毕业设计（论文）轻型货车变速器设计（全套图纸）

1、 密级： 学号：本科生毕业论文（设计） 轻型货车变速器的设计学 院： 专 业： 班 级： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文（设计）是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文（设计）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门

2、或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日摘要 随着国民经济的持续发展，机械工业也在不断地发展，各种设备都在不断地进步，创新。特别是在汽车方面，轻型货车变速器得到广泛应用，在某些特定的场合，传统的轻型货车变速器得不到应用。比如，传动精度不好控制，保养维护费用较高;同时在

3、安全方面也存在一定的问题等等。希望在保证安全的前提下，是工作人员更加舒适，方便的操作。即便是传统轻型货车变速器传动效率较高，但是对于人们的经济能力，它的价格还让人难以接受。所以研究一种新式轻型货车变速器势在必行！ 轻型货车变速器作为机动车辆中的核心部件的一种，它工作时，发动机通过V带传动带动轻型货车变速器转动，从而间接地带动了车轮的转动，这样车辆就可以行驶了。 本文介绍了轻型货车变速器的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，以及对其结构进行创新设计，该轻型货车变速器的优点是传动链短、效率高、易加工、使用和维护都很方便，较适合在恶劣的环境下工作，最主要的是其传动

4、效率很高。 关键词：轻型货车变速器；扭矩；结构；校验 全套图纸，加153893706Abstract With the continuous development of national economy, machinery industry is in constant development, all sorts of equipment is in constant progress, innovation. Especially in the case of motor, transmission is widely used. In certain situations, the

5、traditional transmission is very unpopular. Bad control precision and the maintenance cost is higher. At the same time there are also certain problems in security. Therefore, higher requirements for the safety of the whole machine, operation will also bring strong shock to the staff, makes the opera

6、tion very uncomfortable. Although traditional gearbox transmission efficiency is higher, shifting effect is good, but the price is more expensive, general users are difficult to accept. So study a new type of transmission is imperative.According to the market survey, Gearbox must satisfy todays peop

7、le to the automobile speed regulating the flexibility control requirements, such as can not change the engine torque and rotational speed, driving force and speed change gear box. Under the condition of the engine crankshaft rotating direction invariable, the gearbox forward or backward;Under the co

8、ndition of the engine does not put out, can make the gearbox parking or fixed operations for a long time. Transmission as a core component of motor vehicle, it is working, engine driven by V belt transmission gearbox rotation, thus indirectly driven wheel rotation, so vehicles can drive.This paper i

9、ntroduces the structure of planetary gear type automatic shift gearbox in the composition, working principle and design of main components necessary to theoretical calculation and strength check, as well as the innovative design on its structure, The advantage of the gearbox transmission chain is sh

10、ort, high efficiency, easy processing, use and maintenance is very convenient, suitable for working under harsh environment, is the most important of its transmission efficiency is very high.Key words：Planetary gear type automatic transmission gearbox;Crankshaft;Processing craft;Fixture;目 录 第一章 绪论1

11、1.1课题的来源及研究的目的和意义1 1.2本课题研究的主要内容3 第二章 轻型货车变速器的总体方案设计5 2.1 轻型货车变速器的结构形式6 2.2 齿轮传动机构的特点8 2.3 确定齿轮传动类型10 第三章 轻型货车变速器传动系统的设计11 3.1 轻型货车变速器内部传动系统的具体结构12 3.2 齿轮的计算12 3.2.1 配齿计算13 3.2.2 几何尺寸计算14 3.2.3 装配条件验算16 3.3行星轴的设计计算17 3.3.1 初算轴的最小直径18 3.3.2 输入轴的设计20 3.3.3 输出轴的设计21 第四章 轻型货车变速器内部主要传动零件的强度校核23 4.1 传动轴的强

12、度校核24 4.2 传动齿轮的强度校核25 4.3 轴承强度的校核28 第五章 设计总结29 结论30 参考文献31 致谢32 第一章 绪论1.1课题的来源及研究的目的和意义 我国生产的货车变速器结构简陋，传动效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的货车变速器的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，货车变速器的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的货车变速器势在必行！相信此种货车变速器的出现将会大大提高传统的货车变速器的传动能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同

13、时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。随着国际标准化（SIO）的实施，世界货车变速器以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础,二十世纪80年代，德国施耐都公司将新开发的货车变速器应用到该公司的子公司-一个生产轻型货车变速器的机械公司，经过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国HUGER公司之后，英国的PROYY公司也看到了轻型货车变速器传动机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制轻型货车变速器传动机，并且与二十世纪中期投入到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行货车变速器的研发工作。现在国外等著名货车变速器的品牌中，都有货车变速器的销售，全

14、世界货车变速器的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，货车变速器的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此货车变速器是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的货车变速器销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。机械工业主导着国民经济，为国民经济提供资源，也为人民生活提供消费品。不管是以前的产业，还是现代的产业，都离不开机械装备，与机械工业所提供的装备的性能、成本和质量与国民经济的进步密切相关。全球经济的飞速发展，我国的各行各业几乎都被其他国家先进技术冲击，同时，与国外品牌企业也有了越来越多的沟通交流的机会。轻型货车变速器行业通过多种途径，努力

15、的不断提高自身实力与核心竞争力，与发达国家的差距也逐步缩小。轻型货车变速器设备在市场需求的促使下更快的更新和优化。国内轻型货车变速器设备生迅速发展，使轻型货车变速器械设备环保，节能，在我国飞速发展的农业中发挥着积极的作用。在生产设备时，各企业都尽量将设备在运行中可能出现问题减小到最少。如减少设备的噪音大、污染重等问题。轻型货车变速器的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。随着科学技术的进步，各个学科之间相互有着或大或小的联系，各行业间互相沟通，普遍使用新技术、新能源、新结构，目前轻型货车变速器正向着大型、高效、可靠、节能、降耗和自动化方向发展。本设计选用的齿轮传动较合理。1.2本课题研

16、究的主要内容国内轻型货车变速器的研发及制造要与全球号召的低碳经济、经久耐用主题保持一致。加大轻型货车变速器新型多样化的研发及生产是行业发展的大趋势，同时也迎合了国内基础建设发展的需求。 本次设计的任务是轻型货车变速器的设计，通过让学生亲自了解轻型货车变速器内部的构造和组成部分，通过对轻型货车变速器内部工件的测绘来认识工件，通过利用计算机绘图软件例如CAD，来对工件进行零件图的绘制和装配，这样经过一系列的综合性训练，培养学生动手，动脑以及画图的能力。 （1）通过网络和图书馆查找各种关于轻型货车变速器的相关资料，对轻型货车变速器进行方案的比较和预定。 （2）分析轻型货车变速器的结构与参数 （3）确

17、定设计总体方案 （4）确定具体设计方案 （5）轻型货车变速器的图纸的绘制。 （6）说明书的整理 第二章 轻型货车变速器的总体方案设计2.1 轻型货车变速器的结构形式轻型货车变速器作为车辆中最重要的核心部件的一种，广泛应用于汽车，工程车辆，运输机等等领域。它工作时，发动机通过V带传动带动轻型货车变速器转动，从而间接地带动了车轮的转动，这样汽车就可以行驶了，通过改变轻型货车变速器理论的档位来实现机动车辆的前进、后退、加速、减速等功能。在机动车辆的几个组成部分里，轻型货车变速器是机动车的心脏的部分，其组成机构及传动系统的布局图如下图所示：图2-1 2.2 齿轮传动机构的特点齿轮传动与普通齿轮传动相比

18、较，具有以下几个优点：（1）体积小，质量小，结构紧凑，承载能力大。（2）传动效率高。（3）传动比较大。（4）运动平稳、抗冲击和振动的能力强，工作较可靠。2.3 确定齿轮传动类型根据设计要求：能实现连续运转且传动比小、结构紧凑、外廓尺寸较小,2Z-X(A)型工作效率高，体积小而且机构简单，所以制造起来方便。齿轮传动适用于所有条件的功率传动，在动力及辅助传动中应用较为广泛，工作制度不受限制。 第三章 轻型货车变速器传动系统的设计3.1轻型货车变速器内部传动系统的具体结构轻型货车变速器体内部主要有各档位传动齿轮，各传动轴以及端盖，轴承等等零件组成，通过发动机驱动V带传动，从而带动轻型货车变速器内部的

19、传动机构动作，继而实现机动车辆轮子的转动，于是车辆就可以行驶了。其具体内部传动结构图如下图所示：3.2 齿轮的设计计算3.2.1配齿计算根据齿轮传动的传动比和其配齿可求得内齿轮b和行星轮c的齿数。因为齿轮传动的外廓尺寸较小，故选择中心轮a的齿数Z和行星轮.根据内齿轮 圆整得，根据安装条件，取，此时实际的p值与给定的p值稍有不同，但是必须控制在其传动比误差的范围内。实际传动比为其传动比误差 由于外啮合采用角度变位的传动，行星轮c的齿数zc应按如下公式计算，即 因为为偶数，故取齿数修正量为。这样，角变位后，a-c啮合齿轮副的传动性能。得到改善，且该齿轮传动的径向尺寸没有改变。故 = 在考虑到安装条

20、件为 （整数）初算中心距和模数1. 试验齿轮的接触疲劳极限=1282Mpa试验齿轮的弯曲疲劳极限=370MPa齿形的最后工序为插齿，精度为7级。2. 减速器的名义输出转速n2由 =得 n2=n1/i=1000/5.5r/min =181.82r/min 3. 载荷不均衡系数采用太阳轮浮动的均载机构，取 4. 齿轮模数m和中心距a首先计算太阳轮分度圆直径：式中： 一齿数比为一使用系数为1.25；一算式系数为768；一综合系数为2；一太阳轮单个齿传递的转矩。=376其中 高速级齿轮传动效率，取=0.985齿宽系数暂取=0.5=1450Mpa代入 =78.66模数 m=取 m=5则 =117.5取

21、齿宽 取 b=62mm3.2.2 几何尺寸计算1. 计算变位系数(1) a-c传动啮合角因 =0.93969262所以 =变位系数和 =1.141图2-1选择变位系数线图中心距变动系数y y=1齿顶降低系数 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图2-1中心距变动系数y y=1齿顶降低系数 分配边位系数：根据线图法，通过查找线图2-1得到边位系数 则 (2) c-b传动由于内啮合的两个齿轮采用的是高度变位齿轮，所以有 从而 且 2. 几何尺寸计算结果对于单级的齿轮传动根据一下公式进行几何尺寸的计算，结果如下：表3-1各齿轮副的几何尺寸的计算结果项目 计算公式a-c齿轮副b-c齿轮副分度圆直径基圆

22、直径齿顶圆直径外啮合内啮合齿根圆直径外啮合内啮合注：齿顶高系数：太阳轮、行星轮，内齿轮；顶隙系数：内齿轮 按公式验算其邻接条件，即 已知行星轮c的齿顶圆的直径=164.513，和代入上式，则得164.513满足邻接条件 同心条件按公式对于角变位有将上述已知数代入上式得 =52.145满足同心条件 3.2.3 安装条件按公式验证其安装条件，即得将 代入该式验证得 满足安装条件啮合要素的验算1. a-c传动端面重合度a（1）顶圆齿形曲率半径a太阳轮=29.31行星轮=42.416（2）端面啮合长度ga式中“”号“+”为外啮合“-”为内啮合；端面节圆啮合角。直齿轮=则=18.67（3）端面重合度=1

23、.2652. 端面重合度（1）顶圆齿形曲率半径行星轮a1由上面计算得，=42.416内齿轮 =61.597（2）端面啮合长度 = =24.05（3）端面重合度 a= =1.633.3 轴的设计计算行星轮内安装有行星轮轴承，行星架的行星轮轴孔中固定有行星轴；行星架与输出轴通过键联接，其轴承在减速器壳体内，双联齿轮联轴器把太阳轮和高速轴联接，实现了太阳轮浮动。太阳轮浮动原理如图4-1所示： 图4-1 太阳轮浮动原理3.3.1 初算轴的最小直径 图4-3 行星轮轴的载荷简图危险截面（在跨度中间）内的弯矩 =148538. Nmm行星轮轴采用40Cr钢,调质MPa，根据振动冲击，安全系数取;则许用弯曲

24、应力MPa=176MPa,故行星轮轴直径 取 do20.485 其实际尺寸将在轴承选定完成后确定。2. 选择行星轮轴轴承在行星轮内安装两个轴承，每个轴承上的径向载荷Fr N=1614N在相对运动中，轴承外圈以转速=463.64r/min考虑到行星轮轴的直径，以及安装在行星轮体内的轴承，其外廓尺寸将受到限制，故初步选用单列深沟球轴承6306型，其参数为 kN kN r/min（油浴）；取载荷系数 当量动载荷 =1937N轴承的寿命计算=97377h根据设计需要，该减速器要求每天工作22小时，每年工作320日，持续不断地工作10年。即h。所以选用6306型轴承较为合理，并把行星轮轴直径增大到。对行

25、星轮轮缘厚度进行校核 =式中 行星轮模数（mm） =35.712=12.5mm满足条件。由于行星轮宽度mm，因此两个轴承之间安装一厚度为5mm，宽度为13mm的套筒。3.3.2 输入轴设计1初算轴的最小直径由下式d=A03P/n初步预估轴的最小直径，轴选用40Cr钢，采用调质处理。根据表3-2查得A0。查表取=112，得 法兰安装在输入轴的最小直径处，截面上开有键槽，轴颈增大5%到7%。故 其实际尺寸将在轴承选择完成后确定。2选择输入轴轴承(1) 轴的结构设计根据预估直径，轮彀宽度和安装条件，轴中间一段安装一对6217型（深沟球轴承），且对称安装。其尺寸为，可画出输入轴草图（如附图03）。轴承

26、的寿命计算 其参数为 kN kN r/min （油浴）；取载荷系数 ；当量动载荷 =3873N轴承的寿命计算h=165258h70400h故该对轴承满足寿命要求。3.3.3 输出轴设计1初算轴的最小直径则输出轴只承受转矩而不承受弯矩。输出轴选用42CrMo合金钢，其MPa，即求出输出轴伸出端直径=88.423Nmm=6114 Nmm式中 T2输出轴转矩；齿轮啮合传动的效率，取。2选择输出轴轴承由于输出轴的轴承只承受轴向工作载荷（仅承受输出行星架装置的自重），所示轴承的尺寸应由结构要求来确定。输出轴端，轴颈mm。轮毂孔的直径要比太阳轮的齿顶圆直径=99.076mm大。根据结构要求选用特轻系列单列

27、深沟球轴承6030型，其尺寸为。轴承的寿命计算 其参数为 kN kN r/min（油浴）；取载荷系数 当量动载荷 N=5088N轴承的寿命计算 =1600938h70400h 故该轴承满足寿命要求。3输出轴上键的选择及强度计算平键联接的主要失效形式压溃。因此，只按工作面上的挤压应力进行强度校核计算。普通平键连接的强度条件按（3-2）式计算 （3-2） 式中 转矩，Nmm；轴颈，mm; 键和轮毂键槽的接触高度，此处h为键的高度，mm；键的工作长度，mm,A型键；B型键；C型键，其中为键的长度，为键的宽度；许用挤压应力，在这里键材料为45钢。其许用挤压应力值按轻微冲击算查相关资料的=100120M

28、Pa。由前面计算知输入转矩Nm， 选用型键，其型号为，将数值， ，键连接处的轴颈 =110mm代入式（3-2）得=39.9MPa故该键满足强度要求。第四章 轻型货车变速器内部主要传动零件的强度校核4.1 传动轴的强度校核按弯扭合成应力校核轴的强度校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面C）的强度。由文献1，15-5可知，取轴的计算应力 MPa （3.43）轴选择45钢，采用调质处理，可知，MPa。因此，故安全。（7）精确校核轴的疲劳强度判断危险截面由于应力集中而对轴产生的疲劳强度，截面IV与V有最严重的应力集中，而弯矩较大的是V面；从受载的情况来看，截面C的应力最大，但没有过大的应力集中，

29、所以对C面不用校核。只需对截面V进行校核。截面V左侧抗弯截面系数 mm （3.44）抗扭截面系数 mm （3.45）截面V左侧的弯矩M为 Mpa （3.46）截面V上的扭矩T为 MPa 截面上的弯曲应 Mpa （3.47） 截面上的扭转切应力MPa （3.48）轴选择45钢，采用调质处理。可知，MPa，MPa，MPa。用插入法求出 ，轴采用精车，可知，表面质量系数为： 轴未经表面强化处理，固得综合系数为 （3.49） 由文献1 ，可知，碳钢的特性系数 取 取所以轴在截面V左侧的安全系数为 （3.50） （3.51） （3.52）故该轴在截面V左侧的强度是足够的。截面V右侧抗弯截面系数 mm抗扭截面系数 mm截面V左侧的弯矩M为 MPa截面V上的扭矩T为 MPa