拉維納變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含5張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請(qǐng)放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文) 報(bào)告(論文)題目： 拉維納變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 作者所在系部： 機(jī)電工程學(xué)院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級(jí)： B13142 作 者 姓 名 ： 崔浩男 作 者 學(xué) 號(hào) ： 201322397 指導(dǎo)教師姓名： 焦運(yùn)景 完 成 時(shí) 間 ： 2017年5月20日 北華航天工業(yè)學(xué)院教務(wù)處制 摘 要 變速器是改變改變汽車行駛過程中的速度的一個(gè)部件，可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的關(guān)系，即改變了速度。目前的變速器種類多樣，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種變速器，隨著社會(huì)的發(fā)展，變速器更多的趨于自動(dòng)，減少人為操作勞動(dòng)，越來越方便人們的體驗(yàn)。 變速器的發(fā)展越來越快，越來越先進(jìn)，讓人們出行更加便捷。目前的汽車也更加細(xì)致的面對(duì)不同人來做出更加細(xì)致的改變。本文則是對(duì)拉維納式的變速器做了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)的分析，各個(gè)部件的作用，大致做了一些分析，以及加工選料也做了一定的分析和計(jì)算。 關(guān)鍵詞：變速器 自動(dòng)變速器 便捷 2 Abstract The transmission is a component that changes the speed at which the car travels, changing the relationship between the engine and the drive wheel, that is changing the speed. The current variety of transmissions, there are two kinds of automatic and manual transmission, with the development of society, transmission more tend to automatically reduce the man-made operation of labor, more and more convenient people experience. The development of transmissions is getting faster and more advanced. The current car is also more meticulous face of different people to make more detailed changes. This article is a simple design of the type transmission. From the structure of the analysis, the role of various components, generally do some analysis, as well as processing materials have also done a certain analysis and calculation. Also shows that the automatic transmission in all aspects of the benefits, for the protection of the ecological environment also has a very role. Is an important product in people's lives, so that people more convenient. Keywords: transmission automatic transmission convenient II 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1　自動(dòng)變速器的特點(diǎn)及分類 1 1.2　我國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3　設(shè)計(jì)目的 3 1.4　三速自動(dòng)變速器齒輪變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 3 第2章　拉維納式齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 2.1　變速器齒輪機(jī)構(gòu)圖及工作原理 4 2.11　拉維納自動(dòng)變速器齒輪的機(jī)構(gòu) 4 2.12　各執(zhí)行元件的功能 4 2.1.3　拉維納自動(dòng)變速器換擋原理 5 2.1.4　變速器原理圖 5 2.1.5　各檔位工作情況分析表 6 2.2　拉維納自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 7 2.2.1　拉維納自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)參數(shù) 7 2.2.2　各檔位傳動(dòng)比計(jì)算 7 2.2.3　最高車速的驗(yàn)算 8 2.2.4　齒輪齒數(shù)的確定 8 第3章　各齒輪元件參數(shù)確定及校核 12 3.1　齒輪材料的選擇原則 12 3.2　行星齒輪各元件計(jì)算 12 3.2.1　齒圈受力及運(yùn)算 12 3.2.2　小太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 14 3.2.3　大太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 16 3.2.4　行星輪受力及計(jì)算 17 3.3　離合器摩擦片的選擇 17 3.4　小結(jié) 18 第4章 輸入軸的強(qiáng)度校核及壽命分析 19 4.1　輸入軸直徑選擇 19 4.1.1　軸的工藝要求及材料選擇 19 4.1.2　軸徑的初步估算 19 4.2　輸入軸的強(qiáng)度校核 19 4.3　軸承的選擇及壽命計(jì)算 21 4.3.1　軸承的選擇 21 4.3.2　軸承壽命計(jì)算 21 4.4　小結(jié) 22 結(jié) 論 23 致 謝 24 參考文獻(xiàn) 25 附 錄 26 第1章 緒論 1.1　自動(dòng)變速器的特點(diǎn)及分類 自動(dòng)變速器通過發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞，使其即使在怠速后也不會(huì)熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力也平穩(wěn)地傳遞到變速器上。此外，它可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)檔的自動(dòng)換擋，它是依據(jù)車輛的負(fù)荷和變速改變齒輪，減少人工變速的工作量，使人們?cè)趽頂D的交通下享受光駕的感覺。創(chuàng)設(shè)汽車變速器很重要，它能解決車輛發(fā)動(dòng)需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩間存在的沖突。除了發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器和變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配也是影響車輛行駛的關(guān)鍵。 當(dāng)前，選用自動(dòng)變速的重要方法大概三種：液力自動(dòng)變速器;電控機(jī)械式自動(dòng)變速器，簡(jiǎn)稱：機(jī)械無級(jí)變速器。 液力自動(dòng)變速器 圖 1-1 從表中可以看出，液力自動(dòng)變速器實(shí)際上是無級(jí)變速的無級(jí)變速器。它是當(dāng)前利用最頻繁的自動(dòng)變速器。選用此自動(dòng)變速器，免掉了手動(dòng)變速器復(fù)雜的操縱，使開車變得省力。同時(shí)，電子控制下自動(dòng)切換平順，故而汽車具備優(yōu)秀的乘坐安逸性和安全性動(dòng)力性和操縱性都很出色。但缺點(diǎn)是效率低，構(gòu)造繁雜，成本昂貴。 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 它是通過一作為最基本，二操縱實(shí)現(xiàn)的。即固定軸式變速器和干式離合器和電子技術(shù)及自動(dòng)變速器理論實(shí)現(xiàn)。電控單元（ECU）為中心是在車輛起步和變擋操縱。離合器的形態(tài)變換是被氣動(dòng)執(zhí)行元件掌管，變擋和發(fā)動(dòng)機(jī)油門調(diào)整也是被它掌控。按照預(yù)先設(shè)定駕駛員換擋、離合器規(guī)律借助對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)（油門控制、離合器、變速器換擋）對(duì)其自動(dòng)操縱。 AMT擁有原手動(dòng)的效能高，構(gòu)造制造簡(jiǎn)易和自動(dòng)的長(zhǎng)處。只改變手動(dòng)操控系統(tǒng)的換檔桿，其他部分保留。但弊端即沒有動(dòng)力的變檔，這個(gè)短處用電子控制方面可以補(bǔ)充。 在幾種變速器中，AMT是最好且實(shí)用的。在各種檔次車等方面應(yīng)用較開闊。 無級(jí)自動(dòng)變速器 V形金屬帶式最實(shí)用。 圖 1-2 1.2　我國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 （1）液力自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在60年時(shí)候，我國(guó)在這方面的發(fā)展還是比較緩慢的，最早兩個(gè)前進(jìn)檔的變速器是被用在“紅旗”車上。并且在各個(gè)方面并不是很好。后來CA774變速器被研制出。它比之前的多了一個(gè)前進(jìn)檔?？傮w來說有了很大的改觀，都有了很大的提升。 改革后，大批的國(guó)際商品進(jìn)來，也包括車輛。這些高端汽車都配備了自動(dòng)變速器。這也使大量的汽車維修公司成為非常熟悉的液壓自動(dòng)變速器修復(fù)。在實(shí)踐中因?yàn)閷?duì)此優(yōu)秀機(jī)能感受和熟識(shí)，以及快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和更好的道路條件，對(duì)好的先進(jìn)的汽車有了更多的選擇，促使了其快速成長(zhǎng)的步調(diào)。 上海通用汽車公司（SGM）產(chǎn)的電子控制自動(dòng)變速箱4T65E，下線，并開始在市場(chǎng)上通過。上海大眾、一汽大眾捷達(dá)都裝備了AG4-95。 至于公共汽車經(jīng)常起步換擋，勞動(dòng)強(qiáng)度極大，迫切要求使用自動(dòng)變速器。1995年，Allison變速器也在公交車上配備，遍及“北上廣深”。它的利用十分廣泛。 （2）電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器方面，吉林工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)等工科類大學(xué)都相繼展開鉆研，但國(guó)際比還存在著相當(dāng)大的距離，但在理論上的研究和國(guó)際水平近乎相等。 （3）無級(jí)自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 十年前的時(shí)候，我國(guó)大學(xué)就購(gòu)置了樣機(jī)作為分析研究。重慶大學(xué)在對(duì)CVT的結(jié)構(gòu)、機(jī)理來做基礎(chǔ)研究;在科技部的95大項(xiàng)目中，東風(fēng)汽車公司、吉林大學(xué)和東北科技大學(xué)承擔(dān)著重大作用。CVT技術(shù)在許多車型中得到運(yùn)用，比如奧迪A6、奇瑞旗云等。遠(yuǎn)觀國(guó)際CVT操縱趨向預(yù)測(cè)出多為小功率即發(fā)動(dòng)機(jī)排量2L下，因而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)遠(yuǎn)景不容忽視。 1.3　設(shè)計(jì)目的 我國(guó)人口，經(jīng)濟(jì)發(fā)展愈來愈快。社會(huì)發(fā)展中人們對(duì)車的需求愈來愈高，大市場(chǎng)中，小轎車比例很大。道路交通更加的發(fā)達(dá)，說明人們也對(duì)此需求更加強(qiáng)烈。并且自動(dòng)變速器具備操作簡(jiǎn)易，可抬高車輛壽命，讓人們更加適應(yīng)車輛。在排污方面也有大大改進(jìn)。但對(duì)比這方面強(qiáng)國(guó)，我們起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，需要多加努力。研發(fā)出更好的設(shè)備。 1.4　三速自動(dòng)變速器齒輪變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 （1）為汽車提供三個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。 （2）構(gòu)造單一，以降低加工難度和減小制造成本。 （3）操縱簡(jiǎn)易，讓駕駛員負(fù)荷減小。 第2章　拉維納式齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1　變速器齒輪機(jī)構(gòu)圖及工作原理 2.11　拉維納自動(dòng)變速器齒輪的機(jī)構(gòu) 此變速器有兩排，前面的是獨(dú)立的行星齒輪部分。后面的是雙行星齒輪機(jī)構(gòu)。拆分開來?yè)碛袃蓚€(gè)太陽(yáng)輪，六個(gè)行星齒輪，分別是三個(gè)長(zhǎng)的和三個(gè)短的，共用一個(gè)行星架。唯一的齒環(huán)連接到輸出軸。拉維納行星齒輪可分為三檔和一個(gè)倒檔。（如圖2-1） 圖2-1拉維納式自動(dòng)變速器 2.12　各執(zhí)行元件的功能 該機(jī)構(gòu)的變速執(zhí)行元件共有五個(gè)。即C1、C2、B1、B2、F1分別表示前多片離合器，后多片離合器，前制動(dòng)帶，后制動(dòng)帶，單向離合器。當(dāng)這幾個(gè)元件一起作用時(shí)，有如下的影響。 （1）輸入軸輸入的動(dòng)力使多片離合器C1接到后排的小陽(yáng)輪。 （2）輸入軸的輸入動(dòng)力則是由多片式離合器C2接到前排的大太陽(yáng)輪上 （3）大太陽(yáng)輪外緣是被長(zhǎng)行星齒輪圍著轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)榍懊娴拇筇?yáng)輪被制動(dòng)器B1固定起來導(dǎo)致其不動(dòng)。 （4）單向離合器，顧名思義是單向的。因此反向時(shí)候有自鎖功能，不能動(dòng)彈。行星架被固定，它具有后制動(dòng)帶作用的同樣功能。 （5）行星架在制動(dòng)器B2作用下，牢牢地被牢固起來。行星齒輪作為過渡輪。它繞自己軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。 2.1.3　拉維納自動(dòng)變速器換擋原理 1）一檔 在一檔的時(shí)候，即Drive位。汽車緩慢運(yùn)行 ，各個(gè)部件的運(yùn)行狀況是這樣的：C1多片離合器和小太陽(yáng)輪開始提供動(dòng)力，行星架則在單項(xiàng)離合器的作用下制動(dòng)。齒圈輸出動(dòng)力傳到輸出軸。 在這里，行星齒輪只是作為一個(gè)過渡，以改變輸入功率的旋轉(zhuǎn)方向。忽略了速比機(jī)構(gòu)的影響。行星齒輪，輸出軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向一樣。 當(dāng)太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，長(zhǎng)軸齒輪環(huán)最終是順時(shí)針方向驅(qū)動(dòng)的，行星齒輪產(chǎn)生力矩反應(yīng)。使行星架產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。由于F1逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)自鎖，所以行星架被制動(dòng)。 汽車在滑行狀況時(shí)，齒圈被驅(qū)動(dòng)輪反向輸入的動(dòng)力帶動(dòng)，這時(shí)候做的是順方向的高速的轉(zhuǎn)動(dòng)。長(zhǎng)行星齒輪產(chǎn)生齒輪的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)太陽(yáng)輪從發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速功率順時(shí)針和低速旋轉(zhuǎn)。最后將行星架遠(yuǎn)離單向離合器的鎖定并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)候，由F1單向離合器鎖定行星架，并使汽車的滑行狀態(tài)結(jié)束，驅(qū)動(dòng)狀態(tài)從新的驅(qū)動(dòng)器更新。在下坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪反向帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行阻力，完成發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 2）二檔 C1多盤離合器和制動(dòng)B2同時(shí)作用。小太陽(yáng)仍然是驅(qū)動(dòng)裝置，大太陽(yáng)輪是由B2制動(dòng)。大太陽(yáng)輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在此條件下，因行星架做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)的行星齒輪也只能跟著做同樣的運(yùn)動(dòng)。最終轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪環(huán)。齒輪環(huán)驅(qū)動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)目標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)方向連通，輸出軸為減速運(yùn)動(dòng)。二檔時(shí)三處（齒圈、長(zhǎng)行星輪、行星架）都在運(yùn)動(dòng)。造成比一檔輸出軸轉(zhuǎn)速高。 3）三檔 C1 C2 C3多盤離合器聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，此時(shí)為直齒輪，傳動(dòng)比為1 4）倒檔 倒檔是車方向向后倒的過程，這時(shí)候各個(gè)部件的狀態(tài)和前進(jìn)的時(shí)候大不相同，但是原理都是一樣的。此時(shí)大的太陽(yáng)輪為輸出端，多片離合器C2和制動(dòng)器B1相配合，行星架在B1的作用下停止運(yùn)轉(zhuǎn)。大的太陽(yáng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)行星齒輪被帶動(dòng)但是與其方向相反，則為逆時(shí)針的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)時(shí)候行星架是不動(dòng)的，齒圈跟長(zhǎng)行星齒輪配合，和它方向做一致的轉(zhuǎn)動(dòng)，便實(shí)現(xiàn)了與前進(jìn)方向相反的后到過程。即為倒檔。 2.1.4　變速器原理圖 目前結(jié)合所學(xué)習(xí)的知識(shí)，選取了下圖中的兩種變速器做了一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)照研究，能更直觀的對(duì)目前兩種形式的變速器做一個(gè)不同的比較。下圖中可以很好的反映出來。它們最大的不同是辛普森式公用太陽(yáng)輪，齒圈是一個(gè)整體，拉維納式共用一個(gè)行星架，僅有一個(gè)齒圈和輸出連接起來。為滿足設(shè)計(jì)要求，變速器結(jié)構(gòu)緊湊，適合輕型、微型車使用，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用拉維納式。 圖 2-2 圖2-3 工作原理示意圖 氣路原理如圖2-3所示。 1. 長(zhǎng)行星齒輪 2．齒圈 3.行星架 4.短行星齒輪5.小太陽(yáng)輪6大太陽(yáng)輪. C1、C2、C3為1、2、3號(hào)離合器， B1、B2為1、2號(hào)制動(dòng)器F為單向 2.1.5　各檔位工作情況分析表 表2-1 檔位 驅(qū)動(dòng)件 制動(dòng)件 輸出件 工作元件 一檔 小太陽(yáng)輪 行星架 齒圈 C1、F 二檔 小太陽(yáng)輪 大太陽(yáng)輪 齒圈 C1、B2 三檔 大和小太陽(yáng)輪 無 齒圈 C1、C2、C3 R檔 大太陽(yáng)輪 行星架 齒圈 C2、B1 2.2　拉維納自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 2.2.1　拉維納自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)參數(shù) 質(zhì)量：1180Kg 最大功率：62.5Kw 最大扭矩：108Nm 最低轉(zhuǎn)速：2000rpm 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速：6000rpm 較快車速140km/h 最大爬坡度： 輪胎型號(hào)：215/70/R15 主減速器傳動(dòng)比：5.03 2.2.2　各檔位傳動(dòng)比計(jì)算 設(shè)定長(zhǎng)行星輪齒數(shù)為,齒圈齒數(shù)為，短行星齒輪齒數(shù)為，小太陽(yáng)輪齒數(shù)為，大太陽(yáng)輪齒數(shù)為。 一檔傳動(dòng)比的計(jì)算： 因?yàn)橐粰n時(shí)行星架被固定，故該輪系為定軸輪系，動(dòng)力由小太陽(yáng)輪傳遞給短行星輪。行星齒輪傳動(dòng)到長(zhǎng)短輪。一個(gè)長(zhǎng)的行星齒輪被傳遞到環(huán)齒輪。此時(shí)，大太陽(yáng)正在空轉(zhuǎn)： （2-1） 齒輪二檔時(shí)候傳動(dòng)比計(jì)算：此時(shí)大太陽(yáng)正被制動(dòng)，大太陽(yáng)輪在自己轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給小太陽(yáng)輪一個(gè)力矩。 于是得出： （2-2） 在二檔傳動(dòng)比的計(jì)算時(shí)長(zhǎng)行星齒輪未來自短行星齒輪的轉(zhuǎn)速傳給齒圈。 對(duì)于前排行星輪（長(zhǎng)行星輪） （2-3） 因?yàn)榇筇?yáng)輪被制動(dòng) ,故（自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速） 綜合以上三式得出： 三檔（直接檔）傳動(dòng)比的計(jì)算： 由于行星齒輪副被鎖止，該系統(tǒng)成為一個(gè)整體在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此 倒檔傳動(dòng)比的計(jì)算： 行星架制動(dòng)，齒輪是定軸輪系，和倒檔的動(dòng)力傳遞從一個(gè)大的太陽(yáng)輪行星齒輪在這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)。 （2-4） 2.2.3　最高車速的驗(yàn)算 在最高轉(zhuǎn)速下，速度達(dá)到很快下變速器處于最大檔位（即直接檔）傳動(dòng)比為1 —在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速，此時(shí)到6000rpm ——主減速器傳動(dòng)比5.03 ——輪胎半徑0.3135m 最高車速為140km/h 所以 ＞140km/h滿足要求 2.2.4　齒輪齒數(shù)的確定 傳動(dòng)系統(tǒng)最大傳動(dòng)比的確定： 綜合各個(gè)方面條件：最大爬坡度，最低車速，加速時(shí)間和附著條件等要求做出計(jì)算設(shè)計(jì)： (2-5) 式中：G——總重力11800N f——汽車頻率取0.02 ——汽車最大爬坡度 r——輪胎半徑0.3135m 大傳動(dòng)比滿足： (2-6) 汽車的最小傳動(dòng)比: 汽車的最小傳動(dòng)比影響汽車的行駛性能，最小傳動(dòng)比太小，車輛在重載下的加速度不好，噪聲和振動(dòng)發(fā)聲。過大時(shí)，燃油不能充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲大。 在汽車的最小傳動(dòng)比傳動(dòng)比不同的情況下汽車的功率如圖所示： 圖2-4不同最小傳動(dòng)比時(shí)汽車的功率圖 各檔傳動(dòng)比的分配: 變速器中各檔傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)相關(guān)： (2-6) 現(xiàn)實(shí)中，在高檔低速行駛中明顯比低速時(shí)候省油。這是為什么呢？這是因?yàn)楹秃芏喾矫嬗嘘P(guān)，在檔位高的時(shí)候利用就比檔位低的時(shí)候大。檔位高的性能與等比級(jí)數(shù)有很大的關(guān)系。在一定范圍中切保持幾乎相同，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)易操作；各齒輪工作的發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大。有利于汽車動(dòng)力。我們根據(jù)圖2-5可以了解到常見的比值，對(duì)此就能更好的選擇和參考了。 圖2-5常見轎車傳動(dòng)比比值 如圖所示，上訴車型均為轎車，傳動(dòng)比應(yīng)小于乘用車。因此，選擇時(shí)應(yīng)該選擇較大的值。 我們拿貨車為例，在不同的情況路況下，并且保證其正常行駛，這時(shí)候的最大傳動(dòng)比在30%在。在爬坡度的選擇時(shí)乘用車在~之間。但是對(duì)于那些特殊性能的車輛，爬坡度會(huì)達(dá)到過半的情況左右即?？傆^不同的類型，都有差異性。因?yàn)槁吠厩闆r的改進(jìn)并且乘用車的操縱廣泛，爬坡度的選擇接近貨車。 根據(jù)各個(gè)方面的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠性，車輛在水平且路面完好情況下，變速器選為傳動(dòng)比為1的直接檔。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性由發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋的比率決定。下齒輪的傳動(dòng)比決定了汽車的最大坡度。因此，在選擇低傳動(dòng)比、最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪和路面附著性時(shí)，于是選取最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)考慮汽車的最小穩(wěn)速和住減速輪與驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑之比。 歸納以上成分選定自動(dòng)變速器各檔傳動(dòng)比為： 將所選擇的傳動(dòng)比帶入式（2-1）、（2-2）、（2-3） 得出齒數(shù)為74、大太陽(yáng)輪為36、小太陽(yáng)輪為29。 由途中關(guān)系可以看出來，短行星齒輪與太陽(yáng)輪、行星齒輪和短行星齒輪分別嚙合，齒圈又與長(zhǎng)行星齒輪嚙合。齒圈為同心圓設(shè)齒圈為，太陽(yáng)輪，為短行星輪直徑為。 位置關(guān)系如圖所示 圖2-6行星齒輪位置關(guān)系 1行星架2短行星齒輪3長(zhǎng)行星齒輪4齒圈5太陽(yáng)輪 按照大太陽(yáng)輪行星排一心(如圖2-6） 求出長(zhǎng)行星輪齒數(shù)： 由于 （2-7） 考證大太陽(yáng)輪在行星排的連接前提： 對(duì)于連接的前提很關(guān)鍵，在行星齒輪之間必須留有間隙，這樣才能保證相鄰之間不會(huì)發(fā)生碰撞出現(xiàn)不必要的損害，相鄰的行星輪關(guān)系要滿足齒頂圓的半徑之和比中心距的一半還要小，這是很重要的前提。 圖2-7行星輪位置關(guān)系 取1 （2-8） 符合條件 小結(jié) 選擇拉維納式行星齒輪的結(jié)構(gòu)，制定了各個(gè)檔位時(shí)候的控制。 在思考燃油經(jīng)濟(jì)型，最大爬坡度等汽車機(jī)能目標(biāo)后選擇了變速器最好的傳動(dòng)比。而且按照傳動(dòng)比能實(shí)行下一章。 第3章　各齒輪元件參數(shù)確定及校核 3.1　齒輪材料的選擇原則 1、滿足工作條件的選擇 不同情況下對(duì)選擇的材質(zhì)都不同。對(duì)齒輪來說，這種需要傳輸動(dòng)力的都需要選擇質(zhì)量高一點(diǎn)的，即有很好的強(qiáng)度，耐磨性能也必須好。且齒面硬，齒芯軟。這樣選擇才能經(jīng)得住一直高強(qiáng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證其作用。 2、材料的選擇 一般情況來說，小齒輪硬度是應(yīng)該略大于大齒輪的。這樣的目的是讓兩個(gè)齒輪的壽命達(dá)到幾乎相同。但是小齒輪不應(yīng)該硬度過大，過大會(huì)產(chǎn)生對(duì)大齒輪的損傷，一般插值在30-50HBS間為最好。研究的拉維納變速器中，大小太陽(yáng)輪、行星齒輪的材料選擇沒那么苛刻，可選擇一樣的材質(zhì)。這是因?yàn)樘?yáng)輪沒有直接嚙合，是通過長(zhǎng)短行星齒輪后結(jié)合在一起的。 3、考慮加工工藝及熱處理工藝 推薦下列值用于傳動(dòng)齒輪的滲碳層深度： 當(dāng)m小于3.5滲碳層深度為0.8～1.2 當(dāng)m大于0.9～1.3的滲碳層深度時(shí) 當(dāng)m大于1～1.3的滲碳層深度時(shí) 外表硬度HRC58~63；芯部硬度HRC33~48。 經(jīng)過查詢，選取齒輪材料為60MnVb為最好，這中材料適合輕微型的車輛使用。也能達(dá)到上述的各個(gè)方面。 3.2　行星齒輪各元件計(jì)算 3.2.1　齒圈受力及運(yùn)算 齒輪的壓力角在不同情況大小下都會(huì)產(chǎn)生不一樣的效果。過小時(shí)有利于傳動(dòng)的平穩(wěn)，噪聲的降低，相反則能提高它的強(qiáng)度。于是關(guān)于乘用車為加大重合度降低噪聲應(yīng)取，，，等小些的壓力角，實(shí)際上，通過查閱規(guī)定得出標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 因而變速器基本采用壓力角為 斜齒輪的螺旋角選擇尤為關(guān)鍵。在實(shí)踐中還證實(shí)螺旋角和齒輪強(qiáng)度成正相關(guān)。螺旋角過大時(shí)抗彎強(qiáng)度會(huì)快速下降。于是從升高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，螺旋角不能太大，以取最好。 齒輪模數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。為了增加齒數(shù)，增加齒輪的寬度和重疊度，減少噪聲，減少傳動(dòng)，M應(yīng)該選擇一個(gè)小模數(shù)。于是次模數(shù)選取1.5 齒圈在工作時(shí)起到傳遞動(dòng)力的作用。齒圈作為輸出件，動(dòng)力通過長(zhǎng)行星齒輪傳遞。齒圈必須用回火207~241HRB 加工，因?yàn)樗芸赡馨l(fā)生變形，出現(xiàn)故障。材料也應(yīng)選擇各個(gè)方面出色的，因而選為60MnVb。 經(jīng)過手冊(cè)查閱得出[5]： 齒圈的法面模數(shù)： 螺旋角： 壓力角 端面模數(shù) ： （3-1） Z=74 根據(jù)分度圓圓關(guān)系公式可知： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 式中：——齒頂圓直徑 ——齒根圓直徑 ——斜齒輪法面參數(shù) 表3-1 斜齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸的公式 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 注：表中取0，取1，取0.25 齒寬 : (3-2) (為常嚙合齒輪系數(shù) 取為6.0~8.5,取7.8) a． 輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算： 1972.72Mpa （3-3） 式中 F——法面內(nèi)基圓切向力 ——端面分度圓切向力 ——計(jì)算載荷1303N.mm ——節(jié)圓半徑 57.5mm ——齒輪材料的實(shí)際寬度 鋼材取Mpa ——主齒輪節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率半徑（： ） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 =232.46/mmmm （3-4） 式中 ——圓周力， ——計(jì)算載荷，64.7Nmm ——直齒圓柱齒輪的應(yīng)力集中系數(shù)為1.65，斜齒輪的應(yīng)力集中系數(shù)為1.5 b——齒輪接觸實(shí)際寬度，斜齒輪用代替 ——法面周節(jié)， y——齒形系數(shù)，由圖3-1 ——重合度系數(shù)，取2 3.2.2　小太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 小太陽(yáng)輪主要是動(dòng)力輸入，通過花鍵和軸連在一起。小太陽(yáng)輪的材料為60MnVb。 查機(jī)械手冊(cè)[5]：太陽(yáng)輪壓力角，螺旋角 。 經(jīng)過計(jì)算，對(duì)小太陽(yáng)輪直徑D=45mm，齒頂圓直徑為48mm，齒根圓直徑是41.25mm。 a.接觸應(yīng)力計(jì)算: 1352.72Mpa 式中 ——法面內(nèi)基圓切向力 ——端面內(nèi)分度圓切向力，即圓周力 ——計(jì)算載荷 362.5N.mm ——節(jié)圓半徑 22.5mm ——節(jié)點(diǎn)處壓力角 ——螺旋角 ——齒輪材料的實(shí)際寬度,鋼材取 ——齒輪接觸的實(shí)際寬度,斜齒用接替 ——主齒輪節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率半徑（ ） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 =270.45mmmm 式中 ——圓周力， ——計(jì)算載荷，56.4Nmm ——應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取1.65，斜齒輪取1.5 ——摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取1.1，從動(dòng)齒輪取0.9 ——齒輪接觸實(shí)際寬度，斜齒輪用代替 ——法面周節(jié)， y——齒形系數(shù)，由圖3-1 ——重合度系數(shù)，取2 上面取得各個(gè)參數(shù)是按圖3-1中分布圖得到的。圖中當(dāng)齒輪受到的載荷作用于齒頂時(shí)按當(dāng)量齒數(shù)計(jì)算。 圖3-1 齒形系數(shù)分布圖 ——齒形系數(shù)y(當(dāng)載荷作用于齒頂，)， ——斜齒輪按當(dāng)量齒數(shù) 3.2.3　大太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 在倒檔中，大太陽(yáng)輪是主要的驅(qū)動(dòng)元件。類似于小型太陽(yáng)輪，屬于花鍵連接。 經(jīng)查手冊(cè)[5]：壓力角，螺旋角，法面模數(shù)，經(jīng)計(jì)算太陽(yáng)輪分度圓直徑為56mm，齒頂圓直徑59mm，齒根圓直徑52.25mm。 a.接觸應(yīng)力計(jì)算 1520.26Mpa（計(jì)算過程同上） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 190.47N/mmN/mm 3.2.4　行星輪受力及計(jì)算 行星齒輪的傳送特色是體積小，承載本領(lǐng)強(qiáng)，運(yùn)作平穩(wěn)。行星齒輪傳遞效能高，可是傳動(dòng)比不大。在行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的拉維納兩型行星齒輪，這是一個(gè)行星齒輪的長(zhǎng)和行星齒輪的短兩個(gè)。因兩行星輪齒數(shù)相同，故其分度圓直徑相同經(jīng)計(jì)算：分度圓直徑D為30，齒頂圓33，齒根圓為26.25 a.接觸應(yīng)力計(jì)算（長(zhǎng)行星輪） 1422.29Mpa b. 彎曲應(yīng)力計(jì)算 mm/mm a.接觸應(yīng)力計(jì)算（短行星輪） 1328.73Mpa b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 mm /mm 3.3　離合器摩擦片的選擇 離合器由壓盤、摩擦片、回位彈簧和離合器殼體組成。摩擦片式的離合器有非常好的特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易是一方面，并且其中的零件數(shù)目少。在運(yùn)用的時(shí)候能達(dá)到很好的穩(wěn)定，它的部件分布也很平均，能達(dá)到很好的效果。尤其是潤(rùn)滑散熱。這幾點(diǎn)達(dá)到之后能保證其不易損壞，更長(zhǎng)時(shí)間的使用。所以這種離合器在自動(dòng)變速器中廣泛的得到了使用。這種離合器在此文中的變速器中有三組，分別控制大小太陽(yáng)輪和行星架。使用效果十分可觀。 摩擦片的外徑是離合器設(shè)計(jì)的主要參數(shù)。對(duì)離合器的設(shè)計(jì)有決定性的影響的是摩擦片的外徑。他與離合器能承受的扭矩有直接關(guān)系。它還涉及離合器的結(jié)構(gòu)，重量和使用壽命。 圖3-2 離合器摩擦片 圖中所示為干式離合器面片。干式離合器面片主要用于對(duì)比濕式離合器面片能夠承受更高的溫度。適用于工作環(huán)境相對(duì)干燥的情況。濕式離合器摩擦片是用于潤(rùn)滑的工作環(huán)境。 在選擇離合器摩擦片時(shí)參考國(guó)家準(zhǔn)機(jī)械零件根據(jù)國(guó)家機(jī)械局1996-06批準(zhǔn)表[11]選擇： 圖3-3干式離合器 根據(jù)上表，選取離合器的摩擦片尺寸：外直徑為145mm,內(nèi)徑為100mm，厚度為2.5mm，和內(nèi)、外徑之比為0.6896。 3.4　小結(jié) 對(duì)行星齒輪，太陽(yáng)輪，齒圈進(jìn)行了材料的選取和力的校核。 當(dāng)摩擦板被選中時(shí)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的形式，摩擦板的數(shù)量是有力分析和離合器殼體的大小決定的。 第4章 　輸入軸的強(qiáng)度校核及壽命分析 4.1　輸入軸直徑選擇 4.1.1　軸的工藝要求及材料選擇 用滲碳，高頻等熱處理來加工其輸入軸。因?yàn)檩S的要求很嚴(yán)格，它的軸不能折斷變形，得經(jīng)受扭轉(zhuǎn)和彎曲。軸由碳鋼和合金鋼制成。滲碳鋼比合金鋼便宜，對(duì)應(yīng)力積累敏感性較低，應(yīng)用廣泛。碳素鋼有30、40、45、和50鋼多為常用。軸的直徑盡可能小，限制它最大最小的直徑差距，可以改善機(jī)械性能，也可以節(jié)省材料，減少切削用量。 軸需要磨削和切削螺紋。砂輪、凹槽、凹槽應(yīng)留有后方可保證加工完整。 軸上有若干鍵槽，應(yīng)在統(tǒng)一母線上打開，使夾具全部完成后。 如有可能，如過圓、倒角、鍵槽、砂輪、軸中心孔等尺寸應(yīng)與標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定一直，便于加工和檢驗(yàn)。 與標(biāo)準(zhǔn)件相當(dāng)合的軸段D應(yīng)滿足標(biāo)準(zhǔn)件的請(qǐng)求，取值。零件裝配在軸的上面是一個(gè)精度要求非常高，非常細(xì)致的過程。一般都用階梯式的辦法來裝。從兩端向中間慢慢增大。軸間是為了讓零件安裝方便。軸端應(yīng)倒角，以去掉毛刺，便于導(dǎo)向和裝配。軸間的運(yùn)用也十分靈活，要滿足其中的各個(gè)要求，滿足安裝時(shí)候的尺寸。 4.1.2　軸徑的初步估算 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： 式中：K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù) K=4.0~4.6 ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 =108N.mm 按照軸承的標(biāo)準(zhǔn)選取將軸承D圓整輸入軸d取25mm.因此輸出軸直徑d取20mm. 在公式中，直徑是最小直徑。如果截面有鍵槽，則應(yīng)增加計(jì)算出的軸頸。當(dāng)有個(gè)鍵槽時(shí)，增加5%，當(dāng)有兩個(gè)鍵槽時(shí)，增加10%。 4.2　輸入軸的強(qiáng)度校核 受力分析如圖4.1所示： 圖4-1 輸入軸的受力分析 彎矩圖及扭矩圖如圖4-2 4-3所示： 圖4-2輸入軸的彎矩圖 圖4.3輸入軸的扭矩圖 計(jì)算支撐反力： 在水平平面上： （4-1) (4-2) 負(fù)號(hào)為的方向與受力簡(jiǎn)圖所設(shè)相反。 在垂直平面上： (4-3) 在水平平面上： 在垂直平面上： 在a-a剖面 ： 由彎矩圖和扭矩圖可知a-a截面因彎矩大，有轉(zhuǎn)矩，有鍵槽引發(fā)的應(yīng)力相聚，故為危險(xiǎn)截面 查《機(jī)械設(shè)計(jì)》表10.1[9] (4-4) 取α=0.6 軸的計(jì)算應(yīng)力： (4-5) 查表13-1[10]，軸材料為45鋼，淬火和回火處理=60Mpa ，故安全 4.3　軸承的選擇及壽命計(jì)算 4.3.1　軸承的選擇 在三速自動(dòng)變速器中，軸承的作用有兩種：一種是支軸承作用、一種是止推軸承。在這里止推軸承選取滾動(dòng)軸承中的深溝球軸承。作為支撐的軸承選取為圓錐滾針軸承。軸承的選取按照我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)準(zhǔn)則選擇查表 表4-1[11] 軸承型號(hào) 內(nèi)徑d 外徑D 公稱寬度 動(dòng)載荷 30202 15 35 11.75 20.8 30203 17 40 13.25 28.2 30204 20 47 15.25 32.2 30205 25 52 16.25 43.2 30206 30 62 17.25 43.2 30207 35 72 18.25 54.2 30208 40 80 19.75 63.0 30209 45 85 20.75 67.8 4.3.2　軸承壽命計(jì)算 機(jī)械手冊(cè)[10]檢查30250C，獲得Cr=32200N,C0r=28200N. （1）計(jì)算軸承的軸向力。由機(jī)械設(shè)計(jì)表11.13查的30250號(hào)軸承內(nèi)軸向力公式，則軸承Ⅰ、II內(nèi)部軸向力分別為： 按照軸承受力圖，于是軸有左移趨向。但由軸承零件的結(jié)構(gòu)圖，兩個(gè)軸承的軸向力分別： 比較兩軸承的受力：故只需要校核軸承Ⅱ。 (2)計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷： 查表11.12，得e=0.04因?yàn)樗裕篨=0.44，Y=1.36 當(dāng)量動(dòng)載荷計(jì)算為： N （3）軸承壽命的校核：軸承在100如下,查機(jī)械設(shè)計(jì)表11.9得，。軸承壽命校核得： (4-8) C==32200N n=300r/min P=2045.8N , 在不發(fā)生任何認(rèn)為損壞或者其他因素下，自動(dòng)變速器的使用壽命可達(dá)到10年所以最高使用時(shí)間是在10年內(nèi)計(jì)算的： 顯然，，故滿足壽命要求。 4.4　小結(jié) 對(duì)輸入軸進(jìn)行了軸徑選擇，并且對(duì)軸及軸上的軸承進(jìn)行了力的校核。軸及軸承均符合標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)軸承進(jìn)行了壽命分析運(yùn)算。軸承壽命符合要求。 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)基本完成設(shè)計(jì)任務(wù)，完成的工作有： （1）本次設(shè)計(jì)選擇拉維納式行星齒輪構(gòu)造。確定了各檔位控制元件的關(guān)連。 （2）在燃油經(jīng)濟(jì)性、爬坡性能指標(biāo)后，選擇最佳的傳動(dòng)比傳動(dòng)。 （3）對(duì)行星齒輪，太陽(yáng)輪，齒圈等元件進(jìn)行合力的校核。其是標(biāo)準(zhǔn)件的均按國(guó)標(biāo)選擇。設(shè)計(jì)中標(biāo)準(zhǔn)部件包括軸承，螺釘和摩擦片。 通過大學(xué)幾年的不斷學(xué)習(xí)，對(duì)汽車這方面有了一定的了解。讓我得以對(duì)此次設(shè)計(jì)順利的運(yùn)用。設(shè)計(jì)中使我對(duì)機(jī)械制圖的知識(shí)與齒輪設(shè)計(jì)原則有了更深刻的理解。并且在熱加工熱處理方面通過此次的加工設(shè)計(jì)我也更好的對(duì)此做了更深刻的認(rèn)知，感受到知識(shí)的廣闊。 致 謝 本次設(shè)計(jì)是在焦運(yùn)景老師的悉心認(rèn)真的指導(dǎo)下才得以完成的。焦老師在不辭辛勞的認(rèn)真指導(dǎo)我們做設(shè)計(jì)，尤其是在論文方面做了很認(rèn)真的批改，嚴(yán)格要求我們完成設(shè)計(jì)各個(gè)方面，也要感謝車輛專業(yè)的所有老師在四年內(nèi)對(duì)我的教導(dǎo)，讓我學(xué)到了更多的知識(shí)。 參考文獻(xiàn) [1] 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