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現(xiàn)代 SUV 變速器設(shè)計(jì) 摘要 汽車傳動(dòng)系是汽車的核心組成部分 其任務(wù)是調(diào)節(jié)變換發(fā)動(dòng)機(jī)的性能 將動(dòng)力有效而經(jīng) 濟(jì)地傳至驅(qū)動(dòng)車輪 以滿足汽車的使用要求 變速器是完成傳動(dòng)系任務(wù)的重要部件 也是決定 整車性能的主要部件之一 變速器的設(shè)計(jì)水平對(duì)汽車的動(dòng)力性 燃料經(jīng)濟(jì)性 換擋操縱的可靠 性與輕便性 傳動(dòng)平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展 轎車變速器的設(shè)計(jì) 趨勢(shì)是增大其傳遞功率與重量之比 并要求其具有更小的尺寸和良好的性能 本設(shè)計(jì)以現(xiàn)有企業(yè)正在生產(chǎn)的車型現(xiàn)代途勝手動(dòng)兩驅(qū) SUV 變速器為基礎(chǔ) 在給定發(fā)動(dòng)機(jī)輸 出轉(zhuǎn)矩 轉(zhuǎn)速及最高車速 最大爬坡度等條件下 著重對(duì)變速器齒輪的結(jié)構(gòu)參數(shù) 軸的結(jié)構(gòu)尺 寸等進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 并對(duì)變速器的傳動(dòng)方案和結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì) 同時(shí)對(duì)操縱機(jī)構(gòu)和同步器的 結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì) 從而提高汽車的整體性能 關(guān)鍵詞 變速器 齒輪 同步器 設(shè)計(jì) I HYUDNAI SUV Transmission Design Abstract Transmission line is a core component of the car Its mission is to regulate transformation engine performance the power transmitted effectively and economically driven wheels to meet the requirements of the car Transmission is an important component to complete drivetrain task but also one of the main components determine vehicle performance Design standards for automotive transmission power fuel economy reliability and shift manipulation portability stability and transmission efficiency etc have a direct impact With the development of the automobile industry car design trends is to increase its transmission power to weight ratio is passed and is required to have a smaller size and a good performance The design of existing enterprises are producing models Hyundai Tucson SUV two drive manual transmission based on a given engine output torque speed and maximum speed maximum gradeability and other conditions focusing on the structural parameters of the transmission gears shafts structure size and other design calculations transmission scheme and the design and structure of the transmission while operating mechanism and synchronize the structure design thus improving the overall performance of the car Keywords transmission gear synchronizer design II 目 錄 第 1 章 緒 論 1 1 1 變速器的概述 1 1 2 變速器的種類 1 1 3 設(shè)計(jì)要求 3 第 2 章 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案 4 2 1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置方案分析 4 2 1 1 結(jié)構(gòu)方案選定 4 2 1 2 倒檔布置方案 6 2 1 3 總體布置方案確定 6 2 2 零部件結(jié)構(gòu)方案分析 7 2 2 1 齒輪形式 7 2 2 2 變速器軸 7 2 2 3 變速器軸承的選擇 7 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇 9 3 1 主要參數(shù)的選擇 9 3 1 1 檔數(shù) 9 3 1 2 傳動(dòng)比范圍 9 3 1 3 變速器各檔傳動(dòng)比的確定 9 3 1 4 中心距的選擇 11 3 1 5 變速器的外形尺寸 11 3 1 6 齒輪參數(shù)的選擇 11 3 2 各檔齒輪齒數(shù)的分配及傳動(dòng)比的計(jì)算 13 3 3 變速器齒輪的變位及齒輪螺旋角的調(diào)整 16 第 4 章 變速器齒輪強(qiáng)度校核 18 4 1 齒輪材料的選擇原則 18 4 2 變速器齒輪彎曲強(qiáng)度校核 18 4 3 輪齒接觸應(yīng)力校核 20 4 4 倒檔齒輪的校核 22 第 5 章 軸的及軸上零件的設(shè)計(jì)與選擇 23 5 1 初選軸的直徑 23 5 2 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算 24 5 2 1 軸的剛度計(jì)算 24 5 2 2 軸的強(qiáng)度計(jì)算 27 III 5 3 軸承選擇與壽命計(jì)算 30 5 3 1 輸入軸軸承的選擇與壽命計(jì)算 30 5 3 2 輸出軸軸承的選擇與壽命計(jì)算 31 第 6 章 變速器同步器及結(jié)構(gòu)元件設(shè)計(jì) 33 6 1 同步器設(shè)計(jì) 33 6 1 1 同步器的功用及分類 33 6 1 2 慣性式同步器 33 6 1 3 鎖環(huán)式同步器主要尺寸的確定 34 6 1 4 主要參數(shù)的確定 35 6 2 變速器箱體設(shè)計(jì) 36 第 7 章 變速器的操縱機(jī)構(gòu) 37 參考文獻(xiàn) 38 致 謝 39 0 第 1 章 緒 論 1 1 變速器的概述 變速器作為傳遞力和改變汽車車速的主要裝置 現(xiàn)在對(duì)其操縱的方便性和檔位數(shù)方面的要求 愈來(lái)愈高 目前 四 五檔特別是五檔的變速器的用量有日漸增加的趨勢(shì) 同時(shí) 六擋變速器的 裝車率也在上升 變速器是用于改變發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速 以適應(yīng)汽車在起步 加速 行駛以及克服各種路障 的不同條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)車輪牽引力級(jí)車速不同要求的汽車總成 設(shè)置變速器的目的是在各種行駛狀 況下 是汽車獲得不同的牽引力和速度 同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工作范圍內(nèi)工作 因此它的性 能直接影響到汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性 我們知道 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速下能夠達(dá)到最好的狀態(tài) 此時(shí)發(fā)出的功率你較大 燃油 經(jīng)濟(jì)性也比較好 因此 我們希望發(fā)動(dòng)機(jī)總能在其最佳狀態(tài)下工作 但是 汽車在實(shí)際使用中還 是需要有不同的速度 這樣就產(chǎn)生了矛盾 這個(gè)矛盾需要通過(guò)變速器來(lái)解決 變速器的作用用一句話來(lái)概括就是變速變扭 即減速增扭或增速減扭 為什么減速可以增扭 而增速又要減扭呢 在相同情況下 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率是不變的 功率可以表示為 N T 其中 是傳動(dòng)角速度 T 是扭矩 當(dāng) N 固定的時(shí)候 和 T 是成反比的 所以減速必增扭 反之亦 然 汽車變速器的就是根據(jù)變速器變速變扭的原理 分成各個(gè)檔位對(duì)應(yīng)不同的傳動(dòng)比 以適應(yīng)不 同的運(yùn)行狀況 1 2 變速器的種類 變速器有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)組成 從現(xiàn)在市場(chǎng)上不同車型所配置的變速器來(lái)看 主要分為 手動(dòng)變速器 MT 自動(dòng)變速器 AT 手 自一體變速器 AMT 無(wú)級(jí)變速器 CVT 1 手動(dòng)變速器 MT 手動(dòng)變速器 Manual Transmission 采用齒輪組 每檔的齒輪組的齒數(shù)是固定的 所以各檔 的變速比是個(gè)定值 也就是所謂的 級(jí) 比如 一檔變速比是 3 85 二檔是 2 55 再到五檔的 0 75 這些數(shù)字再乘上主減速比就是總的傳動(dòng)比 總共只有 5 個(gè)值 即有 5 級(jí) 所以說(shuō)它是有級(jí)變 速器 曾有人斷言 繁瑣的駕駛操作等缺點(diǎn) 阻礙了汽車高速發(fā)展的步伐 手動(dòng)變速器會(huì)在不久 下課 從事物發(fā)展的角度來(lái)說(shuō) 這話確實(shí)有道理 但是從目前市場(chǎng)的需求和適用角度來(lái)看 筆者認(rèn)為手動(dòng)變速器不會(huì)過(guò)早的離開(kāi) 首先 從商用車的特性上來(lái)說(shuō) 手動(dòng)變速器的功用是其他變速器所不能替代的 以卡車為例 卡車用來(lái)運(yùn)輸 通常要裝載數(shù)噸的貨品 面對(duì)如此高的 壓力 除了發(fā)動(dòng)機(jī)需要強(qiáng)勁的動(dòng)力之 外 還需要變速器的全力協(xié)助 我們都知道一檔有 勁 這樣在起步的時(shí)候有足夠的牽引力量 將車帶動(dòng) 特別是面對(duì)爬坡路段 它的特點(diǎn)顯露的非常明顯 而對(duì)于其他新型的變速器 雖然具 1 有操作簡(jiǎn)便等特性 但這些特點(diǎn)尚不具備 其次 對(duì)于老司機(jī)和大部分男士司機(jī)來(lái)說(shuō) 他們的最愛(ài)還是手動(dòng)變速器 從我國(guó)的具體情況 來(lái)看 手動(dòng)變速器幾乎貫穿了整個(gè)中國(guó)的汽車發(fā)展歷史 資歷郊深的司機(jī)都是 手動(dòng) 駕車的 他們對(duì)手動(dòng)變速器的認(rèn)識(shí)程度是非常深刻的 如果讓他們改變常規(guī)的做法 這是不現(xiàn)實(shí)的 雖然 自動(dòng)變速器以及無(wú)級(jí)變速器已非常的普遍 但是大多數(shù)年輕的司機(jī)還是崇尚手動(dòng) 尤其是喜歡超 車時(shí)手動(dòng)變速帶來(lái)的那種快感 所以一些中高檔的汽車 尤其是轎車 也不敢輕易放棄手動(dòng)變速 器 另外 現(xiàn)在在我國(guó)的汽車駕駛學(xué)校中 教練車都是手動(dòng)變速器的 除了經(jīng)濟(jì)適用之外 關(guān)鍵 是能夠讓學(xué)員打好扎實(shí)的基本功以及鍛煉?cǎi){駛協(xié)調(diào)性 第三 隨著生活水平的不斷提高現(xiàn)在轎車已經(jīng)進(jìn)入了家庭 對(duì)于普通工薪階級(jí)的老百姓來(lái)說(shuō) 經(jīng)濟(jì)型轎車最為合適 手動(dòng)變速器以其自身的性價(jià)比配套于經(jīng)濟(jì)型轎車廠家 而且經(jīng)濟(jì)適用型轎 車的銷量一直在車市名列前茅 例如 夏利 奇瑞 吉利等國(guó)內(nèi)廠家的經(jīng)濟(jì)型轎車都是手動(dòng)變速 的車 它們的各款車型基本上都是 5 檔手動(dòng)變速