四轮驱动汽车变速器设计（13张cad图纸+设计说明书+开题报告+任务书）

装配图

1、设计的主要内容
(1)掌握汽车变速器结构及工作原理，绘出结构原理简图。(2)确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。(3)确定零部件结构尺寸。 (4)使用AutoCAD完成工程图纸。利用Pro-E建立体图。(5)编写设计说明书。
2、技术要求（研究方法）
（1）通过文献资料收集，熟悉汽车变速器设计和CAD的有关理论知识，国内外汽车设计方法和汽车计算机辅助设计的发展状况。实地到汽车厂等部门实习调查，了解变速器设计方法。
（2）编写课题研究大纲和开题报告。
（3）以狮跑四轮驱动汽车变速器设计为例,方案合理可行；确定主要零部件（齿轮、轴等）主要设计参数，并对关键部位进行校核。确定零部件结构尺寸。
（4）按进度要求独立完成设计，服从指导教师安排；完成的设计格式规范；方案选择合理，具有可行性、经济性、适用性，设计思路清晰，符合实际，图纸正确符合制图标准,内容完整。设计和汽车计算机辅助设计的发展状况。
目录

摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章绪论………………………………………………………………………………1
1.1课题研究的现状………………………………………………………………1
1.2课题研究的目的和意义………………………………………………………2
1.3设计完成的主要内容…………………………………………………………3
1.4车型基本参数…………………………………………………………………3
第2章变速器传动机构布置方案…………………………………………………5
2.1传动机构布置方案分析………………………………………………………5
2.1.1两轴式和中间轴式变速器………………………………………………5
2.1.2倒档的形式和布置方案…………………………………………………5
2.2零、部件布置方案分析…………………………………………………………7
2.2.1齿轮形式…………………………………………………………………7
2.2.2换档的结构形式…………………………………………………………7
2.2.3变速器轴承………………………………………………………………7
2.3本章小结…………………………………………………………………………8
第3章变速器主要参数的选择及设计计算……………………………………9
3.1变速器的档位数，传动比和中心距的确定……………………………………9
3.1.1档数………………………………………………………………………9
3.1.2传动比范围………………………………………………………………9
3.1.3确定最低档传动比………………………………………………………9
3.1.4初步确定其他各档传动比……………………………………………11
3.1.5初选中心矩……………………………………………………………11
3.2齿轮参数的确定………………………………………………………………12
3.2.1齿轮的模数……………………………………………………………12
3.2.2压力角………………………………………………………………13
3.2.3螺旋角………………………………………………………………14
3.2.4齿宽……………………………………………………………………14
3.2.5齿轮的变位系数的选择原则…………………………………………15
3.2.6齿顶高系数……………………………………………………………16
3.2.7各档传动比及其齿轮齿数的确定……………………………………16
3.2.8变速器齿轮的几何尺寸计算…………………………………………21
3.3本章小结………………………………………………………………………29
第4章变速器主要结构元件的设计与计算……………………………………30
4.1齿轮损坏的原因及形式………………………………………………………30
4.2轮齿强度计算…………………………………………………………………31
4.2.1轮齿弯曲强度计算……………………………………………………31
4.2.2轮齿接触应力计算……………………………………………………35
4.3变速器齿轮材料的选择及热处理……………………………………………39
4.4轴的设计计算…………………………………………………………………40
4.4.1初选轴的直径…………………………………………………………40
4.4.2轴的刚度验算…………………………………………………………41
4.4.3轴的强度计算…………………………………………………………48
4.5本章小结………………………………………………………………………53
第5章同步器的选择…………………………………………………………………54
5.1惯性式同步器…………………………………………………………………54
5.1.1锁环式同步器的结构…………………………………………………54
5.1.2锁环式同步器的工作原理……………………………………………55
5.1.3锁环式同步器主要尺寸的确定………………………………………55
5.2主要参数的确定………………………………………………………………56
5.2.1摩擦因数f ……………………………………………………………56
5.2.2同步环主要尺寸的确定………………………………………………57
5.2.3锁止角………………………………………………………………58
5.2.4同步时间………………………………………………………………58
5.2.5转动惯量的计算………………………………………………………58
5.3本章小结………………………………………………………………………59
第6章变速器操纵机构的选择和箱体设计原则………………………………60
6.1变速器操纵机构的选择………………………………………………………60
6.2变速器箱体设计原则…………………………………………………………60
6.3本章小结………………………………………………………………………61
第7章变速器齿轮和轴的建模……………………………………………………62
7.1齿轮建模………………………………………………………………………62
7.2轴的建模………………………………………………………………………64
7.3本章小结………………………………………………………………………65
结论………………………………………………………………………………………66
参考文献…………………………………………………………………………………67
致谢………………………………………………………………………………………68
附录………………………………………………………………………………………69
附录A英语科技文献……………………………………………………………69
附录B文献翻译…………………………………………………………………73
6、创建渐开线
单击“曲线”按钮，弹出【曲线选项】菜单管理器；选择【从方程】|【完成】命令，弹出【曲线：从方程】对话框和【得到坐标系】菜单管理器。选取新建坐标系CS0坐标类型选染柱坐标】，输入渐开线方程如下，创建渐开线齿廓曲线：
r=db/2/cos(45*t)
theta=tan(45*t)*180/pi-45*t sita
z=0
选取渐开线曲线，单击“镜像”按钮，选取DTM1为镜像平面，单击“完成”按钮，形成渐开线曲线的镜像。
7、创建螺旋线，作为斜齿轮的扫描轨迹
单击“草绘”按钮，选区上面的基准平面DTM2作为草绘平面。绘制一个圆作为齿根圆，并添加关系式d5=DF。
单击“草绘”按钮，绘制齿廓线。
退出草绘，选取齿廓线，单击“拉伸”按钮，选择“切除材料”按钮，拉伸长度为齿宽。
单击【工具】|【关系】命令，打开【关系】控制面板。添加关系：d12=b，拜师齿槽的拉伸长度等于齿宽。
单击“生成”按钮，再生模型。
8、复制齿
单击【编辑】|【特征操作】命令，弹出【特征】菜单管理器。选染复制】|【移动】|【从属】|【完成】。
弹出【选取特征】菜单管理器，选取上面绘制好的一个直齿形，单击【完成】。
单击【旋转】|【曲线/边/轴】|【正向】，选取上面绘制好的基准轴A1，输入旋转角度，单击【完成移动】。
弹出【组元素】对话框和【组可变尺寸】菜单管理器，单击【完成】。再单击【组元素】对话框的【确定】。返回到【特征】菜单管理器，单击【完成】。生成第二个齿形。
9、阵列齿形
选取做好的齿，单击“阵列”在特征操作面板中，选取两个齿夹角作为尺寸参照，做尺寸阵列，阵列个数为2个。
单击【工具】|【关系】命令，打开【关系】控制面板，输入阵列齿形的约束关系。
单击“生成”按钮，完成直齿齿形的阵列。
由此完成了直齿圆柱变位齿轮模型的创建。
7.2轴的建模
输入轴一般为齿轮轴，本设计以输入轴为例，介绍运用Pro/ENGINEER软件对齿轮轴进行建模的方法。
1、输入轴上常啮合齿轮的创建
打开一个齿轮模型。单击【工具】|【参数】命令，打开【参数】对话框，设定参数值，创建常啮合齿轮。单击“生成”按钮。
齿圈创建
2、齿圈的创建
单击“草绘”按钮，选取齿轮的一个平面进行草绘，绘制一个圆。单击“拉伸”按钮，在操作面板中输入拉伸的长度，完成连接齿轮的轴部分的创建。
单击“草绘”按钮，选取刚绘制出的平面为草绘面，绘制4个同心圆。
单击“基准坐标系”按钮，打开【坐标系】对话框，选择曲面和基准面，完成坐标系CS1的创建。
单击【工具】|【参数】命令，添加两个参数。然后单击【工具】|【关系】命令，打开【关系】对话框，输入关系式。
创建并镜像渐开线齿廓曲线。单击“曲线”按钮，弹出【曲线选项】菜单管理器；选择从【从方程】|【完成】命令，弹出【曲线：从方程】对话框和【得到坐标系】菜单管理器。选取新建坐标系CS1，坐标类型选染笛卡尔】，输入渐开线方程，创建渐开线齿廓曲线。
完成啮合齿圈。
3、阶梯轴的创建
单击“草绘”按钮，选取RIGHT基准面进行草绘，绘制旋转截面，单击“旋转”按钮，旋转角度360。
4、花键部分的创建
单击“倒角”按钮，打开【倒角】特征操作面板，选择轴肩创建倒角。
单击“草绘”按钮，绘制单个键槽截面，单击“拉伸”按钮，在操作面板中输入拉伸长度，完成单个键的创建。
选取键，单击“阵列”按钮，在特征操作面板中，选择阵列类型为轴阵列，选取基准轴为参照，生成花键。
5、创建放置中间轴的孔
单击“草绘”按钮，选取RIGHT基准平面进行草绘，绘制旋转截面，单击“旋转”按钮，旋转角度360，形成孔。
6、创建辅助特征
辅助特征包括花键的圆倒角、轴上的倒角等。
7.3本章小结
运用Pro/ENGINEER软件进行绘制零件图的方法很多，本章简要介绍了运用Pro/ENGINEER软件对斜齿变位齿轮、齿轮轴进行建模的方法。其他齿轮和轴的创建方法与此类似。

输出轴零件图

中间轴零件图

4档从动齿轮零件图

常啮合从动齿轮零件图

倒档轴零件图

第一轴零件图

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