CA5-38汽車變速器的設(shè)計(jì)(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過(guò))

下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 目 錄 摘要 . . . Abstract 第 1 章 緒 論 .1 1.1 汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)及成果 .4 1.2 汽車變速器設(shè)計(jì)的目的和意義 .8 1.3 汽車變速器設(shè)計(jì)的研究方法和主要內(nèi)容 .9 第 2 章變速器的結(jié)構(gòu)方案的確定 . 10 2.1 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和布置方案的確定 . 10 2.1.1 兩軸式與中間軸式變速器的優(yōu)缺點(diǎn)分析 . 11 2.1.2 變速器倒檔布置方案分析確定 . 11 2.2.1 齒輪形式 . 12 2.2.2 變速器自動(dòng)脫檔機(jī)構(gòu)形式分析確定 . 13 2.3 本章小結(jié) . 14 第 3 章 載貨汽車主要參數(shù)的確定 . 15 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 . 15 3.2 質(zhì)量參數(shù)的確定 . 16 3.3 車速的確定 . 17 3.4 本章小結(jié) . 18 第 4 章 變速器主要參數(shù)的選擇 . 18 4.1 變速器檔位數(shù)目及各檔傳動(dòng)比 . 18 4.1.1 變速器檔位數(shù)目的確定 . 18 4.1.2 主減速比的確定 . 18 4.1.3 變速器一檔傳動(dòng)比的確定 . 19 4.1.4 變速器各檔傳動(dòng)比的確定 . 21 4.2 變速器中心距的確定 . 22 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 4.3 變速器的齒輪參數(shù)的確定 . 23 4.3.1 齒輪齒數(shù) . 23 4.3.2 齒輪模數(shù) . 23 4.3.3 齒形、壓力角及螺旋角 . 25 4.3.4 齒寬 . 27 4.3.5 齒頂高系數(shù) . 27 4.4 變速器的外形尺寸 . 28 4.5 變速器各檔齒輪齒數(shù)的分配 . 29 4.5.1 對(duì)中心距 A 進(jìn)行修正 . 29 4.5.2 確定一檔齒輪的齒數(shù)及其參數(shù) . 29 4.5.3 確定五檔齒輪的齒數(shù)及其參數(shù) . 31 4.5.4 確定二檔齒輪的齒數(shù)及其參數(shù) . 33 4.5.5 確定三檔齒輪的齒數(shù)及其參數(shù) . 35 4.5.6 確定四檔齒輪的齒數(shù)及其參數(shù) . 36 4.5.7 確定倒檔齒輪齒數(shù) . 38 4.6 本章小結(jié) . 40 第 5 章 變速器齒輪的設(shè)計(jì)及校核 . 41 5.1 齒輪的材料選擇 . 41 5.1.1 齒輪的失效形式 . 41 5.1.2 齒輪的常用材料及材料的選擇 . 42 5.2 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩 . 43 5.3 齒輪的強(qiáng)度計(jì)算 . 44 5.3.1 輪齒的彎曲應(yīng)力 . 44 5.3.2 輪 齒接觸應(yīng)力 . 46 5.3.3 各檔齒輪的強(qiáng)度計(jì)算校核 . 47 5.4 計(jì)算各檔齒輪的受力 . 55 5.5 本章小結(jié) . 58 第 6 章 變速器軸和軸承的設(shè)計(jì)及校核 . 59 6.1 軸的設(shè)計(jì) . 59 6.1.1 軸的功用及其要求 . 59 6.1.2 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 59 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 6.1.3 軸的尺寸 . 61 6.2 軸的剛強(qiáng)度計(jì)算 . 62 6.2.1 軸的剛度驗(yàn)算 . 62 6.2.2 軸的強(qiáng)度計(jì)算 . 68 6.2.3 軸承的選擇及校核 . 72 6.3 本章小結(jié) . 77 第 7 章同步器的確定 . 78 7.1 鎖銷式同步器 . 78 7.2 鎖環(huán)式同步器 . 79 7.3 本章小結(jié) . 80 第 8 章操縱機(jī)構(gòu)和箱體的確定 . 81 8.1 操縱機(jī)構(gòu)的功用 . 81 8.2 換檔位置圖 . 81 8.3 變速桿的布置 . 81 8.3.1 直接操縱手動(dòng)換擋變速器 . 81 8.3.2 遠(yuǎn)距離操縱手動(dòng)換擋變速器 . 82 8.4 鎖止裝置 . 82 8.4.1 互鎖裝置 . 82 8.4.2 自鎖裝置 . 83 8.4.3 倒檔鎖裝置 . 83 8.5 變速器箱體的設(shè)計(jì) . 84 8.6 本章小結(jié) . 85 結(jié) 論 . 86 參考文獻(xiàn) . 87 致 謝 . 88 附 錄 . 89 附錄 A 變速器介紹 . 89 附錄 B Transmission description . 91 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 第 1 章 緒 論 1.1 汽車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢(shì)及成果 隨著中共十七屆五中全會(huì)召開(kāi)，中國(guó)政府起草并通過(guò)了國(guó)家“十二五”規(guī)劃，規(guī)劃中明確提出，中國(guó)迫切需要完成從汽車大國(guó)到汽車強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變。 中國(guó)要成為汽車強(qiáng)國(guó)，首先要克服自主技術(shù)這塊短板。而汽車的核心部分 動(dòng)力總成，仍是國(guó)內(nèi)一直沒(méi)有完全掌握的關(guān)鍵汽車零部件技術(shù)之一。在 發(fā)動(dòng)機(jī) 發(fā)展了數(shù)十年之后， 變速器 ，尤其是手動(dòng)變速器成為了制約國(guó)內(nèi)動(dòng)力總成技術(shù)發(fā)展的重要因素。國(guó)內(nèi)手動(dòng)變速器的技 術(shù)在國(guó)際上也較為落后，雖然目前大部分廠商都擁有生產(chǎn)手動(dòng)變速器的設(shè)備和能力，但普遍以 5 檔手動(dòng)變速箱為主，對(duì)于 5 檔以上的產(chǎn)品，還得借助一些國(guó)外技術(shù)進(jìn)行研究，并且生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品或多或少還存在 齒輪 敲擊嘯叫噪音、換檔性能低下等問(wèn)題。可以說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)的手動(dòng)變速器在制造或研發(fā)方面處于尚未成熟的階段。 現(xiàn)代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)汽車的要求不斷的變化，機(jī)械式變速器不能滿足人們的需要。 從 40年代初，美國(guó)成功研制出兩 檔 的液力 -機(jī)械變速器以來(lái)，自動(dòng)變速器技術(shù)得到了迅速發(fā)展。 80 年代，美國(guó)已將液力自動(dòng)變速器作為轎車的標(biāo)準(zhǔn)裝備。1983 年時(shí)，美國(guó)通用汽車公司的自動(dòng)變速器裝車率已經(jīng)達(dá)到了 94%。近些年來(lái)，由于電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)變速器技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了相當(dāng)高的水平。自動(dòng)變速器與機(jī)械式變速器相比，具有許多不可比擬的優(yōu)勢(shì)：提高發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命；提高汽車的通過(guò)性；具有良好的自適應(yīng)性；操縱更加方便。 買文檔送全套 CAD 圖紙，扣扣 414951605 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 目前，國(guó)內(nèi)變速器廠商都朝無(wú)級(jí)變 速器和自動(dòng)變速器方向發(fā)展，國(guó)內(nèi)現(xiàn)已有好幾款轎下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 車已經(jīng)應(yīng)用上無(wú)級(jí)變速器，而重型汽車則采用多中間軸的形式，將低速檔和高速檔區(qū)分開(kāi)。 在跨越了三個(gè)世紀(jì)的一百多年后的今天，汽車還沒(méi)有使用上滿意的無(wú)級(jí)變速箱。這是汽車的無(wú)奈和缺憾。但是 ,人們始終沒(méi)有放棄尋汽車行駛的速度是不斷變化的，這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多，這就是無(wú)級(jí)變速 (Continuously Variable Transmission 簡(jiǎn)稱 CVT) 。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想，但其以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)著汽車變速箱的主流地 位。 找實(shí)現(xiàn)理想汽車變速器的努力 ,各大汽車廠商對(duì)無(wú)級(jí)變速器 (CVT)表現(xiàn)了極大的熱情，極度重視 CVT 在汽車領(lǐng)域的實(shí)用化進(jìn)程。這是世界范圍尚未根本解決的難題，也是汽車變速器的研究的終極目標(biāo)。 圍繞汽車變速箱四個(gè)研究方向，各國(guó)汽車變速器專家展開(kāi)了激烈的角逐。 1 摩擦傳動(dòng) CVT 金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱 (VDT-CVT)的傳動(dòng)功率已能達(dá)到轎車實(shí)用的要求，裝備金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱的轎車已達(dá) 100 多萬(wàn)輛。據(jù)報(bào)道：大排量 6缸內(nèi)燃機(jī)（ 2.8L）的奧迪 A6轎車上裝備的金屬帶式無(wú)級(jí)變速箱 Multitronic CVT ，能傳動(dòng) 142kw（ 193bhp）功率，280Nm 扭矩。這是真正意義的無(wú)級(jí)變速器。 另一種摩擦傳動(dòng) CVT(名為 Extroid CVT)是滾輪轉(zhuǎn)盤式。日產(chǎn)把它裝在概念車 XVL上首次于去年?yáng)|京車展展示，新款公爵 (Cedric)車也裝用這種 CVT?？膳c 3L 以上排量的大馬力內(nèi)燃機(jī) (XVL 的引擎輸出為 330Nm/194kw)搭配使用，可謂汽車變速箱發(fā)展史上又一重要進(jìn)步。 從 V形橡膠帶 CVT 到 V型金屬帶 CVT 再到滾輪轉(zhuǎn)盤式 CVT，摩擦傳動(dòng) CVT 的研究已持續(xù)了整整一個(gè)世紀(jì)，盡管摩擦傳動(dòng)無(wú)級(jí)變速器的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到很高的水平，也已經(jīng)裝備上汽車 達(dá)到了實(shí)用的水平。但齒輪變速箱依然占據(jù)著半壁河山，這至少說(shuō)明了四個(gè)問(wèn)題： （ 1）無(wú)級(jí)變速（ CVT）是汽車變速箱始終追逐的目標(biāo)。 （ 2）摩擦傳動(dòng) CVT 實(shí)現(xiàn)大功率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)是極為困難的。 （ 3）摩擦傳動(dòng) CVT 傳動(dòng)效率低是必然的。 （ 4）摩擦傳動(dòng) CVT 的效率，功率無(wú)法與齒輪變速相比。 2液力傳動(dòng) 人們經(jīng)常把液力自動(dòng)變速器（ AT）和無(wú)級(jí)變速器（ CVT）兩個(gè)概念混為一談。實(shí)際上這兩種變速器工作原理完全不同。液力自動(dòng)變速器免除了手動(dòng)變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作，使開(kāi)車變得簡(jiǎn)單、省力。但是 , 液力自 動(dòng)變速器（ AT）下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 不是無(wú)級(jí)變速，是有級(jí)變速的自動(dòng)控制，沒(méi)有從根本上滿足汽車對(duì)變速器的要求。 從原始橡膠帶無(wú)級(jí)變速箱到現(xiàn)代金屬鏈無(wú)級(jí)變速箱、滾輪轉(zhuǎn)盤式 CVT，百年大回轉(zhuǎn)說(shuō)明：無(wú)級(jí)變速箱是汽車變速箱的最終歸屬，液力自動(dòng)變速器只不過(guò)是一種過(guò)渡產(chǎn)品。 3電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 (Automated Mechanical Transmission 簡(jiǎn)稱 AMT)和液力自動(dòng)變速器（ AT）一樣，不是無(wú)級(jí)變速器，是有級(jí)變速器的自動(dòng)換檔控制。其特點(diǎn)是機(jī)械傳動(dòng)部分沿用了傳統(tǒng)的有級(jí)變速箱，但控制參量太多，實(shí)現(xiàn)自 動(dòng)控制相當(dāng)困難。 4 齒輪無(wú)級(jí)變速器 5 齒輪無(wú)級(jí)變速器（ Gear Continuously Variable Transmission）這是一種全新的設(shè)計(jì)思想，是利用齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)高效率、大功率的無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。 據(jù)最新消息：一種 齒 輪 無(wú)級(jí) 變 速 裝 置 (Gear Continuously Variable Transmission 簡(jiǎn)稱 G-CVT)已經(jīng)試制成功，并已經(jīng)進(jìn)行了多次樣機(jī)試驗(yàn)。 齒輪無(wú)級(jí)變速裝置 結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，只有不足 20種非標(biāo)零件， 51 個(gè)零件，生產(chǎn)成本甚至低于手動(dòng)變速箱。預(yù)計(jì)今年進(jìn)行裝車試驗(yàn)。 齒輪無(wú)級(jí)變 速器的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)為： （ 1）傳動(dòng)功率大， 200KW 的傳動(dòng)功率是很容易達(dá)到的； （ 2）傳動(dòng)效率高， 90%以上的傳動(dòng)效率是很容易達(dá)到的； （ 3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大幅度降低生產(chǎn)成本，相當(dāng)于自動(dòng)變速箱的 1/10； （ 4）對(duì)汽車而言，提高傳動(dòng)效率，節(jié)油 20%； （ 5）發(fā)動(dòng)機(jī)在理想狀態(tài)下工作，燃料燃燒完全，排放干凈，極大的減少了對(duì)環(huán)境的污染。 1.2 汽車變速器設(shè)計(jì)的目的和意義 隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車工業(yè)也漸漸成為我國(guó)支柱產(chǎn)業(yè)，汽車的使用已經(jīng)遍布全國(guó)，而隨著我國(guó)加入 WTO，人民的生活水 平不斷提高，微型客貨兩用車、轎車等高級(jí)消費(fèi)品已經(jīng)入平常家庭。 在我國(guó)，汽車工業(yè)起步較晚。入世后，我國(guó)的汽車面臨的是機(jī)遇和挑戰(zhàn)。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的不斷壯大，以及汽車行業(yè)持續(xù)快速的發(fā)展，如何設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，工作可靠，性能優(yōu)良，且符合中國(guó)國(guó)情的汽車已經(jīng)是當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)者的緊迫問(wèn)題。在面臨著前所未有的機(jī)遇的同時(shí)，不得不承認(rèn)在許多技術(shù)上，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，所以我們要努力為我國(guó)的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。 現(xiàn)代汽車的動(dòng)力設(shè)置，幾乎都采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)。它具有體積小，質(zhì)量輕，下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 工作可靠，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。但其性能與汽 車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性之間存在著較大的矛盾。 此外，汽車的使用條件頗為復(fù)雜，變化很大。如汽車的載貨量、道路坡度、路面好壞以及交通情況等。這就要求汽車的牽引力和車速具有較大的變化范圍，以及適應(yīng)使用的需要。當(dāng)汽車在平坦的道路上，以高速行駛時(shí)，可掛入變速器的高速檔；而在不平的路上或爬較大的坡道時(shí)，則應(yīng)掛入變速器的低速檔。根據(jù)汽車的使用條件，選擇合適的變速器檔位，不僅是汽車動(dòng)力性的要求，而且也是汽車燃料經(jīng)濟(jì)性的要求。例如，汽車在同樣的載貨量、道路、車速等條件下行時(shí)，往往可掛入較高的變速器檔位，也可掛入較低的檔位工作。此 時(shí)只是發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門開(kāi)度和轉(zhuǎn)速或大或小而已，可是發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的工況下，燃料的消耗量是不一樣的。一般變速器具有四個(gè)或更多的檔位，駕駛員可根據(jù)情況選擇合適的檔位，使發(fā)動(dòng)機(jī)燃料消耗量減小。 經(jīng)過(guò)這幾年的學(xué)習(xí)，我掌握了多門基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)。在大學(xué)畢業(yè)，即將走向工作崗位之際，按學(xué)校的要求，進(jìn)行了 CA5-38變速器的設(shè)計(jì)。充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者的知識(shí)掌握和創(chuàng)新思維。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我將進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識(shí)，提高實(shí)際運(yùn)用能力，并為以后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。 1.3 汽車變速器設(shè)計(jì)的研究方法和主要內(nèi)容 在本次設(shè)計(jì)中，由于是對(duì)傳統(tǒng) 的變速器進(jìn)行改進(jìn)性設(shè)計(jì)，我在設(shè)計(jì)中參考了一汽集團(tuán)的 CA1051K26L4-3中型貨車的變速器，采用了鎖環(huán)式同步器的換檔方式。 在設(shè)計(jì)中，我們除了對(duì)汽車變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的布置外，還運(yùn)用了材料力學(xué)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等知識(shí)，對(duì)變速器的重要零件 軸和齒輪進(jìn)行受力分析，強(qiáng)度、剛度的校核，以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法，同時(shí)也為變速器選擇合理的同步器和操縱機(jī)構(gòu)。 通過(guò)參考 CA1051K26L4-3 中型貨車的變速器及學(xué)校實(shí)驗(yàn)室里的松花江中型貨車的變速器，對(duì)變速器進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)布置，校核軸和齒輪的強(qiáng)度、 剛度，選擇材料和熱處理方法；接下來(lái)的主要任務(wù)是繪制變速器的裝配圖和重要的零件圖，確定個(gè)零件的精度等級(jí)及其它參數(shù)；最后，是對(duì)整體論文的編寫整理整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的各種資料，以及對(duì)前期設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤做出修改。 本次設(shè)計(jì)主要是依據(jù)參考的中型貨車的參數(shù)，通過(guò)對(duì)變速器各部分參數(shù)的選擇和計(jì)算，設(shè)計(jì)出一種基本符合要求的手動(dòng) 5 檔變速器。本文主要完成下面一些主要工作： 1 參數(shù)計(jì)算。包括變速器傳動(dòng)比計(jì)算、中心距計(jì)算、齒輪參數(shù)計(jì)算、各檔齒輪齒數(shù)的分配； 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 2 變速器齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算。變速器齒輪幾何尺寸計(jì)算；變速器齒輪的強(qiáng)度計(jì)算及材料選擇； 計(jì)算各軸的扭矩和轉(zhuǎn)速；齒輪強(qiáng)度計(jì)算及檢驗(yàn)； 3 變速器軸設(shè)計(jì)計(jì)算。包括各軸直徑及長(zhǎng)度計(jì)算、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸的強(qiáng)度計(jì)算、軸的加工工藝分析； 4 變速器軸承的選擇及校核； 5 同步器的設(shè)計(jì)選用和參數(shù)選擇； 6 變速器操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)選用； 7 變速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 第 2 章變速器的結(jié)構(gòu)方案的確定 2.1 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和布置方案的確定 目前，汽車上采用的變速器結(jié)構(gòu)形式是多種多樣的，這是由于各國(guó)汽車的使用、制造、修理等條件不同，也是由于各種類型汽車的使用要求不同所決定的。盡管如此，一般變速器的結(jié)構(gòu)形 式，仍具有很多共同點(diǎn)。各種機(jī)構(gòu)形式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，這些優(yōu)缺點(diǎn)隨主觀和客觀條件的變化而變化。因此，設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入實(shí)際，收集資料，調(diào)查研究，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析比較，并盡可能地考慮到產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化，最后確定較合適的方案。 機(jī)械式變速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，故在不同形式的汽車上得到廣泛應(yīng)用。 通常，有級(jí)變速器具有三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)前進(jìn)檔；重型載貨汽車和重型越野車則采用多檔變速器，其前進(jìn)檔位數(shù)多大 6 16 個(gè)甚至 20 個(gè)。變速器檔位的增多可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率、汽車的燃料經(jīng)濟(jì) 性和平均車速，從而可提高汽車的運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本。但檔位數(shù)的增多也使變速器的尺寸及質(zhì)量增大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本提高，操縱也復(fù)雜。 某些轎車和貨車的變速器，采用僅在良好的路面和空載行駛時(shí)才使用的超速檔。采用傳動(dòng)比小于 1（約為 0.7 0.8）的超速檔，可充分地利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，降低單位行駛里程的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸總轉(zhuǎn)數(shù)，因而會(huì)減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損，降低燃料消耗。但與傳動(dòng)比為 1的直接檔比較，采用超速檔會(huì)降低傳動(dòng)效率。 機(jī)械式變速器的傳動(dòng)效率與所選用的傳動(dòng)方案有關(guān)，包括齒輪副的數(shù)目、齒輪的轉(zhuǎn)速、傳遞的功率、潤(rùn)滑系統(tǒng)的有效性、 齒輪及軸以及殼體等零件的制造精度、下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 剛度等。 2.1.1 兩軸式與中間軸式變速器的優(yōu)缺點(diǎn)分析 1兩軸式變速器 兩軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。其特點(diǎn)是：變速器輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體，發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)，主減速器采用弧齒錐齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)則采用斜齒圓柱齒輪；多數(shù)方案的倒檔傳動(dòng)常用滑動(dòng)齒輪，其他檔位均采用常嚙合齒輪傳動(dòng)。與中間軸式變速器相比，它具有軸和軸承數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小、易布置等優(yōu)點(diǎn)。此外，各中間檔因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高，同時(shí)噪聲低。但兩軸式變速器不能 設(shè)置直接檔，所以在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載，工作噪聲增大且易損壞；受結(jié)構(gòu)限制其一檔速比不能設(shè)計(jì)的很大；對(duì)于前進(jìn) 檔 ，兩軸式變速器輸入軸的傳動(dòng)方向與輸出軸的傳動(dòng)方向相反。 2中間軸式變速器 中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上。其特點(diǎn)是：變速器一軸后端與常嚙合齒輪做成一體。絕大多數(shù)方案的第二軸前端經(jīng)軸承支承在第一軸后端的孔內(nèi)，且保持兩軸軸線在同一條直線上，經(jīng)嚙合套將它們連接后可得到直接檔，使用直接檔，變速器齒輪和軸承及中間軸不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出 ，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)90%以上，噪聲低，齒輪和軸承的磨損減少。因?yàn)橹苯訖n的利用率要高于其他檔位，因而提高了變速器的使用壽命；在其他前進(jìn)檔位工作時(shí)，變速器傳遞的動(dòng)力需要經(jīng)過(guò)設(shè)置在第一軸、中間軸和第二軸之間的距離（中心距）不大的條件下，一檔仍然有較大的傳動(dòng)比；檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動(dòng)，檔位低的齒輪（一檔）可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動(dòng)；多數(shù)傳動(dòng)方案中除了一檔以外的其他檔位的換擋機(jī)構(gòu)，均采用同步器或嚙合套換擋，少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或結(jié)合套換擋，還有各檔同步器或結(jié)合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。 在除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。 2.1.2 變速器 倒 檔 布置方案分析確定 倒檔齒輪的結(jié)構(gòu)及其軸的位置，應(yīng)與變速器的整體結(jié)構(gòu)方案同時(shí)考慮。倒檔設(shè)計(jì)在變速器的左側(cè)或右側(cè)在機(jī)構(gòu)上均能實(shí)現(xiàn)，不同之處是掛倒檔時(shí)駕駛員移動(dòng)變速桿的方向改變了。在結(jié)構(gòu)布置上，要注意的是在不掛入倒檔時(shí)，為了防止意外掛入倒檔，一般在掛倒檔時(shí)設(shè)有一個(gè)掛倒檔時(shí)需克服彈簧所產(chǎn)生的力，用來(lái)提醒駕駛員注意。倒檔齒輪不能與第二軸齒輪有嚙合的狀況。換倒檔時(shí)能順利換入倒檔，而不和其它齒輪發(fā)生干涉。 與前進(jìn) 檔 位比較 ，倒 檔 使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒 檔 ，故多下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 數(shù)方案采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒 檔 。為實(shí)現(xiàn)倒 檔 傳動(dòng)，有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案；也有利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪方案的。前者雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是中間傳動(dòng)齒輪的輪齒，是在最不利的正、負(fù)交替對(duì)稱變化的彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作；而后者是在較為有利的單向循環(huán)彎曲應(yīng)力狀態(tài)下工作，并使倒 檔 傳動(dòng)比略有增加。也有少數(shù)變速器采用結(jié)構(gòu)復(fù)雜和使成本增加的嚙合套或同步器方案換入倒檔。 圖 2.1 倒檔布置方案 圖 2.1 為常見(jiàn)的倒 檔 布置方案。圖 2.1b 所示方案的優(yōu)點(diǎn)是換倒 檔 時(shí)利用了中間軸上的一 檔 齒輪，因而縮短了中間軸的長(zhǎng)度。但換擋時(shí)有兩對(duì)齒輪同時(shí)進(jìn)入嚙合，使換檔 困難。圖 2.1c 所示方案能獲得較大的倒 檔 傳動(dòng)比，缺點(diǎn)是換 檔 程序不合理。圖 2.1d所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換 檔 更為輕便，且能獲得較大的倒 檔 傳動(dòng)比。圖 2.1e 所示方案針對(duì)圖 2.1c 所示方案的缺點(diǎn)做了修改，因而取代了圖 2.1c所示方案。圖 2.1f 所示方案是將中間軸上的一、倒 檔 齒輪做成一體，將其齒寬加長(zhǎng)。圖 2.1g 所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪，換 檔 更為輕便。為了充分利用空間， 縮短變速器軸向長(zhǎng)度，有的貨車倒 檔 傳動(dòng)采用圖 2.1h 所示方案。其缺點(diǎn)是一、倒檔 須各用一根變速器撥叉軸，致使變速器上蓋中的操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜一些。 2.2 變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析確定 2.2.1 齒輪形式 變速器齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種。與直齒圓柱齒輪比較，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是制造時(shí)工藝復(fù)雜，工作時(shí)有軸向力。變速器中的常嚙下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 合齒輪均采用斜齒圓柱齒輪，盡管這樣會(huì)使常嚙合齒輪數(shù)增加，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量增大。直齒圓柱齒輪僅用于低檔和倒 檔 。 變速器齒輪可以與軸設(shè)計(jì)為一體或與軸分開(kāi)，然后用花鍵、過(guò) 盈配合或者滑動(dòng)支承等方式之一與軸連接。 齒輪尺寸小又與軸分開(kāi)，其內(nèi)徑直徑到齒根圓處的厚度 b （圖2.2）影響齒輪強(qiáng)度。要求尺寸 b 應(yīng)該大于或等于輪齒危險(xiǎn)斷面處的厚度。為了使齒輪裝在軸上以后，保持足夠大的穩(wěn)定性，齒輪輪轂部 分的寬度尺寸 C ， 在結(jié)構(gòu)允許條件下應(yīng)盡可能取大些，至少滿足尺寸要求 ： 2)4.12.1( dC (2.1) 式中： 2d 花鍵內(nèi)徑。 圖 2.2 變速器齒輪尺寸控制圖 為了減小質(zhì)量，輪輻處厚度 應(yīng)在滿足強(qiáng)度條件下設(shè)計(jì)得薄些。圖 2.2 中的尺寸 1D可取為花鍵內(nèi)徑的 1.25 1.40 倍。 齒輪表面粗糙度數(shù)值降低，則噪聲減少，齒面磨損速度減慢，提高了齒輪壽命。變速器齒輪齒面的表面粗糙度應(yīng)在 80.040.0 Ra m 范圍內(nèi)選用。 2.2.2 變速器自動(dòng)脫檔機(jī)構(gòu)形式分析確定 自動(dòng) 脫 檔 是變速器的主要故障之一。由于接合齒磨損、變速器剛度不足以及振動(dòng)等原因，都會(huì)導(dǎo)致自動(dòng)脫 檔 。為解決這個(gè)問(wèn)題，除工藝上采取措施以外，目前在結(jié)構(gòu)上采取措施且行之有效的方案有以下幾種： 1 將兩接合齒的嚙合位置錯(cuò)開(kāi)，如圖 2.3a 所示。這樣在嚙合時(shí)，使接合齒端部超過(guò)被接合齒的 1 3mm。使用中兩齒接觸部分受到擠壓同時(shí)磨損，并在接合齒端部形成凸肩，可用來(lái)阻止接合齒自動(dòng)脫 檔 。 2 將嚙合齒套齒座上前齒圈的齒厚切薄（切下 0.3 0.6mm），這樣，換 檔 后嚙下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 合套的后端面被后齒圈的前端面頂住，從而阻止自動(dòng)脫 檔 ，如圖 2.3b 所 示。 3 將接合齒的工作面設(shè)計(jì)并加工成斜面，形成倒錐角（一般傾斜 2 3），使接合齒面產(chǎn)生阻止自動(dòng)脫 檔 的軸向力，如圖 3-3c 所示。這種方案比較有效，應(yīng)用較多。將接合齒的齒側(cè)設(shè)計(jì)并加工成臺(tái)階形狀，也具有相同的阻止自動(dòng)脫 檔 的效果。 a） b) c) 圖 2.3 防止自動(dòng)脫擋的機(jī)構(gòu)措施 2.3 本章小結(jié) 本章主要針對(duì) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析和布置方案方案的確定以及變速器零、部件的結(jié)構(gòu)的確定，為下 面的設(shè)計(jì)過(guò)程作鋪墊。 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 第 3 章 載貨汽車主要參數(shù)的確定 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)現(xiàn)在載貨汽車選用發(fā)動(dòng)機(jī)的情況，參照 CA1051K26L4-3 中型貨車，針對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)選用 大柴 CA4DC2-12E3 柴油機(jī)。 表 3.1 大柴 CA4DC2-12E3 柴油機(jī)技術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) 大柴 CA4DC2-12E3 發(fā)動(dòng)機(jī)形式 四缸直列，電控共軌 燃油種類 柴油 排量 3.168L 排放標(biāo)準(zhǔn) 國(guó) 最大輸出功率 88KW 最大馬力 120 馬力 最大扭矩 245N m 最大扭矩轉(zhuǎn)速 2000 全負(fù)荷最低燃油耗率 210g/kW h 發(fā)動(dòng)機(jī)凈重 290KG 發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸 790 784 796mm 額定轉(zhuǎn)速 3200RPM 汽缸行程 105mm 汽缸缸徑 98mm 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605 下載文檔送全套 CAD 圖紙 扣扣 1304139763 3.2 質(zhì)量參數(shù)的確定 汽車的 整備質(zhì)量利用系數(shù)0m： 00 mmem （ 3.1） 式中 em 汽車的載質(zhì)量； 0m 整車 整備質(zhì)量。 表 3.2 貨車的質(zhì)量系數(shù)0m參數(shù) 車型 總質(zhì)量 tma/0m貨 車 1.8am 6.0 0.80 1.10 6.0am 14.0 1.20 1.35 am 14.0 1.30 1.70 裝柴油機(jī)的貨車為 0.80 1.00。 汽車總質(zhì)量am： 商用貨車的總質(zhì)量am由整備質(zhì)量 m 、載質(zhì)量 em 和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即 kgnmmm ea 651 (3.2) 式中，1n為包括駕駛員及隨行人員數(shù)在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。 此載貨汽車是柴油機(jī)，查表 3.1 得 質(zhì)量利用系數(shù)為 0.8 1.10，其 載質(zhì)量 是 em =3.0 103kg, 由公式 （ 3.1）得： 0.18.0 2 0 0000 mm m e =2000 2500kg 因?yàn)榇塑囋O(shè)計(jì)為單排室 ,所以1n=2,由公式 （ 3.2）得 : kgnmmm ea 6510 =（ 2000 2500） +3000+2 65 下載文檔就送全套 CAD 圖紙 扣扣 414951605