汽车变速器设计说明书.docx

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1、摘要错误!未定义书签。Abstract错误!未定义书签。第1章绪论11.1 变速器设计的意义11.2 变速器设计生产研究现状11.2.1 国外研究现状11.2.2 国内研究现状21.3 本设计的主要内容4第2章变速器总体设计方案的确定52.1 传动方案和换挡机构形式的选择52.1.1 传动型式的分析与选择52.1.2 换挡机构的结构分析与形式的选择72.2 零部件的结构分析与形式选择82.2.1 齿轮形式82.2.2 轴的结构82.2.3 轴承形式82.2.4 防自动脱挡措施82.6本章小结9第3章变速器主要参数的选择及设计计算IO3.1 变速器主要参数的选择103.1.1 挡位数103.1.

2、2 传动比范围103.1.3 主减速比的确定103.1.4 中心距A123.2 变速器齿轮参数的选择123.2.1 齿轮齿数123.2.2 变速器外形尺寸123.2.3 模数123.2.4 压力角133.2.5 螺旋角133.2.6 齿宽13327齿顶高系数143.3 齿轮齿数的分配143.3.1 一挡齿轮z7/z8齿数143.3.2 确定常啮合齿轮4/Z2齿数153.3.3 确定二挡齿轮Z5/Z6的齿数163.3.4 确定三挡齿轮Z34的齿数163.3.5确定五挡齿轮2/J的齿数173.3.6确定倒挡齿轮z/Zo/Zn的齿数113.4本章小结18第4章齿轮参数的确定及校核224.1 确定各斜

3、齿轮的变位系数224.2 齿轮的参数计算234.3 齿轮材料选择及校核254.3.1 3.1齿轮材料的选择254.3.2 计算各轴转矩254.3.3 齿轮校核26第5章轴及轴承的参数计算与校核285.1 轴结构形式的选择285.2 初选轴径285.3 轴的刚度校核285.3.1 第一轴刚度295.3.2第二轴刚度295. 3.3中间轴刚度校核305.4 轴的强度校核315.4.1 一轴强度校核315.4.2 二轴强度校核325.4.3 中间轴强度校核335.5 轴承的选择345.6 轴承的校核345.6.1一轴轴承校核345.6.2二轴轴承校核355.6.3中间轴轴承校核355.7本章小结36

4、第6章同步器和操纵机构的设计及格选用376.1 同步器的设计376.1.1 锁销式同步器376.1.2 锁环式同步器376.1.3 同步器主要尺寸的确定386.1.4 同步器主要参数的确定396.2 变速器操纵机构的设计406.2.1 变速器操纵机构的要求及分类416.2.2 变速器操纵机构分析416.3 变速器箱体设计416.4 本章小结42第7章基于UG软件的变速器三维建模错误!未定义书签。7.1 输出轴的建立错误!未定义书签。7.2 各档齿轮的建立错误!未定义书签。7.3 总装图的建立错误!未定义书签。7.4 本章小结错误!未定义书签。结论错误!未定义书签。参考文献错误!未定义书签。致谢

5、错误!未定义书签。第1章绪论1.1 变速器设计的意义在现代汽车中，变速器是作为衡量一个汽车使用性能的重要指标。其性能也就直接决定了汽车的整车操控性和燃油经济性，工作良好的变速器可以提升驾驶的操纵性和乘坐的舒适性。在汽车全部的制造过程中，变速器的制造成本在整车中相对较高，因此对于其设计、研发等的需求也最为强烈。大多数的商用汽车依旧采用手动变速器作为变速器的主要类型，故手动变速器在商用车市场具有较强的市场竞争力。由于手动变速器换挡冲击力大、体积较大、操纵麻烦等缺点制约了手动变速器的发展，所以对于手动变速器的研究就显得尤为重要。传动系统在汽车中是非常重要的一部分，变速器也是汽车重要的总成组成部分之一

6、，改变汽车发动机传动过来的转矩以及转速是他尤为重要的功能，并且将其传递到驱动轮上，变速器的使用性能好坏对于传动系统性能以及汽车的整车性能都具有极其重要的影响。对于变速器的研发、设计与制造就成为了目前较为重要的研究方向，一方面要保证设计的变速器具有良好的操纵性能以及舒适性；另一方面还需要降低变速器的生产研发成本。同时机械式手动变速器是新型变速器发展的基础，对于我们没有经验的大学生来说，应当选择最基础的手动变速器作为我们的设计。在目前我国的变速器的发展及其售后服务维修与世界发达国家还是有一定差距的。我国在这方面要达到国际先进水平还有一段较长的路要走，这需要业内同仁们共同努力找出一条适合国情并与国际

7、先进接轨的售后服务及变速器发展之路，才能迅速提高整个行业的水平和地位。这正是我选择这个题目为我毕业设计的原因。变速器的档位数和传动比与发动机参数优化匹配，可以保证汽车具有良好的动力性与经济性。因此现代汽车变速器向着节能、环保、安全、舒适、高效、可靠方向不断提高，结构更加简单、紧凑，传动效率更高网。变速器的结构型式选择、设计参数选取及设计计算对汽车的整车设计极其重要。因此对江淮凯达X6商用车变速器的设计具有极其重要的意义。1.2 变速器设计生产研究现状1.2.1 国外研究现状国外在手动变速器的研究上开始趋于自动变速器，这是为了节省燃油以及缓解驾驶者在频繁换挡中产生的疲劳感等一系列缺点。据预测，近

8、年来欧洲变速器市场上，配备手动变速器的汽车将占42%,配备自动手动变速器的将占10%,配备无极变速器的将占2%,配各双离合器变速器的将占16%,配备自动变速器的将占30%。可见手动变速器依然占据着半壁江山，这证实了手动变速器在消费者心中的分量。国外专家指出，新变速器产品还在不断研发的过程中，因此，今后汽车市场的变速器情况可能还会出现一些变化。目前许多变速器生产企业正在研发一些燃油经济性更好、换挡性能更高的变速器，以满足市场上的多层次需求。MadhankUmarS在采用空心齿轮减重的汽车变速箱的设计分析与制造一文中通过去除齿轮中的材料，在不造成齿轮箱故障的情况下，减轻汽车变速器齿轮箱的重量。传动

9、齿轮箱有助于根据齿轮啮合的齿轮和齿轮中的齿数，以不同的速比将发动机的转矩或功率传递给驱动桥。本项目通过节省材料来减轻传动齿轮箱的重量，同时通过减轻重量来提高传动效率。这是通过在工作状态下的齿轮上打孔对齿轮箱进行应力分析和制造来实现的。在齿轮中制作不同大小和形状的不同类型的孔，在软件中和样机中都做了分析。结果表明，直径为2.25加加的圆孔齿轮传动可提高7%的功率和扭矩传递率，大幅度地提高材料节约和燃油经济性。伏尔加格勒州立大学的M.V.LyashenkoEV.;Klementiev;N.S.Sokolov-Dobrev等人设计了一种多功能工作台，该支架用于确定汽车变速器和卡车变速器的主要操作特性

10、。主要用于研究变速操纵的轻便性等。目前纵览国外各大汽车市场，据权威统计表明，日本和北美市场自动变速器的普及率较高;在欧洲自动变速器的普及率相对低些，北美市场由于AT自动变速器的技术实力较强，生产能力较大，随着多档位AT变速器的开发，其性能完全可以与CVT变速器抗衡，同时其传递扭矩的能力还要好于CVT变速器10。因此，在北美的汽车厂家，为了利用现有AT自动变速器的生产资源，其仍在大力发展AT变速器（现已开发8AT变速器），而在CVT变速器的开发投入工作较少，在AMT变速器的投入就更少了1.2.2 国内研究现状目前，一汽和国内所有企业一样都在自主研发自动变速器，国内部分技术已经产业化了，并且供给国

11、内低端市场使用，当然，舒适性差，可靠性、故障诊断等控制不完备是这类变速器的不足之处。国内在这方面做的最好的要数吉利，但是距离国际先进水平还有很大的差距。差距主要体现在四个方面:一是双锥同步器，国内虽然已研制出来，但是性能差、质量不稳定。二是制作材料问题，例如合金类材料，有时候材料的差距几乎就决定了产品性能的差距。三是轻量化问题，国内产品重量大，即浪费材料又耗油，导致制造成本上升。四是自动变速器的传感器多，与发动机匹配难度大。由于整车厂整体技术还很不成熟，我国研发的电控发动机也处于初期阶段，安全不匹配、稳定性不够。中国汽车连续两年突破2000万辆产销大关，变速器产业也随之水涨船高。传统的手动变速

12、器(MT)虽然还盘踞在份额霸主宝座，但其领先优势已受到强有力的冲击。不仅如此，MT在性能、成本和技术先进性等方面都遇到了前所未有的挑战。将来的MT市场霸主宝座还能坐多久，MT技术发展方向又将指向何方，这是整个变速器行业都在探素和研究的课题。在手动变速器方面，由于经过长时间的发展，其设计原理和生产工艺、技术等较为成熟和稳定，技术难度相对于自动变速器较低，而中国国内厂家本身就有手动变速器的生产经验，因此在引进国外先进技术后，消化吸收相对容易，在此基础上自主创新，做到立足于本土生产，基本满足了整车厂商的配套需要，并已实现产品出口:技术方面，近几年来，国内部分厂家己能够根据中国国情实现自主创新;市场方

13、面，国内部分厂家已经占领了大部分国内市场份额网。在自动变速器方面，由于自动变速器采用了不同于传统手动变速器的新工艺、技术和设计原理，国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距，而拥有相关技术的外国厂商不约而同地对国内厂家进行了不同程度的技术封锁，即便在国内生产，也都选择由外资控股公司或外商独资企业生产自动变速器，这导致自动变速器大量依赖进口，据不完全统计，我国自动变速器市场78%为进口产品。张可凡在某中型卡车六档手动变速器齿轮修形及箱体降噪研究文章当中，经过一系列研究与实验，最后确定了箱体设计方案。第一变速器在ROmaXDESIGNER中进行3D建模与仿真，经过一系列表面研究，可以

14、发现齿轮传动误差峰峰值、最大的接触应力以及传动误差曲线和齿轮上负载的改善。以齿轮修形为优化手段，将修形参数作为优化变量，对变速器的齿轮进行优化。对优化前后的齿轮进行了比较，验证了本文提出的相应方案。在对齿轮系统进行仿真和优化后，对箱体进行了动力学分析，并与齿轮啮合频率的固有频率进行了比较发现变速箱在718也下会产生共振然后，分析了箱体的频率形式，提取了箱体表面在718也下的速度和加速度。最后，将壳体的侧壁进行加厚处理。对改进前后的变速箱进行了仿真和试验，验证了改进方案的有效性。詹文超在汽车变速器齿轴系统关键零件耐久分析及优化设计中，用某乘用车的变速箱齿轮副进行相关研究，首先对齿轮耐久性和实用性

15、进行测评，其次总结齿轮在齿轮优化后的性能，并同时需要提高耐久性，保障齿轮的约束，建立汽车多元化数学模型。1.3 本设计的主要内容（1）变速器传动方案确定；（2）变速器各档传动比的分配确定;（3）变速器齿轮参数的选择；（4）变速器各档齿轮齿数的分配；（5）变速器齿轮的设计计算；（6）变速器轴和轴承的设计计算；（7）同步器及箱体的设计；（8）利用CAD画装配图、零件图。第2章变速器总体设计方案的确定2.1 传动方案和换挡机构形式的选择当前常见的手动变速器的形式有两轴式变速器与三轴变速器，轿车、乘用车常用两轴式变速器，货车、商用车普遍使用三轴式变速器。三轴变速器与两轴变速器的区别在于三轴变速器有一对常啮合齿轮，挡位传动比为1的三轴式变速器没有齿轮，而两轴式变速器则有两个齿数相同的齿轮。三轴变速器特点：1 .高挡位采用啮合齿轮输出动力；2 .拥有直接挡位；3 .传动比大；4 .除直接挡外，其余各挡位在工作时的传递效率比其他挡位较低；5 .除1挡以外，其余各挡位采用啮合套或者同步器进行换挡。2.1.1 传动型式的分析与选择手动变