HLJIT5-200輕型客車變速器設計【三軸式五檔手動】【中間軸式變速箱】

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Transmission of transmission mechanism and manipulate the transmission mechanism, its basic function is changed, expand the rotation drive transmission torque and speed range, in order to adapt to the changing conditions, also make the engine driving in the favorable conditions work, In the engine crankshaft direction invariable under the premise of driving the car can reverse, Use neutral interrupt power to make the engine can start, idle, and facilitate transmission shift or power output.Using the transmission of transmission oart has two outstanding advantages: one is the direct transmission efficiency, the wear and tear of noise and minimum, The center distance of small gear cases can still get larger gear transmission. The transmission has five forward (including a overdrive five files) and one reverse, and through the lock ring type synchronizer to realize the shift. This design is discussed in the overall structure, design of the gear and finish the checking and calculating and axial CAD drawing, etc.Key Words：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Second axis, GearII目 錄摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 緒論.11.1 汽車變速器概述 .11.2 汽車變速器設計的目的和意義.11.3 汽車變速器國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .2 1.3.1 變速器國內外的現(xiàn)狀.2 1.3.2 汽車變速器的發(fā)展趨勢.31.4 手動變速器的特點和設計要求及內容 .3 1.4.1 手動變速器的特點.3 1.4.2 手動變速器的設計要求.4 1.4.3 設計的主要內容 .4第 2 章 變速器傳動機構布置方案確定.62.1 設計所依據(jù)的主要技術參數(shù).62.2 變速器傳動機構的結構分析和形式選擇 .6 2.2.1 兩軸式變速器的特點分析 .6 2.2.2 中間軸式變速器特點分析.7 2.2.3 倒擋布置方案分析.8 2.2.4 傳動機構布置的其他問題 .92.3 零部件結構方案分析 .9 2.3.1 齒輪形式.9 2.3.2 換擋機構形式.10 2.3.3 防止自動脫擋的結構.11 2.3.4 變速器軸承.112.4 本設計所采用的傳動機構布置方案 .112.5 本章小結 .12III第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇和齒數(shù)分配.133.1 變速器各擋傳動比的確定 .13 3.1.1 變速器最低擋傳動比的確定.13 3.1.2 變速器其他各擋傳動比的確定.143.2 中心距的確定.143.3 變速器外形尺寸的初選.153.4 變速器齒輪參數(shù)的選擇 .15 3.4.1 模數(shù) .15 3.4.2 齒形、壓力角及螺旋角.16 3.4.3 齒寬.16 3.4.4 齒頂高系數(shù).173.5 變速器各擋齒輪齒數(shù)的分配 .17 3.5.1 確定一擋齒輪的齒數(shù).17 3.5.2 對中心距進行修正.18 3.5.3 確定常嚙合齒輪的齒數(shù).19 3.5.4 確定其他各擋齒輪的齒數(shù).203.6 本章小結 .23第 4 章 變速器齒輪的設計計算.244.1 變速器齒輪的幾何尺寸計算.244.2 計算變速器各軸的扭矩和轉速 .244.3 齒輪的強度計算和材料選擇 .25 4.3.1 齒輪損壞的原因和形式.25 4.3.2 齒輪的材料選擇.26 4.3.3 齒輪的強度計算.274.4 本章小結 .39第 5 章 變速器軸和軸承的設計計算.405.1 初選變速器軸的軸徑和軸長.405.2 軸的結構設計 .415.3 變速器軸的強度計算 .41IV 5.3.1 齒輪和軸上的受力計算 .41 5.3.2 軸的強度計算.42 5.3.3 軸的剛度計算.465.4 變速器軸承的選擇和校核.49 5.4.1 第一軸軸承的選擇和校核.49 5.4.2 第二軸軸承的選擇和校核.50 5.4.3 中間軸軸承的選擇和校核.515.5 本章小結 .52第 6 章 同步器和操縱機構的設計選用.536.1 同步器的設計選用 .53 6.1.1 鎖環(huán)式同步器.53 6.1.2 鎖銷式同步器.54 6.1.3 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定.55 6.1.4 同步器主要參數(shù)的確定.566.2 變速器操縱機構的設計選用 .58 6.2.1 變速器操縱機構的分類.58 6.2.2 變速器常用操縱機構分析.596.3 變速器箱體的設計 .606.4 本章小結 .61第 7 章 軸的有限元分析.627.1 有限元基本理論簡介 .627.2 有限元分析基本步驟 .627.3 變速器輸出軸的有限元分析的主要步驟 .637.4 本章小結 .68結 論.69參考文獻.70致 謝.71附 錄 A 外文文獻.72V附 錄 B 外文文獻的中文翻譯.740第 1 章 緒 論1.1 汽車變速器概述變速器用于轉變發(fā)動機曲軸的轉矩和轉速，以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，對驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要。用變速器轉變發(fā)動機轉矩、轉速的必要性在于內燃機轉矩-轉速變化特性的特點是具有相對小的對外部載荷改變的適應性1。變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內燃機的最低穩(wěn)定車速是難以達到的。變速器的倒擋使汽車能倒退行駛；其空擋使汽車在啟動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機和傳動系分離。變速器按其傳動比的改變方式可分為有級、無級和綜合式的。有級變速器按其前進擋的擋位數(shù)分為三、四、五擋和多擋的；而按其軸中心線的位置又可分為固定軸線式、旋轉軸線式和綜合式的。固定軸式變速器又分為兩軸式、三軸式和多軸式的。變速器按其操縱方式又可分為自動式、半自動式、預選式、指令式、直接操縱式和遠距離操縱式2。變速器的結構對汽車的動力性、經濟性、操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動機的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經濟性；采用自鎖及互鎖裝置，倒擋安全裝置，對接合齒采取倒錐齒側措施以及其他結構措施，可使操縱可靠，不跳擋、亂擋、自動脫擋和誤掛倒擋；采用同步器可使換擋輕便，無沖擊及噪聲；采用高齒、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低，降低噪聲水平已成為提高變速器質量和設計、工藝水平的關鍵。隨著汽車技術的發(fā)展，增力式同步器，雙、中間軸變速器，后置常嚙合傳動齒輪、短第二軸的變速器，各種自動、半自動以及電子控制的自動換擋機構等新結構也相繼問世。變速器多采用飛濺潤滑，重型汽車有時強制潤滑第一、二軸軸承等。變速器都裝有單向的通氣閥以防殼內空氣熱脹而漏油及潤滑油氧化。殼底放油塞多放置磁鐵以吸附油內鐵屑。1.2 汽車變速器設計的目的和意義現(xiàn)代汽車上廣泛采用內燃機作為動力源，其轉矩和轉速的變化范圍很小，而復雜的使用條件要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內變化。為解決這一矛盾，在傳動系統(tǒng)中設置了變速器，用來改變傳動比，擴大 畢業(yè)論文指導教師評分表 學生姓名 院系 汽車與交通工程 學院 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是■否 題目名稱 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 15 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 7 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計指導教師評分表 學生姓名 院系 汽車與交通工程 學院 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 HLJIT5-200變速器設計 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 20 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 10 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 8 科學素養(yǎng)、學習態(tài)度、紀律表現(xiàn)；畢業(yè)論文進度 10 得 分 X= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 工作態(tài)度： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 指導教師簽字： 年 月 日 畢業(yè)論文評閱人評分表 學生 姓名 專業(yè) 班級 指導教 師姓名 職稱 題目 評閱組或預答辯組成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 15 2 題目工作量；選題的理論意義或實際價值 10 3 查閱文獻資料能力；綜合運用知識能力 20 4 研究方案的設計能力；研究方法和手段的運用能力；外文應用能力 25 5 文題相符程度；寫作水平 15 6 寫作規(guī)范性；篇幅；成果的理論或實際價值；創(chuàng)新性 15 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 　 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)設計評閱人評分表 學生 姓名 專業(yè) 班級 指導教 師姓名 職稱 副教授 題目 　HLJIT5-200變速器設計 評閱組或預答辯組成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 價 項 目 滿分 得分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況；題目難易度 10 2 題目工作量；題目與工程實踐、社會實際、科研與實驗室建設等的結合程度 10 3 綜合運用知識能力（設計涉及學科范圍，內容深廣度及問題難易度）；應用文獻資料能力 15 4 設計（實驗）能力；計算能力（數(shù)據(jù)運算與處理能力）；外文應用能力 25 5 計算機應用能力；對實驗結果的分析能力（或綜合分析能力、技術經濟分析能力） 15 6 插圖（圖紙）質量；設計說明書撰寫水平；設計的實用性與科學性；創(chuàng)新性 20 7 設計規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等） 5 得 分 Y= 評 語：（參照上述評價項目給出評語，注意反映該論文的特點） 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 評閱人或預答辯組長簽字： 年 月 日 注：畢業(yè)設計（論文）評閱可以采用2名評閱教師評閱或集體評閱或預答辯等形式。 畢業(yè)論文答辯評分表 學生 姓名 專業(yè) 班級 指導 教師 職 稱 題目 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、理論意義或價值 10 2 研究方案的設計能力、研究方法和手段的運用能力、綜合運用知識的能力、應用文獻資料和外文的能力 20 3 論文撰寫水平、文題相符程度、寫作規(guī)范化程度、篇幅、成果的理論或實際價值、創(chuàng)新性 15 4 畢業(yè)論文答辯準備情況 5 5 畢業(yè)論文自述情況 20 6 畢業(yè)論文答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（研究方案、研究方法、正確性）： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計答辯評分表 學生 姓名 題目 HLJIT5-200變速器設計 答辯 時間 月 日 時 答辯組 成員姓名 出席 人數(shù) 序號 評 審 指 標 滿 分 得 分 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合程度，綜合訓練情況，題目難易度、工作量、與實際的結合程度 10 2 設計（實驗）能力、對實驗結果的分析能力、計算能力、綜合運用知識能力 10 3 應用文獻資料、計算機、外文的能力 10 4 設計說明書撰寫水平、圖紙質量，設計的規(guī)范化程度（設計欄目齊全合理、SI制的使用等）、實用性、科學性和創(chuàng)新性 15 5 畢業(yè)設計答辯準備情況 5 6 畢業(yè)設計自述情況 20 7 畢業(yè)設計答辯回答問題情況 30 總 分 Z= 答辯過程記錄、評語： 自述思路與表達能力：好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 回答問題： 正確□ 基本正確□ 基本不正確□ 不能回答所提問題□ 研究能力或設計能力：強□ 較強□ 一般□ 較弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 較大□ 適中□ 較少□ 很少□ 說明書規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 圖紙規(guī)范性： 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 成果質量（設計方案、設計方法、正確性） 好□ 較好□ 一般□ 較差□ 很差□ 其他： 　 答辯組長簽字： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）成績評定表 學生姓名 性別 男 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè) 班級 設計（論文）題目 HLJIT5-200變速器設計 平時成績評分（開題、中檢、出勤） 指導教師姓名 職稱 指導教師 評分（X） 評閱教師姓名 職稱 評閱教師 評分（Y） 答辯組組長 職稱 答辯組 評分（Z） 畢業(yè)設計（論文）成績 百分制 五級分制 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平時成績（開題、中檢、出勤）評分按十分制填寫，指導教師、評閱教師、答辯組評分按百分制填寫，畢業(yè)設計（論文）成績百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、評語中應當包括學生畢業(yè)設計（論文）選題質量、能力水平、設計（論文）水平、設計（論文）撰寫質量、學生在畢業(yè)設計（論文）實施或寫作過程中的學習態(tài)度及學生答辯情況等內容的評價。 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 HLJIT5-200變速器設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 院（系）、專業(yè)、班級 指導教師 崔宏耀 職 稱 副教授 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院、系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計、其它 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 系部 汽車與交通工程 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 否 題目名稱 HLJIT5-200變速器設計 一、設計（論文）目的、意義 為了往復活塞式發(fā)動機的工作特性，滿足消費者對汽車高性能、安全、可靠、舒適性的需求，所以對變速器的性能要求也更高?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用的往復活塞式內燃機具有體積小、質量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點，但其轉矩和轉速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內變化，因此，在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器，以達到減速增矩的目的。手動變速器有成本低、可靠性高、維護簡便的特點。 隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車變速器作為整車的一個關鍵部件，其產品的質量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對汽車后橋進行有效的優(yōu)化設計計算是非常必要的。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） 基本參數(shù) 驅動型式：4*2 總質量：2t 驅動橋滿載：1T; 最高車速90km/h 最大爬坡：30% 設計5檔三軸式變速器 設計的主要內容： （1）研究汽車機械變速器的組成、結構與設計； （2）建立有限元計算模型； （3）研究汽車機械變速器的載荷； （4）加載進行應力分析與結果分析； （5）對汽車機械變速器的結構參數(shù)進行優(yōu)化設計。 技術要求（研究方法）： （1）要求研究汽車有限元分析、優(yōu)化設計基本理論，并將其與機械制圖、機械設計、材料力學、計算機軟件等相關知識有機結合、熟練運用； （2）要求運用CAD/CAM/CAE軟件進行建模； （3）運用有限元分析軟件進行有限元靜力學分析，重點進行彎曲強度分析； （4）實現(xiàn)變速器參數(shù)的優(yōu)化設計。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 設計圖紙（合0號圖紙2.5張）； 設計說明書（2萬字左右）； 相關外文翻譯（1篇2千字左右）； 基于有限元分析軟件的輸出軸靜力學分析； 四、設計（論文）進度安排 （1）調研、資料收集、完成開題報告 第2周 （2）整體方案設計，完成結構示意圖（手繪）第3周 （3）結構設計計算，有限元分析，4-8周 （4）繪制設計圖9-12周 （5）編寫設計說明書13周 （6）畢業(yè)設計（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第16周 五、主要參考資料 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 系部 汽車工程系 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是√否 題目名稱 HLJIT5-200變速器設計 一、課題研究現(xiàn)狀,選題的目的、意義 1、目的和意義 隨著社會的快速發(fā)展和人們生活水平的迅速提高，汽車（尤其是轎車）作為一種必不可少的交通工具已走進千家萬戶?？傊嚬I(yè)的發(fā)展水平直接代表著一個國家基礎工業(yè)和國民經濟的實力。中國未來10年，經濟型轎車至少應翻一番。因此設計一種適合我國國情的經濟型轎車的變速器具有十分重要的意義，而且也符合全球對環(huán)境保護的要求，小排量低排放的經濟型轎車肯定是未來汽車的主力。 變速器是汽車的重要部件之一，主要是在汽車行進過程中改變傳動比，從而改變汽車的行駛速度和驅動輪上的轉矩，以適應變化的行駛條件；或利用倒檔實現(xiàn)汽車的倒向行駛；在發(fā)動機不熄火的情況下利用空擋中斷動力傳遞，便于汽車起動、怠速、換擋、和動力輸出。它由幾十個零件組成，零件之間的裝配關系復雜。因此變速器的設計需要較長的時間和反復的實驗。為了縮短設計周期和降低成本，基于CAD軟件平臺實現(xiàn)變速器的輔助設計是現(xiàn)代制造技術的必要手段。對于車輛工程專業(yè)的本科學生，通過本畢業(yè)設計可以充分復習所學知識，并能提高計算機及軟件使用水平，為以后的工作打下堅實基礎。 本設計的目的就是以我國現(xiàn)今發(fā)展情況探討開發(fā)一種適合我國國情、滿足家庭使用的中小型、經濟實用、發(fā)動機前置前驅動的一種變速器。 2、國內外研究現(xiàn)狀、發(fā)展，趨勢 距1894年，一個法國工程師給一輛汽車裝上世界上第一個變速器至今，汽車變速器已經經過了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分，是承擔放大發(fā)動機扭矩，配合引擎功扭特性，實現(xiàn)理想動力傳遞，從而適應各種路況實現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。如今,變速器的設計和制造廣泛采用CAD、CAE和CAM技術，這些計算機輔助技術不僅僅節(jié)省了在設計研究過程中的時間，更解決了在研發(fā)過程中的成本問題，各大汽車制造廠家也紛紛引進技術，使計算機應用到汽車生產研發(fā)的過程中去。在對汽車變速器的三維設計中,目前仍主要采用自底向上設計方法,即先對組成總成概念設計模型的零件進行詳細的幾何結構設計,然后再對其結構零件進行裝配。這種設計方法的缺陷是所開發(fā)的產品不僅缺乏整機設計標準和設計要求的繼承性, 而且在整個設計階段一些重要的產品設計信息、零部件信息沒有得到很好的建立和控制, 一旦發(fā)現(xiàn)問題修改起來相當困難。而工程技術人員通常的設計過程是一個由抽象到具體的逐步細化過程,是一個自頂層向底層的逐步分解細化和求解的過程。其中的結構設計一般是先設計裝配圖,再設計零件圖, 裝配圖和零件圖是相互關聯(lián)的。這種設計流程叫做自頂而下的設計。比如通過將虛擬樣機技術中軟件協(xié)同方法應用于虛擬裝配的研究中，實現(xiàn)了在產品的設計階段以較少的時間和精力進行虛擬裝配，并從靜態(tài)和動態(tài)兩方面對裝配結果進行了驗證，得到可靠的裝配檢查結果。從而減少虛擬樣機的建模時間，增加模型的可信度，提高產品質量，加快產品上市的時間，這種技術就是基于在計算機輔助設計、分析和制造的基礎上進行的研究。再如對具體的齒輪進行幾何精度計算設計完成后,在計算機輔助設計、分析和制造軟件中調用繪圖軟件進行自動繪圖,生成各級齒輪的平面二維圖形。所有圖形基本不需要任何修改即可用于生產。而且所有齒輪的參數(shù)、尺寸,包括技術要求均能在圖紙中自動標注,無須手工輸入。所以當今對汽車的設計很大程度上依賴于計算機的相關軟件。 由于對自動變速器良好性能的逐漸認識，用戶的需求量也越來越大，使國內汽車企業(yè)加快了對自動變速器的發(fā)展步伐。近幾年我國大量進口和合資生產的中高檔轎車中，據(jù)統(tǒng)計價格在14萬元以上的轎車絕大部分裝有自動變速器，這對自動變速器的設計制造、匹配與維修提出迫切要求，因此這就要求我們這些汽車專業(yè)人員對汽車自動變速器的結構和工作原理有較為深刻的了解和掌握。由于自動變速器結構復雜，專業(yè)技術要求高，僅靠傳統(tǒng)的理論學習方法很難保證對它的了解和掌握，需要一種適用于科研教育機構使用的自動變速器實驗設備，應用于教學實踐，可使學生自行操作、練習，既充分利用設備又能加深學生對相關知識的理解，使學生綜合運用知識的能力和技能得以提高。 二、設計（論文）的基本內容,擬解決的主要問題 (一) 主要研究內容 本課題的主要內容是研制開發(fā)中小型前輪驅動轎車變速器的方案和各系統(tǒng)的設計，計算和校對.結合國外汽車設計的一些先進技術和國內專家們做過的一些工作，對前驅動轎車變速器的設計給出了詳細的方法和較為合理的理論，本文主要預計做的工作包括以下幾方面： 1)總體方案分析 根據(jù)所開發(fā)車型的關鍵所在，要全面考慮所有方面，包括可行性、經濟性、安全性、舒適性、操縱穩(wěn)定性、平順性、動力性、高速性等一系列問題，才能使你開發(fā)出的車在市場上有競爭力，才能被人們所接受。 2) 變速器總體布置，確定系統(tǒng)的性能參數(shù) 總體方案出臺后，就要對變速器進行總體布置，確定各系統(tǒng)參數(shù)，根據(jù)各系統(tǒng)性能的需要開始設計各系統(tǒng)。 3)傳動系統(tǒng)的設計 傳動系統(tǒng)的布置和組成取決于發(fā)動機的結構形式、布置位置和車輛的驅動形式.因為該車型采用前置前驅動形式，發(fā)動機的動力通過離合器和變速器后輸出，并直接帶動前橋，這樣傳動系省去了一根傳動軸，同時離合器和變速器可以與發(fā)動機制成一體，從而使總體結構非常緊湊，這種結構的關鍵在于等速萬向節(jié)的設計與選取.本文對此加以探討，給出合理的設計原則。 4)變速器結構設計與計算 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在原地起步，爬坡，轉彎，加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機再最有利工況范圍內工作。變速器設有空擋和倒擋。需要時變速器還有動力輸出功能。變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。 (二）擬解決的主要問題 1）變速器的擋數(shù)，各擋傳動比的設計 2）齒輪，軸等零件的尺寸和參數(shù)設計 3）齒輪，軸等的強度校核 4）利用計算機繪制各零件圖及裝配圖 三、技術路線（研究方法） 調研和收集資料 確定變速器的設計方案 掌握變速器設計過程 根據(jù)整車要求確定汽車變速器的設計參數(shù) 計算變速器各項參數(shù)及關鍵齒輪及軸的強度校核 完成CAD裝配圖、零件圖 完成設計說明書 四、進度安排 （1）調研、資料收集、完成開題報告 第2周 （2）整體方案設計，完成結構示意圖（手繪）第3周 （3）結構設計計算，有限元分析，4-8周 （4）繪制設計圖9-12周 （5）編寫設計說明書13周 （6）畢業(yè)設計（論文）審核、修改 第14、15周 （7）畢業(yè)設計（論文）答辯準備及答辯 第16周 五、參考文獻 [1] 劉惟信．汽車設計[J]．清華大學出版社，2001，7 [2] 汽車工程師手冊．《汽車工程師手冊》編輯委員會[J]．人民交通出版社，2001，5 [3] 陳家瑞．汽車構造（下）[J]．機械工業(yè)出版社，2005，8． [4] 王望予．汽車設計 第四版[J]．機械工業(yè)出版社，2006，8． [5] 余志生．汽車理論[J]．機械工業(yè)出版社c：2006，5． [6] 周松鶴．工程力學．機械工業(yè)出版社，2004，8 [7] 濮良貴，紀名剛．機械設計[J]高等教育出版社：2001，6． [8]劉品,李哲．機械精度設計與檢測基礎[M].哈爾濱工業(yè)大學出版社，2005.1. [9]汪斌．汽車變速器技術的發(fā)展與展望 [J].汽車研究與開發(fā),2005. [10]趙桂范，鄭德林，郭巖．汽車設計[J].哈爾濱工業(yè)大學出版社，1994.6. [11]中外汽車構造圖冊(底盤分冊) [M]. 吉林科學技術出版社，1995.1. [12]中國第一汽車集團公司汽車產品構造圖冊. 人民交通出版社，1999.8 [13]sebulke a the two-mass flywheel-a torsional vibration damper for the power train of passenger carsstate of the art and further technical development (SAE870394).SAE transactions.1987:89-98 [14]Yasuo shimizu ,Toshitake kawai. Development of electric power steering . SAE paper no. 1994,15(3,4,5:243-254) 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 摘 要 本次設計的題目是 HLJIT5-200 變速器設計。變速器由變速器傳動機構和操縱機構組成，其基本功用是改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經常變化的行駛條件，同時使發(fā)動機在有利的工況下工作;在發(fā)動機曲軸旋轉方向不變的前提下使汽車能倒退行駛；利用空擋中斷動力傳遞，以使發(fā)動機能夠起動 、怠速，并便于變速器換擋或進行動力輸出。采用中間軸式變速器，該變速器具有兩個突出的優(yōu)點：一是其直接檔的傳動效率高，磨損及噪聲也最??；二是在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得較大的一檔傳動比。這臺變速器具有五個前進檔（包括一個超速檔五檔）和一個倒檔，并通過鎖環(huán)式同步器來實現(xiàn)換檔。本設計論述了變速器的總體結構，在設計中完成了各擋齒輪和軸的計算和校核及 CAD 繪圖等工作。關鍵詞：變速器，鎖環(huán)式同步器，傳動比，第二軸，齒輪 ABSTRACTThe design of the subject is Nissan HLJIT5-200 thestrals sharpness triaxial type transmission design. Transmission of transmission mechanism and manipulate the transmission mechanism, its basic function is changed, expand the rotation drive transmission torque and speed range, in order to adapt to the changing conditions, also make the engine driving in the favorable conditions work, In the engine crankshaft direction invariable under the premise of driving the car can reverse, Use neutral interrupt power to make the engine can start, idle, and facilitate transmission shift or power output.Using the transmission of transmission oart has two outstanding advantages: one is the direct transmission efficiency, the wear and tear of noise and minimum, The center distance of small gear cases can still get larger gear transmission. The transmission has five forward (including a overdrive five files) and one reverse, and through the lock ring type synchronizer to realize the shift. This design is discussed in the overall structure, design of the gear and finish the checking and calculating and axial CAD drawing, etc.Key Words：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Second axis, Gear目 錄摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 緒論.11.1 汽車變速器概述 .11.2 汽車變速器設計的目的和意義.11.3 汽車變速器國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .2 1.3.1 變速器國內外的現(xiàn)狀.2 1.3.2 汽車變速器的發(fā)展趨勢.31.4 手動變速器的特點和設計要求及內容 .3 1.4.1 手動變速器的特點.3 1.4.2 手動變速器的設計要求.4 1.4.3 設計的主要內容 .4第 2 章 變速器傳動機構布置方案確定.62.1 設計所依據(jù)的主要技術參數(shù).62.2 變速器傳動機構的結構分析和形式選擇 .6 2.2.1 兩軸式變速器的特點分析 .6 2.2.2 中間軸式變速器特點分析.7 2.2.3 倒擋布置方案分析.8 2.2.4 傳動機構布置的其他問題 .92.3 零部件結構方案分析 .9 2.3.1 齒輪形式.9 2.3.2 換擋機構形式.10 2.3.3 防止自動脫擋的結構.11 2.3.4 變速器軸承.112.4 本設計所采用的傳動機構布置方案 .112.5 本章小結 .12第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇和齒數(shù)分配.133.1 變速器各擋傳動比的確定 .13 3.1.1 變速器最低擋傳動比的確定.13 3.1.2 變速器其他各擋傳動比的確定.143.2 中心距的確定.143.3 變速器外形尺寸的初選.153.4 變速器齒輪參數(shù)的選擇 .15 3.4.1 模數(shù) .15 3.4.2 齒形、壓力角及螺旋角.16 3.4.3 齒寬.16 3.4.4 齒頂高系數(shù).173.5 變速器各擋齒輪齒數(shù)的分配 .17 3.5.1 確定一擋齒輪的齒數(shù).17 3.5.2 對中心距進行修正.18 3.5.3 確定常嚙合齒輪的齒數(shù).19 3.5.4 確定其他各擋齒輪的齒數(shù).203.6 本章小結 .23第 4 章 變速器齒輪的設計計算.244.1 變速器齒輪的幾何尺寸計算.244.2 計算變速器各軸的扭矩和轉速 .244.3 齒輪的強度計算和材料選擇 .25 4.3.1 齒輪損壞的原因和形式.25 4.3.2 齒輪的材料選擇.26 4.3.3 齒輪的強度計算.274.4 本章小結 .39第 5 章 變速器軸和軸承的設計計算.405.1 初選變速器軸的軸徑和軸長.405.2 軸的結構設計 .415.3 變速器軸的強度計算 .41 5.3.1 齒輪和軸上的受力計算 .41 5.3.2 軸的強度計算.42 5.3.3 軸的剛度計算.465.4 變速器軸承的選擇和校核.49 5.4.1 第一軸軸承的選擇和校核.49 5.4.2 第二軸軸承的選擇和校核.50 5.4.3 中間軸軸承的選擇和校核.515.5 本章小結 .52第 6 章 同步器和操縱機構的設計選用.536.1 同步器的設計選用 .53 6.1.1 鎖環(huán)式同步器.53 6.1.2 鎖銷式同步器.54 6.1.3 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定.55 6.1.4 同步器主要參數(shù)的確定.566.2 變速器操縱機構的設計選用 .58 6.2.1 變速器操縱機構的分類.58 6.2.2 變速器常用操縱機構分析.596.3 變速器箱體的設計 .606.4 本章小結 .61第 7 章 軸的有限元分析.627.1 有限元基本理論簡介 .627.2 有限元分析基本步驟 .627.3 變速器輸出軸的有限元分析的主要步驟 .637.4 本章小結 .68結 論.69參考文獻.70致 謝.71附 錄 A 外文文獻.72附 錄 B 外文文獻的中文翻譯.74