低速载货汽车变速器的设计20

本文格式为Word版，下载可任意编辑——低速载货汽车变速器的设计20目目录录1前言12低速载货汽车主要参数确实定321质量参数确实定322发动机的选型323车速确实定43变速器的设计与计算631设计方案确实定6311两轴式6312三轴式6313液力机械式6314确定方案632零部件的布局分析733根本参数确实定8331变速器的档位数和传动比8332中心距10333变速器的轴向尺寸11334齿轮参数11335各档齿轮齿数的调配1434齿轮的设计计算16341几何尺寸计算16342齿轮的材料及热处理17343齿轮的弯曲强度17344齿轮的接触强度1835轴的设计与轴承的选择21351轴的设计21352轴承的选择334结论40参考文献41致谢421前言低速载货汽车是一种特殊的货车特殊在于它以前叫农用运输车GB725820221将四轮农用运输车更名为低速货车明确农用运输车实质上是汽车的一类GB1832020222规定以柴油机为动力装置中小吨位中低速度从事道路运输的机动车辆包括三轮农用运输车和四轮农用运输车等但不包括轮式拖拉机车组手扶拖拉机车组和手扶变型运输机农用运输车最高设计车速不大于70kmh最大设计总质量不大于4500kg长小于6m宽不大于2m和高不大于25m我国农用运输车诞生于20世纪80年头初我国农村运输的特点是运量小运距短货物分散道路条件差由于同吨位的柴油车较汽油车运载才能强燃油价格低且柴油保管无须特殊设备又为宏大农人所熟谙所以农用运输车均选用柴油机为动力农用运输车的载质量一般不超过15t当前四轮农用运输车载质量分为4个等级包括15t10tO75t和05t级在传动系统中设置了变速器以适应汽车在起步加速行驶以及抑制各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要本次设计的课题为低速载货汽车变速器的设计该课题来源于结合生产实际本次课题研究的主要内容是a参与汽车的总体设计b变速器布局型式分析和主要参数确实定c变速器布局设计本说明书以设计低速载货汽车变速器的传动机构为主线第2章着重介绍了在参与总体设计当中如何确定低速载货汽车参数进而明确变速器应得志的条件及其所受的限制第3章那么重点介绍低速载货汽车变速器的传动机构的设计说明在参与总体设计当中首先是对低速载货汽车的产品技术模范和标准举行分析然后确定低速载货汽车的总质量以此来选择适合的发动机根据发动机的功率以及汽车的总质量确定该车的最高速度得志低速载货汽车安好技术条件关于变速器的设计首先选择适合的变速器确定其档位数接着对工况举行分析拟订变速器的各档位的传动比和中心距然后计算出齿轮参数以选择适合的齿轮并且对其举行校核接着是初选变速器轴与轴承并且完成对轴和轴承的校核最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制本课题所设计出的变速器可以解决如下问题a正确选择变速器的档位数和传动比使之与发动机参数匹配以保证汽车具有良好的动力性与经济性b设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分开设置倒档使汽车可以倒退行驶c操纵简朴便当急速省力d传动效率高工作平稳无噪声e体小质轻承载才能强工作稳当f制造轻易本金低廉修理便当使用寿命长g贯彻零件标准化部件通用化及总成系列化等设计要求遵守有关标准规定2低速载货汽车主要参数确实定21质量参数确实定3汽车的整备质量利用系数0m2100mmem式中汽车的载质量em整车整备质量0m表21货车的质量系数om参数车型总质量tma0m1860am08011060140am120135货车140am130170装柴油机的货车为080100汽车总质量am商用货车的总质量ma由整备质量m0载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成即22kgnmmmea651式中为包括驾驶员及随行人员数在内的人数应等于座位数1n此低速载货汽车是柴油机查表21得质量利用系数为080110其载质量是15103kg由公式21得em0180150000mmma15001875kg由于此车设计为单排室所以2由公式22得1nkgnmmmea651015001875150026531303505kg本课题选用ma3500kg22发动机的选型根据现在低速载货汽车选用发动机的处境参照2815系列四轮农用运输车针对本次设计任务选用达成欧排放标准的YD480柴油机表22YD480柴油机技术参数YD480型号干式气缸套型式直喷式行程mm90缸心距1001小时功率转速kWrmin293000外特性最低燃油消耗率gkWh2502最大扭矩Nm104压缩比18排量L1809喷油压力kPa2205形状尺寸长宽高mmmmmm687494628净质量kg19523车速确实定4233maxmaxmax7614036001VACVgfmPDaTe式中发动机最大功率kWmaxeP传动系的传动效率对单级主减速器驱动桥的42式汽车取T09T汽车总质量kgam重力加速度ms2g滚动阻力系数对载货汽车取002对矿用自卸汽车取003对轿f车等高速车辆需考虑车速影响并取0016500001Va50f最高车速kmhmaxVCD空气阻力系数轿车取0406客车取0607货车取0810A汽车正面投影面积若无测量数据可按前轮距B1汽车总高H汽车总宽B等尺寸近似计算对轿车A078BH对载货汽车AB1H由公式23得3maxmaxmax7614036001VACVgfmPDaTe3maxmax76140590360002089350090129VV算出Vmax623kmh由于低速载货汽车最高设计车速不大于70kmh所以该车得志要求3变速器的设计与计算31设计方案确实定低速载货汽车变速器一般选用机械式变速器它采用齿轮传动具有若干个定值传动比有轴线固定式变速器普遍齿轮变速器和轴线旋转式变速器行星齿轮变速器两种采用这种变速器的低速载货汽车通常有35个前进档和一个倒档最近几年液力机械变速器和机械式无级变速器在汽车上的应用越来越广泛5根据目前广泛使用变速器的种类以及应用的范围初步拟定三种设计方案311311两轴式两轴式两轴式变速器布局简朴紧凑且除最高档外其他各档的传动效率高两轴式变速器的其次轴即输出轴与主减速器主动齿轮做成一体当发动机纵置时主减速器可用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮当发动机横置时那么可用圆柱齿轮除倒档常用滑动齿轮直齿圆柱齿轮外其他档位均采用常啮合齿轮斜齿圆柱齿轮传动但两轴式变速器没有直接档因此在高档工作时齿轮和轴承均承载因而噪声较大也增加了磨损这种布局适用于发动机前置前轮驱动或发动机后置后轮驱动的轿车和微轻型货车上其特点是输入轴和输出轴平行无中间轴312312三轴式三轴式三轴式变速器的第一轴常啮合齿轮与其次轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合且第一二轴同心将第一二轴直接连接起来传递转矩那么称为直接档此时齿轮轴承及中间轴均不承载而第一二轴也仅传递转矩因此直接档的传动效率高磨损及噪声也最小其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩因此在齿轮中心距影响变速器尺寸的重要参数较小的处境下依旧可以获得大的一档传动比但除了直接档外其他各档的传动效率有所降低适用于传统的发动机前置后轮驱动的布置形式313313液力机械式液力机械式由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成其特点是传动比可在最大值和最小值之间的几个休止范围内作无级变化但布局繁杂造价高传动效率低314314确定方案确定方案由于低速载货汽车一般是传统的发动机前置后轮驱动的布置形式同时考虑到制造本金以及便于用户维护等因素再结合变速器的特点和任务书的要求现选用三轴式变速器见图31图31三轴式变速器与前进档位对比倒档使用率不高而且都是在停车状态下实现换倒档故多数方案均采用直齿滑动齿轮方式倒档变速器的一档或倒档因传动比大工作时在齿轮上作用的力也增大并导致变速器轴产生较大的挠度和转角使工作齿轮啮合状态变坏最终表现出齿轮磨损加快和工作噪声增加为此一档与倒档都应当布置在靠近轴的支承处以便改善上述不良状况本课题采用如下方案见图32图32倒档布置32零部件的布局分析a齿轮型式考虑到本课题采用三轴式变速器而且该型只有一对常啮合齿轮副没有采用同步器换档应选用直齿圆柱齿轮用来换档b轴的布局分析6变速器轴在工作时承受转矩及弯矩轴的明显变形将影响齿轮正常啮合产生较大的噪声降低使用寿命轴的布局外形除应保证其强度与刚度外还应考虑齿轮轴承等的安装固定它与加工工艺也有紧密关系第一轴通常与齿轮做成一体其长度抉择于离合器总成的轴向尺寸第一轴的花健尺寸与离合器从动盘毂的内花键统一考虑目前一般都采用齿侧定心的矩形花键键齿之间为动合作其次轴制成阶梯式的以便于齿轮安装从受力及合理利用材料来看也是需要的渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低但定位性能好承载才能大且键齿高较小使小径相应增大可巩固轴的刚度当一档倒档采用滑动齿轮挂档时其次轴的相应花键那么采用矩形花键及动合作这时不仅要求磨削定心的外径一般也要磨削键齿侧而矩形花键的齿侧磨削要比渐开线花键轻易变速器中间轴分为旋转式及固定式两种旋转式中间轴支承在前后两个滚动轴承上其上的一档齿轮常与轴做成一体而高档齿轮那么用键或过盈合作与轴连接以便于更换固定式中间轴为仅起支承作用的光轴与壳体呈轻压合作并用锁片等作轴向定位刚度主要由支承于其上的连体齿轮宝塔齿轮的布局保证仅用于当壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖时c轴承型式6变速器多采用滚动轴承即向心球轴承向心短圆柱滚子轴承滚针轴承以及圆锥滚子轴承通常是根据变速器的布局选定再验算其寿命第一轴前轴承安装在发动机飞轮内腔中采用向心球轴承后轴承为外圈带止动槽的向心球轴承由于它不仅受径向负荷而且承受向外的轴向负荷为便于第一轴的拆装后轴承的座孔直径应大于第一轴齿轮