红旗轿车二轴变速器设计说明.doc

. . . 摘　　要从汽车诞生时起，汽车变速器在汽车传动系中扮演着至关重要的角色现代汽车上广泛采用燃机作为动力源，其转矩和转速变化围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的动力性和燃油经济性能在相当大的围变化为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器本文以红旗汽车的一些整车参数和发动机参数为依据，进行变速器的设计设计的主要容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比围、中心距、各挡传动比、外形尺寸、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴、轴承的设计校核，同步器、操纵机构与箱体的设计在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点，参考多篇文献资料，以与国外变速器设计图册，从经济性和实用性方面着手进行分析,设计出一种两轴式变速器关键词：轿车；变速器；齿轮；轴；箱体；设计ABSTRACTSinceautomobile was born, the transmission has played a critical role in the drivetrain. Modern cars widely uses engines as the power source. The range of torque and speed are small, but complex using conditions require the automobile’s dynamicand fuel economical efficiency can change in a very large range.To solve this contradiction, transmission is set up in the drivetrain. The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of Hong Qi automobile in this text. The main design contentsinclude the layout program oftransmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gearratio, center-spacing, each gearratio, size, gear parameters and the numbleof each gear, the design and verification of gears, shafts and bearings, the design ofsynchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts from both home and overseas,at economical efficiency and practicability angle, a small kind of two-shafted transmission is designed.Key words:Automobile；Transmission；Shell；Gear；Shaft；Design / 目　　录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1题的目的与意义11.2国外研究状况11.3研究容与研究方法21.4预期结果与意义2第2章 变速器传动机构布置方案42.1机构布置方案分析42.1.1两轴式和中间轴式变速器42.1.2中间轴结构42.1.3倒挡的形式和布置方案52.2零、部件布置方案分析52.2.1齿轮形式52.2.2换挡的结构形式52.2.3防止自动脱档的措施72.2.4轴承形式72.2.5组合式变速器72.3本章小结8第3章 变速器主要参数的选择与设计计算93.1设计依据的主要技术参数93.2挡位数确定93.3传动比围103.4变速器各挡传动比的确定103.4.1确定一挡传动比103.4.2确定五挡传动比113.4.3确定其它各挡传动比123.5中心距A123.6外形尺寸133.7齿轮参数133.7.1模数133.7.2压力角143.7.3螺旋角143.7.4齿宽b153.7.5齿轮的变位系数的选择原则153.7.6齿顶高系数173.8各挡齿轮齿数的分配173.8.1确定一挡齿轮的齿数183.8.2对中心距A进行修正183.8.3确定一挡齿轮变位系数183.8.4确定其他挡位的齿轮齿数与变位系数193.9本章小结25第4章 变速器主要结构元件的设计与计算264.1齿轮损坏的原因与形式264.2轮齿强度计算274.2.1轮齿弯曲应力计算274.2.2轮齿接触应力计算314.3齿轮材料的选择与热处理344.4轴的强度计算354.4.1初选轴的直径354.4.2轴的刚度验算364.4.3轴的强度计算384.5轴承校核414.5.1输入轴轴承校核414.5.2输出轴轴承校核424.6本章小结43第5章 同步器设计445.1惯性式同步器445.1.1锁环式同步器结构445.1.2锁环式同步器工作原理445.1.3同步器主要尺寸的确定455.2主要参数的确定475.2.1摩擦因数475.2.2同步环主要尺寸的确定475.2.3锁止角495.2.4同步时间495.2.5转动惯量的计算495.3本章小结49第6章 变速器操纵机构和箱体设计506.1直接操纵手动换挡变速器506.1.1互锁销式506.1.2摆动锁块式516.1.3转动钳口式516.2远距离操纵手动换挡变速器526.2.1换挡操纵机构536.2.2换挡机构536.3电控自动换挡变速器546.4变速器箱体566.5本章小结56结论57参考文献58致59第1章 绪　　论1.1 选题的目的与意义现代汽车上广泛采用活塞式燃机作为动力源，其转矩和转速变化围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的围变化。

为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器它的功用是：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出变速器作为汽车传动系统的主要组成部分，是汽车动力性和燃油经济性的重要保证随着科技的高速发展，人们对汽车的要求越来越高，汽车的性能、使用寿命、能源消耗、振动噪声等在很大程度上取决于变速器的性能的设计和研发变速器技术的发展是衡量汽车技术水平的一项总要依据1.2 国外研究状况汽车变速器技术的发展历史：手动变速器（MT：Manual Transmisson）主要采用了齿轮传动的降速原理变速器有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换挡工作，也就是通过操纵机构使变速器不同的齿轮副工作自动变速器（AT：Automatic Transmisson）是由液力变矩器，行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力变矩器和齿轮组合的方式来达到变速变矩AMT是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成，主要改变了手动换挡操纵部分。

即在MT总体结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission）,又称为连续变速式机械变速器金属带式无级变速器主要包括主动轮组，从动轮组，金属带和液压泵等基本部件主要靠主动轮，从动轮和传动带来实现速比的无级变化，传动带一般用橡胶带，金属带和金属链等无限变速式机械无级变速器（IVT：Infinitely Variable Transmisson）采用的是一种摩擦板式变速原理IVT的核心部分由输入传动盘，输出传动盘和Variator传动盘组成它们之间的接触点以润滑油作介质，金属之间不接触，通过改变Variator装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化[1]汽车的发展经历了三大革命，动力革命（燃机的使用），传动革命（机械传动的完善和液体传动的使用）和控制革命（用传感器、微机和电液阀进行信息处理）从先进国家来看，动力革命和传动革命已经完成，目前正处于控制革命阶段，要解决的主要是机械太“机械”，没有灵性的问题，过去机械全靠人来操纵控制，然而人的生理和心理能力（感觉器官的功能、头脑分析的能力和体能）是有限的，操纵汽车这样复杂的机械对于人来说体力和脑力负担是很重要的，更主要的是单靠人力操纵将阻碍汽车的发展和其性能的提高。

因此必须对汽车各部分（发动机、变速器、悬架、制动和转向机构等）进行自动控制，并从各部分的单独控制向整车一体化控制发展，从一般控制向智能控制发展要解决机械信息处理能力问题，机械本身是无能为力的，液压控制在性能上也达不到要求，必须引入具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术但是仅仅采用机电液技术还不够，还需要应用声学、光学、和化学等多学科技术才能使机械具有良好的信息处理能力，实现高度自动化[2]从技术发展角度来看，汽车传动技术中的关键是电子技术、电液控制技术和传感器技术目前，世界主要的变速器制造生产厂家都致力于这些关键技术的研究与应用，极促进了自动变速器的发展[3]1.3 研究方法根据此次设计要求，依据红旗轿车的整车参数和发动机参数，完成变速器的结构布置和设计设计的主要容有确定变速器传动机构布置方案，变速器主要参数的选择，变速器齿轮的设计计算，轴与轴承的设计校核查阅图书馆电子资源、馆藏图书和文献，以与本市各大型图书馆的馆藏图书资源，了解变速器研究领域的最新发展动向；阅读关于变速器设计方面的书籍，学习前人进行变速器设计的过程、步骤、方法和经验教训；向指导教师请教；同学之间互相讨论；亲自去实验室动手拆装各种类型的变速器，了解各种变速器的结构与工作原理进行变速器的设计和计算。

1.4 研究容（1） 变速器设计的目的意义、国外现状；（2） 变速器方案的确定、各挡传动比等参数的确定；（3） 各挡齿轮的设计与校核；（4） 传动轴的设计与校核，轴承的选择校核；（5） 同步器和操纵机构的设计选用等；（6） CAD绘制变速器装配图一（0）（7） 零件图3第2章 变速器传动机构布置方案2.1 传动机构布置方案分析变速器由变速器传动机构和操纵机构组成根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类，而前者又分为两轴式，中间轴式和多轴式变速器[4]2.1.1 两轴式和中间轴式变速器现代汽车大多数都采用三轴式变速器，而发动机前置前轮驱动的轿车，若变速器传动比小，则常用两轴式变速器在设计时，究竟采用哪一种方案，除了汽车总布置的要求外，主要考虑以下四个方面：1、结构工艺性两轴式变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体。