捷达轿车GIF两轴式变速器设计
63页 22000字数+说明书+任务书+开题报告+7张CAD图纸【详情如下】
任务书.doc
同步器总成.dwg
捷达GIF变速器装配图.dwg
捷达轿车GIF两轴式变速器设计开题报告.doc
捷达轿车GIF两轴式变速器设计说明书.doc
操纵机构总成.dwg
说明书封面.doc
输入轴.dwg
输出轴.dwg
输出轴一档齿轮.dwg
输出轴倒档齿轮.dwg
过程管理封皮.doc
过程管理材料.doc
摘 要
汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节变换发动机的性能，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为增大变速器传递功率与重量之比,并要求变速器具有较小的尺寸和良好性能。
本文阐述了发动机的选择、变速器方案的确定、变速器设计、变速器同步器设计、变速器箱体设计。在给定捷达GIF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。
关键词：变速器；齿轮；同步器；设计；结构
ABSTRACT
Drivetrain is the core components of automobile. Its task is transforming and regulateing the performance of engine. Transmission can effectively and economically conveyed the power to the wheel which can meet the requirement of vehicles. 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.
This thesis are expounded the engine choice, transmission solution, transmission design , design for transmission the synchronizer, design for transmission the first axis ,design for transmission box.In conditions that knowing the JATTA engine out put 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.
Key words: Transmission；Gear；Synchronizer ；Design；Structure
目 录
摘要I
AbstractII
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2
第2章 变速器传动机构与操纵机构的布置3
2.1 变速器传动机构布置方案3
2.1.1 变速器传动方案分析与选择3
2.1.2 倒档布置方案3
2.1.3 零部件结构方案分析4
2.2 变速器操纵机构布置方案6
2.2.1 概述6
2.2.2 典型的操纵机构及其锁定装置7
2.3 本章小结9
第3章 变速器的设计与计算10
3.1 变速器主要参数的选择10
3.1.1 档数10
3.1.2 传动比范围10
3.1.3 变速器各档传动比的确定10
3.1.4 中心距的选择13
3.1.5 变速器的外形尺寸13
3.1.6 齿轮参数的选择13
3.1.7 各档齿轮齿数的分配及传动比的计算15
3.1.8 变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整18
3.2 变速器齿轮强度校核19
3.2.1 齿轮材料的选择原则19
3.2.2 变速器齿轮弯曲强度校核20
3.2.3 轮齿接触应力校核23
3.2.4 倒档齿轮的校核27
3.3 轴的结构和尺寸设计30
3.3.1 初选轴的直径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39
3.5 轴承选择与寿命计算44
3.5.1 输入轴轴承的选择与寿命计算45
3.5.2 输出轴轴承的选择与寿命计算47
3.6 本章小结49
第4章 变速器同步器及结构元件设计50
4.1 同步器设计50
4.1.1 同步器的功用及分类50
4.1.2 惯性式同步器50
4.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定51
4.1.4 主要参数的确定52
4.2 变速器壳体54
4.3 本章小结54
结论55
参考文献56
致谢57
1.1.1 汽车变速器的设计要求
汽车传动系是汽车的核心组成部分。其任务是调节、变换发动机的性能，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[1]。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。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档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。在汽车变速器的设计工作开始之前，首先要根据变速器运用的实际场合来对一些主要参数做出选择。主要参数包括中心距、变速器轴向尺寸、轴的直径、齿轮参数、各档齿轮的齿数等。
变速器的基本设计要求[2]：保证汽车有必要的动力性和经济性；设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的传输；设置倒档，使汽车能倒退行驶；换档迅速、省力、方便；工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳档、乱档，以及换档冲击等现象出现；工作效率高，噪声小；结构简单、方案合理；在满载及冲击载荷条件下，使用寿命长；除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。 1.2 设计的内容及方法
本次设计的变速器是在原有捷达的变速器的基础上，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30万公里。
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，在老师的正确指导下进行设计。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。
第3章 变速器的设计与计算
3.1 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GIF整车主要技术参数如表3.1所示：
表3.1 捷达GIF整车主要技术参数
发动机最大功率91kw车轮型号185/60R14S
发动机最大转矩180N·m最大功率时转速5400 r/min
最大转矩时转速4000r/min最高车速170km/h
总质量1488kg变速器形式手动五档
3.1.1 档数
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。
3.1.2 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0.7～0.8。影响最低档传动比选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。目前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，总质量轻些的商用车在5.0～8.0之间，其它商用车则更大。
本设计最高档传动比为0.77。
3.1.3 变速器各档传动比的确定
1、主减速器传动比的确定
变速器是汽车上的一个重要组成部分，它的技术参数直接影响整车的性能，其参数必须经过严格计算，有些部件还要进行试验，以检验它的可靠性。
以捷达GIF汽车主要技术指标，发动机功率转速及车辆行驶环境为依据，通过计算已有的数据得出变速器的各项参数。从而设计一台符合要求的汽车变速器。所设计的变速器，中心距为80mm，最大输入扭矩为180，该变速器有五个前进挡、一个倒挡，都采用锁环式同步器换挡，各挡的传动比分别为一挡是3.05、二挡是2.35、三挡是1.6、四挡是1.1，五挡是0.77、倒挡是2.85。
本设计说明书从发动机选择开始，综合地考虑使用、经济、工艺、安全性等方面的设计要求，确定合理的设计方案，进而对变速器二轴和操纵机构进行设计，并对一些部件进行必要的校核。并且通过CAD软件进行绘图，共画了1张总成图和6张零件图。
手动变速器结构比较经典，以它的工作可靠、制造成本低、拆装容易、维修方便等众多优点在市场上仍然有着相当大的竞争力。但是，它也存在传动比变化范围小、操纵麻烦等缺点。它的发展趋势应该是向着智能化、集成化、高性能、低成本、微型化、应用新型材料、应尽量节能与环境保护。
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