最新大学生方程式赛车变速箱及传动系统

大学生方程式赛车变速箱及传动系统

大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计

摘要

变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。其设计任务是设计一台用于FSAE赛车上的手动变速器。

设计中选用本田CBR600-F4i作为方程式赛车的发动机。根据发动机型号，可以得出发动机的最大转矩、最大功率、最高转速等参数。设计的赛车无主减速器，采用链传动，且传动比已知。根据以上参数，结合汽车设计、汽车理论、机械设计、汽车底盘设计等相关知识计算变速器的参数，并验证变速器的合理性。

设计中利用了CAD、UG等软件制作了变速器主要总成的模型，并绘制了变速器装配总图及主要零件的二维图。

通过设计，我学习和巩固了专业课知识而且了解了不少相关专业的知识，也提高了个人能力，更重要的是锻炼了与人协作的精神。

关键词：汽车工程；变速器；设计；手动

The Design of Formula SAE Car Gearbox

and Transmission System

Abstract

Gearbox is the one main component of the vehicle transmission.The duty of this design is to design a manual transmission used in the FSAE Racing car.

We chose Honda CBR600-F4i as the engine of FSAE Racing car. According to the engine model, we can draw the maximum engine torque, maximum power, maximum speed and other parameters. The design of the car without main gear, using chain drive, and the transmission ratio is known. Based on the above parameters, combining automotive design, automotive theory, mechanical design, automotive chassis design and other related knowledge ,calculate transmission parameters and verify the reasonableness of the transmission.

Duiring design, I use CAD, UG and other softwares to produce the model of main transmission assembly , and the mapping of the transmission assembly diagram and major parts of total two-dimensional diagram .

By designing, I not only learn and consolidate knowledge ,understanding of a number of specialized courses related professional knowledge, but also improve the ability of individuals, but more importantly is to exercise the spirit of collaboration with others.

Key Words：Automotive engineering;Transmission;Design;Manual

目录

大学生方程式赛车变速箱及传动系统设计 (i)

摘要 (i)

Abstract (ii)

1.1 课题研究背景 (1)

1.2 课题研究意义 (1)

1.3 本课题研究的现状及发展 (2)

1.4 本章小结 (3)

第二章变速器传动机构布置方案 (3)

2.1 变速器概述 (3)

2.2 变速器传动机构布置方案 (4)

2.3本章总结 (5)

第三章变速器主要参数的选择 (5)

3.1. 变速器挡数的选择及各挡传动比的确定 (5)

3.1.1.变速器的挡位数 (5)

3.1.2.变速器的传动比 (5)

3.2.中心距 (6)

3.3.变速器的轴向尺寸 (7)

3.4.齿轮参数 (7)

3.4.1齿轮模数 (7)

3.4.2压力角 (8)

3.4.3螺旋角 (8)

3.4.4齿宽计算 (8)

3.4.5齿轮变为系数的选择原则 (9)

3.4.6齿顶高系数 (9)

3.5各挡齿轮齿数的分配 (10)

3.5.1确定1挡齿轮的齿数 (10)

3.5.2对中心距A进行修正 (11)

3.5.3确定常啮合传动齿轮齿轮副的齿数 (11)

3.5.4修正螺旋角的值 (11)

3.5.5确定其它各挡的齿数 (11)

3.6变速器齿轮的几何尺寸计算 (13)

3.6.1直齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 (13)

3.6.2斜齿圆柱齿轮的几何尺寸计算 (14)

3.6.3根据以上公式计算各齿轮参数 (15)

3.7变速器轮齿强度计算 (16)

3.7.1变速器齿轮的材料及热处理 (17)

3.7.2计算变速器各轴所传递的转矩 (17)

3.7.3轮齿强度计算 (18)

3.8本章小结 (24)

第四章变速器轴设计计算 (24)

4.1轴的功用及要求 (24)

4.2轴的结构形状 (24)

4.3 初选轴的直径 (25)

4.4轴的刚度和强度的计算 (25)

4.4.1第一轴的刚度验算 (26)

4.4.2中间轴的刚度验算 (27)

4.4.3第二轴的刚度验算 (30)

4.4.4轴的强度验算 (32)

4.5本章小结 (34)

第五章变速器的同步器设计 (35)

5.1同步器的设计 (35)

5.1.1惯性式同步器 (35)

5.1.2同步器工作原理 (35)

5.1.3同步器主要参数的确定 (35)

5.2变速器的操纵机构 (37)

5.3轴承及平键的校核 (38)

5.3.1轴承选择及校核 (38)

5.3.2键的校核 (43)

5.4变速器壳体 (44)

5.5本章小结 (44)

第六章大学生方程式赛车链传动系的设计 (45)

6.1 概述 (45)

6.2 FSAE方程式赛车传动系的功用 (45)

6.3 滚子链传动的设计计算 (46)

Z、2Z和传动比i (46)

6.3.1 链轮齿数1

6.3.2节距和排数的确定 (46)

d与齿顶圆直径2a d的计算 (46)

6.3.3链轮分度圆直径2

6.3.4初选中心距o a (47)

L (47)

6.3.5链节数P

6.3.6确定实际中心距a (47)

6.3.7链轮包角1a (47)

6.4本章总结 (48)

总结 (48)

参考文献 (49)

致谢 (50)