机械5

技术要求 1.变速器装配时，应严格按照工艺的要求，顺序组装； 2.装配前、后轴承盖、顶盖时垫片两面需涂密封胶； 3.所有通孔螺纹必须在螺栓上涂密封胶后再将螺栓拧入; 4.装变速器上盖叉轴堵盖时堵盖周围应涂密封胶； 5.装配轴承时需涂少许齿轮油； 6.滚动轴承调整游隙为0.5-1mm； 7.变速器装配后在专用实验台上进行有负荷和无负荷模拟实验，以确保换挡准确无抖动， 无异响和密封良好等； 8.变速器箱体表面涂耐油油漆。 目录 摘要...................................................................I Abstract......................................................... Ⅱ 第1章绪论....... .....................................................1 1.1本次设计的目的意义................................................1 1.2变速器的发展现状.............................................2 1.3变速器设计面临的主要问题.......................................4 第2章变速器的总体方案设计.......... . . . . ........................5 2.1变速器的功用及设计要求............................................5 2.2变速器传动机构的形式选择与结构分析................................5 2.2.1三轴式变速器与两轴式变速.....................................5 2.2.2倒档的布置方案............... ...... .........................5 2.3变速器主要零件的结构方案分析......................................7 2.3.1齿轮型式............... ...... .... ..........................7 2.3.2换档结构型式........... ...... .... ..........................7 2.3.3轴承型式........... ...... .... .... ..........................7 2.4传动方案的最终确定........................................ .. .....8 2.5本章小结........................ ...... ...... ....................8 第3章变速器主要参数的选择与计算................. .................9 3.1初始数据............................. ...... ......................9 3.2变速器各档传动比的确定..................... .......................9 3.3中心距的确定......................... ...... .....................10 3.4齿轮参数...................... ......... .......... ...............11 3.5本章小结........................ .. .. .. .. .....................12 第4章齿轮的设计计算与校核............. . . . . . . . . . ..............13 4.1齿轮的设计计算... .. .. .................... ......................13 4.2齿轮的强度计算与材料选择.................. ..... ........ ........22 4.2.1齿轮的损坏原因.......................................22 4.2.2齿轮材料的选择.........................................22 4.2.3计算各轴的转矩................. ... ........................23 4.2.4齿轮的强度计算............ ....... .........................23 4.2.4齿轮的接触应力............ ....... .........................27 4.3本章小结................ .. .. .. .................................31 第5章轴的设计与计算及轴承的选择与校核...........................32 5.1轴的计算.................... . . . . . ............................32 5.1.1轴的工艺要求..... ....... ...... ...........................32 5.1.2初选轴的直径............ ....... .............. ............32 5.1.3轴的刚度计算............ ....... ............. .............33 5.1.4轴的强度计算............ ....... ............. .............35 5.2轴承的选择及校核............ ... .................................37 5.2.1输入轴的轴承选择及校核...... . .. ............. .............37 5.2.1输出轴的轴承选择及校核............ ....... ... .............38 5.3本章小结....... . ... ... ... ... ..................................39 第6章变速器同步器与操纵机构的选择........ ....... ...............40 6.1同步器的选择........... ... ... ..................................40 6.1.1同步器的工作原理............ .... ... .. ... ... .............40 6.1.2同步环的主要参数的确定........ ... ... .. ... ... .............40 6.2变速器的操纵机构........... ... ... ..............................41 6.2.1变速器操纵机构的功用............ .... ...... ... .............41 6.2.2变速器操纵机构应满足的要求.......... ...... ... .............41 6.2.3换挡位置............ . ... ... ...... .. ... ... .............42 结论........ . ... ... ... ........ . ... ... ... . . . . . . . . . .. ... ... .43 参考文献......... ... ... ... ........ . ... . ... .. ... . . .. ... ... ...44 致谢........ .. ... ... ... ........ . ... ... ... ........ . . .. ... ... .45 附录........ .. ... ... ... ........ . ... ... ... ........ . . .. ... ... .46 第2章变速器的总体方案设计 2.1变速器的功用及设计要求 变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分，主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动轮牵引力以及车速的不同需求。此外，变速器还用于使汽车能倒退行驶和在启动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机传动系保持分离；必要时还应有动力输出功能。 为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求： 1.保证汽车有必要的动力性和经济型。 2.设置空挡。用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 3.设置倒档，使汽车能倒退行驶。 4.设置动力传输装置，需要时进行功率输出。 5.换挡迅速、省力、方便。 6.工作可靠，汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡、乱挡以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，变速器还应该满足轮廓尺寸和质量孝制造成本低、拆装容易、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、比功率越小，变速器传动比范围越大。 2.2变速器传动机构的形式选择与结构分析 变速器的种类很多，按其传动比的改变方式可以分为有级、无级和综合式。有级变速器根据前进挡的不同可以分为三、四、五档和多档变速器；按其轴中心线的位置又分为固定轴线式、螺旋轴线和综合式。其中固定轴式应用广泛，有两轴式和三轴式之分，前者多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，而后者多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。 2.2.1三轴式变速器与两轴式变速器 现代汽车大多采用三轴式变速器。以下是三轴式和两轴式变速器的传动方案。 三轴式变速器如图2.1所示，其第一周的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮啮合，且第一、第二轴同心。将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。此时齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。因此，直接档的传递效率高，磨损及噪声也小，这是三轴式变速器的主要优点。其它前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。因此在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。其缺点是：除直接档外其他各档的传动效率有所下降。 2.3变速器主要零件的结构方案分析 变速器的设计方案必需满足使用性能、制造条件、维护方便及三化要求。在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式、换挡结构形式、轴承型式等因素。 2.3.1齿轮型式 齿轮型式有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。 有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮使用寿命长，工作时噪声低；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使斜齿圆柱齿轮数增加，导致变速器的转动惯量增大。 直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档。 2.3.2换挡结构形式 现在大多数汽车的变速器都采用同步器换挡。采用同步器换挡可保证齿轮在换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换挡时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种形式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛用于各式变速器中。 在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。 2.3.3轴承型式 变速器轴承采用圆锥滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、滑动轴套等。 在本设计中采用圆锥滚子轴承和滚针轴承。 3.1设计初始数据 最高车速： =185Km/h 发动机功率： =74KW 转矩： =145 总质量： =1353Kg 车轮： 205/55R16 r=315.95