毕业设计论文机械式四挡变速器设计中间轴组合.docx

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1、单位代码学号分类号密级毕业设计机械式四挡变速器设计（中间轴组合）院（系）名称应用技术学院专业名称车辆工程学生姓名指导教师20XX年5月10日机械式四挡变速器设计（中间轴组合）摘要变速器中可以分为机械式手动变速器与机械式自动变速器，本课题设计的是关于载货汽车的机械式中间轴四挡变速器的设计，设计中通过挡位的传动比进行分析，确定变速器的机构方案的布置，通过结构方案的分析比较，依据载货汽车的相关参数特点选择变速器的结构布局，选用设计四挡加倒挡的变速器结构，并且变速器的结构采用的是同步器进行变速器的换挡，依据变速器的总体结构特点进行相关机构的设计，通过变速器结构布局的确定，计算变速器传动轴的中心距，所以

2、在确定好轴的中心布局之后，依据挡位的传动比可以计算出齿轮的齿数，论文主要进行齿轮材料的选择，齿轮的校核分析以及相关参数的计算，轴的结构设计，轴的校核计算，键在变速器中起到传递扭矩与转速，因此键的校核计算也是十分重要的，所以论文通过分析校核计算键的使用强度。最后完成变速器整体论文的结构设计，以及其他部件的强度技术设计要求。关键词：四挡变速器、中间轴式、同步器Mechanica1Four-gearTransmissionDesign(IntermediateShaftCombination)AbstractTherearetwokindsoftransmission,mechanica1manua

3、1transmissionandmechanica1step1esstransmission.Thistopicisaboutthedesignofthemechanica1midd1eshaftfourspeedtransmissionofthetruck.Thetransmissionratioofthegearisana1yzedinthedesign,throughtheana1ysisandcomparisonofthestructura1schemes,thestructura11ayoutofthetransmissionisse1ectedaccordingtothechara

4、cteristicsofthere1evantparametersofthetruck,adoptsthesynchronizertoshiftthetransmission,accordingtotheovera11structura1characteristicsofthetransmissiontocarryoutthedesignofthere1evantmechanism,throughthedeterminationofthestructura11ayoutofthetransmission,toca1cu1atethecenterdistanceofthetransmission

5、transmissionshaft,becausethispaperdesignsthetransmissionstructureisthefixedshaftinthemidd1eofthefbur-speedtransmissionstructure,soafterdeteniningthecentra11ayoutoftheshaft,accordingtothegeartransmissionratiocanca1cu1atethenumberofteeth,thepapermain1ycarriesonthegearmateria1choice,thegearcheckana1ysi

6、saswe11asthecorre1ationparametercomputation,theax1estructuredesign,theax1echeckcomputation,thekeyp1aysthetransmissiontorqueandtherotationa1speed,therefore,thekeycheckingca1cu1ationisa1soveryimportant,sothepaperthroughtheana1ysisoftheuseofcheckingthekeystrength.Fina11y,thestructura1designofthewho1eth

7、esisofthetransmission,aswe11asthestrengthofotherpartsofthetechnica1designrequirements.Keywords：Intermediateshaft,Four-speedtransmission,Gearandshaftcheck目录1绪论111课题研究的意义11.2国内外发展趋势12传动机构布置方案的确定32.1 传动方案选择32.2 倒挡方案的选择33变速器主要参数的选择43.1 变速器的基本参数43.2 确定中心距43.3 外形尺寸的确定53.4 齿轮参数的选择计算53.4.1 齿轮模数的计算53.4.2 压力角

8、63.4.3 螺旋角463.4.4 齿顶高系数63.4.5 齿宽b63.5 全部挡位齿轮齿数的选择和计算73.5.1 确定一挡齿轮的齿数73.5.2 修正A83.5.3 确定四挡直接挡齿轮的齿数83.5.4 其余挡位的齿数83.5.5 倒挡齿轮齿数的选择103.5.6 各挡齿轮尺寸114变速器的设计与计算134.1 计算齿轮强度和校核144.1.1 轮齿弯曲强度计算144.1.2 轮齿接触强度计算164.2 轴的强度计算204.2.1 变速器中间轴的设计204.2.2 变速器输入轴的设计234.2.3 变速器输出轴的设计244.3 轴承的校核计算264.3.1 中间轴轴承的校核计算264.3.

9、2 输入轴轴承的校核计算264.3.3 输出轴轴承的校核计算275同步器的设计与计算285.1 同步器的选择285.1.1 同步器的种类285.1.2 主要尺寸的确定285.2 操纵机构的选择28结论30参考文献31致谢321绪论1.1 课题研究的意义汽车的出现极大的促进了人们出行方式的变化和发展。随着科学技术的进步和经济的发展，汽车产业也迅速的发展起来了，到如今汽车的产品种类越来越多，对生产出来的汽车质量要求变得严格。活塞式内燃机是目前市场上应用比较广泛的一种内燃机，但是这种类型的内燃机存在的情况就是在工作的过程中，内燃机工作部位的转矩或者是转速的能够进行变换的范围是比较小的，因为这种条件的

10、限制，使得内燃机这种类型的动力机因为面临的工作环境是比较复杂，因此在工作的过程中对于工作机要求的牵引力或者是汽车的变换的车速有一定的要求，并且会影响汽车的工作的稳定性，造成驾驶的安全隐患，所以为了处理这种情况的发生，在汽车结构中就设计了一种结构，汽车的变速器结构，通过合理的控制汽车在驾驶过程中的车速，来控制驾驶过程中的稳定性，在汽车结构中汽车变速器的的作用是在进行汽车结构设计的时候通过改变汽车运动的传动速率比值，通过这种方式可以扩大汽车在驾驶过程工作中的转矩或者汽车运动速度的变换范围，合理的汽车变速范围有利于汽车在驾驶的过程中适应不同的工作状况，并且合理的速度使得汽车的发动机不会应为动力输出的

11、过载情况的发生而影响汽车的使用寿命，增加汽车的使用性能。并且在变速器的结构中通过相关部件的设计，可以使得汽车在驾驶的过程不会应为汽车旋转方向的不变而造成汽车不能够倒退驾驶的情况的发生,通过在汽车变速中设计倒挡变速装置，可以方便的实现汽车驾驶过程中的倒退的运动情况的出现。在汽车的变速器结构中，通过设计汽车变速的结构形式可以使得汽车的变速器在动力机工作的情况下变速器处于不运动的状态，空挡的工作位置，因此在汽车处于空挡位置时候，可以方便汽车适应不同的状况。1.2 国内外发展趋势变速器由于出现的时间早并且发展的时间长，技术已经发展达到了较高的水平，目前世界上基本上所有的国家都有能力制造生产。由于人们生

12、产生活的需要和技术能力的发展，要求机械式变速器的传动比范围变大，机械式变速器从十年前的四挡变速器发展为如今的更多挡变速器。变速器经过一百多年的发展，由于中国的工业发展起步比较晚，导致在汽车技术和制造工艺方面与发达国家还有不小的差距，而且近些年变速器技术还是被一些跨国公司所垄断，对我国自主研发生产变速器发展技术是挑战也是机遇。2传动机构布置方案的确定2.1 传动方案选择变速器由传动机构和操纵机构两部分组成，传动机构可以通过前进挡数和轴样式的不同进行分类。除了按前进挡数的分类，按照传动轴的样式分可分为固定轴式和旋转轴式。固定轴式又有两轴、中间轴、双中间轴和多中间轴式的分类。目前固定轴式的应用最为广

13、泛。设计的任务书上要求的是按载货汽车做设计，载货汽车多采用的是中间轴式变速器。中间轴式的变速器加工制造简单容易工艺成熟，适合货车多挡位的复杂路况的使用需求。所以本次设计四个前进挡加一个倒挡的变速器。通过下面的简图可以知道中间轴式的变速器具备几种不同的传动方案结构，通过对比挑选，最终确定图2.1中方案C的传动方案。2.2 图2.1中间轴式四挡变速器传动方案2.3 倒挡方案的选择倒挡的使用没有前进挡用的多，但又是使用时不可或缺的。一般其换挡方式为直齿滑动齿轮。倒挡结构图如下图所示:图2.2倒挡布置方案综合上述设计方案，本课题设计的是轻型载货汽车的四挡与倒挡的变速器结构设计,采用的结构类型为中间轴式

14、的结构类型，该类型的变速器结构采用的是多支撑结构的方案，此种类型的变速器在设计上不仅能增加轴的刚度技术要求，还能有效的传递动力。因此结合实际的结构与相关的参数选用图2.1的C的传动方案和图2.2的b的倒挡方案。3变速器主要参数的选择3.1 变速器的基本参数表3.1基本参数名称参数额定载质量4000kg整车整备质量3250kg发动机型号YC4D100-30发动机最大转矩/转速450/1600Nmrpm轴距3480mm发动机最大功率/转速92/2200kW/rpm轮距前/后1830/1780mm公路行驶最高车速90km/h空/满载前轴载荷分配45%26%驱动形式42后轮前悬/后悬1225/1785

15、mm主减速器传动比3.16主减速器从动轮以后的传动比1.00变速器传动比一挡5.70、二挡3.10、三挡2.34、四挡1O0、倒挡5.80整车尺寸(长X宽X高)6490mm2150mm2450mm轮胎规格20565R151T3.2 确定中心距中间轴式变速器的中心距指的是第二轴的轴线与中间轴轴线相互间的距离。它的大小直接作用到变速器的尺寸、重量、实体大小和齿轮的接触强度，也代表着传输的承载能力，为后面齿轮和轴提供计算的参数。A可查找公式进行初选，查文献汽车设计可知A=K*KMiq(3.1)式中：A一中心距，mm；K-中心距系数,乘用车：KA=8.99.3,商用车:KA=8.69.6,多用车:K,=9.571.0；，皿一最大转矩，N-m；Z1-一挡传动比；%传动效率，取96%；中心距为：A=KAy1TCmJmA=9.14505.70.96=123mm中心距A最好取为正数这样方便检测。又载货汽车的中心距变化范围为80170mm,所以123mm的初始化中心的距离符合设计要求。3.3 外形尺寸的确定商用车变速器