轎車兩軸式變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析
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課題:轎車兩軸式變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析畢業(yè)設(shè)計(jì)之 學(xué)學(xué) 生生:指指導(dǎo)老老師:研究背景設(shè)計(jì)內(nèi)容論文結(jié)論123論文構(gòu)架近年來(lái),汽車的發(fā)展速度呈現(xiàn)出突飛猛進(jìn)的勢(shì)頭,汽車變速器,作為汽車動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分,也處于這樣一個(gè)快速增長(zhǎng)期。在全球節(jié)能減排的大背景下,汽車變速器越來(lái)越朝著小型化、輕型化方向發(fā)展,使得變速器結(jié)構(gòu)尺寸越來(lái)越小,重量越來(lái)越輕。為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的比油耗,減少排放,降低工作噪聲,變速器也朝向能夠傳遞大功率、大轉(zhuǎn)矩化。這對(duì)于變速器設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求,設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)、總質(zhì)量更輕的變速器成為變速器行業(yè)提升市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵因素。研究背景(1)變速器總體設(shè)計(jì)(2)變速器主要參數(shù)設(shè)計(jì)(3)變速器各檔傳動(dòng)比的分配(4)齒輪和軸的設(shè)計(jì)(5)同步器設(shè)計(jì)(6)總裝配圖設(shè)計(jì)內(nèi)容變速器總體設(shè)計(jì)兩軸式變速器傳動(dòng)方案倒檔傳動(dòng)方案變速器最終布置方案一檔傳遞路線圖:輸入軸齒輪1 齒輪2 齒輪2、4之間同步器輸出軸輸入軸輸出軸變速器主要參數(shù)的確定檔數(shù):本次設(shè)計(jì)采用的是5檔變速器最低檔傳動(dòng)比:根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪與路面的附著力、最低穩(wěn)定車速及主減速比和驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑等來(lái)綜合考慮、確定。這里初選最低檔傳動(dòng)比為3.5。超速檔:超速檔傳動(dòng)比為0.70.85,本次設(shè)計(jì)取0.8。中心距,初選中心距經(jīng)驗(yàn)公式:,對(duì)于轎車:KA=1114,最后A=68.45mm齒輪參數(shù)模數(shù),影響到齒輪的強(qiáng)度、質(zhì)量、噪聲,由齒輪模數(shù)應(yīng)經(jīng)系列化,所以最后本次設(shè)計(jì)前進(jìn)擋齒輪取2.5,倒擋齒輪也取2.5。壓力角,齒輪壓力角較大時(shí),可以提高齒輪抗彎強(qiáng)度,也可以提高表面接觸強(qiáng)度。由標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20,本次設(shè)計(jì)直齒輪壓力角取20,斜齒輪法面壓力角為20。螺旋角,斜齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪聲小,承載能力高,適合高速傳動(dòng)。增大螺旋角,可以提高齒輪的接觸強(qiáng)度,但超過(guò)30時(shí),齒的抗彎強(qiáng)度驟然下降,由統(tǒng)計(jì)兩軸式變速器為2025,本次設(shè)計(jì)一檔螺旋角選用21,其余前進(jìn)擋螺旋角取22。齒寬b,齒寬影響變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪的工作平穩(wěn)性和齒輪強(qiáng)度等。一般根據(jù)齒輪模數(shù)選擇齒寬,b=kcm(mn),kc為齒寬系數(shù),斜齒輪kc取6.08.5,直齒輪kc=4.58.0。齒頂高系數(shù),齒頂高系數(shù)對(duì)齒輪副的重合度、齒輪強(qiáng)度、工作噪聲等許多性能夠有重要影響。由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)齒頂高系數(shù)取1.00,本次設(shè)計(jì)采用1.00。變速器各檔傳動(dòng)比的分配 汽車變速器各檔傳動(dòng)比大體是按等比級(jí)數(shù)分配的,因此本次設(shè)計(jì)初步按照傳動(dòng)比比值等比進(jìn)行分配:由i1=3.5,五檔傳動(dòng)比ig5 選定為0.8,因此計(jì)算得 q=1.44,由中心距A=68.45mm,對(duì)一檔:取整后得Z1=12,Z2=43,修正后傳動(dòng)比i1=3.583,修正中心距為 取整后A=74mm,作為標(biāo)準(zhǔn)中心距,依次分配其它各檔齒數(shù)各檔傳動(dòng)比分配檔位傳動(dòng)比一檔3.583二檔2.437三檔1.619四檔1.115五檔0.774倒檔3.15齒輪和軸的設(shè)計(jì)齒輪的強(qiáng)度計(jì)算直齒輪彎曲應(yīng)力計(jì)算公式:斜齒輪彎曲應(yīng)力計(jì)算公式:齒輪的接觸應(yīng)力計(jì)算公式:式中:應(yīng)力集中系數(shù) 摩擦力影響系數(shù) 重合度影響系數(shù) 主動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處曲率半徑 從動(dòng)齒輪節(jié)點(diǎn)處曲率半徑 y 齒形系數(shù) y 軸的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足便于制造和方便安裝的要求。同時(shí)軸上零件有準(zhǔn)確的定位,其結(jié)構(gòu)滿足工藝性要求。本次設(shè)計(jì)中,因輸入軸上一檔齒輪、二檔齒輪及倒檔齒輪外徑較小,故采用齒輪軸結(jié)構(gòu)。為便于齒輪的裝配,輸出軸設(shè)計(jì)成階梯軸形式,軸頸由主動(dòng)錐齒輪方向向另一端逐漸減少。軸的各端長(zhǎng)度由齒輪及同步器寬度初步進(jìn)行設(shè)計(jì),初選花鍵部分直徑公式:K:經(jīng)驗(yàn)系數(shù),K=4.04.6軸的設(shè)計(jì)軸的剛度和強(qiáng)度計(jì)算軸的剛度計(jì)算軸在垂直面內(nèi)撓度f(wàn)c計(jì)算公式:軸在水平面內(nèi)撓度計(jì)算公式:軸在垂平面內(nèi)轉(zhuǎn)角計(jì)算公式:軸的應(yīng)力公式:式中:F1徑向力,F(xiàn)2圓周力,I慣性矩Mc為垂直面內(nèi)彎矩,Ms為水平面內(nèi)彎矩,Tn為軸的轉(zhuǎn)矩,W為抗彎截面系數(shù)同步器設(shè)計(jì)慣性式同步器因?yàn)槟軌虮WC在齒輪同步狀態(tài)下?lián)Q擋,本次設(shè)計(jì)的是轎車同步器,為保證能夠順利輕便的換擋,本次設(shè)計(jì)采用的是慣性式同步器。鎖環(huán)式同步器主要參數(shù):接近尺寸b 尺寸b應(yīng)大于零,取b=0.20.3mm本次設(shè)計(jì)b=0.3mm 分度尺寸aa是滑塊側(cè)面與鎖環(huán)缺口接觸時(shí),嚙合套接合齒中心線與鎖環(huán)接合齒中心線間的距離a=1/4接合齒齒距 滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離c滑塊寬度d、滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)距離及缺口寬度有以下關(guān)系:E=d+2c1-嚙合套接合齒 2-滑塊3-鎖環(huán) 4-齒輪接合齒1-嚙合套 2-鎖環(huán)3-滑塊 4-鎖環(huán)缺口同步器主要參數(shù)的確定摩擦因數(shù)f,摩擦因數(shù)f對(duì)換擋齒輪和軸的角速度達(dá)到同步有重要影響,f取得大,換擋省力縮短同步時(shí)間。f太小可能失去同步作用。在油中工作f取0.1。錐面半錐角,防止摩擦錐面自鎖的條件是tanf,一般取=68,本次設(shè)計(jì)=7 鎖止角,影響鎖止角的因素有摩擦因數(shù)f、摩擦錐面平均半徑及錐面半錐角等。鎖止角一般在2642變化,本次設(shè)計(jì)采用=32 作品展示作品展示輸入軸輸出軸仿真總裝配圖論文結(jié)論 本次設(shè)計(jì)的變速器是兩軸式轎車變速器,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造。傳動(dòng)比范圍較廣,能滿足不同工況的使用要求。本次設(shè)計(jì)采用的是全同步器式換檔方案,故換檔平順,不出現(xiàn)換擋齒輪沖擊。輸出軸支撐采用的是圓錐子軸承,故要注意裝配軸承的預(yù)緊力以防止磨損后軸的歪斜。通過(guò)這次對(duì)變速器的設(shè)計(jì),我對(duì)汽車設(shè)計(jì)理論和方法有了系統(tǒng)的學(xué)習(xí),同時(shí)對(duì)前期學(xué)過(guò)的課程進(jìn)行一次全面的復(fù)習(xí)。謝謝懇請(qǐng)各位老師給予指正
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上傳時(shí)間:2021-04-24
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轎車兩軸式變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真分析
轎車
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