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正文內(nèi)容

汽車5擋手動變速器設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2024-07-22 11:58 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 最高檔;發(fā)動機轉(zhuǎn)速maxuv= =6000(r/min) ;輪滾動半徑由所選用的輪胎規(guī)格 235/70 R16 得到np= 235*+16*(mm)r此次設(shè)計選擇五檔作為超速檔,傳動比為 .傳動比計算公式轉(zhuǎn)換為: ???aguinri主減速比最高時速輪胎型號發(fā)動機型號最大扭矩最大功率最高轉(zhuǎn)速車長 排量整備質(zhì)量 190km/h 35/70R16 4G63S4M 170/3000 90kw 6000r/min 4650mm 1720kg10 選擇最低檔傳動比時,要綜合實際車型的基本參數(shù),如爬坡度、附著系數(shù)、承載能力和車輪半徑等進行參考。 設(shè)計以當(dāng)時就按照汽車在最大爬坡度時的工況下進行,這個時候該車的全部動力用來推動汽車爬坡。用公式表示如下: ()maxax0max sinco??GfriTtge ??式中:G ——汽車滿載重量(N); ——滾動阻力系數(shù) μ=~;f——發(fā)動機最大扭矩(Nm);maxeT ——主減速器傳動比;0i ——變速器傳動比;g ——傳動效率(~) ;t?R ——車輪滾動半徑;——最大爬坡度(一般轎車要求能爬上 30%的坡,大約 )max? ?由公式()得: ()tegiTrGi???0maxax1 )snco(?? 已知: ; ;r=; 05.?f ???170max?eTNm; ;g=; ,整備質(zhì)量是 1720kg, 85t1720+65*5+10*5=2095kg;把以上數(shù)據(jù)代入()式: ).(1 ?????? ??gi 一檔是產(chǎn)生最大動力輸出,保證驅(qū)動輪不會打滑。用公式表示如下: ??ntgeFriT?10max ()tegiri0max111式中:——驅(qū)動輪路面法向反力, ;nFgmFn1? ——驅(qū)動輪與地面間附著系數(shù); 一般取 ~。??更具所選車型:前軸承載 kg; 取 ,代入公式 34:20951 .???gi所以,一檔傳動比的選擇范圍是: .?gi故一檔傳動比為 。按等比級數(shù)分配五個檔傳動比,即: qii??54321 ?i)( 修 正 為 ..2..84312?qi 三軸式變速器,中心距 A 就是輸出軸與中間軸的位置差: 31maxgeiTK??式中:A ——變速器中心距(mm) ; ——中心距系數(shù);K——發(fā)動機最大扭矩 1;maxeT ——一檔傳動比為 ;1i ——變速器傳動效率,取 95%。g? 乘用車 =~(~) =() =~???通常乘用車中心距為 60~80mm。12初取 A=80mm。變速器的橫向尺寸,有具體的齒輪布置和操作機構(gòu)確定。轎車五檔變速器外形軸向尺寸為(~)A 27~408).3~0()~0( ????Lmm初選長度為 270mm。選取齒輪模數(shù)時一般要遵循如下原則:①為了降低噪聲,則應(yīng)選用小模數(shù),大齒寬;②如果減輕質(zhì)量,與前者反之;③從工藝方面考慮,各檔齒輪應(yīng)該選用同一種模數(shù);④模數(shù)的不同有利于提高強度;⑤低擋齒輪選用大一些的模數(shù),其他檔位選用另一個相同模數(shù)。乘用車,更主要的是降低工作噪聲;對于貨車,主要的減輕重量,故該參數(shù)可選得大些。 乘用車模數(shù)以該車排量作為主要參考,通過 可知,選取模數(shù)為 ,因為乘3?nm用車主要是降低噪聲,所以前進檔所有檔均采用斜齒輪。為了優(yōu)化制造工藝上,變速器中的各個結(jié)合套的模數(shù)是一樣的,取 2~ 之間。本設(shè)計取 。 ?壓力角越小,則重合度更高,傳動平順性更好,噪聲更?。环粗?,輪強度更高。13國家規(guī)定的標(biāo)準壓力角為 20176。,因此通常采用的壓力角是 20176。嚙合套或同步器的壓力角有 20176。、25176。 、30176。等不同值,一般選用 30176。的壓力角。為了加工方便,所以全部采用標(biāo)準壓力角 20176。 ?螺旋角越大,齒輪嚙合的重合度越高,所以工作更加平順、噪聲更低。 螺旋角在30176。以內(nèi)增大時,輪齒強度相應(yīng)增大,如果還持續(xù)加大,接觸強度隨著上升,但彎曲強度會突降。螺旋角選用范圍:乘用車變速器: 兩軸式變速器為 2030 度 中間軸式變速器為 2234 度貨車變速器:1826 度本次設(shè)計螺旋角初選 30176。.要注意選擇斜齒螺旋角,目的是抵消軸上的對稱軸向力。所以,中間軸上的所有齒輪全部為右旋,其余軸的全部斜齒輪反過來,殼體就可以通過軸承蓋承受它的軸向力。 b齒寬則是對變速器的大部分參數(shù)都有影響。齒輪寬度直接關(guān)系齒輪的承載能力,b 越大,承載能力越高。實踐證明,齒寬持續(xù)增大,達到一定值后,載荷分配會變得很不均勻,卻降低齒輪承載能力。所以,只要齒輪的強度達到要求,齒寬要適當(dāng)選擇小的,這樣也可以讓變速器的質(zhì)量減輕,軸向尺寸也相應(yīng)變小。齒寬一般由齒輪模數(shù) 來選定:??nm14斜齒 , 取為 ~,本次取 ?c.???ncmkb 齒頂高系數(shù)直接關(guān)系著齒輪的工作情況。齒頂高系數(shù)越小,齒輪重合度越小,而工作噪聲變大;輪齒受的彎矩降低,輪齒的彎曲應(yīng)力同樣相應(yīng)的變小。由于齒輪加工精度提高,該系數(shù)一般取為 。如果齒輪嚙合的重合度,齒根強度要求提高,可根據(jù)實際要去大于 1。本設(shè)計取為 。中心距、螺旋角、模數(shù)等參數(shù)初步確定后,依據(jù)檔數(shù),傳動比和布置開始對各檔齒輪進行計算。圖 31 五檔變速器示意圖一檔傳動比為: ?zi15確定一檔齒數(shù),求出中間軸齒輪的傳動比,首先要求齒輪和 ,hz——一檔齒數(shù)和,hz 直齒 mAzh2?斜齒 ()nh29cos?對于乘用車,中間軸上一擋齒數(shù)可在 范圍內(nèi)選取,本設(shè)計取 ,17~510?z 160?z初選 , ,?301??nm 代入公式()得到: ????hz取整得 46,則 。01649??z A 進行修正 ?cos2hnzmA???取整得 mm, 為標(biāo)準中心矩。80?A0常嚙合齒輪傳動齒輪副的齒數(shù)確定 ?zi而常嚙合齒輪的中心距與一檔相等,即: ()21cos)(?zmAn?? 已知各參數(shù)如下:;80,16,30,39???Azn代入式()得到: ,?zz16取整: 32,14?z所以一檔傳動比為: ?zi二檔齒數(shù)的確定已知: 80,3,???Amn?由式 8172zi ——由上公式變形 () ???zi ()?cos)(7mAn? 21,587?z所以二檔傳動比為: .21438712??zi三檔齒數(shù)的確定已知: ,0,3?iAmn由式子 ——由上公式變形 ().??zi ()65cos)(?zmAn? 解得:1726,05?z所以三檔傳動比為: ??zi五檔齒數(shù)的確定已知: ,8,3?iAmn由式子 ——由上公式變形 ().??zi ()?cos2)(43zmAn??解得: 34,123?z所以五檔傳動比為: ??i倒檔齒數(shù)的確定通常,倒檔和一檔的傳動比相似,在本設(shè)計中倒檔傳動比 取 。而中間軸倒檔gri齒輪一般略小于一檔主動齒輪齒數(shù),取 。142?Z一般,倒檔軸齒輪 齒數(shù)為 21~23,這里 =23。13Z3由: ???ziR可計算出 6Z中間軸、倒檔軸的距離為: mzmAn 5.)1423()(2112339。 ??????二軸與倒檔軸之間的距離確定:18mzmAn 75)236(1)(21339。 ??????取整 75mm. 表 34 各檔齒輪的參數(shù)一檔齒輪 二檔齒輪 三檔齒輪 五檔齒輪 常嚙合齒輪 倒檔齒輪齒輪號 9 10 7 8 5 6 3 4 1 2 中間軸齒輪 12倒檔齒輪13第二軸齒輪 11齒數(shù) 30 16 25 21 20 26 12 34 14 32 14 23 26分度圓 直徑22111.64867117.780542 69 18齒頂高 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3齒根高 全齒高 19滿足工作條件的要求不同的工作條件,齒輪傳動有不同的要求,所以材料的選擇也有不同的要求。對于一般動力傳輸齒輪,所用材料必須保證很高的強度和耐磨性,并且齒輪表面硬度要求很高,齒芯又比較軟。選擇材料配對如果硬度≤350HBS, ,要求成對齒輪使用壽命差不多,大齒輪要求比小齒輪硬度略低 30~50HBS。大、小輪用不同材料,可以使抗膠合能力得到提升, 。加工工藝及熱處理工藝根據(jù)齒輪的大小有不同的工藝要求,大尺寸通常用鑄鋼、鑄鐵;略小尺寸,用鍛鋼。小尺寸,要求不高,用圓鋼作毛坯。根據(jù)齒面的軟硬程度不同也有不同的工藝,軟齒面,一般用中碳合金鋼,先熱處理,后切齒;硬齒面,用低碳合金鋼,先切齒,后進行表面淬火,得到齒面硬,輪芯韌,最后需進行磨齒。一般進行過滲氮處理,齒面不容易變形,不需要磨齒。常嚙合齒輪因其傳遞轉(zhuǎn)矩大于其他軸的齒輪,且持續(xù)轉(zhuǎn)動,磨損多,都選擇硬齒面,小的齒輪 20 GrMnTi 滲碳處理之后再經(jīng)過淬火。大的齒輪,用 40 Gr 調(diào)質(zhì)后表面淬火。一檔,受到的沖擊載荷更大,要求抗彎強度高。一檔所用齒輪與常嚙合齒輪相似;其他檔位小的用 40 Gr 調(diào)質(zhì)后表面淬火,大的用 45 號鋼調(diào)質(zhì)后表面淬火。各軸的轉(zhuǎn)矩:一軸轉(zhuǎn)距 Nmm3g107??T中間軸轉(zhuǎn)距 = Nmm42310?二軸各檔轉(zhuǎn)距:一檔齒輪 N???gT3二檔齒輪 Nmm4254210?三檔齒輪 N 320五檔齒輪 N???T30斜齒齒輪輪齒彎曲強度計算 () ??btyKFw1式中:——圓周力( N) , ;1FdTFg21?——計算載荷( Nmm) ;gT——節(jié)圓直徑(mm) ;d?coszmdn?——法向模數(shù)(mm)。 為斜齒輪螺旋角 ;nm)(?——應(yīng)力集中系數(shù), =;?K?K——齒面寬( mm) ;b——法向齒距, ;t nmt???——齒形系數(shù),按當(dāng)量齒數(shù) 在齒形系數(shù)圖 中查得;y ?3cosz?——重合度影響系數(shù), =。?K?K21圖 齒型系數(shù)圖以上參數(shù)代入 313 得到: ( ) ?????KyzmTgw3os2?負荷計算選用發(fā)動機對應(yīng)輸入軸的最大轉(zhuǎn)矩 ,通常許用應(yīng)力大于 180 小于350MPa,而用直齒的倒檔齒輪為 4 00~850MPa 1)一檔齒輪校核已知參數(shù):, =,3,0??Km?? ,6,3019??z?KN?gT Nmm32 查齒形系數(shù)圖得:y=????zn 查齒形系數(shù)圖得:y=?zn 代入公式得22 . 5cos5289 ?????w? ? , 小于 350Mpa,所以合格。10w?2)常嚙合齒輪彎曲強度校核已知參數(shù): ;7,3,0??Km?? ,14???,zNmm, Nmm1??gT 查齒形系數(shù)圖得:y=??zn 查齒形系數(shù)圖得:y=???zn代入公式()得. 5cos021 ?????w?..5832 ?, 符合 180~350Mpa,故合格。1w?23)二檔齒輪彎曲強度校核已知參數(shù):,7,3,0??Km?? ,25,178??zNmm, N??gT 查齒形系數(shù)圖得:y=??zn 查齒形系數(shù)圖得:y=???zn代入公式得23 ?????w?..38 ?, 滿足 180~350Mpa,故合格。7w?84)三檔齒輪彎曲強度校核已知參數(shù):,7,3,0??Km?? ,2,065??zNmm, N??gT 查齒形系數(shù)圖得:y=??zn 查齒形系數(shù)圖得:y=;???zn代入公式得 ????w?MPa6..??, 滿足 180~350Mpa,于是合格。5w?65)四檔齒輪彎曲強度校核已知參數(shù):, ;7,3,0??Km?? ,34,123??zNmm, Nmm14.??gT 查齒形系數(shù)圖得:y=??zn 查齒形系數(shù)圖得:y=0..???zn24代入公式得 ?????w?MPa7...5
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