根承载能力计算 189

7.1.3点蚀承载能力计算 190

7.1.4胶合承载能力计算 192

7.2估计中心距 192

7.3估计齿宽 194

7.4工作疲劳强度和使用寿命 195

7.4.1Wohler曲线 197

7.4.2载荷累积频次分布与计数法 198

7.4.3损伤积累理论 201

7.5低噪声变速器的开发 205

7.5.1变速器噪声及其起因 206

7.5.2噪声是怎样到达耳朵的 209

7.5.3噪声评价标准 210

7.5.4对策 213

第8章 轴的技术要求与设计 216

8.1汽车变速器的典型要求 216

8.1.1汽车变速器轴的结构 216

8.1.2考虑应力和强度而进行的设计 216

8.1.3挠度 217

8.1.4振动问题 218

8.2一般设计准则 218

8.3变速器轴的强度计算 219

8.3.1受力分析 220

8.3.2轴承反力 222

8.3.3空间梁的弯曲 222

8.3.4剪切力和弯矩图 223

8.3.5危险截面 225

8.3.6应力 225

8.3.7初定轴径 227

8.3.8耐久强度设计 228

8.3.9疲劳强度设计 228

8.3.10轴的常用材料 229

8.4变形计算 230

8.5变速器轴的设计流程 231

第9章 换档装置 233

9.1换档元件分类 234

9.1.1动力中断变速器换档元件 235

9.1.2无动力中断的变速器换档元件 237

9.1.3线控换档 239

9.2同步器设计及布置 240

9.2.1同步器功能需求 240

9.2.2同步过程 243

9.2.3同步器设计 247

9.2.4同步器润滑系统 256

9.2.5工程设计 258

9.2.6可供选择的变速器同步器 261

9.2.7细节问题 262

9.3多片离合器布置和设计 262

9.3.1多片离合器需求 264

9.3.2换档过程 264

9.3.3多片离合器设计 266

9.3.4多片离合器润滑系统 270

9.3.5工程设计 272

9.3.6细节问题 276

9.4驻车锁止 278

9.4.1机械驱动的驻车锁止 278

9.4.2电控驻车锁止系统 280

9.4.3细节问题 280

第10章 起步元件 282

10.1干式离合器 284

10.1.1干式离合器的结构 284

10.1.2干式离合器的设计 292

10.1.3干式多片离合器 294

10.2湿式离合器 295

10.3双离合器 296

10.4液力偶合器与液力变矩器 299

10.4.1原理 300

10.4.2液力偶合器及其特性曲线 302

10.4.3液力变矩器及特性曲线 303

10.4.4发动机与液力变矩器联合工作 305

10.4.5液力变矩器的实际设计 309

10.4.6工程设计 309

10.4.7提高效率的设计原理 312

第11章 其他结构元件的设计与配置 319

11.1轴承 319

11.1.1滚动轴承的选择 320

11.1.2滚动轴承的设计 322

11.1.3滚动轴承的结构 324

11.1.4滑动轴承——衬套与推力垫片 326

11.2变速器的润滑与润滑剂 328

11.2.1轴承的润滑 329

11.2.2齿轮机构润滑原理 329

11.2.3润滑剂的选择 331

11.2.4润滑剂特性的选择 331

11.2.5汽车变速器的终生润滑 333

11.2.6变速器润滑剂的抗擦伤能力试验 334

11.3供油与油泵 335

11.3.1供油 335

11.3.2油泵 337

11.3.3若干细节问题 342

11.4变速器壳体 343

11.4.1变速器壳体的设计 343

11.4.2变速器通风 345

11.5变速器密封 348

11.5.1静止零件的密封件 348

11.5.2旋转零件的密封件 351

11.5.3往复运动圆形零件的密封件 353

11.5.4实例 354

11.5.5检测泄漏的最终检查 355

11.6车辆连续作用行车制动器 355

11.6.1定义 356

11.6.2发动机制动系统 356

11.6.3缓速器 357

11.6.4控制与使用 361

第12章 汽车变速器的典型设计 363

12.1乘用车变速器 363

12.1.1乘用车手动变速器（MT） 364

12.1.2机械式自动变速器（AMT） 374

12.1.3乘用车双离合变速器（DCT） 377

12.1.4乘用车自动变速器（AT） 381

12.1.5乘用车混合动力驱动装置 388

12.1.6乘用车无级变速器（CVT） 390

12.2商用车变速器 395

12.2.1商用车手动变速器（MT） 396

12.2.2商用车机械式自动变速器（AMT） 403

12.2.3商用车液力变矩器-离合器变速器（TCCT） 410

12.2.4商用车自动变速器（AT） 414

12.2.5商用车混合动力驱动装置 417

12.2.6商用车无级变速器（CVT） 418

12.3最终传动装置 419

12.3.1乘用车车桥传动装置 419

12.3.2商用车车桥和轮毂传动装置 421

12.3.3差速器与锁止式差速锁 425

12.4全轮驱动与分动器 428

第13章 变速器电子控制 439

13.1网络化系统 439

13.2变速器电控单元（TCU） 440

13.2.1TCU结构 440

13.2.2工作条件和安装技术 441

13.3控制系统 442

13.3.1变速器执行器 443

13.3.2离合器执行器 443

13.3.3变速器控制功能 444

13.3.4软件 446

13.3.5变速器控制系统更多的例子 447

13.4车辆规格数据软件输入的变速器标定 448

第14章 计算机辅助变速器开发 450

14.1原则和工具 451

14.2驾驶仿真 453

14.2.1车辆纵向动力学仿真 454

14.2.2道路数据设置/采集 456

第15章 汽车变速器的开发过程 458

15.1产品的寿命周期 459

15.2产品策略与产品规划 460

15.3产品开发过程的各个发布阶段 461

15.4设计过程与系统设计 463

第16章 变速器制造技术 471

16.1钢质零件加工的工艺链 472

16.1.1软加工法 472

16.1.2热处理法 472

16.1.3硬加工法 473

16.2铸件加工的工艺链 473

16.2.1铸造方法 474

16.2.2铸件加工 475

16.3齿轮加工工艺链 475

16.3.1软加工法 476

16.3.2硬加工法 477

16.4薄金属板加工的工艺链 478

16.4.1板材分离 478

16.4.2板材成形 479

16.5制造与工厂管理 479

16.5.1工作准备与计划 479

16.5.2生产系统 480

16.5.3生产中的统计过程控制 480

第17章 汽车变速器的可靠性及试验 483

17.1可靠性理论原理 484

17.1.1可靠性的定义 484

17.1.2零部件故障的统计描述和表现 484

17.1.3利用威布尔分布进行故障行为的数学描述 486

17.1.4系统可靠性 489

17.1.5系统可用性 490

17.2汽车变速器的可靠性分析 490

17.2.1系统分析 491

17.2.2可靠性定性分析 493

17.2.3可靠性定量分析 494

17.3确保可靠性试验 496

17.3.1汽车变速器试验项目的分类 498

17.3.2试验台架 500

17.3.3台架试验仿真 501

参考文献 504

术语与符号 538