毕业设计类全套文件的下载平台

中型商用车变速器结构设计林卓杰定稿

  • 上传者:诸葛月月
  • 文件大小:1626 (KB)
  • 文档格式:.docx

文档分类: 车辆工程

< / 60 >

还剩... 页未读,继续阅读

免费阅读已结束,点击付费阅读剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读

关于本文

  • 本文标题:中型商用车变速器结构设计林卓杰定稿.docx
  • 链接地址:https://wk.sbvv.cn/view/17805.html
  • 内容摘要:中型商用车变速器结构设计学院:专业:姓名:指导老师:工业自动化学院车辆工程学号:职称:副教授中国&#183;珠海二○二○年五月诚信承诺书本人郑重承诺:本人承诺所呈交的毕业设计《中型商用车变速器结构设计》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的观点和材料,均在文后按顺序列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。承诺人签名:日期:年月日中型商用车变速器结构设计摘要变速器作为支撑汽车动力系统不可或缺的部分,它能做到改变曲轴的转矩和转速进而令汽车正常行驶。而本文是庆铃五十铃FTR中型商用车变速器的结构设计,首先是针对国内外汽车的发展现状进行分析,接着对汽车变速器的发展过程以及国内现在的市场趋势进行分析;紧接着对相对应车型零件的结构进行初步的选择;最后对变速器的各个部件的设计部分进行详细的论述本次设计中,本次设计中,决定使用6挡中间轴变速器,主要对挡位和传动比还有中心距的计算以及轴向尺寸的初选;然后是对齿轮参数的设计计算与强度校核;接下来就是轴的设计、然后选择轴承并校核其强度与刚度;最后再选择兼设计同步器和挑选操纵机构。本设计选择运用AUTOCAD制图软件完成汽车变速器的装配图以及其主要零件图的绘制。关键词:变速器;传动比;变速器齿轮;同步器TramissiotructuredesignofmediumcommercialvehicleAbstractAsanindispeablepartofsupportingautomobilepoweystemtramissioncanchangethetorqueandspeedofcrankshafttomaketheautomobilerunnormally。ThispaperisthestructuraldesignofthetramissionofQinglingIsuzuFTRmediumsizedcommercialvehicle。FititanalyzesthedevelopmentstatusofdomesticandforeignvehiclesthenanalyzesthedevelopmentprocessofthevehicletramissionandthecurrentmarkettrendathomeandabroadthenitmakesapreliminaryselectionofthestructureofthecorrespondingmodelpartsfinallyitmakesadetaileddesignofeachpartofthetramissionInthisdesignitisdecidedtouse6gearintermediateshafttramissionmainlyforthecalculationofgearpositiontramissionratiocenterdistanceandtheprimaryselectionofaxialdimeionthenforthedesigncalculationandstrengthverificationofgearparametenextforthedesignofshaftthenfortheselectionofbearinganditsstrengthandrigidityfinallyfortheselectionanddesignofsynchronizerandselectionofcontrolmechanism。InthisdesignAutoCADdrawingsoftwareisusedtocompletetheassemblydrawingofautomobiletramissionandthedrawingofitsmainparts。Keywords:Tramissiontramissionratiotramissiongearsynchronizer目录1绪论11。1论文研究的目的及意义11。2国内外研究现状11。2。1国外研究现状11。2。2国内研究现状21。3设计的主要内容22变速器的方案分析32。1选择变速器类型及设计传动方案32。2分析零、部件结构方案32。2。1齿轮形式32。2。2选择换挡机构形式32。2。3倒挡的形式及布置方案42。3变速器操纵机构方案分析52。3。1变速器操纵机构的作用52。3。2设计操纵机构时应注意满足的基本条件和要求52。3。3换挡位置52。4具体零部件方案确定52。4。1同步器的确定62。4。2轴承形式62。4。3轴结构的设计62。5变速器的操纵机构53变速器主要参数的选择83。1变速器的传动比和挡位数的确定83。2中心距103。3变速器的外形尺寸103。4齿轮参数113。5各挡齿轮齿数的分配143。6变速器齿轮的设计173。6。1几何尺寸计算173。6。2齿轮的材料及热处理193。6。3齿轮的弯曲强度计算193。6。4齿轮接触强度203。7变速器轴的设计与轴承的选择233。7。1轴的设计233。7。2轴承的选择314变速器同步器的设计及操纵机构384。1同步器的设计384。2同步环主要参数的确定404。3变速器的操纵机构41结论42参考文献43致谢44附录451绪论1。1论文研究的目的及意义本次毕业设计,将设计的是中型商用车变速器结构合计,具体车型为庆铃牌五十铃FTR(QL11409NFR)。经济的增长越快,汽车行业也就是发展越快而现在人们的日常生活越来越多的离不开汽车了。很多年轻人买车时更加的注重汽车发动机的质量和性能而且这似乎已经经成为了年轻人评价现代汽车的品质和性能优劣的一个重要标准。但是又不能让年轻人忽视其把握速度的快慢和控制能力的部件就是变速器。先进的变速器结构是现代汽车的传动系统中尤为重要的部分,其传动相关技术应用领域的进一步提高和发展也是年轻人评价现代汽车传动系统技术水平的一项重要的根据。变速器结构的研究和改善对于汽车传动相关技术领域的未来发展和其前景都同样具有着深远的影响和意义。该论文的研究目的是通过对汽车变速器总体结构的设计,进而对变速器的齿轮、变速器轴以及轴承等部件有更深一步的认识与了解,让本人提高对中型商用车的认识,提升个人度解决问题和思考的能力,同时锻炼自己查阅资料的能力,进而培养工科生计算的严谨性与缜密的逻辑思维能力。1。2国内外研究现状1。2。1国外研究现状当前自动变速器已经在国际上占据非常重要地位,欧美国家还有日本市场的占有率都超一半了,但是中国的市场份额仅仅十分之一左右。虽然中国汽车市场上的自动变速器增速在20%以上但是由于晚起步,技术领域还不够完善,所以国内自动变速器大部分还是要靠进口。MT与AT变速器都是撑起了半边天的。总的来说,自动变速器已经横扫了超过50%轻型车的变速器市场了,这种趋势会在人们的舒适和便捷中愈发扩大。在美国和欧洲,驾驶员不仅需要注重自动控制驾驶体验还需要注重降低油耗,这些因素使得自动控制变速器的国际市场发展和应用空间很小。如今,兼具节能和高速运动两种特性的AMT和DCT自动变速器已逐渐发展成为了欧洲和美国市场的领导者和主力军。相比之下,日本已成为无级变速器装车率最高的国家。1。2。2国内研究现状中国现如今商用车自动变速器的市场将会进一步呈现出巨大的市场需求增长空间。在中型和重型卡车中,由于传动效率低、价格高,自动变速器对其配置的影响较小,而基于机械传动的自动变速器在中型和重型卡车中较为常见。AMT自身的特点和突出的工作性能使其对重型和中型卡车的需求日益增加。无极变速器的最大输出扭矩尚未达到商业使用的数值。因此,国内商用车企业尚未进入这两种变速器的生产规模。即使对于传动技术发展较好的国外商用车企业来说,将这两种类型的传动装置投入商用车也只是一个试验阶段,还没有投入规模化生产。1。3设计的主要内容该毕业设计是以庆铃牌五十铃FTR(QL11409NFR)中型商用车作为对象设计它所使用的变速器,查阅书籍并对相关资料收集和整理后,用理论计算并校核分析后使用cad软件画出零件图和装配图。1)变速器结构分析与确定并制定相关的零部件方案。2)设计齿轮并对其强度和刚度校核。3)设计并计算出变速器轴和轴承相关参数并校核。4)选择并设计同步器相关参数并校核。5)装配图和零件图用CAD软件呈现出来。2变速器的方案分析2。1选择变速器类型及设计传动方案即使两轴式变速器达到最高效率传动比等于1,它还是要驱动轮,故动力有丢失。而中间轴变速器更具优势,它能将输入轴与输出轴径直地连接,获得直接齿轮,传动效率好,摩擦和耗损都小,噪声也不大。对于汽车,特别是小型汽车,这可以使传动系统的结构更加紧凑,从而使汽车获得更大的有效空间便于汽车的整体布局。因此目前,两轴变速器在欧洲汽车中被广泛使用。中间轴式变速器常用于中型和重型卡车。针对所选用的设计车型,经分析决定本次设计的变速器决定采用中间轴式变速器。2。2分析零、部件结构方案2。2。1齿轮形式变速器的齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。斜齿圆柱齿轮耐用、运转平稳、工作噪音小等;然而比较难制作,所以运作时容易有较大的轴向摩擦力产生,这样就不利于轴承。常见直齿圆柱齿轮出现在变速器的低挡和倒挡,其余使用后者。2。2。2选择换挡机构形式现如今,变速器换挡有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。1、直齿齿轮换挡:直齿滑动齿轮相比斜齿滑动齿轮换挡要常见得多。从制造到拆装再到售后维修相对容易一点而且也能有效减少变速器旋转时齿轮结构的内部惯性力矩,但是用此方法会在换挡时在齿轮结构的端面上产生的冲击会严重磨损齿轮,也会有较大的噪音,使得驾驶员的注意力不能充分集中而容易引起危险换挡行程长也是它的主要缺点。2、啮合套换挡:用此方法不仅变速器具有较短齿轮换挡的行程,接合齿齿数多而受到齿轮换挡的冲击少且其轮齿又不同时参与齿轮的换挡,所以其轮齿受损的程度低,又因为啮合套无法有效地消去轮齿的换挡阻力和冲击,所以还是可能会因此要求重型货车驾驶员在变速器驾驶时的换挡技术一定要熟练。此外,与同步器换挡相比还有结构与制造都方便、制造价格低及收窄变速器长度等特点。3、同步器换挡:普通汽车变速器大部分都是用同步器换挡。用同步器换挡可以更快速、无任何冲击磨损、没噪音地换挡不用娴熟的变速杆操作和技术工具来做动力支撑,进一步加强汽车的加速性能和安全性还有燃油的经济性。与其他两种方法相比缺点是结构不简单、制造技术要更佳、得要大的外形尺寸等不过更常见。此方法的换挡行程比滑动齿轮换挡的要更短一点。上述三种变速器换挡机构形式能为同一个变数器工作滑动直齿轮或啮合套换挡适宜倒挡和一挡挡位高的时候宜使用同步器或啮合套换挡。所以此次设计一、二、三、四、五挡、六挡和倒挡都是用同步器换挡。2。2。3倒挡的形式及布置方案由于倒挡不常使用而且车停下后才倒挡,故倒挡用直齿滑动齿轮的方式方法1(如图2。1a)在加入一个传动后能使结构更简单,可齿轮需运作在一对正负交叉变化的应力下。方法2((如图2。1b)此方案的优点是在中间轴上一挡齿轮帮助下收窄中间轴长度,但一定要俩对换挡中的齿轮同一时间啮合,这样换挡不容易。此方法适合某些四挡变速器轻型货车。方法3(如图2。1c)该解决方案是为了能同时获得更大的扭矩和倒挡时更大的传动比明显的不足就是换挡的程序不太符合常理。方法4(如图2。1d)该方法对图2。1c进行了优化。方法5(如图2。1e)该方法中将中间轴一挡对接着倒挡齿轮进而放宽齿宽。方法6(如图2。1f)此方法换挡轻松且便了,因为常啮合齿轮用于全部齿轮副。方法7(如图2。1g)欲更合理安排空间和变速器外向尺寸,使用一挡和倒挡时利用一根拨叉轴,更复杂。尽管如此,有一小部分货车的倒挡也会选择使用此种设计方法。综合以上各种因素综合考虑本次设计所采用图2。1f的方案。其最大优点之处主要在于:采用常啮合齿轮用作全部齿轮副使换倒挡更为轻松。图2。1倒档常见的布置方案2。3变速器操纵机构方案分析2。3。1变速器操纵机构的作用变速器操纵机构的作用:协调各挡齿轮、啮合套或同步器移动足够量以挂到要求挡位,但又不会挂超一个挡。2。3。2设计操纵机构时应注意满足的基本条件和要求要设置锁止装置,包括互锁、自锁和倒挡锁能使得换挡的操作更轻松,顺畅,从而减少驾车人的疲劳;要让驾车人得到拨动挡位的快感。2。3。3换挡位置设计操纵机构要先思考如何摆放换挡位置。要从换挡位置是否轻松和方便来考虑。所以得从下面三个方向出发:1、排列按换挡顺序;2、不常用挡放两边,常用的布置在中间;3、倒挡应设置在最靠里面的位置,以免驾驶员误挂,有时候会和一挡排在同一排。2。4具体零部件方案确定下面就同步器的具体形式、轴承的结构选择、操纵机构怎么选择等几个问题分别进行深入讨论。2。4。1同步器的确定市面上的三种主要同步器分别为:常压式、惯性式、和自行增力式。人们日常用的多为惯性式同步器。所以本次的设计就是从惯性式同步器惯性式同步器按照各种机械传动结构的形式分的话主要有多锥式(用于有主、副变速器以及分动器重型货车中,故不考虑)、多片式、滑块式和锁环式以及锁销式几种。滑块式同步器:因与锁环式同步器同原理,所以仅对比分析锁环式和锁销式即可。锁环式同步器:其锁止面由同步锥环和啮合齿配套的两个倒锥面啮合齿组成这样一来就是避免了两个同步锥环的轴向接合齿。这使得它的轴向长度和尺寸大大缩短。现在大部分的汽车都在同步器上使用它。锁销式同步器:可提高转矩的容量以及摩擦锥面平均半径大是这种锁销式同步器优势所在,一般是在中、重型汽车比较多见。结合结构布置上的合理化、紧密性及摩擦锥面上形成的最大摩擦力矩的大小等影响条件考虑此次设计中同步器决定使用锁销式同步器。2。4。2轴承形式变速器在设计时还需要注意增大变速器的传递功率与变速器传动质量的比值,并且一般要求变速器中工作轴承的可靠性好,容量大,工作性能好、耐用性好,故变速器工作轴承的选择显得十分重要。一轴和二轴由于其转速相对较高承受的传动载荷一般,大多是径向传动载荷,少部分主要为轴向传动载荷,但它们都要求前端轴承支撑的刚度高,后面根据参数与结构情况再做进一步的选择。2。4。3轴结构的设计转矩及弯矩给变速器的轴工作中带来一定的限制,故结构形状要有足够的强度和刚度还需面对齿轮、同步器及轴承在安装时等所带来的问题,零部件加工的工艺也与固定轴有非常紧密联系。第一轴与齿轮为一整体,离合器总成的轴向尺寸取决于这个整体长度。考虑到离合器从动盘毂内花键以及第一轴花键尺寸,花键则决定用矩形花键。第二轴选择阶梯式的,方便布置,就受力和有效使用的情况下来看。各截面尺寸不可以差太多,轴上磨削用的砂轮越程槽处得应力经汇聚后易导致轴断裂。第二轴同步器齿座的花键选取合理的小径定心的矩形花键中间轴则是固定式齿轮轴2。5变速器的操纵机构变速器的操纵机构由变速杆、拨块、拨叉、拨叉轴、倒挡锁装置、自锁与互锁装置等主要零件组成。变速器的操纵机构按正常运作的运动方式主要可分有机械的、液压的、气动的、电控的和相互组合而成的。根据变速杆的相对位置,机械的又可分为远距离操纵与直接操纵。直接操纵是驾驶员以变速器杆为桥梁进行换挡的。单轨式操纵机构越来越常被人们所使用,较短地变速叉轴以及应用在各挡的自锁装置使其更具竞争力,而结构虽不复杂,但换挡行程是一比一的。由于一些变速器距离开车人座椅远,要借助一些中间工具传递力量才能顺利地换挡,所以叫做远距离操纵。所有的零部件要具有足够刚度,各连接件最多留有小间隙,一旦过大,驾驶员在换挡时操纵手感就会有不好的体验还极大地加剧变速杆晃动的发生几率。综上所述,此次设计选择直接操纵。3变速器主要参数的选择3。1变速器的传动比和挡位数的确定由于汽车型不同,变速器的挡位数也可能会有一定的不同。如今人们都为了提高汽车的动力性,用五个手动前进挡的比较多。轻型商用货车变速器传动比可以接受的区间约为5~6,而中重货车要7以上,四挡的变速器适用于总质量在3。5吨以下的轻型货车,想要大大减少汽车的耗油量故多数趋向于额外增加1个自动超速挡中型货车总质量在3。5~l0t的轿车话多数趋向于使用五挡自动变速器;总质量大于l0t的多数趋向于使用6个手动前进挡或者使用更多的自动超速挡位。所以此次设计选择的变速器是6挡变速器。最低挡的传动比要通过各个参数的辅助方能确定。表3。1庆铃五十铃FTR(QL11409NFR)货车的相关参数最高车速95kmh轮胎型号12206(子午线)满载质量14t主传动比7最大功率139kw2600rpm最大扭矩转速510Nm1600rpm1、由汽车最大爬坡度确定爬坡时车速很慢,忽略空气阻力后,最大驱动力除了受限于轮胎与路面间滚动阻力,还有爬坡阻力。故有:(式3。1)则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ挡传动比为:(式3。2)式中m—汽车总质量(Kg);g—重力加速度(ms2);—阻力系数;—道路最大阻力系数;—最大爬坡要求;—驱动轮滚动半径(m);—发动机最大转矩(N&#183;m);—主减速比;—汽车传动系的传动效率。主减速比i0的确定:(式3。3)式中—车轮的滚动半径(m);np—发动机转速(rmin);—变速器最高挡传动比;—最高车速(kmh)。此次设计取=1,普通货车最大爬坡度约为30%即=16。7&#176;,=0。02由(式3。3)得:=95i02600&#215;0。377由(式3。2)得:=0。02cos16。7&#176;+sin16。7&#176;=0。3062、驱动轮与路面附着能力来确定变速器Ⅰ挡传动比为:(式3。4)式中—满载时汽车驱动桥静止对地面的载荷;—附着系数,其取值范围为0。5~0。6。由(式3。3)和(式3。4)得:=≈17。38=≈8。86综合1和2条件得:8。86≤≤17。38,取=(8。86+17。38)2≈13。12变速器Ⅰ挡传动比更具上面条件来确定。直接挡通常是变速器的最高挡。中间挡传动比理论上讲应按公比为(其中n为挡位数)的几何级数排列。因为q===1。67所以igⅢ=4。66;igⅣ=2。79;igⅤ=1。67;igⅡ=7。79;igⅢ=4。66;igⅣ=2。79;igⅤ=1。67;igⅥ=1实际值跟理论值会有不同,因齿数取整且公比都要小一点才比较适宜,也得充分考虑发动机参数。3。2中心距中心距受制于变速器尺寸及齿轮的性能,中心距要求齿轮要有足够的强度。中心距可通过公式进行初选(式3。5)(式3。6)式中—中心距系数。对于轿车取8。9~9。3;对于货车取8。6~9。6多挡变速器KA=9。5~11。0故取KA=9。5;—Ⅰ挡时的输出转矩,;—发动机最大转矩(N∙m);—Ⅰ挡传动比;—传动效率,取0。96。由(式3。6)得:=510&#215;13。12&#215;0。96=6432。552N&#183;m由(式3。5)得:=9。5≈176。68mm3。3变速器的外形尺寸挡位数、齿轮形式以及换挡机构形式等影响着变速器横向外形尺寸设计时要以中心距A的尺寸来进行初选并计算。货车变速器壳体的外形尺寸[4]五档:(2。7~3。0)A六档:(3。2~3。5)A初选轴向尺寸:(3。2~3。5)A=(3。2~3。5)&#215;176。68=565。38~618。38mm变速器壳体最终尺寸视情况而定3。4齿轮参数1、齿轮模数最大承载负荷作用下瓶颈是的强度亦或者轮齿发生弯曲感到疲劳的强度能很大程度上影响齿轮模数。在选择模数时应齿宽与模数呈反比关系,如此一来能够削弱噪声,增大模数以及缩小齿宽和中心距共同作用下方可使变速器的质量下降,。而对于中型商用车(如本载货汽车)就得重点关注质量的减少。直齿轮模数(式3。7)式中—计算载荷(N∙mm);—应力集中系数,直齿齿轮取1。65;—摩擦力影响系数,主动齿轮取1。1,被动齿轮取0。9;z—齿轮齿数;—齿宽系数,直齿齿轮范围4。4~7。0;—齿形系数,见图3。1。齿高系数相同、节点处压力角不同时:,,;压力角相同、齿高系数为0。8时—轮齿弯曲应力,当=时,直齿齿轮许用应力[]=400~850MPa。图3。1齿形系数y查阅书籍,初始选择第一轴轴齿轮数z=25,得y=0。11。由(式3。7)得:=≈3。95~5。08取m=4斜齿轮法面模数(式3。8)式中—应力集中系数,斜齿轮取1。5;β—斜齿轮螺旋角;—齿宽系数,斜齿轮取值范围7。0~8。6故取Kc=8。5;y—齿形系数,按当量齿数zn=zcos3β由图3。1查得y=0。11;σ—弯曲应力(MPa),货车斜齿轮取[σ]=100~250MPa;由(式3。8)得:==3。38~4。59每对齿轮有本身的模数,其强度和应力才更合理但是由于汽车机械工业的应用技术需要模数的范围应该尽可能一致并多偏向合适的范围。车型微型、轻型轿车中级轿车中型货车重型汽车mn2。25~2。752。75~33。50~4。54。50~6表3。2汽车变速器齿轮的法向模数mn计算中选择模数需满足国际标准及其它条件表3。3汽车变速器常用齿轮模数Ⅰ11。251。522。53Ⅱ1。752。252。75Ⅰ456Ⅱ3。253。53。754。55。53。25通过表3。2和表3。3借鉴同车型则取4。5。2、齿形、压力角和螺旋角齿形、压力角和螺旋角如下表3。4所示相关数值的范围取值。要在啮合、噪声以及强度等各方面改善,高齿且修形的齿形的变速器齿轮已经慢慢成为了标配。使用齿根全圆角连接以及扩大齿根圆角的半径等都可以很大程度上有效提升变速器传动齿轮承受载荷的能力及增加其耐用性。20度是在国家标准下的齿轮压力角,压力角增加,发生弯曲变形的强度与相接触要求的强度随之呈正相关变化,可会加重噪音。螺旋角压力角也要挑合适的,若过小则突显不了斜齿轮的特。。。
  • 版权声明:知知范文网 本站所有内容的版权归相应内容作者或权利人所有,本站不对涉及的版权问题负法律责任。
  • 内容来源:本站所有内容均有网络公开等合法途径整理而来,该资料仅作为交流学习使用,并无任何商业目的,任何访问,浏览本站,购买或者未购买的人,就代表已阅读,理解本条声明
  • 免责声明:内容所标价格,是对本站搜集、整理资料以及本站运营必须费用支付的适当补偿,资料索取者尊重版权方的知识产权,谢谢!

关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

copyright@长治毕知网络科技有限公司
ICP备案号:晋ICP备2022002585号