丰田a140自动变速箱4速后驱自动变速器行星机构毕业设计

本科毕业设计4速后驱自动变速器行星机构设计邓云燕山大学2009年6月本科毕业设计4速后驱自动变速器行星机构设计学院（系）车辆学院专业06级汽车1班学生姓名邓云学号061101011019指导教师崔亚平杨树军答辩日期2010620燕山大学毕业设计任务书学院里仁学院系级教学单位机械工程系学号061101011019学生姓名邓云专业班级06汽车题目名称4速后驱自动变速器设计题目性质1理工类工程设计；工程技术实验研究型；理论研究型；计算机软件型；综合型2管理类；3外语类；4艺术类题目类型1毕业设计2论文题目题目来源科研课题生产实际自选题目主要内容1、4速后驱自动变速器整体结构型式的确定。2、4速后驱自动变速器整体结构设计。3、4速后驱自动变速器行星机构设计。4、4速后驱自动变速器行星机构零部件设计。基本要求1、结构方案正确，结构设计合理，实现基本扭矩传递。2、三维建模软件画零部件模型及装配图。3、设计说明书内容具体，格式规范。4、工作量设计图纸3张A0，设计说明书24万字，外文翻译05万字。参考资料1、徐寅生,汪立亮,编著现代汽车自动变速器原理与检修北京电子工业出版社,200012、过学迅编著汽车自动变速器结构原理北京机械工业出版社,199953、左成基,杨明钦编著汽车自动变速器实务北京人民交通出版社,20054、黄秋平主编汽车无级变速器CVT结构原理与维修南京江苏科学技术出版社,2008周次第14周第58周第912周第1316周第1717周应完成的内容结构实习。确定总体结构布置。外文翻译，开题。测绘、参数计算、结构设计。结构作图。零部件画图写论文答辩指导教师崔亚平杨树军职称实验师年月日系级教学单位审批年月日摘要在汽车工业100多年的发展史中，动力传动系的技术进步一直处于一个举足轻重的地位。车辆行驶性能的好坏，不仅取决于发动机，而且在很大程度上依赖于变速器及变速器与发动机的匹配。自动变速器是汽车采用新技术的一个标志，它具有能够根据路面状况自动变速、变矩，提高车辆的通过性能，延长使用寿命等优点。行星齿轮式变速器体积较小且能获得较大的传动比,且行星传动是现代机械传动装置中性能最佳、经济性最好的一种传动机构。它具有结构紧凑、传动效率高、便于动力的综合分解等特点。本文主要研究4速后驱自动变速器，对自动变速器行星机构进行设计，确定各档位动力传递路线，运用计算机辅助技术分析装配关系，在CAD图纸中表示。本次设计的研究方法是首先拆装变速器并查阅资料熟悉机械部分结构，画出动力传递路线，然后计算传递扭矩，行星参数等，参考资料对所选课题进行研究，设计行星传动机构，最后用计算机辅助设计出自动变速器的装配图和零件图。关键词自动变速器；行星机构；计算机辅助ABSTRACTINTHEAUTOMOBILEINDUSTRYHISTORYOFTHEDEVELOPMENTOFMORETHAN100YEARS,THEPOWERTRAINHASBEENTECHNOLOGICALPROGRESSINADECISIVEPOSITIONTHEQUALITYOFPERFORMANCEVEHICLES,NOTONLYDEPENDSONTHEENGINE,BUTALSOTOALARGEEXTENTDEPENDENTONTHETRANSMISSIONANDMATCHINGOFTRANSMISSIONANDENGINEAUTOMOTIVEAUTOMATICTRANSMISSIONISTHEUSEOFASIGNOFNEWTECHNOLOGIES,ITHASBEABLETOAUTOMATICTRANSMISSIONINACCORDANCEWITHROADCONDITIONS,VARIABLEMOMENT,THROUGHTHEENHANCEMENTOFVEHICLEPERFORMANCE,THEADVANTAGESOFEXTENDINGTHESERVICELIFEPLANETARYGEARTRANSMISSIONANDCANGETSMALLERINSIZETHANALARGERDRIVE,ANDTHEPLANETARYTRANSMISSIONGEAROFMODERNMACHINERYINTHEPERFORMANCEOFTHEBEST,THEBESTECONOMYOFATRANSMISSIONITHASCOMPACTSTRUCTURE,HIGHTRANSMISSIONEFFICIENCYFORTHEINTEGRATEDPOWERDECOMPOSITIONANDSOONINTHISPAPER,AFTERTHEMAINDRIVE4SPEEDAUTOMATICTRANSMISSION,AUTOMATICTRANSMISSIONONTHEOVERALLSTRUCTUREOFTHEDESIGN,DETERMINETHESTALLPOWERTRANSMISSIONLINE,THEUSEOFTECHNICALANALYSISOFCOMPUTERAIDEDASSEMBLYRELATIONS,SAIDINTHECADDRAWINGSTHEDESIGNOFTHERESEARCHMETHODOLOGYISONEOFTHEFIRSTTRANSMISSIONDISASSEMBLYANDACCESSTOINFORMATIONAREFAMILIARWITHTHEMECHANICALPARTSOFTHESTRUCTURE,POWERTRANSMISSIONLINETODRAW,ANDTHENCALCULATINGTHETRANSMISSIONTORQUEANDOTHERPARAMETERS,REFERENCEMATERIALSONSELECTEDTOPICSTOSTUDY,DESIGNPLANETARYBODIESWITHTHEENDUSEOFCOMPUTERAIDEDDESIGNOFTHEAUTOMATICTRANSMISSIONASSEMBLYDRAWINGSANDPARTSDIAGRAMKEYWORDSAUTOMATICTRANSMISSIONPLANETARYBODIESTHECOMPUTERASSISTED目录摘要ABSTRACT第1章绪论111课题背景112国内外研究现状和主要问题2121国内外研究现状2122主要问题213本文研究意义和内容3131本文研究意义3132本文研究内容14本章小结3第2章自动变速器行星结构设计21行星结构布置211行星齿轮组的构造4212行星机构的分类4213行星机构布置图522齿轮传动系统总布置5221概述5222总布置图623行星齿轮系统各档位动力传递图7231一档动力传递路线7232二档动力传递路线7233三档动力传递路线8234四档动力传递路线9235R档动力传递路线924本章小结11第3章行星机构参数计算1231行星机构的设计与计算12311已知条件11312设计计算12313初步计算齿轮的主要参数13314啮合参数计算14315几何尺寸计算1532校核16321行星齿轮装配条件的验算16322行星齿轮传动强度校核1733本章小结20结论20参考文献21致谢22附录1开题报告附录2文献综述附录3翻译及其原文第1章绪论11课题背景目前，汽车动力装置主要采用内燃机，内燃机转矩和转速范围小，不能适应汽车行驶时车速的改变和牵引力变化的需要，需要采用变速装置改变发动机工作在合理的工作范围内，提高汽车的动力性和经济性，减少排放；还需要解决发动机不能有载启动的问题，保证汽车平稳起步；发动机只能单向旋转，而汽车需要前进和后退双向运动；有时需要切断发动机动力，使发动机处于怠速状态，较长时间停车等问题。因此需要采用变速器来解决这些问题，变速器对于汽车来说是不可缺少的很重要的部件。变速器从传动方式来看，有以下几种机械式（主要是齿轮）传动；液压机械式（变矩器加齿轮变速器）；液压传动式；电传动式。从操纵方式来看，有人工操纵换档和自动换挡两种。自动换挡变速器也就是自动变速器。自动换挡由自动变速器自己检测出工况信号，进行判断，发出换档指令进行操纵换档。自动换挡不排斥人工干预，所谓的自动变速器，都具有人工可以干预和操纵的功能。行星齿轮传动是一种具有动轴线的传动机构，在传动时至少有一个齿轮的几何轴线是绕另一个齿轮的固定几何轴线回转。它包括行星轮系和差动轮系等。据不完全统计，世界上己有50多个渐开线行星齿轮传动系列设计，并且在基本系列的基础上派生出了多种形式的组合式减速器、差速器和变速器等系列产品，而结合各行业各类机械的需求发展，新型的行星齿轮传动组合形式仍将不断涌现。由于行星齿轮传动具有功率分流和动轴线的运动特点，同时合理运用内啮合，使其体积小、重量轻、功重比大啮合功率小于传递功率，功率损失小，效率高工作平稳、噪声小可进行运动的合成与分解等等。因此，行星传动被人们广泛用来代替定轴传动作为减速、增速和变速装置。12国内外研究现状、主要问题121国内外研究现状自从1939年（OLDSMOBILE）汽车开始使用自动变速器时，就已采用行星齿轮（PLANETARYGEARS），因为自动变速器虽然有液力变矩器可增加力矩，但是汽车在爬坡、倒车、载重情况下，可能需更大的驱动力，除了靠液力变矩器，必须依赖行星齿轮组的辅助，才能达成。行星齿轮变速传动与普通齿轮变速传动相比较，它主要的优点是结构紧凑、承载能力大、工作可靠、传动比大和传动效率高、换挡轻便、迅速，容易实现自动换挡等。因此，行星变速齿轮传动在现代车辆中已获得日益广泛的应用。行星机构在上，它依靠太阳轮、齿圈及行星架之间的配合获得各种速比，行星齿轮组可分单一行星齿轮组和复合型齿轮组，单一齿轮组是将太阳轮、齿圈、及行星架任何两者配合，获得六种速比，若固定任何两项，就产生直接传动效果。目前自动变速器皆采用复合型行星齿轮组，通常将多个行星齿轮或两组单一型行星齿轮组加以结合而成，其结构更加合理，获得速比更多。随着现代科学技术的发展，发动机和变速器是汽车的两大核心部件。变速器市场一直被国外企业垄断，国内80的自动变速器产品需要进口。去年，全国自动变速器进口额超过50亿美元。经过国人的研究进取，国产自动变速器行业正在蓬勃发展，相信不久的将来，国产自动变速器将以很好的质量和性价比与国外相抗衡。行星机构国外研究地早，技术相比于国内成熟，但伴随着中国汽车市场的发展，行星传动机构已有许多工厂能进行成批量生产，向与国际技术靠拢并有超越之势。122主要问题自动变速器是通过液力变矩器和行星齿轮组合来传输动力的，这个组合存在明显的缺点传动比不连续，只能实现分段范围内的无级变速；液力变矩器的传动效率较低，影响了整车的动力性能与经济燃油性；且零部件过多，结构复杂，报养和维修不便。DCT变速器需要解决的问题是1、防止在换挡临界点频繁升降挡2、DCT在减挡过程中实现跳挡换挡比较困难3、在极短时间内控制液压油的变化,即控制双离合器的压力变化是最核心部分。13本文研究意义、内容131本文研究意义我国应用液力传动始于五十年代，自行研制出了内燃机车和红旗CA7O三排座高级轿车的液力传动系统，随后液力传动也在我国获得了一定发展。此外，部分军用车辆上使用了液力自动变速器，但发展速度要落后于发达国家随着对自动变速器良好性能的逐渐认识，用户的需求量也越来越大，这使得国内汽车企业加快了自动变速器的发展步伐。由于在液力自动变速器的研究、生产、修理等方面都有一定的基础，所以近年来发展速度较快，但国内自动变速器尚处于起步阶段。随着城市车辆密度的加大，自动变速器己逐渐成为汽车的必备装备，而不仅仅是豪华的标志。因为有了自动变速器，改变车速变得轻松自如，且不必频繁地踩踏板。132本文研究内容（1）四速后驱自动变速器行星结构型式的确定。（2）四速后驱自动变速器行星结构设计。（3）在此基础上对变速器行星机构实物进行测绘、研究，运用计算机辅助设计总成及各个部分的装配图及一部分零件图。14本章小节本章主要介绍了自动变速器在国内外的研究现状及存在的主要问题，阐述了本文对四速后驱自动变速器研究的意义和具体的研究。第2章自动变速器行星结构设计21行星结构布置211行星齿轮组构造一个完整的行星结构包括齿圈、太阳轮、行星架和行星轮。（1）齿圈为内齿轮，位于行星齿轮组的最外边。（2）太阳轮位于行星齿轮组的中心位置（又名中心齿轮）。（3）行星架为支撑行星轮的框架，通常与输入、输出轴连接在一起。（4）行星轮位于齿圈与太阳轮之间，通常配置3个或4个，可自转及公转。212行星机构的分类两个以上的行星机构进行组合，选取不同的基本原件作为输入或输出，以及采用执行元件不同的工作方式，可得到不同类型的行星齿轮变速器。但考虑到效率高低、行星齿轮机构的复杂程度，真正能用于汽车自动变速器的行星齿轮很少。主要分为两类（1）辛普森式行星齿轮变速器辛普森式行星齿轮变速器从70年代开始，为通用、福特、克莱斯勒、丰田、日产等多家公司用于汽车自动变速器上。辛普森式行星齿轮变速器由辛普森行星机构及其相应的换档执行元件组成。辛普森行星机构采用双行星排，其特点是前后两个行星排的太阳轮连接成一体，称为太阳轮组件；前排的行星架和后排的齿圈连接成一体，称为前行星架和后齿圈组件，输出轴通常与该组件相连。所以该行星机构只具有四个独立原件前排齿圈、前后太阳轮组件、后排行星架、前行星架和后齿圈组件。（2）拉维奈尔赫式行星齿轮变速器拉维奈尔赫式行星齿轮变速器由拉维奈尔赫式行星齿轮机构及相关的操纵执行元件组成。从70年代其，被奥迪、福特、马自达等公司使用于其轿车自动变速器中，特别是前轮驱动车型。拉维奈尔赫式行星齿轮机构也采用双行星排组合，其特点是两行星排具有公共行星架和齿圈，前太阳轮、长行星轮、短行星轮、行星架及齿圈组成一个双排轮式行星排，后太阳轮、长行星轮、行星架及齿圈组成一个单行星轮式行星排。所以，它具有四个独立原件前太阳轮、后太阳轮、行星架和齿圈。213行星机构布置图1前齿圈2行星齿轮3太阳轮组件4后行星架5前行星架和后齿圈组件图21行星机构布置简图22自动变速器总布置221概述自动变速器的齿轮传动机构包括行星齿轮组、制动器、离合器；行星齿轮组由齿圈、太阳轮、行星轮及行星架所构成。其结构简单、占位小、各齿轮皆是永久啮合、承受强度较大、较不易损坏。如欲获得适当的减速比或反向时，只要利用制动器将其中的一个固定，即可获得。而离合器则是液力变矩器及行星齿轮组之间传动的桥梁。222总布置图总布置图如下B12档强制制动器C1前进离合器C2倒档高速离合器C0超速离合器B22档制动器B3低速及倒档制动器F12档单向离合器F2低档单向离合器F0直接超速离合器图22总布置简图各档位时各个执行元件的工作情况如下表所示接合传力空白代表不接合表21各档齿轮传动与各伺服的关系杆位档位B0B1B2B3C0C1C2F0F1F2R倒档123OD超速档23行星齿轮系统各档位动力传递图231一档动力传递路线以下各图代表动力传递路线下图即是1档时的动力传动图图231档时动力传动图当车辆加速时，动力连续地从输入轴传到离合器C1，再到前齿圈，此时前齿圈顺时针旋转，而前行星轮则以顺时针转。因为F2作用，而使得后行星架固定不动，后齿圈和前行星架为同一构件。所以前行星架顺时针转动传输动力至输出轴，传动比为2812322档动力传递路线此档位的动力传动图如下所示图242档位的动力传动图当车辆加速时，动力连续地从输入轴传到离合器C1，再到前齿圈，此时前齿圈顺时针旋转，而前行星轮则以顺时针转。因为B2作用，而使得太阳轮组件固定不动，后齿圈和前行星架为同一构件。所以前行星机构转动传输动力至输出轴，传动比为1552333档动力传递路线在车辆加速时，离合器C1动作使得输入轴与前齿圈连接在一起。离合器C2作用也使得输入轴和太阳轮连接。驱动力从输入轴到前齿圈及太阳轮，使得前行星架和后齿圈以相同的速度转动因此后行星架只得跟着后太阳轮及后齿圈一起转动，此为直接传动，其传动比为11下图为3档时动力传动图图253档位的动力传动图2344档动力传递图当车辆加速期间，离合器动作结合；在3档的基础上，超速机构的B0产生作用，从行星轮传出的动力直接传递给齿圈，传动比为071下图为4档位时动力传动图图264档位时动力传动图235R档在倒档时，只有倒档离合器动作和低速及倒档制动器作用。在挂入倒档后，经由液压作用使得倒档离合器动作。驱动力从输入轴传至前齿圈。倒档动作，因而使后行星架固定。其速速比为23。下图为R档位时动力传动图图27R档位时动力传动图24本章小结本章对自动变速器齿轮传动系统做出了整体设计，并分析了自动变速器在各档位的动力传动。第3章行星机构齿轮参数计算31行星机构的计算根据设计任务书的要求及已知条件，T183NM，N4800R/MIN，G1935KG，轮胎类型与规格KM/H215/60R16311速比计算行星齿轮组获得速比的设计是将太阳轮、齿圈及行星架任何两者，给予固定及主动两条件，即可获得六种速比（大小）加速、（大小）减速、倒转（加减）速，若固定任何两项，就会产生直接传动效果，若无一固定，则就会形成空档（自由旋转）。最大传动比的选择可由公式（20）T0EMAXAX1IIRSNGFCOG总质量；F滚动阻力系数；最大爬坡度；R轮胎半径；T最大扭矩主减速比；传动效率0TG19359818963F002A167R（21506162542）10003322183,537095EMAXI0T求的251轮周长为L2R208转速188100036002081506得出最小传动比099150637I4各档之间的公比Q16，可取181341I23速比计算方法可由公式（31）设；N转数；齿圈转速；行星架转速；A特性参数（BNH）；ZAB太阳轮转速N（1A）0ANABNH（31）根据（31），行星齿轮配齿计算（1）一档时，0NH2A12H1NB2由公式（31）得（1）0（32）AB11H（1）0（33）22A2得（3I1124）（2）二档时由（31）可得（35）I2A1又有18结合（34）（35）取4在可取范围内INW397116Z1A1BZ1C276218222（3）三档传动比1I3（4）四档传动比07取27651943AZ3B3C通过以上各式可求得实际传动比2811551071I12I34312初步计算齿轮的主要参数（1）初选材料选择20CRMNTI，渗氮淬火，HRC5863。精度等级7级（2）按齿根弯曲强度初算齿轮模数M，由公式（35）得MKM（35）31LI12ZKTHDFAPAKM算式系数KM115KFP计算弯曲强度的行星轮间载荷分布均匀系数，由公式（36）得KPF115（KHP1）（36）KHP计算接触强度的行星轮间载荷分布不均匀系数，由行星齿轮传动设计P191表71得KHP110KPF115T1啮合齿轮副中小齿轮的转矩，NM，应是分流后的值，由公式（37）得T1982（37）7628KA使用系数由行星齿轮传动设计P156表67取KA097KF结合系数由行星齿轮传动设计P153表65取KF097D小齿轮齿宽系数由行星齿轮传动设计P154表66得D06Z1小齿轮齿数Z139FLIM试验齿轮弯曲疲劳极限N/MM2由行星齿轮传动设计P169图627得FLIM530KFA1小齿轮齿形系数由行星齿轮传动设计P169图622得KFA1264由已知代入公式（35）得M1085MM取M2313啮合参数计算在四个啮合齿轮副中A1C1,B1C1,A2C2,B2C2中其标准中心距由行星齿轮传动设计P94表44得AA1C134MM51COS2ZAMNAB1C134MMZBMAA2C2265MM51COS2ZAMNAB2C2265MMZBMAA3C330MM51COS2ZANAB3C330MMB由此可见连个行星齿轮系统的齿轮副的标准中心距是相等的，所以满足同心条件，所以变位系数为X0。315几何尺寸计算各齿轮副的计算结果由行星齿轮传动设计P88表42得（1）模数MMN11（2）压力角N取N20（3）齿顶高HA1HANMN11（4）齿根高HF（HANCN）MN1375（5）全齿高HHAHF25计算得基本尺寸列出下表表31基本尺寸表（MM）公式前太阳轮前行星轮前齿圈中太阳轮中行星轮中齿圈后太阳轮后行星轮后齿圈齿顶圆/DAD2HA47225883422753823581齿根圆/DFD2HF42175932971803318586齿数Z391671271862271965宽度B2451722520162119151532校核321行星齿轮装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足如下的装配条件1邻接条件由公式（39）得DAC2AACSIN（39）NPDAC行星轮C的齿顶圆直径前DAC225MM中DAC22MM后DAC235MMNP行星轮个数前NP4中NP4、后NP4AACA，C齿轮啮合副的中心距前AAC34MM中AAC27MM后AAC30MM前行星齿轮邻接条件是2AACSIN68MMDAC22568NP中行星齿轮邻接条件是2AACSIN54MMDAC2254后行星齿轮邻接条件是2AACSIN60MMDAC23560NP所以以上各行星系统均符合邻接条件。2同心条件前AACACB34MM中AACACB27MM后AACACB30MM3安装条件前3971/4275非整数1NPZBA中2762/42225非整数2后2765/423整数NPBA通过实验室仔细观察，发现前中的行星轮在安装的时候是非对称安装322行星齿轮传动强度校核1、前行星AC齿轮副齿面接触强度的校核计算，由公式（310）得HHP（310）H齿面接触应力，由公式（311）公式（312）公式（313）得H1H0（311）1HPABAKUH2H0（312）2UH0ZHZEZZ（313）DFT1式中KU动载系数；由行星齿轮传动设计P157图66得KU125KH计算接触强度的齿向接触载荷分布系数；由公式（314）得KH1（B1）H（314）H齿轮相对于转臂X的圆周转速VX及大齿轮齿面硬度HB2对KH的影响系数；由行星齿轮传动设计P15图67得H09B齿宽和行星轮数NP对KH的影响系数；由行星齿轮传动设计P158图68得B15KH计算接触强度的齿间在和分配系数；由行星齿轮传动设计P159表69得KH12FT端面内分度圆上的名义切向力,N由公式（315）得FT2520（N）（315）120DTD1小齿轮分度圆直径；D145B工作齿宽；B245T1983NM齿数比即39/1624312ZZH节点区域系数；由行星齿轮传动设计P159图69得ZH243T端面压力角；T2055COSTANRBB基圆螺旋角；B1525TT端面啮合角；TT2055ZE弹性系数；由行星齿轮传动设计P160表610得ZE1898Z重合度系数；由行星齿轮传动设计P160图663得Z1155Z螺旋角系数；由行星齿轮传动设计P161图666得Z0952H0102947H176357HP许用接触应力；由行星齿轮传动设计P155公式（316）得HPZNTZLZVZRZWZX（316）SLIMHLIM试验齿轮接触疲劳强度FLIM1650N/2SHLIM计算接触强度的最小安全系数；由行星齿轮传动设计P163表611得SHLIM10ZNT计算接触强度的寿命系数；由行星齿轮传动设计P164表612得ZNT1ZL润滑系数；由行星齿轮传动设计P165图617得ZL11ZV速度系数；由行星齿轮传动设计P166图618得ZV098ZR粗糙度系数；由行星齿轮传动设计P166图619得ZR10ZW工作硬化系数；由行星齿轮传动设计P165图620得ZW10ZX接触强度计算的尺寸系数；由行星齿轮传动设计P167图621得ZX09997由已知可得HP186707HHP2、前齿轮AC齿根弯曲强度的校核计算，公式（317）得FFP（317）F齿根应力；由公式（318）公式（319）得FF0KAKVKFKK（318）F0YFAYSAYY（319）NBMTKF计算弯曲强度的齿向载荷分布系数；由公式（320）公式（321）得KF（KH）N（320）N（321）2/1HBN088KF139K计算弯曲强度的齿向载荷分布系数；KKH12YFA载荷作用于齿顶时的齿形系数；由行星齿轮传动设计P169图622得YFA285YSA载荷作用于齿顶时的应力修正系数；由行星齿轮传动设计P170图624得YSA078Y计算弯曲强度的重合度系数；由公式（322）得Y02505（322）ANE750Y计算齿根弯曲强度的螺旋角系数；由行星齿轮传动设计P171图625得Y078由已知得F05889F21181FP齿根应力；由公式（323）得FPYSRELTYRRELTYX（323）LIMFNTSFLIM试验齿轮弯曲疲劳极限；FLIM530YNT弯曲强度计算的寿命系数；由行星齿轮传动设计P174表616得YNT11Y试验齿轮的应力修正系数；采用了行星齿轮传动设计书中的FLIM值，故Y20YX弯曲强度计算的尺寸系数；由行星齿轮传动设计P175表617得Y100YSRELT相对齿根圆角敏感系数；由行星齿轮传动设计P175图632得YSRELT1YRRELT相对齿根表面状况系数；由行星齿轮传动设计P177图634得YRRELT107SFLIM最小安全系数；由行星齿轮传动设计P163表611得SFLIM125由已知得FP99811FFP前齿轮BC齿轮副校核如上33本章小结本章对自动变速器的行星传动系统的传动机构进行了计算。结论本次设计共历时4个月，作为大学最后一个学期的主要任务，既是对大学四年学习的复习总结，又是一次实际演练，毕业设计的结束也将给我的大学生活画上一个圆满的句号。本学期一开始就开始借阅有关汽车变速器的书籍并上网搜集资料，对变速器的结构掌握之后开始画草图。在草图完成之后进行最终方案的确定，通过一系列的设计计算，最终确定变速器行星机构的结构方案和装配方案，最后设计出自动变速器行星总装配图。参考文献1徐寅生，汪立亮编著现代汽车自动变速器原理与维修北京电子工业出版社，200012过学迅编著汽车自动变速器结构原理北京机械工业出版社，199953左成基，杨明钦编著汽车自动变速器实务北京人民交通出版社，20054刘惟信主编汽车设计清华大学出版社，20015MAY，EDAUTOMATICTRANSMISSIONS，AUSTRALIAMCGRAWHILLBOOKCOMPANY，19856JHBARNWELL，THEDOUBLEECCENTRICSPEEDREDUCER，MACHINEDESIGN，19618，VOLE33，1357WANGZR，SHAYS，ZINGSTHEEXPERIMENTALRESDCHANDFINITEELEMENTSIMULATIONOFPLATESHYDROBULGINGINRESTJJOFPRESSUREVESSELANDPIPING，1996，68343488JWRABBET，TRANSMISSION，USPAT，NO34681759葛安林主编车辆自动变速器理论与设计机械工业出版社，199810安子军主编机械原理教程机械工业出版社，2003811陈家锐主编汽车构造机械工业出版社，200512韩晓娟主编机械设计课程设计中国标准出版社，200813吴宗泽，刘莹主编机械设计教程机械工业出版社，2003114龚溎义主编机械设计课程设计图册高等教育出版社，1989515黄宗益主编自动变速器原理和设计同济大学出版社，20069致谢转眼间，大学四年很快就要结束了。而作为大学生活的最后一个环节毕业设计，经过近16周的紧张准备，也将接近尾声。在这次毕业设计中，我不但巩固了以前所学的知识，并从中学到了很多新的东西，尤其是汽车设计和汽车理论这两门课程。在这里，我向那些在这四年里给于过我巨大帮助的老师和同学们表示衷心的感谢，正是他们的帮助才让我得以圆满的完成四年的学业和最后的毕业设计。在这次设计的过程中，指导老师杨树军崔亚平一直都关注着我的每一步进展，并给了我很多好的意见和建议，同时也对我提出了严格的要求。我之所以能很顺利地完成毕业设计任务，这与老师的指导是分不开的，在此，我对他们表示感谢。另外，遇到技术困难的时候，车辆学院的老师们也给了我很多帮助。其实他们中我大多都不熟悉，平时很陌生，但在我需要他们帮助的时候，他们尽心尽力，无微不至，因此我也非常感谢他们。附录1开题报告燕山大学本科毕业设计开题报告课题名称4速前驱自动变速器行星机构设计学院（系）里仁学院年级专业06级汽车学生姓名邓云指导教师杨树军崔亚平完成日期2010325一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义自动变速器在汽车行业的运用越来越广，主要是因为配有自动变速器的车大大提高了发动机和传动系的使用寿命，提高了汽车通过性，并且具有良好的适应性，最重要的是让驾驶者操纵方便，但同时也存在缺点结构复杂，降低一些运动性、可能会让人多手动挡的车不适应。自动变速器包括液力变矩自动变速器，CVT无级变速器，机械自动变速器AMT。自从1939年（OLDSMOBILE）汽车开始使用自动变速器时，就已采用行星齿轮（PLANETARYGEARS），因为自动变速器虽然有液力变矩器可增加力矩，但是汽车在爬坡、倒车、载重情况下，可能需更大的驱动力，除了靠液力变矩器，必须依赖行星齿轮组的辅助，才能达成。行星齿轮变速传动与普通齿轮变速传动相比较，它主要的优点是结构紧凑、承载能力大、工作可靠、传动比大和传动效率高、换挡轻便、迅速，容易实现自动换挡等。因此，行星变速齿轮传动在现代车辆中已获得日益广泛的应用12。行星机构在上，它依靠太阳轮、齿圈及行星架之间的配合获得各种速比，行星齿轮组可分单一行星齿轮组和复合型齿轮组，单一齿轮组是将太阳轮、齿圈、及行星架任何两者配合，获得六种速比，若固定任何两项，就产生直接传动效果。目前自动变速器皆采用复合型行星齿轮组，通常将多个行星齿轮或两组单一型行星齿轮组加以结合而成，其结构更加合理，获得速比更多34。随着现代科学技术的发展，发动机和变速器是汽车的两大核心部件。变速器市场一直被国外企业垄断，国内80的自动变速器产品需要进口。去年，全国自动变速器进口额超过50亿美元56。经过国人的研究进取，国产自动变速器行业正在蓬勃发展，相信不久的将来，国产自动变速器将以很好的质量和性价比与国外相抗衡。行星机构国外研究地早，技术相比于国内成熟，但伴随着中国汽车市场的发展，行星传动机构已有许多工厂能进行成批量生产，向与国际技术靠拢并有超越之势。辛普森式三档行星齿轮由美国福特公司的工程师辛普森发明，机构的特点是由两个完全相同的齿轮参数的行星排组成，该机构可组成三个前进档和一个倒挡，目前多采用的是四挡辛普森行星齿轮变速器四档辛普森行星齿轮变速器是由四档辛普森行星齿轮机构和换挡执行元件两大部分组成，是在自动变速器中应用最广泛的一种行星齿轮变速器78。其中四档辛普森行星齿轮机构（如图11）由三排行星齿轮机构组成，其原理与单一行星齿轮组相似行星架被动，则产生减速效果；行星架主动，则产生加速效果；行星架固定，则产生倒转效果911。图11行星机构是自动变速器的核心，为了更好的了解自动变速器的内部结构以及变速原理，必须对其认真研究。以至于了解国内外在自动变速器行星机构的最新动态，充实自己在这一块的空缺，理解和掌握自动变速器的核心。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题通过对自动变速器的整体了解，可以分以下步骤进行研究1、选取行星齿轮传动的传动类型和传动简图2、进行行星齿轮传动的配齿计算以及齿轮的主要参数，啮合参数和几何尺寸3、行星齿轮传动装配条件的验算4、行星齿轮传动的强度验算5、行星齿轮传动的结构设计要解决的主要问题设计自动变速器里的整套行星机构，并与自动变速器整体设计相匹配。三、研究步骤、方法及措施首先利用互联网资源寻找有关的资料，电子书籍，电子报刊、期刊等等，了解当前国内外在汽车方面行星机构的最新动态发展，然后阅读大量相关文献资料，进一步对行星机构进行分析，确定数据来源的真实准确再进行系统设计1215。其次，利用UG软件，以合理的方式获取分析、构造中准确的参数、建立一个可直接用于演示仿真的完整模型。四、研究工作进度第14周结构实习。确定总体结构布置。外文翻译，开题。第58周计算设计、三维建模。第912周画总成装配图及零件图。第1316周撰写论文。第17周准备答辩。五、主要参考文献1徐寅生，汪立亮编著现代汽车自动变速器原理与维修北京电子工业出版社，200012过学迅编著汽车自动变速器结构原理北京机械工业出版社，199953左成基，杨明钦编著汽车自动变速器实务北京人民交通出版社，20054刘惟信主编汽车设计清华大学出版社，20015MAY，EDAUTOMATICTRANSMISSIONS，AUSTRALIAMCGRAWHILLBOOKCOMPANY，19856JHBARNWELL，THEDOUBLEECCENTRICSPEEDREDUCER，MACHINEDESIGN，19618，VOLE33，1357WANGZR，SHAYS，ZINGSTHEEXPERIMENTALRESDCHANDFINITEELEMENTSIMULATIONOFPLATESHYDROBULGINGINRESTJJOFPRESSUREVESSELANDPIPING，1996，68343488JWRABBET，TRANSMISSION，USPAT，NO34681759葛安林主编车辆自动变速器理论与设计机械工业出版社，199810安子军主编机械原理教程机械工业出版社，2003811陈家锐主编汽车构造机械工业出版社，200512韩晓娟主编机械设计课程设计中国标准出版社，200813吴宗泽，刘莹主编机械设计教程机械工业出版社，2003114龚溎义主编机械设计课程设计图册高等教育出版社，1989515黄宗益主编自动变速器原理和设计同济大学出版社，20069六、指导教师意见指导教师签字年月日七、系级教学单位审核意见审查结果通过完善后通过未通过负责人签字年月日附录2文献综述燕山大学本科毕业设计文献综述课题名称4速前驱自动变速器行星机构设计学院（系）里仁学院年级专业06级汽车1班学生姓名邓云指导教师崔亚平杨树军完成日期2010325一、国内外现状随着自动变速器技术的成熟，它在汽车行业的运用也越来越广。自动变速器包括液力变矩自动变速器，CVT无级变速器，机械自动变速器AMT。而在自动变速器内部的行星齿轮变速传动与普通齿轮变速传动相比较，它具有结构紧凑、承载能力大、工作可靠、传动比大和传动效率高、换挡轻便、迅速，容易实现自动换挡等优点，因此行星变速齿轮传动在现代车辆中已获得日益广泛的应用，行星传动技术是一种新型的机械传动技术，由于它具有一系列的特点体积小、重量轻、传动比范围大、效率高、能适应在特种条件下工作，因此已在国内外引起相当的重视，国外在已将行星传动技术运用于高端技术行业，如微型机器人、宇宙飞船等，我国在国防、冶金、矿山、化工、纺织、食品、轻工、仪表制造、起重运输以及建筑工程等工业部门中，也已逐步扩大它的应用。但我国的行星传动的技术水平与国际上科学技术比较发达的国家相比较，还有一定的差距，其主要原因是从事行星传动技术，特别是一些新型传动技术的研究、设计与应用的单位与人员相对较少，工业基础不及先进国家。二、研究主要成果我们目前采用的行星机构，在结构和功用上，有了很大的改进和发展，满足了实际操作中的需要。目前的研究取得了一定的成果，如江苏省太仓市永康齿条有限公司开发了12M双NGW行星机构机械无级调速防爆绞车，该绞车采用两级NGW行星机构传动，一级作无级调速，实现恒功率提升一级作减速之用，以满足总减速比的要求，可直接用于煤矿井下有瓦斯等爆炸性气体的场所；合肥波林新材料有限公司研发的型号为BM4550D1223/12的行星机构，采用三级行星机构减速，一、二、三级内齿圈分别为尼龙粉末冶金材料制成，内齿圈、行星齿轮、太阳齿轮采用不同模数制成，一级行星轮齿轮中心距浮动，具有运转平稳、输出扭矩大、效率高、噪声低、重量轻、寿命长等特点，应用于45系列管状电机等等。行星传动技术在不断发展着，新型材料，功用多样化将成为今后研究的方向。三、发展趋势面对行星材料的不断更新，质量的不断减小，行星机构的发展趋势是1、质量越来越轻，体积越来越小，传动的效率会越来越高2、振动越来越低，噪音越来越小、同轴性越来越好3、在高科技行业中运用的越来越广，所起的作用越来越大行星机构的设计应尽量标准化，满足自动变速器的传动，提高产品的市场竞争力。四、存在问题在我国，行星机构主要存在以下问题1现实中存在一些行星机构由于设计存在一些问题和加工不到位，引发事故2、维修起来比较麻烦，润滑系统比较复杂3、与国际标准还存在一定的差距，市场竞争力不强随着行星机构的不断发展，我们在设计时应充分考虑到上述问题，并采用合理的设计方案予以解决。五、主要参考文献1徐寅生，汪立亮编著现代汽车自动变速器原理与维修北京电子工业出版社，200012过学迅编著汽车自动变速器结构原理北京机械工业出版社，199953左成基，杨明钦编著汽车自动变速器实务北京人民交通出版社，20054刘惟信主编汽车设计清华大学出版社，20015MAY，EDAUTOMATICTRANSMISSIONS，AUSTRALIAMCGRAWHILLBOOKCOMPANY，19856JHBARNWELL，THEDOUBLEECCENTRICSPEEDREDUCER，MACHINEDESIGN，19618，VOLE33，1357WANGZR，SHAYS，ZINGSTHEEXPERIMENTALRESDCHANDFINITEELEMENTSIMULATIONOFPLATESHYDROBULGINGINRESTJJOFPRESSUREVESSELANDPIPING，1996，68343488JWRABBET，TRANSMISSION，USPAT，NO34681759葛安林主编车辆自动变速器理论与设计机械工业出版社，199810安子军主编机械原理教程机械工业出版社，2003811陈家锐主编汽车构造机械工业出版社，200512韩晓娟主编机械设计课程设计中国标准出版社，200813吴宗泽，刘莹主编机械设计教程机械工业出版社，2003114龚溎义主编机械设计课程设计图册高等教育出版社，1989515黄宗益主编自动变速器原理和设计同济大学出版社，20069六、指导教师意见指导教师审阅签字年月日附录3外文译文自动变速器的工作原理由KARIMNICE所写这篇文章里1介绍自动变速器如何工作2行星齿轮组及齿轮速比3复合行星齿轮组4自动变速齿轮5自动变速器的离合器及制动带6当你把车停在停车场自动变速器的离合器及制动带在最后一节，我们讨论了变速器是如何形成每个齿轮速比的。举例来说，当我们讨论超速传动，我们说在这种传输，当发生超速传动后，一个连接到的液力变矩器传动轴（它与发动机飞轮螺栓连接）连接着离合器和行星架。小太阳齿轮飞轮，和较大的太阳齿轮被超载制动带锁住，没有连接到涡轮，动力只来源于转化器内部为了获得超速传输，需要连接和断开很多离合器和传输带，行星架靠联轴器和液力变矩器连接。小太阳轮和涡轮分离，那样可以自由转动，大太阳轮由卡箍连接以至不能转动，当不同离合器和传输带连接和脱离，触发一系列这样的运动，让我们看看一个制动带。制动带在这种传输有两个制动带。在变速器内部的制动带，是钢箍带，围绕齿轮传动部分，它们由变速箱内部液压驱动的。其中一个制动带在上图中，你可以看到在传输内部的制动带之一。该轮系被移除。驱动制动带的金属条与活塞连接驱动制动带的活塞随处可见。你可以看到两个驱动制动带的活塞。由一系列阀门控制进入圆筒的液压，导致活塞推动制动带，锁住内部齿轮传动机构在自动变速器的离合器是比较复杂的。在这台变速器的离合器有四个。每个离合器是通过加压驱动液压油，进入内离合器活塞。弹簧确保离合器释放时的压力减少。下面你可以看到活塞和离合器鼓。请注意活塞上的橡胶密封件这是就被替换您的传输时，得到重建的组成部分之一。在变速器中的一个离合器下图显示的离合器摩擦材料和钢铁板块的交替层。摩擦材料是花键在里面，在那里锁的齿轮之一。钢板是花键在外面，在那里锁离合器内部。这些离合器片，也更换变速器时重新组装。离合器片给离合器的压力贯穿在轴之间，液压系统控制着离合器和制动带在什么时候被激活当你把车停在停车场锁定传输和防止变速器旋转这看上去似乎是一件简单的事来，但实际上是有个更复杂的机械装置你必须能够松开它，当汽车在一座小山上时你必须能够操作这一机制，即使驱动杆与齿轮不能排成一列了。一旦激活，有些事情，以防止突然出现的脱钩的杠杆。该机制的一切都是比较灵巧的让我们在某些部分先看看。在停车制动机制上从事输出的齿轮仍在锁着车。这是传动轴变速器的一部分因此，如果这部分不能旋转，汽车不能移动。当车停在停车场，自动变速器制动机构的内部上面您看到停车场机制，是齿轮所在的地方。请注意，它是圆锥方面。这有助于脱离停车制动当你在山上停放驻车机制。这杆连接到一个电缆它由在汽车换档杆操作。俯视驻车的机制当变速杆放置在驻车档，棒推动对小锥形衬套的弹簧。如果驻车机制对准，以便它可以推到齿轮在输出部分的槽口，锥形套将推动该机制。如果这个机制对准对输出的高点，那么弹簧将推动锥形衬套，但杠杆不会锁到位，直到车滚动一点或齿轮排列正常。这就是为什么有时你的车移动一点后，当你把车停在驻车档，并释放制动踏板它会滚动一点直到排列整齐放入适当的位置。一旦汽车能安全地在驻车档，套管抑制杠杆，使汽车不会弹出的驻车档，如果是在山上。自动变速器液压，泵和调速器液压在您的汽车自动变速器需要做很多工作。你可能不知道有多少不同的方式运作。举例来说，这里是一个自动变速箱的一些特点如果汽车在超速传动（以四速变速箱），传输会自动选择在车速为基础的齿轮和油门踏板的位置。如果你轻轻地加速，发生在低速比在全油门加速的时候明显。如果您踩油门踏板，传输会的下降到下一个较低的齿轮。如果您将选择转移到一个较低齿轮，传动将减档，除非汽车前往该齿轮太快。如果车走得太快，会等到车减速，然后下滑。如果您在第二个齿轮传动，它永远不会降档或换高速档的，甚至完全停止，除非您移动变速杆。你可能在以前看到的这样的东西。这的确是自动变速器的核心，管理这些更多功能的。通过这个你可以看到所有的路线流体传动中的不同组成部分。通道在金属成型是一种有效的途径路线流体没有它们，很多软管将需要连接的传输的各部分。首先，我们将讨论液压系统的关键部件，然后我们将看到它们如何协同工作。泵自动变速器有一个灵巧的泵，称为齿轮泵。泵通常位于变速器表面。它将在油底壳底部的流体传动和进给液压系统。它也有变速器冷却器和液力变矩器。自动变速器的齿轮泵泵的内齿轮挂接到变矩器内部，所以在相同的发动机转速旋转。外部设备是旋转的内齿轮，随着齿轮转动，引起了