【正文】 nB2D5 （4—1） 式中λB——泵輪功率系數(shù)轉(zhuǎn)矩系數(shù)取決于變矩器的型式和幾何形狀以及TB，nB和D所用的單位。 液力傳遞過(guò)程如下圖：圖4—1 液力傳遞過(guò)程示意圖 泵輪 渦輪 導(dǎo)輪 泵輪，依次反復(fù)循環(huán)。泵輪葉片與渦輪葉片相對(duì)安置，中間有3～4mm的間隙。但渦輪葉片的扭曲方向與泵輪葉片的扭曲的方向相反。變矩器殼體與曲軸后端的驅(qū)動(dòng)盤相連接。它能根據(jù)外載荷的變化自動(dòng)完成無(wú)級(jí)變矩、無(wú)級(jí)變速的平穩(wěn)傳動(dòng)，有效衰減了傳動(dòng)中的沖擊和震動(dòng)。它直接輸入發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞扭矩和離合作用。包括前進(jìn)檔的設(shè)計(jì)，倒檔和剎車檔的設(shè)計(jì)，計(jì)算量比較大，所以要非常仔細(xì)，變速箱的順利完成，后面的部分將會(huì)容易的多了，當(dāng)然其中難免會(huì)有些須錯(cuò)誤，忘老師指正。圖3—6 剎車軸 變速箱總體結(jié)構(gòu)圖3—7變速箱總裝配圖 本章小結(jié) 本章很細(xì)致的講解了變速箱的設(shè)計(jì)與計(jì)算過(guò)程，這也是本次設(shè)計(jì)中最復(fù)雜，最難的一部分，因?yàn)樽兯傧涫侵黧w。 倒檔零件設(shè)計(jì)圖3—4倒退一擋齒輪圖3—5 倒車軸 剎車檔設(shè)計(jì)由于剎車檔使用率不高，一般常采用直齒滑動(dòng)齒輪方案換入倒檔。為實(shí)現(xiàn)倒檔傳動(dòng)，利用在前進(jìn)檔的傳動(dòng)路線中，加入一個(gè)中間傳動(dòng)齒輪的方案，也有利用兩個(gè)聯(lián)體齒輪的方案。m軸的直徑d與軸的長(zhǎng)度L的關(guān)系可按下式選?。旱谝惠S和中間軸： d/L=；第二軸： d/L=。采用30切線法確定齒根危險(xiǎn)截面位置，取危險(xiǎn)截面形狀為平截面，按全部載荷作用在單對(duì)齒嚙合區(qū)上界點(diǎn)，只取彎曲應(yīng)力一項(xiàng)，按受拉側(cè)的最大應(yīng)力建立起名義彎曲應(yīng)力計(jì)算公式，再用相應(yīng)的系數(shù)進(jìn)行修正，得到計(jì)算齒根的彎曲應(yīng)力公式。從以上四點(diǎn)可看出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO的齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法是一種比較合理、精確的方法，所以在本論文中齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算采用此種方法。（4）各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的齒間載荷分配系數(shù)K的處理上有很大差別。（2）各種齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法所采用的動(dòng)載系數(shù)Kv在形式上有很大的差別，考慮的因素也不相同。 齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法概述（1）我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局所發(fā)表的漸開(kāi)線圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織的計(jì)算方法所制定的，該方法比較全面地考慮了影響齒輪承載能力的各種因素，現(xiàn)已成為目前最精確的、綜合的齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法。所以必須對(duì)齒輪進(jìn)行齒頂變尖的驗(yàn)算。（3）合理選用螺旋角： 為了保證齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性、低噪聲和少?zèng)_擊，所有齒輪都要選擇較大的螺旋角，一般都在30左右。（2）合理選用壓力角：對(duì)于同一分度圓的齒輪而言，若其分度圓壓力角不同，基圓也就不同。但：本設(shè)計(jì)為了滿足使用要求，擋數(shù)設(shè)計(jì)為： 前進(jìn)為二擋 前進(jìn)擋齒輪設(shè)計(jì)（1）合理選用模數(shù)：在現(xiàn)代變速箱設(shè)計(jì)中，各檔齒輪模數(shù)的選擇是不同的。對(duì)于轎車而言，由于其行駛車速高，比功率大，最高檔的后備功率也大，即最高檔的動(dòng)力因素大，所以其最高檔與起動(dòng)檔的動(dòng)力因素間的變化范圍較小。~。 前進(jìn)擋檔數(shù)的確定檔數(shù)多少影響到檔與檔之間的傳動(dòng)比比值。因此，在前進(jìn)檔工作區(qū)內(nèi)齒輪的主要設(shè)計(jì)要求是降低噪聲和保證其傳動(dòng)平穩(wěn)，而強(qiáng)度只是第二位的因素。前進(jìn)擋工作區(qū)：在這個(gè)區(qū)內(nèi)的工作特點(diǎn)是行車?yán)寐瘦^高，因?yàn)樗瞧嚨慕?jīng)濟(jì)性檔位。3 變速箱設(shè)計(jì) 變速箱傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)圖3—1 總體方案圖說(shuō)明：前進(jìn)一擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪2和8 結(jié)合，由輸出軸輸出； 前進(jìn)二擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪1和7 結(jié)合，由輸出軸輸出； 后退一擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪3和6，過(guò)中間軸，又由齒輪5和8，最后有輸出軸輸出；后退二擋： 由輸入軸經(jīng)齒輪3和6，過(guò)中間軸，又由齒輪4和7，最后有輸出軸輸出；剎車擋： 由剎車軸，經(jīng)齒輪 9和10，最后控制輸出軸。 本章小結(jié)在這一章節(jié)里，我們大概了解液力傳動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)和功能，以及它其中所包含的各個(gè)部件的基本情況。 變速箱使用注意事項(xiàng) 變速箱在使用和維修保養(yǎng)時(shí)必須注意的幾個(gè)事項(xiàng)為：油質(zhì)檢查；影響油質(zhì)的主要原因是油液溫度，油液溫度過(guò)高，將會(huì)使油液粘性下降，性能破壞，堵塞細(xì)小量孔，卡滯控制閥門，降低潤(rùn)滑效果，破壞密封部件，進(jìn)而可能導(dǎo)致變速箱失效；油壓檢查。并要求將三維建模轉(zhuǎn)換為工程圖，使用pro/e的工程圖功能，我們可以將pro/e制作的模型輸出成圖紙的形式。主、從動(dòng)部分和壓緊機(jī)構(gòu)是保證離合器處于接合狀態(tài)并能傳遞動(dòng)力的基本結(jié)構(gòu)，操縱閥是控制離合器限制或接通的裝置。 離合器本次離合器設(shè)計(jì)的要求為摩擦面多，接合平順柔和；摩擦片浸在油中工作，表面磨損小、使用壽命長(zhǎng)，故選用濕式多片液力離合器，共設(shè)計(jì)兩個(gè)離合器，即一個(gè)前進(jìn)離合器和一個(gè)倒擋離合器。系統(tǒng)剛度好有助于減小自由行程，也便于遠(yuǎn)距離操縱及采用可翻傾式駕駛室等優(yōu)點(diǎn)。液壓式操縱閥由總泵(主缸)、分泵(工作缸)、管路系統(tǒng)、回位彈簧等組成。為了防止這種現(xiàn)象發(fā)生，在液壓系統(tǒng)都設(shè)有調(diào)壓閥，以調(diào)節(jié)和保持主回路的油壓，起到限壓和溢流的作用。油泵產(chǎn)生的液壓調(diào)節(jié)后形成主油路壓力，作為整個(gè)液壓系統(tǒng)中各閥的基礎(chǔ)液壓。因此我們根據(jù)泵的的動(dòng)力輸入方式，可以確定使用齒輪泵，這樣實(shí)現(xiàn)起來(lái)方便而且效率高本次設(shè)計(jì)采用的油泵型式是：月牙型的定量泵。本次設(shè)計(jì)中，泵必須安裝在變矩器的機(jī)殼上，并靠變矩器的輸出軸來(lái)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)液力變矩器的零工況泵輪公稱扭矩 Mbgo= 油泵總成油泵通常安裝在變矩器的后方，由變矩器殼后端的軸套驅(qū)動(dòng)。它能根據(jù)外載荷的變化自動(dòng)完成無(wú)級(jí)變矩、無(wú)級(jí)變速的平穩(wěn)傳動(dòng)，有效衰減了傳動(dòng)中的沖擊和震動(dòng)。它直接輸入發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力傳遞扭矩和離合作用。 液力變矩器本次設(shè)計(jì)的液力變矩器為單級(jí)二相三元性結(jié)構(gòu)，選用沖焊型液力變矩器。通過(guò)控制軸的長(zhǎng)度即控制檔數(shù)，來(lái)保證變速箱有足夠的剛性。這樣做既能使軸有足夠大的剛性，又能保證裝配容易。斜齒圓柱齒輪因其使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲小而得到廣泛使用。 結(jié)構(gòu)介紹液力傳動(dòng)變速箱是由變速箱、液力變矩器、油泵總成、主調(diào)壓閥、溢流閥部件、操縱閥部件和離合器組成。所以換擋品質(zhì)的好壞與這些離合器和制動(dòng)器有直接關(guān)系。由于液力變矩器自動(dòng)變速變矩范圍不夠大，因此在渦輪后面再串聯(lián)幾排齒輪提高效率。 主要技術(shù)參數(shù)驅(qū)動(dòng)60噸的液力傳動(dòng)變速箱主要設(shè)計(jì)參數(shù)： 1）外形尺寸： 740580620mm 2）功率： 70Kw 3）轉(zhuǎn)速： 2200r/min 4）油壓： ~ 5）力矩： 6）凈質(zhì)量： ≤400kg 7）變速要求： 四級(jí) 工作原理本次設(shè)計(jì)的液力傳動(dòng)變速箱主要利用液力變矩器配合變速箱中的齒輪實(shí)現(xiàn)換擋功能。傳動(dòng)過(guò)程中，液力變矩器中液體分子在高壓，高速運(yùn)動(dòng)中有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際上這兩種變速箱工作原理完全不同。2 總體方案的設(shè)計(jì) 液力傳動(dòng)變速箱概述液力傳動(dòng)變速箱已有60多年的歷史，目前工業(yè)車輛普遍使用的是液力傳動(dòng)變速箱。隨著國(guó)內(nèi)汽車市場(chǎng)的發(fā)育成長(zhǎng)，液力傳動(dòng)變速箱產(chǎn)品型譜逐步細(xì)化，產(chǎn)品的針對(duì)性越來(lái)越強(qiáng)，因此在保證現(xiàn)有液力傳動(dòng)變速箱生產(chǎn)和改進(jìn)的同時(shí)，要充分認(rèn)識(shí)到加入WTO后良好的合作開(kāi)發(fā)機(jī)遇，取長(zhǎng)補(bǔ)短，同時(shí)更應(yīng)認(rèn)識(shí)到供方、買方、替代者、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)者的巨大壓力。自從20世紀(jì)80年代以來(lái)，國(guó)外大量的現(xiàn)代轎車進(jìn)人我國(guó)市場(chǎng)，特別在一些國(guó)際化大都市，裝備有液力傳動(dòng)變速箱的進(jìn)口轎車迅速增長(zhǎng)。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 發(fā)展概述20世紀(jì)80年代中期，液力傳動(dòng)變速箱在國(guó)外得以迅速發(fā)展，普及率愈來(lái)愈高，除了大排量發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)裝備液力傳動(dòng)變速箱之外，發(fā)動(dòng)機(jī)排量在ZL以下的轎車也大量裝備液力傳動(dòng)變速箱，而且不少車型都把它作為標(biāo)準(zhǔn)配置推出。在設(shè)計(jì)過(guò)程中學(xué)會(huì)查閱相關(guān)技術(shù)文獻(xiàn)、資料、手冊(cè)，并進(jìn)行計(jì)算和繪圖及編寫文本。這樣，每個(gè)部分協(xié)調(diào)工作，構(gòu)成完整的液力傳動(dòng)變速箱。所采用的換檔方式要求帶有緩沖閥，使操縱簡(jiǎn)單、方便，起動(dòng)平穩(wěn)，較大地減輕操作者勞動(dòng)強(qiáng)度。液力傳動(dòng)變速箱采用單級(jí)二相三工作輪綜合式液力變矩器。 本課題的主要研究?jī)?nèi)容本次設(shè)計(jì)的液力傳動(dòng)變速箱是由液力變矩器和具有前進(jìn)二檔、后退二檔共四個(gè)檔位的動(dòng)力換檔變速箱組成的液力傳動(dòng)變速箱。（5）隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,對(duì)液力傳動(dòng)變速箱的需求量將逐年大幅度增加，液力傳動(dòng)變速箱用戶對(duì)性能要求越來(lái)越高。（3）通過(guò)設(shè)計(jì)，熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料，計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖冊(cè)和規(guī)范，熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立工作與分工合作完成大型設(shè)計(jì)的能力和在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必備的基本技能。（2通過(guò)設(shè)計(jì)，把有關(guān)課題（機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、液力傳動(dòng)、汽車構(gòu)造、CAD技術(shù)、Pro/E）中獲得的理論知識(shí)在實(shí)際中綜合地加以利用，使這些知識(shí)得到鞏固與發(fā)展，使理論知識(shí)與生活密切地結(jié)合起來(lái)。1 緒論 研究的目的和意義（1）液力傳動(dòng)變速箱設(shè)計(jì)是機(jī)械工程及自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的一次比較完整的某類機(jī)械的整體設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)的分析能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，掌機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，為自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。因此，液力傳動(dòng)變速箱的設(shè)計(jì)是有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)課后綜合性的專業(yè)設(shè)計(jì)。（4）本次設(shè)計(jì)的具體要求：進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械、液力傳動(dòng)以及液壓控制等方面的理論與技術(shù)研究，開(kāi)發(fā)基于機(jī)電一體化的高效、簡(jiǎn)易、穩(wěn)定。本次設(shè)計(jì)致力于研究出更加實(shí)用、合理的液力傳動(dòng)變速箱。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)包括總體方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與零部件設(shè)計(jì)、液壓控制部分設(shè)計(jì)、變速箱的三維建模與運(yùn)動(dòng)仿真。液力變矩器使該液力傳動(dòng)變速箱具有液力傳動(dòng)輸出的自動(dòng)適應(yīng)性，能隨著外負(fù)載的變化而相應(yīng)改變其輸出扭矩和轉(zhuǎn)速，而且要求能夠吸收和消除來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)和外負(fù)載對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊振動(dòng)。除此之外，還要學(xué)會(huì)濕式多片式液力離合器的設(shè)計(jì)方法以及設(shè)計(jì)液壓控制整體的油路。并學(xué)會(huì)用Pro/E建造部件的三維造型和運(yùn)動(dòng)仿真。在解決工程問(wèn)題時(shí)必須有全局觀點(diǎn)、生產(chǎn)觀點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)，并樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思路和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，熟悉機(jī)電液一體化技術(shù)工作的一般程序和方法。液力傳動(dòng)變速箱在我國(guó)一直是處于十分落后狀態(tài)，除了70年代長(zhǎng)春第一汽車制造廠曾為紅旗牌轎車配置了液力傳動(dòng)變速箱之后，將近二十多年來(lái)，國(guó)產(chǎn)轎車從未出現(xiàn)過(guò)液力傳動(dòng)變速箱總成。隨著我國(guó)改革開(kāi)放的進(jìn)一步深入，國(guó)家對(duì)汽車工業(yè)的投資規(guī)模日益擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)外汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)高質(zhì)量、高水平、高效率的液力傳動(dòng)變速箱的需求越來(lái)越迫切。要緊跟重型商用車行業(yè)向高檔、高技術(shù)含量和智能化方向發(fā)展的趨勢(shì)，要緊跟客車低地板化、綠色環(huán)?；⒊鞘泄淮笮突陌l(fā)展方向，開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、適合我國(guó)國(guó)情的重型車用液力傳動(dòng)變速箱。人們經(jīng)常把液力傳動(dòng)變速箱和無(wú)級(jí)變速箱兩個(gè)概念混為一談。液力傳動(dòng)變速箱主要利用液力變矩器配合差動(dòng)輪系齒輪箱實(shí)現(xiàn)換擋功能。液力傳動(dòng)變速箱檔位少變化大，連接平穩(wěn)，因此操作容易，既給開(kāi)車人帶來(lái)方便，也給坐車人帶來(lái)舒適。液力變矩器由泵輪、渦輪和導(dǎo)輪等構(gòu)件組成，泵輪和渦輪是一對(duì)工作組合，它們就好似相對(duì)放置的兩臺(tái)風(fēng)扇，一臺(tái)風(fēng)扇吹出的風(fēng)力會(huì)帶動(dòng)另一臺(tái)風(fēng)扇的葉片旋轉(zhuǎn)，風(fēng)力成了動(dòng)能傳遞的媒介，如果用液體代替空氣成為傳遞動(dòng)能的媒介，泵輪就會(huì)通過(guò)液體帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，再在泵輪和渦輪之間加上導(dǎo)輪，通過(guò)反作用力使泵輪和渦輪之間實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速差就可以實(shí)現(xiàn)變速變矩了。液力傳動(dòng)變速箱是通過(guò)濕式多片液力離合器限制或接通齒輪組中的某些齒輪得到不同的傳動(dòng)比。根據(jù)汽車擋次的不同，出于成本考慮，經(jīng)濟(jì)型車的液力傳動(dòng)變速箱的控制機(jī)構(gòu)通常被設(shè)計(jì)得很簡(jiǎn)單。下面逐步介紹各個(gè)部件： 變速箱本次變速箱設(shè)計(jì)選用斜齒圓柱齒輪。設(shè)計(jì)要求：變速箱在低檔工作時(shí)作用有較大的力，所以變速箱的低檔布置在靠近軸的后支承處，然后按照從低檔到高檔順序布置各檔位齒輪。變速箱整體結(jié)構(gòu)剛性與軸和殼體的結(jié)構(gòu)有關(guān)系。軸的設(shè)計(jì)：輸出軸上的功率 P=70kw，轉(zhuǎn)速n=2200r/min ，轉(zhuǎn)距T=70 Nm。它有三個(gè)工作輪：泵輪、渦輪、導(dǎo)輪。通過(guò)泵輪將輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)楣ぷ饕后w的動(dòng)能、壓力能，再經(jīng)渦輪將液體的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而輸出，在這一過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)輪增加了輸出力矩。根據(jù)動(dòng)力機(jī)凈標(biāo)定轉(zhuǎn)速和功率：nb=ndb=2200r/min1，Pdb=70kw。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，不論汽車是否行駛，油泵都在運(yùn)轉(zhuǎn)，為自動(dòng)變速器中的變矩器、換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)、換擋控制系統(tǒng)部分提供一定油壓的液壓油。如果把泵直接安裝在變矩器的輸出軸上，則就回使變矩器變的體積龐大，而且在工藝上也是有很大的困難。 主調(diào)壓閥、溢流閥部件調(diào)節(jié)主回路油壓的調(diào)壓閥稱為主調(diào)壓閥。當(dāng)油泵把油液輸送到液壓系統(tǒng)時(shí)，油泵的輸出油壓隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速增加而升高，過(guò)高的油壓可能引起油泵停轉(zhuǎn)或部件損壞。 操縱閥部件操縱閥的作用是通過(guò)控制離合器的限制或接通來(lái)實(shí)現(xiàn)換擋，微動(dòng)閥的作用是調(diào)壓。具有摩擦阻力小，傳動(dòng)效率高，質(zhì)量小，布置方便，接合柔和(有助于降低猛接離合器時(shí)傳動(dòng)系的動(dòng)載荷)。 本次設(shè)計(jì)選用液壓式操縱閥。濕式多片液力離合器的結(jié)構(gòu)包括：離合器蓋、回位彈簧，滾針軸承，摩擦片等部件。 變速箱的三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真本課題用三維設(shè)計(jì)軟件Pro/E來(lái)實(shí)現(xiàn)液力傳動(dòng)變速箱的零部件造型和整機(jī)造型。在液力傳動(dòng)變速箱設(shè)計(jì)過(guò)程中，在投入生產(chǎn)之前利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行裝配仿真，可以發(fā)現(xiàn)零、部件設(shè)計(jì)上的尺寸干涉和結(jié)構(gòu)不合理，及時(shí)糾正設(shè)計(jì)中的不足，避免實(shí)際制造中出現(xiàn)問(wèn)題，造成浪費(fèi)和損失。車輛運(yùn)行1000公里后有必要進(jìn)行測(cè)壓，把所測(cè)的壓力值列表和標(biāo)準(zhǔn)壓力值對(duì)照來(lái)衡量此時(shí)變速箱的工作狀況；液壓控制系統(tǒng)漏油檢查；換檔桿位置檢查和調(diào)整；要用指定的耐高溫液壓油；在行駛中可以自由地切換前進(jìn)擋；長(zhǎng)時(shí)間停車必須使用手剎，否則會(huì)破壞液力變速箱的鎖止機(jī)構(gòu)；車子停穩(wěn)后，再掛入倒擋。對(duì)其工作原理也有了初步的認(rèn)識(shí)，此次液力傳動(dòng)變速箱的設(shè)計(jì)涉及到的知識(shí)面很廣，涉及到了機(jī)械制圖，機(jī)械原理，材料力學(xué)，液壓傳動(dòng)，汽車?yán)碚?，以及Pro/E等方面的知識(shí)，可以說(shuō)是對(duì)我大學(xué)知識(shí)的匯總，也是對(duì)我的考驗(yàn)，經(jīng)過(guò)近一個(gè)月的努力，通過(guò)