专利名称：载货汽车变速器动力储备极限设计法的制作方法
本方法适用于三轴式载货汽车变速器的设计、制造使用，是确定变速器各前进档传动比的一种新方法。
提出本设计法的目的是要解决中国西部地区高原陡坡道路和正在大力建设的一、二级公路及高速公路运输特点，平路速度快，陡坡上得去的运输问题。
由汪健夫著的《汽车变速箱齿轮设计》(1974年)和仙波正庄著的《汽车传动系统设计手册》(1984年)比较系统的介绍了目前采用的三轴式汽车变速器的设计方法和理论依据。由第一轴(动力输入轴)、第二轴(动力输出轴)和中间轴组成，第一轴和第二轴在同一条直线上与中间轴上一个传动齿轮常啮合，第二轴和中间轴相互平行，并在第二轴和中间轴上装配有若干组相啮合的齿轮组，由操纵机构操纵分离、接合实现变速的变速器称为三轴式变速器，载货汽车常用的变速器有五个前进档或六个前进档和一个倒档。主要参数有前进档数，最高档(最高速度输出档)传动比，最低档(最低速度输出档)传动比，级差(相邻两档传动比的比值)，最大输出扭矩等。确定各档传动比的设计方法有两种，一种是几何级数法，另一种是偏置几何级数法，最高档传动比0.75～1.00，最低档传动比6.00～7.6 5，最大级差1.70。几何级数法是将高档到低档的级差取为一个常数，即从高档到低档的传动比按等比数列确定。偏置几何级数法是将高档到低档的级差逐步增加一个定数，按等差数列确定，即从高档到低档的传动比按等比数列有规律的增大一个定数确定。本设计法—动力储备极限设计法就是确定变速器高档到低档各前进档传动比的一种新方法。
申请人(研究者)从1998年3月开始研究载货汽车变速器，经过近4年的实验，取得了一些有益的数据，发现现有载货汽车不适应西部地区运输的特点，在设计上主要存在两大问题一是前进档未作合理分工，片面强调了理论设定的发动机功率匹配问题；二是汽车在运输过程中发动机因受道路状况和惯性以及操作等因素的影响，功率和转速是一个极不稳定的数值，并非设计变速器的“设计功率水平”。根据这两点和实验中得出的数据，提出了动力储备极限设计法，具体方法和选用参数如下1、将最低档作为动力储备档，以备爬陡坡时用，传动比和级差取为最大极限值。
A.传动比由最高档和最低档传动比的比值控制。其比值为五档变速器取8.50～8.80，六档变速器取9.40～9.70。含义是，若最高档传动比为1.00，则最低档传动比五档变速器为8.50～8.80，六档变速器为9.40～9.70；若最高档为超速档传动比小于1.00，则最低档传动比作相应调整。
B.最低档级差取1.80～1.90，主要满足操作灵活性要求，同时兼顾匹配发动机功率特性。根据这一数据和最低档传动比就可确定次低档传动比。
2、其余各档级差按匹配发动机功率特性的最大值选取。接近最高档的级差取1.45～1.55；接近最低档的级差取1.65～1.75，并按此规律确定各前进档传动比。
3、各前进档传动比要保证齿轮组的齿轮齿数互为质数。以上确定的数据可作小范围调整。
4、受结构限制的齿轮允许采用大变位系数，但必须满足齿轮传动重合度，滑动系数，轮齿强度等技术参数要求。高档齿轮组主动齿轮螺旋角大于24 °，采用正变位，变位系数小于0.95，从动齿轮可采用负变位，变位系数应大于-0.35即数值(绝对值)应小于0.35；低档齿轮组主从动齿轮应当全部采用正变位，从动齿轮允许采用变位系数大于-0.15即数值应小于0.15的负变位。
为解决中国西部地区高原陡坡的运输问题，东风汽车公司设计了两种驱动桥，一种是高原型，传动比为6∶41；另一种是平原型，传动比为6∶38。载货汽车配用高原型驱动桥后，爬坡能力有所提高，但平路时车速又受到限制，这种做法不能满足平路跑得快，坡路上得去的运输要求。采用本设计法改进变速器，改善了东风汽车公司载货汽车的运输性能。申请人已在西南片区先后改进了近12000辆汽车，收到了良好的效果。调整传动比时，各组齿轮的模数，压力角，螺旋角等均作了改动，因这是属结构和强度等技术问题，就不作介绍，这里只介绍齿轮齿数变化和传动比的变化。现将有关技术参数介绍如下1、EQ140、EQ145/5(五速)变速器，括号中的数据是未改动的数据(下同)。
第一轴17齿(19齿)，中间轴常啮合齿轮41齿(42齿)；二轴一档齿轮40齿(43齿)，中间轴11齿(13齿)，倒车齿轮19/21齿(21/22齿)；二轴二档齿轮35齿(39齿)，中间轴二档齿轮18齿(20齿)；二轴三档齿轮28齿(31齿)，中间轴三档齿轮25齿(28齿)；各档传动比对比如下
采用改进型变速器有三种配置方式A、配平原型驱动桥，与标准型配高原型驱动桥相比，速度提高7.3％，最低档动力提高11.2％。
B、配高原型驱动桥，与标准型相比，最低档动力提高20％。
C、只更换最低档齿轮组，配平原型驱动桥，最低档动力提高10.5％。其余前进档速度不变。
2、EQ145/6(六速)，运煤王(K16)变速器。
第一轴18齿(20齿)，中间轴常啮合齿轮43齿(41齿)。传动比对比如下(运煤王变速器相比较)
3、CA142(六速)变速器第一轴18齿(22齿)，中间轴减速齿轮41齿(43齿)，传动比对比如下
改进型变速器只是作了部份改动，并未达到本设计方法的数值，前进档的分工也不合理。但与原变速器相比，爬坡性能得到了提高，行车速度也得到了较理想的调整，改善了载货汽车的运输性能，基本满足西部地区地形特点的运输要求。
权利要求
根据《专利法》，以下几项知识产权请求保护。未经申请人(发明者)授权，任何载贷汽车制造公司(厂)，汽车变速器及齿轮制造企业以及销售企业，不得采用动力储备极限设计法设计、生产、销售三轴式汽车变速器，配置载货汽车，改进载货汽车变速器。生产、销售申请人已改进设计的适用于东风汽车公司和第一汽车制造厂载货汽车变速器的齿轮与轴。凡具备以下特征者均属侵权。1、动力储备极限设计法设计三轴式汽车变速器，特征如下A、最高档传动比与最低档传动比的比值，五档变速器8.50～8.80，六档变速器9.40～9.70。B、最低档与相邻档级差1.80～1.90。
2.适用于东风汽车公司的EQ140、EQ145/5(五档)变速器的改进型齿轮与轴的特征是齿轮齿数。清单和特征如下第一轴17齿，中间轴常啮合齿轮41齿；二轴一档齿轮40齿，中间轴11齿，倒车齿轮19/21齿；二轴二档齿轮35齿，中间轴二档齿轮18齿；二轴三档齿轮28齿，中间轴三档齿轮25齿。
3.适用于东风汽车公司的EQ145/6(六档)及变型系列变速器的改进型齿轮与轴的特征是齿轮齿数，清单和特征如下第一轴18齿，中间轴常啮合齿轮43齿。
4.适用于第一汽车制造厂的CA142(六档)变速器的改进型齿轮与轴的特征是齿轮齿数，清单和特征如下第一轴18齿，中间轴减速齿轮41齿。
全文摘要
本方法适用于三轴式载货汽车变速器设计、制造，是确定变速器前进档传动比的一种新方法。主要解决载货汽车平路跑得快，陡坡上得去的问题，以满足中国西部地区高原陡坡道路与正在大力建设的一、二级公路及高速公路两种路况的运输要求。一、具体方法将变速器前进档作适当分工，最低档作为动力储备档，以备爬陡坡时用，传动比和级差取最大极限值，其余各档级差按匹配发动机功率特性最大值确定，保证高速档性能不变。二、选用参数和变速器特征1、最高档与最低档传动比的比值，五档变速器取8.50～8.80，六档变速器取9.40～9.70。2、最低档与相邻档级差取1.80～1.90。
文档编号B60K17/06GK1435334SQ0213403
公开日2003年8月13日 申请日期2002年11月7日 优先权日2002年11月7日
发明者谭富春 申请人:谭富春