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1、哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘要 本课题是取材于汽车中比较实用的皮卡汽车，皮卡车在载货或在雨、雪路面上行驶时，动力强劲，越野性能出色。它既有轿车的操控性、舒适性，同时也有载货车的通过性和载货能力。目前，大部分驾校都使用皮卡作为教练车，教练车一般都有两套操纵机构，除常用的5+1档位外，还设有快慢档位，即学员练车使用低速范围的5+1档位，教练则使用高速的5+1档位。为了实现这种功能可以通过安装分动器、主减速器高低传动比变换和采用组合式变速器来实现。此设计通过采用组合式变速器来实现皮卡车高低档位的变换，同时也改善了汽车的动力性和燃油经济性。 本设计根据给定皮卡车的车型参数，来设计皮
2、卡车组合式变速系统，通过对组合式变速器的组合布置形式的分析和相关计算，尽量满足皮卡教练车对变速器的要求，包括各档位组合方案的确定、传动比的选择、齿轮参数的选择、二轴及中间轴的选择计算、轴承的选择等。关键词 组合式变速器；中间轴；锁环式同步器；齿轮；传动比Abstract This issue is taken from the car in comparison practical pickup truck, pickup in Laden or in rain, snow on roads, powerful, and excellent off-road performance.It ha
3、s both a cars handling, comfort, and also the adoption of a truck and cargo capacity.At present, most of the driver card using the skin, as on generally packaged on transmission, in order to provide safe and comfortable driving learning conditions, Deputy transmission consists of two stalls (high-sp
4、eed rail and low-speed gear).In short, in order to meet consumers pica various performance requirements, the performance requirements of the transmission is also higher. This subject according to given parameters pickup models to design pickup combined transmission system, through a combination of a
5、 combined transmission layout analysis and related terms, try to meet the Pickup on demand for transmission, including the combination of various stalls plan for, select, gear transmission ratio of the choice of parameters, the second axis and the selection and calculation of intermediate shaft, bea
6、ring selection, etc.Key words modular transmissionin;termediate shaft;lock ring Synchronizer; gear;transmission ratio目录摘要IAbstractII目录III第1章 绪论11.1 概述11.2 汽车变速器的类型21.2.1 手动变速器（MT）21.2.2 自动变速器（AT）31.2.3 手动/自动变速器（AMT）31.2.4 无级变速器4第2章 变速器结构方案的确定52.1 变速器传动形式的选择52.1.1 两轴式变速器52.1.2 三轴式变速器62.2 变速器传动机构布置方案7
7、2.3 多档变速器的组合方案82.3.1 倍档组合式机械变速器82.3.2 半档组合式变速器92.3.3 组合式多档变速器传动比的搭配方式112.4 倒档传动方案112.5 变速器主要零件结构的方案分析122.5.1 齿轮型式132.5.2 换档结构形式132.5.3 变速器轴承的选择14本章小结15第3章 变速器主要参数的选择163.1 挡数的选择163.2 传动比的确定173.2.1 最低档传动比计算173.2.2 其他各挡传动比初选183.3 中心距A的确定183.4 外形尺寸的初选193.5 变速器各齿轮基本参数的选择193.5.1 组合式变速器齿轮的设计准则193.5.2 模数203
8、.5.3 压力角213.5.4 螺旋角213.5.5 尺宽b233.6 各挡齿轮齿数的分配233.6.1 确定一档齿轮的齿数243.6.2 对中心距A进行修正253.6.3 确定常啮合齿轮的齿数253.6.4 二档齿数的确定263.6.5 其他档位齿轮齿数的确定263.6.6 倒档齿轮齿数的确定263.6.7 副变速器超速档常啮合齿轮齿数的确定273.7 变速器齿轮的变位28本章小结31第4章 齿轮与轴的设计与校核314.1 齿轮设计与计算314.1.1 齿轮材料的选择原则314.1.2 各轴转矩的计算324.1.3 齿轮强度的校核334.2.1 轴的工艺要求384.2.2 初选轴的直径384
9、.2.3 轴的强度验算40本章小结41第5章 同步器的设计425.1 同步器的结构425.2 同步环主要参数的确定43本章小结45结论46致谢47参考文献48附录1错误!未定义书签。附录2错误!未定义书签。-49-第1章 绪论1.1 概述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。变速器设有空挡，可在发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输出功能。1894年变速器由法国人路易斯.雷纳、本.哈特和
10、埃米尔.拉瓦索推广在汽车上使用，从此变速器在汽车上就得到广泛的运用。经过100多年的发展，汽车变速器的技术达到了空前的高度，尤其在近几十年，汽车工业在各个国家的高速发展，更加带动了变速器的进步。随着各个领域的科学技术的发展，在未来变速器主要发展方向： （1）节能与环境保护：研究高效率的传动副，来节约能源，采用零污染的工作介质或润滑油来避免环境污染，根据发动机的特性和行驶工况来设计变速器，使发动机工作在最佳状态，以保证汽车在最高传动效率和最低污染物排放区运行。 （2）应用新型材料：各种新材料的使用推动汽车技术的发展和性能的提高。 （3）高性能，低成本，微型化：对变速器进行机构创新的研究，探索变速
11、器的新类型；对传动副的材料和机理进行研究，提高寿命，减小质量；进行变速器的动力学特性和振动研究，以求提高特性，降低噪声；采用先进的制造技术提高变速器的性能和降低成本。 （4）智能化，集成化：根据发动机的特性和汽车的行驶工况，通过计算机智能控制，实现对变速器传动比的实时控制，使发动机工作在最佳状态。本次设计取材于汽车中比较实用的皮卡汽车，皮卡车在载货或在雨、雪路面上行驶时，动力强劲，越野性能出色。它既有轿车的操控性、舒适性，同时也有载货车的通过性和载货能力。此设计通过采用组合式变速器来满足驾校教练皮卡车对变速系统的要求，为了给学员提供安全舒适的驾驶学习条件，副变速器分两个档位（高速档和低速档）。
12、1.2 汽车变速器的类型1.2.1 手动变速器（MT）手动变速器采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。但是从目前市场的需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。以卡车为例，卡车用来运输，通
13、常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是
14、喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。1.2.2 自动变速器（AT）自动变速器利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。虽说自动变速汽车没有离合器，但自
15、动变速器中有很多离合器，这些离合器能随车速变化而自动分离或合闭，从而达到自动变速的目的。在中档车的市场上，自动变速器有着一片自己的天空。使用此类车型的用户希望在驾驶汽车的时候为了简便操作、降低驾驶疲劳，尽可能的享受高速驾驶时快乐的感觉。在高速公路上，这是个体现地非常完美。而且，以北京市来说，现在的交通状况不好，堵车是经常的事情，有时要不停地起步停步数次，司机如果使用手动档，则会反复地挂档摘档，操作十分烦琐，尤其对于新手来说更是苦不堪言。使用自动档，就不会这样麻烦了。在市场上，此类汽车销售状况还是不错的，尤其是对于女性朋友比较适合，通常女性朋友驾车时力求便捷。而我国要普及这种车型，关键要解决的是路况问题，现在的路况状况不均匀，难以发挥自动档汽车的优势。1.2.3 手动/自动变速器（AMT）其实通过对一些车友的了解，他们并不希望摒弃传统的手动变速器，而且在某些时候也需要自动的感觉。这样手动/自动变速器便由此诞生。这种变速器在德国保时捷车厂911车型上首先推出，称为Tiptronic，它可
