两轴变速器传动机构设计

黑龙江工程学院专业综合训练

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二零一二年十一月二十六日

目录

第一部分：变速器的基本设计方案-------------------------------------2 第二部分：变速器主要参数的选择-------------------------------------4 第三部分：变速器各档齿轮的设计计算--------------------------------5 第四部分：变速器轴的设计计算------------------------------------------6 第五部分：变速器齿轮的校核--------------------------------------------14 第六部分：变速器轴的的校核-------------------------------- ----------18 第七部分：滚动轴承的选择和计算--------------------------------------20 第八部分：参考文献---------------------------------------------------------

第一部分变速器的基本设计方案

变速器的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。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及变速器的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档；采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。

变速器设计的基本要求：

1）保证汽车有必要的动力性和经济性。

2）设置空挡，用来切断发动机的动力传输。

3）设置倒挡，使汽车能变速倒退行驶。

4）设置动力输出装置。

5）换挡迅速、省力、方便。

6）工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。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。

固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。

两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡，一挡速比不可能设计得很大。

图1为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体；多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮，其它挡位均用常啮合齿轮的传动

倒挡布置方案

图2为常见的倒挡布置方案。图2-b方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮，缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，

使换挡困难。图2-c方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图-2d方案对2-c的缺点做了修改。图2-e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，挡换更为轻便。

为了缩短变速器轴向长度，倒挡传动采用图2-g所示方案。缺点是一、倒挡各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。

第二部分：变速器主要参数的选择

主要参数

方案一

发动机功率74kw

最高车速167km/h

转矩167N·m

总质量1705kg

转矩转速3200r/min

车轮185/60R14S

o g aman i i rn

u 5377

.0=

aman u —最高车速，aman u =167km/h

r —车轮半径，r= 0.29 n —功率转速 ，n=5000r/min

0i —主减速器传动比

5g i —最高挡传动比

p n / T n =1.4～2.0 即p n =（1.4～2.0）×3200=4480～6400r/min

max e T =9549×

p

e n P max

α

所以，p n =4654～5500r/min

柴油机的转速在3000～7000r/min 取p n =5000r/min 由经济性出发使最高档最高车速时功率略低于发动机最高功率，即o g i i 5略小于3.0

初取 5g i =0.75 0i =4.36 根据汽车行驶方程式

汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为

Gi Gf r

i i T T

g tq +≥η0

()T

tq man g i T f Gr i ηαα0max max 1sin cos +≥

式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，

mg G ==16709N ； m ax e tq T T ==167N .

m ；

T η—传动系效率，T η=0.88；

r —车轮半径，r =0.29m ；

f —滚动阻力系数，干砂路面f （0.100～0.300）取f =0.150；

i —坡度，i =16.7°。

()88

.036.41677.16sin 7.16cos *150.029.0167091⨯⨯+⨯⨯≥g i =2.28

满足附着条件。

≤r

i i T T

g η01emax z2F ·φ

在沥青混凝土干路面，φ=0.5~0.6，取φ=0.6

88

.036.416729

.06.08.9%601705⨯⨯⨯⨯⨯⨯=4.54

一般汽车各挡传动比大致符合如下关系

q i i i i i i i i g g g g g g g g ====5

44

33

22

1

式中：q —常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为

75.05=g i ，4175.0q i g =

∴437.1=q

所以各挡传动比与Ι挡传动比的关系为

2.31=g i ，227.22=g i ，550.13=g i ，

079.14=g i ，

75.05=g i