低速載貨汽車變速器的設(shè)計(jì)20

本文格式為Word版，下載可任意編輯——低速載貨汽車變速器的設(shè)計(jì)20目目錄錄1前言12低速載貨汽車主要參數(shù)確實(shí)定321質(zhì)量參數(shù)確實(shí)定322發(fā)動(dòng)機(jī)的選型323車速確實(shí)定43變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算631設(shè)計(jì)方案確實(shí)定6311兩軸式6312三軸式6313液力機(jī)械式6314確定方案632零部件的布局分析733根本參數(shù)確實(shí)定8331變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比8332中心距10333變速器的軸向尺寸11334齒輪參數(shù)11335各檔齒輪齒數(shù)的調(diào)配1434齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算16341幾何尺寸計(jì)算16342齒輪的材料及熱處理17343齒輪的彎曲強(qiáng)度17344齒輪的接觸強(qiáng)度1835軸的設(shè)計(jì)與軸承的選擇21351軸的設(shè)計(jì)21352軸承的選擇334結(jié)論40參考文獻(xiàn)41致謝421前言低速載貨汽車是一種特殊的貨車特殊在于它以前叫農(nóng)用運(yùn)輸車GB725820221將四輪農(nóng)用運(yùn)輸車更名為低速貨車明確農(nóng)用運(yùn)輸車實(shí)質(zhì)上是汽車的一類GB1832020222規(guī)定以柴油機(jī)為動(dòng)力裝置中小噸位中低速度從事道路運(yùn)輸?shù)臋C(jī)動(dòng)車輛包括三輪農(nóng)用運(yùn)輸車和四輪農(nóng)用運(yùn)輸車等但不包括輪式拖拉機(jī)車組手扶拖拉機(jī)車組和手扶變型運(yùn)輸機(jī)農(nóng)用運(yùn)輸車最高設(shè)計(jì)車速不大于70kmh最大設(shè)計(jì)總質(zhì)量不大于4500kg長(zhǎng)小于6m寬不大于2m和高不大于25m我國(guó)農(nóng)用運(yùn)輸車誕生于20世紀(jì)80年頭初我國(guó)農(nóng)村運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)是運(yùn)量小運(yùn)距短貨物分散道路條件差由于同噸位的柴油車較汽油車運(yùn)載才能強(qiáng)燃油價(jià)格低且柴油保管無(wú)須特殊設(shè)備又為宏大農(nóng)人所熟諳所以農(nóng)用運(yùn)輸車均選用柴油機(jī)為動(dòng)力農(nóng)用運(yùn)輸車的載質(zhì)量一般不超過(guò)15t當(dāng)前四輪農(nóng)用運(yùn)輸車載質(zhì)量分為4個(gè)等級(jí)包括15t10tO75t和05t級(jí)在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了變速器以適應(yīng)汽車在起步加速行駛以及抑制各種道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同要求的需要本次設(shè)計(jì)的課題為低速載貨汽車變速器的設(shè)計(jì)該課題來(lái)源于結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際本次課題研究的主要內(nèi)容是a參與汽車的總體設(shè)計(jì)b變速器布局型式分析和主要參數(shù)確實(shí)定c變速器布局設(shè)計(jì)本說(shuō)明書(shū)以設(shè)計(jì)低速載貨汽車變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為主線第2章著重介紹了在參與總體設(shè)計(jì)當(dāng)中如何確定低速載貨汽車參數(shù)進(jìn)而明確變速器應(yīng)得志的條件及其所受的限制第3章那么重點(diǎn)介紹低速載貨汽車變速器的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)說(shuō)明在參與總體設(shè)計(jì)當(dāng)中首先是對(duì)低速載貨汽車的產(chǎn)品技術(shù)模范和標(biāo)準(zhǔn)舉行分析然后確定低速載貨汽車的總質(zhì)量以此來(lái)選擇適合的發(fā)動(dòng)機(jī)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率以及汽車的總質(zhì)量確定該車的最高速度得志低速載貨汽車安好技術(shù)條件關(guān)于變速器的設(shè)計(jì)首先選擇適合的變速器確定其檔位數(shù)接著對(duì)工況舉行分析擬訂變速器的各檔位的傳動(dòng)比和中心距然后計(jì)算出齒輪參數(shù)以選擇適合的齒輪并且對(duì)其舉行校核接著是初選變速器軸與軸承并且完成對(duì)軸和軸承的校核最終完成了變速器的零件圖和裝配圖的繪制本課題所設(shè)計(jì)出的變速器可以解決如下問(wèn)題a正確選擇變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比使之與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)匹配以保證汽車具有良好的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性b設(shè)置空檔以保證汽車在必要時(shí)能將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分開(kāi)設(shè)置倒檔使汽車可以倒退行駛c操縱簡(jiǎn)樸便當(dāng)急速省力d傳動(dòng)效率高工作平穩(wěn)無(wú)噪聲e體小質(zhì)輕承載才能強(qiáng)工作穩(wěn)當(dāng)f制造輕易本金低廉修理便當(dāng)使用壽命長(zhǎng)g貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化部件通用化及總成系列化等設(shè)計(jì)要求遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定2低速載貨汽車主要參數(shù)確實(shí)定21質(zhì)量參數(shù)確實(shí)定3汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)0m2100mmem式中汽車的載質(zhì)量em整車整備質(zhì)量0m表21貨車的質(zhì)量系數(shù)om參數(shù)車型總質(zhì)量tma0m1860am08011060140am120135貨車140am130170裝柴油機(jī)的貨車為080100汽車總質(zhì)量am商用貨車的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量m0載質(zhì)量me和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成即22kgnmmmea651式中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)1n此低速載貨汽車是柴油機(jī)查表21得質(zhì)量利用系數(shù)為080110其載質(zhì)量是15103kg由公式21得em0180150000mmma15001875kg由于此車設(shè)計(jì)為單排室所以2由公式22得1nkgnmmmea651015001875150026531303505kg本課題選用ma3500kg22發(fā)動(dòng)機(jī)的選型根據(jù)現(xiàn)在低速載貨汽車選用發(fā)動(dòng)機(jī)的處境參照2815系列四輪農(nóng)用運(yùn)輸車針對(duì)本次設(shè)計(jì)任務(wù)選用達(dá)成歐排放標(biāo)準(zhǔn)的YD480柴油機(jī)表22YD480柴油機(jī)技術(shù)參數(shù)YD480型號(hào)干式氣缸套型式直噴式行程mm90缸心距1001小時(shí)功率轉(zhuǎn)速kWrmin293000外特性最低燃油消耗率gkWh2502最大扭矩Nm104壓縮比18排量L1809噴油壓力kPa2205形狀尺寸長(zhǎng)寬高mmmmmm687494628凈質(zhì)量kg19523車速確實(shí)定4233maxmaxmax7614036001VACVgfmPDaTe式中發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率kWmaxeP傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的42式汽車取T09T汽車總質(zhì)量kgam重力加速度ms2g滾動(dòng)阻力系數(shù)對(duì)載貨汽車取002對(duì)礦用自卸汽車取003對(duì)轎f車等高速車輛需考慮車速影響并取0016500001Va50f最高車速kmhmaxVCD空氣阻力系數(shù)轎車取0406客車取0607貨車取0810A汽車正面投影面積若無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)可按前輪距B1汽車總高H汽車總寬B等尺寸近似計(jì)算對(duì)轎車A078BH對(duì)載貨汽車AB1H由公式23得3maxmaxmax7614036001VACVgfmPDaTe3maxmax76140590360002089350090129VV算出Vmax623kmh由于低速載貨汽車最高設(shè)計(jì)車速不大于70kmh所以該車得志要求3變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算31設(shè)計(jì)方案確實(shí)定低速載貨汽車變速器一般選用機(jī)械式變速器它采用齒輪傳動(dòng)具有若干個(gè)定值傳動(dòng)比有軸線固定式變速器普遍齒輪變速器和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器行星齒輪變速器兩種采用這種變速器的低速載貨汽車通常有35個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔最近幾年液力機(jī)械變速器和機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器在汽車上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛5根據(jù)目前廣泛使用變速器的種類以及應(yīng)用的范圍初步擬定三種設(shè)計(jì)方案311311兩軸式兩軸式兩軸式變速器布局簡(jiǎn)樸緊湊且除最高檔外其他各檔的傳動(dòng)效率高兩軸式變速器的其次軸即輸出軸與主減速器主動(dòng)齒輪做成一體當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí)主減速器可用螺旋錐齒輪或雙曲面齒輪當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)橫置時(shí)那么可用圓柱齒輪除倒檔常用滑動(dòng)齒輪直齒圓柱齒輪外其他檔位均采用常嚙合齒輪斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)但兩軸式變速器沒(méi)有直接檔因此在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承載因而噪聲較大也增加了磨損這種布局適用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)或發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的轎車和微輕型貨車上其特點(diǎn)是輸入軸和輸出軸平行無(wú)中間軸312312三軸式三軸式三軸式變速器的第一軸常嚙合齒輪與其次軸的各檔齒輪分別與中間軸的相應(yīng)齒輪相嚙合且第一二軸同心將第一二軸直接連接起來(lái)傳遞轉(zhuǎn)矩那么稱為直接檔此時(shí)齒輪軸承及中間軸均不承載而第一二軸也僅傳遞轉(zhuǎn)矩因此直接檔的傳動(dòng)效率高磨損及噪聲也最小其他前進(jìn)檔需依次經(jīng)過(guò)兩對(duì)齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩因此在齒輪中心距影響變速器尺寸的重要參數(shù)較小的處境下依舊可以獲得大的一檔傳動(dòng)比但除了直接檔外其他各檔的傳動(dòng)效率有所降低適用于傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式313313液力機(jī)械式液力機(jī)械式由液力變矩器和齒輪式有級(jí)變速器組成其特點(diǎn)是傳動(dòng)比可在最大值和最小值之間的幾個(gè)休止范圍內(nèi)作無(wú)級(jí)變化但布局繁雜造價(jià)高傳動(dòng)效率低314314確定方案確定方案由于低速載貨汽車一般是傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置形式同時(shí)考慮到制造本金以及便于用戶維護(hù)等因素再結(jié)合變速器的特點(diǎn)和任務(wù)書(shū)的要求現(xiàn)選用三軸式變速器見(jiàn)圖31圖31三軸式變速器與前進(jìn)檔位對(duì)比倒檔使用率不高而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒檔故多數(shù)方案均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式倒檔變速器的一檔或倒檔因傳動(dòng)比大工作時(shí)在齒輪上作用的力也增大并導(dǎo)致變速器軸產(chǎn)生較大的撓度和轉(zhuǎn)角使工作齒輪嚙合狀態(tài)變壞最終表現(xiàn)出齒輪磨損加快和工作噪聲增加為此一檔與倒檔都應(yīng)當(dāng)布置在靠近軸的支承處以便改善上述不良狀況本課題采用如下方案見(jiàn)圖32圖32倒檔布置32零部件的布局分析a齒輪型式考慮到本課題采用三軸式變速器而且該型只有一對(duì)常嚙合齒輪副沒(méi)有采用同步器換檔應(yīng)選用直齒圓柱齒輪用來(lái)?yè)Q檔b軸的布局分析6變速器軸在工作時(shí)承受轉(zhuǎn)矩及彎矩軸的明顯變形將影響齒輪正常嚙合產(chǎn)生較大的噪聲降低使用壽命軸的布局外形除應(yīng)保證其強(qiáng)度與剛度外還應(yīng)考慮齒輪軸承等的安裝固定它與加工工藝也有緊密關(guān)系第一軸通常與齒輪做成一體其長(zhǎng)度抉擇于離合器總成的軸向尺寸第一軸的花健尺寸與離合器從動(dòng)盤轂的內(nèi)花鍵統(tǒng)一考慮目前一般都采用齒側(cè)定心的矩形花鍵鍵齒之間為動(dòng)合作其次軸制成階梯式的以便于齒輪安裝從受力及合理利用材料來(lái)看也是需要的漸開(kāi)線花鍵固定連接的精度要求比矩形花鍵低但定位性能好承載才能大且鍵齒高較小使小徑相應(yīng)增大可鞏固軸的剛度當(dāng)一檔倒檔采用滑動(dòng)齒輪掛檔時(shí)其次軸的相應(yīng)花鍵那么采用矩形花鍵及動(dòng)合作這時(shí)不僅要求磨削定心的外徑一般也要磨削鍵齒側(cè)而矩形花鍵的齒側(cè)磨削要比漸開(kāi)線花鍵輕易變速器中間軸分為旋轉(zhuǎn)式及固定式兩種旋轉(zhuǎn)式中間軸支承在前后兩個(gè)滾動(dòng)軸承上其上的一檔齒輪常與軸做成一體而高檔齒輪那么用鍵或過(guò)盈合作與軸連接以便于更換固定式中間軸為僅起支承作用的光軸與殼體呈輕壓合作并用鎖片等作軸向定位剛度主要由支承于其上的連體齒輪寶塔齒輪的布局保證僅用于當(dāng)殼體上無(wú)足夠位置設(shè)置滾動(dòng)軸承和軸承蓋時(shí)c軸承型式6變速器多采用滾動(dòng)軸承即向心球軸承向心短圓柱滾子軸承滾針軸承以及圓錐滾子軸承通常是根據(jù)變速器的布局選定再驗(yàn)算其壽命第一軸前軸承安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪內(nèi)腔中采用向心球軸承后軸承為外圈帶止動(dòng)槽的向心球軸承由于它不僅受徑向負(fù)荷而且承受向外的軸向負(fù)荷為便于第一軸的拆裝后軸承的座孔直徑應(yīng)大于第一軸齒輪