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汽车手动三轴五档变速器设计【优秀机械毕业设计】【word+6张CAD图纸全套】

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关键词：: a0039 汽车手动五档变速器设计优秀优良机械毕业设计 word cad 图纸全套

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A0-装配图.dwg

A1-第一轴.dwg

A1-第二轴.dwg

A2-中间轴.dwg

A3倒挡第二轴上的齿轮.dwg

A3倒档齿轮体.dwg

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摘要

变速器是汽车传动系统中至关重要的部分，它设计的直接影响到汽车的经济性、动力性和驾乘舒适性等。本文阐述了汽车的设计和验证的主传动的设计和计算过程，可分为两个部分。

本设计介绍汽车手动变速器的作用和要求，同时还说明了变速器各种传动结构方案的对比。设计说明主要参数的确定方法，齿轮计算和校核，轴上尺寸确定和校核，对同步器的选择方法。同时，分析和设计了相应的机构，最后画出变速器的图纸。

关键词：手动变速器；齿轮；轴；同步器

ABSTRACT

Transmission is a vital part of the automobile transmission, which directly affect the design of the car's economy, power and ride comfort, etc. This paper describes the design and calculation of automotive design and verification of the main drive can be divided into two parts.

This design describes the role and requirements of the automotive manual transmission, but also shows the comparison of various transmission structure transmission scheme. Design description method for determining the main parameters, calculate and check gear, shaft size determination and verification of the synchronizer selection method. Meanwhile, the analysis and design of the appropriate agencies, and finally draw the transmission of drawings.

Key words:manual transmission; gear; axle; synchronizer

1前言1

1.1本次设计的目的及意义1

1.2汽车变速器的现状1

1.3变速器设计的主要问题1

2变速器的设计方案1

2.1设计任务和内容1

2.2变速器的功用和要求1

2.3变速器传动机构的选择2

2.3.1倒档的方案选择2

2.4变速器主要零件的结构分析3

2.4.1确定齿轮型式3

2.4.2换挡结构型式3

2.5传动方案的确定3

3变速器主要参数的选择与齿轮设计4

3.1变速器主要参数的选择4

3.1.1变速器档位数和传动比4

3.1.2中心距的确定5

3.2变位齿轮的变位计算（采用高度变位圆柱直齿轮）8

4齿轮的强度计算与材料的选择10

4.1齿轮的强度计算和校核10

4.1.1齿轮弯曲强度计算10

4.1.2齿轮材料接触应力11

5轴的设计13

5.1初选轴的直径13

5.2轴的校核13

5.2.1第一轴的强度和刚度校核14

5.2.2第二轴的强度与刚度校核14

6同步器与操纵机构的结构设计16

6.1步器结构设计16

6.2同步环主要参数的确定17

6.2.1同步环锥面上的螺纹槽17

6.2.2锥面半锥角17

6.2.3摩擦锥面平均半径R17

6.2.4锥面工作长度b17

6.2.5同步环径向厚度17

6.2.6锁止角β17

6.2.7同步时间t17

6.3变速器的操纵机构18

7结论19

参考文献20

致谢21

A0-装配图.jpg

A1-第二轴.jpg

A1-第一轴.jpg

A2-中间轴.jpg

A3倒挡第二轴上的齿轮.jpg

A3倒档齿轮体.jpg

QQ截图20150627155515.jpg

QQ截图20150627155548.jpg

QQ截图20150627155642.jpg

内容简介：: 文献综述摘要：车辆的经济性、动力性、驾乘舒适性不仅仅取决于汽车的发动机，而且在很大程度上依赖于变速器，以及变速器与发动机的匹配。而且变速器是用来改变发动机传递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。本设计其主要设计过程包括：变速器总体结构方案的确定；变速器传动机构的布置；变速器主要参数的选择，其中有挡数、传动比、齿轮参数、各挡齿轮齿数的分配；轮齿强度计算、轴的强度计算；同步器的选择等。关键词：变速器；传动比；传动机构；同步器 1引言汽车的发展经历了三大革命：动力革命、传动革命与控制革命。先进国家目前正处于控制革命阶段，即自动控制阶段。从各总成的单独控制向动力传动系统一体化综合控制；从一般控制向智能化、网络化控制发展。我国目前使用的汽车绝大多数仍为手动变速，手动变速汽车由于频繁换挡的操作，易使驾驶员疲劳，影响行驶安全；而不同的驾驶技术水平对车辆的燃料经济性、动力性、乘坐舒适性造成极大差异，所以自动变速是人们长期追求的目标，是车辆向高级阶段发展的重要标志。变速器是汽车非常重要的一个配置，对汽车的操纵性、舒适性以及燃油经济性都起到了很重要的作用，其占汽车制造成本的7%。随着我国汽车消费者对汽车认识的不断提升，变速器已经开始影响消费者的行为。在过去的10年我国主要致力于研究开发发动机技术，而变速器很可能是未来10年的研发热点。而变速器的发展趋势也就成了大家关注的热点。2发展现状在中国，手动变速器仍然是车用变速器的主流。国内外的汽车制造与销售数据显示，人们对汽车驾乘的舒适性越来越重视。在欧洲市场，原本是手动变速器的市场，不断被自动变速器占领。如在英国.现在装配自动变速器的汽车占汽车总量的15%。而5年前，这个数字是13.5%。预计到2012年，北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡；2013年欧洲变速器市场上，配备手动自动一体的变速器将占20%。而在中国市场上，自动变速器的份额也在迅速增加，可以预见，带有自动变速器的汽车是未来市场的主导产品，发展和掌握自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造潮流的方向。而优先开发手动自动一体变速器具有技术上的延续性，对我国来说具有更大的优势。近十年以来，我国变速器产业在新产品开发方面特别重视，无论是从资金的投入，还是人力物力的投入，都是空前巨大的。十几年前，我们开发的大部分变速器产品都有一个共同的特点，就是这些新产品的开发流程是不完整的，而随着我国这些年的高速发展，我国变速器产品的设计开发流程也逐渐与国外接轨。3变速器的分类：1) 按传动比变化方式来分：a. 有级式变速器是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器(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，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。b. 无级式变速器其的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式(动液式)两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件为液力变矩器。c. 综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大指与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。2) 按操纵方式来分：a. 强制操纵式变速器是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。b. 自动操纵式变速器其传动比选择和换档是自动进行的，所谓“自动”，是指机械变速器每个档位的变换是借助反映发动机负荷和车速的信号系统来控制换档系统的执行元件而实现的。驾驶员只需操纵加速踏板以控制车速。c. 半自动操纵式变速器有两种型式：一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。4变速器的一般结构：1、简单式变速器的基本结构：由壳体、传动部分和操纵部分组成。(1)壳体：壳体是基础件，用以安装支承变速器全部零件及存放润滑油。其上有安装轴承的精确镗孔。变速器承受变载荷，所以壳体应有足够的刚度，内壁有加强，形状复杂，多为铸件(材料为灰铸铁，常用HT200)。为便于安装，传动部分和操纵部分常做成剖分式，箱盖与壳体用螺栓联接并可靠定位。壳体上有加油、放油口，油面检查尺口，还应考虑散热。(2)传动部分：是指齿轮、轴、轴承等传动件。轴的几何尺寸通过强度、刚度计算确定。因主要决定于刚度，而碳钢与合金钢弹性模量近乎相等，所以一般用碳钢(常用45钢)。只有齿轮与轴制成一体或轴载荷严重才用合金钢。轴与齿轮多为花键联接(对中性好，能可靠传递动力，挤压应力小等)。轴的花键部分和放轴承处经表面淬火处理。轴多用滚动轴承支承，润滑简单，效率高、径向间隙小，轴向定位应可靠。润滑方式多用飞溅(25m/s），只要粘度适宜可甩到壁上)。(3)操纵部分：主要零件位于变速器盖内。2、组成式变速器结构特点：简单式变速器有效率高、构造简单使用方便钧优点矿但档数少，i变化范围小(牵引力、速度范围小)，只宜在档数不多的某些车工采用。若增加i的范围，则使变速器尺寸加大，轴跨度增加，为了既增加档数又不使轴跨度过大，可采用组成式变速器。所谓组成式变速器，通常由两个简单式变速器组合而成，其中档数较多的称为主变速器，较少的称为副变速器。3、组成式变速器的优点：(1)可以减少齿轮个数，而且档数越多减少齿轮个数的优点愈明显。同简单式变速器相比，它可缩短轴的长度，减少整个变速器的外部尺寸和重量，并且能方便地得到不止一个倒档。所以当前进档数超过六个档时，几乎都用组成式变速器。(2)传动：比变化率大：若主变速器传动比变化率zu=3，副变速器fu=4则=12；若使简单式变速器=12，结构往往很难合理。4、组成式变速器的缺点：（1）档组间传动比有对应关系，不易使每档的2，(速度及牵引力)都很理想。（2）换档操纵麻烦，有时要操纵两个变速部分，若为插花换档还不便记忆。为了减少操纵动作，最好能顺序换档。为此要求重视档次编排十使第灭档组传动比全部大于第11档组，达到多数相领排档的变换只需操纵主变速的目的，这样才最为方便。5变速器的比较：从全球范围来看，主要的几种自动变速器是AMT(手自动一体)、AT(自动)、CVT(无极变速)和DCT(双离合变速器),它们各有优缺点。AT节能效果差一些，但是舒适性好，元器件可靠性高，其生产历史长，使用范围大。CVT适合小型车，AMT在换挡时有短暂的中断，舒适性差一些。DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速其的舒适性，它是从传统的手动变速器演变而来，目前代表变速器的最高技术。6变速器发展趋势：世界最大的手动变速器制造商德国ZF公司预测说，到2012年北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡。欧洲与美国有很大的不同。有机构预测，到2013年，欧洲有52%的还是手动挡，配备手制动变速器的将占10%，配备无极变速器的将占2%，配备双离合器变速器的将占16%。欧洲人崇尚节能、环保，喜欢开小型车，更青睐手动变速器的经济燃油性。而在日本变速器市场，CVT的市场份额占据绝对优势。在我国，据调查2007年手动变速器的市场比重为74%,占据较大的市场份额。从2002年到2007年间自动挡变速器占有率从9%增长到26%，GlobalInsight公司预计到2012年自动挡变速器将占据33%的份额，而乘用车市场自动挡所占的比例可能达到44%。从2002年到2006间，女性用户从20.3%增长到30.9%，而自动挡变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中，第一名是安全气囊，第二就是自动档的变速器，在中国自动挡的变速器的市场是十分乐观的。同时手动挡变速器的节能性，经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。目前，国内企业对变速器的这几种技术都有不同程度的研发，其中，CVT的产业化和科研水平走在最前面，AMT正在加速产业化。近日，在国家发改委的推动下，国内10家以上整车企业已经和美国博格华纳公司成立了一家名为“中联发实业有限公司”的合资企业，共同研发双离合器变速器的关键技术。7总结：针对中国变速器市场阐述了几点自己的见解：1、在短期内，手动挡变速器仍占据主要份额，而自动档变速器将有更大的增长空间。2、鉴于中国市场情况的复杂性，长期来看变速器不是单一的发展趋势，没有哪种形式变速器会成为最后的赢家。3、在中国市场，从技术支持，目前的市场份额，以及设备提供这几个方面来看，AMT和LPG，AUTOE和汽油，CVTE和混合动力，以及DCT和柴油都具有相似性。4、从长远来看，中国本土的企业应该更加关注DCT这个产品，因为它将有非常好的前景。8主要参考文献1 王望予.汽车设计A.北京：机械工业出版社，2004.2 倪桂荣.汽车构造A.天津：天津科学技术出版社，2009.3 编委会.机械设计手册(1-5卷)M.北京：机械工业出版社，2004.4 张一民.汽车零部件可靠性设计M.北京：北京理工大学出版社，2000.5 刘鸿文.材料力学A.北京：高等教育出版社，2011.6 袁祖强.机械设计基础课程设计指导书A.北京：北京航空航天大学出版社，2013.7 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理A.北京：高等教育出版社，2006.8 陈国定，吴立言.机械设计A.北京：高等教育出版社，2013.9 郭克希，王建国.机械制图A.北京：机械工业出版社，2010.10 付

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