拉維納變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設(shè)計(jì)論文】

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開(kāi)題報(bào)告 學(xué)生姓名 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)教師姓名 職 稱 工作單位 課題來(lái)源 課題性質(zhì) 課題名稱 拉維納變速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)的科學(xué)依據(jù) （科學(xué)意義 和 應(yīng) 用 前景，國(guó)內(nèi)外研究概況，目前技術(shù)現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢(shì)等） 變速器作為客車傳動(dòng)系統(tǒng)中關(guān)鍵的零部件，在客車的運(yùn)行中扮演著非常重要的角色。不僅很多客車常見(jiàn)的故障來(lái)源于此，而且，技術(shù)先進(jìn)的變速箱還能夠降低動(dòng)力損失，減少燃油消耗。正因?yàn)槿绱?，現(xiàn)在不少的客車用戶在選擇車輛的時(shí)候，變速箱都是一項(xiàng)重要的指標(biāo)。 目前在客車上使用的變速箱大致可以 分為兩類：手動(dòng)變速箱和自動(dòng)變速箱。其中，自動(dòng)變速箱由于駕駛員操作簡(jiǎn)便，從而裝備這種變速箱的車輛能夠大大提高駕乘舒適性，但是由于自動(dòng)變速箱的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)技術(shù)要求和制造工藝都有較高的要求，因而一直處于客車的高端市場(chǎng)。但對(duì)于手動(dòng)檔來(lái)說(shuō)，其優(yōu)點(diǎn)是： 造 成本低 ； 修方便； 濟(jì)節(jié)油，能延長(zhǎng)車輛的使用壽命，所以盡 管現(xiàn)在自動(dòng)變速箱在轎車上已經(jīng)非常普及。 1、 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)態(tài) 目前，一汽和國(guó)內(nèi)所有企業(yè)一樣都在自主研發(fā)自動(dòng)變速器，國(guó)內(nèi)部分技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化了，并且供給國(guó)內(nèi)低端市場(chǎng)使用，當(dāng)然，舒 適性差，可靠性、故障診斷等控制不完備是這類變速器的不足之處。國(guó)內(nèi)在這方面做的最好的要數(shù)吉利，但是距離國(guó)際先進(jìn)水平還有很大的差距。 差距主要體現(xiàn)在四個(gè)方面：一是雙錐同步器，國(guó)內(nèi)雖然已研制出來(lái)，但是性能差、質(zhì)量不穩(wěn)定。二是制作材料問(wèn)題，例如合金類材料，有時(shí)候材料的差距幾乎就決定了產(chǎn)品性能的差距。三是輕量化問(wèn)題，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品重量大，即浪費(fèi)材料又耗油，導(dǎo)致制造成本上升。四是自動(dòng)變速器的傳感器多，與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配難度大。由于整車廠整體技術(shù)還很不成熟，我國(guó)研發(fā)的電控發(fā)動(dòng)機(jī)也處于初期階段，安全不匹配、穩(wěn)定性不夠。 2、國(guó)外研究動(dòng) 態(tài) 縱覽 國(guó)外 各大汽車市場(chǎng)，據(jù)權(quán)威統(tǒng)計(jì)表明，日本和北美市場(chǎng)自動(dòng)變速器的普及率較高；在歐洲自動(dòng)變速器的普及率相對(duì)低些， 北美市場(chǎng)由于 動(dòng)變速器的技術(shù)實(shí)力較強(qiáng)，生產(chǎn)能力較大，隨著多檔位 速器的開(kāi)發(fā)，其性能完全可以與 速器抗衡，同時(shí)其傳遞扭矩的能力 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 還要好于 速器。因此，在北美的汽車廠家，為了利用現(xiàn)有 動(dòng)變速器的生產(chǎn)資源，其仍在大力發(fā)展 速器（現(xiàn)已開(kāi)發(fā) 8速器），而在 速器的開(kāi)發(fā)投入工作較少，在 速器的投入就更少了。 日本自動(dòng)變速器市場(chǎng)仍然是傳統(tǒng)的 但是，受燃油供給的限制，其加大了開(kāi)發(fā) 動(dòng)變速器的力度，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出能夠傳遞 速器；同時(shí)日產(chǎn)公司還開(kāi)發(fā)出滾輪轉(zhuǎn)盤(pán)式 速器由于存在自身結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)，所以傳遞的扭炬容量受到限制，進(jìn)而制約了 速器的應(yīng)用。但是，隨著其技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，其前景是非常樂(lè)觀的。在開(kāi)發(fā) 速器的同時(shí)，日本各公司也在研究多檔位 速器（如 7以延續(xù)現(xiàn)有的 速器生產(chǎn)線的壽命。 有投入太多的研發(fā)力量 具體比例見(jiàn)表一 表一 國(guó)外自動(dòng)變速器普及率統(tǒng)計(jì) 自動(dòng)變 速器中的比例 北美市場(chǎng) 日本市場(chǎng) 歐洲市場(chǎng) 動(dòng)變速器普及率 87% 78% 20% 動(dòng)變速器普及率 9% 動(dòng)變速器普及率 歐洲自動(dòng)變速器市場(chǎng)受駕乘習(xí)慣與汽車燃油供給的影響，手動(dòng)機(jī)械式變速器仍占據(jù)變速器的主導(dǎo)地位。據(jù)最新調(diào)查，歐洲 速器發(fā)展較快，但是受 速器性能的限制（換檔時(shí)動(dòng)力中斷），其正在加緊開(kāi)發(fā)雙離合器自動(dòng)變速器（ 并且已經(jīng)應(yīng)用到批產(chǎn)車型中，如奧迪、寶馬 7 等車型。 對(duì)于我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的大學(xué)生來(lái)說(shuō)，應(yīng)當(dāng)選擇最 基礎(chǔ)的變速器 —— 手動(dòng)變速器作為我們的設(shè)計(jì)。 在目前我國(guó)的變速器的發(fā)展及其售后服務(wù)維修與世界發(fā)達(dá)國(guó)家還是有一定差距的。我國(guó)在這方面要達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平還有 — 段較長(zhǎng)的路要走，這需要業(yè)內(nèi)同仁們共同努力找出一條適合國(guó)情并與國(guó)際先進(jìn)接軌的售后服務(wù)及變速器發(fā)展之路 ,才能迅速提高整個(gè)行業(yè)的水平和地位。 這正是我選擇這個(gè)題目為我畢業(yè)設(shè)計(jì)的原因。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 設(shè)計(jì)內(nèi)容和預(yù)期成果 （具體設(shè)計(jì)內(nèi)容和重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題、預(yù)期成果和 提 供 的 形式） 1、完成變速器的結(jié)構(gòu)分析與型式選擇； 2、計(jì)算變速器的基本參 數(shù)，完成變速器齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算； 3、完成變速器軸與軸承的結(jié)構(gòu)形式選擇、強(qiáng)度校核計(jì)算； 4、完成同步器的結(jié)構(gòu)型式選擇； 5、繪制總裝配圖及零件圖； 擬采取設(shè)計(jì)方法和技術(shù)支持 （設(shè)計(jì)方案、技術(shù)要求、實(shí)驗(yàn)方法和步驟、可能遇到的問(wèn)題和解決辦法等） 為 了順利完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我計(jì)劃分以下步驟依次進(jìn)行： 1、參考往屆畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙 分析變速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各零件的功能； 2、計(jì)算變速器的力能參數(shù)及進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)； 3、對(duì)主要零件進(jìn)行校核； 4、繪制工程圖，進(jìn)行答辯。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 實(shí)現(xiàn)本項(xiàng)目 預(yù)期目標(biāo)和已具備的條件 （包括過(guò)去學(xué)習(xí)、研究工作基礎(chǔ)，現(xiàn)有主要儀器設(shè)備、設(shè)計(jì)環(huán)境及 協(xié) 作 條 件等） 通過(guò)汽車構(gòu)造等以及大三汽車試驗(yàn)室實(shí)踐拆裝變速器等，能夠最后熟練應(yīng)用應(yīng)用三維繪圖軟件繪制實(shí)體圖，完成零部件二維圖的繪制以及標(biāo)注。一張 0 號(hào)裝配圖，若干零件圖。 各環(huán)節(jié)擬定階段性工作進(jìn)度 (以周為單位 ) 周次 工作進(jìn)度 11、調(diào)研 2、查資料 3、閱讀參考資料了解相關(guān)結(jié)構(gòu) 4、完成外文翻譯 5、完成開(kāi)題報(bào)告 5選擇變速器總成的結(jié)構(gòu)型式，進(jìn)行計(jì)算 9完成設(shè)計(jì)總裝配圖 1張 速器第二軸 1張 輪 1張 承端蓋 1張 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13完成設(shè)計(jì)鎖銷式同步器 1張 合套、花鍵轂個(gè) 1張 二軸凸緣法蘭 1張 速器殼體 1張 寫(xiě)畢業(yè)論文 15答辯 開(kāi) 題 報(bào) 告 審 定 紀(jì) 要 時(shí) 間 地點(diǎn) 主持人 參 會(huì) 教 師 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 姓 名 職 務(wù)（職 稱） 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 論 證 情 況 摘 要 記錄人： 指 導(dǎo) 教 師 意 見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教 研 室 意 見(jiàn) 教研室主任簽名： 年 月 日 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 摘 要 變速器是改變改變汽車行駛過(guò)程中的速度的一個(gè)部件，可以改變發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的關(guān)系，即改變了速度。目前的變速器種類多樣，有自動(dòng)和手動(dòng)兩種變速器，隨著社會(huì)的發(fā)展，變速器更多的 趨于自動(dòng)，減少人為操作勞動(dòng)，越來(lái)越方便人們的體驗(yàn)。 變速器的發(fā)展越來(lái)越快，越來(lái)越先進(jìn) ，讓人們出行更加便捷 。目前的汽車也更加細(xì)致的面對(duì)不同人來(lái)做出更加細(xì)致的改變。本文則是對(duì)拉維納式的變速器做了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)的分析，各個(gè)部件的作用，大致做了一些分析，以及加工選料也做了一定的分析和計(jì)算。 關(guān)鍵詞： 變速器 自動(dòng)變速器 便捷 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 he is a at is of of of to of of is is of to is a of of of do as as a in of of a Is an in s so 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 目錄 摘要 ........................................................................................................................................ I ........................................................................................................................... 1 章 緒論 ....................................................................................................................... 1 動(dòng)變速器的特點(diǎn)及分類 .................................................................................. 1 國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 .............................................................................. 2 計(jì)目的 .............................................................................................................. 3 速自動(dòng)變速器齒輪變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 ...................................................... 3 第 2 章 拉維納式齒輪結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) ....................................................................................... 4 速器齒輪機(jī)構(gòu)圖及工作原理 .......................................................................... 4 維納自動(dòng)變速器齒輪的機(jī)構(gòu) ................................................................ 4 執(zhí)行元件的功能 .................................................................................... 4 維納自動(dòng)變速器換擋原理 ................................................................... 5 速器原理圖 ........................................................................................... 5 檔位工作情況分析表 ........................................................................... 6 維納自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) .................................................................................. 7 維納自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)參數(shù) ................................................................... 7 檔位傳動(dòng)比計(jì)算 ................................................................................... 7 高車速的驗(yàn)算 ....................................................................................... 8 輪齒數(shù)的確定 ....................................................................................... 8 第 3 章 各齒輪元件參數(shù)確定及校核 ............................................................................. 12 輪材料的選擇原則 ........................................................................................ 12 星齒輪各元件計(jì)算 ........................................................................................ 12 圈受力及運(yùn)算 ..................................................................................... 12 太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 ............................................................................. 14 太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 ............................................................................. 16 星輪受力及計(jì)算 ................................................................................. 17 合器摩擦片的選擇 ........................................................................................ 17 結(jié) .................................................................................................................... 18 第 4 章 輸入軸的強(qiáng)度校核及壽命分析 ........................................................................... 19 入軸直徑選擇 ........................................................................................................ 19 的工藝要求及材料選擇 ..................................................................... 19 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 徑的初步估算 ..................................................................................... 19 入軸的強(qiáng)度校核 ............................................................................................ 19 承的選擇及壽命計(jì)算 .................................................................................... 21 承的選擇 ............................................................................................. 21 承壽命計(jì)算 ......................................................................................... 22 結(jié) .................................................................................................................... 22 結(jié) 論 ............................................................................................................................. 23 致 謝 ............................................................................................................................. 24 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 25 附 錄 ............................................................................................................................. 26 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 1 第 1 章 緒論 動(dòng)變速器的特點(diǎn)及分類 自動(dòng)變速器通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)將動(dòng)力傳遞，使其即使在怠速后也不會(huì)熄火，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力也平穩(wěn)地傳遞到變速器上。此外，它可以實(shí)現(xiàn)前進(jìn)檔的自動(dòng)換擋，它是依據(jù)車輛的負(fù)荷和變速改變齒輪，減少人工變速的工作量，使人們?cè)趽頂D的交通下享受光駕的感覺(jué)。創(chuàng)設(shè)汽車變速器很重要 ，它能解決車輛發(fā)動(dòng)需要的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩間存在的沖突。除了發(fā)動(dòng)機(jī)，變速器和變速器與發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配也是影響車輛行駛的關(guān)鍵。 當(dāng)前，選用自動(dòng)變速的重要方法大概三種：液力自動(dòng)變速器 ;電控機(jī)械式自動(dòng)變速器，簡(jiǎn)稱：機(jī)械無(wú)級(jí)變速器。 液力自動(dòng)變速器 圖 1表中可以看出，液力自動(dòng)變速器實(shí)際上是無(wú)級(jí)變速的無(wú)級(jí)變速器。它 是當(dāng)前利用最頻繁的自動(dòng)變速器。選用此自動(dòng)變速器，免掉了手動(dòng)變速器復(fù)雜的操縱，使開(kāi)車變得省力。同時(shí)，電子控制下自動(dòng)切換平順，故而汽車具備優(yōu)秀的乘坐安逸性和安全性動(dòng)力性和操縱性都很出色。但缺點(diǎn)是效率低，構(gòu)造繁雜，成本昂貴。 電控機(jī)械式自動(dòng)變速器 它是通過(guò)一作為最基本，二操縱實(shí)現(xiàn)的。即固定軸式變速器和干式離合器和電子技術(shù)及自動(dòng)變速器理論實(shí)現(xiàn)。電控單元（ 中心是在車輛起步和變擋操縱。離合器的形態(tài)變換是被氣動(dòng)執(zhí)行元件掌管，變擋和發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)調(diào)整也是被它掌控。按照預(yù)先設(shè)定駕駛員換擋、離合器規(guī)律借助對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu) （油門(mén)控制、離合器、變速器換擋）對(duì)其自動(dòng)操縱。 有原手動(dòng)的效能高，構(gòu)造制造簡(jiǎn)易和自動(dòng)的長(zhǎng)處。只改變手動(dòng)操控系統(tǒng)的換檔桿，其他部分保留。但弊端即沒(méi)有動(dòng)力的變檔，這個(gè)短處用電子控制方面可以補(bǔ)充。 在幾種變速器中， 最好且實(shí)用的。在各種檔次車等方面應(yīng)用較開(kāi)闊。 無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 2 V 形金屬帶式最實(shí)用。 圖 1國(guó)自動(dòng)變速器的發(fā)展現(xiàn)狀 （ 1）液力自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在 60 年時(shí)候，我國(guó)在這方面的發(fā)展還是比較緩慢的，最早兩個(gè)前進(jìn)檔的變速器是被用在 “紅旗 ”車上。 并且在各個(gè)方面并不是很好。后來(lái) 速器被研制出。它比之前的多了一個(gè)前進(jìn)檔?？傮w來(lái)說(shuō)有了很大的改觀，都有了很大的提升。 改革后，大批的國(guó)際商品進(jìn)來(lái)，也包括車輛。這些高端汽車都配備了自動(dòng)變速器。這也使大量的汽車維修公司成為非常熟悉的液壓自動(dòng)變速器修復(fù)。在實(shí)踐中因?yàn)閷?duì)此優(yōu)秀機(jī)能感受和熟識(shí)，以及快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和更好的道路條件，對(duì)好的先進(jìn)的汽車有了更多的選擇，促使了其快速成長(zhǎng)的步調(diào)。 上海通用汽車公司（ 的電子控制自動(dòng)變速箱 4線，并開(kāi)始在市場(chǎng)上通過(guò)。上海大眾、一汽大眾捷達(dá)都裝備了 至于公共汽車經(jīng)常起步換擋，勞動(dòng)強(qiáng)度極大，迫切要求使用自動(dòng)變速器。 1995 年，速器也在公交車上配備，遍及 “北上廣深 ”。它的利用十分廣泛。 （ 2）電控機(jī)械式自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 在電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器方面，吉林工業(yè)大學(xué)、北京理工大學(xué)等工科類大學(xué)都相繼展開(kāi)鉆研，但國(guó)際比還存在著相當(dāng)大的距離，但在理論上的研究和國(guó)際水平近乎相等。 （ 3）無(wú)級(jí)自動(dòng)變速器的發(fā)展與現(xiàn)狀 十年前的時(shí)候，我國(guó)大學(xué)就購(gòu)置了樣機(jī)作為分析研究。重慶大學(xué)在對(duì) 結(jié)構(gòu)、機(jī)理來(lái)做基礎(chǔ)研究 ;在科技部的 95 大項(xiàng)目中，東 風(fēng)汽車公司、吉林大學(xué)和東北科技大學(xué)承擔(dān)著重大作用。 術(shù)在許多車型中得到運(yùn)用，比如奧迪 瑞旗云等。遠(yuǎn)觀國(guó)際縱趨向預(yù)測(cè)出多為小功率即發(fā)動(dòng)機(jī)排量 2L 下，因而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)遠(yuǎn)景不容忽視。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 3 計(jì)目的 我國(guó)人口，經(jīng)濟(jì)發(fā)展愈來(lái)愈快。社會(huì)發(fā)展中人們對(duì)車的需求愈來(lái)愈高，大市場(chǎng)中，小轎車比例很大。道路交通更加的發(fā)達(dá)，說(shuō)明人們也對(duì)此需求更加強(qiáng)烈。并且自動(dòng)變速器具備操作簡(jiǎn)易，可抬高車輛壽命，讓人們更加適應(yīng)車輛。在排污方面也有大大改進(jìn)。但對(duì)比這方面強(qiáng)國(guó)，我們起步較晚，與發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定差距，需要多加努力。研發(fā) 出更好的設(shè)備。 速自動(dòng)變速器齒輪變速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求 （ 1）為汽車提供三個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔。 （ 2）構(gòu)造單一，以降低加工難度和減小制造成本。 （ 3）操縱簡(jiǎn)易，讓駕駛員負(fù)荷減小。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 4 第 2 章 拉維納式齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 速器齒輪機(jī)構(gòu)圖及工作原理 維納自動(dòng)變速器齒輪的機(jī)構(gòu) 此變速器有兩排，前面的是獨(dú)立的行星齒輪部分。后面的是雙行星齒輪機(jī)構(gòu)。拆分開(kāi)來(lái)?yè)碛袃蓚€(gè)太陽(yáng)輪，六個(gè)行星齒輪，分別是三個(gè)長(zhǎng)的和三個(gè)短的，共用一個(gè)行星架。唯一的齒環(huán)連接到輸出軸。拉維納行星齒輪可分為三 檔和一個(gè)倒檔。（如圖 2 圖 2維納式自動(dòng)變速器 執(zhí)行元件的功能 該機(jī)構(gòu)的變速執(zhí)行元件共有五個(gè)。即 別表示前多片離合器，后多片離合器，前制動(dòng)帶，后制動(dòng)帶，單向離合器。當(dāng)這幾個(gè)元件一起作用時(shí)，有如下的影響。 （ 1）輸入軸輸入的動(dòng)力使多片離合器 到后排的小陽(yáng)輪。 （ 2）輸入軸的輸入動(dòng)力則是由多片式離合器 到前排的大太陽(yáng)輪上 （ 3）大太陽(yáng)輪外緣是被長(zhǎng)行星齒輪圍著轉(zhuǎn)動(dòng)，這是因?yàn)榍懊娴拇筇?yáng)輪被制動(dòng)器定起來(lái)導(dǎo)致其不 動(dòng)。 （ 4）單向離合器，顧名思義是單向的。因此反向時(shí)候有自鎖功能，不能動(dòng)彈。行星架被固定，它具有后制動(dòng)帶作用的同樣功能。 （ 5）行星架在制動(dòng)器 用下，牢牢地被牢固起來(lái)。行星齒輪作為過(guò)渡輪。它 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 5 繞自己軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。 維納 自動(dòng)變速器換擋原理 1）一檔 在一檔的時(shí)候，即 。汽車緩慢運(yùn)行 ，各個(gè)部件的運(yùn)行狀況是這樣的： 片離合器和小太陽(yáng)輪開(kāi)始提供動(dòng)力，行星架則在單項(xiàng)離合器的作用下制動(dòng)。齒圈輸出動(dòng)力傳到輸出軸。 在這里，行星齒輪只是作為一個(gè)過(guò)渡，以改變輸入功率的旋轉(zhuǎn)方向。忽略了速比 機(jī)構(gòu)的影響。行星齒輪，輸出軸和發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向一樣。 當(dāng)太陽(yáng)輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，長(zhǎng)軸齒輪環(huán)最終是順時(shí)針?lè)较蝌?qū)動(dòng)的，行星齒輪產(chǎn)生力矩反應(yīng)。使行星架產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)。由于 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)自鎖，所以行星架被制動(dòng)。 汽車在滑行狀況時(shí)，齒圈被驅(qū)動(dòng)輪反向輸入的動(dòng)力帶動(dòng)，這時(shí)候做的是順?lè)较虻母咚俚霓D(zhuǎn)動(dòng)。長(zhǎng)行星齒輪產(chǎn)生齒輪的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同時(shí)太陽(yáng)輪從發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速功率順時(shí)針和低速旋轉(zhuǎn)。最后將行星架遠(yuǎn)離單向離合器的鎖定并順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速低于一定值時(shí)候，由 向離合器鎖定行星架，并使汽車的滑行狀態(tài)結(jié)束，驅(qū)動(dòng)狀態(tài)從新的驅(qū)動(dòng) 器更新。在下坡時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪反向帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)行阻力，完成發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)。 2）二檔 盤(pán)離合器和制動(dòng) 時(shí)作用。小太陽(yáng)仍然是驅(qū)動(dòng)裝置，大太陽(yáng)輪是由 動(dòng)。大太陽(yáng)輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，在此條件下，因行星架做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)的行星齒輪也只能跟著做同樣的運(yùn)動(dòng)。最終轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪環(huán)。齒輪環(huán)驅(qū)動(dòng)輸出軸旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)目標(biāo)與發(fā)動(dòng)機(jī)方向連通，輸出軸為減速運(yùn)動(dòng)。二檔時(shí)三處（齒圈、長(zhǎng)行星輪、行星架）都在運(yùn)動(dòng)。造成比一檔輸出軸轉(zhuǎn)速高。 3）三檔 2 盤(pán)離合器聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，此時(shí)為直齒輪，傳動(dòng)比為 1 4）倒檔 倒檔是車 方向向后倒的過(guò)程，這時(shí)候各個(gè)部件的狀態(tài)和前進(jìn)的時(shí)候大不相同，但是原理都是一樣的。此時(shí)大的太陽(yáng)輪為輸出端，多片離合器 制動(dòng)器 配合，行星架在 作用下停止運(yùn)轉(zhuǎn)。大的太陽(yáng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，長(zhǎng)行星齒輪被帶動(dòng)但是與其方向相反，則為逆時(shí)針的運(yùn)動(dòng)。這個(gè)時(shí)候行星架是不動(dòng)的，齒圈跟長(zhǎng)行星齒輪配合，和它方向做一致的轉(zhuǎn)動(dòng)，便實(shí)現(xiàn)了與前進(jìn)方向相反的后到過(guò)程。即為倒檔。 速器原理圖 目前結(jié)合所學(xué)習(xí)的知識(shí)，選取了下圖中的兩種變速器做了一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)照研究，能更直觀的對(duì)目前兩種形式的變速器做一個(gè)不同的比較。下圖中可以 很好的反映出來(lái)。它們最 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 6 大的不同是辛普森式公用太陽(yáng)輪，齒圈是一個(gè)整體，拉維納式共用一個(gè)行星架，僅有一個(gè)齒圈和輸出連接起來(lái)。為滿足設(shè)計(jì)要求，變速器結(jié)構(gòu)緊湊，適合輕型、微型車使用，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用拉維納式。 圖 2 2工作原理示意圖 氣路原理如圖 2示。 2．齒圈 大太陽(yáng)輪 . 、 2、 3 號(hào)離合器， 1、 2 號(hào)制動(dòng)器 F 為單向 檔位工作情況分析表 表 2 位 驅(qū)動(dòng)件 制動(dòng)件 輸出件 工作元件 一檔 小太陽(yáng)輪 行星架 齒圈 F 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 7 25 4 1 2 212 5 4 1 5( 1 )n Z Z Z Zi n Z Z Z Z??? ? ? ???? ? 23 53 4 1 2 2522 3 5 4 1 51 Z Z Zi n n Z Z Z Z? ??? ? ? ?? ? ?? ?3 63 2 1 2622 3 6 1 61 Z Zi n n Z Z Z? ?? ? ? ? ???二檔 小太陽(yáng)輪 大太陽(yáng)輪 齒圈 檔 大和 小 太 陽(yáng) 輪 無(wú) 齒圈 檔 大 太 陽(yáng) 輪 行 星 架 齒圈 維納 自動(dòng)變速器的設(shè)計(jì) 維納 自動(dòng)變速器設(shè)計(jì)參數(shù) 質(zhì)量： 1180 最大功率： 大扭矩： 108 最低轉(zhuǎn)速： 2000 發(fā)動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速： 6000快車速 140km/h 最大爬坡度： ?20 輪胎型號(hào)： 215/70/ 主減速器傳動(dòng)比： 各 檔位傳動(dòng)比計(jì)算 設(shè)定長(zhǎng)行星輪齒數(shù)為 1Z ,齒圈齒數(shù)為 2Z ，短行星齒輪齒數(shù)為 4Z ，小太陽(yáng)輪齒數(shù)為5Z，大太陽(yáng)輪齒數(shù)為6Z。 一檔傳動(dòng)比的計(jì)算： 因?yàn)橐粰n時(shí)行星架被固定，故該輪系為定軸輪系，動(dòng)力由小太陽(yáng)輪傳遞給短行星輪。行星齒輪傳動(dòng)到長(zhǎng)短輪。一個(gè)長(zhǎng)的行星齒輪被傳遞 到環(huán)齒輪。此時(shí)，大太陽(yáng)正在空轉(zhuǎn)： （ 2 齒輪二檔時(shí)候傳動(dòng)比計(jì)算：此時(shí)大太陽(yáng)正被制動(dòng)，大太陽(yáng)輪在自己轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)給小太陽(yáng)輪一個(gè)力矩。 于是得出： （ 2 在二檔傳動(dòng)比的計(jì)算時(shí)長(zhǎng)行星齒輪未來(lái)自短行星齒輪的轉(zhuǎn)速傳給齒圈。 對(duì)于前排行星輪（長(zhǎng)行星輪） （ 2 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 8 6002 30m a x???? ?? lp ?? ? a ?? iT g ? ??m ax ?22652261?,0??,故 06?n（自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速） 綜合以上三式得出： 三檔（直接檔）傳動(dòng)比的計(jì)算： 由于行星齒輪副被鎖止，該 系統(tǒng)成為一個(gè)整體在轉(zhuǎn)動(dòng)，因此13?i 倒檔傳動(dòng)比的計(jì)算： 行星架制動(dòng)，齒輪是定軸輪系，和倒檔的動(dòng)力傳遞從一 個(gè)大的太陽(yáng)輪行星齒輪在這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)。 （ 2 最高車速的驗(yàn)算 在最高轉(zhuǎn)速下，速度達(dá)到很快下變速器處于最大檔位（即直接檔）傳動(dòng)比為 1 在發(fā)動(dòng)機(jī)最大 轉(zhuǎn)速，此時(shí)到 6000? ——主減速器傳動(dòng)比 —輪胎半徑 高車速 為 140km/h 所以 ＞ 140km/h 滿足要求 輪齒數(shù)的確定 傳動(dòng)系統(tǒng)最大傳動(dòng)比的確定： 綜合各個(gè)方面條件：最大爬坡度，最低車速，加速時(shí)間和附著條件等要求做出計(jì)算設(shè)計(jì)： (2式中： G——總重力 11800N f——汽車頻率取 ——汽車最大爬坡度 26 1 61R Z Z Z Z?? ? ? ?? 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 9 m r——輪胎半徑 ?大傳動(dòng)比滿足： (2汽車的最小傳動(dòng)比 : 汽車的最小傳動(dòng)比影響汽車的行駛性能，最小傳動(dòng)比太小，車輛在重載下的加速度不好，噪聲和振動(dòng)發(fā)聲。過(guò)大時(shí)，燃油不能充分利用，發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲大。 在汽車的最小傳動(dòng)比傳動(dòng)比不同的情況下汽車的功率如圖所示： 圖 2同最小傳動(dòng)比時(shí)汽車的功率圖 各檔傳動(dòng)比的分配 : 變速器中各檔傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)相關(guān)： 3221 ???(2現(xiàn)實(shí)中，在高檔低速行駛中明顯比低速時(shí)候省油。這是為什么呢？這是因?yàn)楹秃芏喾矫嬗嘘P(guān)，在檔位高的時(shí)候利用就比檔位低的時(shí)候大。檔位高的性能與等比級(jí)數(shù)有很大的關(guān)系。在一定范圍中切保持幾乎相同，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)加速時(shí)易操作；各齒輪工作的發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大。有利于汽車動(dòng)力。我們根據(jù)圖 2以了解到常見(jiàn)的比值，對(duì)此 就能更好的選擇和參考了。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 10 圖 2見(jiàn)轎車傳動(dòng)比比值 如圖所示，上訴車型均為轎車，傳動(dòng)比應(yīng)小于乘用車。因此，選擇時(shí)應(yīng)該選擇較大的值。 我們拿貨車為例，在不同的情況路況下，并且保證其正常行駛，這時(shí)候的最大傳動(dòng)比在 30%在 ?在爬坡度的選擇時(shí)乘用車在 ? ?31 之間。但是對(duì)于那些特殊性能的車輛，爬坡度會(huì)達(dá)到過(guò)半的情況左右即 ?31 ?？傆^不同的類型，都有差異性。因?yàn)槁吠厩闆r的改進(jìn)并且乘用車的操縱廣泛，爬坡度的選擇接近貨車。 根據(jù)各個(gè)方面的經(jīng)濟(jì)實(shí)惠性，車輛在水平且路面完好情況下，變速器選為傳動(dòng)比為 1的直接檔。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力和燃油經(jīng)濟(jì)性由發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)橋的比率決定。下齒輪的傳動(dòng)比決定了汽車的最大坡度。因此，在選擇低傳動(dòng)比、最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)輪和路面附著性時(shí)，于是選取最低檔傳動(dòng)比時(shí)，應(yīng)考慮汽車的最小穩(wěn)速和住減速輪與驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑之比。 歸納以上成分選定自動(dòng)變速器各檔傳動(dòng)比為： i i i 將所選擇的傳動(dòng)比帶入式（ 2（ 2（ 2 得出齒數(shù) 2Z 為 74、大太陽(yáng)輪66、小太陽(yáng)輪59。 由途中關(guān)系可以看出來(lái)，短 行星齒輪與太陽(yáng)輪、行星齒輪和短行星齒輪分別嚙合，齒圈又與長(zhǎng)行星齒輪嚙合。齒圈為同心圓設(shè)齒圈為 2d ，太陽(yáng)輪6d，為短行星輪直徑為 1d 。 位置關(guān)系如圖所示 圖 2星齒輪位置關(guān)系 1 行星架 2 短行星齒輪 3 長(zhǎng)行星齒輪 4 齒圈 5 太陽(yáng)輪 按照大太陽(yáng)輪行星排一心 (如圖 2 求出長(zhǎng)行星輪齒數(shù) 1Z ： 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 11 112 6 122d d d??112 6 122t t m Z m Z??2 211 ???? ?11 2 62 19Z Z Z? ? ?由于 4 19Z ? （ 2 考證大太陽(yáng)輪在行星排的連接前提： 對(duì)于連接的前提很關(guān)鍵，在行星齒輪之間必須留有間隙，這樣才能保證相鄰之間不會(huì)發(fā)生碰撞出現(xiàn)不必要的損害，相鄰的行星輪關(guān)系要滿足齒頂圓的半徑之和比中心距 1l 的一半還要小，這是很重要的前提。 圖 2星輪位置關(guān)系 取 1 （ 2 符合條件 小結(jié) 選擇拉維納式行星齒輪的結(jié)構(gòu)，制定了各個(gè)檔位時(shí)候的控制。 在思考燃油經(jīng)濟(jì)型，最大爬坡度等汽車機(jī)能目標(biāo)后選擇了變速器最好的傳動(dòng)比。而且按照傳動(dòng)比能實(shí)行下一章。 ??? ? 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 12 第 3 章 各齒輪元件參數(shù)確定及校核 輪材料的選擇原則 1、滿足工作條件的選擇 不同情況下對(duì)選擇的材質(zhì)都 不同。對(duì)齒輪來(lái)說(shuō)，這種需要傳輸動(dòng)力的都需要選擇質(zhì)量高一點(diǎn)的，即有很好的強(qiáng)度，耐磨性能也必須好。且齒面硬，齒芯軟。這樣選擇才能經(jīng)得住一直高強(qiáng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)，保證其作用。 2、材料的選擇 一般情況來(lái)說(shuō)，小齒輪硬度是應(yīng)該略大于大齒輪的。這樣的目的是讓兩個(gè)齒輪的壽命達(dá)到幾乎相同。但是小齒輪不應(yīng)該硬度過(guò)大，過(guò)大會(huì)產(chǎn)生對(duì)大齒輪的損傷，一般插值在30為最好。研究的拉維納變速器中，大小太陽(yáng)輪、行星齒輪的材料選擇沒(méi)那么苛刻，可選擇一樣的材質(zhì)。這是因?yàn)樘?yáng)輪沒(méi)有直接嚙合，是通過(guò)長(zhǎng)短行星齒輪后結(jié)合在一起的。 3、考慮加工 工藝及熱處理工藝 推薦下列值用于傳動(dòng)齒輪的滲碳層深度： 當(dāng) m 小于 碳層深度為 m 大于 滲碳層深度時(shí) 當(dāng) m 大于 1～ 滲碳層深度時(shí) 外表硬度 3；芯部硬度 8。 經(jīng)過(guò)查詢，選取齒輪材料為 60最好，這中材料適合輕微型的車輛使用。也能達(dá)到上述的各個(gè)方面。 星齒輪各元件計(jì)算 圈受力及運(yùn)算 齒輪的壓力角在不同情況大小下都會(huì)產(chǎn)生不一樣的效果。過(guò)小時(shí)有利于傳動(dòng)的平穩(wěn)，噪聲的降低 ，相反則能提高它的強(qiáng)度。于是關(guān)于乘用車為加大重合度降低噪聲應(yīng)取 ? ?15 ， ?16 ， ?小些的壓力角，實(shí)際上，通過(guò)查閱規(guī)定得出標(biāo)準(zhǔn)壓力角為 ??20n?因而變速器基本采用壓力角為 ?20 斜齒輪的螺旋角選擇尤為關(guān)鍵。在實(shí)踐中還證實(shí)螺旋角 和齒輪強(qiáng)度成正相關(guān)。螺旋角過(guò)大時(shí)抗彎強(qiáng)度會(huì)快速下降。于是從升高低檔齒輪的抗彎強(qiáng)度出發(fā)，螺旋角不能太大，以 ? 取 ?? 20~15 最好。 齒輪模數(shù)是一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。為了增加齒數(shù)，增加齒輪的寬度和重疊度，減少噪聲，減 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 13 s ?? ?nt 522 ???? ?? ???? ?aa ????M 應(yīng)該選擇一個(gè)小模數(shù)。于是次模數(shù)選取 圈在工作時(shí)起到傳遞動(dòng)力的作用。齒圈作為輸出件，動(dòng)力通過(guò)長(zhǎng)行星齒輪傳遞。齒圈必須用回火 207~241工，因?yàn)樗芸赡馨l(fā)生變形，出現(xiàn)故障。材料也應(yīng)選擇各個(gè)方面出 色的，因而選為 60 經(jīng)過(guò)手冊(cè)查閱得出 [5]： 齒圈的法面模數(shù)： 5.1???15? 壓力角 ??20n?端面模數(shù) ： （ 3 Z=74 根據(jù)分度圓圓關(guān)系公式可知： 齒頂圓直徑： 1182 ???aa 12 ???ff 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 斜齒輪法面參數(shù) 表 3斜齒圓柱齒輪的參數(shù)及幾何尺寸的公式 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式 齒頂高 齒根高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 注：表中， ?， 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 14 ?? 寬 : ???nc (取為 a． 輪齒接觸應(yīng)力計(jì)算： ????????? ?? 21 114 1 ?? （ 3 式中 F——法面內(nèi)基圓切向力 ——端面分度圓切向力 計(jì)算載荷 d ——節(jié)圓半徑 ——齒輪材料的實(shí)際寬度 鋼材取 ?E 1?? —— 主齒輪節(jié)點(diǎn)處齒廓曲率半徑（： ??? 211 c o s/s i 222s i n c o ? ?? ） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 ??? = ? ?? ? /350180 ? ? （ 3 式中 圓周力， —計(jì) 算 載 荷， K——直齒圓柱齒輪的應(yīng)力集中系數(shù)為 齒輪的應(yīng)力集中系數(shù)為1.5 b——齒輪接觸實(shí)際寬度，斜齒輪用 ?b 代替 法面周節(jié)，nm ?y——齒形系數(shù)，由圖 3k——重合度系數(shù)，取 2 太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 小太陽(yáng)輪主要是動(dòng)力輸入，通過(guò)花鍵和軸連在一起。小太陽(yáng)輪的材料為 60 查機(jī)械手冊(cè) [5]：太陽(yáng)輪壓力角 ??20? ，螺旋角 ??15? 。 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 15 經(jīng)過(guò)計(jì)算，對(duì)小太陽(yáng)輪直徑 D=45頂圓直徑為 48根圓直徑是 中 F ——法面內(nèi)基圓切向力 ?? co s/端面內(nèi)分度圓切向力，即圓周力 2?計(jì)算載荷 d ——節(jié)圓半徑 ? ——節(jié)點(diǎn)處壓力角 ? ——螺旋角 E ——齒輪材料的實(shí)際寬度 ,鋼材取 ? b ——齒輪接觸的實(shí)際寬度 ,斜齒用 ?b 接替 21?? —— 主 齒 輪 節(jié) 點(diǎn) 處 齒 廓 曲 率 半 徑 （ ??? 211 co s/s ??? 222 co s/s ） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 = ? ?? ? /350180 ? ?式中 圓周力， —計(jì)算載荷， K ——應(yīng)力集中系數(shù)，直齒輪取 齒輪取 1.5 —摩擦力影響系數(shù)，主動(dòng)齒輪取 動(dòng)齒輪取 0.9 b ——齒輪接觸實(shí)際寬度，斜齒輪用 ?b 代替 —法面周節(jié)， nm ? y——齒形系數(shù)，由圖 3k ——重合度系數(shù)，取 2 上面取得各個(gè)參數(shù)是按圖 3分布圖得到的。圖中當(dāng)齒輪受到的載荷作用于齒頂時(shí)按當(dāng)量齒數(shù)計(jì)算。 ????????? ??? ? 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙 16 ?3n ?????????? ??2111c o s/4 1 ??? ??? 形系數(shù)分布圖 ——齒形系數(shù) y(當(dāng)載荷作用于齒頂， 1,200 ?? ? f?)， ——斜齒輪按當(dāng)量齒數(shù) 太陽(yáng)輪受力及計(jì)算 在倒檔中，大太陽(yáng)輪是主要的驅(qū)動(dòng)元件。類似于小型太陽(yáng)輪，屬于花鍵連接。 經(jīng)查手冊(cè) [5]：壓力角 ??20? ，螺旋角 ??15? ，法面模數(shù) 5.1?計(jì)算太陽(yáng)輪分度圓直徑為 56頂圓直徑 59根圓直徑 算過(guò)程同上） b．彎曲應(yīng)力計(jì)算 ? ?? ?350180 ??w?N/ 購(gòu)買設(shè)計(jì)文檔后加 費(fèi)領(lǐng)取圖紙