机械式四档变速器设计.doc
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1、毕业设计(论文)题目: 机械式四档变速器设计 毕业设计(论文)要求及原始数据(资料):1. 发动机额定功率级最高转速:80KW,4800r/min;2. 变速器的参数选择.(1) 中心距A的选择.(2) 变速器轴向尺寸,四档(3.03.4)A(3) 轴的直径d.(4) 齿轮参数.(5) 各档齿轮齿数的分配.3.变速器传动简图.毕业设计(论文)主要内容:1. 变速器传动系统的总体设计.2. 传动系统的设计.3. 轴 齿轮的加工. 学生应交出的设计文件(论文):1、设计说明书一份。2、总装配图一张。(O号)3、组件图一张。(1号)4、零件图两张(手工绘制)。(2号)主要参考文献(资料): 李澄.
2、机械制图. 高等教育出版社出版; 卜炎. 机械设计传动装置手册. 机械工业出版社发行 1998.12出版 邓文英. 金属工艺学. 高等教育出版.2000.7出版 沈养中. 工程力学. 高等教育出版社.2003.7出版 屠卫星. 汽车底盘构造. 人民交通出版社.2001.8出版 成大先. 机械设计图图册. 化学工业出版社.2000.3出版 张勇. 电机拖动与控制. 机械工业出版社. 2004.6出版 李澄、吴天生、闻百桥. 机械制图. 高等教育出版社.2003.8出版 吴昌林、唐增宝、钟毅芳.机械设计.华中科技大学出版社 2001.2出版 专业班级 机电工程1班 学生 丁 伟 要求设计(论文)工
3、作起止日期 3月12日 6月10日 指导教师签字 日期 教研室主任审查签字 日期 系主任批准签字 日期 毕业设计(论文)说明书目录摘要3Abstract3变速器的简介4 1.变速器传动机构的方案分析6 2.变速器零、部件结构方案分析7 3.变速器操纵机构81.变速器的参数选择81.1 一档齿轮齿数的确定81.2 中心距A的选择91.3 确定齿轮参数101.3.1 齿宽选择101.3.2 压力角111.3.3 齿轮螺旋角111.3.4 校验齿轮的接触强度111.4 变速器轴向尺寸131.5 轴的直径131.6 各档齿轮齿数的分配14 1.6.1 确定常啮合传动齿轮副的齿数14 1.6.2 确定其
4、他各档的齿数152.变速器传动16 2.1 传动简图162.2 同步器(简介)162.2.1 惯性式同步机18 2.2.2 同步器工作原理18 2.2.3 齿轮材料19 2.2.4 齿轮材料、热处理202.2.5 齿轮精度等级203.故障诊断与检修213.1 常见故障与检修213.1.1 变速器的异常声响213.1.2 变速器跳档223.1.3 挂档困难223.1.4 变速器乱档233.1.5 变速器发热233.1.6 变速器漏油243.2 变速器零件的检修24 3.2.1 齿轮与花键的检修24 3.2.2 轴的检修24 3.2.3 锁环式变速器的检修244.变速器的润滑25 4.1 润滑的基
5、本知识25 4.2 变速器润滑油25 4.3 变速器润滑系统25 4.4 变速器零件的清洗265.变速器的装配26 5.1 变速器装配注意事项 26 5.2 变速器总成的装配 27 5.3 中间轴后轴承间隙调整方法28英文说明29参考文献30致 谢31摘要变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转距和转速的数值和方向;操纵机构的主要作用是控制传动机构,实现变速器传动比的交换,即实现换档,以达到变速变距。关键字:变速传动机构、变速操纵机构、齿轮 AbstractBecome soon box form become to s
6、pread to move the organization and become soon to manipulate the organization two parts to constitute soon. Main function that becomes to spread to move the organization soon is the change turns the and turn soon of the number and the direction; The main function that manipulates the organization is
7、 a control to spread to move the organization, carry out the transformation that the gearbox spreads to move the ration, then the realization shift gear, to attain to become to change the soon. Keywords: Variable-speed control mechanism, speed change control Mechanism,gear.变速器简介 我们知道,汽车发动机在一定的转速下能够达
8、到最好的状态,此时发出的功率比较大,燃油经济性也比较好。因此,我们希望发动机总是在最好的状态下工作。但是,汽车在使用的时候需要有不同的速度,这样就产生了矛盾。这个矛盾要通过变速器来解决。汽车变速器的作用用一句话概括,就叫做变速变扭,即增速减扭或减速增扭。为什么减速可以增扭,而增速又要减扭呢?设发动机输出的功率不变,功率可以表示为N=Wt,其中w是转动的角速度,T是扭矩。当N固定的时候,w与T是反比的。所以增速必减扭,减速必增扭。汽车变速器齿轮传动就是根据变速变扭的原理,分成各个档位对应不同的传动比,以适应不同的运行状况。一般的手动变速器内设置输入轴、中间轴和输出轴,又称三轴式,另外还有倒档轴。
9、三轴式是变速器的主体结构,输入轴的转速也就是发动机的转速,输出轴转速则是中间轴与输出轴之间不同齿轮啮合所产生的转速。不同的齿轮啮合就有不同的传动比,也就有了不同的转速。我们设计的手动变速器,它的传动比分别是:1档3.545:1;2档2.105:1;3档1.429:1;4档1:1。如图所示: 当汽车启动司机选择1档时,拔插将1/2档同步器向后结合1档齿轮并将它锁定输出轴上,动力经输入轴、中间轴和输出轴上的1档齿轮,1档齿轮带动输出轴,输出轴将动力传递到传动轴上,。典型1档变速器齿轮传动轴是3.545:1,也就是说输入轴转动3.5圈,输出轴转1圈。当汽车增速司机选择2档时,拔叉将1/2档同步器与1
10、档分离后接合2档齿轮并锁定输出轴上,动力传递路线相似,所不同的是输出轴上的1档齿轮换成2档齿轮带动输出轴。典型2档变速齿轮传动比是2.105:1,输入轴转2圈,输出轴转1圈,比1档转速增加,扭矩降低。 当汽车增速司机选择3档时,拔叉将1/2档同步器回到空档位置,又使3/4档同步器移动直至将3档齿轮锁定在输出轴上,使动力可以从输入轴-中间轴-输出轴上的3档变速齿轮,通过3档变速齿轮带动输出轴。典型3档传动比是1.5:1,输入轴转1.5圈,输出轴转1圈是进一步的增速。如图所示:当汽车加油增速司机选择4档时,拔叉将3/4档同步器脱离3档齿轮直接与输入轴主动齿轮接合,动力直接从输入轴传递到输出轴,此时
11、传动比1:1,即输出轴与输入轴转速一样。由于动力不经中间轴,又称直接档,该档传动比的传动效率最高。汽车多数运行时间都用直接档以达到最好的燃料经济性。换档时要先进入空档,变速器处于空档时变速齿轮没有锁定在输出轴上,它们不能带动输出轴转动,没有动力输出。一般汽车手动变速器传动比主要分上述1-4档,通常设计者首先确定最低(1档)与最高(4档)传动比后,中间各档传动比一般按等比级数分配。倒档时输出轴要向相反的方向旋转。如果一对齿轮啮合时大家反向旋转,中间加上一个齿轮就会变成同向旋转。利用这个原理,倒档就要添加一个齿轮做“媒介”,将轴的转动方向掉转,因此就有了一根倒档轴。倒档轴独立装在变速器壳内,与中间
12、轴平行,当轴上齿轮分别与中间轴齿轮和输出轴齿轮啮合时,输出轴转向会相反。通常倒档用的同步器也控制1档的接合,所以1档与倒档位置是在同一侧的。由于有中间齿轮,一般变速器倒档传动相近与1档传动比。从驾驶平顺性考虑,变速器档位越多越好,档位多相邻档间的传动比的比值就变化小,换档容易而且平顺。但档位多的缺点就是变速器结构复杂,体积大,现在轻型汽车变速器一般是4-5档。同时,变速器传动比都不是整数,而且都是带小数点的,这是因为啮合齿轮的齿数不是整倍数所致,轮齿数是整倍数就会导致两齿轮啮合面磨损不均匀,使得轮齿表面质量产生较大的差异。变速器的功用是在不同的使用条件下,改变发动机传到驱动轮上的转距和转速,使
13、汽车得到不同的牵引力和速度,同时使发动机在最有利的工况范围内工作。此外,应保证汽车能倒退行使或停车时使发动机和传动系保持分离。需要时还应有动力输出的功能。为保证变速器具有良好的工作性能,对变速器提出如下基本要求:1) 应正确选择变速器的档数和传动比,保证汽车有必要的动力性和经济性指标;2) 设置空档和倒档,保证发动机与驱动轮能长期分离,使汽车能进行倒退行使;3) 换档迅速、省力,以便缩短加速时间并提高汽车动力性能;目前有发展自动、半自动和电子操纵机构的趋势;4) 工作可靠。汽车行使过程中,变速器不得有跳档、乱档冲击等现象发生;此外,变速器还应当满足效率高、噪音低、体小质轻、制造容易、成本低等要
14、求。变速器由变速传动机构和操纵机构组成。1.变速器传动机构的方案分析根据前进挡数的不同,变速器有三、四、五和多档几种。根据轴的形式不同分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者分为两轴式、中间轴式、两中间轴式和多中间轴式变速器。固定轴式应用广泛,其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上,中间轴式变速器 多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。与中间轴式变速器比较,两轴式变速器有结构简单,轮廓尺寸小,布置方便,中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡,所以在高档工作时齿轮和轴承均承载,不仅工作噪声增大,且易损坏。此外,受结构限制,两轴式变速器的
15、一挡速比不可能设计得很大。发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案,其特点是:变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体,发动机纵置时,主减速器采用弧齿锥齿轮或双曲面齿轮,发动机横置时则采用圆柱齿轮;多数方案的倒档传动常用滑动齿轮,其他挡位均用常啮合齿轮传动;各档的同步器多数装在输入轴的后端。中间轴式四,五,六挡变速器传动方案。它们的共同特点是:变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上,经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡,变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载,发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出,此时变速器的传动效率高,可达90%以上,噪声低,齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于
16、其它挡位,因而提高了变速器的使用寿命;在其它前进挡位工作时,变速器传递的动力需要经过设置在第一轴,中间轴和第二轴上的两对齿轮传递,因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离(中心距)不大的条件下,一挡仍然有较大的传动比;挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动,挡位低的齿轮(一挡)可以采用或不采用常啮合齿轮传动;多数传动方案中除一挡以外的其他挡位的换挡机构,均采用同步器或啮合套换挡,少数结构的一挡也采用同步器或啮合套换挡,还有各挡同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接挡以外的其他挡位工作时,中间轴式变速器的传动效率略有降低,这是它的缺点。在挡数相同的条件下,各种中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数,换挡
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