三轴六档变速器结构设计【汽车类】【4张CAD图纸】

三轴六档变速器结构设计

49页 16000字数+说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】

三轴六档变速器展开图.dwg

三轴六档变速器左视图.dwg

三轴六档变速器结构设计说明书.doc

任务书.doc

变速器第二轴.dwg

目录.doc

输出轴三档齿轮.dwg

摘　要:

   汽车变速器发展经历了100 多年从最初采用侧链传动到手动变速器到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器再向无级自动变速器方向发展。发动机是汽车的心脏发动机产生的动力必须经过传动系统才能驱动车轮转动。传动系统的心脏是变速器。由于发动机的转速和转矩的变化范围小而汽车行驶速度的变化范围广所以一开始传动系统就设置了变速器。变速器的作用: ①改变汽车的传动比扩大驱动车轮转矩和转速的范围使车辆适应各种变化的行驶工况同时使发动机在理想的工况下工作; ② 在发动机转矩方向不变的前提下实现汽车的倒退行驶; ③实现空挡中断发动机传递给车轮的动力使发动机能够起动、怠速。100 多年中变速器经历了用变速杆改变链条的传动比→手动变速器→有级自动变速器→无级自动变速器的发展历程。

关键词: 汽车；变速器；工作原理；发展历史；发展趋势  The development of auto transmission has experienced more than 100 years’ history from the initial use of side-chain drive to the manual transmission to the current hydraulic. Automatic transmission and electronically controlled automatic mechanical transmission to the no-class automatic transmission direction. The engine is the heart of the car. The power of the engine transmission system must drive the wheels turning. Transmission System is the heart of transmission. As the engine speed and torque are on the scope of the changes but vehicle’s speed and scope of change so at beginning on the transmission system set up a transmission. The role of the transmission : ① change the transmission ratio of motor vehicles wheel drive torque to expand the scope and speed to adapt to changes in the vehicle driving cycle at the same time it can make the engine in good working condition; ② not in the direction of engine torque. Under the premise of change it can make cars on the retrogression; ③ achieve in neutral gear interrupted the power of the wheels transmission by  the engine  so that the engine can start idling. More than 100 years the transmission has changed from Bian Sugan → the chain of transmission ratio →  manual transmission  → a class-automatic transmission → no class automatic transmission → course of development.

Keywords:  Automotive; transmission; principle; history of development;  development trend

目录

摘 要............................................................I

第1章 绪论......................................................1

　　1.1. 课题的目的和意义.........................................1

　　1.2. 课题研究的现状...........................................1

　　1.3. 变速器的设计思想.........................................2

　　1.4. 研究的主要工作内容.......................................2

第2章 变速器设计的总体方案......................................4

　　2.1. 设计依据.................................................4

　　2.2. 传动机构布置方案分析4

　　2.3. 变速器基本参数的确定6

第3章 主要零部件的设计及计算11

　　3.1. 齿轮的设计及校核11

　　　　3.1.1. 齿轮参数确定及各档齿轮齿数分配11

　　　　3.1.2. 齿轮强度计算18

　　　　3.1.3. 变速器齿轮的材料及热处理21

　　3.2. 轴的设计及校核21

　　　　3.2.1. 初选轴的直径.......................................21

　　　　3.2.2. 轴的刚度计算.......................................22

　　　　3.2.3. 轴的强度计算.......................................31

第4章 同步器的选择.............................................37

　　4.1. 惯性式同步器............................................37

　　　　4.1.1. 锁环式同步器的机构.................................37

　　　　4.1.2. 锁环式同步器的工作原理.............................38

　　　　4.1.3. 锁环式同步器主要尺寸的确定.........................38

　　4.2. 主要参数的确定..........................................39

　　　　4.2.1 摩擦因数 f..........................................39

　　　　4.2.2 同步环主要尺寸的确定................................40

　　　　4.2.3 锁止角β............................................41

　　　　4.2.4 同步时间............................................41

　　　　4.2.5 转动惯量的计算......................................42

第5章 变速器操纵机构的选择和箱体设计原则.......................43

　　5.1. 变速器操纵机构的选择....................................43

　　5.2. 变速器箱体设计原则......................................43

致 谢...........................................................44

参考文献........................................................45

变速器是汽车传动系的重要组成部分，是连接发动机和整车之间的一个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满足整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速器的总体方案均产生较大影响。

2.1 设计依据

随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性需求的提高，汽车的技术含量不断提高，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。变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。设计新型后驱动变速器以使变速器结构更加紧凑、合理、承载能力强。

选择车型为BMW 320i 2.0 典雅型轿车进行设计，基本性能参数如表2.1。

表2.1 基本性能参数

发动机参数排量(L)2.0

最大功率(km)110(6200r/min)

最大扭矩(N·m)200(3600r/min)

底盘参数驱动方式后轮驱动

轮胎规格205/55  R16

整车尺寸及质量长*宽*高(mm)4520*1817*1421

轴距(mm)2760

总质量(kg)3000

整备质量(kg)1425

整车性能参数最高车速(km/h)220

最大爬坡度30%

注：其中，205/55 R16表示轮胎断面宽B=205，扁平比H/B=55轮辋直径16in=406.4mm。

故车轮滚动半径近似等于轮胎半径，为r=(406.4+205*0.55)/2=315.95mm。

　　　　　　　　　　第1章 绪　　论

1.1 课题的目的和意义

　　　变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，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。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客车上。变速器若采用浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。

　　　为了近一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱轿车市场销售份额，应该建立一个适应发动机排量为2.0升的后驱动变速器新平台，以满足车厂和用户更高层次的要求。

   设计方案力求实现：

　　　（1）变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需；

　　　（2）选挡、换挡轻便、灵活、可靠；

　　　（3）同步器结构合理，性能稳定，有利于换挡；

　　　（4）齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳。

1.2课题研究的现状

　　　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、制造成本低和工作可靠，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。变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用率、汽车的燃料经济性及平均车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。

　　　汽车变速器是汽车的重要部件之一，用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行使工况下，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。变速器设有空档，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行使能力。

　　　汽车变速器技术的发展历史：

　　　手动变速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齿轮传动的降速原理。变速器内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。

　　　自动变速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力变矩器，行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力变矩器和齿轮组合的方式来达到变速变矩。

　　　AMT是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了手动换挡操纵部分。即在MT总体结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡。

　　　无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission）又称为连续变速式机械变速器。金属带式无级变速器主要包括主动轮组，从动轮组，金属带和液压泵等基本部件。主要靠主动轮，从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动带一般用橡胶带，金属带和金属链等。

　　　无限变速式机械无级变速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一种摩擦板式变速原理。IVT的核心部分由输入传动盘，输出传动盘和Variator传动盘组成。它们之间的接触点以润滑油作介质，金属之间不接触，通过改变Variator装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化。

1.3 变速器的设计思想

　　　根据发动机匹配的轿车的基本参数，及发动机的基本参数，设计能够匹配各项的新型后驱动变速器。

　　　新型后驱动变速器应满足：

　　　（1）发动机排量2.0升；

　　　（2）六个前进挡，一个倒档；

　　　（3）输入、输出轴保证两点支承；

　　　（4）采用同步器，保证可靠平稳换挡；　　　（5）齿轮、轴及轴承满足使用要求。

1.4 研究的主要工作内容

　　　中间轴式变速器主要用于后轮驱动变速器，所以，根据实际汽车发动机匹配所需，本文计划对适用于后驱动发动机固定中间轴式变速器作为总的布置方案。

　　　1.确定合适的布置结构

　　　变速器中各档齿轮按照档位先后顺序在轴上排列；各档的换挡方式；齿轮与轴的配套方案；轴承支承位置等结构。

　　　2.进行主要参数的选择

　　　确定变速器的档位数；各档传动比；中心距；轴向长度等。

　　　3.进行主要零部件及其他结构的设计

　　　齿轮参数；各档齿轮齿数分配；轮齿强度计算；轴的设计及校核；轴承的设计及校核；同步器主要参数的选取；操纵机构的设计等。

　　　4.绘制图纸

　　　 根据设计方案，通过CAD完成装配图及零件图的绘制。