【導(dǎo)讀】變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一。其設(shè)計任務(wù)是設(shè)計一臺用于。微型商用車上的手動變速器。采用中間軸式變速器設(shè)計方案，其有兩個突出。情況下任然可以獲得較大的一檔傳動比。重要參數(shù)作為基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)上述參數(shù)，再結(jié)合汽車設(shè)計、汽車?yán)碚摗C械設(shè)計等相關(guān)知識，計算出相關(guān)的變速器參數(shù)并論證設(shè)計的合理性。計方案具有比較強的可借鑒性。變速器的功用是：①改變傳動比，擴大驅(qū)動輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，或進(jìn)行動力輸出。變速器的基本要求是：①保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性。速、省力、方便。變速器不得有跳檔、亂檔及換檔沖擊等現(xiàn)象。④變速器應(yīng)有高的工作效率。⑤變速器的工作噪聲低。

　　

【正文】 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 由工作條件和軸頸直徑初選一軸軸承型號圓錐滾子軸承 33005，油潤滑極限轉(zhuǎn)速 n =9500r/min，查《機械設(shè)計實踐》該軸承的 oC =42500N， rC =32500N。 軸承的校核 一擋時傳遞的軸向力最大。 Ⅰ）求水平面內(nèi)支反力 1HR 、 2HR 1HR + 2HR = 9tF 19LFt LRH1? 由以上兩式可得 1HR =， 2HR =。 Ⅱ）內(nèi)部附加力 1SF 、 2SF ，由機械設(shè)計手冊查得 Y= 和 Y= NYRF HS ?? NYRF HS 8 52/22 ?? Ⅲ）軸向力 1aF 和 2aF 由于 129 SSa FFF ?? 所以軸承 2被放松，軸承 1 被壓緊 NFFF Saa 1 5 8 3 7 0291 ????? 中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 35 NFF Sa 7 1 212 ?? Ⅳ）求當(dāng)量動載荷 查機械設(shè)計課程設(shè)計得 4 2 5 0 0 0 N,3 2 5 0 0 0 N 0 ?? rr CC 向當(dāng)量動載荷 rP ： 0. 2 91 ??? eFFra 查《機械設(shè)計手冊》，則 X =， Y =。 ? ?11 arp YFXFfP ?? ， pf 為考慮載荷性質(zhì)引入的載荷系數(shù)，見《機械設(shè)計原理與設(shè)計》。 pf （ ～ ）取 pf = ? ?11 arp YFXFfP ?? = 計算軸承的基本額定壽命 hL ???????? PCnLh 60106 ， ? 為壽命系數(shù)，對球軸承 ? =3；對滾子軸承 ? =10/3。 min/1200rn? 3/10661 30 2 03 25 0 01 20 060 106010 ????????????????PCnL h=＞ ,hL =30000h 合格。 2）二軸軸承校核 一檔時傳遞的軸向力最大。 按同樣方法計算可得： 3/1066 1935 80 260 106010 ????????????????PCnL h=＞ ,hL =30000h合格。 3）中間軸軸承校核 初選軸承型號 由工作條件和軸頸直徑初選中間軸軸承型號 32020，查《機械設(shè)計實踐》中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 36 該軸承的 oC =592020N， rC =432020N， e =，預(yù)期壽命 ,hL =30000h。 按同樣方法計算可得： 3/1066 106010 ??????????????????rrh PCnL =＞,hL =30000h合格。 平鍵選擇及強度計算 中間軸上選用花鍵，公稱尺寸 hb? =12 6(mm)， L =56mm， d =40mm。 中間軸 2T = 121 ?iT 齒承 ?? = 23/11=。 dklTdklTp 222 ??? 其中， l為鍵的工作長度 ,A型， l=Lb（ mm）； k 為鍵與輪轂的接觸高度，平鍵 k=（ mm）； 3 1 9 1 8 2 2 ???? ??? d k LTp? MPa 滿足強度要求。 變速器箱體設(shè)計 箱體材料與毛坯種類 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，吸收震動和消除噪音的優(yōu)點，可采用鑄造工藝以獲得毛坯。 [18] 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算 [19] 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸的計算如表 25 所示。 表 25 箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸 名 稱 符 號 減速器型式及結(jié)構(gòu)尺寸 箱座壁厚 ? 10, ??? ?取a 箱蓋壁厚 1? ??? ?，取a 中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 37 箱體凸緣厚度 21 bbb 、 1?? ???? ? ??b bb箱底 ，箱蓋箱座 箱座加強筋厚度 m ?? ?m 箱蓋加強筋厚度 1m 11 ?? ?m 地腳螺釘直徑 fd 取??? ad f 地腳螺釘數(shù)目 n 4,250 ??? na? 軸承旁連接螺栓直徑 1d M 取fdd ? 箱蓋、箱座連接螺栓直徑 2d 10M,2 取???? fdd 8M取 軸承該螺釘直徑、數(shù)目 nd、3 ? ?99483 —表， ?? nd 軸承蓋外徑 1D 721?D 軸承外徑??? DdD f 。)( 觀察孔蓋螺釘直徑 4d 4 ，取???? fdd 6M取 箱蓋箱座連接螺栓直徑 2d ?2d 8M)( 取fd? 本章小結(jié) 本章主要是對變速器各部件進(jìn)行設(shè)計計算，包括齒輪計算和校核、軸設(shè)計計算、同步器及操縱機構(gòu)設(shè)計、軸承及平鍵校核、變速器箱體設(shè)計，是變速器設(shè)計整體方案的確定。 第 3 章 有限元優(yōu)化分析 本章將對關(guān)鍵設(shè)計部件進(jìn)行有限元優(yōu)化分析，分析軟件采用 catia。 鑒于設(shè)計校核時齒輪校核中倒檔主動直齒輪和一檔被動斜齒輪計算應(yīng)力中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 38 較大，故對其采用 catia 有限元分析，同時對中間軸和第二軸也采用有限元分析。 齒輪 catia 有限元分析 倒檔主動直齒輪 catia 有限元分析 如圖 29 所示，為倒檔主動直齒輪 catia 有限元分析圖： 圖 29 倒檔主動直齒輪有限元應(yīng)力圖 一檔從動齒輪 catia 有限元分析 如圖 210 所示，為一檔從動齒輪 catia 有限元分析圖： 中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 39 圖 210 一檔從動齒輪 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： 中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 40 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)計是黑豹微型商用車 HB1027 的變速器部分。變速器是車輛不可或缺的一部分，其中機械式變速箱設(shè)計發(fā)展到今天，其技術(shù)已經(jīng)成熟，但對于我們還沒有踏出校門的學(xué)生來說，其中的設(shè)計理念還是很值得我們?nèi)ヌ接?、學(xué)習(xí)的。 對于本次設(shè)計的變速箱來說，其特點是：扭矩變化范圍大可以滿足不同的工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)、使用和維修，價格低廉，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)計中采用了 5 檔手動變速器，通過較大的變速器傳動比變化范圍，可以滿足汽車在不同的工況下的要求，從而達(dá)到其經(jīng)濟性和動力性 的要求；變速器掛檔時用結(jié)中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 41 合套，雖然增加了成本，但是使汽車變速器操縱舒適度增加，齒輪傳動更平穩(wěn)。本著實用性和經(jīng)濟性的原則，在各部件的設(shè)計要求上都采用比較開放的標(biāo)準(zhǔn)，因此，安全系數(shù)不高，這一點是本次設(shè)計的不理想之處。但是，在以后的工作和學(xué)習(xí)中，我會繼續(xù)學(xué)習(xí)和研究變速器技術(shù)，以求其設(shè)計更加合理和經(jīng)濟。 緊張忙碌的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，這次設(shè)計是對我大學(xué)四年來的學(xué)習(xí)的一次最綜合的檢驗，也更是一次綜合的學(xué)習(xí)過程。畢業(yè)設(shè)計不僅使我學(xué)習(xí)和鞏固了專業(yè)課知識而且了解了不少相關(guān)專業(yè)的知識，個人能力得到很大提高。同時也鍛煉了與人 協(xié)作的精神，為以后我踏入社會工作打下了良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 彭文生，張志明 .機械設(shè)計 .北京 .高等教育出版社 .2020： 96～ 138 [2] 董寶承 .汽車底盤 .北京 .機械工業(yè)出版社 .2020： 32～ 81 [3] 劉鴻文 .簡明材料力學(xué) .北京 .高等教育出版社 .2020： 254～ 259 [4] 劉惟信 .汽車設(shè)計 .北京 .清華大學(xué)出版社 .2020： 158～ 200 [5] 張洪欣 .汽車設(shè)計 .北京 .機械工業(yè)出版社 .1999： 106～ 126 [6] 張文春 .汽車?yán)碚?.北京 .機械工業(yè)出版社 .2020： 70～ 83 [7]（美） .汽車手動變速器和變速驅(qū)動橋 .北京 .機械工業(yè)出版社 .2020： 49～ 65 [8] 陳殿云，張淑芬，楊民獻(xiàn) .工程力學(xué) .蘭州 .蘭州大學(xué)出版設(shè) .2020： 182～中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 42 196 [9] 葛志祺 .簡明機械零件設(shè)計手冊 .北京 .冶金工業(yè)出版社 .2020： 14～ 16，113～ 115 [10] 濮良貴，紀(jì)名剛 .機械設(shè)計 .第七版 .北京 .高等教育出版社 .2020： 184～223 [11] 王昆，何小柏，汪信遠(yuǎn) .課程設(shè)計手冊 .北京 .高等教育出版社 .2020：47～ 49 [12] 侯洪生，王秀英 .機械工程圖學(xué) .北京 .科學(xué)出版社 .2020: 225～ 333 [13] 徐清富 .國外汽車最新圖冊 .北京 .機械工業(yè)出版社 .2020: 65～ 78 [14] 中國第一汽車集團(tuán)公司 .中國轎車叢書 .北京 .北京理工出版社 .1998: 32～ 42 [15] 王望予 .汽車設(shè)計 .北京 .機械工業(yè)出版社 .2020: 25～ 49 [16] 吳際璋 .汽車構(gòu)造 .北京 .人民交通出版社 .2020: 35～ 68 [17] 劉博軍．變速器設(shè)計 .長春汽車研究所 .1998: 102～ 152 [18] Henry J （ Ford Motor Company） .A TimeDomain Fatigue Life Prediction : 83~95 [19] Duditra F Visa I． Optimization of the steering linkage in the fifth World Congress on theory of machine and :196259 致 謝 轉(zhuǎn)眼間，大學(xué)四年很快就要結(jié)束了。而作為大學(xué)生活的最后一個環(huán)節(jié) — 畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)過近 20 周的緊張準(zhǔn)備，也將接近尾聲。在這次畢業(yè)設(shè)計中，我不但鞏固了以前所學(xué)的知識，并從中學(xué)到了很多新的東西，尤其是《汽車設(shè)計》、《汽車構(gòu)造》和《汽車?yán)碚摗愤@三門課程。在這里，我向那些在這四年里給于過我巨大幫助的老師和同學(xué)們表示衷心的感謝，正是他們的幫忙才讓我得以圓滿的完成四年的學(xué)業(yè)和最后的畢業(yè)設(shè)計。 在這次設(shè)計的過程中，指導(dǎo)老師 XX 老師一直都關(guān)注著我的每一步進(jìn)展，并給了我很多好的 意見和建議，同時也對我提出了嚴(yán)格的要求。我之所以能很順利地完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，這與劉老師的指導(dǎo)是分不開的，中北大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 43 在此，我對他表示衷心感謝。 另外，遇到技術(shù)困難的時候，車輛工程專業(yè)的老師們也給了我很多幫助，在尋求他們幫助的時候，他們都無微不至，因此我也非常感謝他們。