轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计方案
05-《福田轻卡设计手册》变速器总成选型
《福田轻卡设计手册》变速器总成选型及设计1.变速器总成概述1.1汽车变速器的作用及变速器的常用型式变速器的主要作用是增扭变速、倒向行驶、利用空档中断动力传递;变速器型式按其结构可分为手动换档变速器和自动换档变速器,轻卡中常用手动换档变速器。
变速器由传动机构和操纵机构组成。
传动机构分普通齿轮式变速器和组合式变速器(带分动器或副变速器),需要时,还可以在传动机构中加装动力输出器。
目前,轻卡汽车中的变速器传动机构为普通齿轮式。
变速器常用同步器传递动力。
变速器的操纵机构有直接操纵和远距离操纵两种。
上述有关变速器的常用原理请参阅《汽车构造》。
1.2变速器的主要技术参数1.2.1变速器的动力传递变速器的一轴与发动机的曲轴相联,动力由发动机的曲轴经一轴上的四档 齿轮传递到中间轴上的常啮合齿轮上(一级减速),中间轴上的其它档位齿轮分别与二轴上的其它各档齿轮啮合(二级减速,此时,各档齿轮分别空套在二轴上),当操纵机构将档位挂在某档位时,该档位齿轮与同步器中的齿毂(用花键与二轴相联)将动力输出到传动轴上。
有关变速器的传动示意图和同步器的结构请参阅《汽车构造》。
1.2.2变速器的主要技术参数最大输入扭矩:变速器上的一轴承受发动机上的最大扭矩。
中心距:变速器上一轴与中间轴的距离;各档速比:各档位齿轮轮啮合后一轴与二轴的速度比。
一般来说变速器上的一档速比最大,五档速比最小,四档为直接档,速比为1,各档速比的计算公式如下:in=中间轴常啮合齿轮齿数一轴上四档齿轮的齿数 ×二轴上n 档齿轮的齿数中间轴上n 档齿轮的齿数一级减速为一常数,其它各档位的速比通过中间轴和二轴齿轮的速比进行计算。
2.变速器总成选型原则2.1.扭矩值的确定变速器的扭矩>发动机扭矩一般来说选择变速器时,其扭矩应大于发动机扭矩2-10%,有时受到资源的局限,也有例外,如时代轻卡车型中云内4100发动机(扭矩201)选用的是长齿520变速箱(扭矩200),但在投放市场后,部分地区出现了变速器打齿现象,后来又开发了配5-25变速箱的山区型车型。
CA1040轻型货车三轴五档变速器设计
CA1040轻型货车三轴五档变速器设计毕业设计(论文)开题报告学生姓名潘雪松系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-5指导教师姓名孙远涛职称实验师从事专业车辆工程是否外聘□是□√否题目名称CA1040轻型货车机械式变速机设计一、课题研究现状、选题目的和意义研究现状: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、爬破、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,可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。
变速器设有倒挡,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。
变速器按传动比变化方式不同,变速器可分为有级式、无级式和综合式三种:有级式变速器应用最为广泛。
它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。
按所用轮系形式不同,有轴线固定式变速器和轴线旋转式变速器两种。
目前,轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3-5个前进挡和一个倒挡;在重型货车用的组合式变速器中,则有更多挡位。
所谓变速器挡数,均指前进挡位数。
无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化,常见的有电力式和液力式两种。
电力式变速器在传动系统中也有广泛采用的趋势需要全套设计请联系QQ1537693694,其边素传动部件为直流串励电动机。
液力式变速器的传动部件是液力变矩器。
综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器,其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化,目前应用较多。
汽车行驶的速度是不断变化的,这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多,这就是无级变速。
尽管传统的齿轮变速箱并不理想,但其以结构简单、效率高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。
在跨越了三个世纪的一百多年后的今天,汽车还没有使用上满意的无级变速箱。
这是汽车的无奈和缺憾。
但是,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力,各大汽车厂商对无级变速器表现了极大的热情,极度重视无级变速器在汽车领域的实用化进程。
轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计方案
轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计⽅案轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计⽬录第⼀章前⾔第⼆章轻型载货车主要参数的确定2.1质量参数的确定2.2发动机的选型第三章变速器的设计与计算3.1设计⽅案的确定3.1.1两轴式3.1.2三轴式3.1.3液⼒机械式3.1.4确定⽅案3.2零部件的结构分析3.3基本参数的确定3.3.1变速器的档位数和传动⽐3.3.2中⼼距3.3.3变速器的轴向尺⼨3.3.4齿轮参数3.3.5各档齿轮齿数的分配3.4齿轮的设计计算3.4.1⼏何尺⼨计算3.4.2齿轮的材料及热处理3.4.3齿轮的弯曲强度3.4.4齿轮的接触强度第⼀章前⾔本次设计的课题为轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计,该课题来源于结合⽣产实际。
本次课题研究的主要内容是:1.进⾏变速传动机构的设计<不包括同步器),完成标准件的选型。
2.完成强度计算。
3.对轴、齿轮等主要零件进⾏制造⼯艺分析。
4.对变速器装配⼯艺进⾏分析,包括装配顺序、轴承游隙调整、润滑等关于变速器的设计,⾸先要确定变速器的各档位的传动⽐和中⼼距,然后计算出齿轮参数以选择合适的齿轮并且对其进⾏校核,接着是初选变速器轴与轴承并且完成对轴和轴承的校核,最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。
本课题所设计出的变速器可以解决如下问题:a.正确选择变速器的档位数和传动⽐,使之与发动机参数匹配,以保证汽车具有良好的动⼒性与经济性;b.设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离;设置倒档使汽车可以倒退⾏驶;c.操纵简单、⽅便、迅速、省⼒;d.传动效率⾼,⼯作平稳、⽆噪声;e.体⼩、质轻、承载能⼒强,⼯作可靠;f.制造容易、成本低廉、维修⽅便、使⽤寿命长;g.贯彻零件标准化、部件通⽤化及总成系列化等设计要求,遵守有关标准规定。
第⼆章轻型载货车主要参数确定2.1 质量参数的确定商⽤货车的总质量m a由整备质量m0、载质量m e和驾驶员以及随⾏⼈员质量三部分组成,即m a=m0+m e+65n11>整车整备质量m0 由m a= m0+m e+65n1,得:m0=m a-(m e+65n1>=3720-(1750+65×2)=1840kg m0=1840kg2>质量系数ηm0 ηm0=m e/m0=1750/1840=0.951 ηm0=0.9512.2 发动机的选型根据已知数据对发动机最⼤功率进⾏估算,由公式:其中A≈B1H=1.414×2.023=2.8605m2代⼊数据,得:=1/0.90<3720×9.8×0.02×100/3600+0.9×2.8605×1003/71640)= 58.5kw参考数据,选⽤以下发动机,主要参数如下:第三章变速器的设计与计算3.1 设计⽅案的确定轻型载货车变速器⼀般选⽤机械式变速器,它采⽤齿轮传动,具有若⼲个定值传动⽐。
轻型货车变速器设计
轻型货车变速器设计一、引言轻型货车是一种用于运输轻型物品的货车,它具有较小的负载能力和较低的驾驶要求。
考虑到轻型货车的特点,变速器的设计需要兼顾经济性、可靠性和驾驶舒适性。
本文将探讨轻型货车变速器的设计原则、构造和优化,并总结设计的一些考虑因素。
二、设计原则1.经济性:轻型货车的主要用途是短距离、频繁的货物运输,因此变速器的设计应该以提高燃油经济性为目标。
这可以通过设计合理的齿轮比、减小传动损失和优化传动效率来实现。
2.可靠性:轻型货车通常在城市道路和乡村道路上行驶,所以变速器的设计需要考虑到不同路况和驾驶方式对变速器的影响。
合理的选材和结构设计能够提高变速器的可靠性,减少故障发生率。
3.驾驶舒适性:轻型货车通常在城市拥挤的交通环境下行驶,因此驾驶舒适性对于司机来说尤为重要。
变速器的设计应该尽量降低换档冲击和噪音,并提供平顺的动力输出。
三、构造设计1.手动变速器:手动变速器通常采用齿轮式机械传动,通过手动换档来改变传动比。
手动变速器由离合器、齿轮及相应的齿轮轴组成。
设计时需要考虑齿轮的强度、扭矩传递以及齿轮之间的换档平顺性。
同时,齿轮轴的支撑结构也需要进行合理设计,以提高变速器的可靠性。
2.自动变速器:自动变速器采用液力变矩器和行星齿轮机构来实现换档,其能够根据车速和负载自动选择最佳的传动比。
自动变速器的设计需要考虑液力变矩器的工作效率、换档速度以及行星齿轮机构的精确性和可靠性。
同时,变速器控制系统也是关键,它需要准确地感知驾驶员的需求并进行相应的换档操作。
四、优化设计为了进一步提高轻型货车变速器的性能1.轻量化设计:通过选用高强度轻量材料、优化结构设计和减少无效部件,可以降低变速器的重量,提高车辆的载重能力。
2.多档设计:增加变速器的档位数,可以提供更加细腻的传动比选择,以满足不同路况和驾驶需求。
3.电子控制:引入电子控制系统可以精确地监测车辆状态并进行智能化的换档控制,进一步提高驾驶舒适性和燃油经济性。
EQ5050五档手动变速器设计
学号101102073029毕业设计EQ5050 汽车五档变速器设计教学系:汽车工程系指导教师:甘泉专业班级:车辆工程1073班学生姓名:陈育怀2011年6月摘要本设计的题目是为中型载货汽车东风EQ5050设计变速器。
该变速器为五档变速器,其中包括五个前进档和一个倒档。
采用先进的整体式中间轴结构,三叉轴远距离操纵换档机构,使用锁销式同步器换档。
该变速箱结构紧凑,体积小,传动效率高,有较大的速比范围,具有很好的经济性和动力性。
设计说明书包括以下一些内容:1.绪论;2.结构方案论证及选择;3.变速器传动参数设计与计算,其中包括中心距、档位数,最大、最小传动比的确定,齿轮各参数的选择与计算,轴的直径的选择,最后还有精确的配齿;4.同步器设计理论及参数的确定;5.齿轮的强度校核,轴的强度和刚度校核,变速器中渐开线花键和半圆键的校核,轴承寿命的校核;6.变速器工艺性与经济性分析;7.列出本次设计的参考文献最后是对本次设计的感想和对指导教师的致谢。
关键词传动比;中心距;同步器;强度;刚度;寿命AbstractThis paper is mainly about the gearbox design for EQ5050. The gearbox includes 5forward gears of speed, and one reverse gear. It uses advanced intermediate axis of the overall structure, proposes three-pronged axle remote control shifting gears agencies, and its shift organization uses lock-ring synchronizer. The transmission is cohesive, small size, has high transmission efficiency and has a good fuel economy and power.This paper mainly consists of under mentioned chapters:1. Introduction;2.Model comparison and selection;3.Parameter selection and calculation, Including shaft distance,the number ofgears, the determine of the largest and smallest gear ratio, gear variousparameters choice and computation, axis diameter`s choice ,the finalallocation of accurate teeth and so on;4.Synchronizer design theory and and determination of parameters;5.Check the intension of gears; Check the intension and rigidity of axles; Checkthe intension of splines and woodruff keys; Check the lift-span of bearings;6.About the technical characteristics and economy properties of the gearbox;7.List all those references in the final design.And finally is the thanks to instructs teacher and the expressing to this design. Keywords gear ratio; shaft distance; synchronizer; intension; rigidity; lift-span目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论 (3)第 2 章方案论证 (4)2.1 变速器的选择 (4)2.1.1 两轴式变速器 (4)2.1.2 中间轴式变速器 (4)2.2 齿轮形式的选择 (4)2.3 换挡结构形式的选择 (5)2.3.1 直齿滑动齿轮换挡 (5)2.3.2 啮合套换挡 (5)2.3.3 同步器换挡 (5)2.3.4 倒挡形式的选择 (5)2.4 变速器结构方案简图 (5)2.5 具体细节零部件方案的确定 (6)2.5.1 同步器的选择 (6)2.5.2 轴承形式的选择 (6)2.5.3 变速器轴上零件的定位 (7)2.5.4 变速器的壳体 (7)2.6 变速器操纵机构的方案分析 (7)2.7 零部件结构方案分析 (8)第 3 章传动参数设计 (9)3.1 档位数选择 (9)3.2 最大传动比的确定 (9)3.3 最小传动比的确定 (9)3.4 确定各档传动比 (9)3.5 中心距的确定 (10)3.6 齿轮参数选择 (10)3.6.1 相关知识 (10)3.6.2 齿轮模数 (10)3.6.3 压力角 (10)3.6.4 斜齿轮的螺旋角 (11)3.6.5 齿轮宽度 (11)3.6.6 变位系数的选择 (11)3.6.7 各档齿轮的齿数分配 (12)3.6.8 齿轮几何尺寸的计算 (13)3.7 轴的直径选择 (13)第 4 章同步器参数的确定 (15)4.1 惯性式同步器的工作原理 (15)4.2 同步器理论分析 (15)4.3 转动惯量的计算 (16)第 5 章相关参数校核 (17)5.1 齿轮强度校核 (17)5.1.1 齿轮损坏的原因及形式 (17)5.1.2 齿轮弯曲强度校核 (17)5.1.3 齿轮接触强度校核: (19)5.2 轴和轴承的校核 (20)5.2.1 变速器轴的校核 (20)5.2.2 轴承的校核 (22)5.3 键的校核 (23)第 6 章工艺性与经济性分析 (24)6.1 工艺性与经济性特点 (24)6.2 典型零件的加工工艺 (24)参考文献25致谢26本设计的设计参数如下表:汽车型号:东风EQ5050 总质量: 5495外形尺寸:长/宽/高(mm) 5998/1900/2600 整备质量利用系数:1.22轴距(mm): 3300 乘员数/载质量:2/2270轮距(前/后)(mm): 1506/1466 最大功率(kw):70/3000最大爬坡度(%) : 28 最大转矩N.m:250/1200变速器:手动5档压缩比: 6.75整备质量(Kg):3225 最高车速(km/h):90轮胎:7.00-16 汽车布置方式:FR 排量L:5.42 汽缸数:6变速器用于改变发动机的转矩和转速,以适应汽车在起步,加速,行驶以及在克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力和车速的不同要求的需要。
(毕业设计)EQ1090载货汽车变速器设计说明书
摘要变速器是汽车的主要组成部分,其功能是改变传动比、改变驱动轮的扭矩和转动方向。
变速器能在发动机旋转方向不变的前提下,使汽车倒退行驶,而且利用挡位可以中断动力的传递。
所以变速器的结构设计的合理性直接影响到汽车动力性和经济性。
设计要求达到换挡迅速、省力、方便、有较高的工作效率、工作噪声低。
因此变速器在汽车中得到广泛应用。
本次设计的是东风EQ1090载货型汽车变速器。
它的布置方案采用三轴式5+1挡和锁销式同步器换挡,并对倒挡齿轮和拨叉进行合理布置,其中一轴和第二轴的轴线在同一直线上。
这种布置形式缩短了变速器轴向尺寸,在保证挡数不变的情况下,减少齿轮数目,从而使变速器结构更加紧凑。
首先利用已知参数确定各挡传动比,然后确定齿轮的模数、压力角、齿宽等参数。
由中心矩确定箱体的长度、高度和中间轴及二轴的轴径,然后对中间轴和各挡齿轮进行校核,并利用MATLAB软件对中间轴的校核进行编程,验证各部件选取的可靠性。
最后绘制装配图及零件图。
设计结论表明,变速器齿轮及各轴尺寸确定,各轴强度的校核满足设计要求,设计结构合理。
关键词:货车;变速器;设计;同步器Abstract.Gearbox is the key part of the automobile. It is used to change the transmission ratio, torque and running direction of the driving wheel. It can change the vehicle speed and tyre torque in a big scope, cut off the power transfer from the engine, and also provides a reverse traveling direction for the vehicle. Therefore, the reasonability of the structure design of a transmission gearbox directly affects the vehicle's dynamic performance. It is usually required shifting gears rapidly and conveniently, saving force, and having a higher working efficiency and low working noises.This thesis designed a manual transmission gearbox of theEQ1090ruck. A scheme of structure with three shafts, 5+1shifts and synchronizer adopted here, Combine to pour to block wheel gear and stir fork to carry on a reasonable decoration .where the first and second shafts were arranged in line. This kind of structure reduces the gearbox dimension in the axis direction, In assurance block to count under the constant circumstance, decrease wheel gear number. therefore makes the designed transmission gearbox more compact.Using the given basic parameters, it was firstly determined the transmission ratio of each shift, the shaft center distances, the gear modulus, the gear pressing angles and widths, and so on. And then the general dimension of the gearbox, including its length, width and height. The stresses of the intermediate shaft and the gears were validated by using both the calculator and a self-made MATLAB program. Finally,some engineering drawings were carried out.The calculated results show: the determined dimensions and stresses of the designed gears and shafts satisfied the design requirements; the adopted structure is reasonable.Key words: automobile;gearbox;design;synchronizer目录第1章绪论 (1)1.1变速器的简介 (1)1.2变速器的功用 (1)第2章变速器设计方案及论证 (3)2.1变速器的要求 (3)2.2变速器的设计方法论证 (3)第3章变速器设计方案论证 (5)3.1变速器基本参数的确定 (5)3.1.1轴的直径的初步确定 (5)3.2齿轮参数的设计 (6)第4章变速器各档齿轮的校核 (13)4.1齿轮弯曲应力的计算 (13)4.1.1二轴一倒挡直齿轮Z5校核 (13)4.1.2二轴二挡斜齿轮Z4校核 (14)4.1.4二轴三挡斜齿轮Z校核 (14)34.2齿轮接触应力计算 (15)4.2.1 二轴一挡直齿轮Z7校核 (16)4.2.2 二轴倒挡直齿轮Z校核 (16)104.2.3 二轴二挡斜齿轮Z校核 (16)54.2.4 二轴三挡斜齿轮Z校核 (17)3第五章变速器第二轴的校核 (18)5.1轴的直径的初步确定 (18)5.2变速器轴的校核 (18)5.2.1第二轴的刚度校核 (19)5.2.2第二轴的强度校核 (21)第6章同步器的设计 (23)6.1同步器的功用 (23)6.2同步器的种类 (23)6.3同步器的参数的确定 (24)6.3.1摩擦因数 (24)6.3.2同步环主要尺寸确定 (24)第7章变速器操纵机构 (26)7.1对变速器操纵机构的要求 (26)7.2直接操纵手动换挡变速器 (26)7.3远距离操纵手动换挡变速器 (27)7.4变速器自锁、互锁、倒挡锁装置 (27)7.4.1自锁装置 (27)7.4.2互锁锁装置 (28)7.4.3倒挡锁装置 (28)结论 ............................................................................................................... .29参考文献 . (30)致谢 (31)附录一程序编程 (32)1齿轮校核程序 (32)2轴的校核程序 (33)附录二专业外文及翻译 (36)第1章绪论1.1变速器的简介变速器是安装在汽车的发动机驱动车轮之间的速力变化装置. 它是用来改变发动机转速与驱动轮的转速的比例关系,以尽量满足各种特定驾驶条件. 目前,汽车上广泛采用活塞式内燃机,其转矩和转速变化范围小,而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。
车辆工程毕业设计60轻型货车三轴五档手动变速器结构设计
车辆工程毕业设计60轻型货车三轴五档手动变速器结构设计一、设计背景和目的:随着经济的发展和物流行业的进一步发展,轻型货车的需求量逐渐增加。
为了满足市场需求,设计一款适用于轻型货车的三轴五档手动变速器,提高货车的行驶效率和经济性。
二、设计内容和方法:1.设计三轴五档手动变速器的外形和结构。
2.确定每个齿轮的齿数、啮合角度和模数等参数,并计算各个齿轮的尺寸。
3.通过齿轮传动分析,确定每个齿轮的轴向载荷和承载能力。
4.根据传动比和发动机的扭矩曲线,确定每个档位的传动比和最大扭矩输出。
5.进行齿轮强度和齿面接触应力的强度计算,确保变速器的可靠性和寿命。
6.计算变速器的效率和传动损失,优化设计以提高能量利用率。
7.制定变速器的装配和测试方案,验证设计的合理性和可行性。
三、设计结果和意义:通过设计和优化,得到一款适用于轻型货车的三轴五档手动变速器。
该变速器具有以下特点:1.结构紧凑,适应轻型货车空间的限制。
2.档位合理,能够满足不同路况和负载条件下的运输需求。
3.齿轮传动效率高,传动损失小,提高了货车的行驶效率和经济性。
4.齿轮强度和齿面接触应力符合设计要求,保证了变速器的可靠性和寿命。
5.设计方案合理,装配和测试过程顺利,验证了设计的可行性和实用性。
该设计对于轻型货车的发展和提升具有重要意义。
通过合理的变速器设计,可以提高货车的行驶效率和经济性,降低运输成本,提高货车的竞争力。
同时,该设计还为轻型货车领域的研究提供了一个参考和借鉴。
四、结论:本设计设计了一款适用于轻型货车的三轴五档手动变速器,并经过计算和分析,验证了设计的合理性和可行性。
该设计将为轻型货车行业的发展和提升带来积极影响,并为相关领域的研究提供了一个借鉴和参考。
轻型货车中间轴五档变速器的设计
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:日期目录前言 (1)1.本课题研究现状和发展概况 (1)2.机械式变速器设计 (2)2.1 变速器设计基本方案 (2)2.2 变速器传动机构布置方案 (3)3.变速器主要参数选择与计算 (4)3.1 变速器主要参数选择 (4)3.2 传动比的确定 (5)3.2.1 最低档传动比计算 (5)3.2.2 其各档传动比确定 (5)3.3 变速器中心距的确定 (6)3.4 变速器轴向尺寸选择 (6)3.5 齿轮的参数选择 (6)3.5.1 模数 (6)3.5.2压力角α (7)3.5.3 螺旋角β (7)3.5.4齿宽b (7)3.5.5齿顶高系数 (8)3.6 各档齿轮齿数分配 (8)3.6.1 最低档传动比计算 (8)3.6.2 对中心距A进行修正 (9)3.6.3 常啮合齿轮传动齿轮副的齿数确定 (9)3.6.4 二档齿数的确定 (9)3.6.5 三档齿数的确定 (10)3.6.6四档齿数的确定 (11)3.6.7倒档齿数的确定 (11)4.齿轮与轴的设计计算 (12)4.1 齿轮的设计计算 (12)4.1.1齿轮材料的选择原则 (12)4.1.2 各轴的转矩计算 (12)4.1.3齿轮强度计算 (13)4.1.4 直齿倒档齿轮接触应力校核 (17)4.2 轴的设计与计算 (18)4.2.1 轴的工艺要求 (18)4.2.2 初选轴的直径 (18)4.2.3轴最小直径的确定 (19)4.2.4轴的强度计算 (21)4.2.5 变速器在一档工作时二轴和中间轴的刚度 (22)4.3 轴承的选择与校核 (23)4.3.1一轴轴承的选择与校核 (24)4.3.2中间轴轴承的选择与校核 (25)5.同步器及操纵机构设计 (26)5.1 同步器设计 (26)5.1.1 同步器概述 (26)5.1.2 同步环主要参数的确定 (27)5.2 变速器的操纵机构 (28)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)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。
轻型货车变速器设计
摘要汽车上广泛使用的活塞式发动机,其输出的转矩和转速的变换范围很小,而汽车在行驶时所遇到的复杂的道路条件和使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化,为此,在汽车的传动系中设置了变速器。
汽车变速器作为汽车传动系统中的重要部件,在动力传输过程中起到了降速增距、实现汽车倒向行驶、中断动力传输以等作用。
本设计为一个中间轴式四挡变速器,由于是二吨轻型货车采用,汽车最大速度要求不大,所以设计时取最大车速为100km/h,采用直接挡为最高挡,而不采用有超速挡的情况。
为了加工的简便,以及经济方面考虑,各挡齿轮的模数基本相同,这样就减少了加工时的成本。
在设计中,对发动机的选择,变速器的形式、结构以及倒挡布置,变速器齿轮的形式、材料以及各挡齿轮的基本参数确定进行了分析和选择。
在计算方面,对变速器齿轮、变速器轴与轴承及各主要部件进行了计算及强度校核,对轴承进行了寿命计算并对主要参数选择进行了分析和说明。
本设计还包括了汽车行业当前的变速器的发展状况。
在选取各种结构时,均从当前汽车行业中使用到的各种情况中考虑,选取的均是在条件允许下的最好的情况,体现了现代汽车的一个潮流。
关键词:变速器;齿轮;变速器轴;基本参数;强度校核AbstractPiston engine is widespread use on automobile, whose output torque and the rotational speed transformation scope is very small, but the automobile the driving influence and the vehicle speed can change in the quite great scope when automobile travel meets the complex path condition and the exploitation conditions request. So, has established the transmission gearbox in the automobile power transmission. The automobile transmission gearbox took in the automobile transmission system the important part, played the reduction of speed in the power transmission process to increase the distance, the realization automobile reverse travel, the interrupt power transmission by and so on the roles.This design is middle shaft-type 5 transmission gearboxes, because it is five ton heavy freight vehicle uses and the automobile maximum speed request is not big, therefore time design takes the maximum vehicle speed is 100km/t, uses the direct drive is the top gear, but does not use has the overdrive transmission situation. In order to process simple, as well as the economical aspect considered that, various grade of gear modulus basic same, like this reduced time the processing cost.In the design, I have carried on the analysis and the choice for the engine choice, the transmission gearbox form, the structure as well as the reverse gear arrangement, the gear form and the material of transmission gearbox, as well as basic parameter determined of various grade of gear. In the computation aspect, I have carried on the life computation to the bearing and have carried on the analysis and the explanation to the main parameter choice for the transmission gearbox gear, the transmission gearbox axis and the bearing and each major component has carried on the computation and the intensity examination. This design has also included the automobile profession current transmission gearbox development condition. When selects each kind of structure, uses from the current automobile profession to each kind of situation in considered that, the selection is under the condition permission best situation, has manifested a modern automobile tidal current.Key words: Transmission gearbox;Gear;Transmission gearbox axis;Basic parameter;Intensity examinati目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1.1 变速器的功用和要求 (1)第2章变速器的方案论证 (2)2.1 变速器类型选择及传动方案设计 (2)2.1.1 结构工艺性 (3)2.1.2 变速器的径向尺寸 (3)2.1.3 变速器齿轮的寿命 (3)2.1.4 变速器的传动效率 (3)2.2 变速器传动机构的分析 (2)2.2.1 换挡结构形式的选择 (3)2.2.2 换挡的形式及布置方案 (3)2.3 变速器操纵机构方案分析 (5)2.3.1 变速器操纵机构的作用 (5)2.3.2 变速器操纵机构应满足的要求 (5)2.3.3 换挡位置 (5)2.4 变速器传动方案的设计 (5)2.4.1 整车总布置 (3)2.4.2 驾驶员的使用习惯 (3)2.4.3 提高平均传动效率 (3)2.4.4 改善齿轮受载状况 (6)第3章变速器设计计算 (8)3.1 变速器主要参数的选择 (8)3.1.1 轴的直径................................................................................. 错误!未定义书签。
HGC1050轻型商用车三轴五档变速器设计
学生姓名 指导教师姓名 张露 苏清源 系部 职称 汽车与交通工程学 院 副教授 从事 专业 专业、班级 车辆工程 车辆工程 B07-2 班 是否外聘 □是■否
题目名称
一、课题研究现状、选题目的和意义 1.课题研究现状
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
HGC1050 轻型商用车变速器设计
汽车变速器作为汽车传动系统中的主要变速机构, 它的发展经历了 100 多年, 随着汽车技术日新 月异的发展, 汽车变速器技术的发展也发生了很大的变化。 它通过改变转速比, 从而改变传动扭矩比, 与发动机配合工作。鉴于变速器重要的变速功需要全套设计请联系 Q Q1537693694 需要全套设计请联 系 Q Q1537693694 能,其结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平 稳性与效率等都有直接的影响, 所以它也是影响整车性能的重要因素之一, 因此变速器的质量一直也 是汽车行业竞争的焦点,对变速器的研究开发也越来越显得举足轻重。 中国要成为汽车强国,首先要克服自主技术这块短板。而汽车的核心部分——动力总成,仍是国 内一直没有完全掌握的关键汽车零部件技术之一。在发动机发展了数十年之后,变速器,尤其是自动 变速器成为了制约国内动力总成技术发展的重要因素。 几乎所有的自主整车企业都在对自动变速器进行研发, 也有企业推出了产品, 但结构都比较简单, 技术很落后,换档平顺性和经济性都让人难以满意。以 AT(液力自动变速器)为例,国内汽车企业研 究时间较长的是 4 挡 AT,因为布置方案等技术困难,以及 AT 对生产设备和工艺控制的要求也是难 以具备的, 至今尚做不出成熟产品。 这些因素同样体现在构造特殊的 CVT(机械无级自动变速器)上面。 而对于 AMT(电控机械自动变速器)、DCT(双离合变速器),最大的技术难点是在于软体发展和控制。 在制造方面,部分可以延续手动变速器的齿轴生产设备,但加工精度仍需要大幅提高。目前国内,自 动变速箱基本依靠国际厂商提供产品或者技术, 市场竞争还处在手动变速器和自动变速器之间, 中国 的变速箱发展同国际水平差距很大,尚处在初级阶段。国内手动变速器的技术在国际上也较为落后, 虽然目前大部分厂商都拥有生产手动变速器的设备和能力, 但普遍以 5 档手动变速箱为主, 对于 5 档 以上的产品, 还得借助一些国外技术进行研究, 并且生产出来的产品或多或少还存在齿轮敲击啸叫噪 音、换档性能低下等问题。可以说,目前国内的手动变速器在制造或研发方面处于尚未成熟的阶段。 从国际变速器市场看, 不同区域的变速器装配情况也不一样。 几年前出现的双离合变速器 (DCT) , 结合了手动变速器的燃油经济性、 运动性和自动变速器的方便舒适性。 世界范围内在对其进行大规模 研究和制造,北美已经开始在注重舒适性的同时,寻求可以降低油耗的方案,DCT 便是很好解决方 案之一,而且 4 挡 AT 已经成为落后技术,其将被 6 挡 AT 或者是更多档位的 AT 或者是 DCT 代替;
轻型货车中间轴式五挡变速器设计
工有一定难度。从零件的尺寸和形状位置要求来看主要保证工件的表面粗糙度。
对于端面及齿面的加工,采用数控车床进行粗车和精车可以达到加工要求;
粗糙度要求较高的加工表面在粗车和精车之后通过精磨达到最终加工要求;
内孔的光洁度及尺寸公差要求均较高,可以用先粗车,后精车,最后精磨,从而达到加工要求;
最后采用强力喷丸机及电镀磷化处理提高工件的使用性能及耐磨性。
1.7检验说明
在直接档齿轮的加工过程中,要进行如下的检验:齿坯加工后的检验,热处理后的检验和最终检验。前两项为中间检验,是针对各加工项目进行的;最终检验是作全面的检查。为了保证检验准确,检验前工件要清洗干净。
齿坯的检验:齿坯的加工质量,在很大程度上影响齿轮的加工质量,尤其是对定位基准,要仔细的检查齿轮加工完后的精度和表面粗糙度。不合格的齿坯不能流到下一道工序。成批生产时,一般要全部检查,大量生产时,齿坯质量稳定时可做部分抽检。
4、心部硬度为513HV;
5、强力喷丸处理(磨齿后);
6、表面电镀磷化处理;
7、应除去加工时产生的毛刺,夹角平滑;
8、热处理:渗碳淬火表面硬度650~800HV;以大端齿根部为准,渗碳层厚度为0.7~1.1mm;心部硬度 513HV。
2.54L排量轻卡手动变速器设计
2.54L排量轻卡手动变速器设计任务书1.课题意义及目标通过本次毕业设计,查阅资料,综合运用所学过的专业基础理论知识,深入了解汽车变速器的设计,为以后从事机械设计工作打好基础。
根据轿车的车型特点和性能要求,设计一款5挡手动变速器。
具体内容:变速器传动机构布置方案;零、部件结构方案;变速器主要参数的选择;变速器的设计与计算。
2.主要任务原始参数如下:整机质量 2160 kg 总传动比i 4.7最大功率 67 kW最大功率转速 3000 rpm 最大扭矩 220 N•m最大扭矩转速 1800-2100 rpm设计方法:比拟设计、经验核算、图纸绘制。
3.主要参考资料[1] 王望予. 汽车设计[M]. 北京:机械工业出版社,2012[2] 陈家瑞. 汽车构造[M] . 北京:机械工业出版社,2000[3] 成大先. 机械设计手册[M]. 北京:化学工业出版社,2004.5[4] 其他网络检索到的相关资:审核人:年月日2.54L排量轻卡手动变速器设计摘要:本设计的任务是设计一台用于轻型卡车上的三轴式五档手动变速器。
汽车传动系是汽车的核心组成部分。
其任务是调节变换发动机的性能,将动力有效而经济地传至驱动车轮,以满足汽车的使用要求。
本设计在给定发动机功率、输出转矩、转速及总传动比、整车总质量等条件下,结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识,着重对变速器齿轮的结构参数、轴的结构尺寸等进行设计计算,并对变速器的传动方案和结构形式进行设计,从而提高汽车整体性能。
关键词:变速器,齿轮,三轴式The design of manual gearbox for light truck with 2.54L emissionAbstract:The design is to devise a three-axis type 5 block manual gearbox. Automobile transmission system is the key part of the automobile. Its task is to regulate the transformation engine performance, dynamic and effective economy is transmitted to the driving wheel, to meet the use of cars. This design is in a situation with given engine power, torque, speed and the transmission ratio, vehicle quality conditions, combined with the automobile design, automobile theory, knowledge of mechanical design, focusing on the design and calculation of structural parameters of transmission gear, shaft structure and size, and the design of transmission scheme and structure style of gearbox and the design of the operating mechanism and the synchronizer structure, so as to improve the overall performance of the car.Key Words: Transmission; Gear; Three-axis type目录前言 (1)1 变速器的总体方案设计 (3)1.1.1 固定轴式变速器 (4)1.2.3 传动方案的最终设计 (8)1.3变速器零、部件结构方案分析 (10)1.3.1 齿轮形式 (10)1.3.2 换挡机构形式 (10)1.3.3 变速器轴承 (10)2 变速器主要参数的选择和计算 (12)2.1 本设计的数据准备 (12)2.2挡数和传动比范围 (12)2.2.1 挡数 (12)2.2.2 传动比范围 (12)2.3 主要参数的计算 (12)2.3.1 最小传动比的确定 (12)2.3.2 最大传动比的确定 (14)2.3.3 档位数的确定 (15)2.4 中心距A (16)2.5 外形尺寸 (17)3变速器各挡齿轮的设计及计算 (18)3.1 齿轮参数的选择 (18)3.1.1 模数 (18)3.1.2 压力角α (18)3.1.3 螺旋角 (19)3.1.5 齿轮变位系数的选择原则 (19)3.1.6 齿顶高系数 (20)3.2 各挡齿轮齿数的分配及传动比的计算 (20)3.2.1一档齿数及传动比的确定 (20)3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数 (21)3.2.3 二档齿数及传动比的确定 (22)3.2.4 倒档齿轮齿数及传动比的确定 (22)3.3变速器齿轮的变位及齿轮螺旋角的调整 (23)3.3.1 一挡齿轮的变位 (23)3.3.2 倒挡齿轮的变位 (25)3.3.3 齿轮螺旋角的调整 (26)3.4 总结各挡齿轮参数 (27)4 变速器齿轮的校核 (29)4.1 齿轮材料的选择原则 (29)4.2 变速器齿轮弯曲强度校核 (29)σ (29)4.2.1 直齿轮弯曲应力wσ (31)4.2.2 斜齿轮弯曲应力w4.3 变速器齿轮接触强度校核 (33)σ (33)4.3.1 轮齿接触应力j4.3.2 各挡齿轮接触强度校核 (34)5 变速器轴的设计与校核 (37)5.1 轴的结构和尺寸设计 (38)5.1.1轴的结构 (38)5.1.2轴的尺寸 (39)5.2 轴的强度验算 (39)5.2.1第一轴的强度与刚度校核 (39)5.3 中间轴的刚度校核 (40)5.3.1 轴的刚度验算 (42)5.3.2 中间轴的强度计算 (43)6 变速器同步器与操纵机构的设计 (47)6.1 同步器设计 (47)6.1.1同步器的功用及分类 (47)6.1.2锁环式同步器 (47)6.1.3 主要参数的确定 (50)6.2 操纵机构设计 (51)6.2.1 变速器操纵机构设计要求 (51)6.2.2 换档位置设计 (52)6.3 变速器壳体 (53)7 设计与总结 (54)参考文献 (55)致谢 (56)前言如今汽车工业迅速发展,汽车发展的趋势是,车型的多样化和个性化。
轻型货车变速器设计
轻型货车变速器设计摘要随着国民经济的持续发展,机械⼯业也在不断地发展,各种设备都在不断地进步,创新。
特别是在汽车⽅⾯,轻型货车变速器得到⼴泛应⽤,在某些特定的场合,传统的轻型货车变速器得不到应⽤。
⽐如,传动精度不好控制,保养维护费⽤较⾼;同时在安全⽅⾯也存在⼀定的问题等等。
希望在保证安全的前提下,是⼯作⼈员更加舒适,⽅便的操作。
即便是传统轻型货车变速器传动效率较⾼,但是对于⼈们的经济能⼒,它的价格还让⼈难以接受。
所以研究⼀种新式轻型货车变速器势在必⾏!轻型货车变速器作为机动车辆中的核⼼部件的⼀种,它⼯作时,发动机通过V带传动带动轻型货车变速器转动,从⽽间接地带动了车轮的转动,这样车辆就可以⾏驶了。
本⽂介绍了轻型货车变速器的结构组成、⼯作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验,以及对其结构进⾏创新设计,该轻型货车变速器的优点是传动链短、效率⾼、易加⼯、使⽤和维护都很⽅便,较适合在恶劣的环境下⼯作,最主要的是其传动效率很⾼。
关键词:轻型货车变速器;扭矩;结构;校验AbstractWith the continuous development of national economy, machinery industry is in constant development, all sorts of equipment is in constant progress, innovation. Especially in the case of motor, transmission is widely used. In certain situations, the traditional transmission is very unpopular. Bad control precision and the maintenance cost is higher. At the same time there are also certain problems in security. Therefore, higher requirements for the safety of the whole machine, operation will also bring strong shock to the staff, makes the operation very uncomfortable. Although traditional gearbox transmission efficiency is higher, shifting effect is good, but the price is more expensive, general users are difficult to accept. So study a new type of transmission is imperative.According to the market survey, Gearbox must satisfy today's people to the automobile speed regulating the flexibility control requirements, such as can not change the engine torque and rotational speed, driving force and speed change gear box. Under the condition of the engine crankshaft rotating direction invariable, the gearbox forward or backward;Under the condition of the engine does not put out, can make the gearbox parking or fixed operations for a long time.Transmission as a core component of motor vehicle, it is working, engine driven by V belt transmission gearbox rotation, thus indirectly driven wheel rotation, so vehicles can drive.This paper introduces the structure of planetary gear type automatic shift gearbox in the composition, working principle and design of main components necessary to theoretical calculation and strength check, as well as the innovative design on its structure, The advantage of the gearbox transmission chain is short, high efficiency, easy processing, use and maintenance is very convenient, suitable for working under harsh environment, is the most important of its transmission efficiency is very high.Key words:Planetary gear type automatic transmission gearbox;Crankshaft;Processing craft;Fixture;⽬录第⼀章绪论 (1)1.1课题的来源及研究的⽬的和意义 ........................ 错误!未定义书签。
轻型货车变速器课程设计(简版非毕业设计)
目录一、汽车形式的确定1.汽车的轴数 (1)2.汽车驱动形式 (1)3.汽车布置形式 (1)二、与变速器相关的汽车主要参数的确定1.n p 的确定 (1)2.驱动轮滚动半径的确定 (2)3.最大爬坡度的确定 (2)三、传动系最小传动比四、传动系最大传动比五、机械式变速器的选择1.变速器种类的选择 (3)2.档数的选择 (4)3.变速器的换档结构的选择 (4)4.变速器结构形式的确定 (4)5.倒挡布置方案 (5)6.各档传动比的计算 (6)六、外形尺寸计算1.变速器轴向尺寸 (6)2.变速器径向尺寸 (6)七、齿轮参数设计和计算1.变速器齿轮型式 (7)2.模数的选择 (7)3.压力角 (7)4.螺旋角 (7)5.齿轮变位系数的选择原则 (8)6.齿宽 (8)7.各档齿数 (9)8.确定倒档传动比 (10)9.齿轮几何参数的确定 (11)八、轴径的选择轻型商用货车变速器设计为3.5~5.0mm 。
选取较小的模数值可使齿数增多,有利于换挡。
一、汽车形式的确定原始数据:额定装载质量: 3000kg ;最大总质量: 6750kg最大车速: 75km/h比功率: 10kw/t比转矩: 53N ·m/t比功率=发动机最大功率/汽车总质量比转矩=发动机最大转矩/汽车总质量通过计算得:发动机最大功率=10kw/t ×6750kg=10 kw/t ×6.75t=67.5kw发动机最大转矩=6750kg ×53N ·m/t=357.75N ·m1.汽车的轴数因轻型货车的载荷较大为6.75t ,所以取货车汽车轴数为三个。
其中前轴一个,后轴为两个。
2.汽车驱动形式驱动形式分为:前置后驱、前置前驱、后置后驱、中置后驱、四轮驱动。
轿车一般采前驱,商用车一般采用后驱。
本车采用后驱。
3.汽车布置形式最早期的汽车绝大部分采用前置后驱布局,现在则主要应用在中、高级轿车和商用车中。
轻型货车变速器设计
Keywords:Transmission;Bachelor’s Degree;Oart; Triaxial five block; Mechanical; Design
目
录
摘要.................................Ⅰ
摘
要
汽车变速器是汽车传动系统的主要变速机构,其结构性能对汽车的动力性能、燃油 性能、换挡操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有影响。通过研究汽车在地 起步、爬坡、转弯、加速等行驶工况中变速器的挡位变化,进行变速器的各个部分设计, 使发动机在最有利的工况范围内工作。 本设计根据给定的主要技术指标,选择东风 EQ1092 型汽车作为改进的原形,通过 查阅文献和标准,还原该车变速器的设计过程。 本说明书首先对变速器传动机构的布置方案进行分析, 阐述了传动机构的设计思路 分析了换挡机构的选择原则,主要介绍了倒挡的布置方案。 然后,计算了机械式变速器主要参数,在不影响稳定工作状态的情况下,减小变速 器的体积和质量,同类型结构设计采用同一尺寸,旨在改善加工性和经济性。 最后,选择同步器的类型,并对操作机构进行设计。根据变速器的具体要求、结构 特点等方面综合考虑,采用简单可行的设计方法, 有效地提高变速器的换档能力,使设 计出来的变速器能满足车辆高动力性和高经济性的要求。
关键词:变速器;轻型货车;三轴五挡;机械式;设计
ABSTRACT
Auto transmission is the main auto transmission system, the structure performance gear mechanisms for car dynamic performance, fuel performance, reliability and shift anipulated portability, transmission and steadiness and efficiency are having an impact. Through the research to start, climbing a car in turning, accelerate, such as in the running mode,transmission shift transmission changes each part of the design, make the engine at the most favorable conditions range work. This design according to the given its main technical indices, choose EQ1092 type of dongfeng automobile as improved to archetype, through the literature and standard, restore the vehicle transmission design process. This manual transmission transmission's first to analyze layout, this paper expounds the design idea of driving mechanism analyzed the choosing principle, shift agencies mainly introduced the reverse gear arranging scheme. Then, the calculation of the mechanical transmission main parameters, in does not affect the steady working state by reducing the volume and quality, transmission with type structure design USES the same size, aims to improve workability and economy. Finally, choose the type and synchronizer designed for operators. According to the specific requirements of the gearbox, structural features, and other comprehensive consideration, using simple and feasible design methods, effectively improve the transmission shifting ability, make designed can meet vehicle transmission of high performance and fuel economy of high requirements.
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轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计目录第一章前言第二章轻型载货车主要参数的确定2.1质量参数的确定2.2发动机的选型第三章变速器的设计与计算3.1设计方案的确定3.1.1两轴式3.1.2三轴式3.1.3液力机械式3.1.4确定方案3.2零部件的结构分析3.3基本参数的确定3.3.1变速器的档位数和传动比3.3.2中心距3.3.3变速器的轴向尺寸3.3.4齿轮参数3.3.5各档齿轮齿数的分配3.4齿轮的设计计算3.4.1几何尺寸计算3.4.2齿轮的材料及热处理3.4.3齿轮的弯曲强度3.4.4齿轮的接触强度第一章前言本次设计的课题为轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计,该课题来源于结合生产实际。
本次课题研究的主要内容是:1.进行变速传动机构的设计<不包括同步器),完成标准件的选型。
2.完成强度计算。
3.对轴、齿轮等主要零件进行制造工艺分析。
4.对变速器装配工艺进行分析,包括装配顺序、轴承游隙调整、润滑等关于变速器的设计,首先要确定变速器的各档位的传动比和中心距,然后计算出齿轮参数以选择合适的齿轮并且对其进行校核,接着是初选变速器轴与轴承并且完成对轴和轴承的校核,最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。
本课题所设计出的变速器可以解决如下问题:a.正确选择变速器的档位数和传动比,使之与发动机参数匹配,以保证汽车具有良好的动力性与经济性;b.设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离;设置倒档使汽车可以倒退行驶;c.操纵简单、方便、迅速、省力;d.传动效率高,工作平稳、无噪声;e.体小、质轻、承载能力强,工作可靠;f.制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长;g.贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求,遵守有关标准规定。
第二章轻型载货车主要参数确定2.1 质量参数的确定商用货车的总质量m a由整备质量m0、载质量m e和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,即m a=m0+m e+65n11>整车整备质量m0 由m a= m0+m e+65n1,得:m0=m a-(m e+65n1>=3720-(1750+65×2)=1840kg m0=1840kg2>质量系数ηm0 ηm0=m e/m0=1750/1840=0.951 ηm0=0.9512.2 发动机的选型根据已知数据对发动机最大功率进行估算,由公式:其中A≈B1H=1.414×2.023=2.8605m2代入数据,得:=1/0.90<3720×9.8×0.02×100/3600+0.9×2.8605×1003/71640)= 58.5kw参考数据,选用以下发动机,主要参数如下:第三章变速器的设计与计算3.1 设计方案的确定轻型载货车变速器一般选用机械式变速器,它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。
采用这种变速器的轻型载货车通常有3~5个前进档和一个倒档。
最近几年液力机械变速器和机械式无级变速器在汽车上的应用越来越广泛,根据目前广泛使用变速器的种类,以及应用的范围,初步拟定三种设计方案。
3.1.1 两轴式两轴式变速器结构简单、紧凑且除最高档外其他各档的传动效率高。
两轴式变速器的第二轴<即输出轴)与主减速器主动齿轮做成一体。
当发动机纵置时,主减速器可用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮;当发动机横置时则可用圆柱齿轮。
除倒档常用滑动齿轮<直齿圆柱齿轮)外,其他档位均采用常啮合齿轮<斜齿圆柱齿轮)传动,但两轴式变速器没有直接档,因此在高档工作时,齿轮和轴承均承载,因而噪声较大,也增加了磨损。
这种结构适用于发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车和微、轻型货车上,其特点是输入轴和输出轴平行,无中间轴。
3.1.2 三轴式三轴式变速器的第一轴常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合,且第一、二轴同心。
将第一、二轴直接连接起来传递转矩则称为直接档。
此时,齿轮、轴承及中间轴均不承载,而第一、二轴也仅传递转矩.因此,直接档的传动效率高,磨损及噪声也最小, 其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。
因此,在齿轮中心距<影响变速器尺寸的重要参数)较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比,但除了直接档外其他各档的传动效率有所降低,适用于传统的发动机前置、后轮驱动的布置形式。
3.1.3 液力机械式由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成,其特点是传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化,但结构复杂,造价高,传动效率低。
3.1.4 确定方案由于轻型载货车一般是传统的发动机前置,后轮驱动的布置形式,同时考虑到制造成本以及便于用户维护等因素,再结合变速器的特点和任务书的要求,现选用三轴式变速器<见图3-1)。
图3-1 三轴式变速器与前进档位比较,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倒档。
变速器的一档或倒档因传动比大,工作时在齿轮上作用的力也增大,并导致变速器轴产生较大的挠度和转角,使工作齿轮啮合状态变坏,最终表现出齿轮磨损加快和工作噪声增加。
为此,一档与倒档,都应当布置在靠近轴的支承处,以便改善上述不良状况,本课题采用如下方案<见图3-2)。
图3-2 倒档布置3.2 零部件的结构分析a.齿轮型式考虑到本课题采用三轴式变速器,采用同步器换档,故选用直齿圆柱齿轮用来换档。
b.轴的结构分析变速器轴在工作时承受转矩及弯矩,轴的明显变形将影响齿轮正常啮合,产生较大的噪声,降低使用寿命。
轴的结构形状除应保证其强度与刚度外,还应考虑齿轮、轴承等的安装、固定,它与加工工艺也有密切关系。
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键,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。
渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低,但定位性能好,承载能力大,且键齿高较小使小径相应增大,可增强轴的刚度。
当一档、倒档采用滑动齿轮挂档时,第二轴的相应花键则采用矩形花键及动配合,这时不仅要求磨削定心的外径,一般也要磨削键齿侧,而矩形花键的齿侧磨削要比渐开线花键容易。
变速器中间轴分为旋转式及固定式两种。
旋转式中间轴支承在前后两个滚动轴承上。
其上的一档齿轮常与轴做成一体,而高档齿轮则用键或过盈配合与轴连接以便于更换。
固定式中间轴为仅起支承作用的光轴,与壳体呈轻压配合并用锁片等作轴向定位。
刚度主要由支承于其上的连体齿轮<宝塔齿轮)的结构保证。
仅用于当壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖时。
c.轴承型式变速器多采用滚动轴承,即向心球轴承、向心短圆柱滚子轴承、滚针轴承以及圆锥滚子轴承。
通常是根据变速器的结构选定,再验算其寿命。
第一轴前轴承<安装在发动机飞轮内腔中)采用向心球轴承:后轴承为外圈带止动槽的向心球轴承,因为它不仅受径向负荷而且承受向外的轴向负荷。
为便于第一轴的拆装,后轴承的座孔直径应大于第一轴齿轮的齿顶圆直径。
第二轴前端多采用滚针轴承或短圆柱滚子轴承;后端采用带止动槽的单列向心球轴承,因为它也要承受向外的轴向力。
某些轿车往往在加长的第二轴后端设置辅助支承,并选择向心球轴承。
旋转式中间轴前端多采用向心短圆柱滚子轴承,此轴承不承受轴向力,因为在该处布置轴承盖困难;后轴承为带止动槽的向心球轴承。
中间轴的轴向力应力求相互抵销,未抵销部分由后轴承承受。
中间轴轴承的径向尺寸常受中心距尺寸限制,故有时采用无内圈的短圆柱滚子轴承。
固定式中间轴采用滚针轴承或圆柱滚子轴承支承着连体齿轮<塔轮,宝塔齿轮)。
3.3 基本参数的确定3.3.1 变速器的档位数和传动比不同类型汽车的变速器,其档位数也不尽相同。
轿车变速器传动比变化范围较小<约为3~4),过去常用3个或4个前进档,但近年来为了提高其动力性尤其是燃料经济性,多已采用5个前进档。
轻型货车变速器的传动比变化范围约为5~6,其他货车为7以上,其中总质量在3.5t以下者多用四档变速器,为了降低油耗亦趋向于增加1个超速档;总质量为3.5~l0t多用五档变速器;大于l0t的多用6个前进档或更多的档位。
选择最低档传动比时,应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑、确定。
a.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。
故有:<3-1)则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比为:<3-2)式中——汽车总质量;——重力加速度;——道路阻力系数;Ψmax——道路最大阻力系数;——最大爬坡要求;——驱动车轮的滚动半径;——发动机最大转矩;——主减速比;——汽车传动系的传动效率。
主减速比i0的确定:<3-3)式中 r r——车轮的滚动半径,m;n p——发动机转速,r/min;i gh——变速器最高档传动比;v amax——最高车速,km/h。
本课题变速器i gh=1,一般货车的最大爬坡度约为30%,即=16.7°,f=0.02 由公式<3-3)得:由公式<3-2)得:Ψmax=0.02cos16.7°+sin16.7°=0.306b.根据驱动车轮与路面的附着条件确定变速器Ⅰ档传动比为:<3-4)式中——汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷;——道路的附着系数,计算时取=0.5~0.6。
因为货车4×2后轮单胎满载时后轴的轴荷分配范围为60%~68%所以G2=3720×9.8×68%=24790N由公式<3-3)和公式<3-4)得:综合a和b条件得:4.36≤i g1≤5.82,取i g1=<4.36+5.82)/2≈5.09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。
因为 1.502,所以i g4=q=1.502,i g3=i g4×q=2.256,i g2=i g3×q=3.389,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。
在变速器结构方案、档位数和传动比确定后,即可进行其他基本参数的选择与计算。
3.3.2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<mm)可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选:<3-5)式中——中心距系数。