CA10TA190M雙中間軸變速器的設(shè)計(jì).doc

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1、SY-025-BY-3畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告學(xué)生姓名張會(huì)金院系汽車(chē)與交通工程學(xué)院專(zhuān)業(yè)、班級(jí)車(chē)輛工程B07-1班指導(dǎo)教師姓名紀(jì)峻嶺職稱(chēng)副教授從事專(zhuān)業(yè)車(chē)輛工程是否外聘是否題目名稱(chēng)CA10TA190M雙中間軸變速器的設(shè)計(jì)一、課題研究現(xiàn)狀、選題的目的、依據(jù)和意義（一）選題的依據(jù)、目的和意義1、選題的目的我國(guó)公路運(yùn)輸?shù)难杆侔l(fā)展，對(duì)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的需求量不斷增加，重型貨車(chē)新品動(dòng)力總成方面的變化主要表現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)功率水平正在提高，排量為10L以上的發(fā)動(dòng)機(jī)裝車(chē)率不斷增長(zhǎng)，大排量發(fā)動(dòng)機(jī)成為企業(yè)研發(fā)的熱點(diǎn)。但重型商用車(chē)變速器的研發(fā)處于相對(duì)滯后狀態(tài)，阻礙了重型商用車(chē)的發(fā)展。為了滿(mǎn)足重型商用車(chē)不斷地高轉(zhuǎn)速化和大傳遞轉(zhuǎn)矩

2、的發(fā)展趨勢(shì)，因此本課題進(jìn)行了CA10TA190M雙中間軸變速器的設(shè)計(jì)。2、選題的依據(jù)需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694雙中間軸變速器在重型商用車(chē)上應(yīng)用十分廣泛，而變速器是整車(chē)的關(guān)鍵總成之一。其功用是在不同的使用條件下, 改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速, 使汽車(chē)得到不同的牽引力和速度, 同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。在汽車(chē)開(kāi)發(fā)過(guò)程中變速器參數(shù)的選擇十分重要。因?yàn)樗鼈冴P(guān)系到車(chē)輛的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性。如不同車(chē)速時(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間的關(guān)系，當(dāng)車(chē)速低于最高車(chē)速時(shí)，驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力，這樣汽車(chē)就可以利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或爬坡，這些都與變速器的參數(shù)有關(guān)。通過(guò)對(duì)CA10TA190M雙中

3、間軸變速器設(shè)計(jì)讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過(guò)程和優(yōu)化過(guò)程。汽車(chē)變速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計(jì)的優(yōu)劣決定著整車(chē)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和行駛平順性等多方面的使用性能。這就對(duì)變速器設(shè)計(jì)人員提出較高的要求。因此，采用Excel軟件編程進(jìn)行齒輪、軸的設(shè)計(jì)與校核，軸承的校核。采用PRO/E軟件進(jìn)行齒輪、軸立體圖的繪制，并將所得圖形導(dǎo)入到ANSYS軟件中對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)分析。采用AutoCAD 繪制二維平面圖。這樣能夠較好的提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。重型汽車(chē)變速器是指與重型商用車(chē)和大型客車(chē)匹配的變速器，盡管在行業(yè)中對(duì)變速器的容量劃分沒(méi)有明確的界限，但我們通常將標(biāo)定輸入扭矩在900Nm以上的汽車(chē)變速器稱(chēng)為

4、重型汽車(chē)變速器。重型汽車(chē)機(jī)械式變速器的技術(shù)特點(diǎn)：重型汽車(chē)的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜。欲保證重型汽車(chē)具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性，必須擴(kuò)大變速器傳動(dòng)比的范圍并增加檔位數(shù)。為避免變速器的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，多采用組合式機(jī)械變速器。即以一種46檔變速器為主體，通過(guò)更換系列齒輪副和配置不同的副變速器，得到一組不同檔位數(shù)、不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。目前，組合式機(jī)械變速器已成為重型汽車(chē)采用的主要型式。組合式機(jī)械變速器一般分為倍檔(分段式配檔)組合式機(jī)械變速器和半檔(插入式配檔)組合式機(jī)械變速器。（1）倍檔組合式機(jī)械變速器倍檔組合式機(jī)械變速器是在主變速器后部串聯(lián)安裝一個(gè)2檔(高檔和低檔)副變

5、速器，將主變速器的檔位數(shù)增加1倍，所增加的檔位傳動(dòng)比數(shù)值等于主變速器傳動(dòng)比和副變速器傳動(dòng)比的乘積，而且齒輪對(duì)數(shù)少于檔位數(shù)，因此箱體尺寸縮短，軸的長(zhǎng)度減短，剛度增大，所以增大了變速器的容量。例如在一個(gè)5檔主變速器需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694后端，串聯(lián)安裝一個(gè)具有高、低2檔的副變速器，即可組成10檔(或9檔)倍檔組合式機(jī)械變速器。增加倍檔組合式變速器最大輸入扭矩和最低檔傳動(dòng)比的技術(shù)難點(diǎn)是副變速器低檔齒輪的強(qiáng)度容量不足，超出齒輪輪齒的承載能力。解決的辦法是將由一個(gè)輪齒承受的載荷分流給幾個(gè)輪齒來(lái)承擔(dān)。這樣一來(lái)，輸入齒輪扭矩不變，每個(gè)輪齒的負(fù)荷將等于同時(shí)接觸齒數(shù)的平均數(shù)值。倍檔組合式變速

6、器的副變速器功率分流方法有兩種：一種是采用行星齒輪系的傳動(dòng)方法，這種結(jié)構(gòu)非常緊湊，體積小而扭矩容量大，直到現(xiàn)在仍廣泛應(yīng)用；另一種功率分流的方法是采用雙中間軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。雙中間軸傳動(dòng)最大工藝難點(diǎn)是保證主傳動(dòng)齒輪能和所嚙合的雙中間軸齒輪的輪齒同時(shí)接觸問(wèn)題，解決的辦法是用浮動(dòng)主傳動(dòng)齒輪的方法來(lái)消除齒軸對(duì)位的制造誤差，確保輪齒同時(shí)接觸，達(dá)到功率分流的目的。與此相適應(yīng)的換檔同步器也有一定的浮動(dòng)量。圖1 雙中間軸倍檔組合式變速器雙中間軸倍檔組合式變速器具有如下優(yōu)點(diǎn)：1)由于一軸和二軸上各檔齒輪同時(shí)與兩根中間軸上對(duì)應(yīng)的齒輪相嚙合，功率分流，從理論上講，每對(duì)齒輪上傳遞的扭矩為1/2，這就使每對(duì)齒輪傳遞的扭矩減少

7、50%，使變速器的中心距、齒輪模數(shù)和寬度可以減小，從而減小變速器的質(zhì)量和尺寸，特別是長(zhǎng)度尺寸。2)由于二軸從動(dòng)齒輪在軸上處于徑向浮動(dòng)狀態(tài)，兩根中間軸的軸心線(xiàn)均勻分布在以二軸理論軸心為圓心、以中心距為半徑的圓柱面上，所以二軸上各檔齒輪及一軸齒輪在與兩根中間軸上的對(duì)應(yīng)齒輪相嚙合產(chǎn)生的徑向力達(dá)到平衡，即互相抵消。二軸不承受徑向力，只傳遞扭矩，這樣二軸可以設(shè)計(jì)得細(xì)一些，結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)單一些，其后軸承可以選擇較小的規(guī)格，這也有助于減小變速器的質(zhì)量和尺寸。3)由于二軸齒輪的徑向浮動(dòng)和二軸的鉸接式浮動(dòng)的結(jié)果，使得齒輪在嚙合時(shí)能自動(dòng)抵消一部分制造和裝配誤差，嚙合質(zhì)量?jī)?yōu)于單中間軸。嚙合區(qū)容易達(dá)到設(shè)計(jì)要求，實(shí)際使用情

8、況也證實(shí)了這點(diǎn)。這就有利于降低嚙合噪聲和提高耐用度。4)由于雙中間軸倍檔組合式變速器可以明顯地減小變速器的質(zhì)量和軸向尺寸，利用這種優(yōu)點(diǎn)，可提高變速器的最大傳遞功率和扭矩，擴(kuò)大使用范圍。（2）半檔組合式機(jī)械變速器將副變速器傳動(dòng)比均勻地插入傳動(dòng)比間隔大的主變速器各檔傳動(dòng)比之間，使變速器的檔位數(shù)增加1倍。半檔副變速器串聯(lián)在主變速器前部，它只有一對(duì)齒輪副和換檔同步器。早期的半檔副變速器由單獨(dú)的一個(gè)箱子組成，近年來(lái)發(fā)展成將半檔齒輪副直接放到主變速器之內(nèi)，既縮短變速器長(zhǎng)度又簡(jiǎn)化半檔結(jié)構(gòu)。半檔副變速器由一對(duì)類(lèi)似一軸常嚙合齒輪副組成，齒圈套在動(dòng)力輸入軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)動(dòng)力輸入軸上的齒圈與主變速器一軸結(jié)合時(shí)，各檔

9、傳動(dòng)比均由主變速器一軸齒輪副組成。當(dāng)齒圈與動(dòng)力輸入軸上的接合齒連接時(shí)，常嚙合齒輪與主變速器上的中間軸連接，因此主變速器中間軸也旋轉(zhuǎn)，由此組成的各檔傳動(dòng)比均勻地插人主變速器各檔傳動(dòng)比之間。型號(hào)為ZFAK/6-80+GV80的半檔組合式機(jī)械變速器，由6檔AS6-80主變速器串聯(lián)半檔副變速器組成。最大輸入扭矩為750Nm，傳動(dòng)需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694比范圍0.839.0，倒檔傳動(dòng)比為7.05/8.46。這種變速器曾在歐洲廣泛使用，如歐曼、依維柯、斯太爾、沃爾沃等。ZF公司開(kāi)發(fā)的ECOSPLIT-16S型16檔組合式機(jī)械變速器，在4檔主變速器前端加裝一對(duì)半檔齒輪副等機(jī)構(gòu)，再在后端串

10、聯(lián)行星齒輪傳動(dòng)副變速器。主變速器二軸一直伸入半檔齒輪副的動(dòng)力輸入軸孔內(nèi)，主變速器一軸在中間軸上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。變速器最大輸入扭矩1600Nm，傳動(dòng)比范圍為1.0013.63或0.8511.46，倒檔傳動(dòng)比為9.41/11.06或8.64/10.15，長(zhǎng)度約950mm，總質(zhì)量約300kg。圖2 ZF公司ECOSPLIT-16S半檔組合式機(jī)械變速器半檔組合式變速器在國(guó)外被廣泛應(yīng)用，特別是在歐洲中型和中重型汽車(chē)大量采用這種變速器，其中長(zhǎng)途汽車(chē)(包括大客車(chē))應(yīng)用得更多些。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率從85200kW的各種車(chē)輛多用半檔副變速器增加檔位，因?yàn)榘霗n組合式變速器的長(zhǎng)度小于倍檔組合式變速器，而且它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低

11、、維修保養(yǎng)容易，深受用戶(hù)青睞。國(guó)外中型和重型汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率在200kW以下的基本上都采用半檔組合變速器，發(fā)動(dòng)機(jī)功率在200kW以上的多采用倍檔(或倍檔加半檔)組合式變速器。3、選題的意義汽車(chē)變速器用來(lái)改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)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(chē)獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。隨著汽車(chē)對(duì)安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車(chē)變速器作為整車(chē)的一個(gè)關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對(duì)整車(chē)的安全使用及整車(chē)性能的影響是非常大的，因而對(duì)汽車(chē)變速器進(jìn)行有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算是非常必要的。雙中間軸變速器在我國(guó)重型商用車(chē)商應(yīng)用十分廣泛，通過(guò)CA10TA1

12、90M雙中間軸變速器的設(shè)計(jì)，讓我充分了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)過(guò)程，鍛煉了獨(dú)立思考能力和繪圖能力，并使CA10TA190M雙中間軸變速器的性能得到優(yōu)化。（二）重型商用車(chē)變速器的研究現(xiàn)狀1、國(guó)外重型商用車(chē)變速器的研究現(xiàn)狀在國(guó)外，變速器專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)廠(chǎng)家很注重產(chǎn)品系列化，為主機(jī)廠(chǎng)選擇最滿(mǎn)意的變速器提供了極大的方便和靈活性。例如德國(guó)ZF(采埃孚)公司有中心距80、95、105、115、120、143、154mm7種基型變速器，適應(yīng)輸入扭矩為1301900Nm，檔位數(shù)3到17個(gè)，有各種操縱方式的變速器適應(yīng)不同匹配要求的車(chē)輛。日本豐田汽車(chē)公司愛(ài)信精機(jī)公司備有中心距72、78、88、98、135mm5種基型組合，

13、286種變速器供用戶(hù)選擇。而我國(guó)眾多的汽車(chē)變速器生產(chǎn)企業(yè)，尚沒(méi)有形成本企業(yè)的變速器系列化產(chǎn)品。在國(guó)際市場(chǎng)上，德國(guó)采埃孚公司是單中間軸結(jié)構(gòu)的代表，美國(guó)伊頓公司是雙中間軸結(jié)構(gòu)的代表。（1）德國(guó)ZF9S109多檔變速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)德國(guó)ZF公司生產(chǎn)的9S109同步器型倍檔9檔組合式變速器，主變速器有5個(gè)前進(jìn)檔，副變速器為行星齒輪系傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。當(dāng)副變速器中的同步器接合套與固定外齒圈接合時(shí)，行星齒輪內(nèi)齒圈被固定而不能轉(zhuǎn)動(dòng)，則副變速器掛入低檔，此時(shí)將主變速器分別掛入5個(gè)不同檔位可得到組合式變速器5個(gè)較大的傳動(dòng)比。當(dāng)使接合套與副變速器高檔齒圈接合時(shí)，行星齒輪軸、輸出軸、行星齒輪內(nèi)齒圈和副變速器輸入軸齒輪固定在一起而

14、同步旋轉(zhuǎn)，則副變速器掛入高檔(直接檔)，主變速器的5個(gè)檔位傳動(dòng)比即分別等于組合式變速器5個(gè)較小的傳動(dòng)比。由于有兩個(gè)傳動(dòng)比數(shù)值很接近，故省掉一個(gè)傳動(dòng)比，組成9檔變速器。變速器最大輸入扭矩1250Nm，總質(zhì)量310kg，與發(fā)動(dòng)機(jī)直接連接或獨(dú)立安裝，左臥式或右臥式。變速器的操縱系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)距離操縱或直接操縱，雙H型換檔排列，副變速器由壓縮空氣自動(dòng)換檔，爬行檔和倒檔用嚙合套換檔，其他檔用同步器換檔。（2）美國(guó)伊頓公司富勒系列雙中間軸變速器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)美國(guó)伊頓公司生產(chǎn)的RT-11509C雙中間軸倍檔9檔組合式機(jī)械變速器，主副變速器皆采用雙中間軸結(jié)構(gòu)。主變速器有5個(gè)前進(jìn)檔。副變速器為2檔(高檔和低檔)齒輪傳

15、動(dòng)，由于有2個(gè)傳動(dòng)比很接近，故省掉一個(gè)，組成9檔變速器。變速器最大輸入扭矩1250Nm，總質(zhì)量310kg，與發(fā)動(dòng)機(jī)直接連接或獨(dú)立安裝，左臥式或右臥式。變速器的操縱系統(tǒng)由旋轉(zhuǎn)軸遠(yuǎn)距離操縱或直接操縱，雙H型換檔排列，副變速器由壓縮空氣自動(dòng)換檔，爬行檔和倒檔用嚙合套換檔，其他檔用同步器換檔。這是短軸距大功率重型汽車(chē)和特種車(chē)輛最理想的變速器。RT-11509C型變速器最大輸入扭矩1500Nm，最大輸入功率265kW，總長(zhǎng)度735mm，雙H或單H操縱，可左操縱亦可右操縱，總質(zhì)量270kg。2、國(guó)內(nèi)重型商用車(chē)變速器的研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)重型車(chē)變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國(guó)、德國(guó)、日本幾個(gè)國(guó)家，引進(jìn)技術(shù)多為國(guó)外上世紀(jì)8

16、0-90年代的產(chǎn)品。作為汽車(chē)高級(jí)技需要全套設(shè)計(jì)請(qǐng)聯(lián)系Q Q1537693694術(shù)領(lǐng)域的重型汽車(chē)變速器在國(guó)內(nèi)漫長(zhǎng)的引進(jìn)消化過(guò)程中，如今已有長(zhǎng)足的進(jìn)步，能夠在原有技術(shù)引進(jìn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)改型自行開(kāi)發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品，每年重型車(chē)變速器行業(yè)都能有十幾個(gè)新產(chǎn)品推向市場(chǎng)。但從當(dāng)今重型車(chē)變速器的發(fā)展情況來(lái)看，在新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)上國(guó)內(nèi)重型車(chē)變速器仍然走的是一般性的開(kāi)發(fā)過(guò)程，沒(méi)有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品；從國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)變速器市場(chǎng)容量來(lái)看，有三分之一的產(chǎn)品來(lái)自進(jìn)口，而另外三分之二的產(chǎn)品中有80%以上源自國(guó)外技術(shù)，國(guó)內(nèi)自主開(kāi)發(fā)的重型汽車(chē)變速器產(chǎn)品銷(xiāo)量很小，從而說(shuō)明國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)變速器廠(chǎng)家的自主開(kāi)發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)對(duì)整車(chē)新車(chē)

17、型配套產(chǎn)品的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。我國(guó)城市車(chē)輛將重點(diǎn)發(fā)展的13.8m客車(chē)上使用的變速器，目前只有ZF一家能向國(guó)內(nèi)企業(yè)供應(yīng)，就足以說(shuō)明國(guó)內(nèi)的重型車(chē)變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術(shù)方面仍然有很長(zhǎng)的路要走。表1 商用車(chē)三強(qiáng)與福田重卡變速器資源狀況對(duì)比企業(yè)名稱(chēng)內(nèi)部變速器企業(yè)控股變速器企業(yè)不可控社會(huì)變速器企業(yè)中國(guó)重汽重汽橋箱公司的變速器配套份額大約占60%-法士特、綦齒（少量）等：40%一汽解放解放變速器分公司的變速器配套約占40%一汽哈變12%法士特、ZF等：48%東風(fēng)商用車(chē)東風(fēng)變速器公司35%-法士特52%；重汽大齒、韶關(guān)齒輪、ZF等13%北汽福田-法士特90%、重汽大齒等10%國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)變速器幾乎由陜西法士

18、特齒輪有限責(zé)任公司、綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、山西大同齒輪集團(tuán)有限責(zé)任公司、一汽哈爾濱變速器廠(chǎng)等幾大家包攬。這些企業(yè)生產(chǎn)的變速器產(chǎn)品針對(duì)的市場(chǎng)各有側(cè)重，像陜西法士特在8t以上重型車(chē)市場(chǎng)占有率達(dá)到40%以上，并且在15t以上重型車(chē)市場(chǎng)占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，擁有85%以上的市場(chǎng)份額；綦江齒輪傳動(dòng)有限公司主要為安凱、西沃、亞星奔馳、桂林大宇及廈門(mén)金龍等企業(yè)的712m高檔大、中型客車(chē)以及總質(zhì)量在1450t重型載貨車(chē)、鞍式牽引車(chē)、自卸車(chē)及各種專(zhuān)用車(chē)、特種車(chē)配套；山西大同齒輪集團(tuán)配套市場(chǎng)主要在810t級(jí)的低噸位重型載貨車(chē)。市場(chǎng)結(jié)構(gòu)情況是法士特一家獨(dú)大，內(nèi)部配套尚難以滿(mǎn)足。國(guó)內(nèi)重卡廠(chǎng)家中，現(xiàn)在僅有一汽、重汽和北奔內(nèi)部

19、有相應(yīng)的變速器廠(chǎng)可以生產(chǎn)重卡變速器（東風(fēng)和江淮的內(nèi)部變速器廠(chǎng)主要生產(chǎn)中卡和輕卡變速器），但這些集團(tuán)內(nèi)部重卡變速器供應(yīng)商所占市場(chǎng)份額僅在10%左右，90%的重卡變速器市場(chǎng)份額由獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)變速器供應(yīng)商配套，而這其中法士特又一家獨(dú)大。（1）國(guó)內(nèi)重型商用車(chē)企業(yè)變速器配套情況中國(guó)重汽、一汽解放和東風(fēng)商用車(chē)作為商用車(chē)的三強(qiáng)企業(yè)，其重型車(chē)的市場(chǎng)份額都15%以上，三家共占重型商用車(chē)55.79%以上的市場(chǎng)份額。從表1可以看出，前三強(qiáng)的商用車(chē)企業(yè)均設(shè)有附屬的變速器生產(chǎn)廠(chǎng)，或是內(nèi)總生產(chǎn)廠(chǎng)，或是控股企業(yè)，因此，大部分變速器均來(lái)自?xún)?nèi)配。表2 我國(guó)主要重型商用車(chē)用變速器生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能及配套情況生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能（萬(wàn)臺(tái)）產(chǎn)品配套陜

20、西法士特8重卡變速器市場(chǎng)占有率80%，進(jìn)入客車(chē)配套領(lǐng)域；占東風(fēng)商用車(chē)變速器52%，北汽福田90%的配套份額綦江齒輪傳動(dòng)有限公司6適用于712米高檔大、中型客車(chē)，總質(zhì)量1050噸重型載貨車(chē)及各式專(zhuān)用車(chē)、特種車(chē)，在78米客車(chē)市場(chǎng)占據(jù)43%份額，在9米以上客車(chē)領(lǐng)域份額達(dá)到70%中國(guó)重汽集團(tuán)大同齒輪有限公司12中、重型卡車(chē)的單中間軸變速器。2008年大齒正式進(jìn)入中國(guó)重汽集團(tuán)，占北汽福田變速器10%的份額一汽哈爾濱變速器廠(chǎng)1210米以上客車(chē)、1520t卡車(chē)用變速器，客車(chē)占優(yōu)勢(shì)，占一汽解放變速器配套12%的份額一汽解放汽車(chē)有限公司變速器分公司15一汽解放J5和J6指定產(chǎn)品，占一汽解放變速器40%的份額東風(fēng)

21、汽車(chē)變速器有限公司16.5產(chǎn)品可配套重、中、輕等商用車(chē)各系列車(chē)型中國(guó)重汽（香港）有限公司變速器部5重點(diǎn)研發(fā)、制造重卡變速器，主要配套中國(guó)重汽卡車(chē)采埃孚傳動(dòng)技術(shù)（杭州）有限公司4為寶馬、奔馳、沃爾沃等整車(chē)廠(chǎng)商配套重汽自配變速器占60%，其它的40%來(lái)自法士特、綦齒等企業(yè)，2008年末，重汽重組了山西大同齒輪公司，而其位于山東濟(jì)南章丘的變速器生產(chǎn)線(xiàn)也開(kāi)始生產(chǎn)AMT變速器，且是國(guó)內(nèi)第一臺(tái)批量生產(chǎn)并裝配上市整車(chē)的AMT變速器，重汽變速器的需求將更多來(lái)自其下屬生產(chǎn)廠(chǎng)的提供，同時(shí)將進(jìn)一步減少法士特、綦齒等企業(yè)的配套份額。一汽解放下屬生產(chǎn)變速器的廠(chǎng)家有兩個(gè)，40%來(lái)自一汽解放變速器分公司，12%的配套來(lái)自控

22、股公司一汽哈變，48%的配套則來(lái)自法士特、ZF等企業(yè)。2008年，一汽哈變?yōu)橐黄夥盘峁?萬(wàn)臺(tái)左右的變速器，一汽解放變速器分公司為一汽解放提供了約5萬(wàn)臺(tái)變速器，法士特提供了6萬(wàn)多臺(tái)變速器，可見(jiàn)法士特仍是一汽解放重型變速器的主要供應(yīng)商。東風(fēng)商用車(chē)自配的變速器份額為35%，其它52%來(lái)自法士特，13%則來(lái)自重汽大齒、韶關(guān)齒輪以及ZF等企業(yè)。北汽福田沒(méi)有自己的變速器廠(chǎng)，其車(chē)型所使用的變速器90%以上都來(lái)自法士特，10%則來(lái)自重汽大齒等企業(yè)。從國(guó)內(nèi)這三強(qiáng)的商用車(chē)企業(yè)以及福田重卡變速器的配套情況可以看出，國(guó)內(nèi)的重型汽車(chē)變速器幾乎由陜西法士特、綦江齒輪傳動(dòng)有限公司、重汽集團(tuán)大同齒輪和一汽哈爾濱變速器廠(chǎng)等幾

23、大廠(chǎng)家包攬。（2）一汽解放汽車(chē)有限公司變速器分公司生產(chǎn)企業(yè)情況介紹表3一汽解放變速器分公司主要產(chǎn)品技術(shù)平臺(tái)及參數(shù)情況技術(shù)平臺(tái)產(chǎn)品型號(hào)扭矩Nm匹配發(fā)動(dòng)hp檔位適用車(chē)型日本日野CA6T1235206851301806公路載重車(chē)、自卸車(chē)、牽引車(chē)、高檔客車(chē)、起重機(jī)、礦用及重型消防車(chē)等CA6T138735835180220機(jī)械式同步器變速器CA6T1509301470220280自主研發(fā)美國(guó)伊頓優(yōu)化CA7T156107811761802607CA8T150135015002402808美國(guó)伊頓FS(O)10209150017502603509解放J6換代卡車(chē)指定匹配產(chǎn)品CA9T1601500175026

24、0350解放J5P奧威歐III系列重卡指定匹配產(chǎn)品自主研發(fā)美國(guó)伊頓優(yōu)化CA10T1501350175026035010公路載重車(chē)、自卸車(chē)、牽引車(chē)、高檔客車(chē)、起重機(jī)、礦用及重型消防車(chē)等一汽解放汽車(chē)有限公司變速器分公司是一汽集團(tuán)中重型卡車(chē)變速器產(chǎn)品的專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)，擁有年產(chǎn)15萬(wàn)套變速器的生產(chǎn)能力。一汽解放汽車(chē)有限公司變速器分公司先后引進(jìn)了日本日野、美國(guó)伊頓公司的變速器產(chǎn)品和技術(shù)，通過(guò)技術(shù)吸收和創(chuàng)新，成功開(kāi)發(fā)了不同規(guī)格的產(chǎn)品，扭矩覆蓋530Nm2200Nm，擁有6、7、8、9、10等檔位，并形成了中、重型兩大類(lèi)共7個(gè)產(chǎn)品系列，可完全滿(mǎn)足國(guó)III環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求。一汽哈變產(chǎn)品除供給一汽集團(tuán)外，部分產(chǎn)品

25、也為國(guó)內(nèi)其它重型商用車(chē)企業(yè)，如安徽江淮、中通、丹東黃海、亞星商用車(chē)、恒通、安凱、福田等等配套，部分總成和零部件產(chǎn)品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)出口。二、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容、擬解決的主要問(wèn)題（一）設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1、進(jìn)行變速器設(shè)計(jì)方案與基本參數(shù)確定；2、進(jìn)行主副箱各檔齒輪的設(shè)計(jì)與校核；3、進(jìn)行主副箱軸的設(shè)計(jì)與校核； 4、進(jìn)行主副箱軸承的選擇與校核；5、進(jìn)行主箱滑動(dòng)套的設(shè)計(jì)與校核； 6、進(jìn)行操縱機(jī)構(gòu)和副箱同步器的選用；7、進(jìn)行變速器箱體設(shè)計(jì)； 8、撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；9、繪制變速器總裝圖與零件圖；10、檢查設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)與圖紙。（二）設(shè)計(jì)擬解決的主要問(wèn)題1、參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，利用所選定的車(chē)型參數(shù)，完成CA10TA190M雙中間軸變

26、速器的結(jié)構(gòu)布置，并且掌握CA10TA190M雙中間軸變速器的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；2、根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)并結(jié)合結(jié)構(gòu)工藝性和變速器的徑向尺寸等要求，確定CA10TA190M雙中間軸變速器的傳動(dòng)方案；3、確定CA10TA190M雙中間軸變速器的齒輪參數(shù)。根據(jù)重型商用車(chē)變速器傳動(dòng)方案確定各檔齒輪齒數(shù)的分配，按齒輪受力、轉(zhuǎn)速、噪聲要求等情況選擇齒輪的變位系數(shù)、壓力角、螺旋角、模數(shù)和齒頂高系數(shù)；4、使用相關(guān)書(shū)籍資料，采用Excel辦公軟件編寫(xiě)公式，進(jìn)行齒輪、軸、軸承的設(shè)計(jì)與校核；5、使用CAD軟件繪制CA10TA190M雙中間軸變速器的裝配圖、零件圖，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；6、使用PRO/E軟件進(jìn)行主副箱各軸的三維建

27、模，導(dǎo)入到ANSYS中，對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)分析，得出相應(yīng)結(jié)論；7、進(jìn)行汽車(chē)變速器換擋時(shí)機(jī)與車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的匹配，以及汽車(chē)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算，實(shí)現(xiàn)與整車(chē)性能的優(yōu)化匹配。三、設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)度安排（1）查閱相關(guān)資料任務(wù)書(shū)與開(kāi)題報(bào)告； 第12周（2月283月11日） （2）確定變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、換擋操縱機(jī)構(gòu)的總體布置方案； 第 3 周（3月133月17日）（3）變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核； 第46周（3月204月8日） （4）靜力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)； 第78周（4月114月22日）（5）對(duì)變速器換擋操縱部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核； 第910周（4月245月6日）（6）繪制變速器的總裝圖與零件圖； 第1113周（

28、5月95月27日） （7）撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； 第 14 周（5月306月3日） （8）設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)； 第1516周（6月66月17日） （9）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。 第 17 周（6月206月24日）四、基本參數(shù)1、車(chē)型參數(shù)表4 解放J6重卡350馬力64自卸車(chē)(平頭)(CA3250P66K2L1T1A1E)車(chē)型技術(shù)參數(shù)基本信息公告型號(hào)CA3250P66K2L1T1A1E類(lèi)型自卸車(chē)驅(qū)動(dòng)形式64軸距3800+1350mm車(chē)身長(zhǎng)度8.48m車(chē)身寬度2.495m車(chē)身高度3.3m輪距前輪距：2050mm后輪距：1830/1830mm前懸1.47m后懸1.46m整車(chē)重量12t額定載重12.805t

29、最大總質(zhì)量25t最高車(chē)速75km/h接近角24度離去角24度噸位級(jí)別重卡最大爬坡度70%（34.99）備注：選裝環(huán)保上蓋,貨廂自卸方式為后卸,額定載質(zhì)量12805kg對(duì)應(yīng)準(zhǔn)乘人數(shù)為3人額定貨箱參數(shù)貨箱(斗)長(zhǎng)度5.8m貨箱(斗)寬度2.3m貨箱(斗)高度1.16m貨箱(斗)形式自卸式發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)錫柴 CA6DL2-35E3F汽缸數(shù)6燃油種類(lèi)柴油汽缸排列形式直列排量8.6L排放標(biāo)準(zhǔn)國(guó)III馬力350馬力最大輸出功率261kW扭矩1650Nm最大扭矩轉(zhuǎn)速1400RPM發(fā)動(dòng)機(jī)廠(chǎng)商錫柴額定轉(zhuǎn)速1900RPM系列6DM奧神發(fā)動(dòng)機(jī)形式直列六缸、四沖程、水冷卻、增壓中冷、電控共軌直接噴射式全負(fù)荷最低燃油

30、耗率195g/kWh發(fā)動(dòng)機(jī)凈重1000kg進(jìn)氣形式增壓中冷壓縮比17.51一米外噪音95dB汽缸行程155mm汽缸缸徑123mm每缸氣門(mén)數(shù)4離合器形式430mm變速器變速器型號(hào)CA10TA190M變速器形式雙中間軸主副箱結(jié)構(gòu)，副箱帶同步器變速器檔位數(shù)前進(jìn)擋10個(gè)，2個(gè)倒檔變速器油容量13/13.5(帶取力器)L變速器重量342kg取力器SAE1#傳動(dòng)比1.026，采用后取力器，增大取力器扭矩，950 Nm倒檔R2傳動(dòng)比3.382倒檔R1傳動(dòng)比15.09810檔傳動(dòng)比19檔傳動(dòng)比1.3458檔傳動(dòng)比1.837檔傳動(dòng)比2.4646檔傳動(dòng)比3.3015檔傳動(dòng)比4.4644檔傳動(dòng)比6.0033檔傳動(dòng)比

31、8.1662檔傳動(dòng)比111檔傳動(dòng)比14.78副箱中心距148mm主箱中心距148mm換擋方式手動(dòng)操縱形式直接操縱，遠(yuǎn)距離單、雙桿操縱最大輸入扭矩1900Nm是否有同步器是底盤(pán)與輪胎前橋允許載荷7000kg后橋型號(hào)300后橋形式并裝雙軸后橋允許載荷18000kg輪胎形式轉(zhuǎn)向輪:真空胎 后輪:鋼絲胎輪胎數(shù)10個(gè)輪胎規(guī)格12.00R20圖3 一汽解放 J6重卡 350馬力 64 自卸車(chē)(平頭)(CA3250P66K2L1T1A1E)圖4 一汽CA10TA190M雙中間軸變速器2、一汽解放300輪邊減速橋表5 一汽解放300輪邊減速橋技術(shù)參數(shù)型號(hào)形式額定載荷/kg從動(dòng)齒直徑/mm制動(dòng)器尺寸/mm速比3

32、00冷軋內(nèi)脹2160003004102205.128/5.769/6.561/4.682300整體鑄造2160003004102205.128/5.769/6.561/4.682一汽在車(chē)橋研發(fā)上，采用先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，吸收和借鑒了引進(jìn)日產(chǎn)柴產(chǎn)品的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)采用例如等高齒、整體擴(kuò)張橋殼等技術(shù)，開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足一汽商用車(chē)需求的產(chǎn)品，覆蓋從輕型車(chē)、中型車(chē)、重型車(chē)及客車(chē)等車(chē)橋產(chǎn)品線(xiàn)。目前，中重卡產(chǎn)品主要采用一汽車(chē)橋分公司、一汽山改企業(yè)生產(chǎn)的車(chē)橋。300輪邊減速橋在產(chǎn)品的承載、傳扭、速比范圍、制動(dòng)力、噪聲和效率等各項(xiàng)指標(biāo)均領(lǐng)先于國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品。圖5 一汽解放300輪邊減速橋四、技術(shù)路線(xiàn)（研究方法）幾何參數(shù)計(jì)

33、算齒輪剛度校核齒輪強(qiáng)度校核幾何參數(shù)計(jì)算軸的剛度校核軸的強(qiáng)度校核齒輪優(yōu)化設(shè)計(jì)軸的優(yōu)化設(shè)計(jì)主箱箱體設(shè)計(jì)副箱箱體設(shè)計(jì)動(dòng)力性計(jì)算經(jīng)濟(jì)性計(jì)算匹配性計(jì)算軸承的選用與校核總體布置工藝性分析CA10TA190M雙中間軸變速器設(shè)計(jì)方案參數(shù)確定齒輪的設(shè)計(jì)主副箱各軸總成的設(shè)計(jì)軸承的選擇箱體的設(shè)計(jì)變速器性能分析主箱一軸總成主箱二軸總成主箱中間軸總成副箱中間軸總成副箱輸出軸總成軸的設(shè)計(jì)確定傳動(dòng)方案五、參考文獻(xiàn)1楊可楨，程光蘊(yùn)，李仲生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）M.北京：高等教育出版社，2006.5.2馬秋生. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.12.3馬蘭.機(jī)械制圖M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.5.4周

34、松鶴，徐烈烜.工程力學(xué)（第2版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.5.5鄧文英.金屬工藝學(xué)M.北京：高等教育出版社，2000.6劉品，李哲.機(jī)械精度設(shè)計(jì)與監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)（第5版）M.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007.7.7臧杰，閻巖.汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.8.8陳家瑞.汽車(chē)構(gòu)造（下冊(cè)）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.9余志生.汽車(chē)?yán)碚摚ǖ?版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.3.10王寶璽，賈慶祥.汽車(chē)制造工藝學(xué)（第3版）M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.3.11劉惟信.汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)M.北京：清華大學(xué)出版社，2001.7.12劉惟信.汽車(chē)設(shè)計(jì)M

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37、應(yīng)用探討J.汽車(chē)工藝與材料AT&M,2007，No.,3:41-44.26陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司.小中心距多檔汽車(chē)變速器：中國(guó)，200520079786.7P/ZL.2007-01-24.27 陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司.一種16檔雙中間軸汽車(chē)變速器：中國(guó)，200620136355.7P/ZL.2007-11-21.28浙江長(zhǎng)泰機(jī)械有限責(zé)任公司.一種帶主、副箱的中型汽車(chē)變速器：中國(guó)，200920191089.9P/ZL.2009-08-06.29陜西汽車(chē)齒輪總廠(chǎng).一種雙中間軸汽車(chē)變速器：中國(guó)，01240303.2P/ZL.2002-01-23.30陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司.一種雙中間軸十

38、檔汽車(chē)變速器：中國(guó)，200720032350.1P/ZL.2007-07-25.31海南玉柴機(jī)器責(zé)任有限公司.一種重型汽車(chē)變速器：中國(guó)，03280500.4P/ZL.2004-09-22.32陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司.主副箱結(jié)構(gòu)的雙中間軸汽車(chē)變速器：中國(guó)，200820030340.9P/ZL.2009-06-24.33陜西法士特齒輪有限責(zé)任公司.主副箱結(jié)構(gòu)的雙中間軸十二檔汽車(chē)變速器：中國(guó)，200520079599.9P/ZL.2006-11-08.34鹽城環(huán)宇汽車(chē)零部件制造有限公司.自增力式9檔雙中間軸全同步器變速器：中國(guó)，200920036108.0P/ZL.2009-12-16.35黃鵬

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