三軸五檔變速器設(shè)計說明書

1、三軸五檔變速器設(shè)計說明書.高級轎車三軸五檔手動機械式變速器目錄一、設(shè)計任務書 (4) TOC o 1-5 h z 二、機械式變速器的概述及總體方案論證(4)變速器的功用、要求、發(fā)動機布置形式分析 (4)變速器傳動機構(gòu)布置方案 (5)傳動機構(gòu)布置方案分析 (5)倒擋布置方案(7)變速器零部件結(jié)構(gòu)方案分析(8)三、變速器主要參數(shù)的選擇與主要零件的設(shè)計(11)變速器主要參數(shù)選擇 (11)檔數(shù)與傳動比 (13)中心距 (14)外形尺寸(14)齒輪參數(shù)(15)各檔齒輪齒數(shù)的分配(15)確定一檔齒輪的齒數(shù)(15)確定常嚙合齒輪副的齒數(shù)(16)確定其他檔位的齒數(shù)(18)確定倒擋齒輪的齒數(shù)(18)齒輪變位系數(shù)

2、的選擇 (19) TOC o 1-5 h z 四、變速器齒輪的強度計算與材料的選擇(22)齒輪的損壞原因及形式(22)齒輪的強度計算與校核(22)齒輪彎曲強度計算(23)齒輪接觸應力 (24)五、變速器軸的強度計算與校核(26)變速器軸的結(jié)構(gòu)和尺寸 (26)軸的結(jié)構(gòu) (26)確定軸的尺寸 (26)軸的校核 (27) TOC o 1-5 h z 第一軸的強度與剛度校核(28)第二軸的校核計算(29)六、變速器同步器的設(shè)計及操縱機構(gòu) (30)同步器的結(jié)構(gòu)(31)同步環(huán)主要參數(shù)的確定(33)變速器的操縱機構(gòu) (35)一、設(shè)計任務書某款四座高級轎車整備質(zhì)量1458kg ，擬設(shè)計最高車速203km?h-

3、1 ，最大功率124kW ，對應轉(zhuǎn)速6000r/min ；最大轉(zhuǎn)矩 226N?m ，對應轉(zhuǎn)速4000r/min ，前后輪胎尺寸均為205/60 R16 。第四組1 ）畫出手動機械式變速器的總裝配圖（ 0 號圖紙） ；2 ）畫出所有手動機械式變速器零部件圖紙（需要標注裝配尺寸、配合公差與明細欄，撰寫裝配技術(shù)要求等） ； （ 0/1/2/3號圖紙）3 ）選取、設(shè)計和確定手動機械式變速器各零部件結(jié)構(gòu)、尺寸等，能實現(xiàn)所設(shè)計零部件的相關(guān)功能要求；4 ）校核手動機械式變速器的關(guān)鍵零部件；5 ）設(shè)計說明書一份（ 5000 字左右）二、機械式變速器的概述及總體方案論證變速器的功用、要求、發(fā)動機布置形式分析變速

4、器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速， 目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)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)動機在最有利的工況圍工作。 變速器設(shè)有空檔， 可在啟動發(fā)動機、 汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅(qū)動輪傳輸。 變速器設(shè)有倒擋， 使汽車獲得倒退行駛能力。需要時，變速器還有動力輸出功能。變速器設(shè)計應該滿足以下基本要求：1 ）具有正確的檔數(shù)和傳動比，保證汽車有需要的動力性和經(jīng)濟性指標；2 ）有空檔和倒檔，使發(fā)動機可以與驅(qū)動輪長期分離，使汽車能倒車；3 ）換檔迅速、省力，以便縮短加速時間并提高汽車動力性（自動、半自動和電子操縱機構(gòu)） ；4 ）工作可靠。汽車行駛中

5、，變速器不得跳擋、亂擋以及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生； （ 5 ） 應設(shè)置動力輸出裝置， 以便必要時進行功率輸出；6 ） 效率高、 噪聲低、 體積小、 重量輕便于制造、 成本低。變速器是由變速傳動機構(gòu)和操縱機構(gòu)組成。 根據(jù)前進檔數(shù)的不同，變速器有三、四、五和多擋幾種。根據(jù)軸的不同類型，分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩大類。 而前者又分為兩軸式、 中間軸式和多中間軸式變速器。相比于經(jīng)濟型轎車， 高級轎車更加追求汽車性能。 發(fā)動機縱置具有以下特點： （ 1 ）為復雜的前懸架騰出足夠的布置空間2 ）均衡軸荷，減輕前橋軸荷3 ）體積龐大的大排量發(fā)動機只能縱置4 ）修長的車頭有非凡的魅力因此高級轎車普遍采納發(fā)動機縱置、

6、 前置后驅(qū)的形式。 而中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機后置后輪驅(qū)動的客車上。因此本設(shè)計采納中間軸式機械變速器。根據(jù)給出的設(shè)計條件和發(fā)動機布置形式的分析， 變速器具體的參數(shù)說明如下：變速器傳動機構(gòu)布置方案分析傳動機構(gòu)布置方案分析有級變速器與無級變速器相比， 其結(jié)構(gòu)簡單、 制造低廉， 具 有高的傳動效率（刀=0.960.98）,因此在各類汽車上均得到廣泛的應用。設(shè)計時首先應根據(jù)汽車的使用條件及要求確定變速器的傳動比圍、 檔位數(shù)及各檔的傳動比， 因為它們對汽車的動力性與燃 料經(jīng)濟性都有重要的直接影響。傳動比圍是變速器低檔傳動比與高檔傳動比的比值。 汽車行駛的道路狀況愈多樣， 發(fā)動機

7、的功率與汽車質(zhì)量之比愈小， 則變速器的傳動比圍應愈大。目前，轎車變速器的傳動比圍為3.04.5 ；一般用途的貨車和輕型以上的客車為 5.08.0 ；越野車與牽引車為10.020.0 。通常，有級變速器具有 3 、 4 、 5 個前進檔；重型載貨汽車和重型越野汽車則采納多檔變速器， 其前進檔位數(shù)多達616 個甚至 20 個。變速器檔位數(shù)的增多可提高發(fā)動機的功率利用效率、 汽車的燃料經(jīng)濟性及平均車速， 從而可提高汽車的運輸效率， 降低運輸成本。 但采納手動的機械式操縱機構(gòu)時， 要實現(xiàn)迅速、 無聲換檔，對于多于 5 個前進檔的變速器來說是困難的。 因此， 直接操縱式變速器檔位數(shù)的上限為 5 檔。多于

8、 5 個前進檔將使操縱機構(gòu)復雜化， 或者需要加裝具有獨立操縱機構(gòu)的副變速器， 后者僅用于一定行駛工況。某些轎車和貨車的變速器， 采納僅在好路和空載行駛時才使用的超速檔。采納傳動比小于1 ( 0.70.8 )的超速檔，可以更充分地利用發(fā)動機功率，降低單位行駛里程的發(fā)動機曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會減少發(fā)動機的磨損，降低燃料消耗。 但與傳動比為 1 的直接檔比較， 采納超速檔會降低傳動效率。有級變速器的傳動效率與所選用的傳動方案有關(guān)， 包括傳遞動力的齒輪副數(shù)目、轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤滑系統(tǒng)的有效性、齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、剛度等。三軸式變速器得到的最廣泛的應用。三軸式變速器第一軸的常嚙合齒輪與第二軸

9、的各檔齒輪分別與中間軸的相應齒輪相嚙合，且第一、第二軸同心。將第一、第二軸直接連接起來傳遞扭矩則稱為直接檔。 此時， 齒輪、軸承及中間軸均不承載，而第一、第二軸也傳遞轉(zhuǎn)矩。因此，直接檔的傳遞效率高， 磨損及噪音也最小， 這是三軸式變速器的主要優(yōu)點。其他前進檔需依次經(jīng)過兩對齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩。因此。 在齒輪中心距 (影響變速器尺寸的重要參數(shù)) 較小的情況下仍然可以獲得大的一檔傳動比，這是三軸式變速器的另一優(yōu)點。 其缺點是： 除直接檔外其他各檔的傳動效率有所下降。有級變速器結(jié)構(gòu)的進展趨勢是增多常嚙合齒輪副的數(shù)目， 從而可采納斜齒輪。后者比直齒輪有更長的壽命、更低的噪聲，雖然其制造稍復雜些且在工作中有軸向

10、力。因此，在變速器中，除低檔及倒檔外，直齒圓柱齒輪已經(jīng)被斜齒圓柱齒輪所代替。圖 2-1 所示方案， 除一， 倒檔用直齒滑動齒輪換檔外， 其余各檔為常嚙合齒輪傳動。圖2-4b 、 c 、 d 所示方案的各前進檔，均用常嚙合齒輪傳動； 圖 2-4d 所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體， 這樣布置除可以提高軸的剛度， 減少齒輪磨損和降低工作噪聲外， 還可以在不需要超速檔的條件下，很容易形成一個只有四個前進檔的變速器。圖 2-1 中間軸式五檔變速器傳動方案以上各種方案中， 凡采納常嚙合齒輪傳動的檔位， 其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。 同一變速器中， 有的檔位用同步器換檔， 有的檔位用嚙合套換檔， 那么一定是檔位高的用同步器換檔，檔位低的用嚙合套換檔。變速器用圖 2-1c 所示的多支承結(jié)構(gòu)方案， 能提高軸的剛度。這時， 如用在軸平面上可分開的殼體， 就能較好地解決軸和齒輪等零部件裝配困難的問題。圖 2-1c 所示方案的高檔從動齒輪處于懸臂狀態(tài)， 同時一檔和