中型货车变速器设计
49页 21000字数+说明书+外文翻译+6张CAD图纸
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变速器装配图.dwg
变速器装配图.exb
同步器.dwg
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外文翻译--太阳能汽车通信工具的人工神经网络最大能量点的跟踪仪.doc
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轴.dwg
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齿轮.dwg
齿轮.exb
目录
前言1
1 概述2
1.1 汽车的诞生和发展2
1.2 变速器简介4
1.3 典型变速器举例分析5
1.3.1 通用Hydra-Matic5
1.3.2 奥迪Multitronic变速器6
1.3.3 雷诺R25 F1 赛车变速器7
1.4 变速器的要求及功能7
2 汽车总体参数的选择及计算9
2.1 汽车主要尺寸的确定9
2.2 汽车质量参数的确定10
2.2.1 整车装备质量10
2.2.2 汽车的载客量和装载质量10
2.2.3 汽车性能参数的确定11
2.3 发动机的选择12
2.3.1 发动机形式的选择12
2.3.2 发动机主要性能指标的确定13
3 变速器结构方案的选择15
3.1 变速器轴式的选择15
3.1.1 变速器的径向尺寸15
3.1.2 变速器的寿命15
3.1.3 变速器的效率15
3.2 变速器的工作原理16
3.2.1 变速器动力传递路线16
3.3 齿轮安排17
3.4 换档的结构方式18
3.5 倒档的结构方案及倒档轴的位置19
4 变速器主要参数的确定20
4.1 变速器档数及各档传动比20
4.1.1 根据最大爬坡度确定一档传动比20
4.1.2 根据驱动轮与路面的附着力确定一档传动比21
4.1.3 根据最低稳定车速确定一档传动比22
4.2 变速器齿轮参数的确定23
4.2.1 齿数23
4.2.2 模数23
4.2.3 中心距23
4.2.4 齿宽24
4.2.5 各档齿轮齿数的计算24
4.2.6 确定各档齿轮基本参数27
5 轮齿强度30
5.1 齿轮坏损形式30
5.2 齿轮折断30
5.3 齿面点蚀30
5.4 齿面胶合30
5.4.1 齿轮强度计算31
5.4.1 弯曲强度计算32
6 变速器轴的计算34
6.1 轴的功用及设计要求34
6.2 轴尺寸初选34
7 轴的强度与刚度计算36
7.1 轴的结构设计36
7.2 轴的强度校荷36
7.2.1 绘制轴的受力37
7.2.2 计算轴上的作用力37
7.2.3 计算支反力及弯矩37
7.2.4 确定危险截面以及校核其强度38
8 同步器的选型41
9 结论43
致谢44
参考文献45
附录A46
附录B54
摘要
汽车迄今已有100余年的历史了，在历史的长河中也给我们留下了许许多多的经验，从第一辆三轮汽车以每小时18公里的速度，跑到现在，从速度为零到加速到100公里/小时只需要三秒钟多一点的超级跑车。这一百年，汽车发展的速度是如此惊人！现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。它具有体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等优点。其性能与汽车的动力性之间存在着较大的矛盾。发动机的扭矩，转速与汽车的牵引力，车速要求之间的矛盾，传动系中设置了变速靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。为此，在汽车传动系中设置了变速器。本设计是中型货车变速器的设计，采用的是机械式变速器，我们通过中型货车的总体性能参数，确定较合适的变速器结构方案、变速器的主要参数，其次对变速器各档齿轮参数、齿轮强度进行计算和校核；对变速器轴的计算及其校核，最后对同步器进行选型。
关键词：汽车；变速器；齿轮；轴；同步器；强度
2 汽车总体参数的选择及计算
2.1 汽车主要尺寸的确定
汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头和车厢尺寸等[6]。
1) 外廓尺寸
GB1589—89汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长：货车、越野车、整体式客车不应超过12m，但铰接式客车不超过18m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂汽车列车不超过20m；不包括后视镜，汽车宽度不超过2.5m；空载、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250mm；顶窗、换气装置开启时不得超出车高300mm。
2) 轴距
轴距对装备质量、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，上述个指标减小。此外，轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；上坡或制动是轴荷转移过大，汽车制动性和操纵稳定性变坏；车身纵向角振动增大，对平顺性不利；万向节传动轴的夹角增大[9]。
3) 前轮距和后轮距
增大轮距，随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽度和总质量增加，并影响最小转弯直径变化。
受汽车总宽度不得超过2.5m限制，轮距不宜过大。但在取定的前轮距范围内，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，同时转向杆系与车架、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。
4) 前悬和后悬
前、后悬长时，汽车接近角和离去角都小，影响汽车通过性能。对长头汽车，前悬不能缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长些，从视角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响，前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。长头货车前悬一般在1100—1300mm。
货车后悬长度取决于货箱、轴距和轴荷分配的要求。轻型、中型货车的后悬一般在1200—2200mm之间，特长货箱汽车的后悬可达2600mm，但不得超过轴距的55%。轿车后悬长度影响行李箱尺寸。客车后悬长度不得超过轴距的65%，绝对值不大于3500mm。对于三轴汽车，若二、三轴为双后轴，其轴距应按第一轴至双后轴中心线的距离计算；若一、二轴为双转向轴，其轴距按一、三轴的轴距计算。
5) 货车车头长度
货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。此外，车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的接近性等有影响。
6) 货车车厢尺寸
要求车厢尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足吨数。车厢边板高度对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响，一般应在450—650mm范围内选取。车厢内宽度应在汽车外宽符合国家标准的前提下适当取宽些，以利缩短边板高度和车厢长度。行驶速度能达到较高车速货车。使用过宽的车厢会增加汽车迎风面积，导致空气阻力增加。车厢内长应在能满足运送上述货物额定吨位的条件下可能取短些，以利于减小装备质量。
2.2 汽车质量参数的确定
2.2.1 整车装备质量
整车装备质量是指车上带有全部装备，加满燃料、水，但没有装货和载人时的整车质量。
整车装备质量对汽车的成本和使用经济性均有影响。目前，尽可能减少整车整备质量的目的是通过减轻整备质量增加装载量或载客量；抵消因满足安全标准、排气净化标准和躁声标准所带来的整备质量的增加；节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有：采用强度足够的轻质材料，新设计的车型应使其结构更合理。减少整车整备质量，是从事汽车设计工作中必须遵守的一项重要原则。
2.2.2 汽车的载客量和装载质量
1) 汽车的载客量
轿车的载客量用坐位数表示。微型和普通级轿车为2—4座；中级以上轿车为4—7座。
城市大客车的载客量，由等于座位数的乘客和站立乘客两部分构成。站立乘客按每平方米8—10人计算。长途大客车和专供游览观光用的大客车，其载客量等于座位数[7]。
2) 汽车的装载质量
汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时允许的额定装载量。汽车在碎石路面上行驶时，装载质量约为好路面的75%—85%。越野汽车的装载量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。
3) 质量系数
质量系数是指汽车装载质量与整车质量的比值，即。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平，值越大，说明该汽车结构和制造工艺越先进。参考同类汽车选定的以后，可根据值计算出整车的装备质量。
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