某家庭经济型轿车变速器总成设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四川理工学院毕业设计（论文） 某家庭经济型轿车 变速器总成设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指 导 教 师： 四川理工学院机械工程学院 二 O 一 四 年六月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 四 川 理 工 学 院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目： 某家庭经济型轿车变速器总成设计 系： 机 械学 院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 学生： 指导教师： 接受任务时间 2014年 2月 27日 教研室主任 （签名） 系主任 （签名） 一毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 (1)基本设计参数 ： 基本参数： 发动机排量 ,最高车速 170km/h,汽车整车整备质量 250 （ 2） 主要内容及基本要求 1. 根据已知数据，确定轴数、驱动形式、布置形式。注意国家道路交通法规规定和汽车设计规范。 2. 确定汽车主要参数： 1）主要尺寸，可从参考资料中获取； 2）进行汽车轴荷分配； 3）百公里燃油消耗量； 4）最小转弯直径 5）通过性几何参数 6）制动性参数 3. 选定发动机功率、转速、扭矩。 二 、完成内容 : 1总成总装配图 1 张（零号图） 2零件图 1 张（ 3 号图） 3零件图 1 张（ 3 号图） 4设计计算说明书 1 份 三、指定查阅的主要参考 文献及说明 1臧杰 ,阎岩 M2005,8. 2王望予主编 M2004,8. 3 刘泽九 S. 北京 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4汽车工程手册编辑委员会 S. 北京 5刘涛主编 M2008,1. 6余志生 汽车理论 机械工业出版社 7成大先 机械设计手册（第三版） 四进度安排 设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期 1 查阅资料，学习与设计产品有关的基本知识 2月 27日 3月 11 日 2 完成主要设计计算，确定主要结构形式 3月 12日 4月 1 日 3 进行图纸设计 4月 2日 5月 2日 4 完成设计计算说明书的编写 5月 3日 5月 16 日 5 设计图纸与说明书的校对 5月 17日 5月 27 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的设计 水平对汽车的动力性、燃料经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。 随着汽车工业的发展 ,轿车变速器的设计趋势为增大变速器传递功率与重量之比 ,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。 本文阐述了发动机的选择、 变速器方案的确定 、 变速器设计 、 变速器 同步器 设计 、变速器 箱体设计。 在给定发动机 排量 、 最高车速、最大爬坡度等条件下 ,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算。 关键词： 变速器；齿轮 ；同步器；设计；结构 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of is of to of is of to as as of to of of of of is to of of on of as as 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 1章 绪论 . 1 述 . 汽车变速器 的设计要求 . 1 内外汽车变速器的发展现状 . 2 计的内容及方法 . 2章 汽车总体设计 . 3 车形式的选择 . 轴数 . 3 动形式 . 3 布置形式 . 3 车的主要参数的选择 . 汽车主要尺寸的确定 . 3 车质量参数的确定 . 4 荷分配 . 5 车动力性参数 . 5 油经济型系数 . 6 小转弯直径 . 7 过性的几何参数 . 7 动性参数 . 7 纵稳定性参数 . 7 第 3章 变速器传动机构与操纵机构的布置 . 8 速器传动机构布置方案 . 变速器传动方案分析与选择 . 8 档布置方案 . 8 部件结构方案分析 . 9 速器操纵机构布置方案 . 11 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 概述 . 11 型的操纵机构及其锁定装置 . 12 章小结 . 14 第 4章 变速器的设计与计算 . 15 速器主要参数的选择 . 15 数 . 15 动比范围 . 15 速器各档传动比的确定 . 15 心距的选择 . 18 速器的外形尺寸 . 18 轮参数的选择 . 18 档齿轮齿数的分配及传动比的计算 . 20 速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整 . 23 速器齿轮强度校核 . 24 轮材料的选择原则 . 24 速器齿轮弯曲强度校核 . 24 齿接触应力校核 . 28 档齿轮的校核 . 32 的结构和尺寸设计 . 35 选轴的直径 . 35 的强度验算 . 36 的刚度计算 . 36 的强度计算 . 44 承选择与寿命计算 . 49 入轴轴承的选择与寿命计算 . 50 出轴轴承的选择与寿命计算 . 52 章小结 . 54 第 5章 变速器同步器及结构元件设计 . 55 步器设 计 . 55 步器的功用及分类 . 55 性式同步器 . 55 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 环式同步器主要尺寸的确定 . 56 要参数的确定 . 57 速器壳体 . 59 章小结 . 59 结 论 . 60 参 考 文 献 . 61 致 谢 . 62 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 绪论 述 随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。它 是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速， 目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。 因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对轿车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大，影响汽车的整体性。 车变速器的设计要求 汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，将动力有效而经济地传至驱动车轮，以满足汽车的 使用要求。变速器是完成传动系任务的重要部件，也是决定整车性能的主要部件之一。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。随着汽车工业的发展，轿车变速器的设计趋势是增大其传递功率与重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。 变速器的基本设计要求：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空档， 用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒档，使汽车能倒退行驶；换档迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳档、乱档，以及换档冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。 变速器传动机构有两种分类方法。 根据前进档数分为：三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。 根据轴的形式分为：固定轴式，旋转轴式。其中固定轴式又分为：两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速 器，多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛，其中买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。 内外 汽车变速器 的发展现状 目前，国内外汽车变速器的发展十分迅速，普遍研究和采用电控自动变速器，这种变速器具有更好的驾驶性能、良好的行驶性能、以及更高的行车安全性。但是驾驶员失去了驾驶乐趣，不能更好的体验驾驶所带来的乐趣。 机械式手动变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠，具有良好的驾驶乐趣等优点，故在不同形式的 汽车上得到广泛应用。在档位的设置方面，国外对其操纵的方便性和档位数等方面的要求愈来愈高。目前， 4 档特别是 5 档变速器的用量有日渐增多的趋势。同时，6 档变速器的装车率也在日益上升。 计的内容及方法 本次设计的变速器是在 了解基本参数的 的基础上， 在给定发动机 排量 、 整车整备质量 及最高车速、最大爬坡度等条件下， 主要完成传动机构的设计。 1、 对变速器传动机构 的分析与选择 通过比较两轴和中间轴式变速器各自的优缺点，以及所设计车辆的特点，确定传动机构的布置形式。 2、 变速器主要参数的选择 变速器主要参数的选择：档数 、传动比、中心距、齿轮参数 等。 3、变速器齿轮强度的校核 变速器齿轮强度的校核主要对变速器的齿根弯曲疲劳强度和齿面接触疲劳强度进行校核。 4、 轴的基本尺寸的确定及强度计算 。 对于轴的强度计算则是对轴的刚度和强度分别进行校核。 5、 轴承的选择与寿命计算 。 对变速器轴的支撑 部分选用圆锥滚子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量。 本次设计主要是查阅有关变 速器设计的文献资料，结合所学专业知识，在老师的正确指导下进行设计。 通过比较不同方案和方法选取最佳方案进行设计，计算变速器的齿轮的结构参数并对其进行校核计算；同时 对同步器、换档操纵机构等结构件进行分析设计；另外，对现有传统变速器的结构进行改进、完善。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 第 2 章 汽车总体设计 车形式的选择 不同形式的汽车，主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。 数 汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。 随着设计汽车的乘员数增多或装载质量增加，汽车的整备质量和总质量也增大 。在汽车轴数不变的情况下，汽车总质量增加以后，使公路承受的符合增加。为 了保护公路，相关部门制定了道路法规，对汽车的轴载质量加以限制。由于本次设计的是家庭经济型轿车，采用结构简单，制造成本低廉的两轴方案。 动形式 汽车驱动形式有 42、 44、 62、 64、 66、 84、 88 等，其中前一位数字表示汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。汽车的用途、总质量和对车辆通过性能是选取驱动形式的主要因素。采用 42 驱动形式的汽车结构简单、制造成本低，多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。本设计是家庭经济型轿车总质量相对较小，故本设计采用 42 的驱动形式。 布置形式 汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身 (或驾驶室 )的相互关系和布置特点而言。乘用车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动（ 发动机前置后轮驱动（ 发动机后置后轮驱动 （ 发动机前置前轮驱动这种布置形式目前在发动机排量 下的乘用车广泛应用。本次设计采用发动机前置前轮驱动。 车的主要参数的选择 汽车的主要参数包括尺寸参数、质量参数和汽车性能参数。 车主要尺寸的确定 汽 车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距等。 汽车的长宽 高称为汽车的外廓尺寸， 89 汽车外廓尺寸限界规定汽车外买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应超过 12m，不包括后视镜，载、顶窗关闭状态下，汽车高不超过 4m；后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处 250窗、换气装置开启时不得超出车高 300本次设计的长为 3560为 1650为 1415 轴距 L 对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距短时，上述各指标减小。而且对汽车的轴荷分配有影响。 本车轴距在 2100 2540，本车的轴距取为 2471 B 和后轮距 2B 汽车的轮距 车总宽、总质量、侧倾刚度、最小转弯直径等因素发生变化、增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度，汽车横向稳定性更好；但是此时汽车总宽和总质量增加，会使汽车的比功率、比转矩指标下降，机动性变坏。 受汽车总宽不得超过 制，轮距不宜过大。取定前轮距 1B 范围时，应能布置 下发动机、车架、前悬架和前轮，并保证前轮有足够的转向空间，而且转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距 2B 时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。 本车的前轮距 1B 为 1429轮距 2B 为 1422 车质量参数的确定 汽车的质量参数包括整车整备质量0m、装载质量、质量系数0m、汽车总质量荷分配等。 括随车工具，备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。即0m 1250 量系数 0m 是指汽车装载质量与整车整备质量的比值，即 00 / mm 。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，0m值越大，说明该汽车的结构和制造工艺越先进。本车取 0m=汽车总质量按规定装满客、货时的整车 质量。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 乘用车和商用客车的总质量员和驾驶员质量以及乘员的行李质量三部分构成。其中，乘员和驾驶员每人质量按 65，于是 0 65am m n n （ 2 式中， n 为包括驾驶员在内的载客数； 5n 为行李系数；查表得， 10 1 2 5 0 3 2 5 5 0 1 6 2 5am k g 荷分配 汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下，各车轴对支承平面的垂直载荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。本设计采用的是发动机前置后轮驱动。轴荷分配如下： 满载前轴： 47% 60% 取为 55% 轴荷为 载后轴： 40% 53% 取为45% 轴荷为 载前轴： 56% 66%取为 60%轴荷 为 750 34%44%取为 40% 取为 500 车动力性参数 汽车动力性参数包括最高车速速时间 t、上坡能力、比功率和比转矩等 . 70 1t 汽车在平直的良好路面上，从原地起步开始以最大加速度加速到一定的车速所用去的时间，称为加速时间。对于00 1汽车，加速时间可用加速到 60km/t=10。 力。通常要求货车能克服 30%坡度。 0% 一下公式估算发动机最大功率 3m a x m a x m a )3 6 0 0 7 6 1 4 0e a g f v v （ 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 式中，T为传动效率，对驱动桥用单级减速器的 40%；用车取 3m a x 1 1 6 2 5 9 . 8 0 . 0 3 6 3 0 . 3 2 2 . 2 4( 1 7 0 1 7 0 )9 0 % 3 6 0 0 7 6 1 4 0 即油机的000 7000r/乘用车最高车速高，000r/上，故取为 5400r/ n m a xm a x 9549 = 中，N m)； 为转矩适应性系数，一般在 本车取 1.2； 最大功率转速 (r m a x 1 . 2 4 6 8 1 . 79549 5400=180 油经济型系数 汽车的燃油经济性用汽车在水平的沥青路面或水泥上，以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量 （ L/100来评价。本车为总质量 4t 的汽油机，百公里燃油消耗量在 V=L/100。 小转弯直径 转向盘转至极限位置时，汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最小转弯直径 来描述汽车转向机动性，是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要 指标。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的汽车， 取小些。 1997机动车运行安全技术条件中规定：机动车的最小转弯直径不得大于 24m。当转弯直径为 24m 时，前转向轴和末轴的内轮差 (以两内轮轨迹中心计 )不得大于 本车型为轿车 , 最小转弯直径 812 范围内，取为 过性的几何参数 总体设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙 接近角 1 ，离去角 2 ，纵向通过半径 1 等。本车才用的是 42 乘用车。 150 330，取为 1371 =2030 取为 25， 2 =15 22 取为 20， 1 =为 5m 。 动性参数 汽车制动性是 指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定，下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离平均制动减速度 j 来评价制动效能。有关 (1997)机动车运行安全条件中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求见。 纵稳定性参数 汽车操纵稳定性的评价参数较多，与总体设计有关并能作为设计指标的有： （ 1）转向特性参数 为了保证有良好的操纵稳定性，汽车应具有一定长度的不足转向。通常用汽车以 向心加速度沿定圆转向时，前、后轮侧偏角之差 21 -作为评价参数。此参数在 1 2为宜。 （ 2）车身侧倾角 汽车以 向心加速度沿定圆等速行驶时，车身侧倾角控制在 3以内较好，最大不允许超过 7。 （ 3） 制动前俯角 为了不影响乘坐的舒适性要求汽车以 减速度制动时，车身的前俯角不大于 买文档就送您 纸全套， Q 号 交流 401339828 或 11970985 8 第 3 章 变速器传动机构与操纵机构 的布置 速器传动机构布置方案 机械式变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。 速器 传动方案分析与选择 机械式变速器传动机构布置方案主要有两种：两轴式变速器和中间轴式变速器。 其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。与中间轴式变速器相比，它具有轴和轴承数少，结构简单 、轮廓尺寸小、易布置等优点。此外，各中间档因只经一对齿轮传递动 ，故传动效率高，同时噪声小。但两轴式变速器不能设置直接档，所以在工作时齿轮和轴承均承载，工作噪声增大且易损坏，受结构限制其一档速比不能设计的很大。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，发动机纵置时直接输出动力。 而中间轴式变速器多用于发动机前置后 轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的汽车上。其特点是：变速器一轴后端与常啮合齿轮做成一体绝大多