九檔雙中間軸十變速器設計正文

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1、目 錄 目 錄 1 第1章 緒論 4 1.1汽車變速器概述 4 1.1.1汽車變速器的功用 4 1.1.2汽車變速器的分類 5 1.1.3汽車變速器國內(nèi)外發(fā)展狀況 5 1.2雙中間軸變速器概述 6 1.2.1雙中間軸變速器的原理 6 1.2.2雙中間軸變速器的特點 7 1.2.3汽車變速器國內(nèi)外發(fā)展狀況 8 1.3課題設計意義 9 1.4課題設計內(nèi)容和方案 10 1.4.1變速器設計應滿足的基本要求 10 1.4.2課題設計內(nèi)容 11 1.4.3課題設計方案 12 第2章 總體方案設計 13 2.1車型及基本參數(shù)的選擇 13 2.2減速器的基本要求及型號

2、設定 15 2.2.1變速器的基本要求 15 2.2.1變速器的型號設定 15 2.3 變速器傳動機構布置方案 16 2.3.1 變速器傳動方案分析與選擇 16 2.3.2 倒檔布置方案 19 2.3.3零部件結構方案分析 19 2.4變速器操縱機構布置方案 21 2.4.1變速器操縱機構概述 21 2.4.2典型的操縱機構及其鎖定裝置 22 2.5換擋機構形式 24 第3章 變速器主要參數(shù)的選取和計算 27 3.1檔數(shù)的選擇 27 3.2傳動比的計算 27 3.2.1傳動比范圍 27 3.2.2變速器各檔傳動比的選取 28 3.2.3變速器各檔傳動比的計算校核

3、 30 3.2.4中心距的計算 34 3.2.5變速器的外形尺寸 35 3.2.6齒輪參數(shù)的選擇 35 3.2.7各檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動比的計算 37 第4章 變速器的設計與校核 42 4.1 齒輪的校核 42 4.1.1 齒輪材料的選擇原則 42 4.1.2變速器齒輪彎曲強度校核 43 4.1.3變速器齒輪輪齒接觸應力校核 49 4.1.4變速器輪齒輪齒強度校核 56 4.2 軸的結構與尺寸設計 59 4.2.1 初選軸的直徑 59 4.3 軸的驗算 61 4.3.1 軸的剛度計算 61 4.3.2軸的強度計算 63 4.4 軸承選擇與壽命計算 66 4.

4、4.1軸承的選擇與壽命計算 66 第5章 同步器與操縱機構設計 68 5.1 同步器設計 68 5.1.1同步器的功用及分類 68 5.1.2 慣性式同步器 68 5.1.3 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 70 5.1.4同步器主要參數(shù)的確定 71 5.2 操縱機構設計 72 5.2.1 直接操縱手動換擋變速器 73 5.2.2 遠距離操縱手動換擋變速器 73 結　　論 74 致　　謝 75 參考文獻 76 第1章 緒論 隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器設計是汽車設計中重要的環(huán)節(jié)之一。它是用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的

5、轉矩和轉速，目的是在各種行駛工況下，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)濟性指標。在對汽車性能要求越來越高的今天，車輛的舒適性也是評價汽車的一個重要指標，而變速器的設計不合理，將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大，影響汽車的整體性。 1.1汽車變速器概述 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在原地起步、爬破、轉彎、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范圍內(nèi)工作。變速器設有空擋，可在起動發(fā)動機、汽車滑行或停車時使發(fā)動機的動力停止向驅動輪傳輸。變速器設有倒擋，使汽

6、車獲得倒退行駛能力。需要時，變速器還有動力輸出功能。如圖1-1所示即為車用變速器。 圖1-1 汽車變速器 1.1.1汽車變速器的功用 現(xiàn)代汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機作為動力源，其轉矩和轉速變化范圍較小，而復雜的使用條件則要求汽車的驅動力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化。為解決這一矛盾，在傳動系統(tǒng)中設置了變速器。 變速器的功用是： （1）改變傳動比，擴大驅動輪轉矩和轉速的變化范圍，以適應經(jīng)常變化的行駛條件，如起步、加速、上坡等，同時使發(fā)動機在有利的工況下工作； （2）在發(fā)動機旋轉方向不變的前提下，使汽車能倒退行駛； （3）利用空擋，中斷動力傳遞，以使發(fā)動機能夠起動、怠速，并便于變速

7、器換擋或進行動力輸出。 1.1.2汽車變速器的分類 汽車變速器按傳動比變化方式不同，可分為有級式、無級式和綜合式三種。 (1)有級式變速器應用最為廣泛，它采用齒輪傳動，具有若干個定值傳動比。按所用輪系形式不同，有級式變速器又可分為有軸線固定式變速器和軸線旋轉式變速器兩種。 目前，轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有3-5個前進擋和一個倒擋；在重型貨車用的組合式變速器中，則有更多擋位。所謂變速器擋數(shù)，均指前進擋位數(shù)。 (2)無級式變速器的傳動比在一定的范圍內(nèi)可按無限多級變化，常見的有電力式和液力式兩種。 電力式變速器在傳動系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢，其邊素傳動部件為直流串勵電動機。液

8、力式變速器的傳動部件是液力變矩器。 (3)綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比可在最大值和最小值之間的幾個間斷范圍內(nèi)作無級變化，目前應用較多。 1.1.3汽車變速器國內(nèi)外發(fā)展狀況 目前，國內(nèi)外汽車變速器的發(fā)展十分迅速，普遍研究和采用電控自動變速器，這種變速器具有更好的駕駛性能、良好的行駛性能、以及更高的行車安全性。但是駕駛員失去了駕駛樂趣，不能更好的體驗駕駛所帶來的樂趣。機械式手動變速器具有結構簡單、傳動效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的駕駛樂趣等優(yōu)點，故在不同形式的汽車上得到廣泛應用。 在檔位的設置方面，國外對其操縱的方便性和檔位數(shù)等方

9、面的要求愈來愈高。目前，4檔特別是5檔變速器的用量有日漸增多的趨勢。同時，6檔及以上變速器的裝車率也在日益上升。 1.2雙中間軸變速器概述 雙中間軸變速器是目前多級變速的一個重要的發(fā)展方向，是指在汽車的傳動系統(tǒng)中的變速器部分有兩個輸出軸或叫中間軸，這樣的變速器結構目的主要是為了縮短多擋定軸式變速器的軸向尺寸，以便于其在整車上的布置，同時也是為了多擋時共用輸入軸的主動齒輪，減少變速器零件，簡化變速器結構和降低成本等。圖1-2所示為雙中間軸變速器的布置形式。 圖1-2 雙中間軸變速器布置 1.2.1雙中間軸變速器的原理 雙中間軸變速器擁有兩個對稱分布的中間軸，如圖1-3所示為8檔雙

10、中間軸變速器各齒輪的作用及傳動軸之間的相對位置。 圖1-3 8檔雙中間軸變速器結構 采用雙中間軸結構設計的變速器，每根中間軸和中間軸兩端的軸承以及中間軸上的齒輪只承受二分之一的傳動力，輸入軸及主軸上每個齒輪的輪齒受力也只有傳動力的二分之一，如圖1-4中箭頭所示為雙中間軸變速器傳動力的路線圖。 1.2.2雙中間軸變速器的特點 對大噸位的重型汽車（輸入扭矩在800Nm以上）來說，車輛需要變速器的承載能力大、擋位多，雙中間軸變速器的優(yōu)勢在這里得到了有效發(fā)揮。雙中間軸變速器的比較優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面： （1）雙中間軸變速器在中心距、殼體長度兩個重要設計參數(shù)上，明顯優(yōu)于單中間軸變

11、速器。這兩個設計參數(shù)決定了雙中間軸變速器重量輕，軸向尺寸短，有利于減輕整車重量，提高承載能力，便于整車布置。 （2）雙中間軸變速器的速比范圍明顯大于單中間軸變速器，在發(fā)動機功率相同的情況下，將直接影響到整車的最大爬坡度和最高車速這兩個重要性能指標。 （3）由于雙中間軸變速器比單中間軸變速器前進擋多1～2個擋位，所以各擋之間的速比級差明顯小于單中間軸變速器，有利于提高整車的加速性，可以使發(fā)動機始終處于最佳工作狀態(tài)，大大降低整車的燃油消耗和污染排放。 （4）采用雙中間軸結構設計的變速器，每根中間軸和中間軸兩端的軸承以及中間軸上的齒輪只承受二分之一的力（與單中間軸相比），輸入軸及主軸上每個齒輪的輪齒受力也只有二分之一（與單中間軸相比）。 （5）由于采用了對稱布置的雙中間軸，中間軸上每個齒輪施加給輸入軸齒輪和主軸齒輪的徑向力大小相等而方向相反，正好相互抵消，因此，從結構上保證了雙中間軸變速器在設計時能夠減小中心距，從而使變速器的軸向尺寸變短、重量降低。