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某型汽車(chē)變速器設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

2024-07-22 15:54 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 abLδFr 圖23 二軸受力圖(1)第一軸常嚙合齒輪副,因距離支撐點(diǎn)近,負(fù)荷又小,通常撓度不大,可以不必計(jì)算。(2)二軸的剛度一檔時(shí)===二檔時(shí)= ==三檔時(shí)==五檔時(shí)==倒檔時(shí)=~=~=(3) 中間軸剛度 中間軸受力圖如圖24 :abLδFr圖24 中間軸受力圖一檔時(shí)==二檔時(shí)===三檔時(shí)===五檔時(shí)= ==常嚙合===倒檔時(shí)= == 軸的強(qiáng)度計(jì)算(1)第一軸常嚙合齒輪副,因距離支撐點(diǎn)近,負(fù)荷又小,通常撓度不大,可以不必計(jì)算。(2)二軸的強(qiáng)度校核二軸受力圖如圖25: 圖25 二軸受力圖一檔時(shí)撓度最大,最危險(xiǎn),因此校核。1)求水平面內(nèi)支反力、和彎矩+=由以上兩式可得=,=,=2)求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩。 +=由以上兩式可得=,=,=,=按第三強(qiáng)度理論得:(3) 中間軸強(qiáng)度校核 中間軸受力如圖26: 圖26 中間軸受力圖綜合考慮,常嚙合和倒檔齒輪撓度最大,最危險(xiǎn),因此校核常嚙合齒輪和倒檔齒輪。1)求水平面內(nèi)支反力、和彎矩、++=+由以上兩式可得=,=,=,=2)求垂直面內(nèi)支反力、和彎矩、+=+由以上兩式可得=,=,=,=,=。按第三強(qiáng)度理論得: 同步器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 同步器概述 本設(shè)計(jì)所采用的同步器類(lèi)型為鎖環(huán)式同步器。此類(lèi)同步器的工作原理是:換檔時(shí),沿軸向作用在嚙合套上的換檔力,推嚙合套并帶動(dòng)定位銷(xiāo)和鎖環(huán)移動(dòng),直至鎖環(huán)錐面與被接合齒輪上的錐面接觸為止。 同步環(huán)主要參數(shù)的確定 同步環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)及尺寸的確定:(如圖27) 圖27 同步環(huán)結(jié)構(gòu)D—分度圓直徑 φ—同步環(huán)大端直徑α—同步環(huán)錐面角 B—同步環(huán)錐面寬由圖9可推算出:φ=2R錐+Btgα;D=φ/~;B=(~)R錐;[13] 鎖環(huán)式同步器的基本尺寸1),故錐面角α一般可取6176?!?176。30′。對(duì)多錐面同步器,由于摩擦力矩有足夠大,錐面角可取8176?;?176。30′。[14]2)同步環(huán)的幾個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸::R錐和W的大小,都受到變速器齒輪中心距和相關(guān)零件結(jié)構(gòu)及空間尺寸的限制。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在許可范圍內(nèi),R錐和W都應(yīng)該越大越好。:在選擇B時(shí),應(yīng)考慮:B大時(shí)會(huì)影響同步器軸向尺寸加大,但B的大小也直接影響到錐環(huán)為散熱和耐磨損能否提供足夠大的錐面面積。一般在設(shè)計(jì)時(shí),R錐越大則B也要相應(yīng)選擇大一些。有些資料推薦的一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式可做參考:B≈(~)R錐。[15] :⑴~。⑵螺距及螺紋角:~。螺紋角一般取60176。,~。[16]根據(jù)汽車(chē)使用條件的需要,駕駛員利用變速器的操縱機(jī)構(gòu)完成選擋和實(shí)現(xiàn)換擋或退到空擋的工作。用于機(jī)械式變速器的操縱機(jī)構(gòu),常見(jiàn)的是由變速桿、撥塊、撥叉、變速叉軸及互鎖、自鎖和倒擋鎖裝置等主要件組成,并依靠駕駛員手力完成選擋、換擋或退到空擋工作,稱(chēng)為手動(dòng)換擋變速器。設(shè)計(jì)變速器操縱機(jī)構(gòu)時(shí),應(yīng)滿(mǎn)足以下要求:。這通??炕ユi裝置來(lái)保證,其結(jié)構(gòu)型式有如右圖所示:圖28變速器自鎖與互鎖結(jié)構(gòu) 1自鎖鋼球2自鎖彈簧3變速器蓋 4互鎖鋼球5互鎖銷(xiāo)6撥叉軸,若操縱變速桿推動(dòng)撥叉前后移動(dòng)的距離不足時(shí),齒輪將不能在完全齒寬上嚙合而影響齒輪的壽命。即使達(dá)到完全齒寬嚙合,也可能由于汽車(chē)震動(dòng)等原因,齒輪產(chǎn)生軸向移動(dòng)而減少了齒輪的嚙合長(zhǎng)度,甚至完全脫離嚙合。為了防止這種情況的發(fā)生,應(yīng)設(shè)置自鎖裝置(如圖28所示)。3. 汽車(chē)行進(jìn)中若誤掛倒檔,變速器齒輪間將發(fā)生極大沖擊,導(dǎo)致零件損壞。汽車(chē)起步時(shí)如果誤掛倒檔,則容易出現(xiàn)安全事故。為此,應(yīng)設(shè)置倒檔鎖。 軸承及平鍵的校核 軸承選擇及校核 1)一軸軸承校核初選軸承型號(hào)由工作條件和軸頸直徑初選一軸軸承型號(hào)圓錐滾子軸承33005,油潤(rùn)滑極限轉(zhuǎn)速=9500r/min,查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐》該軸承的=42500N,=32500N。軸承的校核一擋時(shí)傳遞的軸向力最大。Ⅰ)求水平面內(nèi)支反力、+=由以上兩式可得=,=。Ⅱ)內(nèi)部附加力、由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得Y==Ⅲ)軸向力和由于所以軸承2被放松,軸承1被壓緊Ⅳ)求當(dāng)量動(dòng)載荷查機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得向當(dāng)量動(dòng)載荷:查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》,則=,=。,為考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù),見(jiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)》。(~)取==計(jì)算軸承的基本額定壽命,為壽命系數(shù),對(duì)球軸承=3;對(duì)滾子軸承=10/3。=>=30000h合格。 2)二軸軸承校核一檔時(shí)傳遞的軸向力最大。 按同樣方法計(jì)算可得:=>=30000h合格。 3)中間軸軸承校核 初選軸承型號(hào)由工作條件和軸頸直徑初選中間軸軸承型號(hào)32007,查《機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)踐》該軸承的=592000N,=432000N,=,預(yù)期壽命=30000h。按同樣方法計(jì)算可得:=>=30000h合格。 平鍵選擇及強(qiáng)度計(jì)算中間軸上選用花鍵,公稱(chēng)尺寸=126(mm),=56mm,=40mm。中間軸==23/11=。 其中,l為鍵的工作長(zhǎng)度,A型,l=Lb(mm);k為鍵與輪轂的接觸高度,平鍵k=(mm);MPa滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 變速器箱體設(shè)計(jì) 箱體材料與毛坯種類(lèi)根據(jù)減速器的工作環(huán)境,可選箱體材料為HT200,由于鑄造箱體的剛性好,得到的外形美觀,灰鑄鐵造鑄造的箱體還易于切削,吸收震動(dòng)和消除噪音的優(yōu)點(diǎn),可采用鑄造工藝以獲得毛坯。[18] 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算[19]箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算如表25所示。表25 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 名 稱(chēng) 符 號(hào) 減速器型式及結(jié)構(gòu)尺寸箱座壁厚箱蓋壁厚箱體凸緣厚度箱座加強(qiáng)筋厚度箱蓋加強(qiáng)筋厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目軸承旁連接螺栓直徑箱蓋、箱座連接螺栓直徑軸承該螺釘直徑、數(shù)目 軸承蓋外徑 觀察孔蓋螺釘直徑箱蓋箱座連接螺栓直徑 本章小結(jié)本章主要是對(duì)變速器各部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,包括齒輪計(jì)算和校核、軸設(shè)計(jì)計(jì)算、同步器及操縱機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承及平鍵校核、變速器箱體設(shè)計(jì),是變速器設(shè)計(jì)整體方案的確定。第3章 有限元優(yōu)化分析本章將對(duì)關(guān)鍵設(shè)計(jì)部件進(jìn)行有限元優(yōu)化分析,分析軟件采用catia。鑒于設(shè)計(jì)校核時(shí)齒輪校核中倒檔主動(dòng)直齒輪和一檔被動(dòng)斜齒輪計(jì)算應(yīng)力較大,故對(duì)其采用catia有限元分析,同時(shí)對(duì)中間軸和第二軸也采用有限元分析。 齒輪catia有限元分析 倒檔主動(dòng)直齒輪catia有限元分析 如圖29所示,為倒檔主動(dòng)直齒輪catia有限元分析圖:圖29倒檔主動(dòng)直齒輪有限元應(yīng)力圖 一檔從動(dòng)齒輪catia有限元分析 如圖210所示,為一檔從動(dòng)齒輪catia有限元分析圖:圖210一檔從動(dòng)齒輪有限元應(yīng)力圖 變速器軸catia有限元分析 中間軸catia有限元分析 如圖211所示,中間軸catia有限元分析圖:圖211中間軸有限元應(yīng)力圖 第二軸catia有限元分析 如圖212所示,第二軸catia有限元分析圖: 圖212第二軸有限元應(yīng)力圖 本章小結(jié)本章主要是對(duì)變速器部件的catia有限元分析,包括變速器中間軸和第二軸的分析和應(yīng)力最大的斜齒輪、直齒輪分析,生成catia有限元分析圖。結(jié)論本次設(shè)計(jì)是黑豹微型商用車(chē)HB1027的變速器部分。變速器是車(chē)輛不可或缺的一部分,其中機(jī)械式變速箱設(shè)計(jì)發(fā)展到今天,其技術(shù)已經(jīng)成熟,但對(duì)于我們還沒(méi)有踏出校門(mén)的學(xué)生來(lái)說(shuō),其中的設(shè)計(jì)理念還是很值得我們?nèi)ヌ接憽W(xué)習(xí)的。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的變速箱來(lái)說(shuō),其特點(diǎn)是:扭矩變化范圍大可以滿(mǎn)足不同的工況要求,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于生產(chǎn)、使用和維修,價(jià)格低廉,而且采用結(jié)合套掛擋,可以使變速器掛擋平穩(wěn),噪聲降低,輪齒不易損壞。在設(shè)計(jì)中采用了5檔手動(dòng)變速器,通過(guò)較大的變速器傳動(dòng)比變化范圍,可以滿(mǎn)足汽車(chē)在不同的工況下的要求,從而達(dá)到其經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性的要求;變速器掛檔時(shí)用結(jié)合套,雖然增加了成本,但是使汽車(chē)變速器操縱舒適度增加,齒輪傳動(dòng)更平穩(wěn)。本著實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性的原則,在各部件的設(shè)計(jì)要求上都采用比較開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn),因此,安全系數(shù)不高,這一點(diǎn)是本次設(shè)計(jì)的不理想之處。但是,在以后的工作和學(xué)習(xí)中,我會(huì)繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究變速器技術(shù),以求其設(shè)計(jì)更加合理和經(jīng)濟(jì)。緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲,這次設(shè)計(jì)是對(duì)我大學(xué)四年來(lái)的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗(yàn),也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過(guò)程。畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅使我學(xué)習(xí)和鞏固了專(zhuān)業(yè)課知識(shí)而且了解了不少相關(guān)專(zhuān)業(yè)的知識(shí),個(gè)人能力得到很大提高。同時(shí)也鍛煉了與人協(xié)作的精神,為以后我踏入社會(huì)工作打下了良好的基礎(chǔ)。參考
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