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汽車變速箱設(shè)計(jì)

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更新時(shí)間：2014-02-13
發(fā) 布人： majianyong

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摘要
變速箱是由裝在變速箱殼體內(nèi)各軸上不同齒數(shù)的齒輪和操縱機(jī)構(gòu)組成的。根據(jù)需要將不同軸上不同齒數(shù)的齒輪嚙合在一起，進(jìn)行變速和改變從動(dòng)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速率、方向，達(dá)到改變扭矩，轉(zhuǎn)速和行駛方向的目的。變速箱可改變傳動(dòng)比，實(shí)現(xiàn)倒檔和實(shí)現(xiàn)空擋。在變速箱中，齒輪，軸和操縱機(jī)構(gòu)起著重要的作用。在設(shè)計(jì)的過程中主要各檔傳動(dòng)比進(jìn)行分配、計(jì)算，對(duì)各檔齒輪齒數(shù)分配、計(jì)算，并對(duì)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)、計(jì)算，強(qiáng)度校核；對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度和剛度校核。變速箱的操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括選換擋機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)兩部分。選換擋機(jī)構(gòu)包括操縱蓋，撥叉，撥快，撥叉軸設(shè)計(jì)。鎖定機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)包括自鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，互鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵字：齒輪；軸；軸操縱機(jī)構(gòu)；鎖定機(jī)構(gòu)
DESING of a CERTAIN TYPE of GEARBOX
Gearbox is mounted on the shaft inside the gearbox housing of the gear teeth of different institutions and manipulation. According to the different needs of different axis of the gear teeth mesh together, the driven gear change speed and direction of rotation to change the torque, speed and direction for the purpose of traveling. Gearbox Can change the transmission ratio to achieve the realization of reverse and neutral. In the gearbox, the gear, shaft and bearings play an important role. In the process of designing the gear to check for strength; on the shaft to check the strength and stiffness; on the life of the bearings and check the limits of speed. Transmission shift control mechanism design, including design and the design of locking mechanism in two parts. The design of locking mechanism, including self-locking design, interlocking design and the design of interlocking institutions
Key words: Gear Axis Manipulation of body Locking mechanism

目錄
前言 - 3 -
第一章機(jī)械式變速器的概述及其方案的確定 - 5 -
第一節(jié) 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇 - 6 -
1.1.1、檔位數(shù)的確定 - 6 -
1.1.2、傳動(dòng)形式的確定 - 7 -
1.1.3、倒檔的形式及布置方案 - 9 -
1.1.4、變速器操縱機(jī)構(gòu)方案分析 - 11 -
第二節(jié) 變速器主要零件的方案分析 - 11 -
1.2.1、齒輪 - 11 -
1.2.2、軸的結(jié)構(gòu)形式 - 12 -
1.2.3 、換檔結(jié)構(gòu)型式 - 12 -
第二章變速器整體性能參數(shù)的確定 - 13 -
2.1、檔數(shù)和傳動(dòng)比 - 13 -
2.2、中心距 - 15 -
第三章齒輪詳細(xì)參數(shù)設(shè)計(jì) - 15 -
第一節(jié) 齒輪參數(shù) - 15 -
3.1.1、齒輪模數(shù) - 15 -
3.1.2、齒形、壓力角α、螺旋角β和齒寬b - 16 -
3.1.3、各檔齒輪齒數(shù)的確定 - 17 -
第二節(jié) 齒輪參數(shù)的詳細(xì)計(jì)算及校核 - 19 -
各齒輪參數(shù)表 - 23 -
第四章變速器軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 24 -
第一節(jié) 軸的結(jié)構(gòu)及計(jì)算 - 24 -
4.1.1、軸的功用及設(shè)計(jì)要求 - 24 -
4.1.2、軸尺寸初選 - 24 -
4.1.3、軸的結(jié)構(gòu)形狀 - 25 -
4.1.4、軸的受力分析 - 27 -
4.1.5、軸的強(qiáng)度計(jì)算及校核 - 29 -
第二節(jié) 軸上花鍵的設(shè)計(jì)計(jì)算 - 32 -
第五章同步器的設(shè)計(jì) - 33 -
5.1同步器的結(jié)構(gòu) - 33 -
5.2、同步環(huán)主要參數(shù)的確定 - 35 -
第六章操縱機(jī)構(gòu) - 36 -
6.1、自鎖裝置 - 36 -
6.2、互鎖裝置 - 37 -
6.3、倒檔鎖裝置 - 38 -
第七章變速器軸承的選擇 - 38 -
7.1、軸承的轉(zhuǎn)速 - 38 -
7.2、軸承的受力分析 - 39 -
參考文獻(xiàn) - 42 -
結(jié)論 - 43 -
致謝 - 44 -
前言
目前汽車上廣泛采用的活塞式內(nèi)燃機(jī)，其扭矩變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化。為解決此矛盾，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪扭矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)其經(jīng)常變化著的行駛條件，同時(shí)又使發(fā)動(dòng)機(jī)保持在較為有利的工況下工作，汽車傳動(dòng)系的傳動(dòng)比必須是可以改變的，即能起變速作用。
變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)相接，是傳動(dòng)系的變矩－―變速機(jī)構(gòu)。由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)兩部分組成。大多數(shù)汽車的變速器都設(shè)有多個(gè)前進(jìn)檔位，用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，驅(qū)動(dòng)汽車車輪的齒輪系統(tǒng)。當(dāng)離合器接合時(shí)，變速器通過其輸入軸接收來自發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩接著通過一組齒輪傳遞，或增大或直接傳遞，最后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩推動(dòng)間接與驅(qū)動(dòng)車輪相連的變速器輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力及車速的不同要求。此外，變速器還應(yīng)用于使汽車能倒退行駛和在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以及汽車滑行或停車時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系保持分離；必要時(shí)還應(yīng)有動(dòng)力輸出功能。
從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車型所配置的變速器來看，主要分為如下五大類：
一、手動(dòng)變速器(MT)
手動(dòng)變速器（Manual Transmission），也稱手動(dòng)擋，即用手撥動(dòng)變速桿才能改變變速器內(nèi)的齒輪嚙合位置，改變傳動(dòng)比，從而達(dá)到變速的目的。轎車手動(dòng)變速器大多為四擋或五擋有級(jí)式齒輪傳動(dòng)變速器，并且通常帶同步器，換擋方便，噪音小。手動(dòng)變速在操縱時(shí)必須踩下離合，方可撥得動(dòng)變速桿。手動(dòng)變速器是與自動(dòng)變速器相對(duì)而言的，其實(shí)在自動(dòng)變速器出現(xiàn)之前所有的汽車都是采用手動(dòng)變速器。手動(dòng)變速器是利用大小不同的齒輪配合而達(dá)到變速的。
二、自動(dòng)變速器（AT）
自動(dòng)變速器（Automatic Transmission），利用行星齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行變速，它能根據(jù)油門踏板程度和車速變化，自動(dòng)地進(jìn)行變速。而駕駛者只需操縱加速踏板控制車速即可。雖說自動(dòng)變速汽車沒有離合器，但自動(dòng)變速器中有很多離合器，這些離合器能隨車速變化而自動(dòng)分離或合閉，從而達(dá)到自動(dòng)變速的目的。
三、手動(dòng)/自動(dòng)變速器（AMT）
　自動(dòng)變速器（Automatic/ Manual Transmission）能根據(jù)車速、油門、駕駛員命令等參數(shù)，確定最佳擋位，控制原來由駕駛員人工完成的離合器分離與接合、換擋手柄的摘擋與掛擋以及發(fā)動(dòng)機(jī)的油門開度的同步調(diào)節(jié)等操作過程，最終實(shí)現(xiàn)換擋過程的操縱自動(dòng)化。AMT保持了原有機(jī)械變速器的基本結(jié)構(gòu)，比較常用的進(jìn)口AT（液力變矩器自動(dòng)變速器），具有傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、易于制造、工作可靠及操縱方便等優(yōu)點(diǎn)，尤其是其省油的特點(diǎn)適合于我國大、中巴與載重車應(yīng)用。
四、無級(jí)變速器（CVT）
無級(jí)變速器 ( Continuously VariableTransmission)。這種變速器也稱為無段變速箱或者無級(jí)變速器。這種變速器和普通自動(dòng)變速器的最大區(qū)別是它省去了復(fù)雜而又笨重的齒輪組合變速傳動(dòng)，而只用了兩組帶輪進(jìn)行變速傳動(dòng)。通過改變驅(qū)動(dòng)輪與從動(dòng)輪傳動(dòng)帶的接觸半徑進(jìn)行變速，其設(shè)計(jì)構(gòu)思十分巧妙。由于CVT可以實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的連續(xù)改變，從而得到傳動(dòng)系與發(fā)動(dòng)機(jī)工況的最佳匹配，提高整車的燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性，改善駕駛員的操縱方便性和乘員的乘坐舒適性，所以它是理想的汽車傳動(dòng)裝置。無段變速箱轎車一樣有自己的檔位，停車檔P、倒車檔R、空檔N、前進(jìn)檔D等，只是汽車前進(jìn)自動(dòng)換檔時(shí)十分平穩(wěn)，沒有突跳的感覺。
五、雙離合變速器（DCT）
雙離合變速器（Double clutch Transmission）基于手動(dòng)變速器而又不是自動(dòng)變速器，除了擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性外，還能提供無間斷的動(dòng)力輸出。而傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器使用一臺(tái)離合器，當(dāng)換擋時(shí)，駕駛員須踩下離合器踏板，使不同擋的齒輪做出嚙合動(dòng)作，而動(dòng)力就在換擋期間出現(xiàn)間斷，令輸出表現(xiàn)有所斷續(xù)。
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