轻型货车变速器设计
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摘要汽车变速器是汽车传动系统的主要变速机构,其结构性能对汽车的动力性能、燃油性能、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有影响。
通过研究汽车在地起步、爬坡、转弯、加速等行驶工况中变速器的挡位变化,进行变速器的各个部分设计,使发动机在最有利的工况范围内工作。
本设计根据给定的主要技术指标,选择东风EQ1092型汽车作为改进的原形,通过查阅文献和标准,还原该车变速器的设计过程。
本说明书首先对变速器传动机构的布置方案进行分析,阐述了传动机构的设计思路分析了换挡机构的选择原则,主要介绍了倒挡的布置方案。
然后,计算了机械式变速器主要参数,在不影响稳定工作状态的情况下,减小变速器的体积和质量,同类型结构设计采用同一尺寸,旨在改善加工性和经济性。
最后,选择同步器的类型,并对操作机构进行设计。
根据变速器的具体要求、结构特点等方面综合考虑,采用简单可行的设计方法, 有效地提高变速器的换档能力,使设计出来的变速器能满足车辆高动力性和高经济性的要求。
关键词:变速器;轻型货车;三轴五挡;机械式;设计ABSTRACTAuto transmission is the main auto transmission system, the structure performance gear mechanisms for car dynamic performance, fuel performance, reliability and shift anipulated portability, transmission and steadiness and efficiency are having an impact. Through the research to start, climbing a car in turning, accelerate, such as in the running mode,transmission shift transmission changes each part of the design, make the engine at the most favorable conditions range work.This design according to the given its main technical indices, choose EQ1092 type of dongfeng automobile as improved to archetype, through the literature and standard, restore the vehicle transmission design process.This manual transmission transmission's first to analyze layout, this paper expounds the design idea of driving mechanism analyzed the choosing principle, shift agencies mainly introduced the reverse gear arranging scheme.Then, the calculation of the mechanical transmission main parameters, in does not affect the steady working state by reducing the volume and quality, transmission with type structure design USES the same size, aims to improve workability and economy.Finally, choose the type and synchronizer designed for operators. According to the specific requirements of the gearbox, structural features, and other comprehensive consideration, using simple and feasible design methods, effectively improve the transmission shifting ability, make designed can meet vehicle transmission of high performance and fuel economy of high requirements.Keywords:Transmission;Bachelor’s Degree;Oart; Triaxial five block; Mechanical; Design目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1概述选题的背景目的及意义 (1)1.2 国内外研究状况 (1)1.3 选题的研究设想研究方法 (2)1.4 设计的主要内容 (2)1.5 预期结果和意义 (3)第2章总体方案设计 (4)2.1 任务书给定的参数 (4)2.2 设计应满足的基本要求 (4)2.3 变速器的类型选择 (5)2.4 变速器传动机构的分析 (5)2.4.1 换档机构的选择 (5)2.4.2倒档布置方案 (6)2.5 设计方案 (7)2.6 本章小结 (7)第3章变速器设计计算 (8)3.1轴的直径 (8)3.2 传动比范围 (8)3.3 变速器轴承 (9)3.4 中心距 (10)3.5 外形尺寸 (10)3.6 齿轮参数 (11)3.6.1 模数的选取 (11)3.6.2 压力角 (11)3.6.3 螺旋角 (11)3.6.4 齿宽 (12)3.7 各挡齿轮齿数的分配 (12)3.7.1 确定一挡齿轮的齿数 (13)3.7.2 对中心距进行修正 (13)3.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (15)3.7.4 确定其他各挡的齿数 (17)3.7.5 确定倒挡直齿齿轮齿数 (22)3.8本章小结 (23)第4章齿轮的校核 (24)4.1 齿轮的损坏形式 (24)4.2计算各轴的转矩 (24)4.3 齿轮强度计算 (25)4.3.1 倒档直齿轮弯曲应力 (25)4.3.2 斜齿轮弯曲应力 (26)4.3.3 轮齿接触应力 (27)4.4 本章小结 (30)第5章变速器轴和轴承的设计计算 (31)5.1初选变速器轴的轴长 (31)5.2 轴的结构设计 (31)5.3 变速器轴的强度计算 (32)5.3.1齿轮和轴上的受力计 (32)5.3.2 轴的强度计算 (32)5.3.3 轴的刚度计算 (37)5.4 变速器轴承的选择和校核 (40)5.4.1 第一轴轴承的选择和校核 (40)5.4.2 第二轴轴承的选择和校核 (42)5.4.3 中间轴轴承的选择和校核 (42)5.5 本章小结 (42)第6章同步器和操纵机构的选择 (43)6.1 锁销式同步器 (43)6.1.1 锁销式同步器结构 (43)6.1.2 锁销式同步器工作原理 (44)6.2 锁环式同步器 (44)6.2.1 锁环式同步器结构 (44)6.2.2 锁环式同步器工作原理 (45)6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (46)6.3 变速器操纵机构 (47)6.3.1 直接操纵手动换挡变速器 (48)6.3.2 远距离操纵手动换挡变速器 (48)6.4 本章小结 (48)结论 (49)致谢 (50)参考文献 (51)附录外文文献 (52)附录外文文献翻译 (55)第1章绪论1.1 概述选题的背景、目的及意义汽车上所应用的发动机具有转矩变化范围小、转速高的特点,这与汽车实际的行驶状况是不相适应的。
如果没有变速器而直接将发动机与驱动桥连接在一起,首先由于发动机的转矩小,不能克服汽车的行驶阻力,使汽车根本无法起步;其次假使汽车行驶起来,也会由于车速太高而不实用,甚至无法驾控。
所以必须改造发动机的转矩、转速特性,使发动机的转矩增大、转速下降以适应汽车实际行驶的要求。
因此就出现了车用变速箱和主减速器。
它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍,同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。
设计档位不同的变速器,能让汽车在条件良好的平直路面上的高速行驶,在路面不平和有较大坡度时输出较大的扭矩。
从经济性出发,驾驶员可以根据具体情况,选择变速箱的某一挡位,来减少燃油的消耗。
从改变行驶方向上,发动机的旋转方向从前往后看为顺时针方向,且是不能改变,在某些情况下,设置了倒档变速器的汽车还能倒向行驶。
另外,在发动机起动和怠速运转、变速器换档、汽车滑行和暂时停车等情况下,都需要中断发动机的动力传动,变速器中设有的空档能实现这些功能。
“十一五”期间,汽车工业发展迅猛,年产量由571万辆上升到1826万辆,私人汽车保有量由2365万辆上升到6539万辆,中国已成为世界最大的汽车生产和消费国之一。
汽车作为一个在方方面面影响居民生产、生活的用品,它的动力性、经济性、通过性、操纵方式等任何一项突破都会对整个行业产生巨大的影响。
作为车辆工程专业的本科学生,选择变速器进行设计,在设计过程中会复习所学的专业课程、了解大量的专业知识,设计方案具有足够的复杂程度,同时在生产有可行性。
1.2 国内外研究状况现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。
现在市场上流行的变速器种类:1)双离合变速器(Dual Clutch Transmission),基于手动变速器而又不是自动变速器,除了拥有手动变速器的灵活性及自动变速器的舒适性外,还能提供无间断的动力输出。
DCT的核心技术仅掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。
基于DCT技术的各公司不同变速器:大众 DSG (Direct Shift Gearbox) ,奥迪 S Tronic,宝马 M DKG (Doppel Kuppling Getriebe, M Double Clutch gearbox) ,福特、沃尔沃Powershift,保时捷PDK (Porsche Doppelkupplungsgetribe),三菱Twin Clutch SST。
2)电控机械式自动变速器(Automated Mechanical Transmission),是在原有齿轮式机械变速器的基础上加装电脑控制系统,对油门、离合器、变速杆的控制均采用了电动机驱动或液压驱动的执行机构,从而实现选挡、换挡的自动化控制,使汽车成为自动变速的汽车。