【正文】 雜，比功率越小，變 速器的傳動比范圍越大 。 除此以外，變速器還應滿足輪廓尺寸和質(zhì)量小， 制造 成本低，維修 方便 等 求。汽車行駛過程中，變速器不 得 有跳擋，亂擋以及換擋 沖擊 等現(xiàn)象發(fā)生。 （ 5）換擋迅速，省力，方 便。 （ 3）設置倒檔，使汽車能倒退行駛。 課題設計內(nèi)容和方案 變速器設計應滿足的基本要求 對變速器 基本 要 求： （ 1） 保證汽車有必要的動力性和經(jīng)濟性。 變速箱 由 變速傳動機構和變速操縱機構兩部分組成。 （ 3）實現(xiàn)空擋 當離合器接合時，變速箱 可 以不輸出動力。而 汽車 發(fā)動機 的特性是轉(zhuǎn)速變化范圍較小， 且轉(zhuǎn)矩 變化范圍更不能滿足實際路況需要。例如在 高速公路上 車速應能達到 100km/h。它的作用是 ： （ 1）在較大 范圍內(nèi)改變汽車行駛速度的大小和汽車驅(qū)動輪上扭矩的大小 。所以，機械變速器一直是汽車上用得最 普 遍的變速器。要求其結(jié)構簡單 ，操縱輕便 ，體積小，重最輕， 傳遞效率高 ， 承載能力大，維修方便，使用可靠。 變速器是汽 車 最重要的系統(tǒng)之一，如果把 作為 動力源的發(fā)動 機 比作汽車的心臟，那么作為傳遞動力的變速器 可謂 汽車的動脈 。因 此設計一種適合我國國情的經(jīng)濟型汽車的變速器具有 十 分重要的 意義，而且也符合全球?qū)Νh(huán)境保護的沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 5 要求，低排放的經(jīng)濟型汽車 肯定是未來汽車的主力?？傊?，汽車 工業(yè)的發(fā)展水平直 接代表著 一個國 家基礎 工 業(yè)和國民經(jīng)濟的實力。 m 以上 )上，雙中間軸變速器更符 合我國對汽車工業(yè)發(fā)展提出的具有高 可靠 性、低能源消耗、低噪聲和低排放污染的總體要求。 目前在國際上，重卡配裝的手 動重型變速器主要有兩種結(jié)構，以德國采 埃孚技術為代表的單 中間抽結(jié)構和以美國伊頓技術為代表的雙中 間軸 結(jié)構。重 型 汽 車 更多選擇 配套 的也是 雙中間 軸變速器。雙中間軸變速器則廣泛應用十美國、 加拿 大、 澳人利亞這 些 使用超大功率、超長距離運輸 車 輛的國家。 雙中間軸變速器和單中間軸變速器是 目前 國際 上 使用最廣泛的兩種變速器，但在性能上各有優(yōu)劣。 據(jù)統(tǒng)計，今年前 4個月 ，重卡市場累計生產(chǎn)整 車 175559 輛 ，同 比增長 %； 銷售整車 159303 輛，同比增長 %； 產(chǎn)銷量再創(chuàng)歷史新高。 同時雙中 間軸變速器在設計時充分考慮了車輛多種功能的需 要，取力形 式多種多樣，能夠?qū)崿F(xiàn)前取力、后下 取力、后 上取力、側(cè)取力等，最大 限度地滿足了各行各業(yè)的特殊需求， 廣 泛匹配載重 車、自 卸車、牽引車及各種專用 車 輛和特種車輛，為重 型沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 4 汽車的升級換代提供較好優(yōu)化配置。 可匹配多種離 合器殼體及離 合器分離裝置 ，能夠適應整車選裝普 通推式離合器、免調(diào)節(jié)推式離合器、拉 式離合器、單片離合 器、雙片離合器 。 雙中間軸變速器具有廣泛的適用性，良好的 整 車匹配性。 （ 5）由于 采用了對稱 布置的雙中間軸，中間軸上每 個 齒 輪施加給輸入 軸齒輪和二 軸齒輪的徑向力人小相等而 且方向向 反，正好相互抵消， 因 此，從結(jié)構上保證了雙中 間 軸變速器在設計時能夠減小中心距，從而使變速器的軸向尺 寸 變短、重量降低 。 （ 3） 由于 雙中間軸變速器比 單 中間軸變速器前進擋多 1 2 個擋位， 所以各 擋之 間 的速比級差明顯小 于單中間軸變速器，有利于提高整 車的加速性， 可以使發(fā)動機始終處于 最佳 工作狀態(tài)，大大 降低整車的燃油消耗和污染排放。這兩個設計參數(shù)決定了雙中間軸變速器重量輕 ，軸 向尺寸短，有利于減輕整車重量 ，提高承載能力，便于整 車布置。 m 以上 ） 來說，車輛需要變 速器的承載能力大 、擋位多，雙 中間軸變速器的優(yōu)勢在這里 得到了有效發(fā)揮。 雙中間軸變速器的原理 采 用雙中 軸結(jié)構設 計 的變速 器 ， 每根中 間軸和 中間 軸兩端的軸承以 及中間軸上 的齒輪只承受二分之一的傳動力，輸入軸及主軸 上每個 齒輪的輪齒受力也只有傳動力的二分之一。 (3)綜合式變速器是指由液力變矩器和齒輪式有級變速器組成的液力機械式變速器，其傳動比 可在最大值和最小值之間的幾個間 斷范圍內(nèi)作無級變化， 目 前應用較多。 電力式變速器在傳動系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢，其邊素傳動部件為 直 流串 勵電動機。 所謂變速器擋數(shù)，均指前進擋位數(shù)。按所用輪系形式不同，有級式變速器又 可 分為有軸線固定式變速器和軸線旋轉(zhuǎn)式變速器兩種。 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） 2 汽車變速器的分類 汽車變速器按 傳動比變化 方 式不同， 可 分為有級式、無級式和綜合式 三 種。為解決這一矛盾，在傳動系統(tǒng)中設置了變速器 。需要時，變速器還有動力輸出功能。變速器設有 空擋 ，可 在起動發(fā)動機、汽車 滑行 或停車時使發(fā)動機的動力停 止 向驅(qū)動輪傳輸。在對汽 車性能要求越來 越高 的今 天，車輛的舒適性也是評價汽車的一 個重要指標，而變速器的設 計 不合理， 將會使汽車的舒適性下降，使汽車的運行噪聲增大，影響汽車的整體性 能。它是用來改變發(fā)功 機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目 的是在各種行駛 工 況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度， 同 時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作。z 副箱低速擋從動輪 A 軸距 mm L 軸 支承長度 mm d 軸徑 mm B 載荷分布不均勻系數(shù) K 中心距系數(shù) B 齒寬 mm ck 齒寬系數(shù) *h 齒頂高系數(shù) c? 變位系數(shù) ?? 彎曲應力 k? 應力集中系數(shù) fK 摩擦力影響系數(shù) t 端面齒距 mm y 齒形系數(shù) K? 重合度影響系數(shù) j? 齒輪接觸應力 E 齒輪材料彈性模量 z? 主動齒節(jié)點處曲率半徑 N b? 從動齒節(jié)點處曲率半徑 zr 主動齒節(jié)圓半徑 br 主動齒節(jié)圓半徑 cf 垂直面撓度 sf 水平 面撓度 f 軸全撓度 ? 轉(zhuǎn)角 W 抗彎截面系數(shù) 3mm 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） Ⅴ 目 錄 1 緒論 ................................................................. 1 汽車變速器概述 .................................................. 1 汽車變速器的功用 ........................................... 1 汽車變速器的分類 ........................................... 2 雙中間軸變速器概述 .............................................. 2 雙中間軸變速器的原理 ....................................... 2 雙中間軸變速器的特點 ....................................... 3 汽車變速器國內(nèi)外發(fā)展狀況 ................................... 4 課題設 計意義 .................................................... 4 課題設計內(nèi)容和方案 .............................................. 5 變速器設計應滿足的基本要求 ................................. 5 課題設計內(nèi)容 ............................................... 6 課題設計方案 ............................................... 7 2 變速器總體方案及參數(shù)的選擇 ........................................... 8 車型及基本參數(shù)的選擇 ............................................ 8 擋數(shù)的選擇 ...................................................... 9 傳動比的計算 ................................................... 10 計算傳動比范圍 ............................................ 11 計算各擋傳動比 ............................................ 13 變速器總布置與傳動路線 ......................................... 13 齒輪的設計計算 ................................................. 15 中心距的計算 .............................................. 15 齒輪參數(shù)的選擇 ............................................ 16 各擋齒輪齒數(shù)分配計算 ...................................... 19 3 變速器齒輪設計計算 .................................................. 24 齒輪損壞形式 ................................................... 24 齒輪強度計算 ................................................... 24 沈陽航空航天大學畢業(yè)設計（論文） Ⅵ 齒輪彎曲強度計算 .......................................... 25 齒輪接觸應力計算 .......................................... 36 4 變速器軸的強度計算 .................................................. 59 初選軸的直徑 ................................................... 59 軸的驗算 ....................................................... 60 軸的剛度驗算 .............................................. 60 軸的強度計算 .............................................. 66 5 軸承的選取 .......................................................... 83 軸承類型的選用 ................................................. 83 軸承的壽命計算 ................................................. 83 6 同步器設計 .......................................................... 89 滑動齒套換擋 ................................................... 89 慣性式同步器 ................................................... 89 外錐式同步器 ............................................. 90 7 建模 ................................................................ 92 CATIA 簡介 ..................................................... 92 零件設計 ....................................................... 93 主要零件 CATIA 模型 ........................................ 93 主要零件 cad 圖 ........................................... 100 裝配圖設計 .................................................... 102 主要部件的 CATIA 裝配 ..................................... 102 cad 裝配圖 ............................................... 109 結(jié) 論 ............................................................. 112