变速箱体的制备方法.docx

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变速箱体的制备方法

变速箱体的制备方法

学术论文

系别：

机械工程学院

专业：

数字模具设计与制造

姓名：

李苏

学号：

0901453105

指导教师:

王红军

2011年4月16日

目录

1.……………变速箱的制造流程

2.…………各种类型变速箱的三维图

3.……………工程图及结构原理图

4.…………手动变速箱的工作原理

一、变速箱的制造流程

1.铸造

铸造是将熔化的金属浇灌入铸型空腔中，冷却凝固后而获得产品的生产方法。

在汽车制造过程中，采用铸铁制成毛坯的零件很多，约占全车重量10％左右，变速器箱体。

制造铸铁件通常采用砂型。

砂型的原料以砂子为主，并与粘结剂、水等混合而成。

砂型材料必须具有一定的粘合强度，以便被塑成所需的形状并能抵御高温铁水的冲刷而不会崩塌。

为了在砂型内塑成与铸件形状相符的空腔，必须先用木材制成模型，称为木模。

炽热的铁水冷却后体积会缩小，因此，木模的尺寸需要在铸件原尺寸的基础上按收缩率加大，需要切削加工的表面相应加厚。

空心的铸件需要制成砂芯子和相应的芯子木模（芯盒）。

有了木模，就可以翻制空腔砂型（铸造也称为“翻砂”）。

在制造砂型时，要考虑上下砂箱怎样分开才能把木模取出，还要考虑铁水从什么地方流入，怎样灌满空腔以便得到优质的铸件。

砂型制成后，就可以浇注，也就是将铁水灌入砂型的空腔中。

浇注时，铁水温度在1250—1350度，熔炼时温度更高。

2．锻造在汽车制造过程中，广泛地采用锻造的加工方法。

锻造分为自由锻造和模型锻造。

自由锻造是将金属坯料放在铁砧上承受冲击或压力而成形的加工方法（坊间称“打铁”）。

汽车的齿轮和轴等的毛坯就是用自由锻造的方法加工。

模型锻造是将金属坯料放在锻模的模膛内，承受冲击或压力而成形的加工方法。

模型锻造有点像面团在模子内被压成饼干形状的过程。

与自由锻相比，模锻所制造的工件形状更复杂，尺寸更精确。

汽车的模锻件的典型例子是：

发动机连杆和曲轴、汽车前轴、转向节等。

3．冷冲压冷冲压或板料冲压是使金属板料在冲模中承受压力而被切离或成形的加工方法。

日常生活用品，女口铝锅、饭盒、脸盆等就是采用冷冲压的加工方法制成。

例如制造饭盒，首先需要切出长方形并带有4个圆角的坯料（行家称为“落料”），然后用凸模将这块坯料压入凹模而成形（行家称为“拉深”）。

在拉深工序，平面的板料变为盒状，其4边向上垂直弯曲，4个拐角的材料产生堆聚并可看到皱褶。

采用冷冲压加工的汽车零件有：

发动机油底壳，制动器底板，汽车车架以及大多数车身零件。

这些零件一般都经过落料、冲孔、拉深、弯曲、翻边、修整等工序而成形。

为了制造冷冲压零件，必须制备冲模。

冲模通常分为2块，其中一块安装在压床上方并可上下滑动，另一块安装在压床下方并固定不动。

生产时，坯料放在2块冲模之间，当上下模合拢时，冲压工序就完成了。

冲压加工的生产率很高，并可制造形状复杂而且精度较高的零件.

4，焊接

焊接是将两片金属局部加热或同时加热、加压而接合在一起的加工方法。

我们常见工人一手拿着面罩，另一手拿着与电线相连的焊钳和焊条的焊接方法称为手工电弧焊，这是利用电弧放电产生的高温熔化焊条和焊件，使之接合。

手工电弧焊在汽车制造中应用得不多。

在汽车车身制造中应用最广的是点焊。

点焊适于焊接

薄钢板，操作时，2个电极向2块钢板加压力使之贴合并同时使贴合点（直径为5—6甽的圆形）通电流加热熔化从而牢固接合。

2块车身零件焊接时，其边缘每隔50—100甽焊接一个点，使2零件形成不连续的多点连接。

焊好整个轿车车身，通常需要上千个焊点。

焊点的强度要求很高，每个焊点可承受5kN的拉力，甚至将钢板撕裂，仍不能将焊点部位分离。

在修理车间常见的气焊，是用乙炔燃烧并用氧气助燃而产生高温火焰，使焊条和焊件熔化并接合的方法。

还可以采用这种高温火焰将金属割开，称为气割。

气焊和气割应用较灵活，但气焊的热影响区较大，使焊件产生变形和金相组织变化，性能下降。

因此，气焊在汽车制造中应用极少。

5．金属切削加工

属切削加工是用刀具将金属毛坯逐层切削；使工件得到所需要的形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法。

金属切削加工包括钳工和机械加工两种方法-，钳工是工人用手工工具进行切削的加工方法，操作灵活方便，在装配和修理中广泛应用。

机械加工是借助于机床来完成切削的，包括：

车、刨、铣、钻和磨等方法。

1）车削：

车削是在车床上用车刀加工工件的工艺过程。

车床适于切削各种旋转表面，如内、外圆柱或圆锥面，还可以车削端面。

汽车的许多轴类零件以及齿轮毛坯都是在车床上加工的。

2）刨削：

刨削是在刨床用刨刀加工工件的工艺过程。

刨床适于加工水平面、垂直面、斜面和沟槽等。

汽车上的气缸体和气缸盖韵乎面、变速器箱体和盖的配合平面等都是用刨床加工的。

3）铣削：

铣削是在铣床上用铣刀加工工件的工艺过程。

铣床可以加工斜面、沟槽，甚至可加工齿轮和曲面等旧铣削广泛地应用于加工各种汽车零件。

汽车车身冷冲压的模具都是用铣削加工的。

计算机操纵的数控铣床可以加工形状很复杂的工件，是现代化机械加工的主要机床。

4）钻削及镗削：

钻削和镗削是加工孔的主要切削方法。

5）磨削：

磨削是在磨床上用砂轮加工工件的工艺过程。

磨削是一种精加工方法，可以获得高精度和粗糙度的工件，而且可以磨削硬度很高的工件。

一些经过热处理后的汽车零件，均用磨床进行精加工。

6.热处理

热处理是将固态的钢重新加热、保温或冷却而改变其组织结构，以满足零件的使用要求或工艺要求的方法。

加热温度的高低、保温时间的长短、冷却速度的快慢，可使钢产生不同的组织变化。

铁匠将加热的钢件浸入水中快速冷却（行家称为淬火），可提高钢件的硬度，这是热处理的实例。

热处理工艺包括退火、正火、淬火和回火等。

退火是将钢件加热，保温一定时间，随后连同炉子—起缓慢冷却，以获得较细而均匀的组织，降低硬度，以利于切削加工。

正火是将钢件加热，保温后从炉中取出，随后在空气中冷却，适于对低碳钢进行细化处理。

淬火是将钢件加热，保温后在水中或在油中快速冷却，以提高硬度。

回火通常是淬火的后续工序，将淬火后的钢件重新加热，保温后冷却，使组织稳定，消除脆性。

有不少

汽车零件，既要保留心部的韧性，又要改变表面的组织以提高硬度，就需要采用表面高频淬火或渗碳、氰化等热处理工艺。

7．装配

装配是按一定的要求，用联接零件（螺栓、螺母、销或卡扣等）把各种零件相互联接和组合成部件，再把各种部件相互联接和组合成整车。

无论是把零件组合成部件，或是把部件组合成整车，都必须满足设计图纸规定的相互配合关系，以使部件或整车达到预定的性能。

例如，将变速器装配到离合器壳上时，必须使变速器输入轴的中心线与发动机曲轴的中心线对准。

这种对中心的方式不是在装配时由装配工人（钳工）来调节，而是由设计和加工制造来保证。

如果你到汽车制造厂参观，最引人人胜的是汽车总装配线。

在这条总装配线上，每隔几分钟就驶下一辆汽车。

以我国一汽的解放牌货车总装配线为例。

这条装配线是一条165m长的传送链，汽车随着传送链移动至各个工位并逐步装成，四周还有输送悬链把发动机总成、驾驶室总成、车轮总成等源源不断地从各个车间输送到总装配线上的相应工位。

在传送链的起始位置首先放上车架（底朝天），然后将后桥总成（包括钢板弹簧和轮毂）和前桥总成（包括钢板弹簧、转向节和轮毂）安装到车架上，继而将车架翻过来以便安装转向器、贮气筒和制动管路、油箱及油管、电线以及车轮等，最后安装发动机总成（包括离合器、变速器和中央制动器），接上传动轴,再安装驾驶室和车前板制件等。

至此，汽车就可以驶下装配线。

三、汽车试验由于汽车的使用条件复杂，汽车工业所涉及的技术领域极为广泛，致使许多理论问题研究得还不够充分，因此汽车工业特别重视试验研究。

汽车的设计、制造过程始终离不开试验，无论是设计思想和理论计算、初步设计、技术设计、汽车定型还是在生产过程，都要进行大量的试验。

最后，在客户购买了汽车并使用的过程中，车辆交通管理部门还要定期对车况进行测试，以确保行车安全。

除了某些研究性试验外，汽车产品试验均应遵循一定的标准和规范、对试验条件、试验方法、测

试仪器及其精度、结果评价等进行限定，以确保试验结果的再现性和可对比性。

不同国家甚至不同厂家的试验规范可能不同，因此在查看某种产品的试验数据时，必须弄清他们试验所依据的规程或标准。

二、各种类型变速箱的三维图

三、工程图及结构图原理图

四、手动变速箱工作原理

我们先来看一个2档变速箱的简单模型，看看各部分之间是如何配合的：

输入轴（绿色）通过离合器和发动机相连，轴和上面的齿轮是一个部件。

轴和齿轮（红色）叫做中间轴。

它们一起旋转。

轴（绿色）旋转通过啮合的齿轮带动中间轴的旋转，这时，中间轴就可以传输发动机的动力了。

轴（黄色）是一个花键轴，直接和驱动轴相连，通过差速器来驱动汽车。

车轮转动会带着花键轴一起转动。

齿轮（蓝色）在花键轴上自由转动。

在发动机停止，但车辆仍在运动中时，齿轮（蓝色）和中间轴都在静止状态，而花键轴依然随车轮转动。

齿轮（蓝色）和花键轴是由套筒来连接的，套筒可以随着花键轴转动，同时也可以在花键轴上左右自由滑动来啮合齿轮（蓝色）。

挂进1档时，套筒就和右边的齿轮（蓝色）啮合。

见下图：

如图所示，输入轴（绿色）带动中间轴，中间轴带动右边的齿轮（蓝色），齿轮通过套筒和花键轴相连，传递能量至驱动轴上。

在这同时，左边的齿轮（蓝色）也在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴产生影响。

当套筒在两个齿轮中间时（第一张图所示），变速箱在空挡位置。

两个齿轮都在花键轴上自由转动，速度是由中间轴上的齿轮和齿轮（蓝色）间的变速比决定的。

真正的变速箱

如今，5档手动变速箱应用已经很普遍了，以下是其模型。

换档杆通过三个连杆连接着三个换档叉，见下图在换挡杆的中间有个旋转点，当你拨入1档时，实际上是将连杆和换档叉往反方向推。

你左右移动换档杆时，实际上是在选择不同的换档叉（不同的套筒）；前后移动时则是选择不同的齿轮（蓝色）。

倒档通过一个中间齿轮（紫色）来实现。

如图所示，齿轮（蓝色）始终朝其他齿轮（蓝色）相反的方向转动。

因此，在汽车前进的过程中，是不可能挂进倒档的，套筒上的齿和齿轮（蓝色）不能啮合，但是会产生很大的噪音。

同步装置同步是使得套筒上的齿和齿轮（蓝色）啮合之前产生一个摩擦接触，见下图

齿轮（蓝色）上的锥形凸出刚好卡进套筒的锥形缺口，两者之间的摩擦力使得套筒和齿轮（蓝色）同步，套筒的外部滑动，和齿轮啮合。