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车辆工程毕业设计34HLJIT4H-10变速器设计

摘要从汽车诞生时起,汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色。

现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源,其转矩和转速变化范围较小,而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性能在相当大的范围内变化。

为解决这一矛盾,在传动系统中设置了变速器。

本文以五羊本田新锋影摩托车的一些整车参数和发动机参数为依据,进行变速器的设计。

设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定,变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择,齿轮、轴、轴承的设计校核,同步器、操纵机构及箱体的设计。

在设计的过程中,本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点,参考多篇文献资料,以及国内外变速器设计图册,从经济性和实用性方面着手进行分析,设计出一种两轴式变速器。

关键词:变速器;齿轮;轴;箱体;设计ABSTRACTSince automobile was born, the transmission has played a critical role in the drive train. A modern car widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobile’s dynamic and fuel economical efficiency can change in a very large range. To solve this contradiction, transmission is set up in the drive train. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Wu Yang Ben Tian Xin Feng Ying automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, size, gear parameters and the mumble of each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts from both home and overseas, at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted transmission is designed.Key words: Transmission;Shell;Gear;Shaft;Design目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (2)1.1概述 (2)1.2 研究目的意义 (2)第 2 章变速器齿轮的设计与计算 (4)2.1变速器主要参数的选择 (4)2.2 变速器格挡传动比的确定 (4)第3章齿轮校核 (12)3.1变速器齿轮的变位 (15)3.2齿轮强度校核 (15)第 4 章轴的设计及校核 (25)4.1轴的结构尺寸计算 (25)4.2轴的强度计算 (26)第5章轴承校核 (38)5. 1轴承的选择及校核 (38)5.2本章小结 (39)第6章变速箱体的设计 (41)6. 1变速器箱体的选择 (41)结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)第1章绪论1.1 概述汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。

由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小,而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化,因此要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。

变速器是传动系的主要部件,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。

手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志,且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、经济性好、环保性强、物美价廉,因此在市场上仍占有一席之地,开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展和需要。

随着科技的高速发展,节能与环境保护、应用新型材料、高性能及低成本都可将作为汽车新型变速器的研究方向。

1.2 研究目的与意义在汽车变速箱100多年的历史中,主要经历了从手动到自动的发展过程。

目前世界上使用最多的汽车变速器为手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手自一体变速器(AMT)、无级变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)五种型式。

它们各有优缺点:MT的节能效果最好、经济性娱乐性强,但对驾驶技术要求高;AT的节能效果差一些,但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高;AMT具备前两者的优点,但在换挡时会有短暂的中断,舒适性差一些;CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳,但它的传动带容易损坏,无法承受较大的载荷;DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性,它是从传统的手动变速器演变而来,目前代表变速器的最高技术。

在我国,据调查2007年手动变速器的市场比重为74%,占据较大的市场份额。

从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%,Global Insight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额,而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。

从2002-2006年间,女性用户从20.3%增长到30.9%,而自动档变速器使用方便特点深受女性用户群的喜爱。

另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中,第一名是安全气囊,第二就是自动档的变速器。

在中国,自动档变速器的市场是十分乐观的。

同时手动档变速器的节能型,经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。

世界最大的手动变速器制造商德国ZF公司预测说,到2012年北美市场出售的汽车中将只有6%是手动挡,欧洲与美国的情况不同,有机构预测,到2013年欧洲有52%的汽车还是手动挡,配备自动手动的变速器将只有10%,配备无级变速器的将占2%,配备双离合变速器的将占16%,欧洲人崇尚节能环保,喜欢开小型车,更青睐手动变速器的经济燃油性。

而在日本变速器市场,CVT的市场占据绝对优势。

保证汽车有必要的动力性和经济性;设置不同档位,满足用来调整与切断发动机动力向驱动轮的传输并使汽车能倒退行驶;工作可靠,汽车行驶过程中,变速器不得有跳档、乱档,以及换档冲击等现象出现;工作效率高,噪声小;结构简单、方案合理;在满载及冲击载荷条件下,使用寿命长。

本次设计的具体内容是结合设计要求,在保证汽车有必要的动力性和经济性的前提下,利用所选定的发动机参数,完成变速器结构布置和设计。

需要解决的主要问题包括:使变速器能有效的防止脱档,跳档,乱挡并方便挂档;减小噪音并尽量能达到轻量化、高承载、低噪声、换档操纵性好和经济实用性;使变速器具有良好的动力性与经济性,换挡迅速、省力、方便;变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。

第2章变速器的设计与计算2.1变速器主要参数的选择本次毕业设计是在给定主要参数的情况下进行设计,整车主要技术参数如表1所示:表1.1主要技术参数发动机最大功率66kw驱动桥满载0.4t发动机最大转矩10N·m最大功率时转速7500 r/min最大转矩时转速4600r/min最高车速55km/h总质量0.12t2.1.1档数近年来,为了降低油耗,变速器的档数有增加的趋势。

目前,乘用车一般用4~5个档位的变速器。

发动机排量大的乘用车变速器多用5个档。

商用车变速器采用4~5个档或多档。

载质量在2.0~3.5t的货车采用五档变速器,载质量在4.0~8.0t的货车采用六档变速器。

多档变速器多用于总质量大些的货车和越野汽车上。

档数选择的要求:1、相邻档位之间的传动比比值在1.8以下。

2、高档区相邻档位之间的传动比比值要比低档区相邻档位之间的比值小。

因此,本次设计的轿车变速器为4档变速器。

2.1.2传动比范围变速器传动比范围是指变速器最高档与最低档传动比的比值。

最高档通常是直接档,传动比为1.0;有的变速器最高档是超速档,传动比为0.7~0.8。

影响最低档传动比选取的因素有:发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶车速等。

目前乘用车的传动比范围在3.0~4.5之间,总质量轻些的商用车在5.0~8.0之间,其它商用车则更大。

本设计最高档传动比为0.923。

2.2变速器各档传动比的确定1、初级传动比i=3.350根据《本田维修手册》查得触及传动比为初初链变i i i rn u a 377.0=(1.1)式中:a u ——汽车行驶速度(km/h ); n ——发动机转速(r/min ); r ——车轮滚动半径(m ); 变i ——变速器传动比;链i ——发动机链轮传动比。

初i ——变速器触及传动比已知:最高车速max a u =max a v =55 km/h ;最高档为超速档,得到r =0.25(m);发动机转速n =p n =7500(r/min );由公式(1.1)得到主减速器传动比计算公式:84.355350.310257500377.0377.02=⨯⨯⨯⨯==-a u i nr i i 初链变 2、关于链传动比与变速器传动比的分配根据设计的要求与通过找寻资料,查得关于变链与i i 的分配,若要使得车能更好的行驶,节能环保,使得变速器能以最佳的状态进行运作,得84.3=⋅链变i i 分配为5.2=变i 、536.1i =链。

此分配更能有效的使得变速器以最佳的状态下运转,达到要求。

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