5 1装配图
汽车总质量kg
重力加速度N/kg
道路最大阻力系数
驱动轮的滚动半径mm
发动机最大扭矩Nm
主减速比
汽车传动系的传动效率
一档传动比
汽车满载载荷N
路面附着系数
第一轴与中间轴的中心距mm
中间轴与倒档轴的中心距mm
第二轴与中间轴的中心距mm
中心距系数
直齿轮模数
斜齿轮法向模数
齿轮压力角°
斜齿轮螺旋角°
齿轮宽度mm
齿轮齿数
齿轮变位系数
齿轮弯曲应力MPa
齿轮接触应力MPa
齿轮所受圆周力N
轴向力N
径向力N
计算载荷Nm
应力集中系数
本设计是根据东方之子1.8L手动豪华车型而开展的,设计中所采用的相关参数均来源于此种车型:
主减速比:4.782
最高时速:190km/h
轮胎型号:205/65R15
发动机型号:SQR481FC
最大扭矩:170Nm/4500
最大功率:95kw/5750
最高转速:6000r/min
第一章机械式变速器的概述及其方案的确定
§1.1变速器的功用和要求
变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求,改变发动机的扭矩和转速,使汽车具有适合的牵引力和速度,并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离,变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时,还应有功率输出装置。
对变速器的主要要求是:
1.应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时,根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求,选择合理的变速器档数及传动比,来满足这一要求。
2.工作可靠,操纵轻便。汽车在行驶过程中,变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度,提高行驶安全性,操纵轻便的要求日益显得重要,这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。
3.重量轻、体积校影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材,采用合理的热处理,设计合适的齿形,提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。
4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失,应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量,采用适当的润滑油都可以提高传动效率。
5.噪声校采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数,提高制造精度和安装刚性可减小齿轮的噪声。
§1.2变速器结构方案的确定
变速器由传动机构与操纵机构组成。
1.变速器传动机构的结构分析与型式选择
有级变速器与无级变速器相比,其结构简单、制造低廉,具有高的传动效率(η=0.96~0.98),因此在各类汽车上均得到广泛的应用。
设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及各档的传动比,因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。
传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈多样,发动机的功率与汽车质量之比愈小,则变速器的传动比范围应愈大。目前,轿车变速器的传动比范围为3.0~4.5;一般用途的货车和轻型以上的客车为5.0~8.0;越野车与牵引车为10.0~20.0。
通常,有级变速器具有3、4、5个前进档;重型载货汽车和重型越野汽车则采用多档变速器,其前进档位数多达6~16个甚至20个。
变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均车速,从而可提高汽车的运输效率,降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构时,要实现迅速、无声换档,对于多于5个前进档的变速器来说是困难的。因此,直接操纵式变速器档位数的上限为5档。多于5个前进档将使操纵机构复杂化,或者需要加装具有独立操纵机构的副变速器,后者仅用于一定行驶工况。
某些轿车和货车的变速器,采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。采用传动比小于1(0.7~0.8)的超速档,可以更充分地利用发动机功率,降低单位行驶里程的发动机曲轴总转数,因而会减少发动机的磨损,降低燃料消耗。但与传动比为1的直接档比较,采用超速档会降低传动效率。
有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关,包括传递动力的齿轮副数目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、刚度等。
齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节。采用变位齿轮,除为了避免齿轮产生根切和配凑中心距以外,它还影响齿轮的强度,使用平稳性,耐磨性、抗胶合能力及齿轮的啮合噪声。
变位齿轮主要有两类:高度变位和角度变位。高度变位齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。高度变位可增加小齿轮的齿根强度,使它达到和大齿轮强度想接近的程度。高度变位齿轮副的缺点是不能同时增加一对齿轮的强度,也很难降低噪声。角度变位齿轮副的变位系数之和不等于零。角度变位既具有高度变位的优点,有避免了其缺点。
三四档同步器齿毂
三四五档同步器齿环
三四五档同步器齿套
四档齿轮
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