基于逆向工程的20噸翼開啟廂式重型貨車汽車C51變速器設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 I 摘 要 本課題是設(shè)計(jì)一個(gè)變速器，利用逆向工程的方式，即現(xiàn)有一個(gè) 速器實(shí)體，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的儀器測(cè)量得到基本尺寸（近似尺寸），對(duì)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析篩選，取其有用的數(shù)據(jù)作為以后設(shè)計(jì)的參考或是驗(yàn)證所計(jì)算的是否合理。 根據(jù)給定的所設(shè)計(jì)變速器需滿足的條件如最大功率、最大扭矩、最高行駛速度等進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)一步一步的合理分析，求出制造所需的全部數(shù)據(jù)，其間用過(guò)的理論、公式等全部有資料作為支撐，在選取參數(shù)的時(shí)候恰到好處的運(yùn)用所測(cè)得得數(shù)據(jù) ,做到貼近成品，在調(diào)節(jié)不了實(shí)物與計(jì)算之間的誤差時(shí)要以查閱的資料為依托，果斷否定 可能是測(cè)量帶來(lái)的誤差引起的爭(zhēng)議，設(shè)計(jì)出合理的產(chǎn)品，不能一味的追求形式上的相似而使所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品沒(méi)有一點(diǎn)點(diǎn)價(jià)值。 基于 速器的反求工程，意在結(jié)構(gòu)、形式上模仿 速器，必須保證在接口上的一致，使得做出來(lái)的產(chǎn)品有合適的相匹配的車型與之結(jié)合，反求出來(lái)的產(chǎn)品自己擁有其生產(chǎn)所需的數(shù)據(jù)和關(guān)鍵的技術(shù)，分析參數(shù)數(shù)據(jù)嘗試創(chuàng)新，得到性能更好的更優(yōu)良的產(chǎn)品。 目前，中國(guó)的汽車工業(yè)突飛猛進(jìn)、日新月異，但是與美國(guó)、德國(guó)、日本還有很大的差距，在這種大環(huán)境還要持續(xù)幾十年的大環(huán)境下，逆向工程一定會(huì)有它自己的價(jià)值，每個(gè)強(qiáng)者都是一步一步 的走向勝利，在這個(gè)時(shí)期的中國(guó)汽車行業(yè)要吸收別國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，一點(diǎn)點(diǎn)的成為霸主。 關(guān)鍵詞： 逆向工程； 速器；先進(jìn)技術(shù)；五檔變速器 ； 模 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 is to a a to as or is to to as is is as by by as in of do it to ot in to is of on 51 to 51 s in to At s by in of is a by to in to a of 買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 錄 摘 要 . I . 1 章 緒 論 . 2 題的研究現(xiàn)狀 . 2 題的目的與意義 . 4 題的主要內(nèi)容 . 4 51 變速器結(jié)構(gòu)和特征分析 . 4 維建模及碰撞分析 . 5 速器布置方案及初始數(shù)據(jù)的分析 . 5 據(jù)的計(jì)算與校核 . 5 紙繪制 . 5 第 2 章 逆向工程技術(shù)及 速器分析 . 6 向設(shè)計(jì) . 6 向設(shè)計(jì)的過(guò)程 . 6 向設(shè)計(jì)的分類 . 7 向設(shè)計(jì)的工程意義 . 7 章小結(jié) . 9 第 3 章 維建模 . 10 輪的實(shí)體繪制 . 10 置 . 10 入齒輪參數(shù) . 10 立函數(shù) . 11 立齒根圓 . 12 制齒廓 . 12 制導(dǎo)圓 . 13 裁輪廓線 . 14 制輪廓線 . 14 制新齒根圓 . 15 制齒面 . 15 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 1 環(huán)形陣列 . 16 換齒輪 . 16 軸的實(shí)體繪制 . 17 制輸入軸 . 17 繪 . 17 步器的實(shí)體繪制 . 19 制滑塊 . 19 制花鍵轂 . 19 制嚙合套 . 21 環(huán)的繪制 . 21 制撥叉軸 . 22 制軸承 . 23 制凸臺(tái) . 23 削 . 24 列鋼珠 . 24 配 . 24 速器的裝配 . 25 檔軸的裝配 . 25 步器的裝配 . 26 入軸的總裝配 . 27 出軸總成的裝配 . 27 叉總成的裝配 . 27 配總圖 . 28 撞干涉分析 . 29 入 塊 . 29 撞設(shè)置 . 30 撞干涉 . 30 整 . 31 離和區(qū)域分析 . 31 章小結(jié) . 32 第 4 章 變速器布置方案 . 33 動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 . 33 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 V 定軸式變速 器 . 33 檔布置方案 . 35 動(dòng)方案的確定 . 36 章小結(jié) . 37 第 5 章 變速器主要參數(shù)的計(jì)算 . 38 計(jì)初始數(shù)據(jù) . 38 速器各擋傳動(dòng)比的確定 . 38 心距 A . 40 輪參數(shù) . 40 速器的橫向外形尺寸 . 40 數(shù) . 40 力角 . 41 旋角 . 41 寬 . 42 頂高系數(shù) . 42 擋齒輪齒數(shù)的分配 . 42 定一擋齒輪的齒數(shù) . 42 定二擋齒輪的齒數(shù) . 44 定三擋齒輪的齒數(shù) . 46 定四擋齒輪的齒數(shù) . 48 定五擋齒輪的齒數(shù) . 50 檔齒輪的計(jì)算 . 52 章小結(jié) . 53 第 6 章 設(shè)計(jì)與校核 . 54 輪材料的選擇原則 . 54 足工作條件的要求 . 54 理選擇材料配對(duì) . 54 慮加工工藝及熱處理工藝 . 54 算各軸的轉(zhuǎn)矩 . 54 齒強(qiáng)度計(jì)算 . 55 齒輪彎曲應(yīng)力 . 55 算一擋齒輪 1,2 的彎曲應(yīng)力 . 56 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 的工藝要求 . 57 的強(qiáng)度計(jì)算 . 58 選軸的直徑 . 58 檔輸入軸軸的強(qiáng)度校核 . 58 檔輸入軸軸的剛度校核 . 60 一檔輸出軸軸的強(qiáng)度校核 . 60 檔輸出軸軸的剛度校核 . 62 入軸軸承的校核 . 63 出軸軸承校核 . 64 鍵的計(jì)算 . 66 鍵的校核 . 68 章小結(jié) . 69 結(jié) 論 . 70 參考文獻(xiàn) . 71 致 謝 . 72 附 錄 . 73 附錄 A 外文文獻(xiàn)原文 . 73 附錄 B 外文文獻(xiàn)譯文 . 75 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 1 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 2 第 1 章 緒 論 題的研究現(xiàn)狀 速器是豐田的一種典型變速器，針對(duì)其進(jìn)行逆向設(shè)計(jì)，可到一種實(shí)用化的設(shè)計(jì)成果，具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 為了縮短新產(chǎn)品的開發(fā)周期、提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量、增強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的快速響應(yīng)能力，一系列新的產(chǎn)品快速開發(fā)技術(shù) 迅速出現(xiàn) ，如 術(shù)、反求工程 技術(shù)、快速成型技術(shù)、快速模具技術(shù)、虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)以及并行工程等。其中，反求工程 術(shù)歷經(jīng)幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)成為新產(chǎn)品快速開發(fā)過(guò)程中的核心 技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析、設(shè)計(jì)方法學(xué)等有機(jī)組合 形 成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的整體 1 。 世界各國(guó)在機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用反求工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，給了人們 帶來(lái)很多有益的啟示 2 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國(guó) 70以上的技術(shù)源于國(guó)外。反求工程作為掌握新技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短 40以上。隨著計(jì)算機(jī)、數(shù) 控和激光測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，反求工程技術(shù)在新產(chǎn)品快速開發(fā)中 應(yīng)用 廣泛 3 。在這一方面日本是一個(gè)成功的范例。戰(zhàn)后日本制訂了 “吸收性戰(zhàn)略 ”的基本國(guó)策，應(yīng)用反求工程對(duì)其引進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行消化 、 吸收和創(chuàng)新，給第二次世界大戰(zhàn)后的日本國(guó)民經(jīng)濟(jì)注入了新的 能量 ，推動(dòng)了日本經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使日本國(guó)民經(jīng)濟(jì)從 20世紀(jì) 50年代 落后先進(jìn)國(guó)家 20 20世紀(jì) 70、 80年代成為世界第二經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó) 4 。 隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)控和激光測(cè)量技術(shù)的飛速發(fā)展，反求工程不再是對(duì)已有產(chǎn)品簡(jiǎn)單的復(fù)制的過(guò)程，其內(nèi)涵與外 延都發(fā)生了深刻變化，成為航空、航天、汽車、船舶和模具等工業(yè)領(lǐng)域 重要的產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法，是工程人員通過(guò)實(shí)物樣件、圖紙等快速獲取工程設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)模型的具體技術(shù)手段?，F(xiàn)代反求工程指的是針對(duì)已有產(chǎn)品原型，消化吸收和挖掘蘊(yùn)含其中的涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造和管理等各個(gè)方面 的一系列分析方法、手段和技術(shù)的綜合。它以產(chǎn)品原型、實(shí)物、軟件 (圖紙、程序、技術(shù)文件等 )或影像 (圖片 )等作為研究對(duì)象，應(yīng)用系統(tǒng)工程學(xué)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的理論和方法，探索并掌握傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同，它是根據(jù) 已有 的產(chǎn)品或零件原型來(lái)構(gòu)造產(chǎn)品的工程設(shè)計(jì)模型或概念模型，在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì) 5 6 。 對(duì)產(chǎn)品的實(shí)物模型進(jìn)行表面測(cè)量，按照反求工程的過(guò)程由測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)云完成產(chǎn)品模型的三維 工程實(shí)踐中具有廣泛的應(yīng)用。反求工程 (產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 3 據(jù)的過(guò)程 7 。具體來(lái)講，反求工程的主要工作，就是針對(duì)已有的零件，利用三維數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)準(zhǔn)確快速地獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)曲面重構(gòu)、編輯、修改后，得到可以用于后續(xù)設(shè)計(jì)制造的 8 9 。利用反求獲得的曲面和一些其它可用常規(guī)方法測(cè)量的尺寸 數(shù)據(jù) ，可以得到變速器的部分設(shè)計(jì)尺寸，這樣就可以通過(guò) 終的沒(méi)計(jì)模型，通過(guò)再設(shè)計(jì)的三維模型，可以分析零件的性能及動(dòng)畫演示，直接轉(zhuǎn)化為二維數(shù)據(jù)應(yīng)用于制造生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，零件的性能符合要求。由于再設(shè)計(jì)零件滿足了預(yù)期要求，所以可以利用其 型進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn) 大 批量生產(chǎn) 10 。 12成果屬汽車用機(jī)械式傳動(dòng)裝置。它是一種全新結(jié)構(gòu)的 12檔變速器，由一個(gè) 6檔主變速器和一個(gè) 2檔副變速器組成。主、副 變速器 均采用雙中間軸結(jié)構(gòu)，不但繼承了原雙中間軸的全部?jī)?yōu)點(diǎn)，還改善了齒輪的嚙合狀態(tài)，降低了噪音，提高了承載能力；縮小了零件的外形尺寸，減輕了 零件的 重量；簡(jiǎn)化了二軸結(jié)構(gòu)，取消了滾針軸承，減小了故障源。該成果已被國(guó)內(nèi) 8家汽車廠家選用，并出口到東歐、北歐，填補(bǔ) 了國(guó)內(nèi)同類型變速器自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)的空白，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比較，有極大的優(yōu)越性 11 。 速器 , 它結(jié)合中國(guó)商用汽車大功率、低轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)開發(fā)的具有國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平的新型變速器，其換檔機(jī)構(gòu)采用 “錐面、短行程新型鎖環(huán)式同步器?？膳c符合歐 、歐 排放標(biāo)準(zhǔn)的功率為 20080扭矩 (1300油發(fā)動(dòng)機(jī)匹配，為總質(zhì)量（ 16豪華大客車、重型載貨車 相 配套 。隨著國(guó)內(nèi)大型客車高檔化、發(fā)動(dòng)機(jī)大扭矩化的發(fā)展趨勢(shì)，大扭矩的變速器必將有著更加廣闊的市場(chǎng)前景 12 。 礎(chǔ)上增加自動(dòng)變速操縱系統(tǒng)組成的，由電子控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)車輛機(jī)械式變速器的自動(dòng)換檔。該項(xiàng)目的整個(gè)研制工作經(jīng)歷了樣機(jī)操縱性 能 的測(cè)試與分析、樣機(jī)研制及臺(tái)架試驗(yàn)、北京地區(qū)道路調(diào)試、北京地區(qū)性能功能試驗(yàn)考核及可靠性試驗(yàn)等 5個(gè)階段。經(jīng)過(guò)該 一年多的樣機(jī)研制過(guò)程，已經(jīng) 達(dá)到了 預(yù)期的結(jié)果，裝有 ( 動(dòng)力性和可駕駛性均優(yōu)于原車。同時(shí)在北京城區(qū)進(jìn)行了實(shí)際道路行駛，在擁擠路段、立交橋等各種特殊路況下都可滿足需要 13 。 液力自動(dòng)變速器 (它是將發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能平穩(wěn)地傳給車輪的一種液力機(jī)械裝置，以其良好的乘坐舒適性、方便的操縱 穩(wěn)定 性、優(yōu)越的動(dòng)力性、良好的安全性奠定了在汽車工業(yè)的主導(dǎo)地位 ， 我國(guó)最早是在一汽生 產(chǎn)的 累計(jì)只生產(chǎn) 1283臺(tái)， 并不 具有工業(yè)化生產(chǎn)的意義 14 。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 4 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 (保留了原手動(dòng)變速器齒輪傳動(dòng)的效率高、成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易制造的 好 處。它揉合了二者優(yōu)點(diǎn)，是非常適合我國(guó)國(guó)情的機(jī)電一體化高新技術(shù) 產(chǎn)品。它是在現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械變速器上進(jìn)行改造的，保留了絕大部分原 部件，只改變其中手動(dòng)操作系統(tǒng)的換擋桿部分，生產(chǎn)繼承性好，改造的投入費(fèi)用少， 容易被生產(chǎn)廠家接受。它的缺點(diǎn)是非動(dòng)力換擋，這可以通過(guò)電控軟件方面來(lái)得到一定彌補(bǔ) 15 。 無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器 (世界最早的無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器，因?yàn)槭軅鲃?dòng)橡膠帶強(qiáng)度所限制，難于推廣實(shí)用，直到 1984 年 明了金屬 V 型帶才 因此 獲新生。 級(jí)傳遞扭矩，乘坐舒適，加速性 能 好，燃料經(jīng)濟(jì)性高。但它 起動(dòng)性能差，故需另加起動(dòng)裝置，現(xiàn)在較多的 液力變矩器為起動(dòng)裝置，又稱雙無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器。目前它在自動(dòng)變速器中 僅占 1%，其中 90% 在日本， 10% 在歐洲。日本大利 在車上部分選用 16 。 題的目的與意義 反求工程 (術(shù)歷經(jīng)幾十年的研究與發(fā)展，已經(jīng)成為新產(chǎn)品快速開發(fā)過(guò)程中的核心技術(shù)，它與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、有限元分析、設(shè)計(jì)方法學(xué)等有機(jī)組合構(gòu)成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法的整體 17 。目前，反求工程技術(shù)，被廣泛地應(yīng)用于摩托車、汽車、飛機(jī)、家電 、模具等產(chǎn)品的改型與創(chuàng)新設(shè)計(jì)，成為消化、吸收先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快速開發(fā)的重要手段 18 。 反求工程技術(shù)在正向設(shè)計(jì)中的應(yīng)用廣泛，反求工程并不局限于簡(jiǎn)單的復(fù)制抄襲已有的零件，而 是 通過(guò)反求功能重構(gòu)出已丟失的 3以作為后續(xù)再設(shè)計(jì)的參照，以提高 生 產(chǎn)的精度，使零件間滿足嚴(yán)格的裝配要求，通過(guò)反求工程與有限元 、 運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)合，可以 在 早 期 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，縮短研發(fā)的時(shí)間和成 本。反求設(shè)計(jì)作為一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)輔助手段，通過(guò)與正向設(shè)計(jì)方法相結(jié)合，必將帶動(dòng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā) ， 進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段 19 。 題的主要內(nèi)容 51 變速器結(jié)構(gòu)和特征分析 查 速器使用與維修手冊(cè)，確定檔位數(shù)及各檔齒數(shù)，利用專用工具分解變速器，測(cè)得輸入輸出軸長(zhǎng)度及軸上齒肩位置尺寸，各個(gè)齒輪的系數(shù)，變速器箱體的外廓尺寸及拐點(diǎn)位置尺寸，測(cè)各個(gè)軸承的尺寸，同步器的所有尺寸，撥叉所有尺寸，各油道的位置尺寸，變速器上的各個(gè)標(biāo) 準(zhǔn)件的型號(hào)（如螺栓 滾針軸承等） 。 購(gòu)買文檔送 子版圖紙， 1970985 或 401339828 5 維建模及碰撞分析 齒輪及兩軸的實(shí)體繪制，軸承的實(shí)體繪制，同步器的實(shí)體繪制，將所有零件按順序裝配到一起，進(jìn)行碰撞、干涉分析及調(diào)整。 速器布置方案及初始數(shù)據(jù)的分析 發(fā)動(dòng)機(jī)最