课程设计论文（设计）（普通高等教诲）论文题目汽车专业课程设计机械式变速器计算阐明书学 院工学院专业名称车辆工程班 级车辆081学 号姓 名史阿蒙指引教师王青春职 称副专家目录第一章 设计题目，任务与分析3第二章 变速器方案初步论证4第一节 变速器类型选取及传动方案设计4一、构造设计4二、变速器径向尺寸4三、变速器齿轮寿命5四、变速器传动效率5第二节 变速器传动机构分析5一、换档构造形式选取5二、倒档形式及布置方案5第三节 变速器操纵机构方案分析6一、变速器操纵机构功用6二、设计变速器操纵机构时应当满足基本规定6三、换档位置6第三章 变速器设计计算9五、齿轮强度校核17第四章 变速器总成拆装顺序39一、变速器装配顺序39二、变速器拆卸40三、变速器总成装配应注意问题40第五章 心得体会40参照文献41第一章 设计题目，任务与分析 设计题目：货车变速器设计变速器形式:（41）档设计参数：满载质量：0Kg发动机：Memax=160 Nm；车轮滚动半径：R0=0.54 m；爬坡度：0.3392；（计算出爬坡角度为18.77）主减速比：i0=10.6； 发动机最大功率：240Kw/2500r/min；发动机最高转矩：810Nm/1500r/min传动系机械效率，取0.96；设计规定:1，变速器设计2，CATIA图纸 导出 CAD图纸3，变速器零部件性能有限元分析设计设计功用分析:当代汽车采用活塞式内燃发动机转矩变化范畴较小，不能适应汽车在各种条件下阻力变化规定，因而在汽车传动系中，采用了可以变化转速比和传动转矩比装置，即变速器。变速器不但可以扩大发动机传到驱动车轮上转矩和转速变化范畴，以适应汽车在各种条件下行驶需要，并且能在保持发动机转动方向不变状况下，实现倒车，还能运用空挡暂时地切断发动机与传动系统动力传递，使发动机处在怠速运转状态。变速器功用：（1）变化传动比，扩大驱动轮转矩和转速变化范畴，以适应经常变化行驶条件，如起步、加速、上坡等，同步使发动机在有利工况下工作；（2）在发动机旋转方向不变前提下，使汽车能倒退行驶；（3）运用空挡，中断动力传递，以使发动机可以起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出。因而变速器普通还设有倒档，在不变化发动机旋转方向状况下汽车能倒退行驶；设有空挡，在滑行或停车时发动机和传动系能保持分离。变速器还应能进行动力输出。为保证变速器具备良好工作性能，设计变速器必要满足如下使用条件和基本规定：（1）应当合理地选取变速器档数和传动比，使汽车具备良好动力性和经济性；（2）工作可靠，在使用过程中不应当有自动跳档、脱档和换档冲击现象发生；此外，还不容许浮现误挂倒档现象；（3）操纵轻便，以减轻驾驶员劳动强度；（4）传动效力高、噪音小。为了减少齿轮啮合损失，应设有直接档。此外合理地齿轮形式以及构造参数，提高其制造和安装精度，都是提高效率和减小噪声有效办法。 （5）构造紧凑，尽量做到质量轻、体积小、制导致本底。（6）制造容易、成本低廉、维修以便、使用寿命长；（7）贯彻零件原则化、部件通用化及总成系列化等设计规定，遵守关于原则规定；（8）需要时应设立动力输出装置。 第二章 变速器方案初步论证第一节 变速器类型选取及传动方案设计 变速器设计重要考虑如下四个方面：一、 构造设计本次设计汽车是发动机前置，后轮驱动，采用三轴式变速器，其第一轴常啮合齿轮与第二轴各档齿轮分别与中间轴相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。因而，直接档传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器重要长处。其她迈进档需依次通过两对齿轮传递转矩。因而。在齿轮中心距（影响变速器尺寸重要参数）较小状况下依然可以获得大一档传动比，这是三轴式变速器另一长处。其缺陷是：除直接档外其她各档传动效率有所下降。二、变速器径向尺寸两轴式变速器迈进档均为一对齿轮副，而三轴式变速器则有两对齿轮副。因而，对于相似传动比规定，三轴式变速器径向尺寸可以比两轴式变速器小得多。三、变速器齿轮寿命 三轴式变速器各迈进档均为常啮合齿轮传动，大小齿轮径向尺寸相差较小，因而寿命比较接近。在直接档时，齿轮只是空转，不影响齿轮寿命。四、变速器传动效率两轴式变速器，虽然可以有等于1传动比，但是仍要有一对齿轮传动，因而有功率损失。而三轴式变速器，可以将输入轴和输出轴直接相连，得到直接档，因而传动效率高，磨损小，噪声也较小。 轿车，特别是微型汽车，采用两轴式变速器比较多，这样可将变速器和主传动器构成一种整体，使传动系构造紧凑，汽车得到较大有效空间，便于汽车总体布置。因而，近年来在欧洲轿车中采用得比较多。而中、重型载货汽车则多采用三轴式变速器。这次设计变速器是轻型货车使用，因此采用三轴式变速器。第二节 变速器传动机构分析依照第一节所述，采用中间轴式变速器，在各档数相似条件下，各变速器差别重要在常啮合齿轮对数，换档方案和倒档传动方案。一、换档构造形式选取当前大多数汽车变速器都采用同步器换档。使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档，与操作技术纯熟限度无关，从而提高了汽车加速性、经济性和行驶安全性。同上述两种换档办法相比，虽然它有构造复杂、制造精度规定高、轴向尺寸大、同步环使用寿命短等缺陷，但依然得到广泛应用。近年来，由于同步器广泛使用，寿命问题已得到基本解决。本次设计方案一、二档和三、四档采用同步器换档，倒档使用二轴上滑动直齿轮换档。二、倒档形式及布置方案倒档使用率不高，采用直齿滑动齿轮方案换入倒档。为实现传动有些运用在迈进档传动路线中，加入一种中间传动齿轮方案，也有运用两个联体齿轮方案。布置如图：第三节 变速器操纵机构方案分析一、变速器操纵机构功用变速器操纵机构功用是保证各档齿轮、啮合套或同步器移动规定距离，以获得规定档位，并且又不容许同步挂入两个档位。二、设计变速器操纵机构时，应当满足基本规定（一）要有锁止装置，涉及自锁、互锁和倒档锁;（二）要使换档动作轻便、省力，以减轻驾驶员疲劳强度;（三）应使驾驶员得到必要手感。三、换档位置设计操纵机构一方面要拟定换档位置。换档位置拟定重要从换档以便考虑。为此应当注意如下三点：（一）按换档顺序来排列 ；（二）将惯用档放在中间位置，其他档放在两边；（三）为了避免误挂倒档，往往将倒档安排在最靠边位置，有时于1档构成一排。第四节 变速器传动方案设计各齿轮副相对安排位置，对于整个变速器构造布置有很大影响。各档位置安排，应考虑如下四个方面规定：一、整车总布置依照整车总布置，对变速器输入轴与输出轴相对位置和变速器轮廓形状以及换档机构提出规定。例如说是该车是采用发动机前置前驱动还是发动机前置后驱动等等，这些问题都牵连着变速器设计方案。二、驾驶员使用习惯变速器采用一二，三四先后设计，符合人机工程学，使驾驶员开车舒服度最高，倒档设计在左侧，按习惯，倒档最佳与序列不结合。设计效果如下图：三、提高平均传动效率为提高平均传动效率，在三轴式变速器中，普遍采用品有直接档传动方案，并尽量地将使用时间最多档位实际成直接档。四、改进齿轮受载状况各档齿轮在变速器中位置安排，应考虑齿轮受载状况。承受载荷大低档齿轮，普通安顿在离轴承较近地方，以减小轴变形，使齿轮重叠系数不致下降过多。变速器齿轮重要是因接触应力过高而导致表面点蚀损坏，因而将高档齿轮安排在离两支承较远处较好。该处因轴变形而引起齿轮偏转角较小，故齿轮偏载也小。 变速器简图：传动路线：档：一轴12中间轴87二轴5、7齿轮间同步器输出档：一轴12中间轴655、7齿轮间同步器二轴输出档：一轴12中间轴431、3齿轮间同步器二轴输出档：一轴11、3齿轮间同步器二轴输出R档：一轴12中间轴10119二轴输出变速器设计效果图：第三章 变速器设计计算第一节 变速器重要参数选取（一）重要参数设计汽车在最大爬坡路面上行使时，最大驱动力应能克服轮胎与路面间滚动阻力及上坡阻力。由于汽车上坡行使时，车速不高，故可以忽视空气阻力，这时： （3.1） 式中：最大驱动力；即 = / 滚动阻力；即 =cos 最大上坡阻力。即 =sin 把以上参数代入（3-1）得： (3.2)以上是依照最大爬坡度拟定一档传动比，式中：发动机最大扭矩，=810 Nm；变速器一档传动比；主传动器传动比，=10.6；汽车总质量，0kg；道路滚动阻力系数取0.020(普通沥青公路)；传动系机械效率，取0.96；重力加速度；取=9.8；驱动轮滚动半径，取0.54 m；汽车最大爬坡度为0.3392，即=4.25 取=4.5 由 ,式中，为常数，也就是各档之间公比，普通以为不适当不不大于1.71.8。由中档比性质,得：档位数，取=2,3,4,档数，n=4 ；=4.52/3=2.72=4.51/3=1.65=1.0(直接档)=1.65=1.65=1.65符合q规定=4.5，=2.72 =1.65， =1.00。三、中心矩A对于中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴之间距离称为变速器中心距A初选中心矩A时，可依照经验公式计算A= (3.3) 中心距系数：=8.69.3,取9.0； 变速器一档传动比； 变速器传动效率：取96；发动机最大输出转矩，单位为（Nm）；A=9.0(8104.50.96)1/3=136.64mm 取=137mm三、变速器轴向尺寸货车变速器壳体轴向尺寸：四档（2.42.8）代入数据得：L=(328.8383.6)mm（二）齿轮设计与校核分析（一）模数选取影响齿轮模数选用因素诸多，如齿轮强度、质量、噪声、工艺规定等。选用齿轮模数时普通遵循原则是：合理减少模数，增长齿宽会使噪声减少；为了减轻变速器质量，应增长模数，同步减小齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应选用同一种模数，而从齿轮强度方面考虑，各档齿轮应当有不同模数。对货车，减轻质量比减小噪声更重要，故齿轮应选用大些模数。 初选模数时，可以依照经验公式拟定，即： = =5.192 高档齿轮K=1.2对于重型货车取4.56，因此取5 = =4.288 一档齿轮 倒档为直齿，故选取小模数