3吨载重跃进货车变速器的设计.doc

1、 摘 要本设计是3吨载重跃进货车变速器设计，变速器是由传动机构和操纵机构构成的。绪论部分是本次设计的背景及设计综述。设计部分是本设计说明书的重点部分，第一步要选定变速器传动方案；其次要确定零部件结构方案；之后需要根据任务书中给定的货车各项数据，根据汽车设计丛书选取出压力角、螺旋角、重合系数、弹性模量等系数，并找出算法公式来计算出齿轮的齿数、传动比、轴的尺寸、中心距等数据。最后一步就是校核齿轮的接触和弯曲强度以及轴的刚度和强度。所有的数据都得出后，最后一步是使用制图软件完成零件图和组装图。关键词：货车变速器；零部件；设计参数；校核；IIIAbstractThis design is about

2、the transmission of the Yuejin 3 tons truck. transmission is made up of drive mechanism and operating mechanism. The introduction part is about the background of the design and design review. Design is the key part of the specification design , the first step is to select the transmission scheme; th

3、e second is to determine parts structure scheme; Then according to the specification given in the data, select the pressure Angle, helix Angle, overlap coefficient, modulus of elasticity coefficient in automotive design books, and find a algorithm formula to calculate the number of teeth on the gear

4、s, transmission ratio, the size of the shaft, center distance and other data. The final step is to check the contact and bending strength of gear and shaft stiffness and strength.Eventually after all the date are obtained ,we need to to use graphics software finish the detail drawing and assembly di

5、agram.Key words: Truck transmission; Components. Design parameters; Check;IV 目录摘 要IIIAbstractIV1 绪 论11.1 课题研究背景11.2 3吨载重跃进货车设计综述12 传动系方案的确定22.1 变速器的选取22.2 中间轴五挡手动变速器构造分析23 零部件结构方案设计63.1 齿轮的确定63.2 换挡结构形式选择63.3 轴承的选取63.4 操纵机构选择73.5 同步器的选择84 主要参数的选择与计算144.1 确定最大、最小传动比144.2 确定轴向尺寸154.3 挡位数的确定154.4 中心距的确

6、定154.5 轴的直径确定164.6 齿轮参数选择165 设计合理性校核225.1 齿轮材料的选择原则225.2 变速器齿轮弯曲强度校核225.3 轮齿接触应力校核265.4 轴设计计算276 结论35参考文献36致 谢37III1 绪 论1.1 课题研究背景变速器在车辆的传动系中举足轻重，它是通过换挡来协调引擎转速与车轮实时行驶速度以实现发动机最佳性能的，它具有变速增扭、中断汽车传动、实现汽车倒行等功能。变速器在传动系中布置的是否恰当对车辆的动力性和燃油经济性等都有不可忽视的影响。同时变速器技术的发展也是衡量汽车设计程度的一项重要依据。近年来变速器的发展动向如下：节能与环保。如今节能环保是整

7、个时代的课题，在汽车领域，节能环保主要体现在传动系和发动机上，研发出零污染的燃料以及润滑油已经迫在眉睫。应用新型材料。材料工程学是当今科学界关注的新重点。新型材料在变速器中的应用不但能够使车辆技术得到提升，还可以完善车辆的性能。迄今为止，变速器的设计研发主要致力于在控制成本和体积的前提下，提高其性能、精度、效率以及使用年限等。1.2 3吨载重跃进货车设计综述本设计给出的参数有：尺寸参数：外形尺寸：65001960,20502275(mm)货箱尺寸：42301810,1900x370,420(mm)轴距：3600(mm)轮距：15841485(mm)接近角/离去角：25/16（度）最小离地间隙(

8、mm)485发动机参数：最大功率：75(kw) 排量：3856(ml)性能参数及其它参数：最高车速：90(km/h) 轴数：2钢板弹簧片数(前/后)：8/9+3 轮胎规格：7.00-16为保证变速器工作优良，在设计中提出的要求如下：(1)选取合适的变速器挡数和传动比，尽量满足其能与引擎的参数和主减速比达到最优匹配。(2)设计空挡和倒挡，使得在需要的情况下能将引擎与驱动轮长期分离，使车辆可倒退行驶。(3)可以简易、精准、快速、省力操纵，以便缩短加速时间，提高汽车动力性能。(4)工作稳定，在车辆行使期间中不能有跳挡、乱挡和冲击等情况产生，需要时应设置动力输出机构。372 传动系方案的确定2.1 变

9、速器的选取变速器按操纵方式大致分为手动操作和自动操作两类，本设计设计的是前者。手动操作的变速器很普遍驾驶员可以随心所欲的换挡，使用它的好处体现在：其技术最早被研发出来，并且时至今日仍然被广泛使用，没有被淘汰掉，并且技术日益精进，已然发展的非常纯熟，由此可窥见其稳定性和可靠性。纵观变速器市场不难发现，手动挡比自动挡性价比更高，构造也更简单，所以当需要维修时，拆装更方便，而且问题部件也一目了然。驾驶过程中的主观意志性能给司机提供操作乐趣。按传动比改变方式的不同，我们将变速器分为三种，第一种是无级式，因其传动比可在规定区域内做无限多级变化而得名；第二种是综合式，它由液力变矩器和有级变速器构成，被普遍

10、使用；第三种就是我们选取的有级式，它是这三种中使用率最高的，它通过齿轮传动，有许多定值传动比。其传动比在区间内作无级变化。本设计选用的是有极式，因为其结构简单，造价廉价。有极式变速器有固定轴式和旋转轴式两种，我们通常选用前者。固定轴式又主要分为由一对齿轮变速的两轴式和由两对齿轮变速的三轴式手动变速器。其中，两轴式用在引擎后置且后轮驱动或者引擎前置前轮驱动的轿车上。中间轴式用于后轮驱动，引擎前置的轿车以及中、轻型货车上，所以三吨载重货车选用中间轴式。中间轴式变速器动力传输方案都有相同点：第一、第二轴中心线重合，中间轴在它们下方，所以第一，第二轴的各挡齿轮与中间轴对应的齿轮互相啮合。四挡直接挡就是

11、将输入、输出轴直接连接起来传输扭矩的。当挂到四挡时，变速器的齿轮、轴承和中间轴均不承载负荷，但输入、输出轴仍传递扭矩，所以转矩经直接由输入、输出轴输出。此时变速器的传动效率能达到百分之九十几，且噪声低。由于直接挡的使用频率最高，其齿轮和轴承的损耗还少，可以延长变速器的使用期限，这也是中间轴式突出的优势；它另一个优势在于，除直接挡外的前进挡在工作时，动力需要依次通过放置在输入、输出轴和中间轴上的两对齿轮进行传输，所以即使中间轴与输出轴间中心距较小，依旧能够获得较大的一挡传动比。常啮合齿轮传动不受挡位高低限制；大多数情况下一挡之外的挡位和小部分一挡的换挡机构，都选取同步器或啮合套换挡，且大多安装在

12、第二轴上。三轴式还有一个明显缺点，当四挡之外的其他挡工作时，其传动效率会有些许下滑。当挡位数一致的时候，同是三轴式，区别它们的方法就是看它们的常啮合齿轮对数，换挡方法和到传动设计。 2.2 中间轴五挡手动变速器构造分析中间轴式五挡变速器是由五个前进挡和一个倒挡构成的，其中一、二、三挡为减速挡；四挡是直接挡，五挡为增速挡。2.2.1 传动机构布置方案分析 本设计使用的是引擎前置、后轮驱动的布局方法，参见下图，引擎产出的动力顺次通过图中的1、2、3，再传递到主减速器、差速器、半轴上，最终带动汽车行驶，如图2.1。变速器输出轴的前端通过轴承支承在引擎飞轮上,离合器的从动盘通常装置于输入轴的花键上,万

13、向节也是通过花键连接在输出轴的末端上的。使用斜齿轮传动的挡位，既能用同步器，又能用啮合套来换挡。但一旦出现，在同一个传动设计中，这两种换挡方式并存的状况，就必须将同步器放置在高挡，啮合套用在低挡。当三轴式变速器安装在前置后驱的小轿车上时，以使传动轴变短为目的，就需要使输出轴变长，超出段装设于附加的壳体内，同时为了使箱体主体部分体积变小并且使中间轴和输出轴的刚度变高，需要在附加壳体内放置倒挡传动齿轮和换挡机构。2.2.2 倒挡布置方案倒挡相对于其他的挡位来说，使用频率比较低,且都是在车辆停止状态下使用,所以大部分设计使用的都为直齿滑动齿轮方式。为实现倒挡传动的目标，我们可以使用两种方式。第一种是

14、在中间轴与输出轴的齿轮传输路径中添加一个中间传动齿轮，如下图(a)方案所示。第二种方案是使用两个联体齿轮。第一种方法的结构比较简单，不过添加的的轮齿在不良影响最大的正、负交替变换的弯曲应力下运转，通常用于乘用车或轻型货车的四挡变速器中；另一种则运转在良好的单向循环弯曲应力下，且可让倒挡传动比略增。仅有少量的变速器使用构造复杂，高花费的啮合套或同步器换倒挡。图2.2所示为经常使用的的倒挡设计方案。图2.2(b)设计的好处在于使用中间轴一挡齿轮来挂倒挡，中间轴的长度变短了，箱体尺寸也会相应减小；缺点是换挡时有两对齿轮都要进入啮合，换挡过于麻烦，某些四挡的轻型货车用此方案；图2.2(c)设计的优点是

15、其倒挡传动比相对而言很大，不足之处是换挡方式不尽如人意；图2.2(d)设计对c的不足之处做出了弥补，目前已经代替了c，通常在货车变速器中使用；图2.2(e)设计是增长中间轴上一挡和倒挡齿轮齿宽，并将其做成一体，且此设计通常用于所有齿轮都为斜齿圆柱的齿轮，优点是换挡操作很轻省。图2.2（f）设计普遍的使用情况以及优点和e均一致；从充分利用空间，缩减轴长的角度思考，有些货车倒挡传动采用2.2（g）设计，问题主要在于比其他设计多了拨叉轴，使得箱体内的构造变得更加复杂。一般c、d、e、f、g五种方案适用于五挡变速器。图2.2 倒挡布置方案一挡和倒挡由于传动比大，齿轮运转时施加在其上的力也变大，这造成了轴上出现的挠度和转角较大，间接造成工作齿轮啮合不良，最大的影响在于齿轮损坏加剧、工作噪音变大。因此，为了改善上述不良状况，两轴和三轴式变速器的一挡以及倒挡，都应安装在距离轴的后支承近的地方，在放置齿轮时要依据由低到高的挡位次序，此种方法不仅让轴的装配变得简单而且还能确保刚性足够。由于倒挡并不常用，所以尽管倒挡和一挡的传动比差别并不大，有些方案还是把一挡安置在距离轴较近的支承处，然后再安置倒。这种方法带来的缺点体现在倒挡运作过程中齿轮损耗