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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 速器設(shè)計 系部名 稱 ： 專業(yè) 班 級 ： 學(xué) 生姓名 ： 指 導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 黑 龍 江 工 程 學(xué) 院 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 二○ **年 *月 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 學(xué)生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 題目名稱 一、設(shè)計（論文）目的、意義 為了往復(fù)活塞式發(fā)動機的工作特性， 滿足消費者對汽車高性能、安全、可靠、舒適性的需求，所以對變速器的性能要求也更高?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化，因此，在汽車傳動系中設(shè)置了變速器和主減速器，以達到減速增矩的目的。手動變速器 有成本低、可靠性高、維護簡便的特點 。 隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車變速器作為整車的一個 關(guān)鍵部件，其產(chǎn)品的質(zhì)量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對汽車后橋進行有效的優(yōu)化設(shè)計計算是非常必要的。 二、設(shè)計（論文）內(nèi)容、技術(shù)要求（研究方法） 基本參數(shù) 驅(qū)動型式： 6*2 總質(zhì)量： 16t 驅(qū)動橋滿載： 最高車速 90km/h 最大爬坡： 30% 最大輸入轉(zhuǎn)矩： 計 7 檔三軸式變速器 設(shè)計的主要內(nèi)容： （ 1）研究汽車機械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計； （ 2）建立有限元計算模型； （ 3）研究汽車機械變速器的載荷； （ 4）加載進行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； 技術(shù)要求（研究方法）： （ 1）要求研究汽車有限元分析、優(yōu)化設(shè)計基本理論，并將其與機械制圖、機械設(shè)計、材料力學(xué)、計算機軟件等相關(guān)知識有機結(jié)合、熟練運用； （ 2）要求運用 件進行建模； （ 3）運用有限元分析軟件進行靜力學(xué)分析，重點進行彎曲強度分析； （ 4）實現(xiàn)變速器參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 三、設(shè)計（論文）完成后應(yīng)提交的成果 設(shè)計圖紙（合 0 號圖紙 ）； 設(shè)計說明書（ 2 萬字左右）； 相關(guān)外文翻譯（ 1 篇 2 千字左右）； 基于有限元分析軟件的輸出軸靜力學(xué)分析； 四、設(shè)計（論文） 進度安排 （ 1）調(diào)研、資料收集、完成 開題報告 第 2 周 （ 2）整體方案設(shè)計，完成結(jié)構(gòu)示意圖（手繪）第 3 周 （ 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，有限元分析， 4 （ 4）繪制設(shè)計圖 9 （ 5）編寫設(shè)計說明書 13 周 （ 6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第 14、 15 周 （ 7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準備及答辯 第 16 周 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 五、主要參考資料 六、備注 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué)生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導(dǎo)教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是 否外聘 □是 √ 否 題目名稱 一、 課題研究 現(xiàn)狀 ,選題的 目的、 依據(jù)和意義 1、研究現(xiàn)狀 變速器是汽車傳動系中最主要的部件之一，它的主要功用是匹配發(fā)動機的扭矩和轉(zhuǎn)速，汽車傳動系的作用是根據(jù)行駛需求改變發(fā)動機輸出的轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的關(guān)系特性，把動力有效而可靠的傳遞到驅(qū)動輪上，變速器作為傳動系的重要組成部分，變速器性能直接關(guān)系到汽車的整體性能。而手動變速器是最傳統(tǒng)、歷史最悠久的一種變速器，其換檔操作遵從駕駛者的意志，結(jié)構(gòu)簡單，故障率相對較低，價格合理，燃油消耗低，手動變速器今后一定會繼 續(xù)得到廣泛的應(yīng)用。 重型汽車變速器是指與重型商用車和大型客車匹配的變速器。重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，欲保證重型汽車具有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，則必須擴大傳動比的范圍并增多檔位數(shù)?，F(xiàn)代汽車上采用的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而重型汽車復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當大的范圍內(nèi)變化，為避免變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，重型汽車多采用組合式機械變速器，即以一、兩種 4~6 檔變速器為主體，通過更換系列齒輪副和配置不同的 變速器，得到一組不同檔數(shù)、不同傳動比范圍的變速器系列。目前，組合式機械變速器已成為重型汽車的主要形式。 目前，國外自動變速器發(fā)展迅速，市場份額占據(jù)越來越多，但手動變速器仍將占有大部分市場。據(jù)預(yù)測， 2013 年歐洲變速器市場上，匹配手動變速器的汽車仍將占 52%，配備自動變速器的將占 10%，匹配無級變速器的將占 2%，匹配雙離合變速器的將占 16%，配備自動變速器的將占 20%。 在國外，變速器專業(yè)化生產(chǎn)廠家很注重產(chǎn)品系列化，為主機廠選用最滿意的變速器提供了極大的方便和靈活性。 在中國，手動變速器因為其 低廉的價格和給駕駛者的良好的操控感，一直以來都占據(jù)著變速器的主流?？墒窃谖覈姸嗟淖兯倨魃a(chǎn)廠家中，還沒有形成本企業(yè)的系列化生產(chǎn)。我國重型車變速器產(chǎn)品的技術(shù)多源于美國、德國、日本等幾個國家，引進技術(shù)多為國外 80~90 年代的產(chǎn)品。作為汽車高級技術(shù)領(lǐng)域的重型汽車變速器在國內(nèi)通過漫長的引進消化過程，如今已有了長足的進步，能夠在原有引進技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過改型或在引進技術(shù)的基礎(chǔ)上自行開發(fā)出符合配套要求的新產(chǎn)品。每年重型車變購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 速器行業(yè)都能有十幾個新產(chǎn)品推向市場。但從當今的重型車發(fā)展情況來看，在新產(chǎn)品開發(fā)商國內(nèi)重型車變速器 仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術(shù)產(chǎn)品。國內(nèi)的重型車變速器生產(chǎn)廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應(yīng)對整車新車型配套產(chǎn)品的能力還遠遠不夠，在技術(shù)方面還有很長的路要走。 2、目的、依據(jù)和意義 變速器作為整車的一個關(guān)鍵部件、汽車傳東西中最主要的部件之一，其產(chǎn)品的質(zhì)量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的。近年來變速器的質(zhì)量不過關(guān)頻頻出現(xiàn)：輛汽車，天津一汽豐田 2008 年共計召回 83406 輛汽車等等。因此，加強對變速器的設(shè)計，對提高整車質(zhì)量、整車廠的經(jīng)濟效益與 聲譽至關(guān)重要。 近年來，車輛自動變速器成為了一個重要的研究方向。國內(nèi)外都進行了重型車輛自動變速器的研究與開發(fā)，國外的眾多重型車輛變速器生產(chǎn)廠家已經(jīng)實現(xiàn)了自動變速器商品化生產(chǎn)。據(jù)世界最大的手動變速器制造商德國采埃孚公司預(yù)測，全球非手動變速器需求正在不斷增長。預(yù)計到 2011 年，全球變速器需求年增長率為 盡管如此，手動變速器仍將占大部分的市場份額，可以達到 52%。近年來，隨著燃油價格的不斷上升，以及汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，手動變速器又迎來的新的發(fā)展機遇。而重型汽車又因為其巨大的裝載質(zhì)量， 以及復(fù)雜的使用條件，欲保證重型汽車良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，避免變速器的結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜和便于系列化生產(chǎn)，因此，國內(nèi)外的重型汽車大多數(shù)仍然采用的是手動變速器。本設(shè)計綜合考慮技術(shù)可行性、變速器未來發(fā)展趨勢及產(chǎn)業(yè)化等方面因素，最終確定采用手動變速器作為研究對象。 本設(shè)計主要是設(shè)計重型車輛的手動變速器，重型車輛的載荷很大，除了發(fā)動機需要強大的動力之外，還需要變速器的權(quán)利協(xié)助。機械式變速器在起步的時候有足夠的牽引力量將車帶動，特別是面對爬坡路面，它的特點顯露的非常明顯，而對于其他新型的變速器，雖然具有操作簡便等特性 ，但機械式變速器所具備的優(yōu)點是顯而易見而且還能為大多數(shù)的消費者所接受。本次設(shè)計是針對重型汽車，設(shè)計一種適用于重型汽車的變速器，使重型汽車的動力性、經(jīng)濟性、加速性和舒適性都有所提高。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 二、設(shè)計（論文） 的基本內(nèi)容 、 擬解決的主要問題 1、研究的 基本 內(nèi)容： （ 1）研究汽車機械變速器的組成、結(jié)構(gòu)與設(shè)計； （ 2）建立有限元計算模型； （ 3）研究汽車機械變速器的載荷； （ 4）加載進行應(yīng)力分析與結(jié)果分析； （ 5）對汽車機械變速器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計。 2、 擬解決的主要問題 ： （ 1）變速器 設(shè)計 方案 的 確定， 這 關(guān)系到 此后的設(shè)計與計算，是本次設(shè)計的基礎(chǔ)核心內(nèi)容； （ 2）齒輪強度的計算與校核。計算量大，計算復(fù)雜繁瑣， 是本次設(shè)計 的核心內(nèi)容； （ 3）利用 軸進行校核，軟件使用比較困難，是本次設(shè)計的難 點內(nèi)容； （ 2） 利用 較繁瑣，而且必須要能夠熟練應(yīng)用這 兩個軟件，需要足夠的耐心與細心，是本次設(shè)計的重點內(nèi)容。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 三、技術(shù)路線（研究方法） · 強度不夠 選定變速器類型 確定傳動比 選定中心距 確定齒輪齒數(shù) 中心距修改 計算選定軸 校核強度 作圖紙以及說明書制作 用有限元分析軟件進行靜力學(xué)分析 重點進行彎曲分析 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 四、進度安排 （ 1）調(diào)研、資料收集、完成開題報告 第 2 周 （ 2）整體方案設(shè)計，完成結(jié)構(gòu)示意圖（手繪）第 3 周 （ 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計計算，有限元分析， 4 （ 4）繪制設(shè)計圖 9 （ 5）編寫設(shè)計說明書 13 周 （ 6）畢業(yè)設(shè)計（論文）審核、修改 第 14、 15 周 （ 7）畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯準備及答辯 第 16 周 五、 參考文獻 [1]王望予 . 汽車設(shè)計 [M]械工業(yè)出版社， 2003． [2]童康祥 J]2003.(1). [3]郝京順 . 汽車變速器的發(fā)展 [J]2000.(3). [4]喬維高 ,蘇楚奇 M]等教育出版社， 2000. [5]王尚軍 J]2002.(10). [6]張陽 ,席軍強 ,陳慧巖 J]2006.(6). [7]楊通順 J]2003.(11). [8]林紹義 J]2004.(6). [9]吳修義 J]2005.(5). [10]殷浩東 速器產(chǎn)品現(xiàn)狀與發(fā)展分析 [J]2006.(3). [11]劉惟信 M]華大學(xué)出版社 [12], ． ]． 1999． [13]吳修義 J]1999（ 9）． [14]王之熙 簡明機械設(shè)計手冊 [M]械工業(yè)出版社， 1997． [15]諸文農(nóng) M]械工業(yè)出版社， 1981. [16]萬方數(shù)據(jù) [17]萬方數(shù)據(jù) 六、備注 指導(dǎo)教師意見： 簽字： 年 月 日 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 變速器用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速， 是汽車總成部件中的重要組成部分，是主要的傳動系統(tǒng)。變速器的結(jié)構(gòu)要求對汽車的動力性、燃料經(jīng)濟性、換檔操縱的可靠性與輕便性、傳動平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。 三軸式變速器由于具有體積小、原理簡單、工作可靠、操縱方便等優(yōu)點，故在大多數(shù)汽車中廣泛應(yīng)用。本文設(shè)計研究了三軸式五檔手動變速器，其目的主要是基于對機械原理、機械設(shè)計、知識的熟練運用和掌握，同時運用汽車構(gòu)造、汽車設(shè)計、材料力學(xué)、互換性測量等學(xué)科知識，對三軸式變速器的各部件進行設(shè)計，并 利用 件繪制裝配圖和零件圖等 六項 內(nèi)容。 首先，本文將概述變速器的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，介紹變速器領(lǐng)域的最新發(fā)展狀況。其次，對工作原理做了闡述，對不同的變速器傳動方案進行比較，選擇合理的結(jié)構(gòu)方案進行設(shè)計。再次，對變速器的各檔齒輪和軸以及軸承做了詳細的設(shè)計計算，并進行了受力分析、強度和剛度校核計算 ,并為為這些元件選擇合適的工程材料及熱處理方法。對一些標準件進行了選型以及變速器的傳動方案設(shè)計。簡單講述了變速器中各部件材料的選擇。最后，本文將對變速器換檔過程中的重要部件 — 同步器以及操縱機構(gòu)進行闡述，講述同步器 的類型、工作原理、選擇方法以及重要參數(shù)。 關(guān)鍵詞 ： 變速器；傳動比； 軸 ； 齒輪； 設(shè)計計算；校核 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 to on in of an of of of of a on is as of is on of my is of of of of I of AD of At of of of on I a of of of in of I of a I do of of I an in I an of of 目錄 摘 要 ............................................................................................................................................................ X ...................................................................................................................................................... 1 章 緒 論 .............................................................................................................................................. 3 車變 速器的概述 [1] ........................................................................................................................... 3 車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 [2] ...................................................................................... 3 究現(xiàn)狀 .................................................................................................................................. 3 計目的意義 ........................................................................................................................ 3 車變速器發(fā)展趨勢 ............................................................................................................ 3 車變速器的設(shè)計方法和研究內(nèi)容 [8] .............................................................................................. 4 速器設(shè)計的主要內(nèi)容： ..................................................................................................... 4 第 2 章 變速器傳動機構(gòu)布置方案 .................................................................................................................. 6 速器的選擇 ...................................................................................................................................... 6 構(gòu)工藝性 ............................................................................................................................ 6 速器的徑向尺寸 ................................................................................................................ 6 速器齒輪的壽命 ................................................................................................................ 6 速器的傳動效率 ................................................................................................................ 6 擋布置方案 ..................................................................................................................................... 6 、部件結(jié)構(gòu)方案分析 ..................................................................................................................... 7 輪形式 .................................................................................................................................. 7 擋機構(gòu)形式 .......................................................................................................................... 7 動脫擋 .................................................................................................................................. 7 章小結(jié) .............................................................................................................................................. 8 第 3 章 變速器主要參數(shù)的選擇及齒數(shù)的分配 ............................................................................................. 9 述 ...................................................................................................................................................... 9 數(shù) ...................................................................................................................................................... 9 動比范圍 .......................................................................................................................................... 9 速器各檔傳動比的確定 .................................................................................................................. 9 心距 A .............................................................................................................................................. 11 輪參數(shù) ............................................................................................................................................. 11 數(shù) ......................................................................................................................................... 11 力角 ? ............................................................................................................................... 12 旋角 ? ............................................................................................................................... 12 寬 b .................................................................................................................................... 12 頂高系數(shù) ............................................................................................................................ 12 擋齒輪 齒數(shù)的分配 ........................................................................................................................ 12 定一擋齒輪的齒數(shù) ............................................................................................................ 13 定常嚙合傳動齒輪 ............................................................................................................ 15 定其他各擋的齒數(shù) ............................................................................................................ 17 章小結(jié) ........................................................................................................................................... 29 第 4 章 齒輪校核 ............................................................................................................................................ 30 輪材料的選擇原則 ........................................................................................................................ 30 算各軸的轉(zhuǎn)矩 ................................................................................................................................ 30 輪的 強度計算 ................................................................................................................................ 31 齒彎曲強度計算 ................................................................................................................ 31 齒接觸應(yīng)力j?.................................................................................................................. 35 章小結(jié) ............................................................................................................................................ 40 第 5 章 變速器軸和軸承的設(shè)計計算 ............................................................................................................ 41 速器的軸徑和軸長設(shè)計計算 ....................................................................................................... 41 速器軸的強度計算 ....................................................................................................................... 41 輪上的受力計算 ................................................................................................................. 41 的強度計算 ................................................................................................................................ 44 的剛度計算 ........................................................................................................................ 46 承的選擇和校核 ........................................................................................................................... 48 出軸軸承的選擇和校核 ................................................................................................... 48 章小結(jié) ........................................................................................................................................... 49 第 6 章 同步器和操縱機構(gòu)的設(shè)計及選用 .................................................................................................... 50 步器的設(shè)計 ................................................................................................................................... 50 銷式同步器 ......................................................................................................................... 50 環(huán)式同步器 ........................................................................................................................ 51 步器主要尺寸的確定 ........................................................................................................ 51 步器主要參數(shù)的確定 ........................................................................................................ 53 速器操縱機構(gòu)的 設(shè)計 ................................................................................................................... 55 速器操縱機構(gòu)的要求及分類 ............................................................................................ 55 速器操縱機構(gòu)分析 ............................................................................................................ 56 速器箱體的設(shè)計 ........................................................................................................................... 56 章小 結(jié) ............................................................................................................................................ 57 第 7 章 輸出軸的有限元靜力學(xué)分析 ............................................................................................................ 58 件簡介 ............................................................................................................................. 58 與 口的創(chuàng)建 .......................................................................................................... 58 用 輸出軸進行有限元受力分析 ............................................................................... 60 出軸有限元受力分析 ................................................................................................................... 60 一擋、倒檔花鍵有限元受力分析 ................................................................................... 61 二擋、三擋花鍵有限元受力分析 ................................................................................... 63 四擋、五擋花鍵有限元受力分析 ................................................................................... 65 六擋、七擋花鍵有限元受力分析 ................................................................................... 67 章小結(jié) ........................................................................................................................................... 69 結(jié) 論 .............................................................................................................................................................. 70 致 謝 .............................................................................................................................................................. 71 參考文獻 .......................................................................................................................................................... 72 附 錄 .............................................................................................................................................................. 73 附錄 A 英文文獻 ..................................................................................................................................... 73 附錄 B 文獻翻譯 ................................................................................................................................. 76 第 1 章 緒 論 車變速器的概述 [1] 變速器用于 改 變發(fā)動機曲軸的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下， 滿足 驅(qū)動車輪牽引力及車速不同要求的需要。 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，今后要求汽車車型的多樣化、個性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設(shè)計一直是汽車設(shè)計中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是用來改變發(fā)動機傳到驅(qū)動輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速， 同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內(nèi)工作 。因此它的性能影響到汽車的動力性和經(jīng)濟性指標。 變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠內(nèi)燃機的最低穩(wěn)定車速是難以達到的。變速器的倒擋使汽車能倒退行駛；其空擋使汽車在啟動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機和傳動系分離。 變速器的結(jié)構(gòu) 除了對 汽車的動力性、經(jīng)濟性 有影響同時對汽車 操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動機的參數(shù)做優(yōu)化匹配，可得到良好的動力性與經(jīng)濟性；采用自鎖及互鎖裝置，倒擋安全裝置，其他結(jié)構(gòu)措施，可使操縱可靠，不 產(chǎn)生 跳擋、亂擋、 自動脫擋和誤掛倒擋；采用同步器可使換擋輕便，無沖擊及噪聲；采用 斜齒輪 、修形及參數(shù)優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低， 不同的傳動比還可以使在其不同路面提高汽車的動力性和經(jīng)濟性，使汽車和發(fā)動機有良好的匹配性。 車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 [2] 究現(xiàn)狀 重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，欲保證重型汽車具有良好的動力性、經(jīng)濟性和加速性，則必須擴大傳動比范圍并增多檔數(shù)。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)三軸式