捷达GTX轿车两轴机械式变速器结构设计
57页 21000字数+说明书+任务书+4张CAD图纸
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机械式变速器总装配图.dwg
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捷达GTX轿车两轴机械式变速器结构设计说明书.doc
输入轴.dwg
输出轴.dwg
输出轴一档齿轮.dwg
零件图3张.dwg
目录
摘要Ⅰ
Abstract Ⅱ
目录Ⅲ
第1章 绪论1
1.1概述1
1.1.1汽车变速器的设计要求1
1.1.2国内外汽车变速器的发展现状2
1.2设计的内容及方法3
1.3设计的目的及意义4
第2章变速器传动机构与操纵机构的选择与设计5
2.1变速器传动机构布置方案5
2.1.1变速器传动方案分析与选择5
2.1.2 倒档布置方案6
2.1.3零部件结构方案分析7
2.2变速器操纵机构布置方案9
2.2.1概述9
2.2.2典型的操纵机构及其锁定装置10
2.3本章小结12
第3章变速器的设计与计算13
3.1变速器主要参数的选择13
3.1.1档数13
3.1.2传动比范围13
3.1.3变速器各档传动比的确定14
3.1.4中心距的选择17
3.1.5变速器的外形尺寸17
3.1.6齿轮参数的选择17
3.1.7各档齿轮齿数的分配及传动比的计算19
3.1.8变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整23
3.2变速器齿轮强度校核25
3.2.1齿轮材料的选择原则25
3.2.2变速器齿轮弯曲强度校核25
3.3轴的结构和尺寸设计30
3.4轴的强度验算32
3.4.1轴的刚度计算32
3.4.2轴的强度计算35
3.5轴承选择与寿命计算39
3.5.1输入轴轴承的选择与寿命计算39
3.5.2输出轴轴承的选择与寿命计算42
3.6本章小结44
第4章变速器同步器及结构元件设计45
4.1同步器设计45
4.1.1同步器的功用及分类45
4.1.2惯性式同步器45
4.1.3锁环式同步器主要尺寸的确定47
4.1.4主要参数的确定48
4.2变速器壳体50
4.3本章小结50
结论51
参考文献52
致谢53
变速器主要参数的选择
本次毕业设计是在给定主要整车参数的情况下进行设计，捷达整车主要技术参数如表3.1所示
表3.1 捷达GTX整车主要技术参数
发动机最大功率74kw车轮型号185/60R14S
发动机最大转矩155N·m最大功率时转速5200 r/min
最大转矩时转速3800r/min最高车速165km/h
总质量2150kg前轴载荷1300kg
档数的选择
近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。商用车变速器采用4～5个档或多档。载质量在2.0～3.5t的货车采用五档变速器，载质量在4.0～8.0t的货车采用六档变速器。多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。
档数选择的要求：
1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。
2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。
因此，本次设计的轿车变速器为5档变速器。
传动比范围
变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。最高档通常是直接档，传动比为1.0；有的变速器最高档是超速档，传动比为0.75～0.98
摘 要
变速器是汽车的核心组成部分，用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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。本设计以一汽大众捷达GTX变速器为基础，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、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；并对变速器的传动方案和结构形式进行设计；同时对操纵机构和同步器的结构进行设计；从而提高汽车的整体性能。
关键词：捷达；变速器；齿轮；设计；结构
ABSTRACT
Transmission is the core components of automobile.Its task is transforming and regulateing the performance of engine. It can be used to change the engine driving wheel on the spread of torque and speed. Transmission is the important part of drivetrain components to complete the tasks. as well as one of the main factor to decide the whole performance of vehicle. The standards of Transmission designing can directly impact the vehicle dynamics, fuel economy, the reliability and portability of shifting , the smoothness and efficiency of Transmiting. Along with the development of the automobile industry,the trend of car transmission designing is to increase its transmission power and decrese its weight,and hope have smaller size and excellent performance. The design based on the FAW-Volkswagen Automotive Company Ltd’JETTA Transmission, In conditions that knowing the engine output torque,speed of engine and maximum speed of vehicles, maximum degree, focus on the designing of transmission gear structural parameters, axis geometry design computation; as well as the transmission and drive program structure design; Meanwhile on the structure of components to manipulation and synchronous design; thereby enhancing the overall performance of cars.
Key words: JETTA ；Transmission；Gear ；Design；Structure
设计的内容及方法
本次设计的变速器是在原有捷达GTX变速器的基础上，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，主要完成传动机构的设计，并绘制出变速器装配图及主要零件的零件图。
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磙子轴承，寿命计算是按汽车的大修里程来衡量，轿车的为30万千米。
本次设计主要是查阅近几年来有关国内外变速器设计的文献资料，结合所学专业知识进行设计。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。
设计的目的及意义
此次变速器设计将基本满足车型的使用要求，通过自己的分析、方案选择、设计计算和整理，能达到预期的效果。在此次毕业设计中，通过运用计算机绘图提高计算机绘图水平，了解变速器设计的基本过程和在设计过程中应该注意的问题，学会设计的过程和方法，提高计算能力和逻辑思维。变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。
变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数方案的第二轴与一轴在同一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档，使用直接档变速器齿轮和轴承及中间轴不承载，此时噪声低，齿轮、轴承的磨损减少。
对不同类型的汽车，具有不同的传动系档位数，其原因在于它们的使用条件不同、对整车性能要求不同、汽车本身的比功率不同。而传动系的档位数与汽车的动力性、燃油经济性有着密切的联系。就动力性而言，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。就燃油经济性而言，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区下作的能力，降低了油耗。从而能提高汽车生产率，降低运输成木。不过，增加档数会使变速器机构复杂和质量增加，轴向尺寸增大、成本提高、操纵复杂。
综上所述，由于此次设计的捷达变速器是中档轿车变速器，布置形式采用发动机前置前轮驱动，驱动形式采用，且可布置变速器的空间较小，对变速器的要求较高，要求运行噪声小，设计车速高，故选用二轴式变速器作为传动方案。选择5档变速器，并且五档为超速档。
倒档布置方案
常见的倒档布置方案如图2.1所示。图2.1b方案的优点是倒档利用了一档齿轮，缩短了中间轴的长度；图2.1c方案能获得较大的倒档传动比，同时利用五档换挡同步器，在换倒档时使其容易啮合；图2.1d方案对2.1c的缺点做了修改；图2.1e所示方案是将一、倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长；图2.1f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换档换更为轻便。
综合考虑以上因素，为了换档轻便，减小噪声，倒档传动采用图2.1c所示方案。
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