变速器设计案例(DOC)

汽车专业课程设计-I-机械式变速器设计.........................................................................................11.1变速器设计基本参数.............................................................................11.2变速器设计基本方案..............................................................................11.2.1变速器传动机构布置方案..................................................................11.2.2传动方案的初步确定..........................................................................12.1零部件结构形式......................................................................................22.1.1齿轮形式：..........................................................................................22.1.2换挡机构形式：..................................................................................23.1变速器主要参数选择..............................................................................33.1.1变速器传动原理图：..........................................................................33.1.2最大传动比：......................................................................................33.1.3初步分配各挡传动比..........................................................................4汽车专业课程设计-II-3.1.4初选中心距A.......................................................................................53.1.5外形尺寸..............................................................................................54.1齿轮参数：:............................................................................................64.1.1模数：..................................................................................................64.1.2压力角：..........................................................................................64.1.3螺旋角：..........................................................................................74.1.4齿宽b：...............................................................................................75.1各挡齿轮齿数的分配..............................................................................76.1齿轮强度校核..........................................................................................97.1轴设计计算...........................................................................................187.1.1轴的工艺要求....................................................................................187.1.2轴的校核计算...................................................................................188.1同步器及操纵机构设计.......................................................................228.1.1同步器的设计....................................................................................229.1轴承及平键的校核...............................................................................239.1.1轴承选择及校核...............................................................................23汽车专业课程设计-1-机械式变速器设计1.1变速器设计基本参数满载质量20100kg；驱动轮半径Rr=0.54m；发动机最大功率:240kW/2500r／min发功机最高扭矩:810Nm/1500r／min主减速器传动比：10最大爬坡度：0.21.2变速器设计基本方案1.2.1变速器传动机构布置方案采用中间轴式变速器传动方案。第一轴和第二轴在同一轴线上，并且与中间轴平行。此外还有一根倒档轴。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：除直接档外其他各档的传动效率有所下降。1.2.2传动方案的初步确定汽车专业课程设计-2-1.变速器第1轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第2轴前端经轴承支撑在第1轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一条直线上，经同步器将它们连接后可得直接挡。齿轮采用常啮合齿轮传动。2.倒档利用率不高，而且都是在停车后再挂入倒档，因此可以采用支撑滑动齿轮作为换挡方式。2.1零部件结构形式2.1.1齿轮形式：斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于倒挡。常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，倒挡采用直齿圆柱齿轮。2.1.2换挡机构形式：换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单、紧凑，但由于换档不轻便、换档时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱档、噪声大等原因，除一档、倒档外很少采用。啮合套换档型式一般是配合斜齿轮传动使用的。由于齿轮常啮合，因而减少了噪声和动载荷，提高了齿轮的强度和寿命。啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套，视结构布置而选定，若齿轮副内空间允许，采用内齿结合式，以减小轴向尺寸。结合套换档结构简单，但还不能完全消除换档冲击，目前在要求不高的档位上常被使用。汽车专业课程设计-3-采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。前进挡均采用同步器，保证迅速、无冲击、无噪声换挡。倒挡采用支持滑动齿轮换挡。3.1变速器主要参数选择3.1.1变速器传动原理图：3.1.2最大传动比：根据最大爬坡度确定：由max10tgiiimaxmaxmaxmaxcossintqtTTiGfGr汽车专业课程设计-4-maxeT——最大转矩，mNTe810max；r——车轮半径，mRr54.0；0i——主减速器传动比，100i；t——传动系传动效率0.9T；G——汽车重力，201009.8196.98GmgkN；f——滚动阻力系数，查表，01.0f；——最大爬坡度，3.11。则00.3)sincos(0maxmaxmax1TgiTtqrfGi根据附着条件：max10maxtqgTtTiiFFr对于后轮驱动22FGmg，265%mm，取值范围在0.5~0.6，取5.0则7.5%650max1TtqgiTRrmgi则70.500.31gi9，取14.5gi3.1.3初步分配各挡传动比按等比级数分配：公比3114.51.651.8ngqi则各档速比为1档：14.5gi2挡：72.22gi汽车专业课程设计-5-3挡：31.65gi4挡：41gi倒挡：4.5ri3.1.4初选中心距A中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距、应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心距A（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初定：3max1AeggAKTiAK为中心距系数，货车8.6~9.6AK，取9.0max810eTNm，14.5gi，9.0T得mmA7.1333.1.5外形尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.0~3.4A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：四档(2.2~2.7)A五档(2.7~3.0)A六档(3.2~3.5)A汽车专业课程设计-6-当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数KA应取给出系数的上限。为检测方便，A取整。设计变速器为四档为（2.2~2.7）A，取2.7kLAmmmmALk36199.3607.24.1齿轮参数：:4.1.1模数：齿轮模数由齿轮的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所决定。而其选用的原则是，在中心距相同的条件下，选用较小的模数，就可以增加齿轮的齿数。从货车的角度出发，减小质量比减小噪声更为重要，因此，齿轮应选用大些的模数。变速器用齿轮模数的范围见表2-1。表汽车变速器齿轮的法向模数mn车型乘用车的发动机排量V/L货车的最大总质量