轎車自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)--論文

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 機(jī)械工程學(xué)院 第 3 頁(yè) 共 29 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 機(jī)械工程學(xué)院 目 錄1.1變速器作用21.2變速器分類21.3自動(dòng)變速器發(fā)展史和現(xiàn)狀41.4自動(dòng)變速器發(fā)展趨勢(shì)41.5自動(dòng)變速器工作原理41.6自動(dòng)變速器組成41.7自動(dòng)變速器優(yōu)缺點(diǎn)4二、自動(dòng)變速器原理設(shè)計(jì)22.1自動(dòng)變速器原理設(shè)計(jì)、總體方案確定22.2 自動(dòng)變速器示意圖繪制和傳遞路線分析4三、自動(dòng)變速器傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)及選擇43.1確定格擋傳動(dòng)比2 3.1.1一檔傳動(dòng)比確定23.1.2其他各檔傳動(dòng)比確定2 3.2初定中心距和變速器軸向尺寸23.2.1初定中心距23.2.2自動(dòng)變速器軸向尺寸確定23.3齒輪設(shè)計(jì)及其參數(shù)確定4

2、3.3.1齒輪模數(shù)確定23.3.2選定螺旋角和壓力角23.3.3各檔齒數(shù)確定43.4傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)43.5變矩器、離合器和軸承選擇43.5.1變矩器選擇23.5.2離合器選擇23.5.3軸承選擇4四、校核驗(yàn)算各傳動(dòng)件54.1 齒輪校核54.2軸的校核54.3軸承壽命校核6五、參考文獻(xiàn)8六、畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)1一、前言1、變速器的作用：發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的轉(zhuǎn)速區(qū)出現(xiàn)。為了發(fā)揮發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳性能，就必須有一套變速裝置，來(lái)協(xié)調(diào)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和車輪的實(shí)際行駛速度。變速器可以在汽車行駛過(guò)程中，在發(fā)動(dòng)機(jī)和車輪之間產(chǎn)生不同的變速比，通過(guò)換擋可以使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在其最佳的動(dòng)力性能狀態(tài)下。變速器的

3、發(fā)展趨勢(shì)是越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)化程度也越來(lái)越高，自動(dòng)變速器將是未來(lái)的主流。2、變速器分類：1)按傳動(dòng)比的變化方式劃分，變速器可分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式三種。 (2)按操縱方式劃分，變速器可以分為強(qiáng)制操縱式，自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。 3、自動(dòng)變速器現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展現(xiàn)狀：目前，隨著其理論與設(shè)計(jì)制造技術(shù)的不斷完善，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。近十幾年來(lái)，自動(dòng)變速器的多段化、電控化，液力變矩器自鎖區(qū)域的低車速化和傳動(dòng)部件的小型化、大容量化和高強(qiáng)度技術(shù)有了很大的發(fā)展和提高。無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器技術(shù)在輕量小型化、大容量化和最佳控制化方面也有了較快的發(fā)展。汽車是高新技術(shù)的最具價(jià)值的商業(yè)載體，隨著我國(guó)已正式加入WT

4、O，追趕世界汽車技術(shù)的步伐將進(jìn)一步加快，自動(dòng)變速器作為汽車傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)一個(gè)十分重要的總成，其發(fā)展無(wú)疑反映了當(dāng)今該項(xiàng)技術(shù)的潮流。自動(dòng)變速器發(fā)展趨：作為汽車關(guān)鍵總成之一，變速器技術(shù)在汽車誕生的百年歷史中在不斷地與時(shí)俱進(jìn)。手動(dòng)變速器由于其傳遞動(dòng)力的直接與高效性，加上制作技術(shù)的成熟與低成本，現(xiàn)代汽車中裝備手動(dòng)變速器的汽車仍然占有很大比例。但隨著人們對(duì)汽車舒適性要求越來(lái)越高，現(xiàn)代汽車自動(dòng)變速器裝備率越來(lái)越高卻是一個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)，尤其是當(dāng)自動(dòng)變速器也逐漸能夠兼顧操控性的時(shí)候。但，傳統(tǒng)自動(dòng)變速器技術(shù)卻由于其效率的低下而在等待一場(chǎng)革命。我們想要知道的是，自動(dòng)變速器的未來(lái)究竟將走向何方？在當(dāng)前多種技術(shù)的研發(fā)中，自動(dòng)

5、變速器技術(shù)逐漸呈現(xiàn)出了比較明顯的三大發(fā)展趨勢(shì)，一是以德國(guó)大眾汽車公司為代表的雙離合技術(shù)，二是無(wú)級(jí)變速技術(shù)即CVT技術(shù)，三是多家公司已然推出的多擋位技術(shù)·4、自動(dòng)變速器工作原理自動(dòng)變速器根據(jù)汽車速度、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、動(dòng)力負(fù)荷等因素自動(dòng)進(jìn)行升降檔位，不需由駕駛者操作離合器換檔，使用很方便。特別在交通比較擁擠的城區(qū)馬路行駛，自動(dòng)變速器體現(xiàn)出很好的便利性。自動(dòng)變速器比手動(dòng)變速器復(fù)雜得多，有很多方面不相同，但最大的區(qū)別在于控制方面。手動(dòng)變速器由駕駛員操縱檔位，加檔或減檔由人工操作，而自動(dòng)變速器是由機(jī)器自動(dòng)控制檔位，變換檔位是由液壓控制裝置進(jìn)行的。 以一個(gè)典型的自動(dòng)變速器為例，液壓控制裝置根據(jù)節(jié)氣門

6、（油門）開度和變速器輸出軸上輸送來(lái)的信號(hào)控制升降檔。根據(jù)節(jié)氣門開度變化，液壓控制裝置中的調(diào)節(jié)閥產(chǎn)生與加速踏板踏下量成正比的液壓，該液壓作為節(jié)氣門開度“信號(hào)”加到液壓控制裝置；另外有裝配在輸出軸上的速控液壓閥可產(chǎn)生與轉(zhuǎn)速（車速）成正比的液壓，作為車速“信號(hào)”加到液壓控制裝置。因此，就有節(jié)氣門開度“信號(hào)”和車速“信號(hào)”，液壓控制裝置根據(jù)這兩個(gè)“信號(hào)”自動(dòng)調(diào)節(jié)變速器油量，從而控制換檔時(shí)機(jī)。 也就是說(shuō)在汽車駕駛中，駕駛員踏下加速踏板（油門踏板），控制節(jié)氣門開度和汽車的行駛速度（變速器輸出軸轉(zhuǎn)速），就能自動(dòng)控制變速器內(nèi)的液壓控制裝置，液壓控制裝置會(huì)利用液力去控制行星齒輪系統(tǒng)的離合器和制動(dòng)器，以改變行星齒

7、輪的傳動(dòng)狀態(tài)。5、自動(dòng)變速器類別：按傳動(dòng)比變化形式可分為有級(jí)式、無(wú)級(jí)式和綜合式三種。在無(wú)級(jí)式(和綜合式)中，變速的種類可分為：液力變矩式無(wú)級(jí)變速器;機(jī)械式無(wú)級(jí)變速器;電力式無(wú)級(jí)變速。按齒輪變速系統(tǒng)的控制方式分為：a.液控液動(dòng)自動(dòng)變速器 在手控制閥選定位置后，由反映節(jié)氣門開度的節(jié)氣門閥和反映車速的調(diào)速器閥把節(jié)氣門開度和車速轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤盒盘?hào)。在換檔點(diǎn)，這些液壓信號(hào)直接控制 換擋閥進(jìn)行換檔。b.電控液動(dòng)自動(dòng)變速器 在手控制閥選定位置后，由反映節(jié)氣門開度的節(jié)氣門位置傳感器和反映車速的車速傳感器把節(jié)氣門開度和車速轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。這些電信號(hào)輸入電子控制單元(ECU)，由電子控制單元控制液壓閥和液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行

8、換檔電子控制自動(dòng)變速器通常由液力變矩器、行星齒輪變速系統(tǒng)、換擋執(zhí)行器、液壓操縱系統(tǒng)、電子控制系統(tǒng)五部分組成。6.自動(dòng)變速器組成：自動(dòng)變速器的廠牌型號(hào)很多，外部形狀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)也有所不同，但它們的組成基本相同，都是由液力變矩器和齒輪式自動(dòng)變速器組合起來(lái)的。常見的組成部分有液力變矩器、行星齒輪機(jī)構(gòu)、離合器、制動(dòng)器、油泵、濾清器、管道、控制閥體、速度調(diào)壓器等，按照這些部件的功能，可將它們分成液力變矩器、變速齒輪機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)和換擋操縱機(jī)構(gòu)等五大部分。1）、液力變矩器液力變矩器位于自動(dòng)變速器的最前端，安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪上，其作用與采用手動(dòng)變速器的汽車中的離合器相似。它利用油液循環(huán)流動(dòng)過(guò)

9、程中動(dòng)能的變化將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞自動(dòng)變速器的輸入軸，并能根據(jù)汽車行駛阻力的變化，在一定范圍內(nèi)自動(dòng)地、無(wú)級(jí)地改變傳動(dòng)比和扭矩比，具有一定的減速增扭功能。2）、變速齒輪機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器中的變速齒輪機(jī)構(gòu)所采用的型式有普通齒輪式和行星齒輪式兩種。采用普通齒輪式的變速器，由于尺寸較大，最大傳動(dòng)比較小，只有少數(shù)車型采用。目前絕大多數(shù)轎車自動(dòng)變速器中的齒輪變速器采用的是行星齒輪式。3）、供油系統(tǒng)自動(dòng)變速器的供油系統(tǒng)主要由油泵、油箱、濾清器、調(diào)壓閥及管道所組成。油泵是自動(dòng)變速器最重要的總成之一，它通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動(dòng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變

10、矩器、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。油壓的調(diào)節(jié)由調(diào)壓閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。4）、自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷（節(jié)氣門開度）和汽車的行駛速度，按照設(shè)定的換擋規(guī)律，自動(dòng)地接通或切斷某些換擋離合器和制動(dòng)器的供油油路，使離合器結(jié)合或分開、制動(dòng)器制動(dòng)或釋放，以改變齒輪變速器的傳動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。自動(dòng)變速器的自動(dòng)換擋控制系統(tǒng)有液壓控制和電液壓（電子）控制兩種。5）、換擋操縱機(jī)構(gòu)自動(dòng)變速器的換擋操縱機(jī)構(gòu)包括手動(dòng)選擇閥的操縱機(jī)構(gòu)和節(jié)氣門閥的操縱機(jī)構(gòu)等。駕駛員通過(guò)自動(dòng)變速器的操縱手柄改變閥板內(nèi)的手動(dòng)閥位置，控制系統(tǒng)根據(jù)手動(dòng)閥的位置及節(jié)氣門開度、車速、控制開關(guān)的狀態(tài)等因素

11、，利用液壓自動(dòng)控制原理或電子自動(dòng)控制原理，按照一定的規(guī)律控制齒輪變速器中的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋。6、自動(dòng)變速器所具有的優(yōu)缺點(diǎn)：（1）自動(dòng)變速器優(yōu)點(diǎn)1）  提高行車的安全性。汽車在行駛過(guò)程中，駕駛員必須根據(jù)道路、交通條件的變化，對(duì)汽車的行駛方向和速度進(jìn)行改變和調(diào)節(jié)。以在城市中心為例，平均每分鐘換擋2次而每次換擋有46個(gè)手腳協(xié)調(diào)動(dòng)作。正是這種連續(xù)不斷的頻繁換擋操作，使得駕駛員產(chǎn)生疲勞，安全性下降。而配備自動(dòng)變速器的汽車大大降低了駕駛員的疲勞強(qiáng)度，提高了行車安全性。2）  降低有害氣體的排放。發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速和高速運(yùn)行時(shí)，排放的廢氣中CO和CH化合物的濃度較高。而自動(dòng)變速

12、器的應(yīng)用可是發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低有害氣體排放的區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低了排氣污染。3）  整車具備更好的駕駛性能。汽車駕駛性能的好壞一定程度上取決于正確的操縱與控制。自動(dòng)變速器能通過(guò)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，使整車自動(dòng)去完成這些使用要求，以獲得最佳的燃料經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性。使得駕駛性能與駕駛員的技術(shù)關(guān)系減小，因而特別是用于非職業(yè)駕駛。4）  良好的行駛性能。自動(dòng)變速器的檔位變換不但快而且平穩(wěn)，提高了汽車的乘坐舒適性。通過(guò)液體傳動(dòng)或電腦控制換擋，可以消除或降低傳動(dòng)系統(tǒng)中的沖擊和動(dòng)載。這對(duì)在地形復(fù)雜、路面惡劣條件下的工程車輛、軍用車輛尤其重要。（2）自動(dòng)變速器缺點(diǎn)（1）   結(jié)構(gòu)復(fù)雜

13、、成本高。與手動(dòng)變速器相比，自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零部件加工難度大，制造成本高；技術(shù)不夠成熟，壽命短；維護(hù)和維修要有昂貴的專業(yè)設(shè)備，難度和成本都較大。2）  效率不夠高。這也制約了自動(dòng)變速器在小排量汽車上的使用。同類型的汽車，職業(yè)駕駛員駕駛，安裝自動(dòng)變速器的汽車比安裝手動(dòng)變速器的汽車油耗大15%左右。3）  缺少駕駛樂趣。配備自動(dòng)變速器的汽車大大降低了駕駛個(gè)性，這也是“愛車族”不愿駕駛自動(dòng)變速器汽車的原因。這也是近年來(lái)產(chǎn)生了自動(dòng)、手動(dòng)兩用變速器的主要原因。二、自動(dòng)變速器總體方案確定以及繪制工作示意圖和分析1、自動(dòng)變速器總體方案確定本畢業(yè)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)五級(jí)自動(dòng)速變速器，即是5個(gè)前進(jìn)

14、擋，一個(gè)倒檔，空擋和駐車當(dāng)。本方案是參考廣州本田轎車采用的MAXA型自動(dòng)變速器（液力變矩器與固定軸線式齒輪變速器組成的液力機(jī)械自動(dòng)變速器），總共采用4根軸，即軸、軸、中間軸和主減速齒輪副軸（輸出軸）。六個(gè)換擋離合器，一個(gè)液力變矩器，變矩器輸入軸與發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸連接，本方案液力變矩器選擇是三元件綜合式液力變矩器，變矩系數(shù)為1.92.5。所有檔位齒輪都選用斜齒圓柱齒輪。2、自動(dòng)變速器示意圖繪制和傳動(dòng)路線分析1）自動(dòng)變速器示意圖：（附著）2）在不同檔位時(shí)其傳動(dòng)路線一擋：液力變矩器25第一軸1第一軸背輪4第二軸背輪5中間軸背輪12中間軸21中間軸一檔齒輪13第二軸一檔齒輪11一檔離合器18第二軸20主減速

15、齒輪副22/23輸出軸25二擋：液力變矩器25第一軸1第一軸背輪4第二軸背輪5中間軸背輪12中間軸21二檔離合器19中間軸二檔齒輪16第二軸二檔齒輪6第二軸20主減速齒輪副22/23輸出軸25三擋：液力變矩器25第一軸1第一軸背輪4第二軸背輪5中間軸背輪12中間軸21三檔離合器19中間軸三檔齒輪15第二軸三檔齒輪9第二軸20主減速齒輪副22/23輸出軸25四擋：液力變矩器25第一軸1四檔離合器17第一軸四檔齒輪2第二軸四檔齒輪7第二軸20主減速齒輪副22/23輸出軸25五檔：液力變矩器25第一軸1四檔離合器17第一軸五檔齒輪3第二軸五檔齒輪8第二軸20主減速齒輪副22/23輸出軸25倒檔R：液

16、力變矩器25第一軸1第一軸背輪4第二軸背輪5中間軸背輪12中間軸21中間軸倒檔齒輪14倒檔背輪24第二軸倒檔齒輪10倒檔離合器18第二軸20主減速齒輪副22/23輸出軸25空（N）擋：液力變矩器25第一軸1。此時(shí)，液壓油不作用在離合器上，動(dòng)力不能傳動(dòng)到第二軸上。駐車（P）擋：各離合器不接合，動(dòng)力不能傳動(dòng)到第二軸。第二軸上駐車擋齒輪26被駐車鎖銷27鎖止。3、 自動(dòng)變速器各個(gè)傳動(dòng)件設(shè)計(jì)及選擇已知條件：輕型轎車質(zhì)量1168kg,裝備LJ476Q 3E2發(fā)動(dòng)機(jī)，最大功率63/5000KW/rpm;最大扭矩130/3750N·m/rpm,最高時(shí)速182Km/h,車輪為185/60R14，滿載

17、5人. 1、確定各檔傳動(dòng)比確定最低檔傳動(dòng)比時(shí)，要考慮下列因素：汽車最大爬坡度，驅(qū)動(dòng)輪與地面附著力，汽車最大穩(wěn)定車速及主傳動(dòng)比等。在主傳動(dòng)比確定的情況下，可按照下列方法確定各檔傳動(dòng)比。各傳動(dòng)比確定要滿足以下要求：a、相鄰的抵擋與高檔之間傳動(dòng)比之比不大于1.7；b、轎車變速器傳動(dòng)比變化范圍應(yīng)在34，即imax/imin要在34之間；c、相鄰檔傳動(dòng)比之比不能大于1.8，否則造成換擋困難。1）確定一檔傳動(dòng)比1 根據(jù)汽車最大爬坡度確定一檔傳動(dòng)比汽車在上最大坡度上行駛是，驅(qū)動(dòng)力應(yīng)該能夠克服輪胎與地面滾動(dòng)阻力及上坡阻力，由于汽車上坡時(shí)速度不高，空氣阻力不大，故可以忽略，由汽車行駛方程的：一檔傳動(dòng)比i1rma

18、gi/Tmaxior為驅(qū)動(dòng)輪半徑因?yàn)檫x擇車輪型號(hào)為185/60R14，所以車輪半徑r=2.54*14*10/2+185 =177.8+185=362.8mm ma汽車滿載時(shí)總質(zhì)量汽車空載質(zhì)量為1168千克，滿載5人，查汽車設(shè)計(jì)中高級(jí)轎車人均質(zhì)量按75計(jì)算，所以汽車滿載質(zhì)量為：ma =1168+5*75=1543kgg重力加速度，取9.81m/s2道路最大阻力系數(shù)查相關(guān)資料可知轎車可爬上16.42°的斜坡，滾動(dòng)阻力系數(shù)為f=0.015左右，所以坡度：i=tan16.42°*100=30最大阻力系數(shù)=f+i=0.015+0.30=0.315i液力變矩器傳動(dòng)比選擇的液力變矩器變矩

19、系數(shù)為2，傳動(dòng)比也為0.5（液力變矩器輸出速度與輸入速度之比）。Tmax變速器最大輸入轉(zhuǎn)矩自動(dòng)變速器輸入轉(zhuǎn)矩Tmax=kTemaxk為變矩器變矩系數(shù),等于2Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩,等于130N.m所以Tmax=kTemax=2*130=260N.mio主減速器傳動(dòng)比查汽車設(shè)計(jì)中小型汽車主減速器傳動(dòng)比io一般小于等于7.6，這里io取2。汽車傳動(dòng)總效率0.85.查相關(guān)的資料值大約在0.85左右，這里取0.85。綜上述一檔傳動(dòng)比i1rmagi/Tmaxio=（0.3628*1543*9.81*0.315*0.5）/（260*2*0.96）=1.832 根據(jù)汽車車輪與地面附著力確定一檔傳動(dòng)比汽車

20、行駛時(shí)，為了使汽車車輪與不打滑，必須使驅(qū)動(dòng)力等于或小于驅(qū)動(dòng)輪與地面之間的附著力，由此得：i1Nri/TmaxioN驅(qū)動(dòng)輪垂直反力 ，用下列公式計(jì)算:N=(xcos+shgsin)mag/L其中值當(dāng)后輪驅(qū)動(dòng)時(shí)X=L1，S=+1；當(dāng)前輪驅(qū)動(dòng)時(shí)X=L2，S=-1；為路面的坡度角；L1、L2分別為汽車質(zhì)心距前后軸的距離；L為汽車軸距；hg為汽車滿載時(shí)質(zhì)心高度。本汽車屬于中高級(jí)輕型轎車，后輪驅(qū)動(dòng)，查汽車設(shè)計(jì)第二章2.2節(jié)汽車主要參數(shù)選取可知道汽車前后軸間距為29003900毫米，這里取3200毫米。后輪驅(qū)動(dòng)，所以X=L1，S=+1。確定X值，即L1值：汽車空載質(zhì)心可認(rèn)為在兩軸中間，滿載時(shí) 5人，前面坐2

21、個(gè)，后面3個(gè)，導(dǎo)致重心后移，滿載時(shí)總質(zhì)量為2668千克，后面3個(gè)人總重為225千克。其力學(xué)模型為：m*L1=ma*L2+m1*L1543 *L1=1168*1.6+225*3.2L1=1.678m=1678mm；hg取估計(jì)值1300毫米；路面坡度值，查相關(guān)的資料，一般公路的坡度3；山路坡度5；最差路面不大于10；所以在這里取8。g為重力加速度，取值9.81m/s2。所以N=(xcos+shgsin)mag/L=(1678*cos8°+1*1300*sin8°) *1543*9.81/3200=8083r驅(qū)動(dòng)輪半徑為0.3628；i液力變矩器傳動(dòng)比，等于0.5；Tmax為自動(dòng)

22、變速器輸入軸最大轉(zhuǎn)矩，等于260；道路附著系數(shù)，計(jì)算時(shí)取0.50.6，這里取值為0.55；io主減速器傳動(dòng)比，等于2；汽車傳動(dòng)系總效率，取值為0.85。綜上述可得：i1Nri/Tmaxio=(8083*0.3628*0.55)/(260*2*0.85)=3.623 根據(jù)最低檔穩(wěn)定車速確定一檔傳動(dòng)比對(duì)于轎車要在松軟地面上行駛，為了避免在松軟地面上行駛時(shí)由于土壤受到?jīng)_擊減切力的破壞而失去附著力，imax應(yīng)保證在極低車速下穩(wěn)定行駛，設(shè)最低穩(wěn)定車速為vmin，側(cè)：imax=0.377rnmin/vamini0i´r驅(qū)動(dòng)輪半徑為0.3628mnmin輸入軸最低轉(zhuǎn)速，為等于3750/2=1875

23、rptvamin汽車最低穩(wěn)定速度，查相關(guān)資料大約12km/h左右i0主減速器傳動(dòng)比，等于2；i´為分動(dòng)器低檔傳動(dòng)比，查汽車構(gòu)造分動(dòng)器一節(jié)可知分動(dòng)器低檔傳動(dòng)比取值2左右。綜上述：imax=0.377rnmin/vamini0i´ =（ 0.377*0.3628*1875）/（12*2*2） =5.3根據(jù)上述三個(gè)條件確定的傳動(dòng)比不相等，應(yīng)取較小值，這里一檔傳動(dòng)比imax取值為3.6最為合適。2）其他各檔傳動(dòng)比確定u 最小傳動(dòng)比確定汽車最高時(shí)速182Km/h，所以汽車輸出軸轉(zhuǎn)速：n=v/2r =(182*10³*10³)/(2*3.14*362.8*60)=

24、=1331.4rpt總傳動(dòng)比i=i0imini´=n´/ni0主減速器的傳動(dòng)比，等于2imin變速器最小傳動(dòng)比i´汽車分動(dòng)器高檔傳動(dòng)比，查相關(guān)資料可取1n´變速器輸入速度，等于5000/2=2500 rptn汽車輸出軸速度總傳動(dòng)比i=i0imini´=n´/n=2500/1331.4 2*imin*1=1.88 imin=0.94u 其他各檔傳動(dòng)比a) 幾何級(jí)數(shù)公q= = =1.4i5=imin=0.94i4=i5q=0.94*1.4=1.3i3=i4q=1.3*1.4=1.82i2=i3q=1.82*1.4=2.57i1=imax=

25、3.6倒檔傳動(dòng)比與一檔基本相同取iR=3.22、 初定中心距和變速器軸向尺寸u 初定中心距變速器齒輪的中心距是變速器的主要尺寸，他對(duì)變速器的整體尺寸和體積質(zhì)量有很大的影響，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初定中心距A:A=KK中心距系數(shù)，轎車取8.99.3，這里取9.3；Tiemax變速器在一檔時(shí)第二軸輸出證轉(zhuǎn)矩Tiemax= Temaxi1g；Temax變速器最大轉(zhuǎn)矩，等于260 N.m；i1一檔傳動(dòng)比，等于3.6；g變速器傳動(dòng)效率，取0.96；所以Tiemax= Temaxi1g=260*3.6*0.96=898.56N.mA=K=9.3*=89.7取整為90mmu 初定變速器軸向尺寸轎車五檔變速器殼體軸

26、向尺寸在3.5A3.9A，所以應(yīng)該在315351mm3、 齒輪設(shè)計(jì)及其各參數(shù)確定u 壓力角、螺旋角在設(shè)計(jì)齒輪過(guò)程中，齒輪壓力角都取標(biāo)準(zhǔn)壓力角20°；齒輪螺旋角轎車變速器中間軸式取22°34°，在設(shè)計(jì)過(guò)程中統(tǒng)一。u 一檔齒輪模數(shù)和齒數(shù)確定1) 模數(shù)影響齒輪模數(shù)的因素很多，其中最主要的是齒輪的強(qiáng)度、傳動(dòng)噪聲和質(zhì)量。減小模數(shù)，增加寬度會(huì)使噪聲降低，反之側(cè)能減少變速器的質(zhì)量，降低噪聲對(duì)轎車有很大的意義，減輕質(zhì)量對(duì)貨車比較重要。本自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)一采用斜齒圓柱齒輪，斜齒圓柱齒輪法面模數(shù)與彎曲應(yīng)力之間有如下關(guān)系：Mn=Tg計(jì)算載荷為等于260N.m²kf摩擦力影響

27、系數(shù)，主動(dòng)輪kf=1.1，被動(dòng)輪kf=0.9，這里取1.1；斜齒輪螺旋角，等于25°；k應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪等于1.65，斜齒輪等于1.5，都取1.5；z齒輪齒數(shù)，初取18；kc齒寬系數(shù)；這里取0.8；ks重合度系數(shù)，等于2；w彎曲應(yīng)力，單位N.，當(dāng)計(jì)算載荷取按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)一檔和倒檔彎曲應(yīng)力在600850N/mm²，這里取值600 N/mm²。y齒形系數(shù)，根據(jù)汽車設(shè)計(jì)圖3-19，可知其值0.143；所以Mn= = =4.73mm修正取值為5mm。確定齒數(shù)和：ZH=32.5取整為33。一檔傳動(dòng)比：i1=3.6z12和z4齒數(shù)為18。Z5的齒數(shù)=33-18=15。

28、如果確定Z11和Z13的值確定了，就可以Z22和Z23的值。Z11/z13應(yīng)該取大一些，取值2。由Z11+ Z13=33Z11/z13=2得Z11=22； Z13=11。所以Z13必定產(chǎn)生根切，為了避免產(chǎn)生根切，就要增加齒數(shù)，模數(shù)不變，必定增加中心距，經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)算，中心距取120毫米比較合適。計(jì)算齒數(shù)和：ZH=43.5取整為44。由Z11+ Z13=44Z11/z13=2得Z11=29； Z13=15。z12和z4齒數(shù)為18。Z5的齒數(shù)=44-18=26。由i1=3.6得：=1.8由Z22+ Z23=44Z23/z22=1.8得Z22=16； Z23=28u 各擋齒輪齒數(shù)確定Ø 確定

29、各檔齒數(shù)時(shí)，應(yīng)考慮：a. 要盡量符合動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性對(duì)各檔傳動(dòng)比的要求；b. 最小齒數(shù)不應(yīng)產(chǎn)生根切。通常中間軸一檔齒輪是齒數(shù)最小的齒輪，此齒輪不應(yīng)該產(chǎn)生根切，而且根圓直徑應(yīng)大于中間軸最小直徑；c. 相互嚙合的齒輪齒數(shù)不應(yīng)該有公因數(shù)速度高的齒輪應(yīng)注意這一點(diǎn);d. 齒數(shù)多可以降低齒輪的傳動(dòng)噪聲。u 其他各檔的模數(shù)Mn=Tg計(jì)算載荷為等于260N.m²kf摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)輪kf=1.1，被動(dòng)輪kf=0.9，這里取1.1；斜齒輪螺旋角，等于25°；k應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪等于1.65，斜齒輪等于1.5，都取1.5；z16齒輪齒數(shù)，初取24；kc齒寬系數(shù)；這里取0.8；ks重合度系數(shù)

30、，等于2；w彎曲應(yīng)力，單位N.，當(dāng)計(jì)算載荷取按發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)一檔和倒檔彎曲應(yīng)力在600850N/mm²，對(duì)于常嚙合，轎車取值為180350N/mm²這里取值600 N/mm²y齒形系數(shù)，根據(jù)汽車設(shè)計(jì)圖3-19，可知其值0.13；所以Mn= = =4.62mm修正取值為4.5。一檔和倒檔的模數(shù)取一致，都取5mm，其他各檔的模數(shù)取的一樣，都為4.5mmu 確定齒數(shù)和：ZH=48.3取整為48。u 齒數(shù)確定a) 二檔齒輪齒數(shù)確定由i2=2.5得：=1.4由Z6+ Z16=48Z6/z16=1.4得Z6=28； Z16=28。b) 三檔齒輪齒數(shù)確定由i3=1.8得：=1

31、由Z9+ Z14=48Z9/z14=1.4得Z9=24； Z14=24。c) 四檔齒輪齒數(shù)確定由i4=1.3得：=0.72由Z2+ Z7=48Z7/z2=0.72得 Z2=24； Z7=20。d) 五檔齒輪齒數(shù)確定由i4=0.94得：=0.52由Z3+ Z8=48Z3/z8=0.52得 Z3=31 Z8=31。e. 倒（R）檔齒輪齒數(shù)確定倒檔齒輪 模數(shù)與一檔相同，都為5mm。由于中間軸和軸中心距為120mm，在齒輪10和齒輪14之間還倒檔背輪，因此齒輪10和齒輪14不是直接進(jìn)行嚙合，而是通過(guò)中間背輪改變軸轉(zhuǎn)速方向。為了使齒輪10和齒輪14不打齒，齒頂圓要有一定間隙，取齒輪10和齒輪14分度圓之

32、間距離為15，那么齒頂圓之間間隙為5mm，那么計(jì)算齒輪10和齒輪14時(shí)中心距實(shí)際應(yīng)該為105mm。計(jì)算其齒數(shù)和：ZH=39.8取整為40。已知iR=3.2；由iR=3.2得：=1.78由Z10+ Z14=44Z10/z14=1.78得Z10=25； Z14=152) 齒寬齒寬b應(yīng)能滿足既減輕變速器的質(zhì)量，同時(shí)又保證齒輪工作穩(wěn)定性的要求。通常根據(jù)齒輪的模數(shù)來(lái)確定齒寬的大小。斜齒輪：b=（6.5-8.5)mn這里取8倍的模數(shù)，所以：一檔和倒檔大齒輪的寬度為40mm，小齒輪的齒寬為45mm；其他各檔大齒輪齒寬為36mm，小齒輪齒寬40mm。齒輪參數(shù)表：齒輪Z14Z12Z5Z13Z11Z22模數(shù)555

33、555齒數(shù)181826152916分度圓直徑999914382.5159.588齒寬454540404545齒輪Z23Z16Z6Z9Z15Z2模數(shù)54.54.54.54.54.5齒數(shù)282028242428分度圓直徑154100140120120140齒寬404036363636齒輪Z7Z8Z3Z10Z14Z24模數(shù)4.54.54.5555齒數(shù)201731251516分度圓直徑10085155137.582.588齒寬4040364045404、軸的設(shè)計(jì)1) 軸的長(zhǎng)度在變速器結(jié)構(gòu)方案確定后，變速器的長(zhǎng)度就可以初步確定。軸的長(zhǎng)度對(duì)剛度的影響很大，為了滿足剛度要求，軸的長(zhǎng)度和直徑必須保持一定的協(xié)調(diào)

34、關(guān)系，軸的直徑d與支持跨度L之間的關(guān)系可按下時(shí)選取：第一軸和中間軸：=0.160.18第二軸：=0.180.212）軸的直徑軸的直徑與傳遞扭矩有關(guān)，因而與變速器的中心距有一定的關(guān)系，可按下列公式初選直徑值：中間軸式變速器的第二軸和中間軸最大直徑：d（0.40.5）A所以第二軸和中間軸最大直徑在4860mm。A為變速器中心距等于120 mm。第一軸花鍵部分直徑d1可按下式初選：d1（4.04.6）取4.6，Temax=260N.m,所以：d14.6*=4.6*=29.3 mm取整為30 mm。 2）計(jì)算各軸的最小直徑軸的材料都選45Gr，表面淬火氰化處理。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)計(jì)算軸的最小直徑公式：d,其

35、中A0根據(jù)軸的材料為45Gr，可知其值在11297 ，這里取100 ；P為傳動(dòng)軸的功率；n為傳動(dòng)軸最低轉(zhuǎn)速；a) 軸和中間軸最小直徑由于軸和中間軸轉(zhuǎn)速相同，功率也基本相同，所以所受扭矩亦基本相同，所以它們的最小直徑相同。功率P=63kw，轉(zhuǎn)速n=2500rpt，d=100*=29.3 mm取整為30 mm。b)軸最小直徑由于齒輪傳動(dòng)功率基本沒有損失，所以功率都用發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率63 kw來(lái)計(jì)算。軸最小速度是在一檔位置，其最小轉(zhuǎn)速度n=，i為一檔時(shí)中間軸與軸之間傳動(dòng)比，等于2。所以：n=1250 rpt軸最小直徑d=100*=36.9 mm取整為40 mm。c)輸出軸最小直徑輸出軸最小速度n=694.4 rpt，輸出軸最小直徑：d=100*=44.3mm取整為45 mm單位：mm軸軸軸中間軸輸出軸最小直徑30403045花鍵部分軸徑3030最大軸徑486048605、變矩器、離合器、制動(dòng)器選擇及軸承選擇1）變矩器本自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)采用的是三元件綜合式液力變矩器，液力變矩器變矩系數(shù)液力變矩器輸出轉(zhuǎn)矩Mw與輸入轉(zhuǎn)矩Mb之比稱為