摘要
设计部分叙述了变速器的功用与设计要求,对该变速器进行了方案论证,选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定,齿轮几何参数的计算、列表,齿轮的强度计算、强度校核,轴的设计及强度校核。
该变速器具有两个突出的优点:一是其直接档的传动效率高,磨损及噪声也最小;二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。
关键词:变速器 齿轮 轴
第一章 绪 论
1.1本次设计的目的及意义
随着经济和科学技术的不断的发展,汽车工业[1]也渐渐成为我国支柱产业,汽车的使用已经遍布全国。而随着我国加入WTO,人民生活水平的不断提高,微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。
在我国,汽车工业起步较晚。入世后,我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大,以及汽车行业持续快速的发展,如何设计出经济实惠,工作可靠,性能优良,且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有的机遇同时,不得不承认在许多技术上,我国与发达国家还一定的差距,所以我们要努力为我国的汽车工业做出应有的贡献。
经过这几年的刻苦学习,我掌握了多门基础知识和专业知识。在大学毕业,即将走向工作岗位之际,按国家教委和学校的要求,进行了对轿车五档变速器的设计。毕业设计是对每个大学生进行知识掌握与实际运用的一次大检阅,充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。通过本次设计,我将进一步巩固所学的知识,提高实际运用能力,并为以后参加工作打下良好的基础。
1.2变速器的发展现状
在汽车变速箱[2]100多年的历史中,主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车变速器[3]为手动变速器(MT)、自动变速器(AT)、手自一体变速器(AMT)、无级变速器(CVT)、双离合变速器(DCT)五种型式。
它们各有优缺点:MT的节能效果最好、经济性娱乐性强,但对驾驶技术要求高;AT的节能效果差一些,但是操作简单、舒适性好、元器件可靠性高;AMT具备前两者的优点,但在换挡时会有短暂的中断,舒适性差一些;CVT结构简单、效率高、功率大、车速变化平稳,但它的传动带容易损坏,无法承受较大的载荷;DCT结合了手动变速器的燃油经济性和自动变速器的舒适性,它是从传统的手动变速器演变而来,目前代表变速器的最高技术。
在我国,据调查2007年手动变速器的市场比重为74%,占据较大的市场份额。从2002到2007年间自动档变速器市场占有率从9%增长到26%,Global Insight公司预计到2012年自动档变速器将占据33%的份额,而乘用车市场自动档所占的比例可能达到44%。从2002-2006年间,女性用户从20.3%增长到30.9%,而自动档变速器使用方便特点深受女性用户的喜爱。另外在消费者调查中最受关注的汽车配件中,第一名是安全气囊,第二就是自
动档的变速器。在中国,自动档变速器的市场是十分乐观的。同时手动档变速器的节能型,经济性以及驾驶娱乐性也决定了其不可替代性。
针对中国变速器市场发展趋势,Global Insight的亚洲区技术分析师段诚武博士阐述了几点自己的见解:
一、在短期内,手动档变速器仍然占据主要份额,而自动档变速器将有更大的增长空间。
二、鉴于中国市场情况的复杂性,长期来看变速器不是单一式的发展趋势,没有哪一种形式变速器会成为最后的赢家。
三、在中国市场,从技术支持、目前的市场份额以及设备提供这几个方面来看AMT与LPG、AUTOE和汽油、CVTE和混合动力以及DCT和柴油都具有相似性。
四、从长远来看,中国本土的企业应该更加关注DCT这个产品,因为它将有非常好的前景。
1.3变速器设计面临的主要问题
在汽车工业高速发展的今天,随着世界燃油价格的日益上涨和运用在汽车各种配件上的技术日趋成熟,变速器发展面临的主要问题如下:
1.如何设计出更加节能环保、经济型的变速器,将是变速器乃至汽车发展所要面临的一个巨大问题。
2.自动变速器之所以发展如此迅速是因为它操纵起来简单方便,但同时也减少了驾车的乐趣。因此,在不减少驾车娱乐性的同时,又能使操纵更加方便快捷,也是变速器设计时要考虑的一个重要问题。
3.如何设计出结构更简单、传动效率更高、使汽车车速变化更加平稳以及驾车舒适性更高的变速器,则一直都是变速器设计所要攻克的技术难关。
第二章 变速器的总体方案设计
2.1毕业设计任务及要求
本次毕业设计的任务是设计一台用于轿车上的五档变速器,其主要指标参考捷达手动变速
器。因此本设计所选用的变速器型式为FR式手动五档变速器,是基于新捷达CIF舒适型MT而开展的,设计中所采用的相关参数详见第三章。
要求完成变速器的选型、设计计算并绘制相关图纸。
2.2变速器的功用及设计要求
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置,又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分,主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速,以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服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需求。此外,变速器还用于使汽车能倒退行驶和在起动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机与传动系保持分离;必要时还应有动力输出功能。
汽车变速箱
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