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1、汽车五档变速器结构设计答辩人: 指导老师: 专 业:机械设计制造及其自动化专业 班 级:2011年6月16日论文框架研究背景课题方向研究内容论文结论12341研究背景u 随着经济和科学技术的不断的发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业。如何设计出经济实惠、性能优良的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还一定的差距，所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。u 毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计，我将进一步巩固所学的知识，提高实际运用能力，并为以后参加工作打下良好的基础。12
2、课题方向u 本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。通过合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用，从而提高汽车动力性和经济性。23研究内容作品展示齿轮和轴的设计与校核变速器参数的选择传动方案的确定换挡原理与动力传递34三轴变速箱的简单模型如下：换挡原理与动力传递5换挡原理与动力传递输入轴(绿色)带动中间轴(红色)，中间轴带动 右边 的齿轮(蓝色)，齿轮通过套筒和花键轴相连，传递 能量至驱动轴 上。在这同时，左边的齿轮(蓝色)也 在旋转，但由于没有和套筒啮合，所以它不对花键轴 产生影响。6传动方案的确定7最终传动方案： 1档：一轴12中间轴1099、11间同步器二轴输出 2
3、档：一轴12中间轴875、7间同步器二轴输出 3档：一轴12中间轴655、7间同步器二轴输出 4档：为直接档，即一轴11、3间同步器二轴输出 5档：一轴12中间轴431、3间同步器二轴输出 倒档：一轴12中间轴1213119、11间同步器二轴输出传动方案的确定8u 档位数和传动比本设计按常规采用5个档位的变速器。最低档传动比，根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、最低稳定车速及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。超速档的的传动比一般为0.70.8，本设计取0.75。中间档的传动比理论上为等比数列，再根据实际合理调整。u 中心距三轴式变速器的中心距A，可据经验公式： 进行初选。对轿
4、车中心距系数取KA=8.99.3；变速器处于一档时的输出扭矩TI max=Te max igI =628.3Nm故可得出初始中心距A=77.08mm变速器参数的选择9u齿轮模数 据公式 选取齿轮模数，其中 可求得第一轴常啮合斜齿轮的法向模数mn=2.5。 一档直齿轮的模数据公式 计算得m=3。u齿形、压力角、螺旋角和齿宽b 为加大重合度和降低噪声取小些，在本设计中齿轮 压力角取20,啮合套或同步器取30。 通常根据齿轮模数的大小来选定齿宽：直齿 b=(4.58.0)m mm 本设计取20mm斜齿 b=(6.08.5)m mm 本设计取20mmu齿轮的变位系数 变位系数根据公式 确定。式中Z 为
5、要变位的齿轮齿数。变速器参数的选择10u 变速器齿轮的许用接触应力u 通过计算可以得出各档齿轮的接触应力分别如下：一档：=1998.61MPa；二档：=1325.17MPa；三档：=1233.1MPa； 四档：=1208.5MPa；五档：=1015.78MPa；倒档：=1904.32MPau 汽车变速器齿轮用低碳合金钢制造，采用剃齿或齿轮精加工，齿轮表面采用渗碳淬火热处理工艺，齿轮精度不低于7级。对照上表可知，所设计变速器齿轮的接触应力符合要求。齿轮和轴的设计与校核11齿轮渗碳齿轮液体碳氮共渗齿轮一档和倒档190020009501000常啮合齿轮和高档13001400650700u第一轴通常和
6、齿轮做成一体，前端支撑在飞轮内腔的轴承上，其轴径根据前轴承内径确定。第一轴长度由离合器的轴向尺寸确定，而花键尺寸应与离合器从动盘毂的内花键统一考虑。u中间轴分为旋转轴式和固定轴式。本设计采用的是旋转轴式传动方案。由于一档、二档和倒档齿轮较小，和中间轴做成一体，而高档齿轮则分别用键固定在轴上，以便齿轮磨损后更换。u变速器轴的确定和尺寸，主要依据结构布置上的要求并考虑加工工艺和装配工艺要求而定。在草图设计时，由齿轮、换档部件的工作位置和尺寸可初步确定轴的长度。而轴的直径可参考同类汽车变速器轴的尺寸选定。齿轮和轴的设计与校核12u第一轴的强度与刚度校核 因为第一轴在运转的过程中，所受的弯矩很小，可以
7、忽略 ，可以认为其只受扭矩。此中情况下，轴的扭矩强度条件 公式为其中P =95kw,n =5750r/min,d =24mm;代入上式得:由文献中查表可知 故 符合强度要求。 轴的扭转变形用每米长的扭转角来表示。其计算公式为：其中 , ;代人上式得： 对于一般传动轴可取 ;故也符合刚度要求。齿轮和轴的设计与校核13u第二轴的强度与刚度校核u根据公式求出齿轮啮合的圆周力Ft=12466.7N、径向力Fr=4127.8N及轴向力Fa=7197.6N。作出危险截面受力图，并求出水平面和垂直面内轴所受的合力及合力矩。根据发动机输出扭矩和三档传动比求出轴所受的最大扭矩。进而求出危险截面所受的合成弯矩，最
8、终可求出轴应力=136.16MPa，在低档工作时=400MPa,因此有,符合强度度要求。u根据公式求出第二轴在垂直面内的挠度fc=0.13和水平面内的挠度fs=0.15,故轴的全挠度为 ，符合刚度要求。 齿轮和轴的设计与校核14作品展示15作品展示16作品展示17作品展示18二维装配图作品展示19作品展示20装配和爆炸动画作品展示21论文结论u 本次设计的变速器其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，结构简单，易于生产、使用和维修。变速器采用同步器挂挡，同时使用了结合套，虽然成本增加，但是操纵舒适度提高，噪声降低，齿轮传动更平稳。在设计中采用了比较开放的标准，因此，安全系数不高，这是本次设计的不理想之处。在以后的工作和学习中，我会继续学习和研究变速器技术，以求设计出更加合理的变速器。422致 谢u 首先，我要感谢王老师。从论文的选题到最终的定稿，王老师都给予了我悉心的指导和很多好的意见和建议。我之所以能很顺利地完成毕业设计任务，这与王老师的指导是分不开的，我再次表示衷心的感谢。u 我还要感谢我的同学及每位授课老师，与他们的交流使我受益颇多。每当遇到困难的时候，他们都会给予我极大关心和支持。23恳请各位评委老师多予指正
