汽車(chē)變速器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

1汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)課程畢業(yè)說(shuō)明書(shū)2第1章變速器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算1.1檔數(shù).31.2傳動(dòng)比確定.41.3中心距A的確定.51.4齒輪參數(shù)選擇.61.4.1模數(shù).61.4.2壓力角.61.4.3螺旋角.71.4.4齒寬b.81.5各檔齒輪齒數(shù)的分配.81.6變速器齒輪的變位.12第2章齒輪與軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.162.1齒輪設(shè)計(jì)與計(jì)算.162.1.1齒輪材料的選擇原則.162.1.2各軸的轉(zhuǎn)矩.172.1.3輪齒強(qiáng)度計(jì)算.172.2軸的設(shè)計(jì)計(jì)算.272.2.1軸的工藝要求.272.2.2初選軸的直徑.282.2.3軸最小直徑的確定.292.2.4軸的強(qiáng)度計(jì)算.292.3軸承選擇與校核.442.3.1一軸軸承.442.3.2二軸軸承.462.3.3中間軸軸承.473第1章變速器主要參數(shù)的選擇與計(jì)算本次課程設(shè)計(jì)是在已知主要整車(chē)參數(shù)的情況下進(jìn)行設(shè)計(jì)，已知的整車(chē)主要技術(shù)參數(shù)如表1.1所示：0377.0iirnuga式中：au汽車(chē)行駛速度（km/h）；n發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；r車(chē)輪滾動(dòng)半徑（mm）；gi變速器傳動(dòng)比；0i主減速器傳動(dòng)比。已知：最高車(chē)速maxau=maxav=91.5km/h；最高檔為超速檔，傳動(dòng)比gi=1；車(chē)輪滾動(dòng)半徑由所選用的輪胎規(guī)格R16得到r=335(mm)；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n=pn=3000（r/min）；由公式得到主減速器傳動(dòng)比計(jì)算公式：1408.45.913000335377.0377.00aguinri表1.1CA1041整車(chē)主要技術(shù)參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率47.5kw車(chē)輪型號(hào)R16發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩191.5N.m最高車(chē)速91.5km/h最大轉(zhuǎn)矩時(shí)轉(zhuǎn)速2100r/min總質(zhì)量4063kg1.1檔數(shù)增加變速器的檔數(shù)能夠改善汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。檔數(shù)越多，變速器的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，而且在使用時(shí)換檔頻率也增高。在最低檔傳動(dòng)比不變的條件下，增加變速器的檔數(shù)會(huì)使變速器相鄰的低檔與高檔之間的傳動(dòng)比比值減小，使換檔工作容易進(jìn)行。檔數(shù)選擇的要求：4（1）相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下；（2）高檔區(qū)相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值要比低檔區(qū)相鄰檔位之間的比值小。目前，轎車(chē)一般用45個(gè)檔位變速器，貨車(chē)變速器采用45個(gè)檔或多檔，多檔變速器多用于重型貨車(chē)和越野汽車(chē)。傳動(dòng)比范圍的確定與選定的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、汽車(chē)的最高車(chē)速和使用條件等因素有關(guān)。目前轎車(chē)的傳動(dòng)比范圍在34之間，輕型貨車(chē)在56之間，其它貨車(chē)則更大。文中設(shè)計(jì)結(jié)合實(shí)際，變速器選用5檔變速器，最高檔傳動(dòng)比為1。1.2傳動(dòng)比確定變速器的傳動(dòng)比范圍是指變速器最低檔傳動(dòng)比與最高檔傳動(dòng)傳動(dòng)比的比值。1、最低檔傳動(dòng)比計(jì)算一檔傳動(dòng)比應(yīng)該滿足最大驅(qū)動(dòng)力用于克服車(chē)胎與路面的滾動(dòng)阻力及最大爬坡力，rtgeriiT0maxmaxmg(1.1)tergiTrmgi0maxmax1（1.2）已知：maxeT最大轉(zhuǎn)矩，3max105.191eTN.mm；r車(chē)輪半徑，335,16可知道為由已知輪胎規(guī)格Rmm；0i主減速器傳動(dòng)比，1408.40i；t傳動(dòng)系傳動(dòng)效率893.0%98%96%95t；mg汽車(chē)重力，mg=40639.8；ifmax，02.0f，28.0i則代入公式（1.2）得到：893.01408.4105.1913353.08.940633gi=5.651根據(jù)車(chē)輪與路面的附著條件則201maxGriiTrtge5TergiTrGi0max21（1.3）在0.7-0.8之間取0.75，25002Gkg代入式（1.3）得到：693.8651.5,693.8893.01408.4105.19133575.08.92500131ggii由于本車(chē)為輕型車(chē)且無(wú)超速檔，一檔初選傳動(dòng)比不用過(guò)大，取5.70。2、其他各檔傳動(dòng)比初選各檔傳動(dòng)比為等比分配則：qiiiiiiii544332215451.17.54451iiq5451.1.1,3875.25451.16890.3,6890.35451.17.5342312qiiqiiqii1.3中心距A的確定文中設(shè)計(jì)為中間軸式變速器，初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算31maxgeAiTKA（1.4）式中：A變速器中心距（mm）；AK中心距系數(shù)，商用車(chē)AK=8.6-9.6；maxeT發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)距=191.5（N.m）；1i變速器一檔傳動(dòng)比為5.7；g變速器傳動(dòng)效率，取96%。將各參數(shù)代入式（1.4）得到：A（8.6-9.6）396.07.55.191=（8.6-9.6）10.1571=87.35-97.51mm貨車(chē)的變速器中心距在80170mm范圍內(nèi)變化，初取A=92mm。61.4齒輪參數(shù)選擇1.4.1模數(shù)齒輪模數(shù)選取的一般原則：（1）為了減少噪聲應(yīng)合理減小模數(shù)，同時(shí)增加齒寬；（2）為使質(zhì)量小些，應(yīng)該增加模數(shù)，同時(shí)減少齒寬；（3）從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)；（4）從強(qiáng)度方面考慮，各檔齒輪應(yīng)有不同的模數(shù)。對(duì)于轎車(chē)，減少工作噪聲較為重要，因此模數(shù)應(yīng)選得小些。對(duì)于貨車(chē)，減小質(zhì)量比減小噪聲更重要，因此模數(shù)應(yīng)選得大些。所選模數(shù)值應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。變速器齒輪模數(shù)范圍大致表1.2：表1.2變速器齒輪的法向模數(shù)微型、普通級(jí)轎車(chē)中級(jí)轎車(chē)中型貨車(chē)重型貨車(chē)2.252.752.753.003.54.54.56.0選用時(shí)，優(yōu)先選用第一系列，括號(hào)內(nèi)的盡量不要用，表1.3為國(guó)標(biāo)GB/T13571987，可參考表1.3進(jìn)行變速器模數(shù)的選擇。表1.3變速器常用的齒輪模數(shù)（摘自GB/T13571987）第一系列11.251.52.002.503.00第二系列1.752.252.75（3.25）3.5綜合考慮文中設(shè)計(jì)由于低檔受力較大，變速器一檔及倒檔為同一模數(shù)取3.5mm；二檔三檔為3.0mm；四檔及一軸常嚙合齒輪為2.5mm。1.4.2壓力角壓力角較小時(shí)，重合度較大，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時(shí)，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。對(duì)于轎車(chē)，為了降低噪聲，應(yīng)選用14.5、15、16、16.5等小些的壓力角。對(duì)貨車(chē)，為提高齒輪強(qiáng)度，應(yīng)選用22.5或25等大些的壓力角。國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20，所以普遍采用的壓力角為20。嚙合套或同步器的壓力角有20、25、30等，普遍采用30壓力角。本變速器為了便于進(jìn)行角度變位，全部選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角20。71.4.3螺旋角齒輪的螺旋角對(duì)齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。選用大些的螺旋角時(shí)，使齒輪嚙合的重合度增加，因而工作平穩(wěn)、噪聲降低。斜齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，要產(chǎn)生軸向力并作用到軸承上。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)力求中間軸上同時(shí)工作的兩對(duì)齒輪產(chǎn)生軸向力平衡。如圖1.1所示：圖1.1中間軸軸向力的平衡欲使中間軸上兩個(gè)斜齒輪的軸向力平衡，須滿足下述條件：222111