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目录觀 1鎌同 11 9IW 11.1洲刖勺 11.2研究现状及发展趋势 22低速载货汽车主要参数的确定 32.1质量参数的确定 32.2发动机的选型 32.3车速的确定 43变速器的设计与计算 53.1设计方案的确定 53.2零部件的结构分析 64变速器的齿轮设计与计算 84.1变速器的档位数和传动比 84.2如巳、距. 84.3变速器的轴向尺寸 94.4基本参数的确定 104.5各档齿轮齿数的分配 134.6齿轮的设计计算 165斟仑 22# # 文 23鵬 24低速载货车变速器的齿轮设计摘要:本设计足设计低速载货车变速器的传动机构为主线该低速载货车变速器采川三轴式，然后 对齿轮进行设计计算，使变速器齿轮等零部件贯彻了网家或行业的最新标准，具有较好的加T和使用性 能，结构紧凑、使用维修方便，并可附装取力机构供用户的特殊需要关键词:变速器没计；災轮参数；强度校核1引言1.1设计目的低速载货汽车是一种特殊的货车,特殊在于它以前叫农用运输车，GB/T24944-2010[,J 将“四轮农用运输车”更名为“低速货车”，明确“农用运输车”实质上是汽车的一类 GB18320-2001121规定以柴油机为动力装置，中小吨位、中低速度，从事道路运输的机动车 辆，包括三轮农用运输车和冈轮农用运输车等，但不包括轮式拖拉机车组、手扶拖拉机车 组和手扶变型运输机，都对以称作“低速载货汽车”。

农用运输车最高设计车速不大于 70km/h,最大设计总质量不大于4500kg,长小于6m、宽不大于2m和高不大于2. 5m我W农用运输车诞生于20世纪80年代初我国农村运输的特点是运量小、运距短、货 物分散、道路条件差由于同吨位的柴油车较汽油车运载能力强，燃油价格低，且柴油保 管无须特殊设备，又为广大农民所熟悉，所以，农用运输车均选用柴油机为动力农用运 输车的载质量一般不超过1. 5t当前四轮农用运输车载质量分为4个等级，包括1. 5t、1. 0t、 0. 75t和0. 5t级在传动系统中设置了变速器，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍 等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要木次设计的课题为低速载货汽车变速器的齿轮设计，该课题来源于结合生产实际本次课题研究的主要PJ容是：a. 参与汽车的总体设计；b. 变速器结构型式分析和主要参数的确定；c. 变速器结构设计木说明书以设计低速载货汽车变速器的传动机构为主线第2章着重介绍了在参与总 体设计当中，如何确定低速载货汽车参数，进而明确变速器应满足的条件及其所受的限制 第3章则重点介绍低速载货汽车变速器的传动机构的设计说明。

在参与总体设计当中，首先是对低速载货汽车的产品技术规范和标准进行分析，然后确定低速载货汽车的总质景， 以此来选择合适的发动机根裾发动机的功率以及汽车的总质量确定该车的最高速度（满 足低速载货汽车安全技术条件）第4章主要是关于变速器的齿轮设计，首先选择合适的 变速器确定其档位数，接着对工况进行分析，拟订变速器的各档位的传动比和中心距，然 后计算出齿轮参数以选择合适的齿轮并且对其进行校核本课题所设计出的变速器可以解决如卜问题：a. 正确选择变速器的档位数和传动比，使之与发动机参数匹配，以保证汽车具有良好 的动力性与经济性；b. 设置空档以保证汽车在必要吋能将发动机与传动系长吋间分离；设置倒档使汽车可 以倒退行驶；c. 设置倒档，使货车能倒退行驶d. 设动力输出装置，需要时进行功率输出e. 换挡迅速，省力，方便f. 工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不能有跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生g. 变速器应当具有较高的工作效率h. 变速器工作时噪声低i. 体小、质轻、承载能力强，工作可靠；j. 制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长；k. 贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定。

1.2研究现状及发展趋势齿轮传动具冇传动效率高、结构紧凑、传动平稳等优点，被广泛应用于各种机械设备 中，尤其在重载传动方面，齿轮传动更占有举足轻重的地位，对齿轮提出Y大载荷、高转 速、寿命、低噪音等要求要满足这些要求就必修进行齿轮的动态性能进行深入的研究 现在研究只是在齿轮副的时变啮合刚度和齿轮副误差引起的齿轮系统振动，随着材料科学 的发展及热处理工艺措施的不断改进，齿轮传动正向大载荷、高转速、长寿命、低噪咅方 M发展三轮汽车的米来的发展还是很广阔的农村是个大市场，农民又占绝大多数，三轮汽 车对于他们来说，在生活中是必不可少的今年农用汽车帘场，农用汽车生产集中度会越 来越高，三轮汽车市场尤其自卸三轮汽车市场需求越来越大，低速货车向专用化、大型化 发展的趋势越来越明显随着党和岡家扶持“三农”、建设社会主义新农村、城乡协调发展等一系列惠农政策的实施，农民收入越来越多，对农用汽车等产品需求也会随着增加［812低速载货汽车主要参数的确定2. 1质量参数的确定汽车的整备质量利用系数n:门=mo (1)式中nh——汽车的载质量； m2——整车整备质量表1货车的质量系数n参数总质量m/tn2.014.01.30 〜1.70汽车总质Mnk商用货车的总质量m由整备质量Rb、载质量即和驾驶员以及随行人员质量三部分组成， 即m = +z?ix 65kg 2)式中，^为包括驾驶员及随行人员数在内的人数，等于座位数。

此低速载货汽车是柴油机，查表1得质量利用系数为0.80〜1. 10，M:载质量是nb=1.5X 103kg,由公式(1)得：= 1500 = 1500 〜1875々g可 0.8 ~ 1.0因为此车设计为单排室，所以rh=2,由公式(2)得： m = mo + -\-n\x65kg=(1500 〜1875) +1500+2X65 =3130〜3505kg木课题选用m=3500kg2.2发动机的选型根据现在低速载货汽车选用发动机的情况，针对本次设计任务选用达到国家II级排放标准的YC2115D柴汕机表2 YC2115D柴油机技术参数型号YC2115D 立式气缸套型式直喷式行程（mm）0120缸心距1151小时功率/转速（kW/r/min）24/1500外特性最低燃汕消耗率（g/kW • h）<225磁人扭矩（N-m）104压缩比17.5排量（L）2.493喷油压力（kPa）22 0.5外形尺寸（长X觉X高）mm X mm X mm1360X630X900淨质量（kg）4802.3车速的确定(3)式中Penux一发动机最大功率，WV;—传动系的传动效率，对单级主减速器驱动桥的4X2式货车取n &0. 9; m—汽车总质量，kg; g一重力加速度，m/s2; f一滚动阻力系数，对载货车取0.02—最高货车速度，km/h；G,—空气阻力系数，低速轻载货车取0.8〜1.0A—货车正面的投影面积，m2,若无测量数据，可按前轮距B，、货车总高H、货车总 宽B等尺寸近似计算：对载货汽车 AB,H。

由公式（3）得：繡x Z7r 1^3600 max 76140 maxJ240.93500x9.8x0.02max360076140max算出vema =56. 8km/h,因为低速载货货车最高设计车速不大于70km/h,所以该货车满足要求3变速器的设计与计算3.1设计方案的确定低速载货车变速器一般选用机械式变速器，它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比 变速器分轴线固定式变速器（普通齿轮变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器） 两种采用这种变速器的低速载货车通常有3〜5个前进档和一个倒档近儿年液力机械变速器和机械式无级变速器在货车上的应用越来越广泛131,根据目前 广泛使用变速器的种类以及应用的范围，初步拟定三种设计方案3. 1. 1两轴式两轴式变速器结构简单、紧凑11除最高档外其他各档的传动效率高两轴式变速器前 进档的动力传递釆用两根轴来实现的变速器它的特点是动力的输入轴和输岀轴不在一个 轴线上，W根轴分别为第一轴（动力输入轴），第二轴（动力输山轴）通常第一轴为离合 器的从动轴，第二轴同时也是主减速器的主动轴变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成 一体，当发动机纵置时，主减速器可用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮；当发动机横置时则可用 圆柱齿轮，多数倒档常用滑动齿轮（直齿圆柱齿轮）外，其他档位均采用常啮合齿轮（斜 齿圆柱齿轮）传动，侃两轴式变速器没有直接档，因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载， 因而噪声较大，也增加了磨损。

这种结构因为结构紧凑适用于前置发动机前轮驱动的汽车 上，并且经常与前驱动桥制造成一体，成为变速驱动桥3.1.2三轴式三轴式变速器由于具有体积小、原理简单、工作可靠、操作方便等优点，故得到广泛 应用三轴式变速器是前进档的动力传递采用三根轴来实现的变速器它的特点是动力的 输入轴和输出轴有共同的轴线，三根轴分别为第一轴（动力输入轴），第二轴（动力输出 轴）和中间轴第一轴常哨合齿轮，第二轴的各样齿轮分别与中间轴的相应齿轮相哨合 将第一、二轴直接连接起来传递转矩则称为直接档此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载， 而第一、二轴也仅传递转矩.因此，直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小，其他前进 档需依次经过两对齿轮传递转矩冈此，在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得大的一 捫传动比，但除了直接捫外其他各捫的传动效率有所降低，适用于传统的发动机前置、后 轮驱动的布置形式3. 1.3确定方案由于低速载货汽车一般是传统的发动机前置，后轮驱动的布置形式，同时考虑到制造 成木以及便于用户维护等因素，再结合变速器的特点和任务书的要求，现选用三轴式变速器（如阁1）Av四《齿轮ri$<2^1 g菱r?沁杓/W忾吋汝湖动轮图1三轴式变速器与前进档位比较，倒档使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒档，故多数方案 均采用直齿滑动齿轮方式倒捫。

变速器的一捫或倒捫因传动比大，工作时作用在齿轮上的 力也增大，导致变速器在轴上产生较大的挠度与转角，使工作齿轮的啮合状态变坏，最终 使齿轮得磨损加快、工作噪声增大因此，一档与倒档都应当布置在靠近轴的支承处，以 改善上述不良状况本课题采用如下方案（如图2）阁2倒档布置3.2零部件的结构分析a齿轮型式考虑到课题采用三轴式变速器，而且该型只有一对常啮合齿轮副，没宥采用同步器换 档，故选用直齿圆柱齿轮用来换档b轴的结构分析16]变速器在工作是承受力扭矩、弯矩，冈此应具备足够的强度和刚度轴的钢的不足， 在负荷作用下，轴会产生过大的变形，影响齿轮的正常啮合，产生过大的噪声，并会降低齿轮的使用寿命这一点很重要，与其它零件的设计不同轴的结构形状除应保证其强度 与刚度外，还应考虑齿轮、轴承等的安装、固定，它与加工工艺也宥密切关系轴的结构主要依裾变速器结构布置的要求，并考虑加工工艺，装配工艺而最后确定在三轴式变速器中，第一轴通常和齿轮做成一体，前端支承在发动机飞轮内腔的轴承 上其直径根据前轴承内径大小确定第一轴的花键尺寸与离合器从动盘毂内花键统一考 虑第一轴的长度根据离合器总称轴向尺寸确定确定第一轴后径时，希望轴承外径比第 一轴上常啮合齿圈外径大，便于装拆第一轴。