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1、_汽车工程系本科生海 南 大 学机电工程学院汽车理论课程作业（设计）题 目长运拖拉机的变速器设计TitleThe Design of CHANGYUN Tractor Transmission年级：2008级 专业：08交通运输（2）班 学生姓名： 栾庆熊 童 飞 梁 菲 赵小洋 沈娟娣学号：20080503B072 073 074 075 0762011年6月 日符 号 说 明 汽车总质量 kg 重力加速度 N/kg 道路最大阻力系数 驱动轮的滚动半径 mm 发动机最大扭矩 Nm 主减速比 汽车传动系的传动效率 一档传动比 汽车满载载荷 N 路面附着系数 第一轴与中间轴的中心距 mm 中间轴
2、与倒档轴的中心距 mm 第二轴与中间轴的中心距 mm 中心距系数 直齿轮模数 斜齿轮法向模数 齿轮压力角 斜齿轮螺旋角 齿轮宽度 mm 齿轮齿数 齿轮变位系数 齿轮弯曲应力 MPa 齿轮接触应力 MPa 齿轮所受圆周力 N 轴向力 N 径向力 N 计算载荷 Nm 应力集中系数 摩擦力影响系数 齿轮材料的弹性模量 MPa 重合度影响系数 主动齿轮节圆半径 mm 从动齿轮节圆半径 mm 主动齿轮节圆处的曲率半径 mm 从动齿轮节圆处的曲率半径 mm 扭转切应力 MPa 轴的抗扭截面系数 轴的材料的剪切弹性模量 MPa 轴截面的极惯性矩 垂直面内的挠度 mm 水平面内的挠度 mm摘 要 本文详细叙述
3、了QY1030T轻型载货汽车的设计过程。其中设计总则确定了此车的设计目标；整车的动力性、经济性、操纵稳定性等性能以及整车性能参数的叙述，说明了QY1030T轻型载货汽车的特点；各大总成的选择，整车动力性能的验算以及一些参数的计算，进一步说明了整车性能的优越性；在本书附录中，附有QY1030T动力性能计算程序流程图及程序代码。关键词：总体布置，动力性，经济性Abstract This paper described in details the course of the design in QY1030T.The rules of design give the targets of plan
4、ning, the description of the performance in power performance in the whole truck, economics of performance, performance of operation stable and the whole performance, express the characters of QY1030T. The choose of parts check of the performance in the whole truck and the computation of some parame
5、ter, show deeply the goodness of the whole trucks performance. This paper also shows the flow chart and the codes of the power performance calculation program in the appendixKeywords: 小四号、页码右对齐一级标题：黑体；其余：宋体目录目录符号说明摘要Abstract1 设计总则11.1 变速器的功用11.2 变速器的设计基本要求11.3 变速器结构方案的选择21.4 变速器主要参数的确定21.4.1 挡数和传动比2
6、1.4.2 中心距21.4.3 轴向尺寸51.4.4 齿轮参数5 1.5 变速器轴102 整车性能分析142.1 动力性分析142.2 燃油经济性分析16致谢18参考文献191 设计总则1.1 变速器的功用发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。为了发挥发动机的最佳性能，就必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器是能固定或分挡改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置。又称变速箱。它是汽车传动系中最主要的部件之一。 变速器的作用是： （1
7、） 在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。 由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。 （2） 实现倒车行驶 汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。 （3） 实现空档 当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时
8、松开离合器踏板离开驾驶员座位。 1.2 变速器的设计基本要求(1) 性能要求： 正确选择变速器的挡位;正确选择变速器的传动比;保证汽车有良好的动力性和经济性(2) 设置倒挡和空挡(3) 操纵简单、方便、迅速、省力，缩短换挡时间，提高加速性能和动力性能(4) 传动效率要高，尽可能设置直接挡(5) 变速器工作可靠、平稳、无噪声(6) 设置动力输出装置，需要时能进行功率输出(7) 制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长1.3 变速器结构方案的选择近年来，为了降低油耗，变速器的挡数有增加的趋势。目前，乘用车一般用45个挡位的变速器。本设计也采用5个挡位。此外，金鹿拖拉机为前置发动机后轮驱动，其变速器
9、采用三轴式。变速器的传动示意图：1.4 变速器主要参数的确定1.4.1 挡数和传动比选择最低挡传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动轮的滚动半径等来综合考虑、确定。（1）根据汽车最大爬坡度确定汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。根据题目中的参数：，,，其中可以取，取得最大值，式中： 车轮的滚动半径，m；变速器最高档传动比。发动机最大的功率和相应的转矩：故有 则由最大爬坡度要求的变速器1档传动比为 =6.6 式中汽车总质量；重力加速度；道路阻力系数；最大爬坡要求；驱动车轮的滚动半径；发动机
10、最大转矩； 主传动比；汽车传动系的传动效率。（2）根据驱动车轮与路面的附着条件确定 =9.55 式中汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷；即：根据计算结果我们可以取7.5。变速器的1档传动比应根据上述条件确定。变速器的最高档一般为直接档，有时用超速档。中间档的传动比理论上按公比为 （其中n为档位数）的几何级数排列，实际上与理论值略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些，另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。 则，其它的传动比计算如下： ，=1.65，=2.72，=4.49，1.4.2 中心距 中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响，所选的中心距应能保证齿轮的强度。三轴式变速器的中心距A
11、（mm）可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选：mm式中中心距系数。对轿车取8.99.3；对货车取8.69.6；对拖拉机的多档主变速器，取9.511；变速器处于1档时的输出转矩，；发动机最大转矩，Nm；变速器的1档传动比；变速器的传动效率，取0.95。1.4.3 轴向尺寸变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸3.03.4A。货车变速器壳体的轴向尺寸与档数有关：四档(2.22.7)A五档(2.73.0)A六档(3.23.5)A当变速器选用常啮合齿轮对数和同步器多时，中心距系数KA应取给出系数的上限。本次设计采用5+1手动挡
12、变速器，变速器壳体的轴向尺寸可初步为：，可以取235mm做为参考值。变速器壳体的最终轴向尺寸应由变速器总图的结构尺寸链确定。1.4.4 齿轮参数（1）齿轮模数 齿轮模数由轮齿的弯曲疲劳强度或最大载荷作用下的静强度所决定。选择模数时应考虑到当增大齿宽而减小模数时将降低变速器的噪声，而为了减小变速器的质量，则应增大模数并减小齿宽和中心距。对拖拉机则应重视减小质量。根据圆柱齿轮强度的简化计算方法，可列出齿轮模数m与弯曲应力之间有如下关系： 直齿轮模数 式中计算载荷，Nmm；应力集中系数，直齿齿轮取1.65；摩擦力影响系数，主动齿轮取1.1，被动齿轮取0.9；齿轮齿数；齿宽系数，直齿齿轮取4.47.0；齿形系数。齿高系数相同、节点
