汽车变速器的设计Word格式.docx

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中间轴；

设计；

传动比；

齿轮

Abstract

Autotransmissionisthemaincomponentofthetransmissionagent,it’smaineffectistotransferthetorquefromenginetotheprimaryretarder,andinwhichprocessthetorqueischanged,istoexpandthescopeandspeedtoadaptdifferentdrivingconditionsbychanginggearratio.Wesetuptheneutralpositiontointerruptthepowertransmission,setupthereverseposition,sothevehiclecandriveback.

ThispaperelaboratesonthetransmissiondesignofLightTruckCA1050,Whichusetheexistingproductionasadesignprototype.Ithavefinishedanindependentdesigntomeettherequirementsofthethree-axlefivepositionedtransmission,intheconditionofgivenengineoutputtorqueandrotatespeed.,vehiclemaximumspeedandhighestgradient.Inthedesign,themajorcontentisthechoiceanddetermineofeverypositionratio,thechoiceofgearparameters,thechoiceandthecalculateoftheintermediateaxleandtheoutputaxle,thechoiceofbearings,basingontheknownparameters.

Themainparametersoftransmissionhavebeenchecked,includingthestrengthofgeares,thetransmissionshafts’strengthandstiffness,bearinglife.Theresultsshowthatthewholeperformancemeettherequirement

KeywordsTransmission;

IntermediateAxle;

Design;

Gearratio;

Gear

第1章绪论

1.1概述

轻型货车主要从事城市市区或农村间中短途距离运输的交通工具，具有机动灵活、快捷方便的优势，特别是在运输吨位不大且距离又比较近时，轻型货车便发挥出巨大优势。

近几年来随着我国城市规模的不断扩大，城市市区间越来越需要轻型货车。

变速器是汽车传动系统中重要的组成部分，它直接影响汽车的动力性和燃油经济性，是汽车的重要部件之一。

本设计是依据现有生产企业在生产车型的变速器作为设计原型，在给定发动机输出转矩、转速及最高车速、最大爬坡度等条件下，自己独立设计出符合要求的中间轴式五档变速器。

其中本设计的重点部分是档位传动比的选择及计算依据、齿轮参数的选择计算及校核、二轴及中间轴的强度校核等。

通过查阅图书馆电子资源和馆藏图书，了解变速器研究领域的最新发展动向；

阅读关于变速器设计方面的书籍，学习变速器设计的过程、步骤、方法和经验教训，解决设计过程中遇到的自己不能解决的问题；

去实验室动手拆装此类型的变速器，了解变速器的结构与工作原理进行变速器的设计和计算。

此次轻型货车的变速器设计将基本满足轻型货车的使用要求，通过对变速器的分析、方案选择、设计计算和整理，能达到了预期的效果，完成此次毕业设计。

毕业设计是对自己大学四年所学知识进行系统的综合运用，通过此次设计，了解了变速器设计的基本过程和在设计过程中应该注意的问题，学会了设计的过程和方法。

1.2国内外研究状况和发展方向

变速器作为汽车传动系统的总要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的一项总要依据。

21世纪能源与环境、先进的制造技术、新型材料技术、信息与控制技术等是科学技术发展的重要领域，这些领域的科技进步推动了变速器技术的发展。

目前国内外的变速器主要向着自动变速器方向发展，自动变速器在实际中所占的比例越来越大，目前有一半以上的轿车和部分重型载货汽车上使用的是自动变速器。

变速器作为汽车传动系统的总要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的一项总要依据。

根据前进档数分为：

三档变速器，四档变速器，五档变速器，多档变速器。

根据轴的形式分为：

固定轴式，旋转轴式。

其中固定轴式又分为：

两轴式变速器，中间轴式变速器，双中间轴式变速器，多中间轴式变速器。

固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。

旋转轴式主要用于液力机械式变速器。

目前自动变速器得到广泛的应用。

变速器技术的发展动向如下：

（1）节能与环境保护。

变速器的节能与环境保护既包括传动系本身的节能与环境保护，也包括发动机的节能与保护。

因此研究高效率的传动副来节约能源，采用零污染的工作介质或润滑油来避免环境污染，根据发动机的特性和行驶工况来设计变速器，使发动机工作在最佳状态，以保证汽车在最高传动效率和最低污染物排放区运行；

（2）应用新型材料。

材料科学与技术是21世纪重点发展的科学技术领域。

各种新型材料在变速器中的应用已经推动了汽车技术的发展和性能的提高。

（3）高性能、低成本、微型化。

高性能、高效、精密、低噪声、长寿命、重量轻、体积小、低成本一直以来是变速器的发展方向；

（4）智能化、集成化。

变速器智能化、集成化是信息、电子集成技术和控制技术与变速器技术的结合。

其特点是根据发动机的特性和汽车的行驶工况，通过计算机智能控制，实现对变速器传动比的实时控制，使发动机工作在最佳状态。

将变速器智能化，并且普及到大众化的汽车上。

这样的汽车可以依据驾车者的性情、路面的状况、车身的负荷乃至周边环境等多种因素，挑选最适合的功能，实现智能化驾驶，以充分发挥车辆的性能，降低油耗，确保安全。

变速器的发展使汽车好像有了人的智慧它根据外界路面的变化，经过计算，代替人作出准确聪明的决断。

随着科技的发展和汽车工业的不断向前进步，汽车自动变速器会越来越多的得到使用。

第2章传动方案及零部件结构分析

变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。

变速器设有倒档，使汽车获得倒退行驶能力。

变速器设有空档，可在发动机起动、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮工作。

2.1变速器的基本设计要求

变速器在汽车底盘中具有很重要的作用，它的好坏直接决定汽车的使用寿命和经济性，因此变速器的设计必须满足以下要求：

（1）保证汽车有必要的动力性和经济性；

（2）设置空档，用来切断发动机的动力传输；

（3）设置倒档，使汽车能倒退行驶；

（4）设置动力输出装置；

（5）换档迅速、省力、方便；

（6）工作可靠。

变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生；

（7）变速器应有高的工作效率；

（8）变速器的工作噪声低。

除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。

2.2变速器传动机构布置方案

2.2.1倒档布置方案

图2.1为常见的倒档布置方案。

图2.1b方案的优点是倒档利用了一档齿轮，缩短了中间轴的长度。

但换档时有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。

图2.1c方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理。

图2.1d方案对2.1c的缺点做了修改。

图2.1e所示方案是将一、倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长。

图2.1f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，档换更为轻便。

为了缩短变速器轴向长度，倒档传动采用图2.1g所示方案。

缺点是一、倒档各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。

本设计结合实际车型，在给定的任务书中已经确定是中间轴式变速器，全部齿轮为常啮合齿轮，所以综合考虑，本身设计选择图2.1（b）形式进行设计。

图2.1倒档布置方案

2.2.2零部件结构方案分析

1、齿轮形式

变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。

直齿圆柱齿轮仅用于一档和倒档。

与直齿圆柱齿轮相比，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等优点，所以本设计倒挡选用直齿轮，其他挡选用斜齿轮。

2、换挡机构

变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。

采用轴向滑动直齿齿轮换档，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴随着噪声。

因此，除一档、倒档外已很少使用。

常啮合齿轮可用移动啮合套换档。

因承受换档冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换档冲击。

目前这种换档方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。

使用同步器能保证换挡迅速、无冲击、无噪声，而与操作技术的熟练程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。

同上述两种换挡方法比较，虽然它有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。

利用同步器或啮合套换挡，其换档行程要比滑动齿轮换挡行程小。

通过比较本设计所有挡选用同步器换档。

3、典型的操纵机构及其互锁装置

图2.5为典型的操纵机构图

定位装置的作用是将被啮合件保持在一定位置上，并防止自动啮合和分离，一般采用弹簧和钢球式机构。

互锁装置是保证移动某一变速叉轴时，其他变速叉轴互被锁住，下面介绍几种常见的机构：

（1）互锁销式

图2.7是汽车上用得最广泛的一种机构，互锁销和顶销装在变速叉轴之间，用销子的长度和凹槽来保证互锁。

图2.6，a为空档位置，此时任一叉轴可自由移动。

图2.6，b,c,d为某一叉轴在工作位置，而其他叉轴被锁住。

图2.6互锁销式工作原理

（2）摆动锁块式

图2.7为摆动锁块式互锁机构工作示意图，锁块用同心轴螺钉安装在壳体上，并可绕螺钉轴线自由转动，操纵杆的拨头置于锁块