2022年房车离合器的设计_汽车设计课程设计 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 房车离合器地设计汽车设计课程设计说明书题目:房车离合器地设计名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 目 录第 1 章 绪论 1.1 汽车变速器地设计要求.1 1.2 设计地步骤及方法 .1第2章 变速器传动机构 2.1 变速器传动方案地分析和挑选.3 2.2 倒档方案布置 .3 2.3 零部件结构方案分析 .4第3章 变速器地设计及运算校核 3.1 变速器地主要参数地挑选.6 3.1.1 挡数和传动比 .6 3.1.2 中心距 .7 3.1.3 轴向尺寸 .8 3.2 齿
2、轮参数 .8 3.2.1 齿轮模数 .8 3.2.2 齿形、压力角、螺旋角和尺宽.8 3.3 齿轮地设计运算 .9 3.3.1 各挡齿轮地齿数 .10 3.3.2 齿轮精度地挑选 .12 3.3.3 螺旋方向 .12 3.4 变速器齿轮地强度运算和材料挑选.12 3.4.1 齿轮地损坏缘由及形式 .12 3.4.2 齿轮地强度运算与校核.13 3.5 变速器轴地运算和校核 .16 3.5.1 变速器轴地结构尺寸.16 3.5.2 轴地校核 .17第4章 同步器和操作机构地设计 4.1 变速器同步器地设计 .20 4.2 变速器地操作机构 .22参 考 文 献 .24名师归纳总结 - - - -
3、 - - -第 2 页,共 25 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1章 绪论1.1 汽车变速器地设计要求汽车传动系传递扭矩和转速,它也是汽车整体地重要组成部分.其功能:调剂和变换发动机地性能;将动力传递至驱动车轮 .汽车变速器完成传动系给予地功能,不仅是传动系地重要部件,也是打算汽车整车性能地主要部件和环节.汽车变速器地结构设计,不同标准和要求,会对汽车地动力性以及燃油经济性,换档操纵地舒服性与轻巧性,传动平稳性等 .我国汽车产业地进展和进步,对汽车变速器地设计和要求,将是增大汽车变速器传递功率与总质量之比(比功率),并且要求其具有更精密地尺寸和更好地性能.在设计开头之
4、前,应当依据汽车变速器运用和发挥功能地实际情形 ,查阅相关资料,大致确定与汽车变速器设计相关一些主要参数 .主要参数:两轴齿轮中心距、变速器轴向基本尺寸、两轴地直径、齿轮相关参数、齿数和模数等 .汽车变速器地设计要求和标准 .变速器地基本设计要求:保证汽车有必要地动力性和燃油经济性;变速器应当设置空档,用来切断发动机动力向驱动轮地传输和传递;仍应当设置倒档,使汽车能倒退行驶;换档快速、省力、便利;仍应当提高汽车工作地牢靠性:在汽车行驶过程中,换挡时汽车变速器不得有跳档和乱档,以及换档撞击击等现象;提高汽车工作效率,减小变速器齿轮噪声;设计结构简洁轻巧、设计方案符合标准和要求;在满载及冲击载荷地
5、工况行驶条件下,设计使用寿命应当加长;除此之外,设计变速器仍应当满意:轮廓尺寸和质量轻巧、制造成本低、检测修理便利等要求 . 变速器传动机构分类方法 .可以依据前进档数分为:四档变速器,五档变速器,多档变速器 .可以依据轴地势式分为:固定轴式,旋转轴式 变速器、双中间轴式变速器、多中间轴式变速器等.固定轴式可以分为:两轴式变速器、中间轴式 .固定轴式应用最为广泛,而两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动地一般汽车上 .中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动地中档汽车上,仍有旋转轴式主要用于液力机械式变速器 .1.2 设计地步骤及方法本次设计地变速器,在原有变速器地基础上,在给定发动机输出转矩,转
6、速及最高车速,最大爬坡度等条件下,主要完成传动机构地设计,并绘制出变速器装配图,主要零件地零件图 .1、变速器主要参数地挑选汽车变速器主要参数地挑选包括传动档数、齿轮中心距、传动比、齿轮相关参数以及模数等.2、对变速器传动机构地分析设计过程中,通过对两轴和中间轴式变速器比较.依据各自地利弊,以及依据所设计地夏利汽车地特点,最终确定传动机构地布置形式和传动简图 .3、汽车变速器齿轮强度地校核在汽车变速器齿轮强度地校核过程中,依据齿轮地强度和刚度要求,主要校核变速器地齿根弯曲疲惫强度、齿面接触疲惫强度 .4、轴地基本尺寸地确定及强度校核依据两轴式变速器地特点,确定轴地基本尺寸,依据轴地强度和刚度运
7、算要求,分别对轴地刚度和强度进行校核运算 .5、轴承地挑选与寿命运算校核名师归纳总结 轴承地挑选,主要依据变速器轴地支撑部分,依据以往设计体会,一般选用圆锥磙子轴承.通第 3 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 过查阅资料,轴承寿命设计运算一般按汽车地大修里程,修理次数运算,一般汽车大修里程为 30万公里 .本次设计主要是查阅近几年国外相关学术资料,有关国内外变速器设计地文献资料和学术研究资料,通过老师地指导以及结合所学本专业地基础学问,进行地设计.比较不同方案,总结各自名师归纳总结 优缺点,最终选取正确方案,然后进行设计并改善.运算汽车
8、变速器地齿轮地结构参数,进行校核第 4 页,共 25 页运算 .仍要对同步器、换档操纵机构等结构件进行分析与运算设计,挑选正确合理尺寸.最终,对设计地传统变速器地结构进行改进和完善.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第 2章变速器传动机构传统机械式变速器具有结构简洁轻巧、传动传递效率高、制造成本低和工作牢靠等优点,最为关键地是修理便利,所以在不同形式地汽车上得到广泛应用 14.2.1 变速器传动方案分析与挑选机械式变速器传动机构布置方案主要有两种:两轴式变速器和中间轴式变速器 .查阅最近几年相关资料,发动机前置前轮驱动地汽车上多用两轴式变速器 .与中间
9、轴式变速器相比,具有轴和轴承数少,结构简洁轻巧、轮廓尺寸小、易布置等优点.另外,各中间档因只经一对齿轮传递动,故传动效率高,同时噪声小,结构紧凑 .但两轴式变速器也有弊端,它不能设置直接档 .故在工作时齿轮和轴承均承载受压,齿轮工作噪声增大且易损坏,影响传动传递 .所以受结构限制缘由,其一档变速比不能设计地很大 体,发动机纵置时直接输出动力 14.其特点是:变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一对中间轴式来说,多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动地汽车上 .特点:变速器一轴后端与常啮合齿轮做成一体,绝大多数方案地其次轴与一轴在同一条直线上,经啮合套将它们连接后可得到直接档,使用直接档
10、变速器齿轮和轴承及中间轴不承载受压,此时噪声低,齿轮、轴承地磨损削减 14.对不同类型和要求地汽车,具有不同地传动系档位数,缘由在于它们地使用条件不同、对整车性能要求不同、汽车本身地比功率不同5. 而传动系地档位数,汽车地动力性,燃油经济性有着亲密地联系 .就动力性而言,档位数多,增加了发动机发挥最大功率邻近高功率地机会,提高了汽车地加速和爬坡才能 .就燃油经济性而言,档位数多,增加了发动机在低燃油消耗率区下作地能力,降低了油耗 .12 故能提高汽车生产率以及行驶效率,大大降低运输成本节约开支 .不过,增加档数,会使变速器机构复杂和质量增加,轴向尺寸增大、成本提高、操纵复杂 . 从以上分析可知
11、,本次设计房车变速器,设计驱动形式属于发动机前置后轮驱动,通过拆装可以发觉汽车前端可布置变速器地空间比较小.结构打算了变速器地设计要求较高,不仅要求运行噪声小,而且设计车速高,应选中间轴式变速器作为传动方案.挑选 5档变速器,并且五档为超速档.2.2 倒档布置方案通过对汽车设计资料地查找,总结一下方案 . 常见地倒档布置方案如图3-1 所示 .图 3-1b 方案地优点是倒档利用了一档齿轮,缩短了中间轴地长度 .但换档时有两对齿轮同时进入啮合,使换档困难;图 3-1c 方案能获得较大地倒档传动比,缺点是换档程序不合理;图 3-1d 方案对 3-1c 地缺点做了修改;图 3-1e 所示方案是将一、
12、倒档齿轮做成一体,将其齿宽加长;图 更为轻巧 .143-1f 所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合地齿轮,换档换名师归纳总结 综合考虑以上因素,为了换档轻巧舒服,减小噪声,倒档传动采纳图3-1f 所示方案 .第 5 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3-1 倒档布置方案2.3 零部件结构方案分析1、齿轮形式汽车变速器上应用地齿轮,包括直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种.直齿圆柱齿轮主要用于一档、倒档齿轮,应力要求较低 .14 与直齿圆柱齿轮相比,斜齿圆柱齿轮具有使用寿命长、运转平稳且工作噪声低等优点 14.本设计全部选用直齿轮 .齿轮设计
13、留意事项:变速器齿轮可以与轴设计为一体或与轴分开,然后用花键、过盈协作或名师归纳总结 者滑动支承等方式之一与轴连接14.第 6 页,共 25 页齿轮尺寸小又与轴分开,其内径直径到齿根圆处地厚度b (图3-2)影响齿轮强度6.要求尺寸 b 应当大于或等于轮齿危急断面处地厚度.所以综合考虑安全性,在齿轮装在轴上以后,齿轮应能保持足够大地稳固性,齿轮轮毂部分地宽度尺寸C 应当在结构答应条件下应尽可能取大些,至少满意尺寸要求14 :C1.214.d2(3-1)式中:d2 花键内径 .轻巧性设计要求,减小质量,轮辐处厚度应在满意强度条件下设计得薄些.图 3-2 中地尺寸D 可取为花键内径地1.251.4
14、0 倍.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 图 3-2 变速器齿轮尺寸掌握图 14 依据设计要求,齿轮表面粗糙度数值应当略微降低,噪声就会相应削减,齿面磨损速度减慢,可以提高齿轮寿命.设计要求变速器齿轮齿面地表面粗糙度:应在R a0.80Ra0.40 m范畴内选用 .设计齿轮尽量要求齿轮制造精度不低于7 级.2、变速器轴设计变速器轴多数情形下,轴承安装在壳体地轴承孔内.当变速器中心距小时,在壳体地同一端面布置两个滚动轴承有困难时,可以把输出轴直接压入壳体孔中,并固定不动 14.用滑移齿轮方式,实现换档地齿轮与轴之间,一般应选用矩形花键连接 .矩形花键可以
15、保证良好地定心和滑动敏捷 .从加工便利来看,定心外径及矩形花键齿侧地磨削比渐开线花键要简洁 7.两轴式变速器输入轴和中间轴式变速器中间轴上地高档齿轮,通过轴与齿轮内孔之间地过盈协作和键固定在轴上 .结构设计方面,两轴式变速器地输出轴和中间轴式变速器地其次轴上地常啮合齿轮副,齿轮副地齿轮与轴之间,常设置有滚针轴承,少数情形下齿轮直接装在轴上(特殊情形).此时轴地制造,轴地表面粗糙度不应低与 R a 0 . 8 m,硬度不低于 5863HRC. 因渐开线花键定位性能良好,承载才能大且渐开线花键地齿短,小径相对增大能提高轴地刚度,所以轴与同步器上地轴套常用渐开线花键连接 .14倒档轴为压入壳体孔中并
16、固定不动地齿轮轴,并由螺栓固定 .14从上述可知,变速器地轴上装有轴承、齿轮、齿套等零件,有地轴上又有矩形或渐开线花键,所以设计时不仅要考虑装配上地可能,而且应当可以顺当拆装轴上各零件 .此外,仍要留意工艺上地有关问题 .143、汽车变速器轴承地挑选变速器轴承种类许多,变速器轴承常采纳圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等 .14滚针轴承、滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接,并要求两者有相对运动地地方 8. 变速器中采纳圆锥滚子轴承直径较小、宽度较大因而容量大、可承担高负荷等优点,但也有需要调整预紧、装配麻烦、磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合地缺点 . 由于本设计地变速器
17、,为两轴式变速器,具有较大地轴向力,所以设计中变速器输入轴、输名师归纳总结 出轴地前、后轴承按直径系列均选用圆锥滚子轴承.第 7 页,共 25 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第 3章 变速器地设计与运算校核3.1 变速器主要参数地挑选本次设计是在整车参数已知地情形下,车型已知地情形下进行设计,整车主要技术参数如表3-1 所示:表 3-1 房车整车主要技术参数发动机最大功率117kw最大功率时转速r2500r/min发动机最大转矩600N m最大转矩时转速1500r/min总质量4500kg最高车速120km/h车轮型号225/85R16L对应轮胎
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