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手动变速器毕业设计毕业设计
手动变速器设计
摘要
变速器作为汽车的一个重要组成部分,是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、加速等各种行驶工况下使汽车获得不同的牵引力和速度。
变速器有机械式手动变速器和机械式无级变速器两种,如果变速器挡位多其动力性和经济性得到保证,挡位少其操纵方便,本次设计我设计的是轻型货车变速器,本次设计中我对其传动比作了仔细的分析计算并参考相关车型最终确定了各挡的传动比,针对变速器的传动机构方案的布置作了详细的分析最终选用5+1挡中间轴式变速器,换挡形式采用同步器换挡。
结合总体的要求操纵机构形式选用直接操纵机构形式。
本次设计的变速器即满足了汽车必要的动力性也满足了其经济性的指标。
最后通过对齿轮、轴、键、轴承等的校核,其变速器的尺寸及其部件的强度都满足设计要求。
变速器的发展趋势是越来越复杂,自动化程度也越来越高,自动变速器将是未来的主流。
关键词:
变速器,设计,轻型货车,传动比
THEGENERALDESIGHNOFTRANSMISSION
ABSTRACT
Transmissionasanimportantcomponentofcarisusedtochangetheenginereachedthepowerwheele’storqueandrotationalspeed,inordertogetdifferentpowerandspeedinstart,climbing,turning,accelerating,andothercaseoftravel.
Transmissionhastwostylesofmechanicalmanuletransmissionandmechanicaldevicescontinuestransmission,ifthetransmission’sshiftmoreitspowerandeconomicwasguaranteed,iffeweritsmanipulationisconvenience,thisdesignIdesignalighttrucktransmission,thisdesignIdeterminedthepeedratioaftercarefulanalysofpeedratioandultimatelytherelevanttypeofthecar,Imadeacarefulanalysisofthelayoutofthedriveagencyprogrammersagainstthetransmissionandfinallyusethe5+1blockintermediatetransmission,theformofshiftuseasynchronousdevice.Afterrequestedtheoveralltheformofagenciesusedirectmanipulationinstitutionalforms.Thisdesignedoftransmissionmeetthedynamicofthenecessarypoweralsomeetitseconomictargets.Finaladoptionthedegreeofgear,axle,keys,bearings,etc.thesizeoftransmissionandstrengthofcomponentsaredesignedtomeettherequirements.
Thedevelopmenttrendofthetransmissionismorecomplex,moreandmoreisalsohighautomationdegree,automatictransmissionisthemainstreamofthefuture.
KEYWORDS:
Transmission,Design,lighttruck,Speedratio.
目 录
齿形、压力角α、螺旋角β和齿宽b13
15
结 论31
前 言
变速器是用来改变改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速的,目的是在原地起步,爬坡,转弯,加速等各种行驶工况下,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。
变速器设有空挡,,可在启动发动机,汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。
变速器设有倒挡,使汽车获得倒退行驶能力。
需要时,变速器还有动力输出功能。
对变速器提出如下要求:
1)保证汽车有必要的动力性和经济性。
2)设置空挡,用来切断发动机动力向驱动轮的传输。
3)设置倒挡,使汽车能倒退行驶。
4)设置动力输出装置,需要是能进行功率输出。
5)换档迅速、省力、方便。
6)工作可靠。
汽车行使过程中,变速器不得跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。
7)变速器应有高的工作效率。
8)变速器的工作燥声低。
除此之外,变速器还应当轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。
满足汽车必要的动力性和经济性指标,这与变速器的挡数、传动比有关。
汽车工作的道路条件越复杂、比功率越小,变速器的传动比范围越大。
变速器由变速传动机构和操纵机构组成。
变速传动机构可按前进挡数或轴的形式分类。
在原有变速传动机构基础上,再附加一个副箱体,这就在结构变化不大的基础上,达到增加变速器挡数的目的。
近年来,变速器操纵机构有向自动操作方向发展的趋势。
第1章变速器传动机构布置
机械式变速器因具有结构简单、传动效率高、制造成本低和工作可靠等优点,故在不同形式的汽车上得到广泛的应用。
传动机构布置方案分析
设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比,因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。
传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。
汽车行驶的道路状况愈多样,发动机的功率与汽车质量之比愈小,则变速器的传动比范围应愈大。
目前,~;~;~。
通常,有级变速器具有3、4、5个前进档;重型载货汽车和重型越野汽车则采用多档变速器,其前进档位数多达6~16个甚至20个。
变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速,从而可提高汽车的运输效率,降低运输成本。
但采用手动的机械式操纵机构时,要实现迅速、无声换档,对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。
因此,直接操纵式变速器档位数的上限为5档。
多于5个前进档将使操纵机构复杂化,或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器,后者仅用于一定行驶工况。
某些轿车和货车的变速器,采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。
采用传动比小于1(~)的超速档,可以更充分地利用发动机功率,降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数,因而会减少发动机的磨损,降低燃料消耗。
但与传动比为1的直接档比较,采用超速档会降低传动效率。
有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关,包括传递动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、刚度等。
三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。
三轴式变速器如图1-1所示,其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合,且第一、第二轴同心。
将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。
此时,齿轮、轴承及中间轴均不承载,而第一、第二轴也传递转矩。
因此,直接档的传递效率高,磨损及噪音也最小,这是三轴式变速器的主要优点。
其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。
因此。
在齿轮中心距(影响变速器尺寸的重要参数)较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比,这是三轴式变速器的另一优点。
其缺点是:
处直接档外其他各档的传动效率有所下降。
图1-1轿车中间轴式四档变速器
1—第一轴;2—第二轴;3—中间轴
两轴式变速器如图1-2所示。
与三轴式变速器相比,其结构简单、紧凑且除最到档外其他各档的传动效率高、噪声低。
轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置,因为这种布置使汽车的动力-传动系统紧凑、操纵性好且可使汽车质量降低6%~10%。
两轴式变速器则方便于这种布置且传动系的结构简单。
如图所示,两轴式变速器的第二轴(即输出轴)与主减速器主动齿轮做成一体,当发动机纵置时,主减速器可用螺旋锥齿轮或双面齿轮;当发动机横置时则可用圆柱齿轮,从而简化了制造工艺,降低了成本。
除倒档常用滑动齿轮(直齿圆柱齿轮)外,其他档均采用常啮合斜齿轮传动;个档的同步器多装在第二轴上,这是因为一档的主动齿轮尺寸小,装同步器有困难;而高档的同步器也可以装在第一轴的后端,如图示。
两轴式变速器没有直接档,因此在高档工作时,齿轮和轴承均承载,因而噪声比较大,也增加了磨损,这是它的缺点。
另外,低档传动比取值的上限(igⅠ=~)也受到较大限制,但这一缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来取消。
图1-2两轴式变速器
1—第一轴;2—第二轴;3—同步器
有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目,从而可采用斜齿轮。
后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声,虽然其制造稍复杂些且在工作中有轴向力。
因此,在变速器中,除低档及倒档外,直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。
本次设计采用中间轴式变速器。
图1-3、图1-4、图1-5分别示出了几种中间轴式四,五,六档变速器传动方案。
它们的共同特点是:
变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上,经啮合套将它们连接得到直接档。
使用直接档,变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载,发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出,此时变速器的传动效率高,可达90%以上,噪声低,齿轮和轴承的磨损减少因为直接档的利用率高于其它档位,因而提高了变速器的使用寿命;在其它前进档位工作时,变速器传递的动力需要经过设置在第一轴,中间轴和第二轴上的两对齿轮传递,因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离(中心距)不大的条件下,一档仍然有较大的传动比;档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,档位低的齿轮(一档)可以采用或不采用常啮合齿轮传动;多数传动方案中除一档以外的其他档位的换档机构,均采用同步器或啮合套换档,少数结构的一档也采用同步器或啮合套换档,还有各档同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。
再除直接档以外的其他档位工作时,中间轴式变速器的传动效率略有降低,这是它的缺点。
在档数相同的条件下,各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数,换档方式和到档传动方案上有差别。
图1-3中间轴式四档变速器传动方案
第2章变速器主要参数选择
中心距A
对中间轴式变速器,是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器的中心距A。
对两轴式变速器,将变速器输入轴与输出轴轴线之间的距离称为变速器的中心距A。
它是一个基本参数,其大小不仅对变速器的外形尺寸、体积大小由影响,而且对齿轮的接触强度由影响。
中心距越小,齿轮的接触应力越大,齿轮的寿命越短。
因此,最小允许中心距应当由保证齿轮必要的接触强度来确定。
变速器轴经轴承安装在壳体上,从布置轴承的可能与反便和不因同一垂直面上的两轴承孔之间的距离过小而影响壳体的强度考虑,要求中心距取大些。
此外,受一挡小齿轮齿数不能过少的限制,要求中心距也要大些。
还有,变速器中心距取的过小,会使变速器长度增加,并因此使轴的刚度被削弱和使齿轮的啮合状态变坏。
对于中间轴式初选中心距A时,可根据下述公式计算
A=K
(2-1)
式中A--中心距(mm);
K
--中心距系数,商用车取K
=-;
--发动机的最大转矩();
--变速器一挡传动比;
--变速器传动效率,取96%;
分析该车发动机及相关参数该车为5000Kg的轻型载货汽车;
按下试计算轮胎半径:
按最大爬坡度计算一
(2-2)
其中λ=;
取λ=
cm
其中K
=,
=,
=
挡传动比:
参考同类车型:
取主减速器传动比为i。
=,取ηT=。
ig1≥
(2-3)
式中m--汽车重质量m=5000Kg;
g--重力加速度g=;
Tmax--发动机最大转矩Temax=;
;
;
Rs--驱动轮滚动半径;
ηT--汽车传动系效率;
代入数据得
≥;
根据车轮与路面附着条件确定一档传动比:
(2-4)
--汽车满载时静止于水平路面驱动桥给路面的载荷,参考同类车型
=5000Kg,
为道路附着系数,计算时取
=,。
第3章变速器的设计计算
当变速器挂一挡时轴受力最大,所以只要一挡时轴的强度满足要求,其就符合要求只,下面只校核一挡时中间轴的强度。
一.中间轴的受力分析
中间轴的轴向力基本上已相互抵消可以不予考虑。
1.
786000()
=6605(N)
=2648(N)
=3050(N)
2.
=1796600(N)
=46067(N)
=21481(N)
二.X-Z面受力分析
第4章同步器的设计
同步器有常压式、惯性式和惯性增力式三种,目前得到广泛应用的是惯性增力式同步器。
惯性增力式同步器能做到换挡时,在两换挡元件之间的角速度完全相等之前不允许换挡,因而能很好的完成同步器的功能和实现对同步器的基本要求。
按结构分,惯性式同步器有锁销式、滑块式、锁环式、多片式和多锥式几种。
因锁环式同步器有工作可靠、零件耐用等优点,但因结构布置上的限制,转矩容量不大,而且由于锁止面在锁环的接合齿上,会因齿端磨损而失效,因而主要用于承用车和总质量不大的火车变速器中,这次设计我采用的都是锁销式同步器。
同步过程与锁销式类似,但锁止元件是式个锁销及相配的锁销孔倒角,另有三个以弹簧及钢球定位的定位销,作为弹性元件的三个弹簧及相应的定位钢球是装在配合套的钻孔中,使啮合套等在空挡时保持中间位置。
摩擦元件是鉚在锁销两端的同步锥环及与之相配并固定在齿轮上的内锥面,其摩擦锥面径向尺寸大,转矩容量大,广泛用于轻、重型货车。
环式同步器主要尺寸的确定
1.接近尺寸b:
同步器换挡第一阶段中间,摩擦环向摩擦盘作轴向移动,摩擦盘与摩擦环之间的轴向距离b,称为接近尺寸。
尺寸b应大于零,取
。
2.滑块转动距离cc=8mm
第5章变速器操纵机构设计
根据汽车的使用条件的需要,驾驶员利用变速器的操纵机构完成选挡和实现换挡或退到空挡。
变速器操纵机构应当满足如下主要要求:
换挡时只能挂入一个挡位,换挡后应使齿轮在全齿长上啮合,防止自动脱挡或自动挂挡,防止误挂倒挡,轻便换挡。
结 论
随着时间的推移,毕业设计已经临近了尾声,针对这次毕业设计我做如下总结总结,找出其中的缺点和不足,吸取教训、经验。
本次设计我设计的是轻型货车的变速器,变速器是汽车的一个重要组成部分,其设计的好坏直接关系到汽车性能的优劣。
在本次设计中既存在一些个人创新,也有一些缺点和失误。
由于这次设计中我采用了中间轴式
谢辞
随着毕业设计已经进行到这一步,这意味着我们没有多久就要离开我们生活学习三年的学校和相处四年的同学们了。
此时我的心里真是万分激
参考文献
[1]刘惟信主编.汽车设计第1版.北京:
清华大学出版社,2001
[2]王予望主编.汽车设计第4版.北京:
机械工业出版社,2004
[3]陈家瑞主编.汽车构造第2版.北京:
机械工业出版社,2005
[4]高维山主编.汽车设计丛书变速器.北京:
人民交通出版社,1990
[5]余志生主编.汽车理论第3版.北京:
机械工业出版社,2000
[6]张毅主编.离合器及机械变速器.北京:
化学工业出版社,2005
[7]濮良贵,纪名刚主编.机械设计第7版.北京:
高等教育出版社,2001
[8]刘鸿文主编.简明材料力学.北京:
高等教育出版社,1997
[9]朱冬梅,胥兆澜主编.画法几何及机械制图第5版.北京:
高等教育出版社,2000
[10]吴宗泽主编.机械设计使用手册.北京:
化学工业出版社,2001
[11]蔡春源主编.机械零件设计手册第3版.北京:
冶金工业出版社,
[12]全国栋主编.汽车概论.北京:
机械工业出版社,2000
[13]徐谨主编.机械设计手册.北京:
机械工业出版社,2000
[14]孙恒,陈作模主编.机械原理第六版.北京:
高等教育出版社,2004
[15]张则曹主编.汽车构造图册.北京:
人民交通出版社,1998
[16]林清福主编.国外汽车构造最新构造图册.北京:
机械工业出版社,1996
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