西华大学微型汽车变速箱反求设计精心修改版

课程设计说明书课程名称:产品结构原理课程设计课程代码:6004019题目:微型汽车变速箱反求设计学院(直属系):机械工程与自动化学院年级/专业/班:2010级机设一班学生姓名:学号:指导教师:陈守强开题时间:2013年11月18日完成时间:2013年12月6日课程设计说明书-1-目录摘要...............................................................................2引言...............................................................................2一、任务分析.......................................................................3二、微型汽车变速器所配置的发动机参数...............................................3三、微型汽车整车性能参数...........................................................3四、微型汽车变速箱功能分析.........................................................44．1微型汽车变速器的功能.......................................................44．2微型汽车变速器的位置.......................................................44．3功率的传递.................................................................44．4变速和保证变速的顺利进行的实现.............................................44．5各个档位的换档.............................................................44．6功能结构图.................................................................5五、微型汽车变速箱运动分析.........................................................65．1微型汽车车轮直径...........................................................65．2最高车速为120KM时变速箱的传动比...........................................65．3四档的传动比的分配.........................................................65．4变速箱的最大和最小载状态...................................................75．5行驶速度分别为10、20、40、60km/h时应该使用档位的分析......................7六、微型汽车变速箱结构受力分析.....................................................76．1受力最大的时候各轴的扭矩...................................................76．2各轴的最小直径.............................................................86．3各个档位齿轮强度...........................................................8七、微型汽车变速箱的外观功能分析...................................................10八、变速箱的拆装...................................................................128.1变速器拆装步骤..............................................................128.2部分详细步骤分析............................................................128.3拆装时所用工具、测量工具....................................................15九、零件的结构分析（差速器）.......................................................159.1差速器构成..................................................................159.2差速器基本工作原理与作用....................................................169.3差速器的拆装................................................................16十、汽车变速箱关键零部件反求分析...................................................16结论...............................................................................18参考文献...........................................................................19课程设计说明书-2-摘要本课程是通过对微型汽车变速器的分析，了解微型汽车变速箱的功能、结构原理、变速操纵方法、变速箱结构总体布局、同步器的原理和结构、差速器的的原理和结构、变速箱的装配工艺过程、各零件的装配方法、各轴的支承结构、变速箱内各运动副的润滑方式、变速箱中主要零件的材料及热处理要求、形位公差、表面粗糙度的分析等。通过分析、利用反求的方法创造出新的微型汽车变速器，具体内容有：其轴的布置，同步器的位置，差速器的位置；同步器的作用、组成、工作原理和变速器操纵机构的组成及变位档的自锁和互锁机构的结构原理和结构；通过拆装变速器了解并编写操纵的装配工艺过程，确定各零件的装配方法；通过观察变速箱的机构形状，分析其从提高刚度和刚性要求并满足功能要求和工艺要求而设计的结构；对变速箱各轴的结构形状、结构要素作用进行分析，并对其结构尺寸与轴的功能强度刚度装配关系等进行了反求；分析变速箱的主要零件材料及热处理要求、形位公差及箱体和轴的技术要求等。反求设计是创新的重要方法，所以我们通过本课程的学习，可以了解和基本掌握这种技术。反求设计就是从有到新，借助已有的产品、图样、音响等已存在的可感观的实物，创新出更先进、更完美的产品。关键词：分析、反求设计、创新、原理引言我国是一个发展中国家，科学技术相对落后，投入大量资金去研究发达国家已推向市场的产品或技术是完全没有必要的。这不仅浪费资金，也拖延发展经济的时间。而且涉及到发展经济的科学技术领域非常广泛，我国也缺少巨额资金去进行大面积的科学研究。当今世界科学技术发展日新月异，产品的科技含量越来越高，高新技术产品已进入家庭。世界进入知识经济的时代，只有科学技术才能兴国。因此，引进发达国家先进的科学技术或先进的产品，然后进行反求设计，仿照或创新设计更新的产品，是发展中国家发展国民经济的必由之路。特别是在知识经济的时代，反求工程在科技发展中的地位更为重要。逆向设计的流程示意：产品样件→数据采集→数据处理CAD/CAE/CAM系统→模型重构→制造系统→新产品。因此，我们要学习这门课程，对微型汽车的变速器进行反求分析设计，掌握反求设计这一重要的方法。课程设计说明书-3-一、任务分析本次课程设计的目的在于进一步加强学生应用所学的专业理论、知识以及专业技能，进行独立解决工程实际问题的能力。机械产品功能原理、机构课程设计的重点在于掌握典型机械的功能原理分析方法及分析机械机构的组成要素和机构功能，掌握结构设计要求及特点，丰富学生的机械结构设计知识，启发设计思维，通过实践是学生的机构设计理论得以巩固、加深，为今后进行机械产品设计打下良好基础。二、微型汽车变速器所配置的发动机参数2．1型号JL368Q3电喷发动机2．2工作形式直立四冲程水冷顶置凸轮轴多点电喷2．3气缸数量32．4气缸直径68.5mm2．5行程72mm2．6排量796ml2．7额定功率26.5KW(5500r/min)2．8最大扭矩60.5N.m(3000~4000r/min)三、微型汽车整车性能参数3．1最高车速=120km3．2最大爬坡度tgθ=30%3．3起步换挡加速到100km/h所需时间=37s3．4第四档最小稳定速度=25km3．5微型汽车在60km/h时100km的耗油量位4.5L3．6整车质量645kg全部载重后质量为950kg左右课程设计说明书-4-四、微型汽车变速箱功能分析4．1微型汽车变速器的功能变速器是改变汽车力矩和转速的机构，其主要功能有：1.满足汽车起步、加速和爬坡行使时所需要的驱动力和转速。2.保证汽车能实现不同的行驶速度，和倒车。3.保证汽车在原地启动、怠速运转而不向驱动轮输出功率。4.使汽车完成对其他机械输出动力。4．2微型汽车变速器的位置变速器一般是和发动机固连在一起的，他的输出连接差速器。4．3功率的传递发动机的曲轴输出功率到变速器输入轴上，通过变速器改变驱动力矩和转速再传递到差速器，受力不同的时候两个车轮所获得不同的速度，再通过差速器把动力通过半轴把动力传递到驱动车轮上。4．4变速和保证变速的顺利进行的实现发动机的曲轴输出功率到变速器，，变速器的中间轴上有二个同步器，而每个同步器都与变速器输出轴连在一起，并且可以左右滑动。每个同步器共有左、中、右三个位置，中间不与任何齿轮同步，而左右都可以和齿轮同步，通过拨叉拨动来控制同步器的左右运动，与不同的齿轮同步，而四结齿轮处于常啮全状态，但可以相对于II轴转动，一旦与同步器同步就可带动II轴转动，从而通过拨叉控制同步器与不同的齿轮啮合，实现变速。而拨叉机构具有自锁与互锁功能，每次变速换档都会经过中间位置，即空档，这样就保证了变速的顺利进行。4．5各个档位的换档变速器的换档操纵机构，其中变速器内部一共有三根控制换档杆，其中每一根杆都有左、中、右三个位置可供控制，可实现六个档位控制。换档是通过换档杆实现的，换档杆纵向有三个位置，旋转有两个位置，从而实现六个位置的控制。但是任何档位之间要切换时都必须先回到中间位置，即空档位置。而且每个档位之间都具有自锁和互锁功能，从而实现不跳档和脱档的现象。变速箱的控制操纵方式如下图：课程设计说明书-5-4．6功能结构图倒档3档1档2档4档空档汽车变速箱系统黑箱图转矩、转速不同的转矩、转速档位噪音、热课程设计说明书-6-三、微型汽车变速箱运动分析五、微型汽车变速箱运动分析5．1微型汽车车轮直径经测量微型汽车的车轮直径为D=450mm5．2最高车速为120KM时变速箱的传动比120/33.34/vkmhmsIIIInni总由车轮的线速度公式v=r可以求出总的传动比i总，则有：I2v=6060Dn4.3260vIIInrrDnii总总5．3四档的传动比的分配首先应该保证汽车在全部载重后能够平稳的起步，然后是汽车在高速行驶的时候能够达到需要的最高