车辆工程毕业设计（论文）-比亚迪F3R手动变速器设计【全套图纸】 .doc

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1、本科学生毕业设计比亚迪F3R车型变速器设计 系部名称： 汽车工程系 专业班级： 车辆工程 学生姓名： 指导教师： 职 称： The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign on transmission of BYD F3R 摘 要本文设计研究了三轴式五挡手动变速器。首先，对于变速器的工作原理做了阐述，从传动机构到倒档布置方案都一一做了详细的说明，完成了换挡机构形式和轴承的选择等，特别值得一提的是在倒档的选择和布置上。因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处。紧接着对变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算

2、，包括了档数、传动比、中心距以及各档齿轮的齿数，并且进行了强度校核，紧接着对一些标准件进行了选型，其中包括同步器、操纵机构、固定件以及密封件等等。最后进行的是齿轮、轴以及轴承的校核，其中齿轮校核包括弯曲强度和接触应力，轴校核包括强度和刚度的计算，轴承校核的则是其寿命计算，并讲述了变速器中各部件材料的选择。关键字：变速器；设计；齿轮；轴；校核ABSTRACTThis design of a three-axis five-speed manual transmission. First, the working principle of transmission are described in

3、 detail, from the transmission to reverse layout programs are all doing a detailed description, complete the form and bearing of shift the choice of institutions and so on, is particularly worth mentioning is the reverse of the on the selection and arrangement. Because the role of transmission in lo

4、w-grade work, a greater force, it is generally low-grade gearbox are arranged near the support at the rear axle. Then each block of the transmission gears and shafts made a detailed design calculations, including the gears, transmission ratio, center distance and the number of teeth of the gear prof

5、ile and strength check carried out, followed by a number of standard parts were selected type, including synchronization, control mechanism, fixed fittings and seals and so on. Finally, the gear, shaft and bearing checking, checking gear which includes bending strength and contact stress, axial stre

6、ngth and rigidity checking, including the calculation of the bearing checking is its life span, and about each transmission component materials of choice. . Keywords : Transmission; Design; Gear; Axis;CheckingII目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪 论11.1选题的背景11.2 设计目的及意义21.3 国内外研究现状21.3.1 国内研究现状21.3.2 国外研究现状31.4 设

7、计主要内容3第 2 章 变速器总体方案设计52.1 设计初始数据52.2 变速器设计应满足的基本要求52.3 传动机构布置方案分析62.3.1两轴式变速器和中间轴式变速器的特点分析62.3.2 倒挡布置方案62.3.3 其他问题72.4各档齿轮位置安排72.5变速器齿轮形式与自动脱档分析82.5.1齿轮形式82.5.2变速器自动脱档分析92.6换挡机构形式92.7本章小结10第3章 变速器主要参数设计123.1 挡数的选择和确定123.2 各档传动比的确定123.2.1主减速器传动比123.2.2最低档传动比计算133.2.3 各档传动比143.2.4初选中心距143.2.5变速器的外形尺寸1

8、53.3 齿轮参数计算153.3.1 模数的选取153.3.2 齿形、压力角及螺旋角的确定153.4 各挡齿轮齿数的分配173.4.1 确定一挡齿轮的齿数173.4.2 对中心距进行修正183.4.3 确定常啮合传动齿轮副齿数及变位系数183.4.4 确定其他各挡的齿数及变位系数183.4.5 确定倒挡齿轮齿数及变位系数203.5 本章小结21第4章 变速器的校核224.1 齿轮的损坏形式224.2 齿轮强度计算224.2.1轮齿的弯曲应力234.2.2轮齿的接触应力244.2.3各档齿轮的强度校核254.3 轴的结构尺寸设计324.4 轴的强度验算334.4.1 轴的刚度的计算334.4.2

9、 轴的强度的计算374.5轴承寿命计算404.6 本章小结43第5章 同步器的选择445.1锁销式同步器445.2锁环式同步器455.3本章小结46第6章 变速器操纵机构的选择476.1 直接操纵手动换挡变速器476.1.1 变速操纵杆的布置476.1.2换档锁装置476.2 本章小结49结 论50参考文献51致 谢52附 录53第1章 绪 论1.1选题的背景21世纪，汽车工业成为各国经济发展的支柱产业之一，汽车企业对各系统部件的设计需求旺盛。其实，汽车与人一样，也是有着整套健康系统的有机结合体。发动机是心脏，车轮、底盘与悬挂是躯干与四肢，然而连接它们的，是类似于人体经脉的变速器系统。如果汽车

10、丧失了变速器这个中心环节，心脏、四肢与躯干再好，汽车只能如同植物人般成为废铁一堆！可以说，变速器是伴随着汽车工业出现的必然产物，是汽车上的必需品。在完成了最基本的传动功能之外，我们对变速器的要求也是越来越高，这是变速箱演变过程的首要催产素。由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。随着汽车工业的不断发展，人们对汽车的性能要求越来越高，汽车的性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声等很大程度取决于变速器的性能，因此必须重视对变速器的设计。它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标。变速器的结构除了对汽车的动力性、经济性有影响同时对汽车操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器

11、与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒档安全装置，其他结构措施，可使操纵可靠，不产生跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档；采用同步器可使换档轻便，无冲击及噪声；采用斜齿轮、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。众多汽车工程师在改进汽车变速器性能的研究中倾注了大量心血，使变速器技术得到飞速的发展。目前许多变速器生产企业正在研发一些能大幅提高离合器、同步器寿命和行车安全性，且保留了传统有级机械变速器传动效率高、体积小、机构简单、使用可靠、易于制造、成本低、燃油消耗少和维护与使用费用低、多档位、大速比变化范围改善了汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性

12、的变速器。现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。手动变速器即MT，自动变速器包括传统AT、AMT、CVT及DCT。如果按变速结构可分为三类：圆柱齿轮、行星齿轮及锥盘。圆柱齿轮类包括MT、AMT、DCT；行星齿轮类包括传统AT及使用了多片湿式离合器替代液力变矩器的AT。锥盘类包括金属钢带CVT及半环面锥轮无级变速器等。控制技术和电子信息技术的高速发展，使得自动变速器得到快速发展，手动变速器向自动变速器发展的趋势越发明显。新技术的发展一方面仍在不断改善现有变速器的性能。我所要设计的是手动变速器也就是MT。MT的优势是传动效率高及成本低，但换档复杂。AMT传动效率也高。且

13、具备自动换档功能，但换档冲击性有待解决。1.2 设计目的及意义汽车变速器的设计是一个复杂的系统工程，其设计的成功与否决定着车辆的平顺性、动力性和燃油经济性等多方面的设计要求。这就对变速器设计人员提出较高的要求。我们除了要对汽车变速器的结构进行了合理的布置外，还运用了材料力学、机械原理、机械设计等知识，对变速器的重要零件轴和齿轮进行受力分析，强度、刚度的校核，以及为这些零件选择合理的工程材料和热处理方法，同时也为变速器选择合理的同步器和操纵机构。本设计研究基本内容是比亚迪F3R的机械变速器的组成、结构与原理，弄清楚同步器、齿轮、轴等零部件之间的配合关系。选择标准齿轮模数在总当数和一档传动比确定后

14、，合理分配各档位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定齿轮的结构与尺寸，绘制出所有齿轮的零件图，根据经验公式初步计算出所有轴的基本尺寸，对每个档位下对轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的结构与尺寸，绘制出各个轴的结构与尺寸，对现有传统变速器的结构进行改进、完善，最终完成变速器的零件图和装备图的绘制。利用计算机辅助设计软件绘制变速器的各零件的零件图，并完成变速器的总装配图。在此次设计中对变速器作了总体设计，对变速器的传动方案进行了选择，变速器的齿轮和轴做了详细的设计计算，对同步器和一些标准件做了选型设计。 1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状 改革开放30年来，我国汽车变速器行业随着整车行业的快速发展而不断发展壮大，形成了一批颇具规模的变速器企业。大多数本土变速器企业在引进消化吸收国外先进技术方面取得了突出成绩，并不断坚持自主创新，在手动变速器领域,，尤其是在重型车用和微型车用手动变速器上，涌现了大量自主创新的产品。另外，一些跨国公司独资或合资的变速器企业开始陆续在中国设厂，为满足持续高速增长的中国汽车市场需求作出了非常大的贡献。随着中共十七届五中全会召开，中国政府起草并通过了国家“十二五”规划，规划中明确提出，中国迫切需要完成从汽车大国到汽车强国的转变。中国要成为汽车强国，首先要克服自主技术这块