汽车设计课程设计说明书

课程设计说明书

题目：基于整车匹配的汽车变速器总体设计及整车动力性计算

课程：《汽车设计》课程设计

院（部）：机电工程学院

专业：车辆工程

班级：车辆122班

学生姓名：

学号：

指导教师：吴亚兰孔祥安

设计期限： 2015.06.29-2015.07.17

目录

目录 I

前言 1

1总述 3

1.1设计题目：基于整车匹配的变速器总体设计及整车动力性计算 3 1.2设计资料 3

1.3课题分析 3

2变速器结构形式的选择和设计计算 5

2.1变速器结构分析与型式的选择 5

2.1.1变速器传动机构前进挡布置方案的分析 5

2.1.2 变速器传动机构倒挡布置方案的分析 5

2.2 变速器基本参数的确定 6

2.2.1 变速器的档位数和传动比 6

2.2.2 中心距A的确定 8

2.3 齿轮参数的确定 8

2.3.1 齿轮模数 8

2.3.2 齿形、压力角与螺旋角 9

2.3.3 齿宽 10

2.3.4 齿顶高系数

10

2.3.5 各档齿轮齿数的分配 10

3采用VB程序语言进行整车动力性程序设计 15

3.1 设计基于整车匹配的动力性计算软件系统流程图 15 3.2 编制程序软件，绘制汽车动力性曲线 16

3.3 对动力性曲线的分析 16

3.3.1 驱动力--行驶阻力平衡图 16

3.3.2 汽车功率平衡图 16

3.3.4 汽车加速度曲线 18

3.4 编译VB程序 20

4整车动力性计算 29

4.1汽车的行驶方程式 21

4.2动力性评价指标的计算 22

4.2.1最高车速

22

4.2.2最大爬坡度

22

4.2.3最大加速度

22

5设计小结 23

谢辞 24

参考文献 25

前言

随着现代经济和科技的发展，机动车尤其是汽车越来越成为人们出行必不可缺少得交通工具。作为汽车行业技术革新的代表——变速器更是受到了大家的重视。变速器是汽车传动系最重要的组成部分之一，其主要用来改变汽车的车速和转矩、使汽车反方向行驶、实现空挡滑行等。机械式变速器因其制作工艺简单,制造成本低廉和工作性能可靠在各类汽车上得到了广泛地应用。变速器的各参数对汽车动力性和燃油经济性及排放性，舒适性有直接的影响。一台好的发动机配上一台性能差的变速器就不能充分发挥发动机应有的性能。因此,如何合理选择变速器的参数就显得至关重要。

汽车的车速和扭矩与变速器的传动比直接相关，所以传动比的选择关系到汽车的动力性和燃油经济性的好坏。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、加速等各种形式工况下，是汽车获得不同的

牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。而不同功能的汽车所侧重的性能不同为此所要求的变速器各异。基于汽车匹配的变速器才能使汽车的各项性能得到最完美的结合。本次设计是基于轻型货车匹配的四挡变速器的设计，首先根据汽车设计课本第四章进行一系列的参数确定，然后用CAD图将四挡变速器的传动方案表现出来，再利用VB程序进行仿真以校正设计参数，最后进行汽车的动力性计算。

本次课题研究的主要内容是：

1、变速器结构形式的选择和设计计算

a、变变速器基本参数的确定

b、速器结构分析与型式的选择

c、齿轮参数的确定

2、采用VB程序语言进行整车动力性程序设计

3、整车动力性计算

基于变速器的功用对变速器提出如下基本要求；

1）保证汽车有必要的动力性经济

2）设置空档，用来切断发动机动力向驱动轮的运输

3）设置空档，是汽车能倒退行驶

4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出

5）换挡迅速、省力、方便

6）工作可靠，汽车行驶过程中变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生

7）变速器的工作噪声低

此外，还要满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器的挡数、传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂、比功率越小，变速器的传动比范围越大。

1总述

1.1设计题目：基于整车匹配的变速器总体设计及整车动力性计算

1.2设计资料

1.2.1汽油发动机外特性拟合公式：

式中，

为发动机转矩，

为发动机转速。

发动机最低转速

, 最高转速

1.2.2轻货车的有关数据：

装载质量 2000kg 整车装备质量 1800kg

总质量 3800kg 车轮半

径 0.367m

传动系机械效率

空气阻力系数迎风面积=2.77m2

滚动阻力系数

飞轮转动惯量

两前轮的转动惯量

四后轮的转动惯量

主减速器传动比

轴距

质心至前轴距离（满载）

质心高 0.9m

变速器的档位为四档

1.3课题分析

本次变速器的设计，通过变速器设计的总体要求，设计变速器的整体结构形式以及其总体尺寸，确定变速器档位以及各档传动比各项参数，最后，确定各档位齿轮的齿数、变位系数以及螺旋角等相关参数。并针对整车匹配计算车辆的动力性参数——汽车的最高车速、汽车的最大爬坡度和汽车的最大加速度。

变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。

变速器使汽车能以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定转速是难以达到的。变速器的得倒档使汽车可以倒退行驶；其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。

此次课程设计，要完成四档轻型货车变速器设计。通过考虑最大爬坡度，地面附着条件确定变速器的最大传动比。同时，轻型货车需要有较高的动力性能，故需设置直接挡以传递发动机的最大动力。由此，确定变速器的传动比。同时通过变速器的设计要求，以及车辆本身的特殊使用条件，选用合适的变速器的结构形式。根据设计任务书的要求，确定变速器中心距，及各挡齿轮传动比，齿轮变位系数。再通过ＶＢ编写程序仿真以实现基于整车匹配性的动力性计算，以验证设计是否符合汽车的动力性要求。

2变速器结构形式的选择和设计计算