两轴变速器设计说明书.doc

黑龙江工程学院 PAGE 30 目　　　　录 第一部分：变速器的基本设计方案 2 第二部分：变速器主要参数的选择 5 第三部分：变速器各档齿轮的设计计算8 第四部分：变速器轴的设计计算22 第五部分：变速器齿轮的校核24 第六部分：变速器轴的的校核 29 第七部分：滚动轴承的选择和计算39 第八部分；参考文献42 第一部分 变速器的基本设计方案 变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换挡操纵的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率等都有直接的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及变速器的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程接合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档；采用同步器可使换挡轻便、无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低。降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。 变速器设计的基本要求： 1）保证汽车有必要的动力性和经济性。 2）设置空挡，用来切断发动机的动力传输。 3）设置倒挡，使汽车能变速倒退行驶。 4）设置动力输出装置。 5）换挡迅速、省力、方便。 6）工作可靠。变速器不得有跳挡、乱挡及换挡冲击等现象发生。 7）变速器应有高的工作效率。 8）变速器的工作噪声低。 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。 固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。旋转轴式主要用于液力机械式变速器。 两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点。两轴式变速器不能设置直接挡，一挡速比不可能设计得很大。 图1为发动机前置前轮驱动轿车的两轴式变速器传动方案。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体；多数方案的倒挡传动常用滑动齿轮，其它挡位均用常啮合齿轮的传动 倒挡布置方案 图2为常见的倒挡布置方案。图2-b方案的优点是倒挡利用了一挡齿轮，缩短了中间轴的长度。但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。图2-c方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。图-2d方案对2-c的缺点做了修改。图2-e所示方案是将一、倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2-f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，挡换更为轻便。 为了缩短变速器轴向长度，倒挡传动采用图2-g所示方案。缺点是一、倒挡各用一根变速器拨叉轴，使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。 第二部分：变速器主要参数的选择 主要参数 方案一 发动机功率 85kw 最高车速 179km/h 转矩 145N·m 总质量 1730kg 转矩转速 3200r/min 车轮 185/60R14S —最高车速，=179km/h r —车轮半径，r= 0.29 n—功率转速 ，n=5000r/min —主减速器传动比 —最高挡传动比 / =1.4～2.0 即=（1.4～2.0）×3200=4480～6400r/min 取=5000r/min 由经济性出发使最高档最高车速时功率略低于发动机最高功率，即略小于3.0 初取 =0.7 =4.4 根据汽车行驶方程式 汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为 式中：G—作用在汽车上的重力，，—汽车质量，—重力加速度， =16954N； =145N.m； —传动系效率，=0.9； —车轮半径，=0.29m； —滚动阻力系数，=0.0176； —坡度，=16.7°。 =2.54 满足附着条件。 ·φ 在沥青混凝土干路面，φ=0.5~0.6，取φ=0.6 =3.59 一般汽车各挡传动比大致符合如下关系 式中：—常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为 ， ∴ 所以各挡传动比与Ι挡传动比的关系为 ， ， ，， （实际） 初选中心距时，可根据下述经验公式 式中：—变速器中心距（mm）； —中心距系数，商用车：=8.9～