CA5-38汽車變速器的設(shè)計(jì)【三軸五檔手動(dòng)】【一汽中型貨車 總質(zhì)量5噸多】

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隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，國(guó)內(nèi)對(duì)汽車的需求也逐年穩(wěn)定增長(zhǎng)，汽車的研制、生產(chǎn)、銷售、營(yíng)運(yùn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)許多部門都息息相關(guān)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展起重要的推動(dòng)作用。汽車的保有量隨著國(guó)民人均收入水平的提高而增加。在許多發(fā)達(dá)國(guó)家中，汽車的數(shù)量已普及到千家萬戶，促使人的社會(huì)生活方式發(fā)生顯著的變化。目前，絕大多數(shù)汽車仍采用機(jī)械式變速器，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操縱方便，造價(jià)低廉仍不失為汽車傳動(dòng)系中的主要總成。由于汽車上廣泛采用活塞式內(nèi)燃機(jī)，其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化，為此在傳動(dòng)系中設(shè)置了變速器。傳動(dòng)系是汽車最重要的系統(tǒng)之一，如果把作為動(dòng)力源的發(fā)動(dòng)機(jī)比做汽車的心臟，那么作為傳遞動(dòng)力的變速器可謂汽車的動(dòng)脈，汽車變速器作為汽車傳動(dòng)系關(guān)鍵部位，對(duì)汽車的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性、操作可靠性與輕便性、傳動(dòng)的平穩(wěn)性與效率都有著直接的影響。從內(nèi)燃機(jī)作為汽車的動(dòng)力裝置開始。變速器成為了汽車重要組成部分?，F(xiàn)代汽車上廣泛采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、工作可靠和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，但其轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速范圍較小，而復(fù)雜的使用條件則要求汽車的牽引力和車速能在較大范圍內(nèi)變化，故其性能與汽車動(dòng)力性和穩(wěn)定性之間存在較大的矛盾，這對(duì)矛盾靠現(xiàn)代汽車內(nèi)燃機(jī)本身是無法解決的，因此在汽車傳動(dòng)系中設(shè)置變速器和主減速器達(dá)到減速增扭矩的目的 目前傳統(tǒng)機(jī)械式手動(dòng)變速器是使用最廣泛的汽車變速器。它有著結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，傳遞效率高，承載能力大，方便維修，使用壽命長(zhǎng)，使用成本低等優(yōu)點(diǎn)。也同時(shí)擁有著諸多缺點(diǎn)，如換擋沖擊大，體積大，操作麻煩等！但對(duì)于整車制造商而言，根據(jù)美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室在1999年發(fā)布的報(bào)告，對(duì)于一個(gè)典型輕型車，變速器大概占據(jù)其制造成本的7%。對(duì)于消費(fèi)者而言，變速器配置的豐富程度在很大程度上會(huì)影響他們的購(gòu)買決定。另外，變速器和發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配將在很大程度上決定整車的排放，燃油經(jīng)濟(jì)以及整車的操控性。在中國(guó)，機(jī)械式變速器因?yàn)槠涞土膬r(jià)格和給駕駛者的良好的操控感，一直以來都占據(jù)著變速器的主流。例如，在2007年，機(jī)械化變速器大概占整個(gè)輕型車（包括乘用車和輕型商用車）市場(chǎng)的74%。這其中既有歷史的原因，也有現(xiàn)實(shí)的因素。從歷史上來看，長(zhǎng)期以來機(jī)械式變速器占據(jù)壓倒性的市場(chǎng)份額，而且基本所有的駕駛員都接受機(jī)械變速器的培訓(xùn)。從現(xiàn)實(shí)角度，自動(dòng)變速器相對(duì)昂貴的價(jià)格和相對(duì)較差的燃油經(jīng)濟(jì)型一致了普通消費(fèi)者的需求，另一個(gè)重要的原因是提供相對(duì)低廉汽車產(chǎn)品的本土汽車生產(chǎn)商沒有把握自動(dòng)變速器的技術(shù)。 汽車行駛的速度是不斷變化的，盡管傳統(tǒng)的齒輪變速器以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高、功率大三大顯著優(yōu)點(diǎn)依然占領(lǐng)者汽車變速器的主流地位。機(jī)械式變速器許多最近的發(fā)展集中在降低成本和體積的新制造方法上。傳統(tǒng)來說，變速器制造包含大量昂貴的機(jī)器，以及為金屬切削加工和裝配操作留下空間限制的設(shè)計(jì)。最新技術(shù)，比如在最新的Ford/Getrag6變速器中可以看到的激光焊接沖壓剛滑動(dòng)之論選擇器軸套，未代替前一代變速器的鑄鐵撥叉，這種精致而固定的設(shè)計(jì)方案可以減少對(duì)內(nèi)部的傷害。 現(xiàn)代汽車變速器的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的變速器裝置。變速器技術(shù)的每次跨越，都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為變速器的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的保障。變速器的發(fā)展也給相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。 汽車變速器按傳動(dòng)比變化方式不同可分為有級(jí)式、無級(jí)式和綜合式三種。有級(jí)式變速器應(yīng)用最為廣泛，目前轎車和輕、中型貨車多有應(yīng)用；無級(jí)式變速器有兩種——電力式變速器和液力式變速器，電力式變速器在傳動(dòng)系統(tǒng)中也有廣泛采用的趨勢(shì)；綜合式變速器目前應(yīng)用的較多。 汽車變速器按操縱方式不同，變速器又可分為強(qiáng)制操縱式、自動(dòng)操縱式和半自動(dòng)操縱式三種。距1894年，一個(gè)法國(guó)工程師給一輛汽車裝上世界上第一個(gè)變速器至今，汽車變速器已經(jīng)經(jīng)過了一百多年的發(fā)展。變速器為汽車重要的組成部分，是承擔(dān)放大發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，配合引擎功扭特性，實(shí)現(xiàn)理想動(dòng)力傳遞，從而適應(yīng)各種路況實(shí)現(xiàn)汽車行駛的主要裝置。 使用最早的是手動(dòng)變速器，國(guó)內(nèi)最早的東風(fēng)解放全是是手動(dòng)變速器，但手動(dòng)變速器也并非一成不變，早期的變速器，那時(shí)國(guó)內(nèi)還在實(shí)用不帶同步器的變速器，換擋要依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和汽車速度是否同步才能進(jìn)行，并且升檔和降檔要求的油離配合還不一樣。后來為了方便駕駛，在領(lǐng)個(gè)相鄰齒輪間裝上了同步器，依靠同步器的作用，我們換擋就不需要去判斷車速了。目前手動(dòng)變速器依然在汽車界應(yīng)用非常廣泛，自動(dòng)變速器是個(gè)趨勢(shì)，但手動(dòng)變速器確是駕駛樂趣的極大體現(xiàn)者。 CA5-38變速器的大致結(jié)構(gòu)采用中間軸式，中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。變速器第一軸的前端經(jīng)軸承支撐在發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪上，第一軸的花鍵用來裝設(shè)離合器的從動(dòng)盤，而第二軸的末端經(jīng)花鍵與萬向節(jié)連接。中間軸變速器的優(yōu)點(diǎn)是直接擋最大傳動(dòng)效率可達(dá)90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少。而在除直接擋以外的其他檔位工作時(shí)，中間軸式變速器的傳動(dòng)效率略有降低，這是它的缺點(diǎn)。 2、目的、依據(jù)和意義 變速器設(shè)計(jì)應(yīng)該以車輛的類型、使用條件和運(yùn)行參數(shù)為依據(jù)。 變速器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和各零件材料的選擇。變速器結(jié)構(gòu)型式和材料的選擇一方面關(guān)系到整車應(yīng)用的可靠性，另一方面也關(guān)系到是否由于過設(shè)計(jì)而成為造成車輛超載的隱患。因此，合理進(jìn)行變速器設(shè)計(jì)對(duì)整車使用性能起著關(guān)鍵的作用。汽車變速器用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)是發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工作。設(shè)計(jì)一款好的變速器對(duì)汽車的性能，安全性以及經(jīng)濟(jì)型有著重要作用。CA5-38采用手動(dòng)變速器是因?yàn)槭謩?dòng)變速器可以完全遵從駕駛者的意志，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、故障率比較低、物美價(jià)廉因?yàn)樵谑袌?chǎng)占有一席之地。通過CA5-38變速器的設(shè)計(jì)，讓我充分了解變速器的構(gòu)造和設(shè)計(jì)過程，鍛煉我的動(dòng)手能力、獨(dú)立思考能力和繪圖能力，使其變速器性能優(yōu)化具有一定的實(shí)際意義。 汽車變速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其設(shè)計(jì)的成功與否決定著車輛的平順性、動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性等多方面的設(shè)計(jì)要求。這就對(duì)變速器設(shè)計(jì)人員提出較高的要求。采用AutoCAD 繪制二維平面圖，對(duì)變速器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，能夠大大提高設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。 二、設(shè)計(jì)（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、基本內(nèi)容 （1）研究目的意義、技術(shù)現(xiàn)狀、存在問題及發(fā)展趨勢(shì)。 （2）CA5-38變速器主要參數(shù)確定。 （3）傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。 （4）操縱機(jī)構(gòu)選擇。 2、擬解決的主要問題 （1）CA5-38變速器總體設(shè)計(jì)。 （2）CA5-38變速器軸的設(shè)計(jì)。 （3）CA5-38變速器齒輪設(shè)計(jì)。 （4）CA5-38變速器同步器和軸承的選擇。 三、技術(shù)路線（研究方法） 整體方案的確定 操縱結(jié)構(gòu) 的選擇 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 的設(shè)計(jì) 對(duì)主要參數(shù)進(jìn)行校核 利用AUTOCAD繪圖 撰寫設(shè)計(jì)說明書 完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 四、進(jìn)度安排 （1）調(diào)研、查閱相關(guān)資料、完成開題報(bào)告； 第1～2周 （2月28日～3月11日） （2）確定變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)的總體方案 第3周 （3月14日～3月18日） （3）變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核； 第4～6周 （3月21日～4月8日） （4）靜力學(xué)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)； 第7～8周 （4月11日～4月22日） （5）對(duì)變速器換擋操縱部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與校核； 第9～10周 （4月25日～5月6 日） （6) 繪制變速器的總裝圖與零件圖； 第11～13周 （5月9 日～5月27日） （7）撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書； 第14周 （5月30日～6月3 日） （8）設(shè)計(jì)審核、修改設(shè)計(jì)說明書； 第15～16周 （6月6 日～6月17日） （9）畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯； 第17周 （6月20日～6月24日） 五、參考資料 [1] 陳家瑞. 汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002：40-70. 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