HLJIT8-1000變速器設(shè)計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 01339828或 11970985 I 摘 要 變速器用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速， 是汽車總成部件中的重要組成部分，是主要的傳動系統(tǒng)。變速器的結(jié)構(gòu)要求對汽車的動力性、燃料經(jīng)濟(jì)性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。 本文設(shè)計研究了中間軸式八擋手動變速器，其目的是基于機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計、知識的熟練運(yùn)用和掌握，并 利用 件繪制裝配圖和零件圖等 五 項內(nèi)容。 同時運(yùn)用汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計、材料力學(xué)、互換性測量等學(xué)科知識對中間軸式八檔變速器進(jìn)行設(shè)計。首先，本文將概述變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，介紹變 速器領(lǐng)域的最新發(fā)展?fàn)顩r。其次，對工作原理做了闡述，對不同的變速器傳動方案進(jìn)行比較，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行設(shè)計。再次，對變速器的各擋齒輪和軸以及軸承做了詳細(xì)的設(shè)計計算，并進(jìn)行了受力分析、強(qiáng)度和剛度校核計算 ,并為為這些元件選擇合適的工程材料及熱處理方法。對一些標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行了選型以及變速器的傳動方案設(shè)計。簡單講述了變速器中各部件材料的選擇。最后，本文將對變速器換檔過程中的重要部件 同步器以及操縱機(jī)構(gòu)進(jìn)行闡述，講述同步器的類型、工作原理、設(shè)計方法以及重要參數(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 變速器；傳動比；參數(shù)；設(shè)計計算；校核 買文檔就送您 01339828或 11970985 to on in of an of of of of a on of is on of of AD of At of of of on I a of of of in of I of a I do of of At I an in I an of of I so It be 文檔就送您 01339828或 11970985 目 錄 摘要 I 1 章 緒 論 1 車變速器概述 1 題研究現(xiàn)狀、設(shè)計的目的和意義 1 究現(xiàn)狀 1 計目的意義 2 車變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 2 速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容 3 第 2 章 變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案 5 5 構(gòu)工 藝性 5 速器的徑向尺寸 5 速器齒輪的壽命 5 速器的傳動效率 5 置方案 5 零、部件結(jié)構(gòu)方案分析 6 輪形式 6 擋機(jī)構(gòu)形式 7 動脫擋 7 章小結(jié) 8 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇及齒數(shù)的分配 9 9 數(shù) 9 9 9 11 12 買文檔就送您 01339828或 11970985 數(shù) 12 力角 13 13 寬 13 頂高系數(shù) 13 13 定五檔擋齒輪的齒數(shù) 14 定常嚙合傳動齒輪 16 定其他各擋的齒數(shù) 18 章小結(jié) 29 第 4 章 齒輪校核 30 30 30 31 齒彎曲強(qiáng)度計算 31 齒接觸應(yīng)力 35 章小結(jié) 41 第 5 章 變速器軸和軸承的設(shè)計計算 42 42 42 42 43 52 二軸軸承的選擇和校核 52 53 54 54 格劃分 55 55 行求解 56 看結(jié)果 57 買文檔就送您 01339828或 11970985 果分析 60 章小結(jié) 60 第 6 章 同步器和操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計及 選用 61 步器的設(shè)計 61 61 環(huán)式同步器 62 步器主要尺寸的確定 63 步器主要參數(shù)的確定 66 變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計 68 變速器操縱機(jī)構(gòu)的要求及分類 68 速器操縱機(jī)構(gòu)分析 69 速器箱體的設(shè)計 70 71 結(jié)論 72 參考文獻(xiàn) 74 附錄 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 01339828或 11970985 1 第 1 章 緒 論 車變速器概述 變速器用于改變發(fā)動機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下，滿足驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個性化、 智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設(shè)計一直是汽車設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機(jī)傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，同時使發(fā)動機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。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(nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定車速是難以達(dá)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(jī)、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機(jī)和傳動系分離。 變速器的結(jié)構(gòu)除了對汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性有影響同時對汽車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(jī)的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經(jīng)濟(jì)性；采用自鎖及互鎖裝置，倒擋安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不產(chǎn)生跳擋、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；采用斜齒輪、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低，不同的傳動比還可以使在其不同路面提高汽車的動力性和經(jīng)濟(jì)性，使汽車和發(fā)動機(jī)有良好的匹配性。 題研究 現(xiàn)狀、設(shè)計的目的 和意義 究現(xiàn)狀 重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，欲保證重型汽車具有良好的動力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性，則必須擴(kuò)大傳動 比范圍并增多檔數(shù)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)三軸式變速器的最大容量：檔位數(shù)一般最多蛤能布置到 6個前進(jìn)檔和一個倒檔，最大輸出扭矩約為 8400年來重型汽車需要更多檔位（ 8進(jìn)檔，需要爬行檔（最低檔）速比為 10然傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)變速器遠(yuǎn)不能滿足需求。而組合式機(jī)械變速器則能滿足上述要求。而組合式機(jī)械變速器則能滿足上述要求。而組合機(jī)械變速器的組成是在傳統(tǒng)變速器（稱主箱）后部（或前部）加裝一個副變速器（稱副箱，一般為兩檔），將主箱的檔位數(shù)增加一倍，所增加檔位的速比值增大到等于主箱速比和副箱速比的乘積，而齒輪對數(shù)小于檔 位數(shù)，因此箱體尺寸大為縮小，軸的長度減短，剛度增大，并且增大了變速器的容量 。 買文檔就送您 01339828或 11970985 2 計目的意義 重型貨車裝載數(shù)十噸的貨品，面對如此高的 “ 壓力 ” ，除了發(fā)動機(jī)需要強(qiáng)勁的動力之外，還需要變速器的全力協(xié)助。大家都知道一檔有 “ 勁 ” ，這樣在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動。特別是面對爬坡路段，它的特點顯露的非常明顯。而對于其他新型的變速器，雖然具有操作簡便等特性，但這些特點尚不具備。 從我國的具體情況來看，機(jī)械式變速器幾乎貫穿了整個中國的汽車發(fā)展歷史，資歷郊深的司機(jī)都是用機(jī)械式變速器的，他 們對機(jī)械式變速器的認(rèn)識程度是非常深刻的，如果讓他們改變常規(guī)的做法，這是不現(xiàn)實的 。 車變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。而 自動變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 目前，國內(nèi)變速器廠商都向著無級變速器和自動變速器方向發(fā)展，國內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎車已經(jīng)應(yīng)用上無級變速器，而重型多擋位汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開。 無級變速器又稱為連續(xù)變速式無級變速器 ( 。這種變速器與一般齒輪式自動變速器的最大區(qū)別，是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動，而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動。無級變速器結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)變速器簡單，體積更小，它既沒有手動變速器的眾多齒輪副，也沒有自動變速器復(fù)雜的行星齒輪組，主要靠主動輪、從動輪和傳動帶來實現(xiàn)速比的無級變化 在跨越了三個世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是 ,人們始終沒有放棄尋找實現(xiàn)理想汽車變速器的努力 ,各大汽車廠商對無級變速器 (現(xiàn)了極大的熱情，極度重視 進(jìn)程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標(biāo)。在今后，摩擦傳動 力傳動；電控機(jī)械式自動變速器 (稱 ；齒輪無級變速器（ 圍繞著汽車變速箱四個主要的研究方向。 齒輪無級變速器（ 是一種全新的設(shè)計思想，是利用齒輪傳動實現(xiàn)高效率、大功率的無 級變速傳動。 據(jù)最新消息：一種 齒輪無級變速裝置 (稱 已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗。 齒輪無級變速裝置 結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡單，只有不足 20種非標(biāo)零件， 51個零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動變速箱。預(yù)計今年進(jìn)行裝車試驗。 齒輪無級變速器的優(yōu)勢表現(xiàn)為： 買文檔就送您 01339828或 11970985 3 (1) 傳動功率大 200傳動功率是很容易達(dá)到的； (2) 傳動效率高 ， 90%以上的傳動效率是很容易達(dá)到的； (3) 結(jié)構(gòu)簡單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動變速箱的 1/10； (4) 對汽車而言，提高傳動效率，節(jié)油 20%； (5) 發(fā)動機(jī)在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對環(huán)境的破壞。 速器的特點和設(shè)計要求及內(nèi)容 在本次設(shè)計中，由于是對傳統(tǒng)的變速器進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計 ,在給定的發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及最高車速、發(fā)動機(jī)標(biāo)定功率等條件下，主要完成變速器機(jī)構(gòu)的設(shè)計，并繪制出變速器裝配圖及主要零件的零件圖。 在本設(shè)計中主要設(shè)計 是帶有主副變速箱的中間軸式八檔變速器。主箱是中間軸式四檔的變速器，采用鎖銷式同步器，最高檔位為直接檔 1。副箱采用一對直接檔齒輪傳動和一對減速檔齒輪傳動并采用鎖銷式同步器來改變傳動比 。從而使掛入副箱減速檔時或得通過減速齒輪后的四個減速檔位。 對于變速器的要求： （ 1）保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性； （ 2）設(shè)置空擋，用來切斷發(fā)動機(jī)動力向驅(qū)動輪的傳輸； （ 3）設(shè)置倒檔，使汽車能到推行駛； （ 4）設(shè)置動力輸出裝置，需要時能進(jìn)行功率 輸出； （ 5） 換擋迅速、省力、方便。工作可靠； （ 6） 汽車行駛過程中，變速器不得有跳檔、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） 變速器的工作噪聲要低。除此以外，變速器還應(yīng)當(dāng)滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小，制造成本低，維修方便等要求，滿足汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo) 。 速器設(shè)計的主要內(nèi)容： 本次設(shè)計主要是依據(jù) 給定的重型貨車 有關(guān)參數(shù)，通過 對 變速器各部分參數(shù)的選擇和計算，設(shè)計出一種基本符合要求的手動 8 檔 變速器。本文主要完成下面一些主要工作 ： 1、參數(shù)計算。包括變速器傳動比計算、 中心距計算、齒輪參數(shù)計算、各 檔 齒輪齒數(shù)的分配； 2、變速器齒輪設(shè)計計算。變速器齒輪幾何尺寸計算；變速器齒輪的強(qiáng)度計算及材料選擇；計算各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速；齒輪強(qiáng)度計算及檢驗； 買文檔就送您 01339828或 11970985 4 3、變速器軸設(shè)計計算。包括各軸直徑及長度計算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計、軸的強(qiáng)度計算、軸的加工工藝分析； 4、變速器軸承的選擇及校核； 5、同步器的設(shè)計選用和參數(shù)選擇； 6、變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計選用； 7、變速器箱體的 結(jié)構(gòu)設(shè)計 設(shè)計。 買文檔就送您 01339828或 11970985 5 第 2 章 變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案 構(gòu)工藝性 兩軸式變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體，當(dāng)發(fā)動機(jī)縱置時，主減速器可用螺旋圓錐齒輪或雙曲面齒輪，而當(dāng)發(fā)動機(jī)橫置時用圓柱齒輪，因而簡化了制造工藝。 速器的徑向尺寸 兩軸式變速器的前進(jìn)擋均為一對齒輪副，而中間軸式變速器則有二對齒輪副。因此，對于相同的傳動比要求，中間軸式變速器的徑向尺寸可以比兩軸式變速器小得多。 速器齒輪的壽命 兩軸式變速器的低擋齒輪副，大小相差懸殊，小齒輪工作次數(shù)比大齒輪要高的多，因此，小齒輪的壽命比大齒輪的短。中間軸式變速器的各前進(jìn) 擋，均為常嚙合斜齒輪傳動，大小齒輪的徑向尺寸相差較小，因此壽命較接近。在直接擋時，齒輪只空轉(zhuǎn)，不影響齒輪壽命。 速器的傳動效率 兩軸式變速器，雖然可以有等于 1 的傳動比，但仍要有一對齒輪傳動，因而有功率損失。而中間軸式變速器，可將輸入軸和輸出軸直接相連，得到直接擋，因而傳動效率較高，磨損小，噪聲也較小。 轎車，尤其是微型汽車，采用兩軸式變速器比較多，而中、重型載貨汽車則多采用中間軸式變速器。因此設(shè)計的變速器采用中間軸式 6。 倒擋布置應(yīng)注意以下幾點： （ 1）倒擋齒輪在非工 作位置時，不得與第二軸的齒輪有嚙合現(xiàn)象； （ 2）換入倒擋時不得與其他齒輪發(fā)生干涉； （ 3）倒擋軸在變速器殼體上的支承不得與與中間軸的齒輪相碰。 圖 圖 圖 買文檔就送您 01339828或 11970985 6 (a) 小客車常用 (b) 直齒滑動嚙合四擋 (c) 多數(shù)五擋采用 (d) (e) 前進(jìn)擋常嚙合 (f) 前進(jìn)擋常嚙合 (g) 一、倒擋各用一跟撥叉軸 圖 布置方案 圖 圖 于所有前進(jìn)檔都是常嚙合的變速器上。圖 是用于所有前進(jìn)檔都是常嚙合的變速器上 . 為了充分利用空間，縮短變速器的軸向長度，有的貨車倒擋傳動采用圖 點是一、倒擋須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 倒檔結(jié)構(gòu)方案的選擇，應(yīng)根據(jù)其它檔布置情況。力求位置合理并縮短變速器的軸向長度。綜合以上幾種變速器倒擋布置方案，選擇圖 7。 零、部件結(jié)構(gòu)方案分 析 輪形式 變速器用齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。 與直齒圓柱齒輪比較 ，斜齒圓柱齒輪有使用壽命長、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、工作噪聲低等優(yōu)點；缺點是制造時稍有復(fù)雜，工作時有軸向力，這對軸承不利。變速器中的常嚙合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低擋和倒擋。一擋、二擋和倒擋齒輪用直齒，其他擋齒輪用斜齒輪。 （ a） 直齒滑動齒輪換擋 （ b）嚙合套換擋 （ c）同步器換擋 圖 擋機(jī)構(gòu)形式 買文檔就送您 01339828或 11970985 7 擋機(jī)構(gòu)形式 如圖 合套和同步器換擋三種形式。 直齒滑動齒輪換擋要求駕 駛員有熟練的操作技術(shù)（如兩腳離合器）才能使換擋時齒輪無沖擊；換擋行程長，換擋瞬間駕駛員注意力被分散，又影響行駛安全。因此，盡管這種換擋方式結(jié)構(gòu)簡單，制造、拆裝與維修工作皆容易，并能減小變速器旋轉(zhuǎn)部分的慣性力矩，但除一擋、倒擋已很少使用。 嚙合套換擋不能消除換擋沖擊，而且要求駕駛員有熟練的操作技術(shù)。此外，因增設(shè)了嚙合套和常嚙合齒輪，使變速器旋轉(zhuǎn)部分的總慣性力矩增大。因此，目前這種換擋方法只在某些要求不高的擋位及重型貨車變速器上應(yīng)用。 使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換擋，而與操作技術(shù)的熟練程度無關(guān)，從而提 高了汽車的加速性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。同上述兩種換擋方法比較，雖然它有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造精度要求高、軸向尺寸大等缺點，但仍然得到廣泛應(yīng)用。 動脫擋 由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動等原因，都會導(dǎo)致自動脫擋。為解決這個問題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種： (a) 接合齒位置錯開 (b) 齒厚切薄 (c) 工作面加工成倒錐角 圖 止自動脫擋的措施 （ 1）將兩接合齒的嚙合位置錯開，如圖 示。這樣在嚙合時，使接合齒端部超過被接合齒的 1 3用中兩齒接觸部分受到擠壓同時磨損，并在接合齒端部形成凸肩，可用來阻止接合齒自動脫擋。 （ 2）將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切薄（切下 這樣，換擋后嚙合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動脫擋，如圖 （ 3）將接合齒的工作面設(shè)計并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜 2 3 ），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動脫擋的軸向力，如圖 c）所示。這種方案比較有效，應(yīng)買文檔就送您 01339828或 11970985 8 用較多。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計并加工成臺階形狀，也具有相同的阻止自動脫擋的效果 。 章小 結(jié) 本章首先對比了兩軸式和中間軸式的優(yōu)、缺點，由于中間軸式變速器的結(jié)構(gòu)工藝性、變速器徑向尺寸、變速器齒輪的壽命、變速器傳動效率好于兩軸式 ,因此設(shè)計的變速器選擇中間軸式；接著本章確定了倒擋布置方案；然后對零部件的結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了分析，即對齒輪及換擋機(jī)構(gòu)的形式進(jìn)行了分析；最后對倒擋的布置方案以及防止自動脫擋進(jìn)行了設(shè)計。 買文檔就送您 01339828或 11970985 9 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇及齒數(shù)的分配 述 滿足汽車必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的擋數(shù)、傳動比范圍和各擋傳動比有關(guān)。汽車工作的道路條件 越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。 表 本參數(shù) 數(shù) 近年來，為了降低油耗，變速器的擋數(shù)有增加的趨勢。目前，乘用車一般用 4 5個擋位的變速器。發(fā)動機(jī)排量大的乘用車變速器多用 5個擋。商用車變速器采用 4 5個擋或多擋。載質(zhì)量在 貨車采用五擋變速器，載質(zhì) 量在 貨車采用六擋變速器。多擋變速器多用于總質(zhì)量大些的貨車和越野汽車上。本設(shè)計采用八擋變速器。 動比范圍 變速器傳動比是指變速器最高擋與最低擋傳動比的比值。目前乘用車的傳動比范圍在 質(zhì)量輕些的商用車在 他商用車則更大。 速器各擋傳動比的確定 初選傳動比： 設(shè) 8擋為直接擋，則 1最高 車速 最大爬坡度 最大 功率 最大 扭矩 輪胎 變速器擋數(shù) 160000km/h 30% 191 買文檔就送您 01339828或 11970985 10 0m a x 377.0 (式中： 最高車速 發(fā)動機(jī)最大功率轉(zhuǎn)速 r 車輪半徑 變速器最小傳動比 0i 主減速器傳動比 m a xm a x 9549 （轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù) = 所以， m rn p 由上述兩兩式取200 r/a xm 雙曲面主減速器，當(dāng) 60 90 % 重型商用車1 96g %， 000000 最大傳動比1 滿足最大爬坡度。 根據(jù)汽車行駛方程式 20e m a x (汽車以一擋在無風(fēng)、瀝青混凝土干路面行駛，公式簡化為 s in c o m a x g ( 即， 0m a o s (買文檔就送您 01339828或 11970985 11 式中： G 作用在汽車上的重力， ， m 汽車質(zhì)量， g 重力加速度， 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩， 0i 主減速器傳動比，0i= 傳動系效率， T = r 車輪半徑， r = f 滾動阻力系數(shù)，對于貨車取 f = 爬坡度，取 = 計算得 滿足附著條件。 201e m a x r 在瀝青混凝土干路面， ，取 即 傳動比大于 10取1他各擋傳動比的確定： 按等比級數(shù)原則， 式中： q 常數(shù)，也就是各擋之間的公比；因此，各擋的傳動比為： 所以其他各擋傳動比為： 1 25 心距 A 初選中心距時，可根據(jù)下述經(jīng)驗公式 買文檔就送您 01339828