大众polo手动变速箱的大修装调工艺方案设计.docx
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大众polo手动变速箱的大修装调工艺方案设计
职业技术学院
毕业设计说明书
设计题目：
大众polo手动变速箱的大修装调
工艺方案设计
系部汽车工程系
专业汽车制造与装配
班级1
学生姓名
学号
指导教师
日期2015年5月8日
1、故障现象
（1）
2、变速箱的装配工艺要求
（1）
3、主要工艺参数的分析
（2）
4、装配方案的确定（4）
5、变速箱的解体（5）
6、变速箱的装配（6）
7、试车检验（10）
结束语（11）
参考文献（12）
1、故障现象
一辆上海大众polo2008款1.4L手动风尚版汽车在行驶了50000km，在开车时候可以明显听到变速箱“哒哒”的连续的响声，在高速行驶的时候可以感觉变速箱有打齿的现象，车主要求进行变速箱大修。
2、变速箱的装配工艺要求变速箱大修过程中关键工序就是装配调试过程，因为装配工作是任何机械加工企业产品制造过程中的最后一道工序，对产品质量起着重要的决定性作用。
同时在汽车大修的时候，装配也是非常重要的一个过程，如果在变速箱大修后，变速箱的装配不好，就会出现变速箱异响，漏油等现象，为了避免这些现象，需按下表的装配工艺要求进行装配。
表1装配要求
装配前
零件的清洗（常用清洗液：
工业汽油、煤油和柴油、化学清洗剂、酒精）
螺纹连接装配
1.保证有一定的拧紧转矩，螺纹连接为达到连接可靠和紧固的目的，要求纹牙间有一定摩擦力矩，所以螺纹连接装配时应有一定的拧紧转矩，纹牙间产生足够的预紧力。
2.一般紧固螺纹连接，无预紧力要求。
齿轮传动机构装配
1.齿轮孔与轴的配合要适当（要装合适厚度的防松环，防止齿轮发生轴向位移）
2.保证齿轮有准确的安装中心距和适当的齿侧间隙
3.保证齿面有一定的接触面积和正确的接触位置
密封垫片装配
1.安装垫片部位和垫片表面不得划伤和损坏。
2.安装垫片部位和垫片应清理干净。
3.垫片四周的紧固螺栓应按对称循环方式，分次拧紧到规定力矩。
（M65N.m,锥形螺栓、M825N.m）
4.装在光滑面处的管道密封垫片，尤其是金属垫片，应注意保证与管道内径同心。
5.窄的金属包芯垫片，在结合面上设置凹窝。
凹窝中的垫片可避免拧紧时芯料受压而使垫片损坏。
6.当两个压装配合的零件轴线尚未对准时，不能强行压入。
7.当回转零件回转精度值超差时，不能用锤击校正。
8.密封垫片制作时，不能直接在密封表面敲打成形。
9.多点螺纹联接中，应按规定的顺序和方法拧紧，不能随意操作。
密封胶的施胶装配
1.清除结合面的锈迹、油污，清洗干净。
2.提高结合面间表面粗糙度。
3.使用合适的工具涂胶，涂布均匀。
4.装配时不能错动结合面。
5.含溶剂的密封胶，应待溶剂适当挥发后再进行装配紧固。
6.涂胶量要适当，装配后检查并清除多余的密封胶。
装配后
检查试车
3、主要工艺参数的分析
3.1、变速器的技术参数
表2polo变速箱技术参数
一档传动比
38：
11=3.455
二档传动比
44：
21=2.095
三档传动比
43：
31=1.387
四档传动比
40：
39=1.026
五档传动比
39：
48=0.813
倒档传动比
3.182
一档齿数之比
38：
11
二档齿数之比
44：
21
主减速比
3.941
＊同步环背与齿轮花键端之间的间隙，应约为1.3mm。
＊换挡拨叉与接合套的轴向最大间隙为1.2mm。
＊输入、输出轴的弯曲度最大不超过0.05mm。
＊齿轮和轴间间隙应小于0.05mm。
3.2、尺寸链原理及应用
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。
如下图
（1）齿轮装配尺寸链。
图
（1）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,构成一组尺寸链。
这个结构装配后形成一组传动件，要求中间保留一定的间隙△N。
由尺寸A1、A2、ΔN按一定顺序形。
（3）尺寸链的组成
内腔尺寸A1、A2和A0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之间保留一定的间隙ΔN。
这些尺寸环节组成尺寸链图。
其关系可用下式来表示：
ΔN=A0一（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”。
3.3、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=KA3Tlmaxi1g
式中KA按发动机最大扭矩Tlmax直接求A时的中心距系数，对polo轿车取8.9-9.3，
其中Tlmax=121N·m，i1=3.455，g=0.96。
则：
A=（8.6~9.6）31213.4550.9665.649~68.6mm
对A进行修正，初选A为66mm。
3.4、齿轮参数的初步了解
齿轮模数选取的一般原则：
1）为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；
2）为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽；
3）从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数；
4）从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数。
对于polo轿车，减少工作噪声较为重要，因此模数要小些。
第一轴常啮合斜齿轮的法向模数m
m0.333Tlmax
其中Tlmax=121N·m，可得出m=2.53。
取m=2.5
则一档直齿轮的模数m,通过计算得m=2.53，取m=2.5。
同步器和啮合套的接合大都采用渐开线齿形。
变速器中齿轮上的花键和结合套模
数取2.5或2。
3.5、齿轮的压力角α
压力角较小时，重合度大，传动平稳，噪声低；较大时可提高轮齿的抗弯强度和
表面接触强度
根据国家标准，本文中polo汽车变速器齿轮压力角α=20°，啮合套或同步器压力角α=25°。
3.6、斜齿轮的螺旋角β为减轻工作噪音和提高强度，汽车变速器齿轮多采用斜齿轮，因为它们传动平稳。
斜齿轮螺旋角应注意以下方面：
增大β时，齿轮的啮合系数增大，使传动平稳，噪音低，而且随着β角的增加，齿轮的强度也随之增大。
但是，当β角大于30°时，弯曲疲劳强度骤然下降，而解除疲劳强度继续上升。
因此，从提高齿轮的弯曲疲劳强度方面考虑，β不宜过大，从提高齿轮的解除疲劳强度方面考虑，β不宜过小，所以polo汽车中β=30。
3.7、齿轮啮合间隙的计算
模数=齿顶圆直径/（齿数+2）分度圆直径=齿数*齿顶圆直径/（齿数+2）齿顶圆直径=模数*（齿数+2）
根据以上分析可知中心距A0=66mm，模数m＝2.5
4、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技术，特殊装配工具的使用，并尽可能高的提高合格率。
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。
4.1装配方法有
批量较大，零件采用经济加工精
1）、完全互换法装配：
适于配合零件数较少，度制造时采用。
2）、分组装配：
适合高配合精度零件的装配,但装配工作量大.配件多。
3）、修配法：
预留修配件,装配的时候边装配边修理,达到装配精度为止。
4）、调整法：
适合于经常需要调整的零件的装配,如皮带装配,轴承装配。
根据变速箱大修情况，需更换各损坏零部件，所以选取完全互换法进行装配
图5压出输出轴和输入轴
图2polo变速器总成图
1、离合器壳体总成；2、差速器总成；3、差速器垫片；4、输出轴总成；5、输出轴垫片；6、输入轴垫片；7、输入轴总成；8、变速器壳体总成
5、变速箱的解体
所要的专用工具、操作设备、检测仪器以及辅助工具（套筒扳手组件、扭力扳手、
铜棒、压力机等）
1.拆卸变速箱壳盖和五档齿轮；2.拆卸离合器壳；
3.拆卸输入轴，输出轴，差速器、换挡操纵装置和拨叉。
（注：
拆解时不要损伤零件，拆解后清洗各零部件，检查零件的损坏程度，并更换损坏的零件，及再装配）。
6、变速箱的装配
6.1、输入轴总成的装配
图6polo变速器驱动轴
1、20-防松环；2-五档滑动套和同步体；3-五档同步环；4-五档换挡齿轮；5、10、17、21-滚针轴承；6、16-轴套；7-变速箱壳；8-轴承托架和向心滚珠轴承；9-驱动轴；11-三档换档齿轮；12-三档同步环；13-三、四档的滑动套和同步体；14-四档同步环；15-四档换档齿轮；18-止推垫片；19-滚柱轴承的内座圈；22-离合器壳；23、27-弹簧；24-三、四档滑套；25-三、四档同步体；26、28-锁止件（3件）；29-五档同步体；30-五档滑动套；31-限位环。
1）、将输入轴滚柱轴承内环端环放到靠近输入轴齿轮一端，装上滚柱轴承及卡环，用压力机压轴承内圈压到底，并在轴承内涂以少量齿轮油。
（注意选取合适的卡环厚度）
2）、装轴承内圈卡环，并检查卡环的轴向间隙，保证卡环与轴承内圈为紧密配合。
3）、先将隔环装入输入轴内侧孔中；再装入输出轴前滚子轴承，应为15个滚子；
再装入一个隔环；然后用卡环将滚子和隔套撑住，并涂以少量齿轮油，使能平滑转动。
如需更换滚子轴承时，应将15个滚子一起更换，不能混装。
4）、准备从变速器壳内侧装入输入轴承孔中。
6.2、输出轴总成装配
图7polo变速器输出轴
1-离合器壳；2-滚柱轴承；3-输出轴；4-四挡齿轮；5、6、8、15、24-防松环；7-三挡齿轮；9-二挡换挡齿轮；10、19-滚针轴承；11-内座圈，用于二档；12-外座圈，用于二档；13-二档同步环；14-滑动套和同步体；16-一档同步环；17-内座圈，用于一档；18-外座圈，用于一档；20-一档换挡齿轮；21-轴承托架和向心滚珠轴承；22-变速箱壳；23-五档齿轮；25-弹簧；26-滑动套；27-同步体；28-锁止件（3件）；
1）、输出轴上的零件较多，应在清洁状态下依次装配，装配时应将输出轴后端向上垂直立起，先装第二档齿轮的滚针轴承、轴套和第二组滚针轴承，再装入第二档齿轮。
在轴承上涂以少量润滑油。
2）、在花键中装入第二档固定齿座，必须将外齿上有减薄量的一端朝后，用铜棒轻轻敲入。
3）、装入第二档同步器总成，带有同步环的一侧朝内。
4）、将第一档齿轮衬套，在水中加热至80℃以上，然后立即热套在输出轴的相应轴颈上，保证位置准确；再套上两组滚针轴承，涂润滑油；装上第一档齿轮。
5）、将倒档固定齿座，带凹面朝内，套装到输出轴相应的花键上。
6）、将倒档齿轮衬套，在水中加热至80℃以上，然后立即套在相应位置上，保证位置准确；再装入倒档滑动齿套。
7）、装入滚针轴承，涂润滑油；装入倒档齿轮；装入倒档齿轮止推垫片。
输出轴后部装配完毕，用专用工具将轴类零件卡住，防止倒过来时脱落。
8）、将输出轴倒过来，前端朝上。
依次装入第三档齿轮的滚针轴承和滚针轴承轴套，涂润滑油；装第三档齿轮总成和第三、四档同步锥；再装第三档同步环，并使锥面吻合。
9）、装第三、四档同步器齿毂；装入防转销。
10）、装第四档齿轮；装入两组滚针轴承；装入第四档齿轮衬套，使缺口对准防转销；将卡环，放入卡环槽中，使其紧密配合。
11）、将第五档齿轮滚针轴承，涂润滑油，装入第五档齿轮和第五档同步锥；装入第五档同步环；装卡环使其成紧密配合。
12）、装配完毕，装入变速器壳中。
6.3、变速箱盖总成的装配
1）、上盖总成的装配：
（1）装配变速拨叉，涂少量润滑油，按照原来的标记，对准变速拨叉和变速导块，装入各轴孔中，准备装自锁装置。
（2）装配自锁弹簧和自锁钢球，放入自锁孔中，压入钢球，装入变速拨叉轴：
装入导块。
（3）在互锁块和互锁销上涂少量润滑油后装入各自的位置中。
（4）用波口弹性销和弹性销将变速叉固定。
用专用工具将塞片装入变速叉轴两端的孔中和互锁孔端的孔中，并涂以密封胶。
（5）装上倒档开关总成。
（6）在空档位置检查各个变速叉的活动情况和变速行程。
2）、顶盖总成的装配：
（1）将叉形拨杆和两根换档轴从两端装入顶盖，装上两端端盖。
拧入叉形拨杆的两只固定螺母，并用锁线锁紧。
（2）将弹簧、弹簧座和球形帽套在球头拨杆上，放上球座，套上O形圈，拧上球头拨杆的定位螺栓套上防尘罩；在端盖两侧涂密封胶。
使变速球头杆置于空档位置，将顶盖与上盖用4只螺栓固定成变速器盖总成，检查各换档位置的行程和是否活动自如。
6.4、变速箱本体装配
1）、惰轮轴的装配和装入。
先将滚针轴承装入惰轮的孔中，将两个止推片放入惰轮的两端，涂上少量润滑油；将惰轮轮毂凸出的一侧朝前放入变速器壳中；将O形环
放入惰轮轴的槽中，从变速器壳外侧轴孔用铜锤打入惰轮轴，使惰轮活动自如；用螺栓装好惰轮轴锁片。
3）、装入输出轴总成。
从变速器壳内装入输出轴总成，将后端装入轴承孔中；在前端装入第六档同步锥和同步环，使输出轴上的齿轮分别与输入轴上的齿对相啮合；装入输出轴后轴承和卡环。
4）、装入输入轴总成。
从变速器外侧装入输入轴，先将输出轴上的第五档同步锥和同步环套在输入轴的花键上，再将输出轴轴端压入输入轴内滚针轴承内圈中；压人输入轴滚柱轴承的内圈，用卡环将外圈固定在变速器壳上；装入带密封胶的输入轴轴承盖垫片和输入轴轴承盖总成；以40-50N·m的力矩拧紧六个轴承盖固定螺栓；在轴承盖上装上离合器分离轴承座回动弹簧的钩环，准备装分离轴承座和弹簧。
5）、变速器后盖总成装配。
先把车速里程表传动装置装到输出轴的后端；装带密封胶的后盖垫密片和后盖总成，并将10个螺栓以40-50N·m的力矩拧紧。
6）、输出轴后突缘总成装配。
先把突缘上的挡尘罩和输出轴后突缘套在输出轴轴端花键上；拧上锁紧螺母，以带加长杆的扭力扳手以60-80N·m的力矩拧紧，拧紧时应使变速器齿轮挂档于锁止状态：
用凿子和手锤将锁紧螺母尾端凿紧，决不许松动。
将变速器齿轮恢复到空档状态。
7）、变速箱各零件的检测
（1）锁环式同步器的检测。
（2）检测输入、输出轴的弯曲度。
（3）检测齿轮和轴间间隙，常用方法有两种：
①压铅丝检验法：
在齿宽两端的齿面上，平行放置两条铅丝，其直径不宜超过最小间隙的四倍。
使齿轮啮合并挤压铅丝，铅丝被挤压后最薄处的尺寸，即为側隙。
②用百分表检验法：
测量时，将一个齿轮固定，在另一个齿轮上装上夹紧杆由于側隙存在，装有夹紧杆的齿轮便可摆动一定角度，在百分表上读数，则此时齿侧间隙C=c.R/L其中c为百分表读数，R为装夹紧杆齿轮的分度圆半径，L为夹紧杆长度。
側隙与中心距偏差有关，其中心距一般由加工保证。
由滑动轴承轴支撑时，可精刮轴瓦调整側隙。
图9将轴承支架和输出输入轴压入到壳体上
图10装配好的polo变速器
7、试车检查：
1）、选档、换档灵活自如，退档有力，各档位无耗滞、卡轧等任何障限手感。
2）、按倒档，低档位至高档位顺序检验。
3）、倒档挂档，倒支指示灯亮，退出倒档灯熄。
4）、各顺序档位运转应平稳，声音柔和，无杂声、节声、节奏声，敲撞击声，尖叫啸叫声等异常声响。
5）、挂档后松开换档杆，各档位无跳档退回空档现象。
6）、输出里程表从动齿轴转动平稳。
7）、各档位的转速，路码数，负载值在仪表上的显示值均应与给定值相符。
表3台架运行检验
档位
转速（r/min）
相应时速（km/h）
负载（N.m）
正反校验时间（s）
R（倒）
2300
30
19.6
4
I
3200
25
19.6
各6
II
3300
50
39.2
各8
III
3500
75
39.2
各12
IV
3600
110
39.2
各12.2
V
3700
135
39.2
各12.2
表4变速箱的检验
上台架前检验
1.箱体上必须有气密试验合格的紫色标记。
2.外观上应无错漏装零件。
4.外观任何部位完好无缺损。
5.输出突缘手转灵活，并有工艺规定范围内的轴向窜动间隙。
装配中
1.箱体定位孔定位正确。
2.箱体被可靠夹持固定。
3.输入输出结合部位可靠连接。
检验
4.油温符合校验规范60℃±5℃。
注油量符合规定013为2L±0.1L，014为1.7L±0.1。
台架试
1.抽清运行前的注油，并加注新油，油量检查符合规定。
车完毕
2.100％检测复拧放油塞，达到规定之22～31N／m。
后的检
3.100％对边接发动机输入轴花键进行退磁，并喷上或涂上二硫化钼
验
脂。
结束语
本次装配的是大众polo手动变速器部分工艺。
变速器是车辆不可或缺的一部分，其中手动变速器装配工艺发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的装配理念还是很值得我们去探讨、学习的。
对于本次装配的变速器来说，其特点是：
换档平顺，方便，迅速。
工作可靠：
提高变速器的工作效率。
同时降低变速器的工作噪声。
除此之外，变速器的制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。
在本次装配的5+1档手动变速器中，通过较大的变速器传动比变化范围，可以满足汽车在不同的工况下的要求，从而达到其经济性和动力性的要求；变速器挂档时用结合套，虽然增加了成本，但是使汽车变速器操纵舒适度增加，齿轮传动更平稳。
本着实用性和经济性的原则，在各部件的装配要求上都采用比较开放的标准，因此，安全系数不高，这一点是本次装配的不理想之处。
但是，在以后的工作和学习中，我会继续学习和研究变速器装配，以求其设计更加合理和经济。
紧张忙碌的毕业设计已经接近尾声，这次设计是对我大学三年来的学习的一次最综合的检验，也更是一次综合的学习过程。
毕业设计不仅使我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业的知识，个人能力得到很大提高。
2011
2013
2011
参考文献：
[1]徐石安.《汽车构造——底盘工程》.北京：
清华大学出版社
[2]白晶.《汽车构造与拆装》.北京：
机械工业出版社2013
[3]王宝玺贾庆祥.《汽车制造工艺学》.北京：
机械工业出版社
[4]张国文周李洪.《汽车机械基础》.长沙：
中南大学出版社
[5]上海大众polo维修手册
[6]
[7]
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