四驱越野汽车变速器的传动方案及传动过程

兰州工业学院毕业设计说明书（论文）摘 要四驱越野汽车变速器的传动方案及传动过程是本次设计的重点之一，越野汽车变速与我们之前所做的三级减速器设计不同，我们之前所做的三级减速中，齿轮与轴是靠键连接在一起的，而本次的设计中齿轮与轴不仅有键连接，而且有空套的，减速中同步器起重要作用。同步器的类型比较多，在诸多同步器中，适合四驱越野汽车变速器的是锁销式同步器。锁销式同步器的工作原理是难点之一，四驱越野汽车操纵系统的设计是本次设计的第三个难点，他在操纵过程中涉及到挂档自锁、挂档互锁及倒档锁，这是操作系统的重要部分。变速器是车上的一个重要部件，变速器是汽车动力系统中重要性仅次于发动机的部件,直接涉及操控乐趣和驾乘舒适性，它对燃油消耗、尾气排放、行驶动力性和舒适性都会产生重大影响。关键词：变速器；同步器；齿轮兰州工业学院毕业设计说明书（论文）1ABSTRACTFour-wheel drive off-road car transmission scheme and the transmission process is one of the focuses of this design, off-road vehicle speed and we made three before the reducer designs, we made three before the deceleration, the gear and shaft is linked by key, and this gear and shaft design not only key to connect, and free sets, slow play an important role of synchronization.The type of synchronize more, in many synchronize for four-wheel drive off-road vehicle transmission is locking pins synchronize. Lock pin type synchronize works by one of the difficulties, four-wheel drive off-road vehicle control system design is the design of this third difficulty, he was involved in manipulating the process of self-locking hanging file, hanging file interlock and reverse lock, this is an important part of the operating systemGearbox is one of the important parts of the vehicle, transmission is the automobile power system importance only to the components of an engine, directly relates to the control pleasure and ride comfort, its fuel consumption, exhaust emissions, driving dynamics and comfort will have a significant impact.Keywords: Transmission; synchronize; gear兰州工业学院毕业设计说明书（论文）目录摘 要 .IABSTRACT.2第一章 原始数据及轴的设计 .11.1 原始数据： .11.2 计算各轴的启动转矩和附着转矩第二章 变速器的总体设计2.1 全时四驱与分时四驱2.2 变速器选型 2.3 变速器几轴式选用 .42.3.1 三轴五当变速器传动简图 .42.3.2 两轴五当变速器传动简图 .42.4 变速器零部件的结构分析与型式选择 2.4.1 齿轮式 .62.4.2 轴的机构分析 .62.4.2 轴承形式 .7第三章 变速器基本参数的确定 .83.1 变速器的档位数和传动比 .83.1.1 确定变速器的档数 .83.1.2 定一档传动比的取值 .83.2 中心距 .103.3 齿轮参数 .113.3.1 齿轮模数 .113.3.2 齿形、压力角与螺旋角 .113.3.3 齿宽 .123.3.4 齿顶高系数 .123.3.5 齿轮变位 .123.4 各档齿数的分配 .133.4.1 确定一档齿轮的齿数 .133.4.2 修正中心距 .133.4.3 确定各档齿轮的齿数 .13第四章 齿轮强度的校核 .164.1 齿轮的损坏形式 .164.2 齿轮的强度校核 .164.2.1 接触强度校核 .164.2.2 弯曲强度校核 .18第五章 同步器的选择 .225.1 同步器的构造及工作原理 .225.2 同步器的结构类型 .225.2.1 锁环式同步器 .225.2.2 锁销式同步器 .225.2.3 多锥式同步器与多片式同步器 .225.2.4 惯性增力式同步器 .225.3 锁销式同步器的选择 .23兰州工业学院毕业设计说明书（论文）35.4 锁销式同步器同步环的设计计算 .245.4.1 同步环锥面角的确定 .245.4.2 同步环锥面螺纹和油槽的设计 .245.4.3 同步环锥面直径和宽度的确定 .245.4.4 同步环的材料 .245.5 锁销式同步器锁销的设计计算 .245.5.1 同步器锁止角的确定 .245.5.2 同步器锁销差的确定 .245.6 锁销式同步器齿套的设计计算 .245.6.1 齿套锁销孔和定位销孔的设计 .245.6.2 齿套接合齿的设计 .245.7 同步器零件之间间隙的确定 .25第六章 操纵机构的设计 .26第七章球笼式万向节7.1 万向节概述 .287.2 前轮驱动万向节的设计选用7.3 后轮驱动万向节的设计选用 7.4 四轮驱动时万向节的设计选用7.5 传动轴管的选择7.6 伸缩花键的选择 .35第八章 传动轴的计算和强度校核 .378.1 传动轴的临界转速 .378.2 传动轴计算转矩 .378.3 传动轴长度选 .378.4 传动轴管内外径确定 .378.5 传动轴扭矩强度校核 .38第九章 分动器主要参数和结构的选择与计算 .399.1 设计初始数据 .399.2 分动器高低档传动比的确定 .399.3 分动器传动方案的确定 .409.4 换档结构形式 .409.5 轴和齿轮的结构 .419.5.1 轴的结构 .419.6 中心距 A 的确定 .429.7 齿轮参数9.7.1 模数 .429.7.2 压力角 .429.7.3 螺旋角 .429.7.4 齿宽 .439.7.5 齿顶高系数 .439.8 本章小结 .43第十章 齿轮的设计计算与校核10.1 齿轮的设计与计算 .4410.1.1 各档齿轮齿数的分配 .4410.1.2 计算各个齿轮的参数 .45兰州工业学院毕业设计说明书（论文）10.1.3 齿轮材料的选择原则 .4710.1.4 计算各轴的转矩 .4710.2 轮齿的校核 .4810.2.1 轮齿接触强度校核 .4810.2.2 齿根弯曲强度校核 .4810.3 本章小结 .49第十一章 轴的设计与计算及轴承的选择与校核 .5111.1 轴的设计计算 .5111.1.1 轴的尺寸初选 .5111.1.2 花键的形式和尺寸 .5111.1.3 轴的结构 .5111.2 轴的校核 .5311.3 本章小结 .54第十二章 分动器操纵机构及工艺分析 .5512.1 分动器结构件的选择 .5512.1.1 啮合套计算 .5512.1.2 分动器壳体 .5512.2 分动器的操纵机构 .5512.3 工艺分析 .5612.3.1 壳体加工工艺 .5612.3.2 拨叉加工工艺 .5612.3.3 齿轮加工工艺 .5612.3.4 轴的加工工艺 .5612.3.5 总成的装配 .5712.4 本章小结 .57结 论 .58致 谢 .59参考文献 .60兰州工业学院毕业设计说明书（论文）5兰州工业学院毕业设计说明书（论文）0第一章 原始数据及各轴计算1.原始数据： 满载重量： G=18433N前轴 =8925N 后轴 =10138NfGrG驱动桥传动比 =4.11 =4.55firi满载质心高度 =0.52mh静态滚动半径 =0.296mstaR动态滚动半径 =0.301mdyn轴距 =2.576ml发动机最大功率 =70KW/3800rpmmaxeP发动机最大扭矩 =173N.m/2200rpmM分动箱速比 =2.522 =1.095maxvimxvi路面附着系数 =0.85振动系数 =1.2sK承载系数 =1.33t各档匀速行驶时，发动机输出扭矩为发动机最大转矩的 2/3各档利用率 1-5 档分别是 1% 、 6% 、 18% 、 30% 、45%基本要求：汽车传动轴系统至少应有 100000Km 的寿命2.计算各轴的启动转矩 和附着转矩AMH用两者之间的最小值作为静态转矩选择万向节计算结果列入下表 1。启动转矩和附着转矩的计算：表 1所需万向节尺寸起动转矩 A附着转矩 HM启动 耐久1）前轮驱动=.205173.641AM=1536.8Nm（半轴）3073.6 Nm（整轴0.8529.760.29)7MVNm（ 半 轴 ） RF85(外侧)VL85（内侧）RF107VL107兰州工业学院毕业设计说明书（论文）12)后轮驱动Nm（半轴）=170AM=3400 Nm（整轴）传动轴 3.62.8A0.85132.762018)13.HMNm（ 半 轴 ） .94.5HNmRF95VL91（外侧和内侧）VL85RF107VL107VL853）四轮驱动前轴 4.1=0.475362 29m(AMN半 轴 ）=1459 Nm（整轴）后轴 4.5=0.5173612 892(A半 轴 ）=1785.2 Nm（整轴）传动轴 =0.5173.6=2AM0.82.7610.25)75MVNm（ 半 轴 ）0.8132.5762018)3.HNm（ 半 轴 ）1.208.967145HMNmRF72（外侧）VL85（内侧）VL91（外侧和内侧）VL85RF91VL91VL91VL85兰州工业学院毕业设计说明书（论文）2第 2 章 变速器总体设计（1）变速器的档位数和传动比，使之与发动机参数优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与经济性； （2）设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；设置倒档使汽车可以倒退行驶； （3）操纵简单、方便、迅速、省力； （4）传动效率高，工作平稳、无噪声； （5）体小、质轻、承载能力强，工作可靠； （6）制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长； （7）贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定； （8）需要时应设置动力输出装置。 除此以外，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。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。 2.1 全时四驱与分时四驱 车辆是否是全时四驱完全取决于分动器的构造。作为掌管车辆不同驱动状态的核心部分，可以说分动器在一定程度上决定了整车的性能。 分时四驱（PART-TIME 4WD）是最常见的四驱系统。分时四驱是不能在附着力良好的路面上使用。由于没有中央差速器，在转向时前后传动轴之间产生的转速差就只能由某一个轮胎打滑来抵消掉。而当路面附着力良好时，轮胎就很难打滑。因此，如果在附着力良好的路面上是不能使用分时四驱的。 全时四驱就是在分时四驱的基础上增加了中央差速器，使得前后传动轴之间的转速差得以顺利化解。因此，它可以用于任何路面。全时四驱也由此得名。 分动器的内部结构在全时四驱的基础上还演化出了恒时四驱（分动器不带 2 驱模式） 。恒时四驱采用的是智能型分动器，这种分动器可以根据需要输出不同的驱动力至前桥。好的智能型分动器可以实现 0100的动力输出变化。 2.2 变速器选型 汽车变速器是汽车传动系中最主要的一个部件。它通过改变传动齿轮比，来改变发动机曲轴的扭矩，以便适应各种不同的行驶条件下对车轮的牵引力及改变不同的车速需要。简单笼统的说汽车变速器可以分为手动变速器和自动变速器。为了让大家对这两种变速器有个直观的了解我为对这两种变速器做一个简单的分析。 在自动变速器出现之前所有的汽车都是采用手动变速器。手动变速器是一种机械式的变速器，它必须用手拨动变速杆，才能改变变速器内的齿轮咬合位置从而改变传动比，从而达到变速的目的,在操纵手动变速器时必须踩下离合，使咬合齿轮分离，方可拨得动变速杆换挡。相对自动变速器而言的，手动变速器直接利用大小不同的齿轮配合达到变速的目的，所以手动变速器的传动效率要比自动变速器的高。驾驶技术好的司机，驾驭手动变速的汽车在加速、超车时会比自动变速器的车快，也更省油 ,自动变速器的工作原理是利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。有操作容易、驾驶舒适、能减少驾驶者疲劳的优点,驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。当前自动变速器具已成为现代轿车配置的一种发展方向。 目前我们常见的汽车自动变速器有三种型式：分别是液力自动变速器（AT） 、机械无级自动变速器（CVT） 、电控机械自动变速器（AMT ） 。我们将在下面的文章中对其着重介绍。兰州工业学院毕业设计说明书（论文）3DSG 变速器是当前世界上最先进的、最具革命性的变速器。由于 DSG 变速器没有变矩器，DSG 变速器在传动过程中的能耗损失非常有限，大大提高了车辆的燃油经济性。三轴式的钱进档的传统齿轮变速器，增加了