二軸式變速器畢業(yè)設計說明書.pdf

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1、蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計目 錄第 一 章 緒 論 1第 二 章 變 速 器 的 基 本 設 計 方 案 62.1概 述 62.2變 速 器 的 結 構 分 析 與 型 式 選 擇 62.3轎 車 變 速 器 機 構 方 案 的 選 擇 92.4變 速 器 設 計 的 基 本 要 求 10第 三 章 變 速 器 齒 輪 的 設 計 11 3.1檔 位 數 的 確 定 及 傳 動 的 初 選 113.2確 定 中 心 距 113.3初 選 齒 輪 參 數 11第 四 章 齒 輪 校 核 144.1計 算 各 軸 的 轉 矩 144.2輪 齒 強 度 計 算 14第 五 章 軸 的 設

2、 計 及 校 核 185.1軸 的 工 藝 要 求 185.2軸 的 強 度 計 算 18第 六 章 軸 承 校 核 21 6.1 輸 入 軸 的 軸 承 校 核 216.1 輸 出 軸 軸 承 校 核 22第 七 章 同 步 器 的 設 計 247.1 同 步 器 的 結 構 247.2 同 步 器 的 主 要 參 數 確 定 25第 八 章 變 速 器 的 操 縱 機 構 278.1 變 速 器 操 縱 機 構 的 功 能 27經 濟 技 術 分 析 28結 論 30參 考 文 獻 31致 謝 32 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 1 液 控 式 四 速 自 動 變 速 器 設 計

3、第 一 章 緒 論汽 車 是 作 為 一 種 交 通 工 具 而 產 生 的 ， 但 發(fā) 展 到 今 天 已 經 不 能 把 它 理 解 為 單 純 的 行 的手 段 。 因 為 “汽 車 化 ”改 變 了 當 代 世 界 的 面 貌 ， 它 已 經 成 為 當 代 物 質 文 明 與 進 步 的 象 征 及文 明 形 態(tài) 的 一 種 代 表 。 中 國 汽 車 工 業(yè) 的 振 興 也 必 然 會 使 中 國 的 面 貌 煥 然 一 新 ， 在 繁 榮 經濟 ， 促 進 四 個 現 代 化 的 實 現 ， 提 高 中 國 人 民 的 生 活 水 平 ， 推 動 社 會 與 地 球 上 近 四

4、分 之 一的 人 類 進 步 方 面 ， 發(fā) 揮 重 大 作 用 .現 在 人 類 社 會 在 不 斷 的 進 步 與 繁 榮 ， 交 通 的 變 革 與 發(fā) 展在 促 進 社 會 的 發(fā) 展 中 起 了 突 出 的 作 用 ， 汽 車 作 為 一 種 交 通 工 具 的 產 生 對 社 會 更 具 有 重 要的 意 義 。 人 類 社 會 及 人 們 生 活 的 “汽 車 化 ”， 大 大 地 擴 大 了 人 們 日 常 活 動 的 范 圍 ， 擴 大 并 加 速 了 地 區(qū) 間 、 國 際 間 的 交 往 ， 成 倍 地 提 高 了 人 們 外 出 辦 事 的 效 率 ， 極 大 地 加

5、速 了 人 們的 活 動 節(jié) 奏 ， 促 進 了 世 界 經 濟 的 大 發(fā) 展 與 人 類 的 快 速 進 步 ， 開 創(chuàng) 了 現 代 “汽 車 社 會 ”這 樣一 個 嶄 新 的 時 代 。據 統(tǒng) 計 ： 在 以 前 蒸 汽 機 輪 船 與 蒸 汽 機 車 的 問 世 曾 推 動 了 當 時 的 產 生 革 命 。 繼 蒸 汽 機輪 船 與 火 車 出 現 之 后 ， 1886年 德 國 工 程 師 戴 姆 勒 與 奔 茨 二 人 以 汽 油 內 燃 機 為 動 力 ， 分 別獨 立 地 制 成 了 最 早 的 實 用 汽 車 。 1903年 美 國 人 亨 利 福 特 創(chuàng) 建 了 福 特

6、 汽 車 公 司 ， 1908年推 出 了 “T”型 車 ， 并 于 1913年 建 成 了 流 水 作 業(yè) 裝 配 線 進 行 汽 車 的 大 批 量 生 產 。 這 項 大 生產 技 術 的 出 現 ， 為 提 高 汽 車 質 量 、 降 低 生 產 成 本 及 以 后 的 汽 車 工 業(yè) 大 發(fā) 展 創(chuàng) 造 了 條 件 。1921年 “T”型 汽 車 的 產 量 已 占 世 界 汽 車 產 量 達 200萬 輛 。 1927年 夏 。 “T”型 車 成 為 歷 史 ，共 售 出 1500多 萬 輛 。 汽 車 問 世 百 余 年 來 ， 特 別 是 從 汽 車 產 品 的 大 批 生 產

7、 以 及 汽 車 工 業(yè) 的 大 發(fā) 展 以 來 ， 汽車 已 經 為 世 界 經 濟 的 大 發(fā) 展 、 為 人 類 進 入 現 代 生 活 ， 產 生 了 無 法 估 量 的 巨 大 影 響 ， 為 人類 社 會 的 進 步 作 出 了 不 可 磨 滅 的 巨 大 貢 獻 ， 掀 起 了 時 代 的 革 命 。汽 車 的 作 用 對 國 際 化 的 發(fā) 展 起 著 不 可 磨 滅 的 作 用 ， 首 先 ， 以 美 國 為 例 ： 美 國 汽 車 工業(yè) 早 已 經 發(fā) 展 成 為 與 鋼 鐵 、 建 筑 并 列 的 三 個 最 大 的 行 業(yè) 之 一 。 如 今 美 國 的 信 息 產 業(yè)

8、 與 高薪 技 術 產 業(yè) 發(fā) 展 迅 猛 ， 但 汽 車 工 業(yè) 仍 不 失 為 美 國 產 業(yè) 最 主 要 的 支 柱 之 一 。 在 全 球 的 汽 車保 有 量 中 ， 美 國 生 產 的 汽 車 占 34.8%。 日 本 汽 車 工 業(yè) 在 1941年 已 經 有 5萬 輛 的 年 產 能力 ， 1955年 就 能 達 到 15萬 輛 。下 面 具 體 介 紹 一 下 我 國 汽 車 工 業(yè) 的 發(fā) 展 。在 舊 中 國 沒 有 真 正 的 制 造 汽 車 的 工 業(yè) ， 只 有 到 中 華 人 民 共 和 國 成 立 之 初 ， 毛 澤 東 主 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設

9、計 2 席 、 周 恩 來 總 理 等 第 一 代 國 家 領 導 人 非 常 關 注 、 親 自 參 與 建 立 中 國 汽 車 工 業(yè) 的 重 大 決 策 ，在 前 蘇 聯(lián) 援 助 中 國 建 設 一 批 重 點 工 業(yè) 項 目 中 列 入 建 設 一 座 現 代 化 的 載 貨 汽 車 工 廠 ， 并 在中 央 重 工 業(yè) 部 下 屬 機 器 工 業(yè) 局 籌 備 組 建 期 間 ， 開 始 了 籌 建 的 前 期 工 作 。 1953年 7月 ， 毛主 席 親 筆 題 名 的 第 一 汽 車 制 造 廠 在 吉 林 省 長 春 市 動 工 興 建 ， 在 中 央 動 員 、 全 國 支

10、援 和 參與 建 設 者 的 奮 力 拼 搏 下 ， 實 現 了 黨 中 央 提 出 “力 爭 三 年 建 成 長 春 汽 車 廠 和 出 汽 車 、 出 人才 、 出 經 驗 ”的 目 標 ， 國 產 第 一 輛 解 放 牌 載 貨 汽 車 于 1956年 7月 13日 駛 下 總 裝 配 生 產線 ， 從 此 結 束 了 中 國 自 己 不 能 制 造 汽 車 的 歷 史 ， 圓 了 中 國 人 自 己 生 產 國 產 汽 車 之 夢 。 1957年 5月 ， 一 汽 開 始 仿 照 國 外 樣 車 自 行 設 計 轎 車 ； 1958年 先 后 試 制 成 功 CA71型 東 風 牌 小

11、轎 車 和 CA72型 紅 旗 牌 高 級 轎 車 ， 毛 主 席 等 國 家 領 導 人 親 自 試 乘 了 東 風 牌 小 轎 車 ， 十 分高 興 地 稱 贊 ： “坐 上 自 己 制 造 的 汽 車 了 ”； 之 后 ， 紅 旗 牌 高 級 轎 車 被 列 為 國 家 禮 賓 用 車 ， 并 用 作 國 家 領 導 人 乘 坐 的 慶 典 檢 閱 車 。進 入 60年 代 ， 國 民 經 濟 實 行 “調 整 、 鞏 固 、 充 實 、 提 高 ”方 針 ， 在 國 家 和 省 市 支 持下 ， 形 成 了 一 批 汽 車 制 造 廠 、 汽 車 制 配 廠 和 改 裝 車 廠 ， 其

12、 中 ， 南 京 、 上 海 、 北 京 和 濟 南共 4個 較 有 基 礎 的 汽 車 制 配 廠 ， 經 過 技 術 改 造 成 為 繼 一 汽 之 后 第 一 批 地 方 汽 車 制 造 廠 ，發(fā) 展 汽 車 品 種 ， 相 應 建 立 了 專 業(yè) 化 生 產 模 式 的 總 成 和 零 部 件 配 套 廠 ， 為 今 后 發(fā) 展 大 批 量 、多 品 種 生 產 協(xié) 作 配 套 體 系 形 成 了 初 步 基 礎 。在 這 個 歷 史 階 段 ， 力 求 探 索 汽 車 工 業(yè) 管 理 的 改 革 ， 國 家 決 定 試 辦 汽 車 工 業(yè) 托 拉 斯 ，實 施 了 促 進 汽 車 工

13、 業(yè) 發(fā) 展 的 多 項 舉 措 ， 60年 代 中 期 工 業(yè) 托 拉 斯 停 辦 。 與 此 同 時 ， 汽 車 改裝 業(yè) 和 摩 托 車 制 造 業(yè) 起 步 ， 重 點 發(fā) 展 了 一 批 軍 用 改 裝 車 ， 民 用 消 防 車 、 救 護 車 、 自 卸 車和 牽 引 車 相 繼 問 世 ， 并 為 社 會 經 濟 發(fā) 展 提 供 了 城 市 、 長 途 和 團 體 這 三 大 類 客 車 。 北 京 最 早 試 制 二 輪 摩 托 車 提 供 軍 用 ， 之 后 南 京 、 南 昌 和 濟 南 等 地 相 繼 試 制 三 輪 摩 托 車 和 機 器 腳踏 車 ， 當 時 主 要

14、用 于 軍 事 、 郵 電 、 體 育 和 城 市 短 途 運 輸 ， 摩 托 車 工 業(yè) 處 于 起 步 階 段 ， 與汽 車 工 業(yè) 創(chuàng) 建 密 切 相 關 的 汽 車 科 研 事 業(yè) 和 專 業(yè) 教 育 體 系 初 步 形 成 。1964年 ， 國 家 確 定 在 三 線 建 設 以 生 產 越 野 汽 車 為 主 的 第 二 汽 車 制 造 廠 、 四 川 和 陜 西汽 車 制 造 廠 。 二 汽 是 國 內 自 行 設 計 、 國 內 提 供 裝 備 的 工 廠 ， 采 取 了 “包 建 ”（ 專 業(yè) 對 口 老廠 包 建 新 廠 、 小 廠 包 建 大 廠 ） 和 “聚 寶 ”（

15、國 內 的 先 進 成 果 移 植 到 二 汽 ） 的 方 法 ， 同 時 在湖 北 省 內 外 安 排 新 建 、 擴 建 26個 重 點 協(xié) 作 配 套 廠 。 一 個 嶄 新 的 大 型 汽 車 制 造 廠 在 湖 北省 十 堰 市 興 建 和 投 產 ， 當 時 主 要 生 產 中 型 載 貨 汽 車 和 越 野 汽 車 。 與 此 同 時 ， 川 汽 、 陜 汽和 與 陜 汽 生 產 配 套 的 陜 西 汽 車 齒 輪 廠 ， 分 別 在 四 川 省 重 慶 市 大 足 縣 和 陜 西 省 寶 雞 市 （ 現已 遷 西 安 ） 興 建 和 投 產 ， 主 要 生 產 重 型 載 貨

16、汽 車 和 越 野 汽 車 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 3 60年 代 中 后 期 ， 國 家 提 出 “大 打 礦 山 之 仗 ”的 決 策 ， 礦 用 自 卸 車 成 為 其 重 點 裝 備 ， 上海 32噸 試 制 成 功 投 產 之 后 ， 天 津 15噸 、 常 州 15噸 、 北 京 20噸 、 一 汽 60噸 （ 后 轉 本溪 ） 和 甘 肅 白 銀 42噸 電 動 輪 礦 用 自 卸 車 也 相 繼 試 制 成 功 投 產 ， 緩 解 了 冶 金 行 業(yè) 采 礦 生產 裝 備 需 要 。為 適 應 國 民 經 濟 發(fā) 展 對 重 型 載 貨 汽 車 的 需 求

17、， 濟 南 汽 車 制 造 廠 擴 建 黃 河 牌 8噸 重 型載 貨 汽 車 的 生 產 能 力 ， 安 徽 淝 河 、 南 陽 、 丹 東 、 黑 龍 江 和 湖 南 等 地 方 汽 車 也 投 入 同 類 車型 生 產 。 邢 臺 長 征 牌 12噸 重 型 載 貨 汽 車 （ 源 于 北 京 新 都 廠 遷 建 ） 、 上 海 15噸 重 載 載 貨汽 車 投 產 問 世 。據 不 完 全 統(tǒng) 計 ： 在 此 期 間 ， 一 汽 、 南 汽 、 上 汽 、 北 汽 和 濟 汽 5個 老 廠 分 別 承 擔 了 包建 和 支 援 三 線 汽 車 廠 （ 二 汽 、 川 汽 、 陜 汽 和

18、 陜 齒 ） 的 建 設 任 務 ， 其 自 身 投 入 技 術 改 造 擴 大 生 產 能 力 ； 地 方 發(fā) 展 汽 車 工 業(yè) ， 幾 乎 全 部 仿 制 國 產 車 型 重 復 生 產 ； 據 粗 略 統(tǒng) 計 ， 解 放牌 車 型 20多 家 ， 北 京 130車 型 20多 家 ， 躍 進 車 型 近 20家 ， 北 京 越 野 車 近 10家 ； 改 裝車 生 產 向 多 品 種 、 專 業(yè) 化 發(fā) 展 ， 生 產 廠 點 近 200 家 ； 1980 年 大 中 輕 型 客 車 生 產 13400輛 ， 其 中 ： 長 途 客 車 6000多 輛 ； 汽 車 零 部 件 品 種

19、增 多 ， 廠 家 增 加 到 2100家 ； 摩 托 車 工業(yè) 初 步 形 成 ， 1980年 24個 廠 家 生 產 4.9萬 輛 。汽 車 設 計 理 論 是 指 導 汽 車 設 計 實 踐 的 ， 而 汽 車 設 計 實 踐 經 驗 的 長 期 積 累 和 汽 車 生 產技 術 的 發(fā) 展 與 進 步 ， 又 使 汽 車 設 計 理 論 得 到 不 斷 的 發(fā) 展 與 提 高 。 汽 車 設 計 技 術 是 汽 車 產品 設 計 的 方 法 和 手 段 ， 是 汽 車 設 計 實 踐 的 軟 件 和 硬 件 。汽 車 設 計 技 術 在 近 百 年 中 也 經 歷 了 由 經 驗 設

20、計 發(fā) 展 到 以 科 學 實 驗 和 技 術 分 析 為 基礎 的 設 計 階 段 ， 進 而 自 60年 代 中 期 在 設 計 中 引 入 電 子 計 算 機 后 又 形 成 了 計 算 機 輔 助 設 計 等 新 方 法 ， 并 使 設 計 逐 步 實 現 半 自 動 化 和 自 動 化 。在 20世 紀 90年 代 ， 國 際 汽 車 界 興 起 一 種 逆 向 工 程 的 汽 車 產 品 開 發(fā) 新 方 式 。 經 過 幾年 的 發(fā) 展 ， 積 累 了 很 多 經 驗 ， 取 得 巨 大 進 步 ， 可 以 說 已 成 為 現 代 汽 車 產 品 開 發(fā) 的 主 流 形式 。 逆

21、向 工 程 主 要 是 依 靠 高 度 集 成 化 、 可 視 化 、 開 放 型 的 計 算 機 技 術 和 網 絡 技 術 ， 構 筑汽 車 產 品 ， 從 概 念 構 思 、 產 品 設 計 、 工 程 分 析 、 工 藝 制 造 、 應 用 工 程 、 市 場 服 務 ， 全 過程 實 現 無 紙 化 、 高 精 度 、 系 統(tǒng) 化 的 操 作 平 臺 。 雖 然 ， 目 前 仍 需 制 造 樣 品 ， 進 行 實 物 試 驗 、論 證 和 評 價 ， 但 這 已 經 不 是 一 種 重 要 的 手 段 ， 最 終 將 會 取 消 這 一 過 程 。 就 這 種 思 維 的 方法 而

22、言 ， 是 思 維 先 于 實 體 、 實 體 用 于 反 證 思 維 的 逆 向 邏 輯 形 式 ， 國 際 汽 車 界 稱 之 為 逆 向工 程 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 4 實 施 逆 向 工 程 的 目 的 是 為 了 更 好 地 實 現 汽 車 產 品 設 計 的 并 行 工 程 ， 使 產 品 設 計 及 其相 關 過 程 實 行 同 步 作 業(yè) ， 并 使 之 優(yōu) 化 ， 大 大 提 高 產 品 設 計 的 一 次 成 功 率 ， 從 而 縮 短 周 期 ，降 低 成 本 ， 減 少 風 險 ， 提 高 質 量 ， 增 強 企 業(yè) 競 爭 力 。我 國 汽 車

23、工 業(yè) 在 實 行 逆 向 工 程 中 已 經 做 了 一 些 工 作 ， 并 且 具 有 廣 泛 的 社 會 基 礎 ， 特別 是 軍 工 和 院 校 部 門 已 經 先 行 一 步 ， 水 平 也 不 算 低 ， 如 果 我 們 能 把 集 成 和 整 合 工 作 做 得好 些 ， 進 步 就 會 更 快 、 更 大 。汽 車 的 設 計 開 發(fā) 工 作 是 由 根 據 市 場 調 查 及 使 用 要 求 而 制 定 的 設 計 任 務 書 開 始 的 。汽 車 設 計 的 內 容 包 括 整 車 總 體 設 計 、 總 成 設 計 和 零 件 設 計 。 整 車 總 體 設 計 又 稱

24、為 汽車 的 總 布 置 設 計 ， 其 任 務 是 使 所 設 計 的 產 品 達 到 設 計 任 務 書 所 規(guī) 定 的 整 車 參 數 和 性 能 指標 的 要 求 ， 并 將 這 些 整 車 參 數 和 性 能 指 標 分 解 為 有 關 總 成 的 參 數 和 功 能 。 在 這 項 高 層 次 的 設 計 工 作 中 ， 既 有 汽 車 各 總 成 間 的 聯(lián) 系 問 題 ， 又 有 人 與 汽 車 之 間 的 聯(lián) 系 問 題 。 解 決 人車 之 間 的 聯(lián) 系 問 題 屬 于 人 機 工 程 設 計 ， 它 在 汽 車 設 計 工 作 中 占 有 極 重 要 的 位 置 。 零

25、 件 標 準 化 、 部 件 通 用 化 、 產 品 系 列 化由 于 汽 車 的 產 量 大 、 品 種 及 型 號 多 ， 設 計 中 實 行 零 件 標 準 化 、 部 件 通 用 化 和 產 品 系列 化 ， 可 簡 化 生 產 ， 提 高 工 效 ， 保 證 產 品 質 量 ， 降 低 生 產 成 本 ， 減 少 配 件 品 種 ， 方 便 維修 。 所 謂 “系 列 化 ”是 指 制 造 廠 為 了 能 供 應 各 種 型 號 的 產 品 （ 可 為 汽 車 ， 亦 可 為 總 成 和 部件 ） ， 又 能 進 行 大 量 生 產 ， 而 將 產 品 合 理 分 擋 ， 組 成 系

26、 列 ， 并 考 慮 各 種 變 型 。 例 如 驅 動型 式 為 44的 越 野 汽 車 加 上 一 根 驅 動 橋 則 可 變 成 66的 越 野 汽 車 ， 加 上 兩 根 則 又 可 變 成88的 越 野 汽 車 ， 組 成 系 列 ； 發(fā) 動 機 可 按 缸 數 分 為 4缸 、 6缸 或 V6缸 、 V8缸 等 組 成 系 列 。 這 樣 即 可 較 少 的 基 本 型 衍 生 出 較 多 的 系 列 產 品 ， 以 滿 足 廣 泛 的 需 求 。所 謂 “通 用 化 ”是 指 在 同 一 系 列 或 總 質 量 相 近 的 一 些 車 型 上 ， 采 用 通 用 的 總 成 或

27、部件 ， 以 簡 化 生 產 。所 謂 “標 準 化 ”是 指 在 設 計 中 廣 泛 采 用 標 準 件 ， 以 利 于 組 織 生 產 、 提 高 質 量 、 降 低 造價 和 方 便 維 修 。 考 慮 使 用 條 件 的 復 雜 多 變?yōu)?了 使 所 設 計 的 汽 車 產 品 在 全 國 和 全 世 界 這 樣 的 廣 闊 市 場 上 具 有 競 爭 力 ， 設 計 中 就要 充 分 考 慮 提 高 其 對 復 雜 多 變 的 使 用 條 件 的 適 應 性 。 特 別 應 注 意 熱 帶 、 寒 帶 等 不 同 的 氣候 條 件 和 高 原 、 山 區(qū) 、 丘 陵 、 沼 澤 、

28、沿 海 等 不 同 的 地 理 條 件 ， 以 及 燃 料 供 應 、 維 修 能 力等 不 同 的 使 用 條 件 對 汽 車 結 構 、 性 能 、 材 料 、 附 件 等 的 特 殊 要 求 。 例 如 ： 在 高 原 地 區(qū) 發(fā) 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 5 動 機 應 增 壓 ； 在 熱 帶 地 區(qū) 要 考 慮 車 廂 的 隔 熱 、 空 調 或 通 風 ； 在 寒 帶 要 考 慮 發(fā) 動 機 的 冷 起動 ； 在 山 區(qū) 則 應 提 高 汽 車 的 爬 坡 能 力 并 附 加 發(fā) 動 機 排 氣 制 動 等 。 重 視 汽 車 使 用 中 的 安 全 、 可 靠 、

29、經 濟 與 環(huán) 保良 好 的 使 用 性 能 顯 然 是 各 種 產 品 的 設 計 者 都 要 追 求 的 目 標 ， 汽 車 設 計 者 更 是 如 此 ，所 不 同 的 是 汽 車 的 使 用 性 能 是 多 方 面 的 （ 例 如 ： 動 力 性 、 燃 油 經 濟 性 、 制 動 性 、 操 縱 穩(wěn)定 性 、 平 順 性 、 舒 適 性 、 通 過 性 以 及 可 靠 性 、 耐 久 性 、 維 修 性 和 對 環(huán) 境 保 護 的 影 響 性 能等 ） ， 而 且 在 默 寫 性 能 之 間 有 時 是 相 互 矛 盾 的 。 因 此 ， 汽 車 設 計 的 特 點 還 在 于 ：

30、要 在 給定 的 使 用 條 件 下 ， 協(xié) 調 各 種 使 用 性 能 的 要 求 、 優(yōu) 選 各 種 使 用 性 能 指 標 ， 使 汽 車 在 該 使 用條 件 下 的 綜 合 使 用 性 能 達 到 最 優(yōu) 。 特 別 要 重 視 使 用 中 的 安 全 、 可 靠 、 經 濟 與 環(huán) 保 。 車 身 設 計 既 重 視 工 程 要 求 更 注 重 外 觀 造 型 汽 車 車 身 的 外 形 、 油 漆 及 色 彩 是 汽 車 給 人 們 的 第 一 個 外 觀 印 象 ， 是 人 們 評 價 汽 車 的最 直 接 方 面 ， 也 是 轎 車 的 最 重 要 市 場 競 爭 因 素 ，

31、 是 汽 車 設 計 非 常 重 要 的 內 容 。 車 身 造 型既 是 工 程 設 計 ， 又 是 美 工 設 計 。 從 工 程 設 計 來 看 ， 它 既 是 滿 足 結 構 的 強 度 要 求 、 整 車 布置 的 匹 配 要 求 和 沖 壓 分 快 的 工 藝 要 求 ， 又 要 適 應 車 身 的 空 氣 動 力 學 的 要 求 而 具 有 最 小 的風 阻 系 數 ； 從 美 工 設 計 來 看 ， 它 應 當 適 應 時 代 的 特 點 和 人 們 的 愛 好 ， 要 像 對 待 工 藝 品 那樣 進 行 美 工 設 計 ， 給 人 以 高 度 美 感 ， 起 到 美 化 環(huán)

32、 境 的 作 用 。 在 保 證 可 靠 性 的 前 提 下 盡 量 減 小 汽 車 的 自 身 質 量和 固 定 的 機 械 設 備 不 同 ， 作 為 運 輸 用 的 汽 車 其 自 身 質 量 直 接 影 響 起 燃 油 經 濟 性 。 和單 間 生 產 、 小 批 量 生 產 的 產 品 不 同 ， 作 為 大 批 量 生 產 的 汽 車 ， 減 小 其 自 身 質 量 可 節(jié) 約 大量 的 制 造 材 料 ， 降 低 生 產 成 本 。 合 理 地 減 小 汽 車 的 自 身 質 量 對 汽 車 工 業(yè) 和 汽 車 運 輸 業(yè) 會 帶 來 巨 大 的 經 濟 效 益 。 最 優(yōu) 化

33、設 計 方 法 可 滿 足 這 方 面 的 設 計 要 求 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 6 第 二 章 變 速 器 的 基 本 設 計 方 案2.1 概 述變 速 器 的 結 構 對 汽 車 的 動 力 性 、 燃 油 經 濟 性 、 換 擋 操 縱 的 可 靠 性 與 輕 便 性 ， 傳 動 的平 穩(wěn) 性 與 效 率 等 都 有 直 接 的 影 響 。 采 用 優(yōu) 化 設 計 方 法 對 變 速 器 與 主 減 速 器 ， 以 及 變 速 器的 參 數 做 優(yōu) 化 匹 配 ， 可 得 到 良 好 的 動 力 性 與 燃 油 經 濟 性 ； 采 用 自 鎖 及 互 鎖 裝 置

34、、 倒 檔 安全 裝 置 ， 對 接 合 齒 采 取 倒 錐 齒 側 （ 或 越 程 接 合 、 錯 位 接 合 、 齒 厚 減 薄 、 臺 階 齒 側 ） 等 措施 ， 以 及 其 他 結 構 措 施 ， 可 使 操 縱 可 靠 ， 不 跳 檔 、 亂 檔 、 自 行 脫 檔 和 誤 掛 倒 檔 ； 采 用 同步 器 可 使 換 擋 輕 便 、 無 沖 擊 及 噪 聲 ； 采 用 高 齒 、 修 形 及 參 數 優(yōu) 化 等 措 施 可 使 齒 輪 傳 動 平穩(wěn) 、 噪 聲 低 。 降 低 噪 聲 水 平 已 成 為 提 高 變 速 器 質 量 和 設 計 、 工 藝 水 平 的 關 鍵 。

35、汽 車 傳 動 系 統(tǒng) 的 基 本 功 能 是 將 發(fā) 動 機 輸 出 的 運 動 和 動 力 傳 給 車 輪 ， 以 驅 動 汽 車 行使 。 變 速 器 是 汽 車 傳 動 系 統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 。 變 速 器 用 于 轉 變 發(fā) 動 機 曲 軸 的 轉 矩 及 轉 速 ，以 適 應 汽 車 在 起 步 ， 加 速 ， 行 使 以 及 克 服 各 種 道 路 障 礙 等 不 同 行 使 條 件 下 對 驅 動 輪 牽 引力 及 不 同 要 求 的 需 要 。 用 變 速 器 轉 變 發(fā) 動 機 轉 矩 ， 轉 速 的 必 要 性 在 與 內 燃 機 轉 矩 -轉 速變 化 特

36、 性 的 特 點 是 具 有 相 對 小 的 對 外 部 載 荷 改 變 的 適 應 性 。 以 下 從 變 速 器 的 作 用 分 類 來介 紹 。變 速 器 是 汽 車 傳 動 系 中 最 主 要 的 部 件 之 一 。 它 的 作 用 是 ：在 較 大 范 圍 內 改 變 汽 車 行 駛 速 度 的 大 小 和 汽 車 驅 動 輪 上 扭 矩 的 大 小 。 由 于 汽 車 行 駛 條 件 不 同 ， 要 求 汽 車 行 駛 速 度 和 驅 動 扭 矩 能 在 很 大 范 圍 內 變 化 。 例如 在 高 速 路 上 車 速 應 能 達 到 100km/h， 而 在 市 區(qū) 內 ， 車

37、速 常 在 50km/h左 右 。 空 車 在 平 直 的 公 路 上 行 駛 時 ， 行 駛 阻 力 很 小 ， 則 當 滿 載 上 坡 時 ， 行 駛 阻 力 便 很 大 。 而 汽 車 發(fā) 動 機的 特 性 是 轉 速 變 化 范 圍 較 小 ， 而 轉 矩 變 化 范 圍 更 不 能 滿 足 實 際 路 況 需 要 。 實 現 倒 車 行 駛汽 車 發(fā) 動 機 曲 軸 一 般 都 是 只 能 向 一 個 方 向 轉 動 的 ， 而 汽 車 有 時 需 要 能 倒 退 行 駛 ， 因此 ， 往 往 利 用 變 速 箱 中 設 置 的 倒 擋 來 實 現 汽 車 倒 車 行 駛 。 實 現

38、 空 擋當 離 合 器 接 合 時 ， 變 速 箱 可 以 不 輸 出 動 力 。 例 如 可 以 保 證 駕 駛 員 在 發(fā) 動 機 不 熄 火 時松 開 離 合 器 踏 板 離 開 駕 駛 員 座 位 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 7 變 速 箱 由 變 速 傳 動 機 構 和 變 速 操 縱 機 構 兩 部 分 組 成 。 變 速 傳 動 機 構 的 主 要 作 用 是 改變 轉 矩 和 轉 速 的 數 值 和 方 向 ； 操 縱 機 構 的 主 要 作 用 是 控 制 傳 動 機 構 ， 實 現 變 速 器 傳 動 比的 變 換 ， 即 實 現 換 擋 ， 以 達 到 變

39、 速 變 矩 。機 械 式 變 速 箱 主 要 應 用 了 齒 輪 傳 動 的 降 速 原 理 。 簡 單 的 說 ， 變 速 箱 內 有 多 組 傳 動 比不 同 的 齒 輪 副 ， 而 汽 車 行 駛 時 的 換 擋 行 為 ， 也 就 是 通 過 操 縱 機 構 使 變 速 箱 內 不 同 的 齒 輪副 工 作 。 如 在 低 速 時 ， 讓 傳 動 比 大 的 齒 輪 副 工 作 ， 而 在 高 速 時 ， 讓 傳 動 比 小 的 齒 輪 副 工作 。2.2 變 速 器 的 結 構 分 析 與 型 式 選 擇 簡 單 式 變 速 器 的 基 本 結 構 ： 由 殼 體 、 傳 動 部

40、分 和 操 縱 部 分 組 成 。 a 殼 體殼 體 是 基 礎 件 ， 用 以 安 裝 支 承 變 速 器 全 部 零 件 及 存 放 潤 滑 油 )： 其 上 有 安 裝 軸 承 的精 確 鏜 孔 。 變 速 器 承 受 變 載 荷 ， 所 以 殼 體 應 有 足 夠 的 剛 度 ， 內 壁 有 加 強 ， 形 狀 復 雜 ， 多為 鑄 件 (材 料 為 灰 鑄 鐵 ， 常 用 HT200)。為 便 于 安 裝 ， 傳 動 部 分 和 操 縱 部 分 常 做 成 剖 分 式 ， 箱 蓋 與 殼 體 用 螺 栓 聯(lián) 接 并 可 靠 定位 。 殼 體 上 有 加 油 、 放 油 口 ， 油 面

41、 檢 查 尺 口 ， 還 應 考 慮 散 熱 。b 傳 動 部 分是 指 齒 輪 、 軸 、 軸 承 等 傳 動 件 。 軸 的 幾 何 尺 寸 通 過 強 度 、 剛 度 計 算 確 定 。 因 主 要 決定 于 剛 度 ， 而 碳 鋼 與 合 金 鋼 彈 性 模 量 近 乎 相 等 ， 所 以 一 般 用 碳 鋼 。 只 有 齒 輪 與 軸 制 成 一體 或 軸 載 荷 嚴 重 才 用 合 金 鋼 。 軸 與 齒 輪 多 為 花 鍵 聯(lián) 接 (對 中 性 好 ， 能 可 靠 傳 遞 動 力 ， 擠 壓 應 力 小 等 )。 軸 的 花 鍵 部 分 和 放 軸 承 處 經 表 面 淬 火 處

42、 理 。 軸 多 用 滾 動 軸 承 支 承 ， 潤 滑簡 單 ， 效 率 高 、 徑 向 間 隙 小 ， 軸 向 定 位 應 可 靠 。 潤 滑 方 式 多 用 飛 濺 潤 滑 (25m/s， 只要 粘 度 適 宜 可 甩 到 壁 上 )。c 操 縱 部 分主 要 零 件 位 于 變 速 器 蓋 內 。組 成 式 變 速 器 結 構 特 點簡 單 式 變 速 器 有 效 率 高 、 構 造 簡 單 使 用 方 便 鈞 優(yōu) 點 擋 數 少 ， i變 化 范 圍 小 (牽 引 力 、速 度 范 圍 小 )， 只 宜 在 擋 數 不 多 的 某 些 車 工 采 用 。 若 增 加 i的 范 圍 ，

43、 則 使 變 速 器 尺 寸 加 大 ，軸 跨 度 增 加 ， 為 了 既 增 加 擋 數 又 不 使 軸 跨 度 過 大 ， 可 采 用 組 成 式 變 速 器 。 組 成 式 變 速 器 的 優(yōu) 點 ： 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 8 可 以 減 少 齒 輪 個 數 ， 而 且 擋 數 越 多 減 少 齒 輪 個 數 的 優(yōu) 點 愈 明 顯 。 同 簡 單 式 變 速 器 相比 ， 它 可 縮 短 軸 的 長 度 ， 減 少 整 個 變 速 器 的 外 部 尺 寸 和 重 量 ， 并 且 能 方 便 地 得 到 不 止 一個 倒 擋 。缺 點 ：a 擋 組 間 傳 動 比 有

44、對 應 關 系 ， 不 易 使 每 擋 的 2， (速 度 及 牽 引 力 )都 很 理 想 。b 換 擋 操 縱 麻 煩 ， 有 時 要 操 縱 兩 個 變 速 部 分 ， 若 為 插 花 換 擋 還 不 便 記 憶 。為 了 減 少 操 縱 動 作 ， 最 好 能 順 序 換 擋 。 為 此 要 求 重 視 擋 次 編 排 十 使 第 滅 擋 組 傳 動 比全 部 大 于 第 11擋 組 ， 達 到 多 數 相 領 排 擋 的 變 換 只 需 操 縱 主 變 速 的 目 的 ， 這 樣 才 最 為 方便 。 變 速 器 是 由 變 速 傳 動 機 構 和 操 縱 機 構 組 成 ， 需 要

45、 時 ， 還 可 以 加 裝 動 力 輸 出 器 。 在 分 類 上 有 兩 種 方 按 傳 動 比 變 化 方 式 和 按 操 縱 方 式 的 不 同 來 分 。按 傳 動 比 變 化 方 式 來 分 ：a)有 級 式 變 速 器這 是 目 前 使 用 最 廣 的 一 種 。 它 采 用 齒 輪 傳 動 ， 具 有 若 干 個 定 值 傳 動 比 。 按 所 用 輪 系型 式 不 同 ， 有 軸 線 固 定 式 變 速 器 (普 通 變 速 器 )和 軸 線 旋 轉 式 變 速 器 (行 星 齒 輪 變 速 器 )兩種 。 目 前 ， 轎 車 和 輕 、 中 型 貨 車 變 速 器 的 傳

46、動 比 通 常 有 3-5個 前 進 擋 和 一 個 倒 擋 ， 在 重型 貨 車 用 的 組 合 式 變 速 器 中 ， 則 有 更 多 擋 位 。 所 謂 變 速 器 擋 數 即 指 其 前 進 擋 位 數 。b)無 級 式 變 速 器傳 動 比 在 一 定 的 數 值 范 圍 內 可 按 無 限 多 級 變 化 ， 常 見 的 有 電 力 式 和 液 力 式 (動 液 式 )兩 種 。 電 力 式 無 級 變 速 器 的 變 速 傳 動 部 件 為 直 流 串 激 電 動 機 ， 除 在 無 軌 電 車 上 應 用 外 ， 在 超 重 型 自 卸 車 傳 動 系 中 也 有 廣 泛 采

47、用 的 趨 勢 。 動 液 式 無 級 變 速 器 的 傳 動 部 件 為 液 力 變矩 器 。c)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 指 與 最 小 值 之 間 的 幾 個 間 斷 的 范 圍 內 作 無 級 變 化 。按 操 縱 方 式 來 分 ：a)強 制 操 縱 式 變 速 器 是 靠 駕 駛 員 直 接 操 縱 變 速 桿 換 擋 。b)自 動 操 縱 式 變 速 器 其 傳 動 比 選 擇 和 換 擋 是 自 動 進 行 的 ， 所 謂 “自 動 ”，

48、 是 指 機 械變 速 器 每 個 擋 位 的 變 換 是 借 助 反 映 發(fā) 動 機 負 荷 和 車 速 的 信 號 系 統(tǒng) 來 控 制 換 擋 系 統(tǒng) 的 執(zhí)行 元 件 而 實 現 的 。 駕 駛 員 只 需 操 縱 加 速 踏 板 以 控 制 車 速 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 9 c)半 自 動 操 縱 式 變 速 器有 兩 種 型 式 ： 一 種 是 常 用 的 幾 個 擋 位 自 動 操 縱 ， 其 余 擋 位 則 由 駕 駛 員 操 縱 ； 另 一 種是 預 選 式 ， 即 駕 駛 員 預 先 用 按 鈕 選 定 擋 位 ， 在 踩 下 離 合 器 踏 板 或 松

49、 開 加 速 踏 板 時 ， 接 通一 個 電 磁 裝 置 或 液 壓 裝 置 來 進 行 換 擋 。本 設 計 采 用 的 是 二 軸 式 四 檔 變 速 器 。2.3 轎 車 變 速 器 機 構 方 案 的 選 擇汽 車 變 速 器 的 結 構 方 案 必 須 滿 足 使 用 性 能 、 制 造 條 件 、 維 修 簡 便 及 標 準 化 、 系 列 化和 通 用 化 等 要 求 ， 應 從 齒 輪 型 式 、 換 擋 結 構 、 軸 型 布 置 、 倒 擋 設 置 以 及 軸 承 型 式 、 潤 滑和 密 封 等 方 面 綜 合 考 慮 及 全 面 評 價 ， 以 求 得 到 合 理 的

50、 設 計 方 案 。 a)齒 輪 型 式汽 車 變 速 器 普 遍 采 用 直 齒 或 斜 齒 的 圓 柱 齒 輪 。 前 者 嚙 合 性 能 較 差 、 重 合 小 、 強 度 低 、噪 音 大 ， 僅 在 低 擋 和 倒 擋 中 使 用 ； 后 者 應 用 廣 泛 。 本 設 計 使 用 直 齒 。b)換 擋 結 構汽 車 變 速 器 的 換 擋 方 式 常 用 有 直 齒 滑 移 齒 輪 、 嚙 合 套 和 同 步 器 等 三 種 方 式 。直 齒 滑 移 齒 輪 的 換 擋 結 構 簡 單 、 緊 湊 ； 嚙 合 套 換 擋 一 般 是 配 合 斜 齒 圓 柱 齒 輪 副 使 用的 。

51、 這 兩 種 型 式 在 滑 移 齒 輪 或 嚙 合 套 的 圓 周 速 度 與 相 嚙 合 的 圓 周 速 度 不 一 致 的 情 況 下 ，會 產 生 換 擋 沖 擊 與 燥 聲 ， 容 易 引 起 齒 輪 的 破 壞 和 磨 損 。采 用 同 步 器 換 擋 可 保 證 齒 輪 不 發(fā) 生 換 擋 沖 擊 ， 同 時 操 作 輕 便 ， 縮 短 了 換 擋 的 時 間 ，相 應 提 高 了 汽 車 的 加 速 性 、 經 濟 性 、 行 使 安 全 性 ， 而 且 有 利 于 實 現 操 縱 自 動 化 。 但 是 這 種 換 擋 方 式 的 結 構 復 雜 、 制 造 精 度 要 求

52、高 ， 軸 向 尺 寸 有 所 增 加 。 而 本 變 速 器 就 是 應 用 的同 步 器 換 擋 機 構 。c)同 步 器 的 選 擇同 步 器 是 在 接 合 套 換 擋 機 構 基 礎 上 發(fā) 展 起 來 的 ， 除 有 接 合 套 、 花 鍵 轂 、 對 應 齒 輪 上的 接 合 齒 圈 外 ， 還 增 設 了 使 接 合 套 與 對 應 接 合 齒 圈 的 圓 周 速 度 達 到 并 保 持 一 致 （ 同 步 ）的 機 構 ， 以 及 阻 止 二 者 在 達 到 同 步 之 前 接 合 以 防 止 沖 擊 的 結 構 。同 步 器 有 常 壓 式 、 慣 性 式 、 自 行 增

53、力 式 等 種 類 ， 目 前 廣 泛 采 用 的 是 慣 性 式 同 步 器 。類 型 :a： 鎖 環(huán) 式 慣 性 同 步 器 ， 鎖 銷 式 慣 性 同 步 器 ， 滑 塊 式 同 步 器 。本 次 設 計 采 用 鎖 銷 式 慣 性 同 步 器 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 10 2.4 變 速 器 設 計 的 基 本 要 求1） 保 證 汽 車 有 必 要 的 動 力 性 和 經 濟 性 。2） 設 置 空 擋 ， 用 來 切 斷 發(fā) 動 機 的 動 力 傳 輸 。3） 設 置 倒 擋 ， 使 汽 車 能 變 速 倒 退 行 駛 。4） 設 置 動 力 輸 出 裝 置 。

54、5） 換 擋 迅 速 、 省 力 、 方 便 。6） 工 作 可 靠 。 變 速 器 不 得 有 跳 擋 、 亂 擋 及 換 擋 沖 擊 等 現 象 發(fā) 生 。7） 變 速 器 應 有 高 的 工 作 效 率 。8） 變 速 器 的 工 作 噪 聲 低 。除 此 之 外 ， 變 速 器 還 應 當 滿 足 輪 廓 尺 寸 和 質 量 小 、 制 造 成 本 低 、 維 修 方 便 等 要 求 。 固 定 軸 式 應 用 廣 泛 ， 其 中 兩 軸 式 變 速 器 多 用 于 發(fā) 動 機 前 置 前 輪 驅 動 的 汽 車 上 ， 中 間軸 式 變 速 器 多 用 于 發(fā) 動 機 前 置 后 輪

55、 驅 動 的 汽 車 上 。 旋 轉 軸 式 主 要 用 于 液 力 機 械 式 變 速器 。 兩 軸 式 變 速 器 有 結 構 簡 單 、 輪 廓 尺 寸 小 、 布 置 方 便 、 中 間 擋 位 傳 動 效 率 高 和 噪 聲 低等 優(yōu) 點 。 兩 軸 式 變 速 器 不 能 設 置 直 接 擋 ， 一 擋 速 比 不 可 能 設 計 得 很 大 。 蘭 州 工 業(yè) 學 院 畢 業(yè) 設 計 11 第 三 章 變 速 器 齒 輪 的 設 計3.1檔 位 數 的 確 定 及 傳 動 比 初 選選 擇 五 個 前 進 擋 及 一 個 倒 檔初 選 傳 動 比 為 ：i1=2.8i2=1.5i

56、3=1i4=0.7iR=2.63.2確 定 中 心 距 初 選 中 心 距 A時 可 根 據 下 面 的 經 驗 公 式 計 算 ：A=KA3 1max ge iT 式 中 A變 速 器 中 心 距 （ mm） ；KA 中 心 距 系 數 ， 轎 車 ： K=8.99.3 取 9.3；Temax 發(fā) 動 機 最 大 轉 矩 （ Nm） ；I1變 速 器 一 擋 傳 動 比 2.8 g 變 速 器 傳 動 效 率 ， 取 96%；所 以 A=KA3 1max ge iT =9.33 96.08.2152 =69mm符 合 轎 車 變 速 器 的 中 心 距 變 化 范 圍 6580mm。初 選 ： A=69mm.3.3初 選 齒 輪 參 數1、 模 數 :對 貨 車 ，