变速器设计

目录

第1章绪论 (1)

1.1 问题的提出 (3)

1.2 国内外研究现状 (3)

1.2.1 变速器的主要类型及目前的使用情况 (3)

1.2.2 HMT的结构和性能特点分析 (5)

1.2.3从整体控制系统来看 (6)

1.2.4 从AMT和HMT换档操纵方式来看 (6)

1.3CVT的结构和性能特点分析 (7)

1.3.1 CVT的结构组成 (7)

1.3.2 CVT和HMT的比较 (7)

1.4本文研究的主要内容、目标与方法 (8)

第2章确定总成结构形式 (10)

2.1变速器类型的选择 (10)

2.2 对于零部件件结构方案的设计选型 (12)

2.2.1 变速箱传动轴的布置 (12)

2.2.2 轴上齿轮的选择和布置 (12)

2.2.3 变速箱的润滑与密封 (13)

第3章确定结构主要技术、性能参数 (14)

3.1规定的设计结构参数 (14)

3.2 变速器主参数的确定 (15)

3.2.1中心距a (15)

3.2.2齿轮模数m (16)

3.2.3齿轮宽度b (16)

3.2.4斜齿轮的螺旋角β (17)

3.2.5选配齿数Z (17)

3.3、变速器主参数的计算 (18)

3.3.1 总传动比i

(18)

∑

3.3.2分配传动比 (19)

3.3.3确定换向机构中前进档常啮合齿轮副的传动比

i (20)

F

3.3.4 各齿轮副的传动比 (21)

第4章传动件设计计算 (22)

4.1 齿轮副总齿数按下式计算 (22)

4.2 对齿轮的作用力的分析 (26)

4.3 齿轮的校核 (31)

4.3.1第一对齿轮的校核 (31)

4.3.2第二对齿轮的校核 (35)

第5章轴的设计计算 (39)

5.1轴的设计计算 (39)

5.1.1拟定输入轴齿轮为右旋 (39)

5.1.2 中间轴的设计计算 (43)

5.1.3 输出轴的设计计算 (44)

5.2轴承的选择及计算 (50)

5.2.1 输入轴上轴承的选择 (50)

5.2.2 中间轴上轴承的选择 (51)

5.2.3 输出轴上轴承的选择 (51)

5.3 连轴器的选择 (52)

5.3.1输入轴用联轴器的设计计算 (52)

5.4 变速器附件的选择 (53)

5.5 润滑与密封 (53)

设计总结 (55)

参考文献 (56)

第1章绪论

1.1 问题的提出

目前，用于推土机的手动变速器技术已经发展的很成熟了，各种形式的各种操作控制形式的手动变速器的出现，让驾驶员在换档方面得到了最大的简单化、易操纵化、可靠化、何安全化。推土机的工作特点要求变速器要具有多档位，作业时频繁地进行前进后退作业，所以其档位和倒档位数较多，即齿轮的传动机构较多，涉及到的啮合对数多。在设计计算时其计算工作量很大，而每对齿轮的设计过程基本相同，所以传统的人工设计已严重影响了其设计开发速度和设计质量。用计算机辅助完成计算过程，不仅可以减小计算误差，提高速度和质量，还可以形成供其它机种参考使用。所以本人在此就特别针对推土机变速器辅助计算系统开发这个问题进行初步的研究，力求通过我的研究分析，能够得出一种换档性能更好，可靠度更高的推土机变速器。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 变速器的主要类型及目前的使用情况

液力机械AT—HMT(Hydrodynamic Mechanical Transmission)广泛应用于轿车、公共汽车、重型车辆、商用车和工程车辆上，它是目前AT的主流。

机械式AT—AMT(Automated Mechanical Transmission)在通常机械式变速器基础上加上微机控制电液伺服操纵自动换档机构组成，目前它应用于部分低档轿车上和局部卡车和商用车上。

无级式AT—CVT(Continuously Variable Transmission)有以下几种形式：机械式：有不少形式，目前主要的是推块金属V型带式传动，在轿车上已开始批量试用。液压传动式(HST hydrostatic transmission)：在工程车辆和农业机械上已应用。虽本田公司最近开发了泵和马达制成一体的液压和机械双流传动的AT，用于微型多功能车上，但存在转速限制、效率、噪声、重量和尺寸等问题，在汽车上基本没有应用。电力式：用于电动汽车(EV electric vehicle)。

AMT的结构和性能特点分析

AMT是在普通人工换档机械式变速器基础上加上替代人工换档的电子控制操纵机构组成，此自动换档机构有人称为换档机械手。

AMT是在普通机械变速器上进行改造而成的，仅改变其中手动换挡操纵部分，生产制造继承性好，改造投入费用少，技术难度似乎不大，可以先局部自动化。例如：先离合器自动操纵、局部档位间实现自动操纵等，然后再实现全面自动化。这对资金缺乏、制造能力低、技术力量薄弱的我国汽车工业来说，具有一定的吸引力。已有几家国内单位进行了研究开发，取得了可喜的成绩。

AMT保留原来的机械变速器，因此其传动性能基本上和机械变速器相同。除了齿轮传动外，主要特点是具有以下两大机构：起步装置，带扭矩减振器的主离合器；换档装置，带同步器的换档啮合套。

这种纯机械传动，具有传动效率高，结构简单等优点，但是换档过程不可避免存在动力中断。只有一个结合元件脱开后，另一个结合元件才能结合的缺点，不能实现换档过程结合元件转换时的搭接控制。因此起步和换档必然不够平稳和冲击较大。同时机械传动很难阻隔发动机扭矩不均匀引起的震动。AMT车振动和噪声较大，乘坐舒适性差，对高级豪华车不太合适。

实际上，要搞高水平微机控制自动换档机构在技术上是很难的，除了需高水平的电液比例控制技术外，还要满足驾驶员的驾驶愿望和适应各种行驶工况来进行换档，另外换档过程是复杂的综合操纵过程，除了要操纵主离合器和变速器外，还涉及到发动机油门和制动操纵。从目前来看AMT还比较难达到这个水平，而且这套换档机械手系统的制造成本是不低的，AMT与HMT相比没有价格优势。另外AMT自动换档机构需要动力，因此或多或少也得降低传动效率。

基于以上分析，我们认为AMT适用于商用车和卡车，这些车档位较多，采用HMT困难，需要自动操纵，减轻驾驶员劳动，而且换档过程动力切断影响不大，对乘坐舒适性要求也不高。AMT也可用于低档轿车上，且不一定搞全自动，搞局部自动操纵和换档也可以，解决人工换档机械变速器起步换档操纵复杂、劳动强度大的问题，作为简化驾驶操纵的具体技术措施。