毕业设计论文EQ1090E汽车6档变速器设计及中间轴有限元分析.docx

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1、变速器是汽车的主要组成部分,其功能是改变传动比、改变驱动轮的扭矩和转动方向。变速器能在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车倒退行驶，而且利用挡位可以中断动力的传递。所以变速器的结构设计的合理性直接影响到汽车动力性和经济性。设计要求达到换挡迅速、省力、方便、有较高的工作效率、工作噪声低。因此变速器在汽车中得到广泛应用。本次设计的是东风EQIo90E载货型汽车变速器。它的布置方案采用三轴式5+1挡和锁销式同步器换挡，并对倒挡齿轮和拨叉进行合理布置，其中一轴和第二轴的轴线在同一直线上。这种布置形式缩短了变速器轴向尺寸，在保证挡数不变的情况下，减少齿轮数目，从而使变速器结构更加紧凑。首先利用已知参数确定

2、各挡传动比，然后确定齿轮的模数、压力角、齿宽等参数。由中心矩确定箱体的长度、高度和中间轴及二轴的轴径，然后对中间轴和各挡齿轮进行校核，并利用CAE软件对中间轴进行有限元仿真分析，验证中间轴的可靠性和设计的准确性。最后绘制装配图及零件图。设计结论表明，变速器齿轮及各轴尺寸确定，各轴强度的校核满足设计耍求,设计结构合理。关键词：货车；变速器；设计；同步器Abstract.Gearboxisthekeypartoftheautomobi1e.Itisusedtochangethetransmissionratio,torqueandrunningdirectionofthedrivingwhee1.

3、Itcanchangethevehic1espeedandtyretorqueinabigscope,cutoffthepowertransferfromtheengine,anda1soprovidesareversetrave1ingdirectionforthevehic1e.Therefore,thereasonabi1ityofthestructuredesignofatransmissiongearboxdirect1yaffectsthevehic1esdynamicperformance.Itisusua11yrequiredshiftinggearsrapid1yandcon

4、venient1y,savingforce,andhavingahigherworkingefficiencyand1owworkingnoises.Thisthesisdesignedamanua1transmissiongearboxoftheEQ1090ruck.Aschemeofstructurewiththreeshafts,5+Ishiftsandsynchronizeradoptedhere,Combinetopourtob1ockwhee1gearandstirforktocarryonareasonab1edecoration.wherethefirstandsecondsh

5、aftswerearrangedin1ine.Thiskindofstructurereducesthegearboxdimensionintheaxisdirection,Inassuranceb1ocktocountundertheconstantcircumstance,decreasewhee1gearnumber,thereforemakesthedesignedtransmissiongearboxmorecompact.Usingthegivenbasicparameters,itwasfirst1ydeterminedthetransmissionratioofeachshif

6、t,theshaftcenterdistances,thegearmodu1us,thegearpressingang1esandwidths,andsoon.The1ength,heightoftheboxandtheshaftdiameteroftheintermediateshaftandthetwoaxisaredeterminedbythecentermoment.Thentheintermediateshaftandgeararechecked,andthemidd1eshaftissimu1atedandana1yzedbytheCAEsoftwaretoverifythere1

7、iabi1ityoftheintermediateshaftandtheaccuracyofthedesign.Fina11y,theassemb1ydrawingandthepartdrawingaredrawn.Theca1cu1atedresu1tsshow:thedetennineddimensionsandstressesofthedesignedgearsandshaftssatisfiedthedesignrequirements;theadoptedstructureisreasonab1e.Keywords:automobi1e；gearbox；design；synchron

8、izer第1章绪论11.1 变速器的简介11.2 手动变速器国内外发展现状11.3 变速器的功用3第2章变速器设计方案及论证42.1 变速器的要求42.2 变速器的设计方法论证4第3章变速器设计方案论证63.1 变速器基本参数的确定63.1.1 中心距初步确定63.1.2 轴的直径的初步确定63.2 齿轮参数的设计7第4章变速器各档齿轮的校核154.1 齿轮弯曲应力的计算154.1.1 二轴一倒挡直齿轮Z、校核154.1.2 二轴二挡斜齿轮Z4校核164.1.3 二轴三挡斜齿轮Z3校核164.2 齿轮接触应力计算174.2.1 二轴一挡直齿轮Z7校核174.2.2 二轴倒挡直齿轮ZH）校核18

9、4.2.3 二轴二挡斜齿轮Zs校核184.2.4 二轴三挡斜齿轮Z3校核19第五章变速器第二轴的校核205.1 轴的直径的初步确定205.2 变速器轴的校核205.2.1 第二轴的刚度校核21522第二轴的强度校核23第6章同步器的设计256.1 同步器的功用256.2 同步器的种类256.3 同步器的参数的确定266.3.1 摩擦因数266.3.2 同步环主要尺寸确定26第7章变速器操纵机构287.1 对变速器操纵机构的要求287.2 直接操纵手动换挡变速器287.3 远距离操纵手动换挡变速器287.4 变速器自锁、互锁、倒挡锁装置297.4.1 自锁装置297.4.2 互锁锁装置297.4

10、.3 倒挡锁装置30第8章中间轴有限元分析318.1 有限元分析软件设施318.2 前处理318.3 后处理结果338.4 本章小结34结论35参考文献36致谢37附录程序编程381齿轮校核程序382轴的校核程序39第1章绪论11变速器的简介变速器是安装在汽车的发动机驱动车轮之间的速力变化装置.它是用来改变发动机转速与驱动轮的转速的比例关系,以尽量满足各种特定驾驶条件.目前，汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。无论从变速箱本身的特点，还是设计手段与方法的整个趋势来看，将先进

11、的设计方法引入变速箱的设计使极其必要的。其优点不仅仅在于得到一个能使性能达到较高水平的设计方案，而且由于知识工程和专家系统的引入，使得其更具有可扩展性。变速器经历了用变速杆改变链条的传动比一手动变速器f有级自动变速器f无级自动变速器的发展历程。变速器的作用:改变汽车的传动比,扩大驱动车轮转矩和转速的范围,使发动机在理想的工况下工作;在发动机转矩方向不变的前提下,实现汽车的倒退行驶;实现空挡,中断发动机传递给车轮的动力,使发动机能够起动、怠速。手动变速器主要采用齿轮传动的降速原理,变速器内有多组传动比不同的齿轮副,汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。如在低速时,让传动比大

12、的齿轮副工作;而在高速时,让传动比小的齿轮副工作。由于每挡齿轮组的齿数是固定的,所以各挡的变速比是定值。常见的手动变速器由铸铁或铝制变速器壳体、轴、轴承、齿轮、同步器和换挡机构组成。除此之外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器的挡数、传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂、功率比越小，变速器的传动比范围越大。在原变速器传动机构基础上，在附加一个副箱体，这就在结构变化不大的基础上，达到增加变速器挡数的目的。近年来，变速器操纵机构有向自动操纵方向发展的趋势，传动机构由有级变速向无级变速方向发展。12手动变速器国内

13、外发展现状中国汽车连续两年突破2000万辆产销大关，变速器产业也随之水涨船高。传统的手动变速器(MT)虽然还盘踞在份额霸主宝座，但其领先优势已受到强有力的冲击。不仅如此，MT在性能、成本和技术先进性等方面都遇到了前所未有的挑战。将来的MT市场霸主宝座还能坐多久，MT技术发展方向又将指向何方，这是整个变速器行业都在探索和研究的课题。变速器是汽车能量的“转换器”，其性能好坏对现代汽车行驶的平顺性、舒适性、连贯性等至关重要。随着国内外汽车市场的发展，采用自动变速器的自动挡车需求量加大，近两年我国轿车市场中自动挡车型的销量约占总销量的35%左右。但由于自动变速器结构复杂，研发成本高，零件加工难度大，研

14、制技术及生产被国外企业所垄断，国内市场这类产品生产能力很小，主要由外资及外资控股企业生产，其余基本依靠进口。从消费市场来看，由于MT油耗低，生产维修成本低廉，技术成熟度高，产业化基础完备，长期以来一直占据市场的主导地位。随着社会的进步，车辆保有量大幅提升，但公路建设明显滞后，路况变得拥堵，特别是一二线城市，驾驶员操作强度显著提升。这些都导致消费者偏好的变化，越来越多的非专业驾驶者更青睐自动变速器。随着环保意识的深入人心，节能、高效率的变速器被越来越多的主机厂和消费者认可。这也为高端MT和先进自动变速器带来了市场机遇。另外,后继汽车购买者会逐步拥有更多个人驾驶经验，这个消费群体将更加关注变速器的

15、综合性能而非手动自动。消费者关注点的变化，导致了各类变速器车型市场向细分和多元方向发展。综上所述，手动变速器市场发展趋势是：份额下降已成必然，但由于其成本、油耗优势以及高端细分市场的增长，年产量绝对值仍将保持微增，绝对数量依然巨大。另外，由于产业政策的引导，消费群体的变化，手动变速器将依托先进技术的开发与引用，向高性能、高品质方向发展。从技术方面来看，手动变速器的发展方向大致是：1、多挡化趋势；2、高传动效率；3、舒适的换挡性能；4、静肃的NVH性能；5、手动变速器与电控系统集成。手动变速器在中国乃至全球的份额下降已成必然，但并不代表手动变速器就是夕阳产业，以后相当长一段时间内，它仍将具有自己的发展空间。只能说技术落后、生产工艺落后的手动变速器产业是夕阳产业，必将被先进的手动变速器和自动变速器所取代。13变速器的功用能变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作；发动机在转速不变的条件下，变速器能汽车倒挡行驶；利用空挡，中断动力传递，能使汽车启动行驶，怠速，提高速度等。第2章变速器设计方案及论证2.1变速器的要求保证汽车有必要的动力性和经济性。（1）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的输出。（2）设置倒挡，使汽车能倒退行使。（3）设置动力输出装置，需要时