液力傳動變速箱的設(shè)計與仿真【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 01339828或 11970985 I 圖 書 分類號： 密 級： 摘要 本課題是設(shè)計一個液力傳動變速箱，液力傳動變速箱 是汽車中的驅(qū)動設(shè)備，廣泛的應(yīng)用于叉車、牽引車、挖掘車等工業(yè)車輛中。隨著人們對液力傳動的性能及其優(yōu)越性認識的逐漸深入，液力傳動裝置的應(yīng)用也越來越廣泛。 根據(jù)本次設(shè)計的的要求，本論文是一個驅(qū)動 60 噸的液力傳動變速箱設(shè)計過程。液力傳動變速箱 主要由 變速箱 、 液力變矩器 、 油泵總成與主調(diào)壓閥和溢流閥組件 、 操縱閥組件 、 離合器 和 液壓控制 等部分組成。由液力變矩器提供轉(zhuǎn)矩和具有前進二檔、后退二檔共四個檔位的動力換檔變速箱。液力變矩器使該 液力傳動變速箱具有液力傳動輸出的自動適應(yīng)性，能隨著外負載的變化而相應(yīng)改變其輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，而且要求能夠吸收和消除來自發(fā)動機和外負載對傳動系統(tǒng)的沖擊振動。所采用的換檔方式要求操縱簡單、方便，起動平穩(wěn)，較大地減輕操作者勞動強度。 本課題通過 液力傳動變速箱 主要參數(shù)的設(shè)計，用三維設(shè)計軟件 實現(xiàn) 液力傳動變速箱 的零部件造型和整機造型。 在 液力傳動變速箱 設(shè)計 過程中，在 投入生產(chǎn)之前 利用計算機進行裝配仿真，及時糾正設(shè)計中的不足 。 關(guān)鍵詞 液力傳動變速箱；液力變矩器；離合器；操縱閥 買文檔就送您 01339828或 11970985 is to a a is in a in As on of of is to of is a 0 of by by a a of in So to in in to on of in to of of of to G In by 文檔就送您 01339828或 11970985 I 目 錄 1 緒論 . 1 言 . 1 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 . 1 究的目的和意義 . 1 課題的主要研究內(nèi)容 . 2 2 總體方案的設(shè)計 . 3 要技術(shù)參數(shù)和工作原理 . 錯誤 !未定義書簽。 構(gòu)介紹 . 3 3 變速箱的設(shè)計 . 6 速箱傳動方案的設(shè)計 . 6 進擋設(shè)計 . 7 進擋擋數(shù)的確定 . 7 進擋齒輪的設(shè)計 . 7 速箱齒輪主要參數(shù)的計算和強度校核 . 7 輪參數(shù)計算 . 7 輪強度校核 . 9 與軸承的設(shè)計與校核 . 16 速箱的總裝配圖 . 22 4 液力變矩器的設(shè)計 . 23 言 . 23 力變矩器的結(jié)構(gòu)與工作原理 . 23 力變矩器的設(shè)計計算 . 23 力變矩器的轉(zhuǎn)矩功率計算 . 23 力變矩器循環(huán)圓設(shè)計 . 24 力變矩器葉片設(shè)計 . 25 力變矩器的冷卻裝置設(shè)計 . 25 5 液壓傳動部分設(shè)計 . 27 力傳動變速箱油路原理 . 27 泵總成設(shè)計 . 27 調(diào)壓閥 、溢流閥部件 . 28 6 離合器 . 30 言 . 30 合器的功能與要求 . 30 擦離合器的基本組成和工作原理 . 31 買文檔就送您 01339828或 11970985 離合器的結(jié)構(gòu)方案分析 . 32 式多片式液力離合器的結(jié)構(gòu)與工作原理 . 34 構(gòu)介紹 . 34 作原理 . 34 進離合器的設(shè)計 . 36 合器的基本參數(shù)和主要尺寸的選擇 . 36 動盤的設(shè)計 . 39 盤設(shè)計 . 40 緊彈簧的 設(shè)計計算 . 41 轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 . 42 檔離合器的設(shè)計 . 42 檔離合器基本參數(shù)的選擇 . 43 動盤的設(shè)計 . 44 盤設(shè)計 . 45 緊彈簧的設(shè)計計算 . 45 轉(zhuǎn)減振器的設(shè)計 . 46 7 操縱閥組件 . 47 合器操縱閥的原理機構(gòu)介紹 . 47 縱閥的機構(gòu)原理 . 47 縱閥原理簡介 . 47 縱閥結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 48 8 變速箱的三維動態(tài)仿真 . 51 G 軟件介紹 . 51 速箱的三維建模及運動仿真 . 51 速箱三維模型的建立 . 51 結(jié)論 . 54 致謝 . 55 參考文獻 . 56 附錄 . 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 01339828或 11970985 1 1 緒論 言 在本次設(shè)計中，我主要設(shè)計的是液力傳動變速箱的設(shè)計與仿真。關(guān)于這方面，我查閱了很多資料，包括國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、液力傳動部分的組成、離合器的工作原理等。 內(nèi)外研究現(xiàn)狀 20 世紀 80 年代中期，液力傳動變速箱在國外得以迅速發(fā)展，普及率愈來愈高，除了大排量發(fā)動機繼續(xù)裝備液力傳動變速箱之外，發(fā)動機排量在 下的轎車也大量裝備液力傳動變速箱，而且不少車型都把它作為標(biāo)準配置推出。液力傳動變速箱在我國一直是處于十分落后 狀態(tài)，除了 70 年代長春第一汽車制造廠曾為紅旗牌轎車配置了液力傳動變速箱之后，將近二十多年來，國產(chǎn)轎車從未出現(xiàn)過液力傳動變速箱總成。自從 20世紀 80年代以來，國外大量的現(xiàn)代轎車進人我國市場，特別在一些國際化大都市，裝備有液力傳動變速箱的進口轎車迅速增長。 隨著我國改革開放的進一步深入，國家對汽車工業(yè)的投資規(guī)模日益擴大，國內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)對高質(zhì)量、高水平、高效率的 液力傳動變速箱 的需求越來越迫切。 液力傳動變速箱設(shè)計是機械工程及自動化專業(yè)學(xué)生的一次比較完整的某類機械的整體設(shè)計。通過設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨立的機械整機的分析 能力，樹立正確的設(shè)計思想，掌機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的基本方法和步驟，為自動化機械設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 通過畢業(yè)設(shè)計對所學(xué)基本理論和專業(yè)知識的一次綜合運用，使得設(shè)計、計算和繪圖能力都得到了全面的訓(xùn)練。 現(xiàn)代車輛動力性能的提高和人們對車輛安全性和舒適性的要求使人們對車輛的減速制動性能提出了更高的要求。液力傳動變速箱高速制動力矩大，制動平穩(wěn)，噪聲小，壽命長，而結(jié)構(gòu)體積較小，在現(xiàn)代車輛上得到了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的研究液力傳動變速器的方法是通過反復(fù)的試制和試驗，需要很長的時間?，F(xiàn)在使用 真科技節(jié)省很多的時間。 究的目的和意義 （ 1）液力傳動變速箱設(shè)計是機械工程及自動化專業(yè)學(xué)生的一次比較完整的某類機械的整體設(shè)計。通過設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨立的機械整機的分析能力，樹立正確的設(shè)計思想，掌機電一體化產(chǎn)品設(shè)計的基本方法和步驟，為自動化機械設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。 （ 2）通過設(shè)計，把有關(guān)課題（機械原理、機械設(shè)計、液力傳動、 術(shù)、 獲得的理論知識在實際中綜合地加以利用，使這些知識得到鞏固與發(fā)展，使理論知識與生活買文檔就送您 01339828或 11970985 2 密切地結(jié)合起來。因此，液力傳動變速箱的設(shè)計是有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課后綜合性的專業(yè)設(shè)計。 （ 3）通過 設(shè)計，熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料，計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范，熟悉有關(guān)國家標(biāo)準，培養(yǎng)學(xué)生獨立工作與分工合作完成大型設(shè)計的能力和在機械整體設(shè)計方面所必備的基本技能。 課題的主要研究內(nèi)容 本次設(shè)計的液力傳動變速箱是由液力變矩器和具有前進二檔、后退二檔共四個檔位的動力換檔變速箱組成的液力傳動變速箱。設(shè)計的主要任務(wù)包括總體方案設(shè)計、結(jié)構(gòu)與零部件設(shè)計、液壓控制部分設(shè)計、變速箱的三維建模與運動仿真。液力傳動變速箱采用單級二相三工作輪綜合式液力變矩器。液力變矩器使該液力傳動變速箱具有液力傳動輸出的自動適應(yīng)性，能隨著 外負載的變化而相應(yīng)改變其輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，而且要求能夠吸收和消除來自發(fā)動機和外負載對傳動系統(tǒng)的沖擊振動。所采用的換檔方式要求帶有緩沖閥，使操縱簡單、方便，起動平穩(wěn)，較大地減輕操作者勞動強度。 除此之外，還要學(xué)會濕式多片式液力離合器的設(shè)計方法以及設(shè)計液壓控制整體的油路。這樣，每個部分協(xié)調(diào)工作，構(gòu)成完整的液力傳動變速箱。并學(xué)會用 造部件的三維造型和運動仿真。 在設(shè)計過程中學(xué)會 查閱相關(guān)技術(shù)文獻、資料、手冊，并進行計算和繪圖及編寫文本。在解決工程問題時必須有全局觀點、生產(chǎn)觀點和經(jīng)濟觀點，并樹立正確的設(shè)計思路和嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，熟悉機電液一體化技術(shù)工作的一般程序和方法。 買文檔就送您 01339828或 11970985 3 2 總體方案的設(shè)計 液力傳動變速箱是由液力變矩器和具有前進二檔、后退二檔共四個檔位的動力換檔變速箱組成的液力傳動變速箱。總體方案的設(shè)計的是： 變速箱、液力變矩器、油泵總成、主調(diào)壓閥、溢流閥部件、操縱閥部件和離合器 。 液力傳動變速箱采用單級二相三工作輪綜合式液力變矩器。液力變矩器使該液力傳動變速箱具有液力傳動輸出的自動適應(yīng)性，能隨著外負載的變化而相應(yīng)改變其輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，而且要求能夠吸收和消除來自發(fā)動機和外負載對傳動系統(tǒng)的沖 擊振動。 要技術(shù)參數(shù)和工作原理 驅(qū)動 60 噸的液力傳動變速箱主要設(shè)計參數(shù)： 1）外形尺寸： 730560600）功率： 70）轉(zhuǎn)速： 2000r/）油壓： ）力矩： ）凈質(zhì)量： 400）變速要求： 四級 本次設(shè)計的液力傳動變速箱主要利用液力變矩器配合變速箱中的齒輪實現(xiàn)換擋功能。液力變矩器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，泵輪和渦輪是一對工作組合， 它們就好似相對放置的兩臺風(fēng)扇，一臺風(fēng)扇吹出的風(fēng)力會帶動另一臺風(fēng)扇的葉片旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力成了動能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動能的媒介，泵輪就會通過液體帶動渦輪旋轉(zhuǎn)，再在泵輪和渦輪之間加上導(dǎo)輪，通過反作用力使泵輪和渦輪之間實現(xiàn)轉(zhuǎn)速差就可以實現(xiàn)變速變矩了。由于液力變矩器自動變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯(lián)幾排齒輪提高效率。 液力傳動變速箱是通過濕式多片液力離合器限制或接通齒輪組中的某些齒輪得到不同的傳動比。所以換擋品質(zhì)的好壞與這些離合器和制動器有直接關(guān)系。根據(jù)汽車擋次的不同，出于成本考慮，經(jīng)濟型車的 液力傳動變速箱的控制機構(gòu)通常被設(shè)計得很簡單。 構(gòu)介紹 液力傳動變速箱是由變速箱、液力變矩器、油泵總成、主調(diào)壓閥、溢流閥部件、操縱閥部件和離合器組成。下面逐步介紹各個部件： （ 1） 變速箱 買文檔就送您 01339828或 11970985 4 本次變速箱設(shè)計選用斜齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪因其使用壽命長，傳動平穩(wěn)和噪聲小而得到廣泛使用。 設(shè)計要求：變速箱在低檔工作時作用有較大的力，所以變速箱的低檔布置在靠近軸的后支承處，然后按照從低檔到高檔順序布置各檔位齒輪。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證裝配容易。變速箱整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。通過控制軸的長度 即控制檔數(shù)，來保證變速箱有足夠的剛性。 軸的設(shè)計：輸出軸上的功率 P=70速 n=2000r/轉(zhuǎn)距 T=70 （ 2） 液力變矩器 本次設(shè)計的液力變矩器為單級二相三元性結(jié)構(gòu)，選用 沖焊型 液力變矩器。它有三個工作輪：泵輪、渦輪、導(dǎo)輪。它 直接輸入發(fā)動機動力傳遞扭矩和離合作用。通過泵輪將輸入的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ饕后w的動能、壓力能，再經(jīng)渦輪將液體的動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而輸出，在這一過程中，通過導(dǎo)輪增加了輸出力矩。它能根據(jù)外載荷的變化自動完成無級變矩、無級變速的平穩(wěn)傳動，有效衰減了傳動中的沖擊和震動。 根 據(jù)動力機凈標(biāo)定轉(zhuǎn)速和功率： nb=000r/0 根據(jù)液力變矩器的 零工況泵輪公稱扭矩 （ 3）油泵總成 油泵通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動。在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，不論汽車是否行駛，油泵都在運轉(zhuǎn)，為自動變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機構(gòu)、換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。 本次設(shè)計中，泵必須安裝在變矩器的機殼上，并靠變矩器的輸出軸來驅(qū)動。如果把泵直接安裝在變矩器的輸出軸上，則就回使變矩器變的體積龐大，而且 在工藝上也是有很大的困難。因此我們根據(jù)泵的的動力輸入方式，可以確定使用齒輪泵，這樣實現(xiàn)起來方便而且效率高 本次設(shè)計采用的油泵型式是：月牙型的定量泵 。 （ 4）主調(diào)壓閥、溢流閥部件 調(diào)節(jié)主回路油壓的調(diào)壓閥稱為主調(diào)壓閥。油泵產(chǎn)生的液壓調(diào)節(jié)后形成主油路壓力，作為整個液壓系統(tǒng)中各閥的基礎(chǔ)液壓。 當(dāng)油泵把油液輸送到液壓系統(tǒng)時，油泵的輸出油壓隨著發(fā)動機的轉(zhuǎn)速增加而升高，過高的油壓可能引起油泵停轉(zhuǎn)或部件損壞。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在液壓系統(tǒng)都設(shè)有調(diào)壓閥，以調(diào)節(jié)和保持主回路的油壓，起到限壓和溢流的作用 。 （ 5）操縱閥部件 操縱閥的作用是通過控制離合器的限制或接通來實現(xiàn)換擋，微動閥的作用是調(diào)壓。 買文檔就送您 01339828或 11970985 5 液壓式操縱閥由總泵 (主缸 )、分泵 (工作缸 )、管路系統(tǒng)、回位彈簧等組成。具有摩擦阻力小，傳動效率高，質(zhì)量小，布置方便，接合柔和 (有助于降低猛接離合器時傳動系的動載荷 )。系統(tǒng)剛度好有助于減小自由行程，也便于遠距離操縱及采用可翻傾式駕駛室等優(yōu)點。 本次設(shè)計選用液壓式操縱閥。 （ 6）離合器 本次離合器設(shè)計的要求為摩擦面多，接合平順柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨損小、使用壽命長，故選用濕式多片液力離合器，共設(shè)計兩個離合器，即一個前進離合 器和一個倒擋離合器。 濕式多片液力離合器的結(jié)構(gòu)包括：離合器蓋、回位彈簧，滾針軸承，摩擦片等部件。主、從動部分和壓緊機構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動力的基本結(jié)構(gòu)，操縱閥是控制離合器限制或接通的裝置。 買文檔就送您 01339828或 11970985 6 3 變速箱的設(shè)計 速箱傳動方案的設(shè)計 總體方案的設(shè)計，首先需要知道各軸的分布情況，其次需要根據(jù)所給的參數(shù)計算出齒輪的齒數(shù)和各級傳動比。圖 3 圖 3總體方案圖 根據(jù)主要參數(shù)計算， m 000m in ，所以可以求出各檔位之間的傳動比以及各個齒輪的齒數(shù)。見表 3 說明： 前進一擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪 2和 8 結(jié)合，由輸出軸輸出； 前進二擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪 1和 7 結(jié)合，由輸出軸輸出； 后退一擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪 3和 6，過中間軸，又由齒輪 5和 8，最后有輸出軸輸出； 后退二擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪 3和 6，過中間軸，又由齒輪 4和 7，最后有輸出軸輸出； 剎車擋： 由剎車軸 ，經(jīng)齒輪 9和 10，最后控制輸出軸。 表 3位齒數(shù)表 檔位參數(shù) 前進一擋 前進二擋 后退一擋 后退二擋 剎車擋 齒數(shù) 2Z =28 8Z =48 1Z =48 7Z =28 3Z =48 6Z =48 5Z =28 8Z =48 3Z =48 6Z =48 4Z =48 8Z =48 9Z =32 10Z =32 傳動比（ i） 1 買文檔就送您 01339828或 11970985 7 進擋設(shè)計 進擋擋數(shù)的確定 檔數(shù)多少影響到檔與檔之間的傳動比比值。比值過大會造成換檔困難。一般認為比值不宜大于 此如最大傳動比與最小傳動比之比值愈大，檔位數(shù)也應(yīng)愈多。對于轎車而言，由于其行駛車速高，比功率大，最高檔的后備功率也大，即最高檔的動力因素大，所以其最高檔與起動檔的動力因素間的變化范圍較小。 重型貨車的比功率更小，使用條件也更復(fù)雜，所以一般采用六檔至十幾個檔的變速箱，以適 應(yīng)復(fù)雜的使用條件，從而使汽車具有足夠的動力性和良好的燃油經(jīng)濟性。 但本設(shè)計為了滿足使用要求，擋數(shù)設(shè)計為： 前進為二擋 進擋齒輪的設(shè)計 （ 1）合理選用模數(shù)：在現(xiàn)代變速箱設(shè)計中，各檔齒輪模數(shù)的選擇是不同的。但為了經(jīng)濟性和用途的要求，初選模數(shù)： m=4。 （ 2）合理選用壓力角：對于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。當(dāng)壓力角越大時，基圓直徑就越小，漸開線就越彎曲，輪齒的齒根就會變厚，齒面曲率半徑增大，從而可以提高輪齒的彎曲強度和接觸強度。選用壓力角為 20。 （ 3）合理選用螺旋角： 為了保證齒輪傳動的平穩(wěn)性、低噪聲和少沖擊，所有齒輪都要選擇較大的螺旋角，一般都在 30 左右。 （ 4）分析齒頂寬：對于正變位齒輪，隨著變位系數(shù)的增大，齒頂高也增大，而齒頂會逐漸變尖。所以必須對齒輪進行齒頂變尖的驗算。對于汽車變速箱齒輪，一般推薦其齒頂寬不小于 (.4)m。 速箱齒輪主要參數(shù)的計算和強度校核 輪參數(shù)計算 （ 1） 計算輸入功率和各擋的轉(zhuǎn)速 假設(shè)齒輪的傳動效率 = 各軸的 轉(zhuǎn)速 為： 前進一擋速度 ： 000/142r/進二擋速度： 000/571r/退一擋速度： 000/142r/退二擋速度： 000/571r/文檔就送您 01339828或 11970985 8 剎車擋速度： n=1142 1=1142r/軸的輸入功率為： 6 1 K 9 76 3 K 9 76 5 剎 2T. 8N . 67. 9955 01 T 式 ( 7 5 0 5 0剎2）參數(shù)列表 各軸的功率、轉(zhuǎn)速、所傳遞轉(zhuǎn)矩如表 3 3軸的數(shù)值 軸 參數(shù) 電機軸 I 軸 剎車軸 功率 P（ 70 速 n（ r/ 2000 1142 1142 3571 1142 轉(zhuǎn)矩 T（ 334250 567800 567800 176100 518200 （ 3）各齒輪的旋向確定 為了使各軸的軸向力盡量的小，所以 2 軸上的軸向力的方向相反 ，所以 2,右旋 ;5,10 為左旋； 8,右旋 （ 4） 選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù) 按設(shè)計任務(wù)書給定的傳動方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動。 運輸機為一般工作狀態(tài)的機器，轉(zhuǎn)速不高，故齒輪選擇 8級精度。 工作機運轉(zhuǎn)過程中受力不大，故選 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理，便于制造，且價格較便宜，經(jīng)一定的熱處理后，綜合性能均能滿足要求。 齒數(shù)為 48 的齒輪的硬度為 240數(shù)為 28 的齒輪的硬度為 280數(shù)為 32 的齒輪的硬度為 220小齒輪齒面的硬度差為 280 220=60，是合理的。當(dāng)運轉(zhuǎn)過程中較硬的小齒輪齒面對較軟的大齒輪齒面，會起較明顯的冷作硬化效應(yīng)，提高了大齒輪齒面的疲勞極限，從而 延長了齒輪的使用壽命。 買文檔就送您 01339828或 11970985 9 （ 5）初步選定模數(shù)和螺旋角 由于使用斜齒輪傳動，所以選取模數(shù) 力角 n=20，螺旋角一般取 7這里選取螺旋角 =13。 （ 6）主要參數(shù)的計算（詳見表 3 法面模數(shù) ： 面模數(shù)： o o s 式 ( 式 (齒高 h= 式 (分度圓齒距 4= 式 ( 式 (基圓齒距 式 (表 3齒輪主要參數(shù)的計算值表 齒數(shù) 計算過程 計算結(jié)果 3,6,48 d1=48 X4 c*)=4(1+2,7 =28 d2=28 4 c*)=4 9,2 d3=32 4 c*)=4 齒輪強度校核 買文檔就送您 01339828或 11970