变速器课程设计

青岛理工大学课程设计指南标题：中型卡车6档变速器大学：汽车和交通大学类别：车辆13-1类别团队成员：Zou jiutao (2013242434)王帅(201324242454)郭家康(20132412)王汝凤(20132425年)周围(20132432)泛风神(201324283)导师：玉峰修理日期：2016年10月7日目录一、序言1二、变速器部署方案12.1汽车的主要参数12.2变速器类型选择12.2.1固定轴传动装置12.2.2反向块布局程序22.3部件结构计划分析32.3.1齿轮类型32.3.2变速机构格式32.4变速器设计4三、变速器主要参数的选择53.1选择块数53.2传动比确定53.2.1传动比范围53.2.2确定传动比53.3中心距离63.4变速器外形规格73.5齿轮参数73.5.1模块73.5.2压力角83.5.3螺旋角83.5.4齿宽93.5.5齿高系数93.6齿轮齿数分布93.6.1确定齿轮的齿数93.6.2修改中心距离103.6.3确定恒定啮合齿轮副的齿数103.6.4确定其他文件的齿数103.6.5确定齿轮齿数11四、变速器设计和计算114.1齿轮损坏形式114.2齿轮强度计算124.2.1齿轮的弯曲强度计算124.2.2齿轮接触应力144.2.3齿轮材料和热处理164.3轴计算164.3.1初步选取轴的直径174.3.2轴的强度计算17五、选择同步器和操纵机构195.1锁定针同步器195.1.1锁定针同步器结构195.1.2锁销同步器工作原理205.2锁定环同步器205.2.1锁环同步器结构205.2.2锁环同步器工作原理215.3同步器的选择和主要参数的确定22六、变速器控制机制246.1手动变速变速器直接操作246.2远距离操作手动变速变速器247、设计经验25八、参考文献26一、序言变速器用于改变引擎传递给驱动轮的扭矩和速度，在原地启动、攀登、转弯、加速等各种行驶条件下，汽车获得不同的牵引力和速度，同时确保引擎在最有利的工作条件下工作。变速器有空气阻塞，发动机、汽车出租车或停车开始时发动机动力传输中断。变速器有向后齿轮，确保汽车向后行驶能力。如果需要，变速器还具有功率输出功能。变速器的基本要求如下：1)确保汽车的必要动力和经济性。2)设置空齿轮以阻止发动机动力箱驱动轮的传输。3)设置倒车齿轮，使汽车可以向后行驶。4)设置需要时可输出的电源输出设备。5)变速速度快，节省劳动，方便。工作可靠。在汽车驾驶过程中，变速器不得有跳跃齿轮、混乱文件、变速冲击等。7)变速器必须具有较高的工作效率。8)变速器的工作噪音低。9)变速器必须满足型材大小和质量小、制造成本低、易于拆卸和维修的要求。二、变速器放置方案2.1汽车的主要参数车辆质量：4600千克额定负载品质：6000公斤最大总质量：10795千克最大扭矩：484Nm最大功率：135千瓦最大功率：3200r/min最大速度：90km/h主体大小：8000/2490/3400mm轮胎：10.00-R20满载后轴负载：7556.5公斤2.2变速器类型选择2.2.1固定轴传动装置(1)双轴变速器双轴传动发动机前前轮驱动(FF)的优点是结构简单。轮廓尺寸小。易于放置。每个中间齿轮只能通过一对齿轮传送动力，因此驱动效率高，噪音也很低。双轴变速器的优点很明显，但也有自己的缺点。双轴传动装置无法直接设定齿轮，因此在高齿轮工作的同时，齿轮和轴承都受到负载，并且容易受到工作噪音和损坏。由于结构的限制，双轴变速器的单级传动比大到无法设计，对于前进齿轮，双轴变速器输入轴的旋转方向与输出轴的旋转方向相反。(2)计数器轴变速器中间轮轴变速器常用于发动机前后轮驱动的汽车和发动机后后轮驱动的轿车。变速器第一个轴的前端通过轴承支撑在发动机飞轮上，第一个轴的花键用于安装离合器的推杆，第二个轴的末端连接在花键和万向节上。计数器轴传动的优点：直接文件使用时，变速器的齿轮、轴承和中间轴都没有负载，发射器扭矩直接通过变速器的第一轴和第二轴输出，此时变速器的传动效率达到90%以上，低噪音、齿轮和轴承的磨损降低。直接齿轮比其他齿轮效率高，因此传动装置寿命增加了。在其他前进齿轮上工作时，变速器传递的动力必须通过第一、中轴和第二轴上的两对齿轮，因此，在变速器中间轴和第二轴之间的距离(中心距离)不大的条件下，一个齿轮仍然具有较大的传动比。高齿轮可以使用常时齿轮，低齿轮可以使用不常啮合的齿轮。除直接齿轮外，其他齿轮工作时，中间轴传动装置的变速效率略有下降。基于上述对双轴变速器和中轴变速器的分析，此次设计的重型卡车变速器采用了中轴变速器。2.2.2反向块布局程序与前进齿轮相比，反向齿轮的利用率不高，都可以在静止状态下落地。因此，使用直齿轮滑动齿轮更换齿轮。变速器的一段或反向齿轮比较大的情况下，运行时作用于齿轮的力也较大，传动轴上出现了较大的挠度和转角，运行齿轮啮合状态变差，最终表明齿轮磨损速度加快，运行噪音增加。为此，两轴变速器或中轴变速器的一段和二段齿轮被放置在轴附近的支撑架上，以改善上述不良情况，然后按照阻力到高齿轮的顺序放置齿轮，使轴足够结实，易于装配。传动比接近传动比，但是使用齿轮所需的时间很短，因此，在此点将齿轮放置在轴附近的支承处，然后放置齿轮。这时，齿磨损和噪音在短时间内略有增加，从而减少齿轮工作时齿的磨损和噪音。下图是典型的反向部署方案。图b)所示方案的优点是，更换齿轮时，使用中间轴上的齿轮缩短中间轴的长度。但是变速时两对齿轮同时啮合，变得很难变速。图c)显示的方案可以得到具有变速程序不合理的缺点的大反向传动比。图d)显示的方案对电子的缺点进行了修改，取代了图c。图e)显示的方案是将中间轴上的齿轮合并成一个，从而增加齿宽。图f)显示的方案适用于所有齿轮对经常啮合的齿轮，变速更轻。还有为了充分利用空间缩短变速器的轴向长度而应用图g的卡车。但是，由于必须各使用一个齿轮变速器的缺点，变速器上盖的操作机制有些复杂。逆块放置方案2.3部件结构计划分析2.3.1齿轮类型传动齿轮有两种：正齿轮和锥正齿轮。与正齿轮相比，锥齿轮具有寿命长、运行平稳、运行噪音低等优点。缺点是制造时有点复杂，工作时有轴向力的这个轴承不利。齿轮可以增加齿轮数，提高变速器的质量和惯性矩，但是齿轮传动中的正齿轮都使用锥正齿轮。直齿轮仅用于低齿轮和底切。2.3.2变速机构形式传动变速机构有三种形式：直齿滑动齿轮、啮合套和同步器变速，直齿滑动齿轮变速：由于变速器内每个旋转齿轮的角速度不同，因此向轴向滑动直齿齿轮变速时，齿轮端面会受到冲击，还会伴随噪音。这不仅恶化了齿轮末端磨损，损坏得太早，还使司机精神紧张，同时变速引起的噪音减少了乘车感。只有使用驾驶员熟练的操作技术，才能使变速时齿轮没有冲击，克服上述缺点，单一变速瞬间驾驶员的集中力分散，影响驾驶安全。此外，使用直线滑动齿轮变速时，变速行程长度也是缺点。因此，这种变速方式结构简单，易于制造、拆卸和维护，可以减少变速器旋转部分的转动惯量，但除了一段、后齿轮外，很少使用。啮合套：变速行程短，同时承受变速冲击载荷的接合齿很多，齿不参加齿轮，不会过早损坏，但不能消除变速冲击，仍然需要驾驶员熟练的操作技术。此外，还添加了啮合盖和常啮合齿轮，增加了变速器旋转部分的总惯性矩。因此，目前这种变速方法仅用于要求苛刻的齿轮和大型货车变速器。使用同步器，无论操作技术的熟练程度如何，都可以确保快速、无冲击、无噪音的变速，从而提高汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。但是有复杂的结构、高制造精度、大轴大小等缺点。摘要变速器换档机制选择同步器换档。2.4变速器设计参考其他重型卡车参数设计变速器。选择变速器类型3轴固定式，6个齿轮位置，作为变速机构的同步器，接近轴承支撑的齿轮。结构简单，设计简单，对最初设计的我们有很大帮助。三、变速器主要参数的选择选择3.1块数变速器的齿轮数可以在3到20个齿轮位置上改变。增加变速器的齿轮数可以改善汽车的动力、燃油经济性、平均速度。齿轮数越多，传动结构越复杂，轮廓大小和质量越大，同时操纵机构也越复杂，使用时变速频率增加，变速难度增加。质量为4.0-8.0t的货车使用6档变速器。因此，根据课程设计要求，选择6档变速器。3.2传动比确定3.2.1传动比范围变速器的传动比范围表示该变速器的最低传动比与最高传动比的比率。最高的齿轮通常是直接齿轮，传动比为1.0。有的变速器最高峰为超速齿轮，传动比为0.70.8。影响最小齿轮传动比选择的因素包括引擎最大扭矩和最小稳定速度所需的汽车最大攀登能力、驱动轮和包装之间的粘合力、主减速比和驱动轮的滚动半径，以及所需的最小稳定行驶速度。目前轿车的传动比在3.04.5之间，总质量轻的商用车介于两者之间，其他商用车则更大。这次设计的变速器直接选择最高的齿轮作为齿轮3.2.2确定传动比(1)确定最小传动比和主减速器速度比汽车大部分开得最高档，以最小齿轮比的齿轮运行。因此，最小传动比的选择很重要。电动机总传动比在最高速度公式(=90km/h，=0.53m=3200)中，=7.1和获奖者减速器=7.1(2)确定最大传动比汽车发挥最大攀登能力时，变速器挂一档，引擎产生最大扭矩。汽车公式方程式在设计变速器传动比时可以忽略空气阻力，因为空气阻力较小。汽车能正常行驶，就应该知足：(3.1)即(3.2)根据车轮和道路的附着情况：(3.3)即(3.4)铺面贴附系数为0.55，滚动阻抗f为0.018，0.9，G2=0.7G是。将已知数据导入格式(3.2)和(3.4)中获取。这辆车是中型货物，没有追尾文件，变速器一级传动比初步选择7，电动机最大传动比。变速器的各传动比关系如下：也就是说：变速器的角速度是：、表3.1重型卡车变速器传动比区块一段第二段第3段四段第5段6段逆阻变速比7.04.803.242.191.4816.03.3中心距离中间轴传动的中心距离表示中间轴和第二个轴之间的距离。中心距离是大小影响齿轮接触强度以及传动装置的外形、体积和质量大小的基本参数。中心距离越小，齿的接触应力越大，齿轮寿命越短。因此，最小允许中心距离必须确保齿具有所需的接触强度。传动轴通过轴承安装在外壳上，同一垂直面上两个轴承孔之间的距离太小，不会影响外壳强度，因此中心距离必须更大。此外，中心距离必须更大，以限制小齿轮齿数不能太少。另外，传动中心距离太小会增加传动长度，从而削弱轴的刚度，降低齿轮啮合状态。对于此次设计的中间轴传动的中心距离，可以在首次选择中心距离时根据下属的经验公式进行计算。(3.5)型，变速器中心距离(mm)；中心距离系数，轿车：=8.9到9.3，商用车：=8.6到9.6，多变速器：=9.5到11.0；为了传动效率拿走。此计算中心距离系数=10。用公式(3.5)替换上述数据，取150mm，满足商用车的变速器中心为80-170mm。3.4变速器外形规格变速器的横向外形规格，由齿轮直径和齿轮中间(过渡)齿轮和变速机构的放置决定。影响变速器壳体轴向大小的因素包括齿轮数、变速机构和齿轮形式。商用车变速器壳的轴向尺寸可参考以下数据选择。4段(2.2-2.7)5段(2.7-3.0)6文件(3.2-3.5)因此，尺寸最初选择为500m