变速器设计答辩PPT.ppt

汽车五档变速器结构设计 答辩人 指导老师 专业 机械设计制造及其自动化专业班级 2011年6月16日 论文框架 研究背景课题方向研究内容论文结论 1 2 3 4 1 研究背景 随着经济和科学技术的不断的发展 汽车工业也渐渐成为我国支柱产业 如何设计出经济实惠 性能优良的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题 不得不承认在许多技术上 我国与发达国家还一定的差距 所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献 毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅 充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想 通过本次设计 我将进一步巩固所学的知识 提高实际运用能力 并为以后参加工作打下良好的基础 1 2 课题方向 本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器 通过合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用 从而提高汽车动力性和经济性 2 3 研究内容 作品展示 齿轮和轴的设计与校核 变速器参数的选择 传动方案的确定 换挡原理与动力传递 3 4 三轴变速箱的简单模型如下 换挡原理与动力传递 5 换挡原理与动力传递 输入轴 绿色 带动中间轴 红色 中间轴带动右边的齿轮 蓝色 齿轮通过套筒和花键轴相连 传递能量至驱动轴上 在这同时 左边的齿轮 蓝色 也在旋转 但由于没有和套筒啮合 所以它不对花键轴产生影响 6 传动方案的确定 7 最终传动方案 1档 一轴 1 2 中间轴 10 9 9 11间同步器 二轴 输出2档 一轴 1 2 中间轴 8 7 5 7间同步器 二轴 输出3档 一轴 1 2 中间轴 6 5 5 7间同步器 二轴 输出4档 为直接档 即一轴 1 1 3间同步器 二轴 输出5档 一轴 1 2 中间轴 4 3 1 3间同步器 二轴 输出倒档 一轴 1 2 中间轴 12 13 11 9 11间同步器 二轴 输出 传动方案的确定 8 档位数和传动比本设计按常规采用5个档位的变速器 最低档传动比 根据汽车最大爬坡度 驱动轮与路面的附着力 最低稳定车速及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑 确定 超速档的的传动比一般为0 7 0 8 本设计取0 75 中间档的传动比理论上为等比数列 再根据实际合理调整 中心距三轴式变速器的中心距a 可据经验公式 进行初选 对轿车中心距系数取ka 8 9 9 3 变速器处于一档时的输出扭矩timax temaxigi 628 3n m故可得出初始中心距a 77 08mm 变速器参数的选择 9 齿轮模数据公式选取齿轮模数 其中可求得第一轴常啮合斜齿轮的法向模数mn 2 5 一档直齿轮的模数据公式计算得m 3 齿形 压力角 螺旋角 和齿宽b为加大重合度和降低噪声取小些 在本设计中齿轮压力角 取20 啮合套或同步器取30 通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽 直齿b 4 5 8 0 mmm本设计取20mm斜齿b 6 0 8 5 mmm本设计取20mm齿轮的变位系数变位系数根据公式确定 式中z为要变位的齿轮齿数 变速器参数的选择 10 变速器齿轮的许用接触应力通过计算可以得出各档齿轮的接触应力分别如下 一档 1998 61mpa 二档 1325 17mpa 三档 1233 1mpa 四档 1208 5mpa 五档 1015 78mpa 倒档 1904 32mpa汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造 采用剃齿或齿轮精加工 齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺 齿轮精度不低于7级 对照上表可知 所设计变速器齿轮的接触应力符合要求 齿轮和轴的设计与校核 11 第一轴通常和齿轮做成一体 前端支撑在飞轮内腔的轴承上 其轴径根据前轴承内径确定 第一轴长度由离合器的轴向尺寸确定 而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑 中间轴分为旋转轴式和固定轴式 本设计采用的是旋转轴式传动方案 由于一档 二档和倒档齿轮较小 和中间轴做成一体 而高档齿轮则分别用键固定在轴上 以便齿轮磨损后更换 变速器轴的确定和尺寸 主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺要求而定 在草图设计时 由齿轮 换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度 而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定 齿轮和轴的设计与校核 12 第一轴的强度与刚度校核因为第一轴在运转的过程中 所受的弯矩很小 可以忽略 可以认为其只受扭矩 此中情况下 轴的扭矩强度条件公式为其中p 95kw n 5750r min d 24mm 代入上式得 由文献中查表可知故符合强度要求 轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示 其计算公式为 其中 代人上式得 对于一般传动轴可取 故也符合刚度要求 齿轮和轴的设计与校核 13 第二轴的强度与刚度校核根据公式求出齿轮啮合的圆周力ft 12466 7n 径向力fr 4127 8n及轴向力fa 7197 6n 作出危险截面受力图 并求出水平面和垂直面内轴所受的合力及合力矩 根据发动机输出扭矩和三档传动比求出轴所受的最大扭矩 进而求出危险截面所受的合成弯矩 最终可求出轴应力 136 16mpa 在低档工作时 400mpa 因此有 符合强度度要求 根据公式求出第二轴在垂直面内的挠度fc 0 13和水平面内的挠度fs 0 15 故轴的全挠度为 符合刚度要求 齿轮和轴的设计与校核 14 作品展示 15 作品展示 16 作品展示 17 作品展示 18 二维装配图 作品展示 19 作品展示 20 装配和爆炸动画 作品展示 21 论文结论 本次设计的变速器其特点是 扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求 结构简单 易于生产 使用和维修 变速器采用同步器挂挡 同时使用了结合套 虽然成本增加 但是操纵舒适度提高 噪声降低 齿轮传动更平稳 在设计中采用了比较开放的标准 因此 安全系数不高 这是本次设计的不理想之处 在以后的工作和学习中 我会继续学习和研究变速器技术 以求设计出更加合理的变速器 4 22 致谢 首先 我要感谢王老师 从论文的选题到最终的定稿 王老师都给予了我悉心的指导