汽车变速箱设计.doc

1、摘 要汽车的行驶状况很复杂，汽车的载货量,道路坡度，路面状况以及交通状况等都要求汽车的牵引力和车速具有较大的变化范围。这就是为什么汽车需要一套可以改变速度的变速系统的原因了。汽车变速器就是协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度，用来适应汽车各种运行状况的装置。汽车变速器主要分为机械手动变速器和自动变速器两大类。传统的变速器以手动式为主，价格低廉，至今仍有广泛应用。自动变速器操控性和安全性能比较好，是汽车变速器的发展主流。传统变速器设计周期较长，所以更新速度不是很快。不少公司都没有设立独立的变速器研发机构和生产机构。而是委托专门的变速器生产商生产，甚至直接购买通用的变速器产品。近几年来，计算机技术

2、的飞速发展带动了传统工业的蓬勃发展。在汽车行业，很多大型的计算机辅助软件，大大减少了产品的研发周期，降低了开发难度。关键词：汽车； 变速器； 设计ABSTRACTDesign summary of condition of vehicle auto transmission is complex, tabulation of cars, road slopes, road conditions and traffic conditions, and so requires traction and speed has a large range of cars. That is why the

3、 car needs a can change the speed of the speed-change system of reason. Auto transmission is to coordinate the engine speed and the actual speed of the wheels, to adapt to the working condition of vehicle unit. Automobile transmissions are divided into transmission and automatic transmission two kin

4、ds of Manipulator. Traditional transmission-manual-dominated, low price, still widely used. Automatic transmission operation and better safety, is the development of automotive transmission. Traditional transmission cycle is longer, so update speed is not very fast. Many companies does not establish

5、 independent of transmission research and development institutions and agencies. It commissioned a specialized manufacturer of transmissions, or even general transmission products for direct purchase. In recent years, the rapid development of computer technology has led the traditional industry to f

6、lourish. In the automotive industry, many large computer aided software significantly reduces product development cycles and reduce development difficulties. Keywords: Automotive；Transmission；Design目 录第一章 课题依据11.1课题依据11.2 任务要求1第二章 总体方案设计3第三章 变速器主要参数的确定43.1变速器档数及各党传动比:43.2 变速器齿轮参数确定53.3变速器圆柱齿轮的设计计算83

7、.4变速器齿轮强度要求与材料选择93.5 变速器轴的设计计算12第四章 零件强度校核134.1 变速器齿轮的强度计算134.2变速器轴的计算校核164.3变速器轴承选择17结束语18致 谢19参考文献20第一章 课题依据1.1课题依据变速器是发展时间比较早的机械类产品，但是却一直在革新，本次设计旨在培养学生的工程意识和设计能力，对产品的研发过程有个较全面地了解，对以后的工作也可以作为一次实践。1.2 任务要求1.2.1变速器设计所需汽车参数汽车总质量 4000kg轴距 2800mm总传动效率 0.82主减速比 5.833最高车速 90km/h最低稳定车速 12km/h最大爬坡角 36/100驱

8、动车轮 6.50-16（普通低压轮胎）发动机 直列四缸柴油机495Q最大功率 75ps/(3200r/min)最大扭矩 185n/m(2200r/min)1.2.2变速器的基本设计要求:保证汽车有必要的动力性和经济性。1） 设置空档，用来切断发动机的动力传输。2） 设置倒挡，使汽车能倒退行驶。3） 设置动力输出装置。4） 换档迅速，省力，方便。5） 工作可靠。1.2.3设计任务书1. 在进行课题调研和广泛阅读有关资料的基础上，熟悉汽车变速器的结构和工作原理。2. 在研究的基础上确定汽车变速器的主要参数。3. 完成主参数的设计计算并确定方案。4. 完成汽车变速器的工程图纸的绘制。5. 完成毕业论

9、文。6. 翻译外文资料。7. 撰写综述报告。8. 完成设计计算书的编写。第二章 总体方案设计传统的变速器采用手动操控，主要有两轴式和三轴式两种结构。两轴式变速器主要用于发动机前置前驱，后置后驱的汽车上。二三轴式的应用广泛，大部分汽车采用此种形式的变速器结构。与传统的三轴变速器相比，二轴式变速器由于省了中间轴，所以一般档位传动效率要高一些，可以有等于1的传动比，但仍要经过一堆齿轮传递动力，因此有功率损耗，任何一档的传动效率都不如三轴变速器直接档的传动效率高。三轴式变速器可将输入轴与输出轴直接连接，得到直接档，这种动力传动方式几乎没有功率损耗，且噪声小。很多小型轿车，尤其微型汽车采用两轴式变速器的

10、比较多。这样可以将变速器和传动器组成一体，使传动器的结构更紧凑，汽车得到较大的有效空间，便于汽车的整体布局。但是一般像前置后驱的车都采用三轴式变速器。目前汽车上的机械式变速器采用的换档结构主要形式有三种：滑动齿轮换档，啮合式换挡和同步器换档。由于设计主要目的在于培养我的工程意识及设计能力，通过与指导老师协商，决定涉及一个三轴式的具有四个前进档和一个倒档的机械滑移齿轮式变速器。第三章 变速器主要参数的确定3.1变速器档数及各党传动比:3.1.1根据最大怕坡度确定一挡传动比：汽车在最大上坡路面形势时，最大驱动力应能克服轮胎与路面间的滚动阻力即上坡阻力。由于汽车上坡时速度不高。可忽略空气阻力，这时，

11、FkmaxFt+Fimax其中，Fkmax 为最大驱动力，Ft为滚动阻力，Fimax为最大上坡阻力。Fkmax =Memaxi0i1/r,Ft =fmgcosamaxFimax =mgsinamin综合上面几式可得：Memaxi0i1/rfmgcosamax+mgsinamini (fmgcosamax+mgsinamin)r/（Memaxi0i1）=（0.011*cos cos19048,+sin19048,）*4000*9.8*0.3775/(185*5.833*0.82) =5.833.1.2根据驱动论与路面的附着力确定一档传动比汽车行驶时，为了使驱动轮不打滑，必须使驱动力小于驱动轮与路

12、面间的附着力，此条件可用下列不等式表示：Memaxi0i1/rN&其中为道路附着稀疏,计算时取0.5-0.6,N为驱动轮垂直反力：N=（acosa+hgsina）ma/L=(953*COS19048,+800* sin19048,)*4000*953/2800=228259.8IN&r/( Memaxi0i1)=53.55对于越野汽车，为了避免在松软路面上行驶，由于土壤受冲击剪切破坏而损失地面附着力，要满足在极低速度行驶。这里可以不予考虑，这样取较小值5.83。最高传动比一般取1，即直接档作为最高档，其他各档可以以公比确定：i4=imin;i3=i4q;i2=i3q;i1=imax其中q=(

13、imax / imin)-3=1.80计算可得：i4=1 i3=1.8 i2=3.24 i1=5.83因为齿轮齿数为整数，实际传动比与此计算值有出入。而且为了使发动机在各档时都在相同的转速范围内工作，靠近于高档的邻档公比应比靠近低档的微小。3.2 变速器齿轮参数确定3.2.1齿数的选择确定变速器齿轮齿数时，应考虑以下要求：1）尽量符合动力性，经济性等各档对传动比的要求；2）最少齿数不应产生根切。通常变速器中间轴一档齿轮是齿数最少的齿轮，此齿轮不应产生根切，而且根圆直径应大于轴直径；3）互相啮合的齿轮，齿数间不应有公因数，速度高的齿轮更应该注意；4）齿数多，可降低传动的噪音。3.2.2模数的选择

14、决定齿轮模数的因素很多，其中最主要的是载荷的大小。由于高档齿轮和低档齿轮载荷不同，故高档齿轮和低档齿轮模数不应相同。一般汽车变速器通常是高档齿轮用一种模数，一档和倒档齿轮用另一种模数，其他档位齿轮模数介于两者之间。初选模数时，可以参考同类型的汽车齿轮模数确定。在理论上常希望低一档的Mn是高一档的Mn（1.101.15）倍，这样计算出的模数不标准也不实际，还应按国家标准和根据实际生产工艺来确定。根据GB/T1357-1987,并且乘用车总质量在1.8t到1.4t的货车去取用范围在2.03.5，选定各档齿轮模数均为：2.50。3.2.3中心矩的选择：中心距可根据对已有变速器的统计而得到的经验公式初选：A=KA*(TIMAX)-3其中为中心矩系数，对轿车，KA =8.99.3；对货车，KA =8.69.6；对多档主变速器，KA =9.511TIMAX是变速器处于1档的输出转矩TIMAX = TcMAX *i1*g=1035.408N.mA=KA*(TIMAX)-3=91.053mm,取A=92mm.3.2.4齿宽的选择齿轮宽度大，承载力高。但齿轮受载后，由于齿向误差及轴的挠度变形等原因，沿齿宽方向受力不均匀，因此齿宽不宜过大，一般齿宽可由下列公式初选:b=(4.