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越野乘用車變速器設(shè)計(jì)
摘要
汽車變速器是汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部分，主要作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的矩經(jīng)過改變后傳遞給主減速器。改變傳動(dòng)比擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速范圍，來適應(yīng)不同的行駛條件。設(shè)置空檔用來中斷動(dòng)力傳遞，設(shè)置倒檔，使汽車能夠倒退行駛。
文中闡述越野乘用車的變速器設(shè)計(jì)，是依據(jù)現(xiàn)有生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)車型的變速器作為設(shè)原型，在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、最大爬坡度等條件下，自己獨(dú)立設(shè)計(jì)出符合要求的中間軸式五檔變速器。其中本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是根據(jù)已知參數(shù)進(jìn)行各檔位齒輪參數(shù)的選擇、二軸及中間軸的選擇計(jì)算、軸承的選擇以及各零件的設(shè)計(jì)計(jì)算與校核。
文中對變速器的主要參數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證，包括齒輪強(qiáng)度的校核、變速器軸度和剛度的校核、軸承壽命的驗(yàn)算等。計(jì)算結(jié)果表明整體性能滿足要求。
關(guān)鍵詞：變速器；中間軸；傳動(dòng)比；齒輪
Abstract
Auto transmission is the main component of the transmission agent， it’s main effect is to transfer the torque from engine to the primary retarder， and in which process the torque is changed， is to expand the scope and speed to adapt different driving conditions by changing gear ratio. We set up the neutral position to interrupt the power transmission， set up the reverse position， so the vehicle can drive back.
This paper elaborates on the transmission design of Light Truck CA1050， Which use the existing production as a design prototype. It have finished an independent design to meet the requirements of the three-axle five positioned transmission， in the condition of given engine output torque and rotate speed.，vehicle maximum speed and highest gradient. In the design， the major content is the choice and determine of every position ratio， the choice of gear parameters， the choice and the calculate of the intermediate axle and the output axle， the choice of bearings， basing on the known parameters.
The main parameters of transmission have been checked， including the strength of geares， the transmission shafts’ strength and stiffness ， bearing life. The results show that the whole performance meet the requirement
Key words Transmission; Intermediate Axle; Design ;Gear ratio; Gear
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 變速器概述 1
1.2 變速器的種類 2
1.3 國內(nèi)外研究狀況和發(fā)展方向 3
第2章 傳動(dòng)方案及零部件結(jié)構(gòu)分析 5
2.1 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 5
2.1.1總體結(jié)構(gòu)選定 5
2.1.2 倒檔布置方案 8
2.1.3 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 8
第3章 變速器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算 12
3.1 參數(shù)要求 12
3.2 中心距A的確定 12
3.3 外形尺寸的初選 12
3.4 齒輪參數(shù)選擇 13
3.4.1模數(shù) 13
3.4.2壓力角α 14
3.4.3 螺旋角β 14
3.4.4尺寬b 15
3.5 各擋齒輪齒數(shù)分配 15
3.5.1最低檔傳動(dòng)比計(jì)算 16
3.5.2對中心距A進(jìn)行修正 16
3.5.3 一檔齒輪齒數(shù)的確定 17
3.5.4 二檔齒數(shù)的確定 17
3.5.5 倒檔齒數(shù)的確定 18
第4章 齒輪與軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 19
4.1 齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算 19
4.1.1齒輪材料的選擇原則 19
4.1.2各軸的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 19
4.1.3齒輪強(qiáng)度計(jì)算 20
4.2 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 25
4.2.1 軸的工藝要求 25
4.2.2 初選軸的直徑 25
4.2.3軸最小直徑的確定 26
4.2.4軸的強(qiáng)度計(jì)算 27
4.3.1一軸軸承的選擇與校核 30
4.3.2中間軸軸承的選擇與校核 32
第5章 變速器同步器及操縱機(jī)構(gòu)的選擇 33
5.1 同步器 33
5.1.1同步器工作原理 33
5.1.2慣性同步器 33
5.2 操縱機(jī)構(gòu)的選擇 35
5.2.1概述 35
5.2.2典型操縱換檔機(jī)構(gòu) 35
5.3 變速器殼體的設(shè)計(jì) 36
結(jié) 論 38
致 謝 39
參考文獻(xiàn) 40
1
第1章 緒論
1.1 變速器概述
變速器作為傳遞力和改變汽車車速的主要裝置，現(xiàn)在對其操縱的方便性和檔位數(shù)方面的要求愈來愈高。目前，四、五檔特別是五檔的變速器的用量有日漸增加的趨勢。同時(shí)，六擋變速器的裝車率也在上升。
變速器是用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種路障的不同條件下對驅(qū)動(dòng)車輪牽引力級(jí)車速不同要求的汽車總成。設(shè)置變速器的目的是在各種行駛狀況下，是汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工作范圍內(nèi)工作。因此它的性能直接影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。
我們知道，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下能夠達(dá)到最好的狀態(tài)，此時(shí)發(fā)出的功率你較大，燃油經(jīng)濟(jì)性也比較好。因此，我們希望發(fā)動(dòng)機(jī)總能在其最佳狀態(tài)下工作。但是，汽車在實(shí)際使用中還是需要有不同的速度，這樣就產(chǎn)生了矛盾。這個(gè)矛盾需要通過變速器來解決。
變速器的作用用一句話來概括就是變速變扭，即減速增扭或增速減扭。為什么減速可以增扭，而增速又要減扭呢？在相同情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率是不變的，功率可以表示為N=ωT，其中ω是傳動(dòng)角速度，T是扭矩。當(dāng)N固定的時(shí)候，ω和T是成反比的。所以減速必增扭，反之亦然。汽車變速器的就是根據(jù)變速器變速變扭的原理，分成各個(gè)檔位對應(yīng)不同的傳動(dòng)比，以適應(yīng)不同的運(yùn)行狀況。
那么變速器的具體作用是什么？
1）改變傳動(dòng)比，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的形式條件、如起步、加速、上坡等，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)在最有利的情況下工作；
2）在發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，是汽車能倒退行駛；
3）利用空擋，中斷動(dòng)力傳遞，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠啟動(dòng)、怠速，并是變速器便于換擋或進(jìn)行動(dòng)力輸出。必要時(shí)變速器還有動(dòng)力輸出功能。
對于變速器提出如下基本要求：
1）保證汽車有必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性
2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)向驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳輸
3）設(shè)置倒檔，使汽車能倒退行駛
4）設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出
5）換擋迅速、省力、方便
6）工作可靠。汽車在行駛過程中，變速器不得有跳擋、亂檔以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生
7）變速器應(yīng)當(dāng)有高的工作效率
8）變速器的工作噪聲低
此外，變速器還要滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小、制造成本低、拆裝容易和維修方便等要求。