基于整車(chē)匹配的汽車(chē)變速器總體設(shè)計(jì)及整車(chē)動(dòng)力性計(jì)算

基于整車(chē)匹配的汽車(chē)變速器總體設(shè)計(jì)及整車(chē)動(dòng)力性計(jì)算院(部)：機(jī)電工程學(xué)院之一。盡管近年來(lái)，自動(dòng)變速器和市場(chǎng)地位的手動(dòng)變速器產(chǎn)生很大沖有以下優(yōu)點(diǎn)：1.手動(dòng)變速器技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了幾十年，制造技術(shù)更加成熟，長(zhǎng)期處于主導(dǎo)變速器市場(chǎng)的地位，各方面技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期市場(chǎng)考驗(yàn)，通過(guò)逐步積累，技高，理論上比自動(dòng)變速器更省油。3.手動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造工藝成熟，市場(chǎng)需求大，能夠產(chǎn)生生產(chǎn)規(guī)模廉。4.維修方便，維修成本便宜。5.可以給汽車(chē)駕駛愛(ài)好者帶來(lái)更多的操控快感。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下.特別是當(dāng)前國(guó)家對(duì)汽車(chē)變速器產(chǎn)品還拿不出完整規(guī)劃的情況下.尋求引進(jìn)更先進(jìn)的汽車(chē)變速器,改進(jìn)現(xiàn)有的變速器,從市場(chǎng)廣度開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)樯畈拍苤鸩娇s短同世界先進(jìn)技術(shù)水平的差距。基于整車(chē)匹配的變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展各種車(chē)輛的用途不同，對(duì)變速器的要求也各異，所謂變速器與車(chē)輛匹配，即是為滿足一定需要和使用性能的車(chē)輛配置一臺(tái)水平相當(dāng)、技術(shù)性合理、與車(chē)安裝和使用既方便又經(jīng)濟(jì)合算的變速器。變速的市場(chǎng)狀況和發(fā)展來(lái)看,全世界的各大廠商都對(duì)提高AT尚未解決的難題之一。目前世界上裝車(chē)較多的汽車(chē)變速器是手動(dòng)變速器、電液力自動(dòng)變速器、金屬帶鏈?zhǔn)綗o(wú)級(jí)變速器、電控機(jī)械式自動(dòng)變速器、雙離合勢(shì),但其中金屬分子間的內(nèi)摩擦和油液分子與各工作輪葉片表面間的摩擦所消耗的部分能量還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高及維修難度大等較明顯產(chǎn)出的變速器在使用時(shí)無(wú)法做到很好的與汽車(chē)動(dòng)力性相匹配，使汽車(chē)整體性能要我們好好努力才行。車(chē)變速器市場(chǎng)的需求量將繼續(xù)持續(xù)增長(zhǎng)。速器總體設(shè)計(jì)及整車(chē)動(dòng)力性計(jì)算?3.8445(10)4 發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速????=600?/???,最高轉(zhuǎn)速????=4000r/min。??=0.85空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積=2.77?2f=??=0.218????2?兩前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??1=1.798????2四后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量??2=3.598????2主減速器傳動(dòng)比?0=5.83軸距L=質(zhì)心至前軸距離(滿載)a=質(zhì)心高關(guān)鍵總成，其主要的功能是改變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸駛以及克服各種道路障礙時(shí)對(duì)驅(qū)的響，為保證變速器具有良好的工作性能，對(duì)變速器應(yīng)提出如下設(shè)計(jì)要求：的最高車(chē)速、汽車(chē)的最大爬坡度和汽車(chē)的最大加速此，確定變速器的傳動(dòng)比。再通過(guò)VB編寫(xiě)程序仿真以實(shí)現(xiàn)基于整車(chē)匹配性的性要求。同時(shí)通過(guò)變速器的設(shè)計(jì)，變速器只能選用有級(jí)變速器。由于機(jī)械式單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，所以采用械式變速器中常用的為固定軸式變速器，而在固定軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)上，中間軸式變速器多寸小和容易聲增大，且易損壞。而且受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的同時(shí)能夠避免斜齒輪滑動(dòng)換擋當(dāng)布置在靠近軸的支承處，以減少軸的保證容易裝配。倒擋的傳動(dòng)比雖然與一間非常短，從這點(diǎn)出發(fā)有些方案將一擋軸輪齒端面產(chǎn)生沖擊，齒輪端部磨損加劇并過(guò)早損承緊、裝配麻煩、磨損后軸易歪斜而影響齒發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速????=600/???,最高轉(zhuǎn)速????=4000r/min4(3-1)大驅(qū)???????????????1?0??=??cos?+??????? ?≥?(?cos????+sin????)??1???????0?? 、坡度阻力、加下方程式來(lái)描述汽車(chē)在行駛中遇到的阻力：?=???=??+??+??2+??21.15??? 公式變?yōu)???21.15??=??+?21.15? 即?21.15???????0??=??+????21.15????=0.377????0 所以帶入數(shù)據(jù)可解得?5=0.93?=102.05??/?????擋，設(shè)定變速器的四擋為直接擋，其余中間擋的傳動(dòng)比然后根據(jù)各擋的使用頻率調(diào)節(jié)傳動(dòng)比，如此便于換擋操作，則等比級(jí)數(shù)為：q=3√=31.68 ?=4.73?=2.82?=1.68?=1?=0.9312345A=??3√????????1?? A????中心距系數(shù)，貨車(chē)取?=8.6~???????????????1?1??變速器傳動(dòng)效率?變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒擋中間(過(guò)渡)齒輪和換向尺寸可參考下列數(shù)據(jù)選用： ()A ()A ()A寸L=3×A=3×84=252mm (1)為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬； (2)為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬； (3)從工藝方面考慮，各擋齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)； (4)從強(qiáng)度方面考慮，各擋齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。所選模數(shù)車(chē)車(chē)型表3-2汽車(chē)變速器常用的齒輪模數(shù)(GB/T1357-1987)(mm)--------列---------列速器結(jié)合齒模數(shù)相同。其取用范圍是：乘用車(chē)和總質(zhì)量ma在~的貨車(chē)為~總質(zhì)量ma大于的貨車(chē)為~。對(duì)貨車(chē)，減小質(zhì)量比噪聲更重要，故齒輪應(yīng)選大些的模n齒齒形同上車(chē)型、降低噪聲和提齒根圓角半徑和大時(shí)，可提高?=25。當(dāng)乘用車(chē)變速器：從而在該設(shè)計(jì)中初選一擋常嚙合齒輪的螺旋角為?=20°。度及工作平穩(wěn)性的要求。通常根據(jù)齒輪模數(shù)m的大小來(lái)選定齒寬：直齒b=???，??為齒寬系數(shù)，取為~；斜齒b=???，??取為~。其中，第一軸常嚙合齒輪齒寬系數(shù)??可略大，取??=8，中間軸長(zhǎng)嚙合齒輪齒寬系數(shù)??=7，一擋中間軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=7，一擋二軸斜齒輪的齒寬系數(shù)??=6.5；二擋中間軸斜齒輪齒寬系數(shù)的??=7，二擋二軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=6.5；三擋中間軸斜齒輪齒寬系數(shù)??=7，三擋二軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=6.5；五擋中間軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=6.5，五擋二軸斜齒輪的齒寬系數(shù)??=7；倒擋中間軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=7，倒擋二軸斜齒輪的齒寬系數(shù)??=6.5，倒擋軸斜齒輪的齒寬系數(shù)為??=7。聯(lián)合以上已確定的各齒輪副模數(shù)一并代入公式得到各齒輪的寬度如表3-4一般齒輪的齒頂高系數(shù)??=1.0，為一般汽車(chē)變速器車(chē)齒輪所采用。故該設(shè)計(jì)中，變速器齒輪齒頂高系數(shù)采用??=1.0。旋角并繪出變速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖后，可根據(jù)變分配各擋齒輪的齒數(shù)。首先應(yīng)確定變速器的軸徑。第一軸花鍵部分直徑根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩初選：?1=5×3√175=27.97?2=0.45?=0.45×84=37.8????貨車(chē)中間軸上一擋齒輪齒數(shù)的選取范圍，取一擋小齒輪齒數(shù)?10=14，初選?=2?cos?=2×84×cos20°=45.1??3.5取整得??=45，?9=????10=45?14=31。?′==83.82cosmm???′ξ=2?cos?10=0.027 所以?9=0.02，?10=0.007 (2)確定常嚙合齒輪的齒數(shù)A=代入數(shù)據(jù)可得常嚙合齒輪齒數(shù)?1=16.8?2=35.9,取整得?1=17?2=36?1=?1=?1?10=4.689 (3)確定二擋齒輪的齒數(shù)88tan?2=?2(1+?7)A=??(?7+?8)?7=31?8=23???′ξ=2?cos?8=0.194所以?7=0.15，?8=0.044。?2=?2=?1?8=2.85 (4)確定三擋齒輪的齒數(shù)A=?5=24?6=30???′ξ=2?cos?6=?0.009所以?5=?0.01，?10=0.001。?3=?3=?1?6=1.694 (5)確定五擋齒輪的齒4tan?2tan?2=?2(1+?3)A=??(?3+?4)?3=19?4=44???′ξ=2?cos?4=0.106所以?3=0.006，?4=0.1。?5=?5=?1?4=0.914 (6)確定倒擋齒輪的齒數(shù)齒?=?2?13?11倒?1?12?13???11+?12+0.5=?22代入數(shù)據(jù)得?11=28.29?12=12.78取整得?11=28?12=12。?′=??(?12+?13)代入數(shù)據(jù)得?′=61.46??，取整得A=61??。ξ=cos?13=?0.062所以?12=0.008，?13=?0.07。?′=代入數(shù)據(jù)得?′=91.25??，取整得A=91??。???′ξ=2?cos?13=?0.034所以?11=?0.04，?13=0.006。?=?2?13?11=4.94倒?1?12?13 (7)各擋齒輪齒數(shù)傳動(dòng)比列表如下：1標(biāo)軸變速公式：???=0.377????0?=?=???9550???=?19.313+295.27(10)?165.44(10)2+40.874(10)3?3.8445(10)4?21.15?????????0??=??+??+?????21.15?????=(+)D=?D=???Gsin?=?????0???(?cos??+?)i=tan????動(dòng)力性曲線并分析加速度倒數(shù)曲線、汽車(chē)爬坡度曲線。(具體VB程序見(jiàn)附錄)空氣阻力系數(shù)、迎風(fēng)面積、主減速器傳動(dòng)比等參數(shù)，故在界面中沒(méi)有顯示，而傳動(dòng)比為多次計(jì)算后所得出的較為合適的傳動(dòng)比，為了能夠比較直的功率和式?=???9550車(chē)?n際上，中間突起部分越高明汽車(chē)的起步性能要好；如果在中高速時(shí)才兩端較低，所以轉(zhuǎn)矩特性較好，該車(chē)操縱性及分析可用于克服坡道阻力Fi或是克服?=??????0???21.15??=??+????21.15?這樣使汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力和常見(jiàn)行駛阻力仍處輸出功率也與行???=???9550??=+)是速度的線性方程甚至二次方程，所以滾動(dòng)阻力功率是車(chē)速的二次或三次函功率曲線是斜率隨車(chē)速急劇增加的曲線，而且速度越高越明顯。實(shí)際上，汽車(chē)在低速時(shí)，則相反。利用功率平衡圖可求汽車(chē)良好平直路面上的最高車(chē)速，由圖可知最高車(chē)速工作。汽車(chē)后備功率越大，汽車(chē)的動(dòng)力性越好。圖，又叫功率因F?FD=twG 上坡能力。由圖可知，汽車(chē)在低擋時(shí)動(dòng)力特性較好，爬坡能力較好，高擋時(shí)動(dòng)力特性相對(duì)較差，爬坡能力較弱，在一擋曲線最高點(diǎn)處有最大動(dòng)力因數(shù)，這也速度倒數(shù)曲線及分析際中常用加速時(shí)間即加速度倒數(shù)曲線來(lái)表明汽車(chē)的??=??=??[???+??] 線由?21.15???????0??=??+????21.15?Gsin?=?????0???(?cos??+) i=tan? ?=0.29。因?yàn)樵撥?chē)為輕型貨車(chē)，經(jīng)常以最高擋行駛，所以最高擋的最大爬???坡度不能太小，否則遇到較小的坡度時(shí)經(jīng)常換擋影響行駛的平均車(chē)速，由圖可汽車(chē)行駛的阻力主要由四部分組成即滾動(dòng)阻力、空氣阻力、坡度阻力、加速阻力，則有如下方程式來(lái)描述汽車(chē)在行駛中遇到的阻力：????21.15????=??+??+??21.15???假設(shè)汽車(chē)在水平路面并以最高車(chē)速行駛則可以忽略坡度阻力與加速阻力，公式21.15??=??+????21.15??????=0.377????0所以帶入數(shù)據(jù)可解得?????=102.05??/??？紤]到需要為發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)留一定的后汽車(chē)最大爬坡度????為Ι擋時(shí)的最大爬坡度，但最高擋最大爬坡度亦應(yīng)引起的行駛i=tan?代入數(shù)據(jù)可得????=0.29。??????0??=??+????2+?????21.15????==?(?????0??????25?)代入數(shù)據(jù)可得????=2.78?/?2。本次的課程設(shè)計(jì)我完成了輕型貨車(chē)變速器的設(shè)計(jì)，在本次設(shè)計(jì)中我首先選定該變速器的方案，方案如下：設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)形式是：發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的位置是：前置、橫置前進(jìn)擋結(jié)構(gòu)形式：中間軸式變速器然后設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)，主要設(shè)計(jì)結(jié)果為變速器外形的各項(xiàng)參數(shù)、變速器內(nèi)各1第二軸第二軸28倒擋軸習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械原理，為考研專(zhuān)業(yè)課的考試第四章。分析時(shí)幾乎重新學(xué)習(xí)了汽車(chē)?yán)碚摵桶l(fā)動(dòng)機(jī)原理這兩本書(shū)，考試有吃透的一些知識(shí)現(xiàn)在都弄得清清楚楚，深深的感受到課程設(shè)計(jì)所能激學(xué)習(xí)能力是巨大的。通過(guò)動(dòng)力性曲線也很好的驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)比是CAD用word進(jìn)原不知該從哪兒開(kāi)始定有解決新學(xué)會(huì)了進(jìn)，楊洪余．中輕型載重汽車(chē)動(dòng)力性分析應(yīng)用軟件(自然科學(xué)版)年(第19卷)第3期汽車(chē)工程"n/(r/min)"PekW'標(biāo)坐標(biāo)軸含義j0K'畫(huà)坐標(biāo)軸的刻度線K'標(biāo)坐標(biāo)軸的刻度Kl*6EndIf'標(biāo)最值=1=1=1====j=-1=0n=ua*//*Kn=ua*//*Ft=Ttq**/*=n=ua*//*Ft=Ttq**/*=n=ua*//*Ft=Ttq**/*=n=ua*//*1Ft=Ttq**/*1=n=ua*//*Ft=Ttq**/*=Ft00**+/*ua^2=Ft1=Ttq**/*Ft*+/