机械5

随着消费者对汽车安全性、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、承载能力强。 选择车型为长安之星SC6371进行设计，基本性能参数如表2.1。 表2.1基本性能参数 发动机参数排量(L) 1.310 最大功率(km) 60(6000r/mi
n) 最大扭矩(Nm) 102(3000r/mi
n) 底盘参数驱动方式后轮驱动 轮胎规格165/70 R13 整车尺寸及质量长*宽*高(mm) 3725*1560*1895 轴距(mm) 2350 总质量(kg) 1580 整备质量(kg) 1000 整车性能参数最高车速(km/h) 135 6.3L/100km 最大爬坡度32注：其中，165/70 R13表示轮胎断面宽B=165，扁平比H/B=70,轮辋直径13i
n=330.2mm， 故车轮滚动半径近似等于轮胎半径，为r=330.2/2 115.5=280.6mm。 确定变速器一挡传动比 汽车爬陡坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有： ，则由最大爬坡度要求的变速器一挡传动比为[1]： （2.2） 式中：m汽车总质量，1580kg； g重力加速度，9.8 ； 道路最大阻力系数，由于一般沥青或混凝土路面滚动阻力系数f=0.018~0.020，故取f=0.019；最大爬坡度，故坡角，所以为0.323； 驱动车轮滚动半径，0.281mm； 发动机最大转矩，102Nm； 主减速比，4.708； 汽车传动系的传动效率，轿车可取0.9~0.92，故选为0.9。 由公式（2.2）得： ； 根据驱动车轮与路面的附着条件，求得变速器一挡传动比为[1]： （2.3） 式中：汽车满载静止于水平路面时，驱动桥给地面的载荷，对于发动机前置后轮驱动的乘用车，满载时后轴占5055故取=55g； 道路的附着系数，计算时取=0.5~0.6，故选为0.6； ， ， ，见式（2.2）下说明。 由公式（2.3）得： ；最终龋 目录 摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract……………………………………………………………………………………Ⅱ 第1章绪论……………………………………………………………………………1 1.1课题的目的和意义………………………………………………………………1 1.2研究现状…………………………………………………………………………1 1.3变速器的设计思想………………………………………………………………2 1.4研究的主要工作内容……………………………………………………………2 第2章变速器设计的总体方案……………………………………………………4 2.1设计依据…………………………………………………………………………4 2.2变速器传动机构布置方案………………………………………………………4 2.3变速器基本参数的确定…………………………………………………………5 2.3.1挡数的确定………………………………………………………………5 2.3.2传动比的确定……………………………………………………………5 2.3.3变速器中心距的确定……………………………………………………7 2.3.4变速器轴向尺寸的确定…………………………………………………7 2.4本章小结…………………………………………………………………………7 第3章主要零部件的设计及计算…………………………………………………8 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分配……………………………………8 3.1.2轮齿强度计算……………………………………………………………14 3.1.3变速器齿轮的材料及热处理……………………………………………17 3.2轴的设计及校核…………………………………………………………………17 3.2.1初选轴的直径……………………………………………………………17 3.2.2轴的设计…………………………………………………………………18 3.2.3轴的校核…………………………………………………………………21 3.3轴承的选用及校核………………………………………………………………26 3.3.1变速器轴承型式的选择…………………………………………………26 3.3.2轴承的校核………………………………………………………………26 3.3.3轴承的润滑和密封………………………………………………………29 3.4花键的校核………………………………………………………………………29 3.5本章小结…………………………………………………………………………30 第4章变速器其他零件及机构的设计…………………………………………31 4.1同步器的设计及计算……………………………………………………………31 4.1.1锁环式同步器主要尺寸的确定…………………………………………31 4.1.2主要参数的确定…………………………………………………………32 4.2操纵机构的设计…………………………………………………………………33 4.3变速器箱体的设计………………………………………………………………34 4.4本章小结…………………………………………………………………………34 结论………………………………………………………………………………………35参考文献…………………………………………………………………………………36 致谢………………………………………………………………………………………37 附录………………………………………………………………………………………38 1.1课题的目的和意义 变速器用来改变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[1]。中间轴式变速器多用于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。变速器若采用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。 为了近一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱微型车市场销售份额，应该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，以满足车厂和用户更高层次的要求。 设计方案力求实现： （1）变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需； （2）选挡、换挡轻便、灵活、可靠； （3）同步器结构合理，性能稳定，有利于换挡； （4）齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳。 1.2研究现状 众所周知，中国国内市场的微型系列车型，90来自日本技术，更确切地说，是来自于日本铃木技术。国内的许多微型车厂在研发、生产方式上，或是购买日本技术，或是与日方联合经营，自主独立开发的能力相对欠缺。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，进而造成国内的许多老型产品一干就是十几年，甚至二十几年的尴尬局面。同时，由于国际市场的导向，微型车的根据地日本在此方面的投入也没有更大、更新的研究与发展。所以从微型汽车后驱动变速器的发展来看，并没有特别新的技术在产品中应用。 但是根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，甚至相当长的一段时间内微型车仍然具有一定的发展的空间。国内的中、小城市，及山区，从居民的购买能力及所需看，微型车由于其价格低、经济适用，仍然具有广阔的市场份额。近几年来，微型车的销售占中国汽车总销售量约25尤其以生产微型车为主的长安集团在内，2005年内的整车销售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，在满足同等排量发动机匹配所需的同时，市场反映效果也较好。 汽车变速器发展经历了100多年，从最初采用侧链传动到手动变速器，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。手动变速器(MT)主要采用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。 我国汽车工业采用CAD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。各汽车厂纷纷引进软硬件并逐步建立了计算机辅助系统。AutoCAD在用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。 1.3变速器的设计思想 根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足： （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）采用同步器，保证可靠平稳换挡； （5）齿轮、轴及轴承满足使用要求。 1.4研究的主要工作内容 中间轴式变速器主要用于后轮驱动变速器，所以，根据实际汽车发动机匹配所需，本文计划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 变速器中各档齿轮按照档位先后顺序在轴上排列；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；各档齿轮齿数分配；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 根据设计方案，通过CAD完成装配图及零件图的绘制。