拉維納變速器結構設計【含5張cad圖紙+文檔全套資料】

喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 喜歡就充值下載吧。。資源目錄里展示的文件全都有，，請放心下載，，有疑問咨詢QQ:414951605或者1304139763 ======================== 北華航天工業(yè)學院畢業(yè)論文 畢業(yè)設計報告(論文) 報告(論文)題目： 拉維納變速器結構設計 作者所在系部： 機電工程學院 作者所在專業(yè)： 車輛工程 作者所在班級： B13142 作 者 姓 名 ： 崔浩男 作 者 學 號 ： 201322397 指導教師姓名： 焦運景 完 成 時 間 ： 2017年5月20日 北華航天工業(yè)學院教務處制 摘 要 變速器是改變改變汽車行駛過程中的速度的一個部件，可以改變發(fā)動機與驅動輪之間的關系，即改變了速度。目前的變速器種類多樣，有自動和手動兩種變速器，隨著社會的發(fā)展，變速器更多的趨于自動，減少人為操作勞動，越來越方便人們的體驗。 變速器的發(fā)展越來越快，越來越先進，讓人們出行更加便捷。目前的汽車也更加細致的面對不同人來做出更加細致的改變。本文則是對拉維納式的變速器做了簡單的設計。從結構的分析，各個部件的作用，大致做了一些分析，以及加工選料也做了一定的分析和計算。 關鍵詞：變速器 自動變速器 便捷 2 Abstract The transmission is a component that changes the speed at which the car travels, changing the relationship between the engine and the drive wheel, that is changing the speed. The current variety of transmissions, there are two kinds of automatic and manual transmission, with the development of society, transmission more tend to automatically reduce the man-made operation of labor, more and more convenient people experience. The development of transmissions is getting faster and more advanced. The current car is also more meticulous face of different people to make more detailed changes. This article is a simple design of the type transmission. From the structure of the analysis, the role of various components, generally do some analysis, as well as processing materials have also done a certain analysis and calculation. Also shows that the automatic transmission in all aspects of the benefits, for the protection of the ecological environment also has a very role. Is an important product in people's lives, so that people more convenient. Keywords: transmission automatic transmission convenient II 目錄 摘要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1　自動變速器的特點及分類 1 1.2　我國自動變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 2 1.3　設計目的 3 1.4　三速自動變速器齒輪變速系統(tǒng)的設計要求 3 第2章　拉維納式齒輪結構設計 4 2.1　變速器齒輪機構圖及工作原理 4 2.11　拉維納自動變速器齒輪的機構 4 2.12　各執(zhí)行元件的功能 4 2.1.3　拉維納自動變速器換擋原理 5 2.1.4　變速器原理圖 5 2.1.5　各檔位工作情況分析表 6 2.2　拉維納自動變速器的設計 7 2.2.1　拉維納自動變速器設計參數(shù) 7 2.2.2　各檔位傳動比計算 7 2.2.3　最高車速的驗算 8 2.2.4　齒輪齒數(shù)的確定 8 第3章　各齒輪元件參數(shù)確定及校核 12 3.1　齒輪材料的選擇原則 12 3.2　行星齒輪各元件計算 12 3.2.1　齒圈受力及運算 12 3.2.2　小太陽輪受力及計算 14 3.2.3　大太陽輪受力及計算 16 3.2.4　行星輪受力及計算 17 3.3　離合器摩擦片的選擇 17 3.4　小結 18 第4章 輸入軸的強度校核及壽命分析 19 4.1　輸入軸直徑選擇 19 4.1.1　軸的工藝要求及材料選擇 19 4.1.2　軸徑的初步估算 19 4.2　輸入軸的強度校核 19 4.3　軸承的選擇及壽命計算 21 4.3.1　軸承的選擇 21 4.3.2　軸承壽命計算 21 4.4　小結 22 結 論 23 致 謝 24 參考文獻 25 附 錄 26 第1章 緒論 1.1　自動變速器的特點及分類 自動變速器通過發(fā)動機將動力傳遞，使其即使在怠速后也不會熄火，發(fā)動機的動力也平穩(wěn)地傳遞到變速器上。此外，它可以實現(xiàn)前進檔的自動換擋，它是依據(jù)車輛的負荷和變速改變齒輪，減少人工變速的工作量，使人們在擁擠的交通下享受光駕的感覺。創(chuàng)設汽車變速器很重要，它能解決車輛發(fā)動需要的轉速和轉矩間存在的沖突。除了發(fā)動機，變速器和變速器與發(fā)動機的匹配也是影響車輛行駛的關鍵。 當前，選用自動變速的重要方法大概三種：液力自動變速器;電控機械式自動變速器，簡稱：機械無級變速器。 液力自動變速器 圖 1-1 從表中可以看出，液力自動變速器實際上是無級變速的無級變速器。它是當前利用最頻繁的自動變速器。選用此自動變速器，免掉了手動變速器復雜的操縱，使開車變得省力。同時，電子控制下自動切換平順，故而汽車具備優(yōu)秀的乘坐安逸性和安全性動力性和操縱性都很出色。但缺點是效率低，構造繁雜，成本昂貴。 電控機械式自動變速器 它是通過一作為最基本，二操縱實現(xiàn)的。即固定軸式變速器和干式離合器和電子技術及自動變速器理論實現(xiàn)。電控單元（ECU）為中心是在車輛起步和變擋操縱。離合器的形態(tài)變換是被氣動執(zhí)行元件掌管，變擋和發(fā)動機油門調整也是被它掌控。按照預先設定駕駛員換擋、離合器規(guī)律借助對應機構（油門控制、離合器、變速器換擋）對其自動操縱。 AMT擁有原手動的效能高，構造制造簡易和自動的長處。只改變手動操控系統(tǒng)的換檔桿，其他部分保留。但弊端即沒有動力的變檔，這個短處用電子控制方面可以補充。 在幾種變速器中，AMT是最好且實用的。在各種檔次車等方面應用較開闊。 無級自動變速器 V形金屬帶式最實用。 圖 1-2 1.2　我國自動變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 （1）液力自動變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在60年時候，我國在這方面的發(fā)展還是比較緩慢的，最早兩個前進檔的變速器是被用在“紅旗”車上。并且在各個方面并不是很好。后來CA774變速器被研制出。它比之前的多了一個前進檔?？傮w來說有了很大的改觀，都有了很大的提升。 改革后，大批的國際商品進來，也包括車輛。這些高端汽車都配備了自動變速器。這也使大量的汽車維修公司成為非常熟悉的液壓自動變速器修復。在實踐中因為對此優(yōu)秀機能感受和熟識，以及快速發(fā)展的經濟和更好的道路條件，對好的先進的汽車有了更多的選擇，促使了其快速成長的步調。 上海通用汽車公司（SGM）產的電子控制自動變速箱4T65E，下線，并開始在市場上通過。上海大眾、一汽大眾捷達都裝備了AG4-95。 至于公共汽車經常起步換擋，勞動強度極大，迫切要求使用自動變速器。1995年，Allison變速器也在公交車上配備，遍及“北上廣深”。它的利用十分廣泛。 （2）電控機械式自動變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在電子控制機械式自動變速器方面，吉林工業(yè)大學、北京理工大學等工科類大學都相繼展開鉆研，但國際比還存在著相當大的距離，但在理論上的研究和國際水平近乎相等。 （3）無級自動變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 十年前的時候，我國大學就購置了樣機作為分析研究。重慶大學在對CVT的結構、機理來做基礎研究;在科技部的95大項目中，東風汽車公司、吉林大學和東北科技大學承擔著重大作用。CVT技術在許多車型中得到運用，比如奧迪A6、奇瑞旗云等。遠觀國際CVT操縱趨向預測出多為小功率即發(fā)動機排量2L下，因而國內市場遠景不容忽視。 1.3　設計目的 我國人口，經濟發(fā)展愈來愈快。社會發(fā)展中人們對車的需求愈來愈高，大市場中，小轎車比例很大。道路交通更加的發(fā)達，說明人們也對此需求更加強烈。并且自動變速器具備操作簡易，可抬高車輛壽命，讓人們更加適應車輛。在排污方面也有大大改進。但對比這方面強國，我們起步較晚，與發(fā)達國家還有一定差距，需要多加努力。研發(fā)出更好的設備。 1.4　三速自動變速器齒輪變速系統(tǒng)的設計要求 （1）為汽車提供三個前進檔和一個倒檔。 （2）構造單一，以降低加工難度和減小制造成本。 （3）操縱簡易，讓駕駛員負荷減小。 第2章　拉維納式齒輪結構設計 2.1　變速器齒輪機構圖及工作原理 2.11　拉維納自動變速器齒輪的機構 此變速器有兩排，前面的是獨立的行星齒輪部分。后面的是雙行星齒輪機構。拆分開來擁有兩個太陽輪，六個行星齒輪，分別是三個長的和三個短的，共用一個行星架。唯一的齒環(huán)連接到輸出軸。拉維納行星齒輪可分為三檔和一個倒檔。（如圖2-1） 圖2-1拉維納式自動變速器 2.12　各執(zhí)行元件的功能 該機構的變速執(zhí)行元件共有五個。即C1、C2、B1、B2、F1分別表示前多片離合器，后多片離合器，前制動帶，后制動帶，單向離合器。當這幾個元件一起作用時，有如下的影響。 （1）輸入軸輸入的動力使多片離合器C1接到后排的小陽輪。 （2）輸入軸的輸入動力則是由多片式離合器C2接到前排的大太陽輪上 （3）大太陽輪外緣是被長行星齒輪圍著轉動，這是因為前面的大太陽輪被制動器B1固定起來導致其不動。 （4）單向離合器，顧名思義是單向的。因此反向時候有自鎖功能，不能動彈。行星架被固定，它具有后制動帶作用的同樣功能。 （5）行星架在制動器B2作用下，牢牢地被牢固起來。行星齒輪作為過渡輪。它繞自己軸線轉動。 2.1.3　拉維納自動變速器換擋原理 1）一檔 在一檔的時候，即Drive位。汽車緩慢運行 ，各個部件的運行狀況是這樣的：C1多片離合器和小太陽輪開始提供動力，行星架則在單項離合器的作用下制動。齒圈輸出動力傳到輸出軸。 在這里，行星齒輪只是作為一個過渡，以改變輸入功率的旋轉方向。忽略了速比機構的影響。行星齒輪，輸出軸和發(fā)動機的旋轉方向一樣。 當太陽輪順時針旋轉時，長軸齒輪環(huán)最終是順時針方向驅動的，行星齒輪產生力矩反應。使行星架產生逆時針轉動的趨勢。由于F1逆時針轉動時自鎖，所以行星架被制動。 汽車在滑行狀況時，齒圈被驅動輪反向輸入的動力帶動，這時候做的是順方向的高速的轉動。長行星齒輪產生齒輪的順時針旋轉，同時太陽輪從發(fā)動機的怠速功率順時針和低速旋轉。最后將行星架遠離單向離合器的鎖定并順時針轉動。當驅動輪轉速低于一定值時候，由F1單向離合器鎖定行星架，并使汽車的滑行狀態(tài)結束，驅動狀態(tài)從新的驅動器更新。在下坡時，驅動輪反向帶動發(fā)動機。運用發(fā)動機怠速運行阻力，完成發(fā)動機制動。 2）二檔 C1多盤離合器和制動B2同時作用。小太陽仍然是驅動裝置，大太陽輪是由B2制動。大太陽輪不能轉動，在此條件下，因行星架做順時針轉動，長的行星齒輪也只能跟著做同樣的運動。最終轉動齒輪環(huán)。齒輪環(huán)驅動輸出軸旋轉。轉動目標與發(fā)動機方向連通，輸出軸為減速運動。二檔時三處（齒圈、長行星輪、行星架）都在運動。造成比一檔輸出軸轉速高。 3）三檔 C1 C2 C3多盤離合器聯(lián)動動作，此時為直齒輪，傳動比為1 4）倒檔 倒檔是車方向向后倒的過程，這時候各個部件的狀態(tài)和前進的時候大不相同，但是原理都是一樣的。此時大的太陽輪為輸出端，多片離合器C2和制動器B1相配合，行星架在B1的作用下停止運轉。大的太陽輪順時針轉動，長行星齒輪被帶動但是與其方向相反，則為逆時針的運動。這個時候行星架是不動的，齒圈跟長行星齒輪配合，和它方向做一致的轉動，便實現(xiàn)了與前進方向相反的后到過程。即為倒檔。 2.1.4　變速器原理圖 目前結合所學習的知識，選取了下圖中的兩種變速器做了一個簡單的對照研究，能更直觀的對目前兩種形式的變速器做一個不同的比較。下圖中可以很好的反映出來。它們最大的不同是辛普森式公用太陽輪，齒圈是一個整體，拉維納式共用一個行星架，僅有一個齒圈和輸出連接起來。為滿足設計要求，變速器結構緊湊，適合輕型、微型車使用，本設計應采用拉維納式。 圖 2-2 圖2-3 工作原理示意圖 氣路原理如圖2-3所示。 1. 長行星齒輪 2．齒圈 3.行星架 4.短行星齒輪5.小太陽輪6大太陽輪. C1、C2、C3為1、2、3號離合器， B1、B2為1、2號制動器F為單向 2.1.5　各檔位工作情況分析表 表2-1 檔位 驅動件 制動件 輸出件 工作元件 一檔 小太陽輪 行星架 齒圈 C1、F 二檔 小太陽輪 大太陽輪 齒圈 C1、B2 三檔 大和小太陽輪 無 齒圈 C1、C2、C3 R檔 大太陽輪 行星架 齒圈 C2、B1 2.2　拉維納自動變速器的設計 2.2.1　拉維納自動變速器設計參數(shù) 質量：1180Kg 最大功率：62.5Kw 最大扭矩：108Nm 最低轉速：2000rpm 發(fā)動機最高轉速：6000rpm 較快車速140km/h 最大爬坡度： 輪胎型號：215/70/R15 主減速器傳動比：5.03 2.2.2　各檔位傳動比計算 設定長行星輪齒數(shù)為,齒圈齒數(shù)為，短行星齒輪齒數(shù)為，小太陽輪齒數(shù)為，大太陽輪齒數(shù)為。 一檔傳動比的計算： 因為一檔時行星架被固定，故該輪系為定軸輪系，動力由小太陽輪傳遞給短行星輪。行星齒輪傳動到長短輪。一個長的行星齒輪被傳遞到環(huán)齒輪。此時，大太陽正在空轉： （2-1） 齒輪二檔時候傳動比計算：此時大太陽正被制動，大太陽輪在自己轉動時給小太陽輪一個力矩。 于是得出： （2-2） 在二檔傳動比的計算時長行星齒輪未來自短行星齒輪的轉速傳給齒圈。 對于前排行星輪（長行星輪） （2-3） 因為大太陽輪被制動 ,故（自轉轉速） 綜合以上三式得出： 三檔（直接檔）傳動比的計算： 由于行星齒輪副被鎖止，該系統(tǒng)成為一個整體在轉動，因此 倒檔傳動比的計算： 行星架制動，齒輪是定軸輪系，和倒檔的動力傳遞從一個大的太陽輪行星齒輪在這個時間長。 （2-4） 2.2.3　最高車速的驗算 在最高轉速下，速度達到很快下變速器處于最大檔位（即直接檔）傳動比為1 —在發(fā)動機最大轉速，此時到6000rpm ——主減速器傳動比5.03 ——輪胎半徑0.3135m 最高車速為140km/h 所以 ＞140km/h滿足要求 2.2.4　齒輪齒數(shù)的確定 傳動系統(tǒng)最大傳動比的確定： 綜合各個方面條件：最大爬坡度，最低車速，加速時間和附著條件等要求做出計算設計： (2-5) 式中：G——總重力11800N f——汽車頻率取0.02 ——汽車最大爬坡度 r——輪胎半徑0.3135m 大傳動比滿足： (2-6) 汽車的最小傳動比: 汽車的最小傳動比影響汽車的行駛性能，最小傳動比太小，車輛在重載下的加速度不好，噪聲和振動發(fā)聲。過大時，燃油不能充分利用，發(fā)動機的噪聲大。 在汽車的最小傳動比傳動比不同的情況下汽車的功率如圖所示： 圖2-4不同最小傳動比時汽車的功率圖 各檔傳動比的分配: 變速器中各檔傳動比按等比級數(shù)相關： (2-6) 現(xiàn)實中，在高檔低速行駛中明顯比低速時候省油。這是為什么呢？這是因為和很多方面有關，在檔位高的時候利用就比檔位低的時候大。檔位高的性能與等比級數(shù)有很大的關系。在一定范圍中切保持幾乎相同，這時發(fā)動機加速時易操作；各齒輪工作的發(fā)動機功率較大。有利于汽車動力。我們根據(jù)圖2-5可以了解到常見的比值，對此就能更好的選擇和參考了。 圖2-5常見轎車傳動比比值 如圖所示，上訴車型均為轎車，傳動比應小于乘用車。因此，選擇時應該選擇較大的值。 我們拿貨車為例，在不同的情況路況下，并且保證其正常行駛，這時候的最大傳動比在30%在。在爬坡度的選擇時乘用車在~之間。但是對于那些特殊性能的車輛，爬坡度會達到過半的情況左右即?？傆^不同的類型，都有差異性。因為路途情況的改進并且乘用車的操縱廣泛，爬坡度的選擇接近貨車。 根據(jù)各個方面的經濟實惠性，車輛在水平且路面完好情況下，變速器選為傳動比為1的直接檔。此時，發(fā)動機的動力和燃油經濟性由發(fā)動機與驅動橋的比率決定。下齒輪的傳動比決定了汽車的最大坡度。因此，在選擇低傳動比、最大爬坡度、驅動輪和路面附著性時，于是選取最低檔傳動比時，應考慮汽車的最小穩(wěn)速和住減速輪與驅動輪的滾動半徑之比。 歸納以上成分選定自動變速器各檔傳動比為： 將所選擇的傳動比帶入式（2-1）、（2-2）、（2-3） 得出齒數(shù)為74、大太陽輪為36、小太陽輪為29。 由途中關系可以看出來，短行星齒輪與太陽輪、行星齒輪和短行星齒輪分別嚙合，齒圈又與長行星齒輪嚙合。齒圈為同心圓設齒圈為，太陽輪，為短行星輪直徑為。 位置關系如圖所示 圖2-6行星齒輪位置關系 1行星架2短行星齒輪3長行星齒輪4齒圈5太陽輪 按照大太陽輪行星排一心(如圖2-6） 求出長行星輪齒數(shù)： 由于 （2-7） 考證大太陽輪在行星排的連接前提： 對于連接的前提很關鍵，在行星齒輪之間必須留有間隙，這樣才能保證相鄰之間不會發(fā)生碰撞出現(xiàn)不必要的損害，相鄰的行星輪關系要滿足齒頂圓的半徑之和比中心距的一半還要小，這是很重要的前提。 圖2-7行星輪位置關系 取1 （2-8） 符合條件 小結 選擇拉維納式行星齒輪的結構，制定了各個檔位時候的控制。 在思考燃油經濟型，最大爬坡度等汽車機能目標后選擇了變速器最好的傳動比。而且按照傳動比能實行下一章。 第3章　各齒輪元件參數(shù)確定及校核 3.1　齒輪材料的選擇原則 1、滿足工作條件的選擇 不同情況下對選擇的材質都不同。對齒輪來說，這種需要傳輸動力的都需要選擇質量高一點的，即有很好的強度，耐磨性能也必須好。且齒面硬，齒芯軟。這樣選擇才能經得住一直高強力的轉動，保證其作用。 2、材料的選擇 一般情況來說，小齒輪硬度是應該略大于大齒輪的。這樣的目的是讓兩個齒輪的壽命達到幾乎相同。但是小齒輪不應該硬度過大，過大會產生對大齒輪的損傷，一般插值在30-50HBS間為最好。研究的拉維納變速器中，大小太陽輪、行星齒輪的材料選擇沒那么苛刻，可選擇一樣的材質。這是因為太陽輪沒有直接嚙合，是通過長短行星齒輪后結合在一起的。 3、考慮加工工藝及熱處理工藝 推薦下列值用于傳動齒輪的滲碳層深度： 當m小于3.5滲碳層深度為0.8～1.2 當m大于0.9～1.3的滲碳層深度時 當m大于1～1.3的滲碳層深度時 外表硬度HRC58~63；芯部硬度HRC33~48。 經過查詢，選取齒輪材料為60MnVb為最好，這中材料適合輕微型的車輛使用。也能達到上述的各個方面。 3.2　行星齒輪各元件計算 3.2.1　齒圈受力及運算 齒輪的壓力角在不同情況大小下都會產生不一樣的效果。過小時有利于傳動的平穩(wěn)，噪聲的降低，相反則能提高它的強度。于是關于乘用車為加大重合度降低噪聲應取，，，等小些的壓力角，實際上，通過查閱規(guī)定得出標準壓力角為 因而變速器基本采用壓力角為 斜齒輪的螺旋角選擇尤為關鍵。在實踐中還證實螺旋角和齒輪強度成正相關。螺旋角過大時抗彎強度會快速下降。于是從升高低檔齒輪的抗彎強度出發(fā)，螺旋角不能太大，以取最好。 齒輪模數(shù)是一個關鍵參數(shù)。為了增加齒數(shù)，增加齒輪的寬度和重疊度，減少噪聲，減少傳動，M應該選擇一個小模數(shù)。于是次模數(shù)選取1.5 齒圈在工作時起到傳遞動力的作用。齒圈作為輸出件，動力通過長行星齒輪傳遞。齒圈必須用回火207~241HRB 加工，因為它很可能發(fā)生變形，出現(xiàn)故障。材料也應選擇各個方面出色的，因而選為60MnVb。 經過手冊查閱得出[5]： 齒圈的法面模數(shù)： 螺旋角： 壓力角 端面模數(shù) ： （3-1） Z=74 根據(jù)分度圓圓關系公式可知： 齒頂圓直徑： 齒根圓直徑： 式中：——齒頂圓直徑 ——齒根圓直徑 ——斜齒輪法面參數(shù) 表3-1 斜齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸的公式 名稱 符號 計算公式 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 注：表中取0，取1，取0.25 齒寬 : (3-2) (為常嚙合齒輪系數(shù) 取為6.0~8.5,取7.8) a． 輪齒接觸應力計算： 1972.72Mpa （3-3） 式中 F——法面內基圓切向力 ——端面分度圓切向力 ——計算載荷1303N.mm ——節(jié)圓半徑 57.5mm ——齒輪材料的實際寬度 鋼材取Mpa ——主齒輪節(jié)點處齒廓曲率半徑（： ） b．彎曲應力計算 =232.46/mmmm （3-4） 式中 ——圓周力， ——計算載荷，64.7Nmm ——直齒圓柱齒輪的應力集中系數(shù)為1.65，斜齒輪的應力集中系數(shù)為1.5 b——齒輪接觸實際寬度，斜齒輪用代替 ——法面周節(jié)， y——齒形系數(shù)，由圖3-1 ——重合度系數(shù)，取2 3.2.2　小太陽輪受力及計算 小太陽輪主要是動力輸入，通過花鍵和軸連在一起。小太陽輪的材料為60MnVb。 查機械手冊[5]：太陽輪壓力角，螺旋角 。 經過計算，對小太陽輪直徑D=45mm，齒頂圓直徑為48mm，齒根圓直徑是41.25mm。 a.接觸應力計算: 1352.72Mpa 式中 ——法面內基圓切向力 ——端面內分度圓切向力，即圓周力 ——計算載荷 362.5N.mm ——節(jié)圓半徑 22.5mm ——節(jié)點處壓力角 ——螺旋角 ——齒輪材料的實際寬度,鋼材取 ——齒輪接觸的實際寬度,斜齒用接替 ——主齒輪節(jié)點處齒廓曲率半徑（ ） b．彎曲應力計算 =270.45mmmm 式中 ——圓周力， ——計算載荷，56.4Nmm ——應力集中系數(shù)，直齒輪取1.65，斜齒輪取1.5 ——摩擦力影響系數(shù)，主動齒輪取1.1，從動齒輪取0.9 ——齒輪接觸實際寬度，斜齒輪用代替 ——法面周節(jié)， y——齒形系數(shù)，由圖3-1 ——重合度系數(shù)，取2 上面取得各個參數(shù)是按圖3-1中分布圖得到的。圖中當齒輪受到的載荷作用于齒頂時按當量齒數(shù)計算。 圖3-1 齒形系數(shù)分布圖 ——齒形系數(shù)y(當載荷作用于齒頂，)， ——斜齒輪按當量齒數(shù) 3.2.3　大太陽輪受力及計算 在倒檔中，大太陽輪是主要的驅動元件。類似于小型太陽輪，屬于花鍵連接。 經查手冊[5]：壓力角，螺旋角，法面模數(shù)，經計算太陽輪分度圓直徑為56mm，齒頂圓直徑59mm，齒根圓直徑52.25mm。 a.接觸應力計算 1520.26Mpa（計算過程同上） b．彎曲應力計算 190.47N/mmN/mm 3.2.4　行星輪受力及計算 行星齒輪的傳送特色是體積小，承載本領強，運作平穩(wěn)。行星齒輪傳遞效能高，可是傳動比不大。在行星齒輪傳動系統(tǒng)的拉維納兩型行星齒輪，這是一個行星齒輪的長和行星齒輪的短兩個。因兩行星輪齒數(shù)相同，故其分度圓直徑相同經計算：分度圓直徑D為30，齒頂圓33，齒根圓為26.25 a.接觸應力計算（長行星輪） 1422.29Mpa b. 彎曲應力計算 mm/mm a.接觸應力計算（短行星輪） 1328.73Mpa b．彎曲應力計算 mm /mm 3.3　離合器摩擦片的選擇 離合器由壓盤、摩擦片、回位彈簧和離合器殼體組成。摩擦片式的離合器有非常好的特性，結構簡易是一方面，并且其中的零件數(shù)目少。在運用的時候能達到很好的穩(wěn)定，它的部件分布也很平均，能達到很好的效果。尤其是潤滑散熱。這幾點達到之后能保證其不易損壞，更長時間的使用。所以這種離合器在自動變速器中廣泛的得到了使用。這種離合器在此文中的變速器中有三組，分別控制大小太陽輪和行星架。使用效果十分可觀。 摩擦片的外徑是離合器設計的主要參數(shù)。對離合器的設計有決定性的影響的是摩擦片的外徑。他與離合器能承受的扭矩有直接關系。它還涉及離合器的結構，重量和使用壽命。 圖3-2 離合器摩擦片 圖中所示為干式離合器面片。干式離合器面片主要用于對比濕式離合器面片能夠承受更高的溫度。適用于工作環(huán)境相對干燥的情況。濕式離合器摩擦片是用于潤滑的工作環(huán)境。 在選擇離合器摩擦片時參考國家準機械零件根據(jù)國家機械局1996-06批準表[11]選擇： 圖3-3干式離合器 根據(jù)上表，選取離合器的摩擦片尺寸：外直徑為145mm,內徑為100mm，厚度為2.5mm，和內、外徑之比為0.6896。 3.4　小結 對行星齒輪，太陽輪，齒圈進行了材料的選取和力的校核。 當摩擦板被選中時，根據(jù)國家標準的形式，摩擦板的數(shù)量是有力分析和離合器殼體的大小決定的。 第4章 　輸入軸的強度校核及壽命分析 4.1　輸入軸直徑選擇 4.1.1　軸的工藝要求及材料選擇 用滲碳，高頻等熱處理來加工其輸入軸。因為軸的要求很嚴格，它的軸不能折斷變形，得經受扭轉和彎曲。軸由碳鋼和合金鋼制成。滲碳鋼比合金鋼便宜，對應力積累敏感性較低，應用廣泛。碳素鋼有30、40、45、和50鋼多為常用。軸的直徑盡可能小，限制它最大最小的直徑差距，可以改善機械性能，也可以節(jié)省材料，減少切削用量。 軸需要磨削和切削螺紋。砂輪、凹槽、凹槽應留有后方可保證加工完整。 軸上有若干鍵槽，應在統(tǒng)一母線上打開，使夾具全部完成后。 如有可能，如過圓、倒角、鍵槽、砂輪、軸中心孔等尺寸應與標準和規(guī)定一直，便于加工和檢驗。 與標準件相當合的軸段D應滿足標準件的請求，取值。零件裝配在軸的上面是一個精度要求非常高，非常細致的過程。一般都用階梯式的辦法來裝。從兩端向中間慢慢增大。軸間是為了讓零件安裝方便。軸端應倒角，以去掉毛刺，便于導向和裝配。軸間的運用也十分靈活，要滿足其中的各個要求，滿足安裝時候的尺寸。 4.1.2　軸徑的初步估算 根據(jù)經驗公式： 式中：K——經驗系數(shù) K=4.0~4.6 ——發(fā)動機最大轉矩 =108N.mm 按照軸承的標準選取將軸承D圓整輸入軸d取25mm.因此輸出軸直徑d取20mm. 在公式中，直徑是最小直徑。如果截面有鍵槽，則應增加計算出的軸頸。當有個鍵槽時，增加5%，當有兩個鍵槽時，增加10%。 4.2　輸入軸的強度校核 受力分析如圖4.1所示： 圖4-1 輸入軸的受力分析 彎矩圖及扭矩圖如圖4-2 4-3所示： 圖4-2輸入軸的彎矩圖 圖4.3輸入軸的扭矩圖 計算支撐反力： 在水平平面上： （4-1) (4-2) 負號為的方向與受力簡圖所設相反。 在垂直平面上： (4-3) 在水平平面上： 在垂直平面上： 在a-a剖面 ： 由彎矩圖和扭矩圖可知a-a截面因彎矩大，有轉矩，有鍵槽引發(fā)的應力相聚，故為危險截面 查《機械設計》表10.1[9] (4-4) 取α=0.6 軸的計算應力： (4-5) 查表13-1[10]，軸材料為45鋼，淬火和回火處理=60Mpa ，故安全 4.3　軸承的選擇及壽命計算 4.3.1　軸承的選擇 在三速自動變速器中，軸承的作用有兩種：一種是支軸承作用、一種是止推軸承。在這里止推軸承選取滾動軸承中的深溝球軸承。作為支撐的軸承選取為圓錐滾針軸承。軸承的選取按照我國機械設計準則選擇查表 表4-1[11] 軸承型號 內徑d 外徑D 公稱寬度 動載荷 30202 15 35 11.75 20.8 30203 17 40 13.25 28.2 30204 20 47 15.25 32.2 30205 25 52 16.25 43.2 30206 30 62 17.25 43.2 30207 35 72 18.25 54.2 30208 40 80 19.75 63.0 30209 45 85 20.75 67.8 4.3.2　軸承壽命計算 機械手冊[10]檢查30250C，獲得Cr=32200N,C0r=28200N. （1）計算軸承的軸向力。由機械設計表11.13查的30250號軸承內軸向力公式，則軸承Ⅰ、II內部軸向力分別為： 按照軸承受力圖，于是軸有左移趨向。但由軸承零件的結構圖，兩個軸承的軸向力分別： 比較兩軸承的受力：故只需要校核軸承Ⅱ。 (2)計算當量動載荷： 查表11.12，得e=0.04因為所以：X=0.44，Y=1.36 當量動載荷計算為： N （3）軸承壽命的校核：軸承在100如下,查機械設計表11.9得，。軸承壽命校核得： (4-8) C==32200N n=300r/min P=2045.8N , 在不發(fā)生任何認為損壞或者其他因素下，自動變速器的使用壽命可達到10年所以最高使用時間是在10年內計算的： 顯然，，故滿足壽命要求。 4.4　小結 對輸入軸進行了軸徑選擇，并且對軸及軸上的軸承進行了力的校核。軸及軸承均符合標準。 對軸承進行了壽命分析運算。軸承壽命符合要求。 結 論 本設計基本完成設計任務，完成的工作有： （1）本次設計選擇拉維納式行星齒輪構造。確定了各檔位控制元件的關連。 （2）在燃油經濟性、爬坡性能指標后，選擇最佳的傳動比傳動。 （3）對行星齒輪，太陽輪，齒圈等元件進行合力的校核。其是標準件的均按國標選擇。設計中標準部件包括軸承，螺釘和摩擦片。 通過大學幾年的不斷學習，對汽車這方面有了一定的了解。讓我得以對此次設計順利的運用。設計中使我對機械制圖的知識與齒輪設計原則有了更深刻的理解。并且在熱加工熱處理方面通過此次的加工設計我也更好的對此做了更深刻的認知，感受到知識的廣闊。 致 謝 本次設計是在焦運景老師的悉心認真的指導下才得以完成的。焦老師在不辭辛勞的認真指導我們做設計，尤其是在論文方面做了很認真的批改，嚴格要求我們完成設計各個方面，也要感謝車輛專業(yè)的所有老師在四年內對我的教導，讓我學到了更多的知識。 參考文獻 [1] 關文達主編.汽車構造[M].清華大學出版社,2005：209-215. 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