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1、微型汽车手动变速器结构设计摘要变速淞是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重:要部分。本设计的任务是设计一台用于微型车上的三轴式刚性支承结构变速器，以便变速器结构更加索凌、合理，承我实力大，满意匹配微车发动机之所需。本设计从后驱动变速器的总体方案起先，对传动系统的方案进行分析，档位的布置形式进行探讨分析，变速器基本参数的选择，零部件结构方案的分析确定，同步涔、操纵机构及箱体的设计选用。依据所B三车型,结合上述参数,再结令汽车设计、汽车理论、机械设计等相关学问，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性.最终，用AUIoCAD软件完成变速器装配图和零
2、件图的绘制。设计三轴式刚性支承结构变速涔，以进一步提升后驱动变速港的性能，增加后驱动微型车市场，满意不同层次的需求。关施词：手动变速器：后驱动变速器：同步器：变速器壳体Manua1.TransmissionStructureDesignofMiniatureCarABSTRACTTransmissionisanimportantofautomobi1.etransmissionsystem.Undoubtcd1.yJtrepresentsthedeve1.opmentoftheau1.onobi1.cindus1.ry.itsdesignisa1.soaninran(panOfau1.oino
3、tivedesign.Thedesignmissionisathrec-axisrigidsupporttransmissiondesigningformicrocar.Thepurposeistoenab1.eetransmissionhasmorecompactandreasonab1.eStructurcxarrycapacityof1.arge,meettheneedsofmini-carengines.Inthispaper,fromthebeginningof1.hcovera1.1.programofrear-whee1.drivetransmission,ana1.ysethe
4、programoftransmissionsystem.Choosebasicparametersofthetransmission.dctcmnnctheStruc1.iircoftheprogramcomponents,designtheSynchronizenmanipu1.ationofbodyandthebox.Accordingtothemode1.Se1.cctionxombinctheseparametersandthere1.atedknow1.edgeofAu1.oDesign,AUIo1.nOIiVeTheory,Mechanica1.design,ca1.cu1.ate
5、re1.atedparametersoftransmissionandprovetherationa1.ityof1.hcdesign.Fina1.1.y,achievetheassemb1.ydrawingau1.partschart(ouse(hesoftwareofAutoCAD.Designthethree-axisrigidsupporttransmissiontoupgradetheperformanceofrear-whee1.drivetransmission,increasethemarketofrear-whee1.drivemini-cars,inordertosatis
6、fy1.hcneedsOfdiffcrcnt1.eve1.s.Keywords:Stick-shift;Rear-whee1.DriveTransmission;synchronizer;Thetransmissionhousing.书目摘要IAbStraCt1第I章绪论-1-1.1 课即的目的和意义-I-1.2 探讨现状-I-1.3 变速错的设计思想-I-第2章变速器设计的总体方案-3-2.1 设计依据-4-2.2 变速器传动机构布H方案-4-2.3 变速潜基本参数的确定-5-2.3.1 挡数的确定-5-2.3.2 传动比的确定-5-2.3.3 变速港中心距的确定-7-2.3.4 变速器轴向
7、尺寸的确定-7-2.4 本章小结-7-第3章主要零部件的设计及计算-7-3.1 齿轮的设计及校核-8-3.1.1 齿轮参数确定及各挡齿轮齿数安排-8-3.1.2 轮齿强度计算-16-3.1.3 变速器齿轮的材料及热处理-20-3.2 轴的设计及校核-20-3.2.1 初选轴的直径-20-3.2.2 轴的设计-21-3.2.3 轴的校核-25-3.3 轴承的选用及校核-30-3.3.1 变速器轴承型式的选择-30-3.3.2 轴承的校核-30-3.3.3 轴承的涧滑和密封错误!未定义书筌.3.4 花键的校核错误!未定义书签.3.5 本章小结错误!未定义书签。第4章变速器其他零件及机构的设计错误!
8、未定义书签.4.1 同步器的设计及计算错误!未定义书签.4.1.1 锁环式同步器主要尺寸的确定错误!未定义书签.4.1.2主要参数的确定4.2 操纵机构的设计.4.3 变速器箱体的设计.4.4 本章小结嬴-论考谢录结参致附错误!未定义书签.错误!未定义书筌.错误!未定义书签.错误!未定义书签.错误!未定义书签.错误!未定义书筌.错误!未定义书签.惜误!未定义书签.第1章绪论1.1 课题的目的和意义变速器用来变更发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱
9、动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器若采纳浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。为了近步提升后驱动变速器的性能，增加后驱微型车市场销隹份额，应当建立一个适应发动机排量为1.3升的后驱动变速器新平台，以满意车厂和用户更面层次的要求。设计方案力求实现：1 .变速器结构更加紧凑、合理，承载实力较大，满意匹配发动机之所需：2 .选挡、换挡轻巧、敏捷、牢靠;3 .同步器结构合理，性能稳定，有利于换挡：4 .齿轮承我实力高，运转噪音低，传递运动平稳。1.2 探讨现状众所周知，中国国内市
10、场的微型系列车型，90%都来自日本技术，更准确地说，是来自于日本铃木技术。国内的很多微型车厂在研发、生产方式上，或是购买日本技术，或是与日方联合经营，自主独立开发的实力相对欠缺。因此，在微型车型及所属关紧部件的研发方面的发展相对滞后，进而造成国内的很多老型产品一干就是十几年，甚至二十儿年的尴尬局面。同时，由于国际市场的导向，微型车的依据地日本在此方面的投入也没有更大、更新的探讨与发展“所以从微型汽车后驱动变速器的发展来看，并没有特殊新的技术在产品中应用。但是依据我们国家的实际现状，目前中国市场对微型车的需求，在短时间内，甚至相当长的段时间内微型车仍I口具仃肯定的发展的空间,国内的中、小城市，及
11、山区，从居民的购买实力及所需看，微型车由于其价格低、经济适用，仍旧具有广袤的市场份额.近几年来，微型车的箱伶占中国汽车总销传量约25%。尤其以生产微量车为主的长安集团在内，2005年内的整乍销隹排在全国第三位的良好势头。据了解国内生产微型汽车如长安、柳洲五菱等车厂，后驱动发动机所配的变速器结构先进、合理，在满意同等扑量发动机匹配所需的同时，市场反映效果也较好。汽车变速冷发展经验了100多年,从最初果纳侧旋传动到手动变速器，到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再向无级自动变速器方向发展。变速器是汽车传动系的IIi要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要
12、部分。手动变速器(MT)主要采纳齿轮传动的降低原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行股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I我国汽车工业采纳C八D技术，从无到有，至今已有十多年的历史。与其他机械产品相比，汽车行业在计算机应用的投入比较多。各汽乍厂纷纷引进软馔件并逐步建立了计算机协助系统。AutoCAD在用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。13变速器的设计思想依据发动机匹配的微型车的基本参数，及发动机的基本参数，设计能够匹配各项的新型后驱动变速器。新型后驱动变速器应满意：1 .发动机排量1.3升：2 .五个前进挡，一个倒档：3 .输入、输出轴保证两点支承：4 .采纳同步
13、黑，保证牢靠平稳换挡；5 .齿轮、轴及轴承满意运用要求。1.4探讨的主要工作内容中间轴式变速落主要用于后轮卵动变速器，所以，依据实际汽车发动机匹配所需，本文安排对适用于后驱动发动机固定中间轴式变速器作为总的布置方案.1 .确定合适的布置结构变速器中各档齿轮依据档位先后依次在轴上排列：各档的换挡方式：齿轮与轴的配套方案：轴承支承位置等结构。2 .进行主要参数的选择确定变速器的档位数；各档传动比；中心距；轴向长度等。3 .进行主要零部件及其他结构的设计齿轮参数：件档齿轮曲数安排：轮齿强度计算：轴的设计及校核：轴承的设计及校核；同步器主要参数的选取：操纵机构的设计等.4 .绘制图纸依据设计方案，通过
14、CAD完成装配图及零件图的绘制。第2章变速器设计的总体方案变速器是汽车传动系的重耍组成部分，是连接发动机和整车之间的一个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满意整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速涔的总体方案均产生较大影响。2.1 设计依据随着消费者对汽车平安性、舒适性、经济性和动力性需求的提高,微型汽车的技术含量不断提高。长安汽车在微型车领域具有里程意义，长安之星是适应微车市场发展的新需求而诞生的产品.为其设计新型后驱动变速器以使变速器结构更加紧凑、合理、承载实力强。选择车型为长安之星SC637I进行设计.注：其中，165/70R13表示轮胎断面宽B=165,扁
15、平比HB=7().轮辆直径13in=33O.2mm,故车轮滚动半径近似等于轮胎半径，为r=330.2Z2+H5.5=280.6mmo2.2 变速器传动机构布置方案中间轴式变速器多用T发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一釉上的花键用来装设离合器的从动盘，而其次轴的末端经花键与万向节连接。如图2.1所示。变速器采纳：轴式刚性支承，能提而轴的刚度.第一轴后端经轴承支承在其次轴前端的孔内，其次轴前端与常啮合主动齿轮做成一体,且保持两轴轴线在同始终线上，经啮合套将它们连接后可得到干脆挡。运用干脆挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机
16、转矩经变速淞第一轴和其次轴干脆输出，此时变速器的传动效率高，可育达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损削减、挡位i的齿轮采纳常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮不采纳常啮合齿轮传动，各挡位采纳同步牌换挡叫图3.3输出轴图2.3 .3轴的校核变速器在工作时，由于齿轮上有圆周力、径向力和轴向力作用，变速器的轴要承受转矩和弯矩，要求变速器的轴应有足够的刚度和强度为了验证结构方案的合理性及变速罂的牢驱性需对轴进行校核。应当对每个挡位下的轴的刚度和强度都进行脸算因为挡位不同不仅齿轮的圆周力、径向力和轴向力不同，而且着力点也有变更“。验算时可将轴看作是较接支承的梁，第一轴的计算转矩为发动机最大转矩J1.计算各挡齿
17、轮啮合的圆周力E、径向力5及轴向力工QJianaJcos/7211ujtan7F1.-d式中：i-尚轮的传动比：d齿轮的节例宜径.mm：-节圆处压力角；螺旋角：fux发动机最大转矩。一挡i=3.32,Mo=47.6”/=26.77代入(3-11)式得:,=1.42IO4,A1=5.80x1.Ny1.=7.181.V二挡=2.46,Jk=56.7”,4=22代入(3-11)式得：品=8.85X10NFrz=3.47X101.VF12=3.58IObV三挡=1.824=67.5mm/=22代入(3-11)式得：吊=5.5O1.(fN几=2.16XKyN以=2.22x10四挡人=1.35,4,=77
18、.84“”,/?=25.8代入(3-11)式得：已=3.540N%=1.93XKyN&=1.71.0W倒挡=2.73,小2=525mm,Q=0代入(3-11)式得：5w=1.06x1.0N加=3860NFM=ON五挡7=9.5510e-（3-12）n式中：P输出轴功率，kw；n输出轴转速，r/min：T输出轴转矩，Nmm.输出轴功率4=/；:咏=6x985=56.47h,；小=2=6（）oomin,代入（3-12）式得了=8.990Nmm。（/,=1.dz=88切肛尸=24.4代入3-11）式得：,=2.04X1.OJN5s=81.6.59NQ=926.83N2.输入轴的校核（1）轴的强度计算
19、应当校核在弯矩和转矩联合作用下的变速器轴的强度。作用在齿轮上的径向力乃和轴向力E使轴在垂直面内弯曲变形并产生垂向挠度而圆周力E使轴在水平面内弯曲变形并产生水平挠度，则在弯矩和转矩联合作用下的轴应力为：M=JMj+M+万(3-14)式中：Tj计算转矩，Nmm：d轴在计算断面处的直径，花键处取内径，mm：I匕一弯曲截面系数，/：M1一在计算断面处轴的垂向弯矩，Nmm：M1-在断面处轴的水平弯矩，Nmm：许用应力,在抵抗工作时取krJ=400Mw.一挡受力图如图3.4。计算得：AB=66.875mn,BC=30.125mm.CD=141.625mm：%30125=工0X141.625+匕XgMS=&
20、户BC=352.74Nm：Me=GXZJC=157.93Nm；T1=9.5506-=91.68Nm；nd=26mm.代入(3-13)(3-14)得:=230.31,WT，所以轴承1为压紧端:%=%+1.=6597ME,2=%=23914N:因为e=0.3,故*=8.33e,所以X1.=O.4%=2：3=0.25e,所以X,=1.K=0：%*当量动载荷：P=XF,+YFt1.（3-18）代入得：P1=2387.924JV：P,=956.55N0轴承寿命用小时表示比较便利：，”=枭制（3，9）astsw4ttiWtqq1.373784282鳍三电双?即218。长E9xys27219i书qq1.373784282W=ft2013/5/272W9iSqq1.373784282於浊Xjw72Ia8三SA0qqn73784282.dwga)SD册九253KB
