江淮宾悦汽车变速器设计
64页 23000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】
一挡从动齿轮A2.dwg
二挡从动齿轮A4.dwg
五挡主动齿轮A2.dwg
任务书.doc
变速器装配图A0.dwg
封皮.doc
指导记录.doc
操纵机构A1.dwg
江淮宾悦汽车变速器设计开题报告.doc
江淮宾悦汽车变速器设计说明书.doc
目录.doc
答辩记录表.DOC
评分表.doc
说明书封面.doc
输入轴A1.dwg
输出轴A1.dwg
题目审定表.doc
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
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
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。
1.2设计的主要内容
本次设计主要是依据给定的江淮宾悦汽车有关参数，通过对变速器各部分参数的选择和计算，设计出一种基本符合要求的手动5档变速器。本文主要完成下面一些主要工作：
1、掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。
2、确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。
3、确定零部件结构尺寸。
4、 使用AutoCAD完成工程图纸。
5、编写设计说明书。2.1 变速器传动机构的布置
机械式变速器因具有结构简单、传动效率高、制造成本低和工作可靠等优点，故在不同的汽车上得到广泛应用[1]。
2.1.1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[1]：两轴式变速器和中间轴式变速器。
1、两轴式变速器
两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。 对于前进挡，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。
第三章 变速器主要参数的选择及齿数的分配
3.1 概述及传动比确定
满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器的挡数、传动比范围和各挡传动比有关。
表3.1 2009款江淮宾悦轿车参数
发动机最大功率95KW最高车速185Km/h
最大功率转速6000r/min总质量1470Kg
发动机最大转矩172N m车轮205/55 R16
最大转矩转速4200r/min
3.1.1 挡数
增加变速器的挡数能改善汽车的动力性和经济性。挡数越多，变速器的结构越复杂，并且是尺寸轮廓和质量加大。同时操纵机构复杂，而且在使用时换挡频率也增高。
近年来，为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4～5个挡位的变速器，发动机排量大的乘用车变速器多用5个挡。商用车变速器采用4～5个挡或更多的挡位。载重质量在2.0～3.5t的货车采用五挡变速器，载重质量在4.0～8.0t的货车采用六挡变速器。多挡变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。
故本次设计选用五挡手动变速器。
本次毕业设计的主要内容是设计江淮宾悦汽车变速器的设计。在设计过程中，主要完成了变速器传动方案的确定，变速器各挡传动比分配的确定，变速器齿轮参数的选择，变速器各挡齿轮齿数分配，变速器齿轮的设计计算，变速器轴和轴承的设计计算，同步器及箱体的设计以及利用AutoCAD画装配图和零件图等设计任务。传统的设计方法一般是根据性能要求利用经验公式取初值，然后验算其强度，传动质量指标等，如果不符合要求则根据经验改变某些参数，继续验算，直至符合所有的条件与要求。
本次设计采用二轴式变速器。这台变速器具有五个前进挡（包括一个超速档五挡）和一个倒挡，并通过锁环式同步器来实现换挡。改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，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;在发动机曲轴旋转方向不变的前提下使汽车能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动 、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。
在本次设计过程中，设计过程只是根据一般步骤完成的，具体的细节部分考虑不周，这些原因都造成了所设计的变速器离实际应用还有很大的距离，需要自己在以后的学习和工作中不断提高。本次设计以江淮宾悦汽车变速器设计为题。通过确定传动机构布置方案，确定各挡传动比，选择及设计计算齿轮参数，设计及校核轴与轴承，设计操纵机构和箱体以及对图纸的绘制等设计工作，完成此次毕业设计。
参考文献
[1]王望予主编. 汽车设计（第四版）[M]. 北京：机械工业出版社, 2004.8
[2]刘维信主编. 汽车设计[M]. 北京：清华大学出版社, 2001
[3]臧杰. 阎岩主编. 汽车构造（下册）[M]. 北京：机械工业出版社, 2005.8
[4]马秋生主编. 机械设计基础[M]. 北京：机械工业出版社，2005.12
[5]马兰主编. 机械制图[M]. 北京：机械工业出版社，2006.5
[6]张龙主编. 机械设计课程设计手册[M]. 北京：国防工业出版社，2006
[7]黄宗益主编. 现代轿车自动变速器原理和设计[M]. 上海：同济大学出版社，2006
[8]龚微寒主编. 汽车现代设计制造[M]. 北京：人民交通出版社，1995
[9]孙存真 王占岐主编. 中外汽车构造图册[M]. 吉林：吉林科技出版社，1996
[10]向立明主编. 汽车变速器的发展历史及未来趋势[J]. 公路与汽运，2007，1（1）：1-2
[11]王铭主编. 汽车变速器全解析[J]. 汽车维修，2010，5：1-2
[12]傅灵玲主编. 机械式汽车变速器的结构分析与优化[D]. 广东：广东大学，2009[2011-3-6] /Thesis_Y1599304.aspx
[13]余志生主编. 汽车理论.第3 版[M].北京:机械工业出版社,2000
[14]陈清红主编. 手动变速器试验电加载技术研究[D]. 合肥: 合肥工业大学，2 010[2011-3-3]. /Thesis_Y1700237.aspx
[15]蒋春明 阮米庆主编. 汽车机械式变速器多目标可靠性优化设计[J]. 汽车工程，2007，12：1-2
[16]周鹤良 王天顺主编.加速电动自行车产业化[J].中国机电工业，2001(5)
[17]周尔民 周新建主编. Pro/ENGINEER下的汽车变速器装配仿真技术[J]. 汽车技术，2006，12：1-2
[18]王芙蓉主编. 手自动一体变速器液压控制系统设计[J]. 机床与液压, 2008，9: 1-2
[19]Watechagit Sarawoot. Modeling and estimation for stepped automatic transmission with clutch-to-clutch shift technology[J]. Modeling and estimation for stepped automatic transmission with clutch-to-clutch shift technology, 2004，9:4-5
[20]Gongjie Zhaodingxuan Chenying. study on shift schedule saving energy of automatic transmission of ground vehicles[J].Gong et al./Zhejiang Univ SCI, 2004,5:1-2
川公网安备: 51019002004831号