獅跑全輪驅(qū)動汽車分動器與變速器設(shè)計【含CAD圖紙和說明書】
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畢業(yè)設(shè)計(論文)評語姓名: 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 獅跑全輪驅(qū)動汽車分動器與變速器設(shè)計 工作起止日期: 2011 年 10 月 11 日起 2011 年 12 月 30 日止 指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)行情況,完成質(zhì)量及評分意見: 指導(dǎo)教師簽字: 指導(dǎo)教師職稱: 評閱人評閱意見: 評閱教師簽字: 評閱教師職稱: 答辯委員會評語: 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)的材料和學(xué)生的答辯情況,答辯委員會作出如下評定:學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯成績評定為: 對畢業(yè)設(shè)計(論文)的特殊評語: 答辯委員會主任(簽字) 職稱: 答辯委員會副主任(簽字): 職稱: 答辯委員會委員(簽字): 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名系部汽車工程系專業(yè)、班級指導(dǎo)教師姓名職稱從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱獅跑全輪驅(qū)動汽車分動器與變速器設(shè)計一、設(shè)計(論文)目的、意義全輪驅(qū)動,又稱四輪驅(qū)動,是指汽車前后輪都有動力。這種總布置形式,由于全部車輪都是驅(qū)動輪,充分利用了汽車的全部附著質(zhì)量,因此汽車有較大的驅(qū)動力和克服障礙、防止打滑的能力。本設(shè)計以獅跑車為原型,采用兼時驅(qū)動模式,駕駛員可以根據(jù)路面狀況,利用分動器實現(xiàn)前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動三種驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)換,可以很好的滿足不同情況下的使用要求。本設(shè)計采用逆向設(shè)計的方法,主要對分動器和變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,該設(shè)計可以為以后開展分動器和變速器的設(shè)計提供參考二、設(shè)計(論文)內(nèi)容、技術(shù)要求(研究方法)通過對現(xiàn)有獅跑車上采用的分動器和變速器進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上主要完成以下基本內(nèi)容:(1)分動器檔數(shù)、傳動比、中心距、齒輪參數(shù)的選擇。(2)分動器強(qiáng)度計算及材料選擇。(3)分動器軸的設(shè)計。(4)分動器同步器的設(shè)計。(5)設(shè)計三軸五檔變速器,完成變速器的布置方案分析。(6)變速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定。(7)變速器同步器的設(shè)計。(8)各擋齒輪、軸的設(shè)計以及強(qiáng)度校核。本設(shè)計采用文獻(xiàn)查閱法,大量收集資料查閱獅跑車分動器和變速器的相關(guān)技術(shù)參數(shù),利用計算分析法對分動器和變速器軸、齒輪等強(qiáng)度進(jìn)行校核計算。利用實物參考方法,參照現(xiàn)有獅跑車所采用的分動器和變速器進(jìn)行設(shè)計。利用對比分析法,將所設(shè)計的分動器和變速器與現(xiàn)有的分動器進(jìn)行對比證明設(shè)計的正確性。三、設(shè)計(論文)完成后應(yīng)提交的成果 (一)計算說明部分 包括分動器和變速器設(shè)計過程分析及重要的零部件如齒輪和軸等的校核計算 (二)圖紙部分 分動器裝配圖0#圖紙一張;變速器裝配圖0#圖紙一張 四、設(shè)計(論文)進(jìn)度安排 2011年10月1日10月20日 查閱相關(guān)資料,初步確定設(shè)計方案,撰寫開題報告 10月21日 開題10月22日11月10日 完成分動器的裝配圖繪制及相關(guān)零件的校核11月11日11月22日 完成變速器的裝配圖繪制及相關(guān)零件的校核11月23日11月25日 完成裝配圖并參加中期檢查11月26日12月5日 完成說明書的整理和撰寫工作,并檢查圖紙12月6日12月9日 準(zhǔn)備結(jié)題12月10日12月19日 最后核定說明書及圖紙,準(zhǔn)備上交全部材料五、主要參考資料1 郭新華汽車構(gòu)造(第二版)北京:高等教育出版社,20082 高維山汽車設(shè)計叢書變速器M北京:人民交通出版社,19903 王望予汽車設(shè)計(第4版)M 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20044 劉維信汽車設(shè)計M北京:清華大學(xué)出版社,20015 陳家瑞汽車構(gòu)造M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20006 鐘毅芳,唐增寶機(jī)械設(shè)計(第二版)M武漢:華中科技大學(xué)出版社,20017 王黎欽,陳鐵鳴機(jī)械設(shè)計(第4版)M哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,20088 Christian BaderPower train electronics-progress on the use and development of the computer aided gearshift systemsJSAE 901160,19909 EHendricksQualitative and quantitative influence of a fully controlled on fuel economy and vehicle performanceJSAE 930668,199310 余志生汽車?yán)碚摚ǖ谌妫㎝北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200011 Bran BachDevelopment of a Shift By Wire Synchronized 5-Speed Manual T ransmissionJSAE 980831,1998812 王望予 汽車設(shè)計(第3版)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000六、備注指導(dǎo)教師簽字:年 月 日教研室主任簽字: 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(論文) 題 目 獅跑全輪驅(qū)動車分動器與變速器設(shè)計專 業(yè)學(xué) 號學(xué) 生指導(dǎo)教師答辯日期摘 要本設(shè)計主要根據(jù)現(xiàn)代獅跑2.0L手動四驅(qū)SUV汽車的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分動器和變速器的設(shè)計。根據(jù)匹配車型的使用條件和車輛參數(shù)選擇分動器的結(jié)構(gòu)形式,并按照分動器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求,具體進(jìn)行了分動器軸、齒輪等零部件的相關(guān)設(shè)計工作和校核工作,在對機(jī)械式變速器的發(fā)展歷史、變速器的地位和作用,以及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行深入了解的基礎(chǔ)上研究了機(jī)械式變速器的基本結(jié)構(gòu)和變速原理,對機(jī)械式變速器各擋傳動路線進(jìn)行了簡要分析,并以此為理論基礎(chǔ),設(shè)計了起亞獅跑汽車三軸五檔變速器,完成了變速器的布置方案分析、變速器回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、同步器設(shè)計、各擋齒輪、軸的設(shè)計以及強(qiáng)度校核、軸承的使用壽命計算等。關(guān)鍵詞: 分動器;設(shè)計;變速器;齒輪;同步器 AbstractThe design is based mainly on the modern lion run manually 2.0L four-wheel-drive SUV vehicle-related parameters at the design of the actuator. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the actuator sub-system design steps and requirements, mainly related to design work, including the sub-center distance of actuators, bevel gear and other parameters. And a sub-axis actuators, gears and other parts of the design and verification of the relevant work. At first, the thesis simply depicted the develop history of mechanical transmission, and it discussed the status and action of mechanical transmission as well as mechanical transmissions current situation and forthcoming development trend. In addition, it studied the mechanical transmissions basic structure and working principle. The transmission operation of every gear was researched. And mechanical transmission of three axles-five gears in KIA was designed based on above analysis. The layout plan of the mechanical transmission and the parameters of revolving parts were chose. At last, the synchronizer, axles and gears were designed and checked.Keywords: Sub-actuator; design; transmission; gear; synchronizer目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 分動器簡介11.1.1 分動器的構(gòu)造原理及設(shè)計要求11.1.2 分動器類型21.2 變速器的發(fā)展概況31.2.1 變速器的設(shè)計要求3第2章 主要參數(shù)的選擇42.1 分動器42.1.1 檔數(shù)及傳動比42.1.2 中心距的確定52.1.3 齒輪參數(shù)的確定52.2 變速器82.2.1 傳動機(jī)構(gòu)布置方案82.2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析102.2.3 檔數(shù)及各檔傳動比112.2.4 中心距的確定112.2.5 齒輪參數(shù)的確定12第3章齒輪的強(qiáng)度計算153.1 分動器153.1.1 齒輪的失效形式與原因153.1.2 齒輪強(qiáng)度的計算與校核153.2 變速器173.2.1輸入軸常嚙合齒輪173.2.2輸出軸齒輪183.2.3中間軸齒輪19第4章 軸的初選與強(qiáng)度計算224.1 分動器軸的初選與計算224.2 鍵的選擇與計算234.3 變速器軸的初選與計算234.3.1 軸的尺寸初選234.3.2 輸出軸的計算244.3.3 中間軸的計算28第5章 同步器335.1 同步器的結(jié)構(gòu)類型335.2 鎖環(huán)式同步器工作原理335.3鎖環(huán)式同步器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)36第6章 軸承的選用與壽命計算386.1分動器軸承386.2變速器軸承386.2.2 輸出軸后端軸承386.2.2 輸入軸后端軸承406.2.3 中間軸前端軸承416.2.4 中間軸后端軸承42結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致 謝46 3第1章 緒論1.1 分動器簡介多橋驅(qū)動的越野汽車的傳動系中均裝有分動器。分動器也是一組齒輪傳動裝置,其主要功用是將變速器輸出的動力分配到各個驅(qū)動橋。另外,由于大多數(shù)分動器都有兩個檔位,所以它還兼起副變速器的作用1。(1)帶軸間差速器的分動器各輸出軸可以以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)矩分配則由差速器傳動比決定。據(jù)此,可將轉(zhuǎn)矩按軸荷分配到各驅(qū)動橋。裝有這種分動器的汽車,不僅掛加力檔時可使全輪驅(qū)動,以克服壞路面和無路地區(qū)地面的較大阻力,而且掛分動器的高檔時也可使全輪驅(qū)動,以充分利用附著重量及附著力,提高汽車在好路面上的牽引性能。(2)不帶軸間差速器的分動器各輸出軸可以以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)矩分配則與該驅(qū)動輪的阻力及其傳動機(jī)構(gòu)的剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)的分動器在掛低檔時同時將接通前驅(qū)動橋;而掛高檔時前驅(qū)動橋則一定與傳動系分離,使變?yōu)閺膭訕蛞员苊獍l(fā)生功率循環(huán)并降低汽車在好路面上行駛時的動力消耗及輪胎等的磨損。(3)裝有超越離合器的分動器利用前后輪的轉(zhuǎn)速差使當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)時自動接上前驅(qū)動橋,倒檔時則用另一超越離合器工作。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋,并且進(jìn)一步增大扭矩,是4x4越野車汽車傳動系中不可缺少的傳動部件,它的前部與汽車變速箱聯(lián)接,將其輸出的動力經(jīng)適當(dāng)變速后同時傳給汽車的前橋和后橋,此時汽車全輪驅(qū)動,可在冰雪、泥沙和無路的地區(qū)地面行駛。1.1.1 分動器的構(gòu)造原理及設(shè)計要求分動器的輸入軸與變速器的第二軸相連,輸出軸有兩個或兩個以上,通過萬向傳動裝置分別與各驅(qū)動橋相連。對分動器的設(shè)計要求要滿足以下幾點:1) 便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕、尺寸緊湊;2) 保證汽車必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性;3) 換檔迅速、省力、方便;4) 工作可靠,不得有跳檔及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生;5) 分動器應(yīng)有高的工作效率;6) 分動器的工作噪聲低;分動器的工作要求:(1)先接前橋,后掛低速檔;(2)先退出低速檔,再摘下前橋;上述要求可以通過操縱機(jī)構(gòu)加以保證。1.1.2 分動器類型(1)分時四驅(qū)(Parttime 4WD) 這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動選擇的四輪驅(qū)動系統(tǒng),由駕駛員根據(jù)路面情況,通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動模式,這也是一般越野車或四驅(qū)SUV最常見的驅(qū)動模式。最顯著的優(yōu)點是可根據(jù)實際情況來選取驅(qū)動模式,比較經(jīng)濟(jì)。(2)全時四驅(qū)(Fulltime 4WD)這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作,前后車輪永遠(yuǎn)維持四輪驅(qū)動模式,行駛時將發(fā)動機(jī)輸出扭矩按50:50設(shè)定在前后輪上,使前后排車輪保持等量的扭矩。全時驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性,有了全時四驅(qū)系統(tǒng),就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點也很明顯,那就是比較廢油,經(jīng)濟(jì)性不夠好。而且,車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異,一旦一個輪胎離開地面,往往會使車輛停滯在那里,不能前進(jìn)。 (3)適時驅(qū)動(Realtime 4WD)采用適時驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動模式。在正常的路面,車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)動輪打滑的情況,電腦會自動檢測并立即將發(fā)動機(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個車輪,自然切換到 四輪驅(qū)動狀態(tài),免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮鳎瑧?yīng)用更加簡單。摘 要本設(shè)計主要根據(jù)現(xiàn)代獅跑2.0L手動四驅(qū)SUV汽車的相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分動器和變速器的設(shè)計。根據(jù)匹配車型的使用條件和車輛參數(shù)選擇分動器的結(jié)構(gòu)形式,并按照分動器系統(tǒng)的設(shè)計步驟和要求,具體進(jìn)行了分動器軸、齒輪等零部件的相關(guān)設(shè)計工作和校核工作,在對機(jī)械式變速器的發(fā)展歷史、變速器的地位和作用,以及未來發(fā)展趨勢進(jìn)行深入了解的基礎(chǔ)上研究了機(jī)械式變速器的基本結(jié)構(gòu)和變速原理,對機(jī)械式變速器各擋傳動路線進(jìn)行了簡要分析,并以此為理論基礎(chǔ),設(shè)計了起亞獅跑汽車三軸五檔變速器,完成了變速器的布置方案分析、變速器回轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定、同步器設(shè)計、各擋齒輪、軸的設(shè)計以及強(qiáng)度校核、軸承的使用壽命計算等。關(guān)鍵詞: 分動器;設(shè)計;變速器;齒輪;同步器 AbstractThe design is based mainly on the modern lion run manually 2.0L four-wheel-drive SUV vehicle-related parameters at the design of the actuator. In accordance with the conditions of vehicles and vehicle parameters, in accordance with the actuator sub-system design steps and requirements, mainly related to design work, including the sub-center distance of actuators, bevel gear and other parameters. And a sub-axis actuators, gears and other parts of the design and verification of the relevant work. At first, the thesis simply depicted the develop history of mechanical transmission, and it discussed the status and action of mechanical transmission as well as mechanical transmissions current situation and forthcoming development trend. In addition, it studied the mechanical transmissions basic structure and working principle. The transmission operation of every gear was researched. And mechanical transmission of three axles-five gears in KIA was designed based on above analysis. The layout plan of the mechanical transmission and the parameters of revolving parts were chose. At last, the synchronizer, axles and gears were designed and checked.Keywords: Sub-actuator; design; transmission; gear; synchronizer目 錄摘 要IAbstractII第1章 緒論11.1 分動器簡介11.1.1 分動器的構(gòu)造原理及設(shè)計要求11.1.2 分動器類型21.2 變速器的發(fā)展概況31.2.1 變速器的設(shè)計要求3第2章 主要參數(shù)的選擇42.1 分動器42.1.1 檔數(shù)及傳動比42.1.2 中心距的確定52.1.3 齒輪參數(shù)的確定52.2 變速器82.2.1 傳動機(jī)構(gòu)布置方案82.2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析102.2.3 檔數(shù)及各檔傳動比112.2.4 中心距的確定112.2.5 齒輪參數(shù)的確定12第3章齒輪的強(qiáng)度計算153.1 分動器153.1.1 齒輪的失效形式與原因153.1.2 齒輪強(qiáng)度的計算與校核153.2 變速器173.2.1輸入軸常嚙合齒輪173.2.2輸出軸齒輪183.2.3中間軸齒輪19第4章 軸的初選與強(qiáng)度計算224.1 分動器軸的初選與計算224.2 鍵的選擇與計算234.3 變速器軸的初選與計算234.3.1 軸的尺寸初選234.3.2 輸出軸的計算244.3.3 中間軸的計算28第5章 同步器335.1 同步器的結(jié)構(gòu)類型335.2 鎖環(huán)式同步器工作原理335.3鎖環(huán)式同步器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)36第6章 軸承的選用與壽命計算386.1分動器軸承386.2變速器軸承386.2.2 輸出軸后端軸承386.2.2 輸入軸后端軸承406.2.3 中間軸前端軸承416.2.4 中間軸后端軸承42結(jié) 論44參考文獻(xiàn)45致 謝46 IV第1章 緒論1.1 分動器簡介多橋驅(qū)動的越野汽車的傳動系中均裝有分動器。分動器也是一組齒輪傳動裝置,其主要功用是將變速器輸出的動力分配到各個驅(qū)動橋。另外,由于大多數(shù)分動器都有兩個檔位,所以它還兼起副變速器的作用1。(1)帶軸間差速器的分動器各輸出軸可以以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)矩分配則由差速器傳動比決定。據(jù)此,可將轉(zhuǎn)矩按軸荷分配到各驅(qū)動橋。裝有這種分動器的汽車,不僅掛加力檔時可使全輪驅(qū)動,以克服壞路面和無路地區(qū)地面的較大阻力,而且掛分動器的高檔時也可使全輪驅(qū)動,以充分利用附著重量及附著力,提高汽車在好路面上的牽引性能。(2)不帶軸間差速器的分動器各輸出軸可以以相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn),而轉(zhuǎn)矩分配則與該驅(qū)動輪的阻力及其傳動機(jī)構(gòu)的剛度有關(guān)。這種結(jié)構(gòu)的分動器在掛低檔時同時將接通前驅(qū)動橋;而掛高檔時前驅(qū)動橋則一定與傳動系分離,使變?yōu)閺膭訕蛞员苊獍l(fā)生功率循環(huán)并降低汽車在好路面上行駛時的動力消耗及輪胎等的磨損。(3)裝有超越離合器的分動器利用前后輪的轉(zhuǎn)速差使當(dāng)后輪滑轉(zhuǎn)時自動接上前驅(qū)動橋,倒檔時則用另一超越離合器工作。分動器的功用就是將變速器輸出的動力分配到各驅(qū)動橋,并且進(jìn)一步增大扭矩,是4x4越野車汽車傳動系中不可缺少的傳動部件,它的前部與汽車變速箱聯(lián)接,將其輸出的動力經(jīng)適當(dāng)變速后同時傳給汽車的前橋和后橋,此時汽車全輪驅(qū)動,可在冰雪、泥沙和無路的地區(qū)地面行駛。1.1.1 分動器的構(gòu)造原理及設(shè)計要求分動器的輸入軸與變速器的第二軸相連,輸出軸有兩個或兩個以上,通過萬向傳動裝置分別與各驅(qū)動橋相連。對分動器的設(shè)計要求要滿足以下幾點:1) 便于制造、使用、維修以及質(zhì)量輕、尺寸緊湊;2) 保證汽車必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性;3) 換檔迅速、省力、方便;4) 工作可靠,不得有跳檔及換檔沖擊等現(xiàn)象發(fā)生;5) 分動器應(yīng)有高的工作效率;6) 分動器的工作噪聲低;分動器的工作要求:(1)先接前橋,后掛低速檔;(2)先退出低速檔,再摘下前橋;上述要求可以通過操縱機(jī)構(gòu)加以保證。1.1.2 分動器類型(1)分時四驅(qū)(Parttime 4WD) 這是一種駕駛者可以在兩驅(qū)和四驅(qū)之間手動選擇的四輪驅(qū)動系統(tǒng),由駕駛員根據(jù)路面情況,通過接通或斷開分動器來變化兩輪驅(qū)動或四輪驅(qū)動模式,這也是一般越野車或四驅(qū)SUV最常見的驅(qū)動模式。最顯著的優(yōu)點是可根據(jù)實際情況來選取驅(qū)動模式,比較經(jīng)濟(jì)。(2)全時四驅(qū)(Fulltime 4WD)這種傳動系統(tǒng)不需要駕駛?cè)诉x擇操作,前后車輪永遠(yuǎn)維持四輪驅(qū)動模式,行駛時將發(fā)動機(jī)輸出扭矩按50:50設(shè)定在前后輪上,使前后排車輪保持等量的扭矩。全時驅(qū)動系統(tǒng)具有良好的駕駛操控性和行駛循跡性,有了全時四驅(qū)系統(tǒng),就可以在鋪覆路面上順利駕駛。但其缺點也很明顯,那就是比較廢油,經(jīng)濟(jì)性不夠好。而且,車輛沒有任何裝置來控制輪胎轉(zhuǎn)速的差異,一旦一個輪胎離開地面,往往會使車輛停滯在那里,不能前進(jìn)。 (3)適時驅(qū)動(Realtime 4WD)采用適時驅(qū)動系統(tǒng)的車輛可以通過電腦來控制選擇適合當(dāng)下情況的驅(qū)動模式。在正常的路面,車輛一般會采用后輪驅(qū)動的方式。而一旦遇到路面不良或驅(qū)動輪打滑的情況,電腦會自動檢測并立即將發(fā)動機(jī)輸出扭矩分配給前排的兩個車輪,自然切換到 四輪驅(qū)動狀態(tài),免除了駕駛?cè)说呐袛嗪褪謩硬僮?,?yīng)用更加簡單。1.2 變速器的發(fā)展概況汽車是最重要的現(xiàn)代化交通工具,又是科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的標(biāo)志,而變速器又是汽車傳動系統(tǒng)重要的總成。機(jī)械式變速器經(jīng)過多年的研究和發(fā)展,己積累了相當(dāng)?shù)脑O(shè)計和生產(chǎn)經(jīng)驗,形成不少定型的產(chǎn)品,現(xiàn)代商用車和乘用車大都采用機(jī)械變速器。在變速器上廣泛采用斜齒常嚙合齒輪傳動,用同步器換檔。從現(xiàn)在市場上不同車型所配置的變速器來看,主要分為:手動變速器(MT)、自動變速器(AT)、手動/自動變速器(AMT)、無級變速器(CVT)2。手動變速器(Manual Transmission)采用齒輪組,每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的,所以各檔的變速比是個定值。比如,一檔變速比是3.85,二檔是2.55,再到五檔的0.75,這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動比,總共只有5個值(即有5級),所以說它是有級變速器。自動變速器(Automatic Transmission),利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速,它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化,自動地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。無級變速系統(tǒng)不像手動變速器或自動變速器那樣用齒輪變速,而是用兩個滑輪和一個鋼帶來變速,其傳動比可以隨意變化,沒有換檔的突跳感覺。它能克服普通自動變速器“突然換檔”、油門反應(yīng)慢、油耗高等缺點。1.2.1 變速器的設(shè)計要求汽車設(shè)計中對齒輪變速器的要求是:(1) 傳遞兩個平行軸或相交軸間的回轉(zhuǎn)運動和轉(zhuǎn)矩;(2) 保證傳動比恒定不變,能達(dá)到預(yù)定的工作壽命(3) 能傳遞足夠大的動力,工作可靠,保證較高的運動精度;(4) 與汽車采用的內(nèi)燃機(jī)匹配后使汽車具有較好的動力性和經(jīng)濟(jì)性;傳動效率高、重量輕、體積小、噪聲低、制造簡單、維修方便等第2章 主要參數(shù)的選擇2.1 分動器本設(shè)計是根據(jù)起亞獅跑手動四驅(qū)SUV而開展的,設(shè)計中所采用的相關(guān)參數(shù)均來源于此種車型,具體參數(shù)如下表所示:表2-1 分動器設(shè)計參數(shù)項 目參 數(shù)最高時速171km/h輪胎型號235/60 R16發(fā)動機(jī)型號CVVT最大扭矩184/4500最大功率104/6000 整車整備質(zhì)量 2090Kg2.1.1 檔數(shù)及傳動比為了增強(qiáng)汽車在不好道路的驅(qū)動力,目前,四驅(qū)車一般用2個檔位的分動器,分為高檔和低檔.本設(shè)計也采用2個檔位。選擇最低檔傳動比時,應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動輪的滾動半徑等來綜合考慮、確定。汽車爬陡坡時車速不高,空氣阻力可忽略,則最大驅(qū)動力用于克服輪胎與路面間的滾動阻力及爬坡阻力。本設(shè)計中的參數(shù)均來自獅跑車原型,低檔傳動比=1.5,高檔傳動比=0.82.1.2 中心距的確定中心距是一個基本參數(shù),其大小不僅對分動器的外形尺寸、體積和質(zhì)量大小,而且對輪齒的接觸強(qiáng)度有影響。中心距越小,齒輪的接觸應(yīng)力越大,齒輪壽命越短。因此,最小允許中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒有必要的接觸強(qiáng)度來確定。三軸式變速器的中心距A(mm)可根據(jù)對已有變速器的統(tǒng)計而得出的經(jīng)驗公式初定: (2-1)式中,K A-中心距系數(shù)。對轎車,K A =8.99.3;對貨車,K A =8.69.6TI max -變速器處于一檔時的輸出扭矩TI max=Te max igI =670.9Nm故可得出初始中心距A=80mm。2.1.3 齒輪參數(shù)的確定(1)齒輪模數(shù)建議用下列各式選取齒輪模數(shù),所選取的模數(shù)大小應(yīng)符合JB111-60規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值。第一軸常嚙合斜齒輪的法向模數(shù)mn (2-2)其中,=184Nm,可得出=2.67。同步器和嚙合套的接合大都采用漸開線齒形。由于制造工藝上的原因,同一分動器中的結(jié)合套模數(shù)都相同,轎車和輕型貨車取23.5。本設(shè)計取3。(2)齒形、壓力角、螺旋角和齒寬壓力角較小時,重合度大,傳動平穩(wěn),噪聲低;較大時可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對轎車,為加大重合度已降低噪聲,取小些;對貨車,為提高齒輪承載力,取大些。在本設(shè)計中變速器齒輪壓力角取20,嚙合套或同步器取30o;斜齒輪螺旋角25。應(yīng)該注意的是選擇斜齒輪的螺旋角時應(yīng)力求使軸上是軸向力相互抵消。為此,第二軸上的全部齒輪一律去右旋,而第一軸的斜齒輪左旋,其軸向力經(jīng)軸承蓋由殼體承受。齒輪寬度的大小直接影響著齒輪的承載能力,加大,齒的承載能力增高。但試驗表明,在齒寬增大到一定數(shù)值后,由于載荷分配不均勻,反而使齒輪的承載能力降低。所以,在保證齒輪的強(qiáng)度條件下,盡量選取較小的齒寬,以有利于減輕變速器的重量和縮短其軸向尺寸。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬:直齒=,為齒寬系數(shù),取為4.58.0斜齒=,為齒寬系數(shù),取為6.08.5本設(shè)計=38=24為齒寬(mm)。采用接合套或同步器換檔時,其接合套的工作寬度初選時可取為24mm。第一軸常嚙合齒輪副齒寬的系數(shù)值可取大一些,使接觸線長度增加,接觸應(yīng)力降低,以提高傳動的平穩(wěn)性和齒輪壽命。(3)各檔齒數(shù)的確定在初選了中心距、齒輪的模數(shù)和螺旋角后,可根據(jù)預(yù)先確定的變速器檔數(shù)、傳動比和結(jié)構(gòu)方案來分配各檔齒輪的齒數(shù)。下面結(jié)合本設(shè)計來說明分配各檔齒數(shù)的方法。(4)確定低檔齒輪的齒數(shù)低檔傳動比=1.5,其中=80mm、=3;由 (2-3)有=48 示采用的相關(guān)參數(shù)均來源于此種車型:此處取=29,則可得出=19.上面根據(jù)初選的A及m計算出的可能不是整數(shù),將其調(diào)整為整數(shù)后,從式(2-3)看出中心距有了變化,這時應(yīng)從及齒輪變位系數(shù)反過來計算中心距A=80,再以這個修正后的中心距作為以后計算的依據(jù)。(5)確定高檔的齒數(shù)高檔傳動比=0.8同理,由 (2-4)得=48取=26,=22 齒輪參數(shù)計算結(jié)果如表2-2所示。表2-2 齒輪參數(shù)計算結(jié)果螺旋角低檔齒輪高檔齒輪法面膜數(shù)33 33端面模數(shù)3.33.3 3.33.3法面壓力角2020 2020法面齒距9.429.42 9.429.42端面齒距10.3710.37 10.3710.37標(biāo)準(zhǔn)中心距8080 8080齒根圓直徑55.4188.52 78.6.65.3齒頂高33 33齒根高3.753.75 3.753.75齒厚4.724.72 4.724.722.2 變速器2.2.1 傳動機(jī)構(gòu)布置方案汽車變速器的主要功能是使汽車在各種使用條件下得到足夠的動力性與燃油經(jīng)濟(jì)性,此外還應(yīng)使汽車具有倒向行駛、中斷動力行駛等。機(jī)械變速器的基本結(jié)構(gòu)主要是由輸入軸、主動輪、從動輪、輸出軸、中間軸、同步器、軸承、操縱機(jī)構(gòu)等組成3。圖2-1,分別示出了幾種中間軸式五檔變速器傳動方案。它們的共同特點是:變速器第一軸和第二軸的軸線在同一直線上,經(jīng)嚙合套將它們連接得到直接檔。使用直接檔,變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載,發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器第一軸和第二軸直接輸出,此時變速器的傳動效率高,可達(dá)90%以上,噪聲低,齒輪和軸承的磨損減少。因為直接檔的利用率高于其它檔位,因而提高了變速器的使用壽命;在其它前進(jìn)檔位工作時,變速器傳遞的動力需要經(jīng)過設(shè)置在第一軸,中間軸和第二軸上的兩對齒輪傳遞,因此在變速器中間軸與第二軸之間的距離(中心距)不大的條件下,一檔仍然有較大的傳動比;檔位高的齒輪采用常嚙合齒輪傳動,檔位低的齒輪(一檔)可以采用或不采用常嚙合齒輪傳動;多數(shù)傳動方案中除一檔以外的其他檔位的換檔機(jī)構(gòu),均采用同步器或嚙合套換檔,少數(shù)結(jié)構(gòu)的一檔也采用同步器或嚙合套換檔,還有各檔同步器或嚙合套多數(shù)情況下裝在第二軸上。再除直接檔以外的其他檔位工作時,中間軸式變速器的傳動效率略有降低,這是它的缺點。在檔數(shù)相同的條件下,各種中間軸式變速器主要在常嚙合齒輪對數(shù),換檔方式和到檔傳動方案上有差別。圖2-1a所示方案,除一倒檔用直齒滑動齒輪換檔外,其余各檔為常嚙合齒輪傳動。圖2-1b,c,d所示方案的各前進(jìn)檔,均用常嚙合齒輪傳動;圖2-1d所示方案中的倒檔和超速檔安裝在位于變速器后部的副箱體內(nèi),這樣布置除可以提高軸的剛度,減少齒輪磨損和降低工作噪聲外,還可以在不需要超速檔的條件下,很容易形成一個只有四個前進(jìn)檔的變速器。圖2-1 中間軸式五檔變速器傳動方案以上各種方案中,凡采用常嚙合齒輪傳動的檔位,其換檔方式可以用同步器或嚙合套來實現(xiàn)。同一變速器中,有的檔位用同步器換檔,有的檔位用嚙合套換檔,那么一定是檔位高的用同步器換檔,檔位低的用嚙合套換檔。發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動的轎車采用中間軸式變速器,為縮短傳動軸長度,可將變速器后端加長。伸長后的第二軸有時裝在三個支承上,其最后一個支承位于加長的附加殼體上。如果在附加殼體內(nèi),布置倒檔傳動齒輪和換檔機(jī)構(gòu),還能減少變速器主體部分的外形尺寸。綜上所述選擇第2種傳動方案,前進(jìn)檔,均用常嚙合齒輪傳動。與前進(jìn)檔位比較,倒檔使用率不高,而且都是在停車狀態(tài)下實現(xiàn)換倒檔,故多數(shù)方案采用直齒滑動齒輪方式換倒檔。為實現(xiàn)倒檔傳動,有些方案利用在中間軸和第二軸上的齒輪傳動路線中,加入一個中間傳動齒輪的方案。本設(shè)計采用了下面的第四種布置方案。 圖2-2 倒檔布置方案圖2-2為常見的倒檔布置方案。圖2-2b所示方案的優(yōu)點是換倒檔時利用了中間軸上的一檔齒輪,因而縮短了中間軸的長度。但換檔時有兩對齒輪同時進(jìn)入嚙合,使換檔困難。圖2-2c所示方案能獲得較大的倒檔傳動比,缺點是換檔程序不合理。圖2-2d所示方案針對前者的缺點做了修改,因而取代了圖2-2c所示方案。圖2-2e所示方案是將中間軸上的一,倒檔齒輪做成一體,將其齒寬加長。圖2-2f所示方案適用于全部齒輪副均為常嚙合齒輪,換檔更為輕便。為了充分利用空間,縮短變速器軸向長度,有的貨車倒檔傳動采用圖2-2g所示方案。2.2.2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析(1)齒輪形式 變速器用斜齒輪和直齒圓柱齒輪。斜齒圓柱齒輪雖然制造時稍復(fù)雜、工作時有軸向力,但因其使用壽命長、噪聲小而仍得到廣泛使用。直齒圓柱齒輪用于低檔和倒檔。(2)換檔結(jié)構(gòu)形式變速器換檔結(jié)構(gòu)型式有直齒滑動齒輪、嚙合套和同步器換檔等三種。使用同步器能保證迅速、無沖擊、無噪聲換檔,而與其操作技術(shù)熟練程度無關(guān),從而提高汽車的加速性,經(jīng)濟(jì)性和行駛安全性。2.2.3 檔數(shù)及各檔傳動比 為了使發(fā)動機(jī)在最有利轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作,變速器各檔傳動比之間的關(guān)系基本是幾何級數(shù),故臨檔傳動比比值就是幾何級數(shù)的公比4。(1)最大傳動比。 (2-5)式中:主減速比,=2305kg, =0.03,=95%,=184Nmm, r=0.216m,可得=4.618。(2)最小傳動比。,該公式為計算最小傳動比公式(3)其余各擋傳動比比值。 (2-6)變速器各擋傳動比如表2-3所示。表2-3 變速器各擋傳動比一擋二擋三擋四擋五擋倒擋4.62.91.810.74.52.2.4 中心距的確定齒輪中心距是變速器很重要的參數(shù),它對變速器整體尺寸及質(zhì)量有很大影響。通常根據(jù)經(jīng)驗公式初選中心距。經(jīng)驗公式:mm。2.2.5 齒輪參數(shù)的確定(1) 齒輪模數(shù)初選模數(shù)時,可以參考同類型汽車的齒輪模數(shù)確定,也可根據(jù)大量現(xiàn)代汽車變速器齒輪模數(shù)的統(tǒng)計數(shù)據(jù),找出模數(shù)的變化規(guī)律,即經(jīng)驗公式。利用經(jīng)驗公式初選模數(shù),斜齒輪法向模數(shù)=2.5,直齒輪=3mm。(2)齒輪壓力角實際上應(yīng)國家規(guī)定的齒輪標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20度,所以變速器齒輪普遍采用的壓力角為20度。(3) 齒輪螺旋角為減少工作噪聲和提高強(qiáng)度,汽車變速器齒輪多用斜齒輪,只有倒檔齒輪。隨著螺旋角的增大,齒的強(qiáng)度也相應(yīng)的提高,不過當(dāng)螺旋角大于30度時,其彎曲強(qiáng)度驟然下降,而接觸強(qiáng)度仍繼續(xù)上升,因此從提高低檔齒輪的彎曲強(qiáng)度出發(fā),并不希望過大,而從提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度著眼,可選取較大值。 斜齒輪螺旋角可在下面提供的范圍選用:轎車變速器:,貨車變速器:,在此選用螺旋角。 畢業(yè)設(shè)計(論文)評語姓名: 畢業(yè)設(shè)計(論文)題目: 獅跑全輪驅(qū)動汽車分動器與變速器設(shè)計 工作起止日期: 2011 年 10 月 11 日起 2011 年 12 月 30 日止 指導(dǎo)教師對畢業(yè)設(shè)計(論文)進(jìn)行情況,完成質(zhì)量及評分意見: 指導(dǎo)教師簽字: 指導(dǎo)教師職稱: 評閱人評閱意見: 評閱教師簽字: 評閱教師職稱: 答辯委員會評語: 根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(論文)的材料和學(xué)生的答辯情況,答辯委員會作出如下評定:學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯成績評定為: 對畢業(yè)設(shè)計(論文)的特殊評語: 答辯委員會主任(簽字) 職稱: 答辯委員會副主任(簽字): 職稱: 答辯委員會委員(簽字): 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名系部汽車工程系專業(yè)、班級指導(dǎo)教師姓名職稱副教授從事專業(yè)車輛工程是否外聘是否題目名稱獅跑全輪驅(qū)動汽車分動器與變速器設(shè)計一、設(shè)計(論文)目的、意義全輪驅(qū)動,又稱四輪驅(qū)動,是指汽車前后輪都有動力。這種總布置形式,由于全部車輪都是驅(qū)動輪,充分利用了汽車的全部附著質(zhì)量,因此汽車有較大的驅(qū)動力和克服障礙、防止打滑的能力。本設(shè)計以獅跑車為原型,采用兼時驅(qū)動模式,駕駛員可以根據(jù)路面狀況,利用分動器實現(xiàn)前輪驅(qū)動、后輪驅(qū)動和四輪驅(qū)動三種驅(qū)動方式的轉(zhuǎn)換,可以很好的滿足不同情況下的使用要求。本設(shè)計采用逆向設(shè)計的方法,主要對分動器和變速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計,該設(shè)計可以為以后開展分動器和變速器的設(shè)計提供參考二、設(shè)計(論文)內(nèi)容、技術(shù)要求(研究方法)通過對現(xiàn)有獅跑車上采用的分動器和變速器進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上主要完成以下基本內(nèi)容:(1)分動器檔數(shù)、傳動比、中心距、齒輪參數(shù)的選擇。(2)分動器強(qiáng)度計算及材料選擇。(3)分動器軸的設(shè)計。(4)分動器同步器的設(shè)計。(5)設(shè)計三軸五檔變速器,完成變速器的布置方案分析。(6)變速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定。(7)變速器同步器的設(shè)計。(8)各擋齒輪、軸的設(shè)計以及強(qiáng)度校核。本設(shè)計采用文獻(xiàn)查閱法,大量收集資料查閱獅跑車分動器和變速器的相關(guān)技術(shù)參數(shù),利用計算分析法對分動器和變速器軸、齒輪等強(qiáng)度進(jìn)行校核計算。利用實物參考方法,參照現(xiàn)有獅跑車所采用的分動器和變速器進(jìn)行設(shè)計。利用對比分析法,將所設(shè)計的分動器和變速器與現(xiàn)有的分動器進(jìn)行對比證明設(shè)計的正確性。三、設(shè)計(論文)完成后應(yīng)提交的成果 (一)計算說明部分 包括分動器和變速器設(shè)計過程分析及重要的零部件如齒輪和軸等的校核計算 (二)圖紙部分 分動器裝配圖0#圖紙一張;變速器裝配圖0#圖紙一張 四、設(shè)計(論文)進(jìn)度安排 2011年10月1日10月20日 查閱相關(guān)資料,初步確定設(shè)計方案,撰寫開題報告 10月21日 開題10月22日11月10日 完成分動器的裝配圖繪制及相關(guān)零件的校核11月11日11月22日 完成變速器的裝配圖繪制及相關(guān)零件的校核11月23日11月25日 完成裝配圖并參加中期檢查11月26日12月5日 完成說明書的整理和撰寫工作,并檢查圖紙12月6日12月9日 準(zhǔn)備結(jié)題12月10日12月19日 最后核定說明書及圖紙,準(zhǔn)備上交全部材料五、主要參考資料1 郭新華汽車構(gòu)造(第二版)北京:高等教育出版社,20082 高維山汽車設(shè)計叢書變速器M北京:人民交通出版社,19903 王望予汽車設(shè)計(第4版)M 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20044 劉維信汽車設(shè)計M北京:清華大學(xué)出版社,20015 陳家瑞汽車構(gòu)造M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20006 鐘毅芳,唐增寶機(jī)械設(shè)計(第二版)M武漢:華中科技大學(xué)出版社,20017 王黎欽,陳鐵鳴機(jī)械設(shè)計(第4版)M哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,20088 Christian BaderPower train electronics-progress on the use and development of the computer aided gearshift systemsJSAE 901160,19909 EHendricksQualitative and quantitative influence of a fully controlled on fuel economy and vehicle performanceJSAE 930668,199310 余志生汽車?yán)碚摚ǖ谌妫㎝北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200011 Bran BachDevelopment of a Shift By Wire Synchronized 5-Speed Manual T ransmissionJSAE 980831,1998812 王望予 汽車設(shè)計(第3版)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000六、備注指導(dǎo)教師簽字:年 月 日教研室主任簽字: 年 月 日
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編號:16750646
類型:共享資源
大?。?span id="ttvjqmi" class="font-tahoma">1.48MB
格式:ZIP
上傳時間:2020-10-23
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含CAD圖紙和說明書
獅跑全輪
驅(qū)動
汽車
分動器
變速器
設(shè)計
cad
圖紙
以及
說明書
仿單
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