HGCU2变速器输入轴结构及加工工艺设计【铣床+车床】【8张CAD图纸】【优秀】

HGCU2变速器输入轴结构及加工工艺设计【铣床+车床】

55页 18000字数+说明书+任务书+开题报告+机械加工卡片+8张CAD图纸

HGCU2变速器输入轴结构及加工工艺设计开题报告.doc

HGCU2变速器输入轴结构及加工工艺设计说明书.doc

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车床夹具装配图.dwg

车床夹具零件图.dwg

输入轴毛坯图.dwg

输入轴零件图.dwg

过程管理封皮.doc

铣床夹具装配图.dwg

铣床夹具零件图.dwg

摘    要

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。本设计以车型HGCU2变速器为基础设计输入轴，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，着重对变速器输入轴的结构参数进行设计计算以及对其进行工艺分析等。

我国的制造工艺与技术装备相对落后于工业发达的国家，我国大多数企业目前还采用较落后的制造工艺及技术装备生产，优质高效率低耗工艺的普及率不足10%数控机床及高效设备不足5%。在产品开发设计的技术手段方面，我国CAD的覆盖率仅为5%。不能及时开发设计具有创新和独占性的市场的新产品。总之，我国的制造技术与水平还存在阶段性的差距，而我国的机械制造装备产业也是大致如此。

当前，制造技术的发展趋势是：必须强化具有自己创新技术的产品开发能力，缩短产品的上市时间，提高产品质量和生产效率，从而提高企业的市场应变能力和综合竞争能力。重视先进的基本制造工艺与特种工艺的研究，重视使能技术的研究和先进机床、刀具的研究，研究高性能的自动化加工机床，开发基于新工艺的装备等，乃是当误之急。

关键词：变速器输入轴；结构；工艺；夹具；设计。

ABSTRACT

Transmission is an important task to complete driveline components, Decision is one of the main components of vehicle performance. Transmission of the design level of the car power, fuel economy, shifting control of the reliability and portability, stability and efficiency of transmission has a direct impact. With the auto industry, car design trend is to increase the transmission power and the weight of its transmission ratio, and request a smaller size and good performance. The design with the model-based design HGCU2 transmission input shaft, at a given engine output torque, speed and maximum speed, maximum degree climbing conditions, focusing on the transmission input shaft of the structural parameters of the process design calculations and analysis of its And so on.

Manufacturing process in China is relatively backward equipment and technologies in the industrial developed countries, the majority of our business is still a more backward technology and equipment manufacturing technology and production process of high-quality high-efficiency low penetration rate of less than 10% of CNC machine tools and lack of efficient equipment 5%. In product development and design of technical tools, CAD coverage of only 5%.Not timely development of innovative and exclusive design of the market of new products. In short, the level of manufacturing technology and there are still gaps in stages while machinery and equipment industry in China is much the same.

Currently, the manufacturing technology trend is: to strengthen the innovative technology with its own product development capabilities, shorten time to market, improve product quality and production efficiency, thereby enhancing response capabilities and overall market competitiveness. The basic importance of advanced manufacturing technology and special technology research, attention to energy technology research and advanced machine tools, the research tool to study the performance of automated machine tools, the development of new technology-based equipment, etc, but when the errors of the emergency.

Key words：Transmission input shaft；Structure；Process；Fixture；Design.

目   录

摘要I

AbstractII

第1章 绪  论1

1.1汽车变速器的概述1

1.2汽车变速器研究状况、发展趋势及成果1

1.3汽车变速器输入轴设计的目的和意义4

1.4研究内容5

第2章 载货汽车主要参数的确定7

2.1 轴的结构设计7

2.1.1最小轴径的确定7

2.1.2各段轴的确定7

2.2轴的校核8

2.2.1轴的刚度校核8

2.2.2轴的强度校核15

2.3 本章小结18

第3章 变速器输入轴的工艺方案的确定19

3.1零件的作用19

3.2零件的工艺分析19

3.3确定毛坯的制造形式19

3.4定位基准的选择19

3.5制订工艺路线20

3.6本章小结22

第4章  铣床、车床切削用量及工时的计算23

4.1 机床夹具参数计算23

4.2输入轴加工工艺步骤25

4.3本章小结42

第5章 夹具设计43

5.1夹具设计的目的43

5.2夹具设计的步骤43

5.3车床夹具设计43

5.4铣床夹具设计45

5.5夹具设计及操作的简要说明47

5.6本章小结47

结论48

参考文献49

致谢50

附录A51

附录B53

1.1汽车变速器的概述

汽车是一种快速机动的道路交通工具。一般是指自带动力装置的可以独立行驶并完成运载任务的轮式车辆，具有四个或四个以上的车轮。按照国家标准中有关规定，汽车可分为载货汽车，越野汽车，自卸汽车，牵引汽车，专业汽车，客车，轿车等种类。汽车的基本组成是相同的，均由发动机，底盘，车身和电气设备四大部分组成，现代汽车将以往复活塞式内燃机为主要动力源，而发动机的扭矩、转速与汽车的牵引力、车速要求之间的矛盾，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和主减速器。既可使驱动车轮的扭矩增大为发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的若干分之一。

变速器用于改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下，满足驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。随着汽车工业的不断发展，今后要求汽车车型的多样化、个性化、智能化已成为汽车的发展趋势。但变速器设计一直是汽车设计中最重要的环节之一，它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，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。变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒档使汽车能倒退行驶；其空档使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。

变速器的结构除了对汽车的动力性、经济性有影响同时对汽车操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒档安全装置，其他结构措施，可使操纵可靠，不产生跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档；采用同步器可使换档轻便，无冲击及噪声；采用斜齿轮、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，不同的传动比还可以使在其不同路面提高汽车的动力性和经济性，使汽车和发动机有良好的匹配性。

1.2汽车变速器研究状况、发展趋势及成果

现代汽车工业的飞速发展以及人们对汽车的要求不断的变化，机械式变速器不能满足人们的需要。从40年代初，美国成功研制出两档的液力-机械变速器以来，自动变速器技术得到了迅速发展。80年代，美国已将液力自动变速器作为轿车的标准装备。1983年时，美国通用汽车公司的自动变速器装车率已经达到了94%。近些年来，由于电子技术和电子计算机技术的发展，自动变速器技术已经达到了相当高的水平。自动变速器与机械式变速器相比，具有许多不可比拟的优势：提高发动机和传动系的使用寿命；提高汽车的通过性；具有良好的自适应性；操纵更加方便。

目前，国内变速器厂商都朝无级变速器和自动变速器方向发展，国内现已有好几款轿车已经应用上无级变速器，而重型汽车则采用多中间轴的形式，将低速档和高速档区分开。1.3汽车变速器输入轴设计的目的和意义

汽车制造是车辆工程专业的主要培养方向，进行汽车零件结构设计及加工工艺规程与专用机床夹具设计，目的是为了能使我们综合运用所学专业知识，如机械制图、测量与公差配合、金属材料与热处理、工程力学、机械制造基础、机械设计、汽车设计、汽车制造工艺等，通过理论联系实际，使这些知识得到进一步巩固、加深和拓展，熟悉机械加工工艺规程编制、机床夹具设计的方法，培养我们设计能力和解决实际问题的能力，对CAD绘图、运用设计资料（如手册、图册、技术标准、规范等）以及进行经验估算等技能得到综合训练，力求设计合理，理论联系实际，设计手段具有一定的先进性。

变速器轴在工作中承受着转矩及来自齿轮啮合的圆周力、径向力和斜齿轮的轴向力引起的弯矩。刚度不足会产生弯曲变形，破坏齿轮的正确啮合，产生过大的噪声，降低齿轮的强度、耐磨性及寿命。

变速器轴在工作时承受扭矩、弯矩，因此应具备足够的强度和刚度。轴的刚度不足，在负荷作用下，轴会产生过大的变形，影响齿轮的不常啮合，产生过大的躁声，并会降低齿轮的使用寿命。这一点很重要，与其它零件的设计不同。

设计变速器轴时主要考虑以下几个问题：轴的结构形状，轴直径、长度、轴的强度和刚度，轴上花键型式和尺寸等。轴的结构主要依据变速器结构布置的要求，并考虑加工工艺，装配工艺而最后确定。

变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。

变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。根据需要，还可以加装动力输出器。按传动比变化方式，变速器可以分为有级式、无级式和综合式三种。

有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3～5个前进档和一个倒档。

变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。变速传动机构可按前进档数或轴的形式不同分类。具体分类如下：

根据前进挡数：三挡变速器、四挡变速器、五挡变速器、多挡变速器。

根据轴的形式；固定轴式、旋转轴式。

固定轴式可分：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。然后对轻型货车来说，采用中间轴式变速器为多见，为此我以两轴式变速器的输入轴及齿轮作为设计对象。

1.4研究内容

在本次设计中，主要是针对HGCU2轻型变速器输入轴进行结构和工艺设计。

我除了对汽车变速器输入轴的结构进行了合理的布置外，还运用了材料力学、机械原理、机械设计等知识，对其进行受力分析，强度、刚度的校核，以及为这些零件选择合理的工程材料和热处理方法。

在设计的初期，我专门去一汽轻型汽车有限公司的特约维修站参观汽车的整体构造尤其是变速器输入轴的功用；在设计的第二阶段，通过参考学校实验室里的松花江中型货车的变速器输入轴结构，对变速器输入轴进行整体结构布置，校核轴和齿轮的强度、刚度，选择材料和热处理方法；在第三阶段的主要任务是绘制变速器输入轴的装配图和重要的零件图，确定个零件的精度等级及其它参数；第四阶段对输入轴进行工艺分析以及工艺，工序卡片的编制最后，是对整体论文的编写整理整个设计过程中的各种资料，以及对前期设计中的错误做出修改。

本次设计主要是依据参考的乘用车的参数，通过对变速器输入轴参数的选择和计算，设计出一种基本能满足HGCU2工作要求的输入轴结构。本文主要完成下面一些主要工作：

1、根据HGCU2车型变速器输入轴基本参数确定设计方案；

2、设计变速器输入轴，绘制零件图和毛坯图；

3、制定零件加工工艺路线；

 4、进行工序设计；

 5、设计两道工序的夹具；

 6、绘制夹具图纸；

 7、编写设计说明书。

在这里我还要感谢在整个设计过程中帮助过我的每一个人。首先，也是最主要感谢的，是我的指导老师，纪峻岭老师。在整个过程中她给了我很大的帮助，在设计题目制定是，她首先肯定了我的题目的大方向，但是同时有帮我具体分析使我最后选择“HGCU2变速器输入轴结构及加工工艺”这个题目，让我在写作是有了具体的方向。在设计提纲指定时，我的思路不是很清晰，经过纪老师的帮忙，让我写作思路顿时清晰。在完成初稿后，来时认真的查看了我的设计说明书，指出了我存在的很多问题，纪峻岭老师那亲切的关怀和耐心的指导，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。除了敬佩纪峻岭老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。在此谨向纪老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

同时，我还要感谢给我在中期答辩时提出宝贵意见的安永东老师，正是因为他的宝贵意见让我在接下来的设计中少走了很多弯路，他的指导让我对设计有了更深的理解，并且我还得感谢张会金、吴中、等同学对我的帮助，我在设计过程中遇到困难时，他们热心帮助我解决问题。我衷心的感谢院系领导对我们毕业设计的督促和关心，感谢答辩老师给我毕业设计细心的指导，让我改正设计中的不足与错误。

最后我还要感谢和我的母校黑龙江工程学院四年来对我的栽培。在此向汽车与交通工程学院车辆工程专业以及我的母校所有的老师表示由衷的谢意。