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鹽城工學院本科生優(yōu)秀畢業(yè)設計選編 1 低速載貨汽車變速器的設計 機械設計制造及其自動化 （0260110101） 陳中 指導老師：李書偉 摘 要：課題來源于生產實際，依據機動車安全技術條件和汽車機 械變速器總成技術條件 ，針對低速載貨汽車的運行特點而設計。參與了汽車 的總體設計，確定了汽車的質量參數，選擇了合適的發(fā)動機，并且計算出汽車 的最高速度。關于變速器的設計，首先選擇標準的齒輪模數，在總檔位和一檔 速比確定后，合理分配變速器各檔位的速比，接著計算出齒輪參數和中心距， 并對齒輪進行強度驗算，確定了齒輪的結構與尺寸，繪制出所有齒輪的零件圖。 根據經驗公式初步計算出軸的尺寸，然后對每個檔位下軸的剛度和強度進行驗 算，確定出軸的結構和尺寸，繪制出各根軸的零件圖。根據結構布置和參考同 類車型的相應軸承后，按國家標準選擇合適的軸承，然后對軸承進行使用壽命 的驗算，最終完成了變速器的零件圖和裝配圖的繪制。此變速器的齒輪都為標 準齒輪，檔位數和傳動比與發(fā)動機參數匹配，保證了汽車具有良好的動力性和 經濟性。該變速器具有操縱簡單、方便、傳動效率高、制造容易、成本低廉、 維修方便的特點，適合低速載貨汽車的使用。 關鍵詞：低速載貨汽車；變速器；設計 Abstract: The topic comes from the production reality, which is based on the safety specifications for power driven vehicles operating on roads and the specifications for the automobile mechanical transmission. It designs the low-speed trucks movement characteristic. The automobile quality parameters are determined, according to the automobile system design, choosing the appropriate engine, and calculating the maximum speed. When design the transmission, first, we choose the standard gear modulus and determine all speeds proportions after we choose the number of the transmissions gears and the first gear, then calculate the gears parameter and the center distance, and the gear needs the intensity checking calculation. We determine gears structure, then complete drawing of the gears component. According to the empirical formula, we preliminary carry on the checking calculation to each gears rigidity and the intensity to determine the axis structure and size, and thus draw up various axis component drawing. After arranged structure and compared with the similar type of vehicles bearing, according to the national standard, we select the appropriate bearings, and then calculate the service life of the bearings. Finally drawing of the component and the assembly of the transmission are completed. Because the transmission gear is the 低速載貨汽車變速器的設計 2 standard gear and the number of gears and speeds proportions match to the engine conditions, which ensure the necessary power and economy. This transmission has many merits of simple operation, efficient, easy manufacturing, low cost, and convenient. Key words: Low-speed Truck；Transmission；Design 1 前言 本課題為低速載貨汽車變速器的設計，該課題來源于結合生產實際。研究 的主要內容是：參與汽車的總體設計；變速器結構型式分析和主要參數的確定； 變速器結構設計。本說明書以設計低速載貨汽車變速器的傳動機構為主線。第 2章著重介紹了在參與總體設計當中，如何確定低速載貨汽車參數，進而明確 變速器應滿足的條件及其所受的限制。第 3章則重點介紹低速載貨汽車變速器 的傳動機構的設計說明。在參與總體設計當中，首先是對低速載貨汽車的產品 技術規(guī)范和標準進行分析，然后確定低速載貨汽車的總質量，以此來選擇合適 的發(fā)動機。根據發(fā)動機的功率以及汽車的總質量確定該車的最高速度（滿足低 速載貨汽車安全技術條件） 。關于變速器的設計，首先選擇合適的變速器確定 其檔位數，接著對工況進行分析，擬訂變速器的各檔位的傳動比和中心距，然 后計算出齒輪參數以選擇合適的齒輪并且對其進行校核，接著是初選變速器軸 與軸承并且完成對軸和軸承的校核，最終完成了變速器的零件圖和裝配圖的繪 制。 2 低速載貨汽車主要參數的確定 2.1 質量參數的確定 本課題通過計算選用m a=3500kg。 2.2 發(fā)動機的選型 針對本次設計任務選用達到歐排放標準的YD480柴油機。 2.3 車速的確定 計算出 Vmax62.3km/h,所以該車車速滿足要求。 鹽城工學院本科生優(yōu)秀畢業(yè)設計選編 3 3 變速器的設計與計算 3.1 設計方案的確定 3.1.1 兩軸式 這種結構適用于發(fā)動機前置、前輪驅動或發(fā)動機后置、后輪驅動的轎車和 微、輕型貨車上，其特點是輸入軸和輸出軸平行，無中間軸。 3.1.2 三軸式 它的第一軸常嚙合齒輪與第二軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應齒輪相嚙 合，且第一、二軸同心。適用于傳統(tǒng)的發(fā)動機前置、后輪驅動的布置形式。 3.1.3 液力機械式 由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成,其特點是傳動比可在最大值和最 小值之間的幾個間斷范圍內作無級變化，但結構復雜，造價高，傳動效率低。 3.1.4 確定方案 由于低速載貨汽車一般是傳統(tǒng)的發(fā)動機前置，后輪驅動的布置形式，同 時考慮到制造成本以及便于用戶維護等因素，現(xiàn)選用三軸式變速器。 3.2 零部件的結構分析 通過對齒輪型式、軸的結構、軸承型式的分析，來確定所有零件的結構。 3.3 基本參數的確定 3.3.1 變速器的檔位數和傳動比 選擇最低檔傳動比時，應根據汽車最大爬坡度、驅動車輪與路面的附著力、 汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅動車輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。 它可以根據汽車最大爬坡度計算，也可以根據驅動車輪與路面的附著條件計算。 3.3.2 中心距 商用車變速器的中心距約在 80170mm 范圍內變化,初選 A=100mm。 3.3.3 變速器的軸向尺寸 初選軸向尺寸:（2.42.8）A=（2.42.8）100=240280mm。 3.3.4 齒輪參數 通過計算并參照同類車型選取標準模數 m=3.5，所有齒輪采用標準齒輪。 3.3.5 各檔齒輪齒數的分配 首先確定檔齒輪的齒數，然后修正中心距 A=（3.560）/2=105mm，接 著確定常嚙合傳動齒輪副的齒數，以及其他檔位的齒輪齒數，最后確定倒檔齒 輪副的齒數。 低速載貨汽車變速器的設計 4 3.4 齒輪的設計計算 3.4.1 幾何尺寸計算 分別根據齒數和模數計算出尺寸。 3.4.2 齒輪的材料及熱處理 本課題變速器齒輪選用材料是 20CrMnTi，采用滲碳處理。 3.4.3 齒輪的彎曲強度 因為該變速器所有的齒輪采用同一種材料，所以當校核時只要校核受力最 大和危險的檔位齒輪。分別計算出檔、倒檔齒輪的彎曲強度且都滿足要求。 3.4.4 齒輪的接觸強度 常嚙合齒輪副，檔、檔、檔、倒檔的齒輪都滿足強度要求。 3.5 軸的設計與軸承的選擇 3.5.1 軸的設計 軸的尺寸可按關系式初選。首先校核第二軸在各檔位下的強度與剛度，然 后校核中間軸在各檔位下的強度與剛度，最后校核倒檔軸的強度與剛度。 3.5.2 軸承的選擇 第一軸后軸承為 6209軸承,第二軸后軸承為 6307軸承。第二軸前端選用 無套圈長圓柱滾子軸承,型號為:KNL20.61233.32535；在中間軸上與中間 軸齒輪配合的軸承，也選用該種軸承，型號為：KNL25.441.20860.4。 4 結論 本課題是針對低速載貨汽車而設計的變速器，基于經濟實用的考慮，變速 器采用手動機械變速，三軸式傳動機構布置方案，有四個前進檔和一個倒檔。 典型輕型貨車 NJ130系列的變速器齒輪大多采用非標準齒輪，本次設計的變速 器齒輪等零部件貫徹了國家或行業(yè)的最新標準，具有較好的加工和使用性能， 結構緊湊、使用維修方便，并可附裝取力機構供用戶的特殊需要。 隨著城鄉(xiāng)路況的好轉，以及人們對乘車舒適性的要求越來越高，日后可以 考慮采用常嚙合斜齒輪傳動，同步器換檔的變速器，而且可以增加一個超速檔， 這樣可以使汽車的動力性和經濟性有更大地提高。 主要參考文獻 1 GB7258-2004，機動車運行安全技術條件S. 2 GB18320-2001，農用運輸車安全技術條件S. 3 王望予.汽車設計M.北京：機械工業(yè)出版社，2000. 鹽城工學院本科生優(yōu)秀畢業(yè)設計選編 5 4 劉惟信.汽車設計M.北京：清華大學出版社,2001. 5 陳家瑞.汽車構造.（下冊）M.北京：機械工業(yè)出版社，2005.