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江淮宾悦汽车变速器设计【7张CAD图和毕业论文】【二轴五档手动变速器】

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江淮 汽车 变速器 设计
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目    录


摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ

第1章 绪论……………………………………………………………………………1

   1.1 概述……………………………………………………………………………1

       1.1.1选题的目的及意义………………………………………………………1

       1.1.2国内外研究现状…………………………………………………………2

       1.1.3变速器的功用与分类……………………………………………………2

   1.2设计的主要内容………………………………………………………3

第2章 变速器传动机构布置方案……………………………………………4

   2.1变速器传动机构的布置……………………………………………………4

       2.1.1变速器传动方案分析与选择……………………………………………4

       2.1.2 倒挡传动方案 ……………………………………………………………7

   2.2变速器各主要零、部件结构方案分析……………………………………………8

     2.2.1 齿轮形式 …………………………………………………………………8

     2.2.2 变速器轴承的选择 ………………………………………………………8

     2.2.3 变速器操纵机构的布置方案 ……………………………………………8

     2.2.4 换挡机构 …………………………………………………………………8

     2.2.5 设计变速器操纵机构时应满足以下要求 ………………………………9

   2.3本章小结…………………………………………………………………………10

第3章 变速器主要参数的选择及齿数的分配……………………………11

   3.1概述及传动比确定………………………………………………………………11

     3.1.1 挡数………………………………………………………………………11

     3.1.2 变速器各挡传动比的确定………………………………………………11

     3.1.3确定中心距 ………………………………………………………………14

     3.1.4外形尺寸 …………………………………………………………………14

   3.2齿轮参数的选择………………………………………………………………14

     3.2.1模数的确定 ………………………………………………………………14

     3.2.2压力角α …………………………………………………………………14

     3.2.3螺旋角β …………………………………………………………………15

     3.2.4齿宽b ……………………………………………………………………15

     3.2.5齿顶高系数 ………………………………………………………………15

   3.3各挡齿数的分配…………………………………………………………………16

     3.3.1一挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………16

     3.3.2对中心距A进行修正 ……………………………………………………16

     3.3.3二挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………16

     3.3.4三挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………17

     3.3.5四挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………17

     3.3.6五挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………17

     3.3.7倒挡齿数及传动比的确定 ………………………………………………18

   3.4变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整…………………………………18

     3.4.1一挡齿轮的变位 …………………………………………………………18

     3.4.2二挡齿轮的变位 …………………………………………………………19

     3.4.3三挡齿轮的变位 …………………………………………………………19

     3.4.4四挡齿轮的变位 …………………………………………………………20

     3.4.5五挡齿轮的变位 …………………………………………………………20

     3.4.6倒挡齿轮的变位 …………………………………………………………21

   3.5各挡齿轮主要参数的确定………………………………………………………22

     3.5.1一挡齿轮参数 ……………………………………………………………22

     3.5.2二挡齿轮参数 ……………………………………………………………23

     3.5.3三挡齿轮参数 ……………………………………………………………23

     3.5.4四挡齿轮参数 ……………………………………………………………24

     3.5.5五挡齿轮参数 ……………………………………………………………25

     3.5.6倒挡齿轮参数 ……………………………………………………………25

   3.6齿轮的校核………………………………………………………………………27

     3.6.1齿轮的损坏形式 …………………………………………………………27

     3.6.2齿轮弯曲强度计算 ………………………………………………………27

     3.6.3轮齿接触应力计算 ………………………………………………………31

   3.7本章小结 ………………………………………………………………………35

第4章 变速器轴和轴承的设计与选择…………………………………………36

   4.1概述………………………………………………………………………………36

   4.2变速器轴的轴径和轴长设计计算………………………………………………36

   4.3轴的结构设计……………………………………………………………………37

   4.4变速器轴的强度计算……………………………………………………………37

     4.4.1齿轮和轴上的受力计算 …………………………………………………37

     4.4.2轴的刚度校核 ……………………………………………………………41

     4.4.3轴的强度校核 ……………………………………………………………45

   4.5轴承选择与寿命计算……………………………………………………………48

     4.5.1输入轴轴承校核 …………………………………………………………49

     4.5.2输出轴轴承校核 …………………………………………………………50

   4.6本章小结…………………………………………………………………………51

第5章 变速器同步器及操纵机构的设计………………………………………52

   5.1同步器的设计……………………………………………………………………52

     5.1.1同步器的结构 ……………………………………………………………52

     5.1.2同步环主要参数的确定 …………………………………………………53

   5.2操纵机构及壳体的设计…………………………………………………………55

     5.2.1操纵机构的设计 …………………………………………………………55

     5.2.2操纵机构的设计 …………………………………………………………56

   5.3本章小结…………………………………………………………………………56

结论………………………………………………………………………………………57

参考文献 ………………………………………………………………………………58

致谢………………………………………………………………………………………60

附录A………………………………………………………………………………………61

附录B………………………………………………………………………………………64

摘    要


   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。是汽车总成部件中的重要组成部分,是主要的传动系统总成之一。变速器的结构对汽车的动力性、经济性、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。

   本设计研究了二轴五挡手动变速器,其目的是熟练运用和掌握机械原理、机械设计、AutoCAD等知识,并利用AutoCAD软件绘制装配图和零件图等几项内容。对变速器的工作原理做了阐述,变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算,并进行了强度校核,对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计并讲述了变速器中各部件材料的选择。本文将概述变速器的现状和发展趋势,介绍变速器领域的最新发展状况。对工作原理做了阐述,对不同的变速器传动方案进行比较,选择合理的结构方案进行设计。对变速器的各挡齿轮和轴以及轴承做了详细的设计计算,并进行了强度和刚度校核计算,并为这些元件选择合适的工程材料及热处理方法。对一些标准件进行了选型以及变速器的传动方案的比较与选择。最后,本文将对变速器换档过程中的重要部件—同步器以及操纵机构进行阐述,讲述同步器的类型、工作原理、设计方法以及重要参数。




关键词:变速器;齿轮;同步器;设计;参数



ABSTRACT


   Transmission used to change to the drive wheels on the engine torque ancd rotational speed, the purpose is in situ beginning, climbing, turn, accelerate, etc. Various kinds of driving conditions, make cars get different traction and the engine speed, and at the same time at the most favorable conditions range work. Car assembly components is the important constituent, is one of the main transmission system assembly. The transmission of the structure of the power, economy, car reliability and manipulation of portability, transmission and steadiness and efficiency to wait to have direct effect.

   This design research two axis five block manual gearbox, its purpose is skillfully use and mastering mechanical principle, mechanical design, knowledge, and use AutoCAD AutoCAD software rendering drawings and parts chart and so on several content. The working principle of the transmission of this method and transmission each block and gear shaft to do a detailed design calculation, and the intensity of some standard check, the selection. The transmission scheme design and transmission components of the transmission about the choice of materials. This paper will outline the present situation and developing trend of the transmission is introduced, and the latest development of transmission field situation. The principle of work, explains the of different transmission transmission scheme comparison and selection of rational structure scheme design. Each block of the transmission gear and axis and bearing a detailed design calculation, and the intensity and rigidity check calculation for these components, and choose the appropriate engineering material and heat treatment method. For some standard of the driving scheme selection and transmission of the comparison and selection. Finally, this article will of the transmission shift process -- the important components synchronizer and manipulated mechanism is expounded, tells the type, synchronizer working principle and design method and important parameters.



Keywords: transmission; Gear; Synchronizer; Design; Parameter



第1章 绪  论


1.1概述

   发动机是汽车的心脏,发动机产生的动力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。

   汽车变速器作为汽车传动系统中的主要变速机构,它的发展经历了100多年,随着汽车技术日新月异的发展,汽车变速器技术的发展也发生了很大的变化。它通过改变转速比,从而改变传动扭矩比,与发动机配合工作。鉴于变速器重要的变速功能,其结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接的影响,所以它也是影响整车性能的重要因素之一。因此变速器的质量一直也是汽车行业竞争的焦点,对变速器的研究开发也越来越显得举足轻重[11]。

1.1.1选题的目的及意义

   从现在市场上不同车型所配置的变速器来看,主要分为[3]:手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手动/自动变速器(AMT)、无级变速器(CVT)。

   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。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。变速器设有倒挡,使汽车获得倒退行驶能力。需要时,变速器还有动力输出功能。

   变速器输入轴从变速器的前端伸出它的外花键与离合器从动盘的内花键相连,主要的主动齿轮与轴做成一体,输出轴上的齿轮空套在输出轴上,与主动齿轮常啮合,它们的旋转与输出轴无关。输出轴齿轮的一边都有带花键的外齿圈,分别与有内花键的接合套相连,接合套可以轴向滑动,与相应的齿轮外齿圈结合,通过接合套将齿轮锁在主轴上,在他们啮合之前,接合套和齿轮中间的同步器使他们同步,常啮合齿轮的轮齿与齿轮的轴线成一定的角度,在任何时候都有几个齿接触,这可以较小齿轮的噪声,平稳的传递扭矩,倒挡惰轮的轮齿通常是直尺,它将动力从一根轴传递到另一根轴[2]。

   轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器,并且通常带同步器,换挡方便,噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合,方可拨得动变速杆,本次设计题目为江淮宾悦汽车变速器,本车变速器采用了二轴五档的结构方式,其传动效率高、换挡迅速省力、方便,工作可靠,噪声低。设计过程中要注重设计的合理性,变速器的实用性,保证汽车有必要的动力性和经济性。

1.1.2国内外研究现状

   1886年,世界上诞生的第一辆汽车并未安装变速器,直到1902年才由法国人造出了第一部装有变速器的汽车,目前,绝大多数汽车仍采用机械式变速器、分动器、主减速器、构成整车的传动系,其结构简单、操纵方便、造价低廉仍不失为汽车传动系中需要的主要总成。由于汽车上广泛应采用活塞式内燃机,其转矩和转速变化范围较小,而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为此在传动系中设置了变速器。机械式手动汽车变速器应结构简单,传动效率高,制造成本低和工作可靠等优点,在不同形式的汽车上得到广泛的应用。机械式手动变速器在今后相当长的时间里依然会在我国轻中型货车传动系统中占据主导地位。

   与外国相比我国变速器设计手段相对落后,在一些发达国家他们利用计算机辅助设计技术,将现代设计方法,如有限元分析、优化设计、CAD等应用到了设计中,我国现也采用CAD在计算机上进行建模与分析。

   目前,国内外已经有很多学者专家对汽车变速器作了结构方面的分析研究。从90年代开始,欧美国家就通过有限元法对汽车变速器进行结构分析,并与传统数值方法作比较,通常都取得比较一致的结果。

   随着CAD技术的发展和应用,许多国家和部门都对其进行了大量的研究和试验,随之开发并形成了一些成套硬件和软件系统。在美国、日本及其欧洲发达国家中,利用CAD技术解决众多繁琐的设计和分析计算。形成了以图形系统为基础、以数据库为核心、以工具系统为支撑和以分析计算机为应用的集成化系统[12]。

1.1.3变速器的功用与分类

   汽车上广泛使用的活塞式发动机,其输出的转矩和转速变化范围很小,而汽车在行驶时所遇到的复杂的道路条件和使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为此,在汽车的传动系统中设置了变速器。

   1、变速器的主要功用是[3]:

   (1)变速器传动比在较大的范围内告便汽车的行驶速度和汽车驱动轮上转矩的数值,以适应经常变化的行驶条件,同时使发动机在有利的工况下工作。

   (2)在汽车发动机旋转方向不变的前提下,利用倒档实现汽车倒向行驶。

   (3)在发动机不熄火的情况下,利用空挡中断动力传递,可以使驾驶员松开离合器踏板离开驾驶位置,且便于汽车起动、怠速、换挡和动力输出。

   2、变速器的分类[3]:

   (1)按传动比变化  变速器可分为有级式、无级式和综合式三种。

   (2)按操纵方式  变速器可分为强制操纵式变速器、自动操纵式变速器和半自动操纵式变速器三种。


内容简介:
毕业论文指导教师评分表学生姓名院系专业、班级指导教师姓名职称从事专业是否外聘是否题目名称序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力;综合运用知识能力154研究方案的设计能力;研究方法和手段的运用能力;外文应用能力255文题相符程度;写作水平156写作规范性;篇幅;成果的理论或实际价值;创新性157科学素养、学习态度、纪律表现;毕业论文进度10得 分 X= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)工作态度: 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(研究方案、研究方法、正确性):好 较好 一般 较差 很差其他: 指导教师签字: 年 月 日毕业设计指导教师评分表学生姓名齐建宇院系汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-9班指导教师姓名臧 杰职称教 授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称江淮宾悦汽车变速器设计序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力205计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)106插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)58科学素养、学习态度、纪律表现;毕业论文进度10得 分 X= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)工作态度: 好 较好 一般 较差 很差研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性: 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(设计方案、设计方法、正确性)好 较好 一般 较差 很差其他: 指导教师签字: 年 月 日 毕业论文评阅人评分表学生姓名专业班级指导教师姓名职称题目评阅组或预答辩组成员姓名出席人数序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度152题目工作量;选题的理论意义或实际价值103查阅文献资料能力;综合运用知识能力204研究方案的设计能力;研究方法和手段的运用能力;外文应用能力255文题相符程度;写作水平156写作规范性;篇幅;成果的理论或实际价值;创新性15得 分 Y= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)回答问题: 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(研究方案、研究方法、正确性):好 较好 一般 较差 很差其他: 评阅人或预答辩组长签字: 年 月 日注:毕业设计(论文)评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。 毕业设计评阅人评分表学生姓名齐建宇专业班级车辆07-9班指导教师姓名臧 杰职称教 授题目江淮宾悦汽车变速器设计评阅组或预答辩组成员姓名苏清源、赵雨旸、姚佳岩、赵国迁、李荣出席人数5序号评 价 项 目满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况;题目难易度102题目工作量;题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度103综合运用知识能力(设计涉及学科范围,内容深广度及问题难易度);应用文献资料能力154设计(实验)能力;计算能力(数据运算与处理能力);外文应用能力255计算机应用能力;对实验结果的分析能力(或综合分析能力、技术经济分析能力)156插图(图纸)质量;设计说明书撰写水平;设计的实用性与科学性;创新性207设计规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)5得 分 Y= 评 语:(参照上述评价项目给出评语,注意反映该论文的特点)回答问题: 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性: 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(设计方案、设计方法、正确性)好 较好 一般 较差 很差其他: 评阅人或预答辩组长签字: 年 月 日注:毕业设计(论文)评阅可以采用2名评阅教师评阅或集体评阅或预答辩等形式。毕业论文答辩评分表学生姓名专业班级指导教师职 称题目 答辩时间月 日 时答辩组成员姓名出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况,题目难易度、工作量、理论意义或价值102研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力、综合运用知识的能力、应用文献资料和外文的能力203论文撰写水平、文题相符程度、写作规范化程度、篇幅、成果的理论或实际价值、创新性154毕业论文答辩准备情况55毕业论文自述情况206毕业论文答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语:自述思路与表达能力:好 较好 一般 较差 很差回答问题: 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(研究方案、研究方法、正确性):好 较好 一般 较差 很差其他: 答辩组长签字: 年 月 日毕业设计答辩评分表学生姓名齐建宇专业班级车辆07-9班指导教师臧 杰职 称教 授题目 江淮宾悦汽车变速器设计答辩时间月 日 时答辩组成员姓名苏清源、赵雨旸、姚佳岩、赵国迁、李荣出席人数序号评 审 指 标满分得分1选题与专业培养目标的符合程度,综合训练情况,题目难易度、工作量、与实际的结合程度102设计(实验)能力、对实验结果的分析能力、计算能力、综合运用知识能力103应用文献资料、计算机、外文的能力104设计说明书撰写水平、图纸质量,设计的规范化程度(设计栏目齐全合理、SI制的使用等)、实用性、科学性和创新性155毕业设计答辩准备情况56毕业设计自述情况207毕业设计答辩回答问题情况30总 分 Z= 答辩过程记录、评语:自述思路与表达能力:好 较好 一般 较差 很差回答问题: 正确 基本正确 基本不正确 不能回答所提问题研究能力或设计能力:强 较强 一般 较弱 很弱工作量: 大 较大 适中 较少 很少说明书规范性: 好 较好 一般 较差 很差图纸规范性: 好 较好 一般 较差 很差成果质量(设计方案、设计方法、正确性)好 较好 一般 较差 很差其他: 答辩组长签字: 年 月 日毕业设计(论文)成绩评定表学生姓名齐建宇性别男院系汽车与交通工程学院专业车辆工程班级BW07-9班设计(论文)题目江淮宾悦汽车变速器设计平时成绩评分(开题、中检、出勤)指导教师姓名职称指导教师评分(X)评阅教师姓名职称评阅教师评分(Y)答辩组组长职称答辩组评分(Z)毕业设计(论文)成绩百分制五级分制答辩委员会评语:答辩委员会主任签字(盖章): 院系公章: 年 月 日注:1、平时成绩(开题、中检、出勤)评分按十分制填写,指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写,毕业设计(论文)成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计(论文)选题质量、能力水平、设计(论文)水平、设计(论文)撰写质量、学生在毕业设计(论文)实施或写作过
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