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1、 .聊城大学东昌学院 本科生毕业论文（设计）题目：轻型货车中间轴五档 变速器的设计 专业代码： 080251 作者姓名： 学号： 单位： 聊城大学东昌学院 指导教师： 2014年5月20日Word 资料原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得聊城大学东昌学院或其他教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人承担本声明的相应责任。学位论文作者签名：日期 指 导 教 师 签 名： 日期 Word 资料 .目 录前
2、 言11.本课题研究现状和发展概况12.机械式变速器设计22.1 变速器设计基本方案22.2 变速器传动机构布置方案33.变速器主要参数选择与计算43.1 变速器主要参数选择43.2 传动比的确定53.2.1 最低档传动比计算53.2.2 其各档传动比确定53.3 变速器中心距的确定63.4 变速器轴向尺寸选择63.5 齿轮的参数选择63.5.1 模数63.5.2压力角73.5.3 螺旋角73.5.4齿宽b73.5.5齿顶高系数83.6 各档齿轮齿数分配83.6.1 最低档传动比计算83.6.2 对中心距A进行修正93.6.3 常啮合齿轮传动齿轮副的齿数确定93.6.4 二档齿数的确定93.6
3、.5 三档齿数的确定103.6.6四档齿数的确定113.6.7倒档齿数的确定114.齿轮与轴的设计计算124.1 齿轮的设计计算124.1.1齿轮材料的选择原则124.1.2 各轴的转矩计算124.1.3齿轮强度计算134.1.4 直齿倒档齿轮接触应力校核174.2 轴的设计与计算184.2.1 轴的工艺要求184.2.2 初选轴的直径184.2.3轴最小直径的确定194.2.4轴的强度计算214.2.5 变速器在一档工作时二轴和中间轴的刚度224.3 轴承的选择与校核234.3.1一轴轴承的选择与校核244.3.2中间轴轴承的选择与校核255.同步器及操纵机构设计265.1 同步器设计265
4、.1.1 同步器概述265.1.2 同步环主要参数的确定275.2 变速器的操纵机构28结 论28参考文献29致 谢30Word 资料 .摘 要变速器用来改变发动机传到驱轮上的转矩和转速，目的是在各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。本设计为轻型货车机械式变速器设计，发动机为前置后驱形式，故本变速器设计将采用五档中间轴式变速器形式。主要步骤主要有对传动机构方案确定，格挡位齿轮参数的选择，轴与轴承的选择与校核，同步器的设计等，为轻型货车设计了一个中间轴五档变速器。用CAD软件绘制了轻型货车五档中间轴变速器的零件图，
5、在绘图的同时，也累积了经验。关键词： 变速器；中间轴式五档变速器；传动机构；操纵机构Word 资料AbstractTransmission to change the engine torque and speed spread wheel drive, aimed at a variety of driving conditions, making the car get different traction and speed while the engine is working within the scope of the most favorable conditions. Tra
6、nsmission by the shift actuator and the steering mechanism. The design for light trucks mechanical transmission design, the engine is rear-drive form, the design of the transmission will be used in the form of five-speed gearbox intermediate shaft. The main steps of the main transmission mechanism i
7、s finalized, select the grid gear gear parameter selection and verification, design synchronizer shaft and bearings, etc. for light trucks designed a five-speed gearbox countershaft. LGV drawn five-speed countershaft transmission parts diagram using CAD software, in the drawing, but also accumulated
8、 experience. Keywords: transmission; countershaft type five-speed transmission; transmission mechanism; steering mechanismWord 资料轻型货车中间轴五档变速器的设计前 言进入90年代以来，随着科技的急速发展和市场竞争的日益加剧，汽车工业发生了根本性的变革，其组织生产方式从传统的大批量、少品种的刚性生产结构向着多品种、中小批量的柔性生产结构转变，以CAD/CAE/CAM为代表的现代汽车设计方法正逐步代替传统的设计方法。变速器除了要能满足一定的使用性能要求外，还要保证使其和汽
9、车能有很好的搭配适应性，同时可以提高汽车的动力性和经济性，保证发动机在有利的工况范围内工作提高汽车的使用寿命、降低能源消耗、减少汽车的使用噪声等。这就要求设计人员依据汽车的技术参数，合理的选择变速器的参数，使所设计的变速器能和整车具有很好的匹配性。1.本课题研究现状和发展概况从当前汽车变速器的市场和发展状况看, 全球的各大生产广商都对提高AT的性能和设计研制无级变速器CVT表现出浓厚兴趣, 汽车业界也非常重视CVT在汽车上的实用化进程。但因无级变速器技术难度很大, 发展相对较慢, 从而成为世界范围内的难题。目前汽车业安装较多的汽车变速器是手动变速器、电控液力自动变速器、金属带链式无级变速器、电
10、控机械式自动变速器、双离合器变速器及环形锥盘滚轮牵引式无级变速器等数种, 并具有各自优势, 但其中金属带式无级变速器潜力最大。ECT变扭器中的自动变速器油在快速运行中, 传动效率低且油耗大,同时还有构造复杂、材料要求高及维护难度大等较明显缺点。 变速器技术发展方向如下： （1）节能与环保。变速器的节能与环保既包括传动系本身的节能与环保，也包括发动机的节能与保护。因此探究高效率的传动结构来节能，使用无污染的工作介质或者润滑剂来减少环境污染，根据发动机的要求性能和行驶状况来设计变速器，使发动机工作在最佳状态，以保证汽车拥有较高的工作效率和较少的环境污染指数； （2）使用未来材料。材料科学是新兴的重
11、点科学，代表未来研究方向的技术。多种多样的新兴材料在变速器中的应用已经成功提高率了汽车变速器的性能和安全性。 （3）高性能、低成本、微型化。高性能、高效、精密、低噪声、长寿命、重量轻、体积小、低成本一直以来是变速器的发展方向；随着科技的发展和汽车工业的不断向前进步，汽车自动变速器会越来越多的得到使用。总之, 变速器是汽车中的重要装置之一, 随着汽车技术更新换代和市场需求，在向实现理想变速器发展过程中汽车变速器的性能将得到极大提高。变速器会应对市场要求向着传动效率高、操纵舒适、轻柔、低油耗、环保与低噪声方向发展, 随着中国经济的腾飞，中国汽车变速器市场的需求量将会越来越大。2.机械式变速器设计2
12、.1 变速器设计基本方案变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行驶能力2。变速器设有空档，可在发动机起动、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮工作。变速器在汽车底盘中具有很重要的作用，它的好坏直接决定汽车的使用寿命和经济性，因此变速器的设计必须满足以下要求：（1）变速器要有一定的工艺性和经济性；（2）设置空档，用来切断发动机的动力传输；（3）设置倒档，使汽车能倒退行驶；（4）设置动力输出装置；（5）换档快速、省力、方便；（6）工作稳定性
13、高。变速器无跳档、乱档及换档冲击等现象发生；（7）变速器应有高的工作效率；（8）变速器的工作噪声低。 除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。2.2 变速器传动机构布置方案(1)变速器类型的选择本设计为轻型货车机械式变速器设计，发动机为前置后驱形式，故本变速器设计将采用五档中间轴式变速器形式。 (2)倒档形式选择与前进挡比较，倒档使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒档，故多数方案均采用直齿滑动齿轮方式换倒档，本设计亦是如此。图1 倒挡布置方案 (3)齿轮型式选择变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种，倒档使用直齿圆柱齿轮，其他档位使用斜齿圆柱齿轮。(4
14、)轴的结构分析第一轴通常与齿轮做成一体，其长度决定于离合器总成的轴向尺寸。第一轴的花健尺寸与离合器从动盘毂的内花键统一考虑，目前一般都采用齿侧定心的矩形花健，键齿之间为动配合。第二轴制成阶梯式的以便于齿轮安装，从受力及合理利用材料来看，也是需要的。各截面尺寸不应相差悬殊，轴上供磨削用的砂轮越程槽处的应力集中会引起轴断裂。 (5)轴承型式变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承等。 第一轴常啮合齿轮的内腔尺寸足够时，可布置圆柱滚子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。 变速器第一轴、第二轴的后部轴承以及中间轴前、后轴承，按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。 滚针轴承、滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方。 变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小、宽度较宽因而容量大、可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧、装配麻烦、磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。 本设计中间轴选用圆锥滚子轴承，二轴左端采用滚针轴承，二轴右侧用圆锥滚子轴承，一轴用球轴承。 (6)换挡机构形式使用同步器或啮合套换挡，其换挡行程要比滑动齿轮换挡行程小。在滑动齿轮特别宽的情况下，这种差别就更为明显。3.变速器主要参数选择与计算本次设计是在已知主要整车参数的情况下进行设计，如表1所示。表1 CA1051K26L4整车主要技术参数
