1.6L排量轎車手動變速器設(shè)計(jì)
1.6L排量轎車手動變速器設(shè)計(jì),排量,轎車,手動,變速器,設(shè)計(jì)
年月日誠信聲明本人鄭重聲明:本設(shè)計(jì)及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的,在完成論文時(shí)所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。本人簽名:1.6L排量轎車手動變速器設(shè)計(jì)機(jī)械工程系趙明東起 止進(jìn)行調(diào)查研究,查閱資料,完成開題報(bào)告初步擬定總體方案,總體方案論證確定方案確定主要的技術(shù)參數(shù),變速器傳動設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)裝配圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖、主要零件圖能分析撰寫并編制論文、打印,準(zhǔn)備畢業(yè)答辯資料年專業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化指導(dǎo)教師(含職稱):日 期2014.12.012014.12.302014.12.312015.04.122015.04.132015.04.222015.04.232015.06.012015.06.022015.06.22月學(xué)號:劉申全(副教授)日112011130畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目:系部:學(xué)生:1課題意義及目標(biāo)課題意義:變速器在發(fā)動機(jī)和汽車之間主要起著一種匹配作用。而對于手動變速器來說,不僅有著諸多優(yōu)點(diǎn),同時(shí)手動變速器的節(jié)能性、經(jīng)濟(jì)性以及駕駛娛樂性也決定了其不可替代性。所以對于手動變速器的研究和設(shè)計(jì)十分重要。目標(biāo):為學(xué)生畢業(yè)后從事車輛工作打好基礎(chǔ)。2主要任務(wù)根據(jù)轎車的車型特點(diǎn)及相應(yīng)參數(shù)、性能要求,設(shè)計(jì)一款5擋手動變速器。整機(jī)質(zhì)量:1290kg 總傳動比:3.5 最大馬力:117PS 最大功率:77kw最大功率轉(zhuǎn)速:5600rpm 最大扭矩:155NM 最大扭矩轉(zhuǎn)速:3500rpm具體內(nèi)容:變速器傳動機(jī)構(gòu)布置方案;零部件結(jié)構(gòu)方案;變速器主要參數(shù)的選擇;變速器的設(shè)計(jì)與計(jì)算。完成設(shè)計(jì)說明書一份,附帶相應(yīng)的圖紙。3. 主要參考資料1 王望予. 汽車設(shè)計(jì)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20122 陳家瑞. 汽車構(gòu)造M . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20003 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊M. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.54 林家讓. 汽車底盤簡明教學(xué)圖解M. 北京:電子工業(yè)出版社,2008.14. 進(jìn)度安排設(shè)計(jì)各階段名稱12345審核人:1.6L排量轎車手動變速器設(shè)計(jì)摘要:本次設(shè)計(jì)目的在通過設(shè)計(jì)一款手動變速器,實(shí)現(xiàn)對汽車的動力、換擋操縱的可靠、傳動的平穩(wěn)及效率的改進(jìn)與提高。在已知發(fā)動機(jī)的功率、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及整個車總質(zhì)量的條件下,結(jié)合學(xué)過的相關(guān)知識,重點(diǎn)對變速器中齒輪的結(jié)構(gòu)、軸的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,以及對變速器的整體傳動方案和結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,從而提高汽車的整體性能。本次設(shè)計(jì)采用設(shè)計(jì)方法比較傳統(tǒng),但所設(shè)計(jì)的變速器具有結(jié)構(gòu)簡單,加工、裝配方便的優(yōu)點(diǎn),因此大大降低了制造成本。因?yàn)榇俗兯倨魅窟x用同步器換檔,所以具備換檔輕松簡捷,噪聲低等優(yōu)點(diǎn)。通過本次設(shè)計(jì)得到的手動變速器的設(shè)計(jì)方案比較合理,可為同類產(chǎn)品的生產(chǎn)設(shè)計(jì)提供參考。關(guān)鍵詞:變速器,齒輪,同步器Thedesignofcarmanualtransmissionwith1.6LemissionAbstract:Thepurposeofthedesignamanualtransmission,realizethepowerperformanceand fuel economy, shifting control reliability, driving stability and efficiencyimprovement.In agiven enginepower,torque,speed andvehicle total qualityandotherconditions,combineoflearnedknowledge,emphasisonparametersofthetransmissioningear, shaft structure size and so on carries on the design and calculation, and thetransmissionofthetransmissionschemeandstructuredesign,soastoimprovetheoverallperformanceofthecar.Thisdesignusesthetraditionaldesignmethod,butthedesignofthetransmissionhasasimplestructure,processing,assemblingtheadvantagesofconvenient,thus greatly reduces the manufacturing cost.Because of the transmission use thesynchronizergearshift,soashiftlight,lownoiseadvantages.Thedesignofthemanualtransmissiondesignschemeisreasonable,itcanprovidereferencefortheproductionthatlikeproductdesign.Keywords:Transmission,Gear,SynchronizerI目 錄前 言.第1章 變速器的總體方案設(shè)計(jì).1.1變速器設(shè)計(jì)的基本要求.1.2變速器傳動機(jī)構(gòu)的布置方案.1.2.1 固定軸式變速器.1.2.2 倒檔布置方案.1.2.3 傳動方案的最終設(shè)計(jì).1.3 變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析.1.3.1 齒輪形式.1.3.2 換擋機(jī)構(gòu)形式.1.3.3 變速器軸承.第2章 變速器主要參數(shù)的選擇和計(jì)算.2.1 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù).2.2 擋位數(shù)和傳動比.2.2.1 擋數(shù).2.2.2 傳動比范圍.2.3 主要參數(shù)的計(jì)算.2.3.1 最小傳動比的確定.2.3.2 最大傳動比的確定.2.3.3 檔位數(shù)的確定.2.4 中心距A.2.5 外形尺寸.第3章 變速器各擋齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算.3.1 齒輪參數(shù)的選擇.3.1.1 模數(shù).3.1.2 壓力角.3.1.3 螺旋角.3.1.4 齒寬.II3.1.5 齒輪變位系數(shù)的選擇原則.3.1.6 齒頂高系數(shù).3.2 各擋齒輪齒數(shù)的分配及傳動比的計(jì)算.3.2.1一檔齒數(shù)及傳動比的確定.3.2.2 對中心距A進(jìn)行修正.3.2.3 二檔齒數(shù)及傳動比的確定.3.2.4 三檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定.3.2.5四檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定.3.2.6五檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定.3.2.7 倒檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定.3.3變速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整.3.3.1 一擋齒輪的變位.3.3.2 倒擋齒輪的變位.3.3.3 齒輪螺旋角的調(diào)整.3.4 總結(jié)各擋齒輪參數(shù).第4章 變速器齒輪的校核.4.1 齒輪材料的選擇原則.4.2 變速器齒輪接觸強(qiáng)度校核.4.2.1 輪齒接觸應(yīng)力.4.2.2 各擋齒輪接觸強(qiáng)度校核.4.3 變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核.4.3.1 直齒輪彎曲應(yīng)力.4.3.2 斜齒輪彎曲應(yīng)力.第5章 變速器軸的設(shè)計(jì)與校核.5.1 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)矩.5.2 軸的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì).5.3 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算.5.3.1 計(jì)算齒輪的受力.5.3.2 軸的剛度驗(yàn)算.III5.3.3 軸的強(qiáng)度計(jì)算.第6章 變速器同步器與操縱機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì).6.1 同步器設(shè)計(jì).6.1.1同步器的作用及分類.6.1.2鎖環(huán)式同步器.6.1.3 主要參數(shù)的確定.6.2 操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).6.2.1 變速器操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求.6.2.2 換檔位置設(shè)計(jì).6.3 變速器殼體.第7章 設(shè)計(jì)總結(jié).參考文獻(xiàn).致 謝.IV言太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)前隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展,車型的多樣化、個性化已經(jīng)成為汽車發(fā)展的趨勢。而變速器的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)之一。盡管近年來,自動變速器和無級變速器技術(shù)迅猛發(fā)展,對手動變速器產(chǎn)生很大的沖擊,但手動變速器已經(jīng)應(yīng)用了很長時(shí)間,經(jīng)過反復(fù)改進(jìn)試驗(yàn),其制造技術(shù)已趨于成熟,與其它類型的變速器相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):1.手動變速器經(jīng)過了幾十年的發(fā)展, 在變速器市場長期處于主導(dǎo)地位,各方面的技術(shù)通過長期的積累,已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)成熟的地步。2.手動變速器傳動效率較高,理論上比自動變速器省油。3.手動變速器結(jié)構(gòu)簡單,工藝成熟,市場需求大,且生產(chǎn)成本低。4.維修方便。5.可以給汽車駕駛愛好者帶來更多的操控快感。隨著我國汽車工業(yè)不斷的發(fā)展壯大,以及汽車行業(yè)發(fā)展的迅速,如何設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,工作可靠,性能優(yōu)良,且符合中國國情的汽車,已經(jīng)成為當(dāng)前汽車設(shè)計(jì)者所面臨的嚴(yán)重問題。在面臨著機(jī)遇的同時(shí),我們也面臨著挑戰(zhàn),所以在機(jī)遇與挑戰(zhàn)并行的年代,我們要努力為我國的汽車工業(yè)做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。經(jīng)過這四年的努力學(xué)習(xí),我掌握了一些基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識。在大學(xué)即將畢業(yè)的時(shí)候,而我也將走向工作崗位,按照國家教委和學(xué)校的要求,我進(jìn)行了對轎車五檔變速器的設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們對學(xué)過的知識的實(shí)際應(yīng)用,充分體現(xiàn)了我們對學(xué)過的知識的掌握程度和創(chuàng)新思維。通過本次的設(shè)計(jì),我將進(jìn)一步鞏固所學(xué)的知識,提高實(shí)際應(yīng)用能力,并為以后的工作打下良好的基礎(chǔ)。在過去100多年的汽車變速箱的發(fā)展史中,主要經(jīng)歷了從手動變速器到自動變速器的發(fā)展過程。目前世界上使用最多的汽車變速器共有五種形式:無級變速器、手動變速器、手自一體變速器、自動變速器和雙離合變速器。隨著汽車工業(yè)快速發(fā)展的今天,隨著燃油價(jià)格的不斷上漲和世界的各種汽車配件技術(shù)的成熟應(yīng)用,所以變速器的設(shè)計(jì)發(fā)展成為當(dāng)今汽車行業(yè)的主要問題:1如何設(shè)計(jì)出更加節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)型的變速器,將是變速器乃至汽車發(fā)展所要面臨的一個巨大問題。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2如何能設(shè)計(jì)出一款既操縱方便快捷且還能滿足駕駛員樂趣的手動變速器,已然成為設(shè)計(jì)者所考慮的重要的問題。3如何設(shè)計(jì)出具有結(jié)構(gòu)簡單、高效傳動、車速平穩(wěn)以及駕駛舒適的變速器,一直都是變速器設(shè)計(jì)者們所要攻克的技術(shù)難關(guān)。總而言之, 變速器是各類汽車的主要裝置之一,隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展和大量的市場需要,變速器行業(yè)將會在發(fā)展過程中取得巨大的成就。針對著變速器行業(yè)市場的需求,向著操作簡單、舒適方便、高效率、低油耗且節(jié)能環(huán)保等方向發(fā)展,以達(dá)到汽車愛好者的要求及變速器市場的需求。太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章 變速器的總體方案設(shè)計(jì)汽車傳動系是汽車的核心組成部分,其目的是調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的性能,傳輸發(fā)動機(jī)的動力,并將動力傳至驅(qū)動車輪,使汽車達(dá)到前進(jìn)、后退、停止的要求。變速器則是完成傳輸動力任務(wù)的重要組成部分,也是決定汽車性能的主要部分之一。而且變速器還可以用來改變驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,目的是為了在各種不同的行駛的條件下,使汽車獲得不同的速度,同時(shí)使發(fā)動機(jī)在最佳的工作狀態(tài)和優(yōu)良的工作條件下工作。變速器的結(jié)構(gòu)要求對汽車的各種性能等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,轎車變速器的設(shè)計(jì)趨勢是增大其傳遞功率與重量之比,而且還要要求其具有較小的尺寸和優(yōu)良的性能。1.1變速器設(shè)計(jì)的基本要求變速器設(shè)計(jì)的基本要求為:(1)應(yīng)正確選擇變速器的擋位數(shù),以保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。(2)設(shè)置空擋和倒擋,保證發(fā)動機(jī)與驅(qū)動輪能長期分離,是汽車能倒退行駛。(3)應(yīng)換擋迅速、省力、方便。(4)設(shè)置動力輸出裝置。以便必要時(shí)能進(jìn)行功率輸出。除此之外,變速器還應(yīng)當(dāng)滿足高效率、低噪聲、低成本、體小質(zhì)輕及制造容易、維修方便等要求。1.2變速器傳動機(jī)構(gòu)的布置方案1.2.1 固定軸式變速器轎車常用變速器的傳動機(jī)構(gòu)布置方案主要有兩種:兩軸式變速器和中間軸式變速器。中間軸式變速器,如圖1.1所示,常用于發(fā)動機(jī)前置后輪驅(qū)動汽車和發(fā)動機(jī)后置后輪驅(qū)動的汽車上。其主要優(yōu)點(diǎn):傳遞效率高,磨損及噪音也最小,在齒輪中心距較小的情況下仍然可以獲得較大的傳動比。其缺點(diǎn)是:除直接檔外其他各檔的傳動效率有所下降。而兩軸式變速器,如圖1.2所示,多用于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車上。與中間中間軸式變速器兩軸式變速器太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)軸式變速器相比,它具有軸和軸承數(shù)少,結(jié)構(gòu)簡單、體積小等優(yōu)點(diǎn),同時(shí),也具有傳動效率高,噪聲小的優(yōu)點(diǎn)。圖1.1圖1.2兩軸式變速器傳動方案倒擋布置方案太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)綜上所述,就中間軸式變速器與兩軸式變速器相比較而言,本次設(shè)計(jì)的1.6L轎車變速器的驅(qū)動形式屬于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動,且可安置變速器的空間較小,對變速器的要求也較高,所以選用兩軸式變速器作為傳動方案。圖1.3為兩軸式變速器傳動方案。其特點(diǎn)是:變速器輸出軸與主減速器主動齒輪做成一體;其倒擋傳動通常采用滑動齒輪,而其它擋位則用齒輪嚙合傳動。圖1.31.2.2 倒檔布置方案圖1.4為常見的倒擋布置方案。圖1.43傳動方案太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1.2.3 傳動方案的最終設(shè)計(jì)通過對以上的變速器方案的分析與選擇,并根據(jù)任務(wù)與要求,最后確定的傳動方案如圖1.5所示。各檔的同步器裝在輸出軸上,倒擋傳動采用常嚙合齒輪,已達(dá)到換擋更為輕便的目的。圖1.5其傳動路線為:1檔:輸入軸122、4間同步器二軸輸出;2檔:輸入軸342、4間同步器二軸輸出;3檔:輸入軸566、8間同步器二軸輸出;4檔:輸入軸786、8間同步器二軸輸出;5檔:輸入軸91010、13間同步器二軸輸出;倒檔:輸入軸11121310、13間同步器二軸輸出1.3 變速器零、部件結(jié)構(gòu)方案分析變速器的設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足使用性能強(qiáng)、制造簡單、方便維護(hù)等要求。同時(shí)也要考慮齒輪形式、換檔機(jī)構(gòu)形式、軸承形式等影響變速器工作的因素。1.3.1 齒輪形式太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)齒輪有直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪兩種形式。就斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪比較而言,斜齒圓柱齒輪具有壽命長,工作時(shí)噪聲低等優(yōu)點(diǎn);而缺點(diǎn)則是加工復(fù)雜,工作時(shí)有軸向力。而在本次設(shè)計(jì)中,前進(jìn)檔位齒輪均用斜齒圓柱齒輪,倒檔則用直齒圓柱齒輪。1.3.2 換擋機(jī)構(gòu)形式變速器換擋機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有嚙合套、直齒滑動齒輪和同步器換擋三種。就三種換擋形式的優(yōu)缺點(diǎn)相比較而言,再結(jié)合本設(shè)計(jì)的要求,則采用同步器換擋比較合適,同時(shí)也能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。1.3.3 變速器軸承變速器中的軸承常有:圓柱滾子軸承、球軸承、滾針軸承、圓錐滾子軸承、滑動軸套等。在眾多軸承中,結(jié)合各種軸承的特點(diǎn)與使用場合、方式、方法等,得出本次設(shè)計(jì)采用滾針軸承與深溝球軸承比較合適。數(shù)據(jù)1290185117775600155195/65R153.5單位kgkm/hPSkWrpmNm太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章 變速器主要參數(shù)的選擇和計(jì)算2.1 本設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)本設(shè)計(jì)的相關(guān)數(shù)據(jù)見表2.1表2.1 整車主要技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱整車總質(zhì)量最高車速最大馬力發(fā)動機(jī)功率最大功率轉(zhuǎn)速最大扭矩輪胎規(guī)格總傳動比2.2 擋位數(shù)和傳動比范2.2.1 擋數(shù)變速器的擋數(shù)能夠決定汽車的基本性能。但是擋數(shù)越多,變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜,而其整體的尺寸和質(zhì)量也隨之增大,而且在車輛行駛過程中換擋次數(shù)也隨之增加。相對來說,在最低擋傳動比不變的情況下,增加變速器的擋位數(shù)會使變速器中相鄰的低擋位與高擋位之間的傳動比的比值減小,這樣則更容易換擋。擋數(shù)選擇的要求:(1)相鄰擋位之間的傳動比比值在1.8以下。5rni imaxnn0maxg 05ppri ua 0.75190坡道時(shí),驅(qū)動力560030810g5-3max太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(2)高擋區(qū)相鄰擋位之間的傳動比的比值要比低擋區(qū)相鄰擋位之間的比值小。2.2.2 傳動比范圍變速器傳動比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動比的比值。由于本次設(shè)計(jì)的最高檔位五擋是超速擋,其傳動比的范圍為0.70.8。而影響最低檔傳動比選取的有諸多因素。所以本設(shè)計(jì)初選最高檔傳動比為0.75。2.3 主要參數(shù)的計(jì)算2.3.1 最小傳動比的確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為:ua =(0.377 0.472) (2.1)式中ua汽車行駛速度(km/h);n 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min);r 車輪滾動半徑(m);ig 變速器傳動比;i0 主減速器傳動比。已知:最高車速ua =190km/h;最高檔為超速檔,傳動比ig =0.75;車輪滾動半徑由所選用的輪胎規(guī)格195/65R15得到r=308(mm);發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 =n =5600(r/min);由公式(2.1)得到主減速器傳動比計(jì)算公式:i =(0.3770.472) =(0.3770.472) =4.565.71為了使汽車達(dá)到最高車速,初取i0=4.6。2.3.2 最大傳動比的確定影響最大傳動比的因素有:最大爬坡度、一檔動力因數(shù)、附著力和汽車最小穩(wěn)定車速。若按最大爬坡度計(jì)算,則可用一檔通過要求的最大坡道角a車輛總重量(N);坡道面滾動阻力系數(shù)(對瀝青路面f主減速器傳動比;變速器傳動比;車輪滾動半徑;.7o)(GfcosTe ia0(12909.80.015cos16.7 +12909.8sin16.7o)0.30810Gfcos=0.010.02,取0.01);+Gmax0ht=1290o1554.60.894G2j+sin )rmax max=1.84(2.4)Gsinmax(2.2)(2.3)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)大于或等于此時(shí)的滾動阻力和上坡阻力(加速阻力為零,空氣阻力忽略不計(jì))。用公式表示如下:Temaxi0ightr式中GfTemax發(fā)動機(jī)最大扭矩(Nm);i0ig傳動效率;r30%的坡,大約16由公式(2.2)得:ig1已知:m kg;f =0.015;a =16.7o;r=0.308m;Te =155Nm;i =4.6;g=9.8m/s2;ht=95%96%98%=89.4%,把以上數(shù)據(jù)代入(2.3)式:ig 同時(shí),一擋傳動比還應(yīng)滿足附著條件。即用一檔發(fā)出最大驅(qū)動力時(shí),驅(qū)動輪不產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象。公式表示如下:Temaxiig1htr式中0.8之207711.620.80.3081ig 2.981 2 3 42 3 45 1g1i1 2 3G rTemaxi=12909.80.61=7711.62N;j=0.894,把以上數(shù)據(jù)代入(2.5)式得:1554.60.8941= = = =q(2.6)=0.75,ig =2.4,故g5ig =1.004,2j0ht=0.8;r=2.984(2.5)0.308m;Teig =0.75max5=155Nm;太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)G2驅(qū)動輪的地面法向反力;對于FF轎車,空載時(shí)前軸負(fù)荷為汽車總重的56%66%,即平均前軸負(fù)荷為汽車總重的61%;驅(qū)動輪與地面間的附著系數(shù);對干燥凝土或?yàn)r青路面j可取0.7間。由公式(2.4)得:ig1已知:Gi =4.7;htig 所以,一檔轉(zhuǎn)動比的選擇范圍是:1.84初選一檔傳動比為2.4。2.3.3 檔位數(shù)的確定一般汽車各擋傳動比按等比級數(shù)分配,即ig ig ig igig ig ig ig5式中:q為各擋之間的公比。因初選五檔傳動比為0.75,即igq= =1.3371.8滿足相鄰擋位之間的傳動比比值在1.8以下。因此,各擋傳動比與一擋傳動比的關(guān)系為:ig =2.4,ig =1.795,ig =1.343,8Aemaxi1hgA1(8.99.3)3 63.1465.98mm1(2.7)=2.4;1552.40.96=太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)2.4 中心距A中心距 的大小對變速器的尺寸、體積和質(zhì)量有很大影響,而所選的中心距還應(yīng)能保證齒輪的強(qiáng)度。因此,最小許用中心距應(yīng)當(dāng)由保證輪齒的強(qiáng)度來確定。初選中心距A時(shí),可根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式:A=KA3T式中 A 變速器中心距(mm);KA 中心距系數(shù),一般轎車:K =8.99.3;Temax 發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩(Nm);i1 變速器一擋傳動比,ig 變速器傳動效率,取0.96 ;則有:A=轎車變速器的中心距在6080mm范圍內(nèi)變化,故初取A=65mm。2.5 外形尺寸變速器的尺寸,影響其橫向尺寸的因素為,齒輪直徑、倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置。影響變速器殼體軸向尺寸的因素,檔數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)形式及齒輪形式。乘用車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列公式選用:L=(3.03.4)A=(3.03.4)65=195221 mm初選長度為210mm。變速器殼體的最終軸向尺寸應(yīng)由變速器總圖的結(jié)構(gòu)尺寸鏈確定。6汽車變速器齒輪的法向模數(shù)m微型、輕型轎車2.252.75汽車變速器常用齒輪模數(shù)1.001.75n中級轎車2.7531.252.25中型貨車3.504.51.52.75重型貨車4.5062.003.252.503.503.003.754.004.505.005.506.00太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第3章 變速器各擋齒輪的設(shè)計(jì)及計(jì)算3.1 齒輪參數(shù)的選擇3.1.1 模數(shù)齒輪選取模數(shù)的原則是:就齒寬與模數(shù)的關(guān)系而言,減小噪聲,減小模數(shù),同時(shí)增加齒寬;減小質(zhì)量,應(yīng)該增加模數(shù),同時(shí)減少齒寬;就工藝而言,各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù);就強(qiáng)度而言,各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。而對于轎車來說,減少噪聲尤為重要,因此模數(shù)應(yīng)選得小些。變速器用齒輪模數(shù)的范圍見表3.1表3.1車型mn所選模數(shù)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13571987的規(guī)定,見表3.2。選用時(shí),應(yīng)優(yōu)先選用第一系列。表3.2第一系列第二系列根據(jù)表3.1及表3.2,一、二檔及倒擋齒輪的模數(shù)定為2.5mm,三、四、五檔的模數(shù)定為2.25mm,嚙合套和同步器的模數(shù)定為2.5mm。3.1.2 壓力角較小的壓力角,重合度較大,傳動平穩(wěn)且噪聲較低;較大的壓力角,可提高輪齒齒形高齒并修的齒形GB135678規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形GB135678規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)齒形nc壓力角14.5,15,16,16.520抵擋、倒擋齒輪22.5,25螺旋角25452030小螺旋角太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度。所以,選取適當(dāng)?shù)膲毫怯葹橹匾?。國家?guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20,所以本次設(shè)計(jì)為了加工方便,除了需要變位齒輪外,全部選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角20。參考表3.3。3.1.3 螺旋角齒輪的螺旋角對齒輪工作有著較大的影響。其選擇的大小各有優(yōu)缺點(diǎn),較大的螺旋角,可使齒輪工作時(shí)平穩(wěn)、噪聲降低。但是螺旋角過大,齒的強(qiáng)度雖然提高,但其抗彎強(qiáng)度下降。因此,齒輪螺旋角的選擇要綜合其抗彎強(qiáng)度與接觸強(qiáng)度,本設(shè)計(jì)初選螺旋角全部為25。表3.3 汽車變速器齒輪的齒形、壓力角和螺旋角項(xiàng)目車型轎車一般貨車重型車3.1.4 齒寬齒寬對變速器的尺寸、以及其工作的諸多性能有著較大的影響。而通常根據(jù)齒輪模數(shù)m(m )的大小來選定齒寬b:直齒:b=kcm,kc為齒寬系數(shù),取為4.47.0;斜齒:b=kmn,kc取為7.08.6;初取直齒kc=7,斜齒kc=8。而不同的齒寬對齒輪的工作的影響也不同,所以各個齒輪的齒寬在后續(xù)的設(shè)計(jì)中再做進(jìn)一步調(diào)整。3.1.5 齒輪變位系數(shù)的選擇原則采用變位齒輪的原因:(1)配湊中心距;(2)提高齒輪的強(qiáng)度和使用壽命;zz2Acosmnn2z 33121(3.2)2z 14=2.4=2.3571(3.1)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(3)降低齒輪工作時(shí)的噪聲。變位齒輪主要有高度變位和角度變位兩類。在這兩類中,角度變位可獲得良好的嚙合性能及傳動質(zhì)量指標(biāo),所以采用角度變位的較多。變位系數(shù)的選擇原則 :(1)對于高擋齒輪,應(yīng)按最大接觸強(qiáng)度選擇變位系數(shù)。(2)對于低擋齒輪,應(yīng)根據(jù)小齒輪的齒根強(qiáng)度及危險(xiǎn)斷面齒厚相等的條件來選擇大、小齒輪的變位系數(shù)。(3)總變位系數(shù)越小,齒輪齒根抗彎強(qiáng)度越低。對其變位系數(shù)的選擇有著諸多影響,就其而言,本設(shè)計(jì)應(yīng)在后續(xù)設(shè)計(jì)中考慮是否在對齒輪進(jìn)行變位的需要。3.1.6 齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對齒輪本身以及其工作有著很大的影響。而在齒輪加工精度提高以后,包括我國在內(nèi),規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。所以本設(shè)計(jì)的齒頂高系數(shù)取1.00。3.2 各擋齒輪齒數(shù)的分配及傳動比的計(jì)算在中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角選定以后,可根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動比和傳動方案來分配和確定各檔齒輪的齒數(shù)。3.2.1一檔齒數(shù)及傳動比的確定一檔傳動比為:i1=zh=已知:A=65mm; =25o; m =2.5, 將數(shù)據(jù)帶入(3.1),(3.2)兩式,齒數(shù)取整,轎車z1可在1217之間選取,得z1=14,z =33。則一檔傳動比為:i = =3.2.2 對中心距A進(jìn)行修正= =65mm,A為標(biāo)準(zhǔn)中心矩。zz=n4z 302z3=0 nm zh2cosbmn(z1+z2)2cos043mn(z3+z4)2cosb=25o;將數(shù)據(jù)代入(3.4)、(3.5)兩式,齒數(shù)取4z 176zmn(z5+z6)2cosb=25o;將數(shù)據(jù)代入(3.6)、(3.7)兩式,齒數(shù)n2.5(14+33)2cos251.795(3.5)3(3.6)5(3.7)(3.3)=64.8mm(3.4)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)由式(3.2),得A則A取整得A0=3.2.3 二檔齒數(shù)及傳動比的確定二檔傳動比為:i2=A0已知:A0=65mm,m =2.5,b整得:z3=17,z =30。則二檔傳動比為:i = = =1.7653.2.4 三檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定三擋傳動比為:i = 1.343A0已知:A=65mm,m =2.25,bz 303z4=nz 264z5=0 n6z 228zmn(z7+z8)2cosb=25o;將數(shù)據(jù)代入(3.8)、(3.9)兩式,齒數(shù)8z 2610zmn(z9+z10)2cosb=25o;將數(shù)據(jù)代入(3.10)、(3.11)兩式,齒=1.3645(3.8)7(3.9)7(3.10)9(3.11)太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)取整得:z5=22,z6=30。所以三檔傳動比為:i = =3.2.5四檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定四擋傳動比為:i = 1.004A0已知:A0=65mm;m =2.25,b取整得:z7=26,z8=26。所以四檔傳動比為:i = = =1.0003.2.6五檔齒輪齒數(shù)及傳動比的確定五擋傳動比為:i = 0.75A0已知:A=75mm,m =2.25,b數(shù)取整得:z9=30,z10=22。所以五檔傳動比為:z 225z z z倒 1+=(z11=(z1313z
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