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购买设计文档后加 费领取图纸 本科学生毕业设计 型货车机械式 变速器设计 院系名称 ： 专业班级 ： 学生姓名 ： 指导教师 ： 职 称 ： 黑 龙 江 工 程 学 院 二 *年 *月 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 系部 专业、班级 指导教师姓名 职称 从事 专业 是否外聘 是 否 题目名称 型货车机械式变速器设计 一、设计（论文）目的、意义 汽车变速器是汽车传动系的重要组成部分。由于汽油机额定转矩对应的速度范围很小，需要用齿轮传动来适应驾驶时车速的变化。 它是传动系的主要部件 ,它的性能对整车的动力性、燃油经济性以及乘坐舒适性等方面都有十分重要的影响。设计好变速器对汽车的性能，安全性以及经济性有着重要作用。 手动机械变速器可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、传动效率高、故障率相对较低、物美价廉 ,因此在市 场上仍占有一席之地，开发手动机械变速器也适应当代世界经济的发展。 随着科技的高速发展，节能与环境保护、应用新型材料、高性能及低成本都可将作为汽车新型变速器的研究方向。 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 基本内容：在保证汽车有必要的动力性和经济性的前提下，进行齿轮和传动轴设计，设置动力输出装置，保证换挡迅速、省力、方便，工作可靠。有较高的工作效率，除此之外，还要保证变速器满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、维修方便等要求。在设计中要解决的 的主要问题：在设计中需要解决变速器是否能有效预防脱档，跳档并方便 挂档。减小噪音并尽量能达到轻量化、高承载、低噪声、换档操纵好和经济实用性。 技术要求： 具有良好的动力性与经济性 ， 换挡迅速、省力、方便。变速器的工作噪声低 ， 变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求 。 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 三、 设计（论文）完成后应提交的成果 件图（轴及齿轮等）折合两张以上零号图（ 干张）； 字以上。 四、设计（论文） 进度安排 料收集，完成开题报告 第 1（ 2 月 28 日 20 日） 出最优设计方案 第 4（ 3 月 21 日 3 日） 械变速器总装配图、零件图的 草图 第 6（ 4 月 4 日 24 日） 械变速器 总装配图、零件图 , 撰写设计说明书 第 9（ 4 月 25 日 22 日） 5. 完善设计，提交指导老师审核并修改 第 13（ 5 月 23 日 5 日） 6. 提交系里评阅并修改，准备答辩 第 15（ 6 月 6 日 19 日） 第 17 周（ 6 月 20 日 26 日） 五、主要参考资料 1 王望予 M机械工业出版社 2 常思勤 M机械工业出版社 3 刘惟信 M清华大学出版社 4 林绍义 J5 刘法顺 J6 罗春香 J. 西南民族大学学报自然科学版， 7 韦志林 J8 王之煦 ,许杏根 M机械工业出版社 ,9 严仓锋 J六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目 : 型货车机械式变速器设计 院 系 名 称 : 专 业 班 级 : 学 生 姓 名 : 导 师 姓 名 : 开 题 时 间 : 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 系 部 专业、班级 指导教师姓名 职称 从事 专业 是否外聘 是 否 题目名称 型货车机械式变速机设计 一、 课题研究 现状、 选题 目的 和意义 研究现状：变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步、爬破、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在起动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。需要时，变速器还有动力输 出功能。 变速器按传动比变化方式不同，变速器可分为有级式、无级式和综合式三种：有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按所用轮系形式不同，有轴线固定式变速器和轴线旋转式变速器两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有 3重型货车用的组合式变速器中，则有更多挡位。所谓变速器挡数，均指前进挡位数。无级式变速器的传动比在一定的范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式两种。电力式变速器在传动系统中也有广泛采用的趋势，其边素传动部件为直流串励电动机。液力式 变速器的传动部件是液力变矩器。综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化，目前应用较多。 汽 车 行驶的速度是不断变化的，这就要求汽车的变速器的变速比要尽量多，这就是无级变速 。尽管传统的齿轮变速箱并不理想，但其以结构简单、效率 高、功率大三大显着优点依然占领着汽车变速箱的主流地位。在跨越了三个世纪的一百多年后的今天，汽车还没有使用上满意的无级变速箱。这是汽车的无奈和缺憾。但是 ,人们始终没有放弃寻找实现理想汽车变速器的努力 ,各大汽车厂商对无级变速器表现了极大的热情，极度重视无级变速器在汽车领域的实用化进程。 载货汽车分为轻型、中型、重型三种。各国分级方法和标准不尽相同。 20世纪 70年代以来，由于对运输需求的增加和公路承载能力的提高，各国都在放宽对轴重和车辆总重的限制 ,因而大吨位载货汽车不断增加。同时 ,城市中为便于集散货物和零星货物运 输，小吨位载货汽车也在发展。为适应各种货物的运输要求，载货汽车有向专用化发展的趋势，专用运输车的种类和数量不断增加。而中国是按汽车载重量分级的，载重量 4 8吨的为中型载货汽车， 8吨以上的为重型载货汽车。载重量 1吨以下的 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 轻型载货汽车多用轿车底盘改制而成，主要用于城市运送食品、日用工业品等小批量货物；有的制成客货两用车。 目的及意义：随着重型车功率加大、传递的扭矩增加和速度的提高，对变速器的要求也不断家大。首先，变速器的节油性能被越来越多的用户所关注。而业内专家表示，目前变 速器的节油主要通过安装同步器和增多档位来实现。其次，不言而喻的是整车厂对变速器的轻量化也提出更高要求。再次从发动机电控系统到模块化电子仪表到再到 国 重卡电子化 控制程度越来越高。 随着重卡 整车电子化程度的提高，变速器自动化进程也将开始加速， 械式自动变速器 )的应用被提上日程。 过电控单元控制执行机构实现自动换挡，具有传动效率高、油耗低、经济性好等诸多优点。相对自动变速器而言， 比传统机械式变 速器稍贵一点，也很适合中国用户的消费特点。所以，国内主流的变速器企业都在致力于 了解，法士特、 綦 齿和大齿等企业的 术日趋成熟。 载 货汽车在我国应用十分广泛，而变速器是整车的关键总成之一。其功用是在不同的使用条件下 , 改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速 , 使汽车得到不同的牵引力和速度 , 同时使发动机在最有利的工况范围内工作。通过载货汽车变速器的设计， 使其变速器性能更好具有一定的实际意义。 二、设计（论文） 的基本内容 、 拟解决的主要问题 1、基本内容 （ 1）载货 汽车变速器研究现状 （ 2）载货汽车变速器整体结构设计 （ 3）载货汽车变速器尺寸参数设计 （ 4）载货汽车变速器尺寸参数校核 2、 拟解决的主要问题 （ 1） 载货汽车变速器尺寸参数设计 （ 2）载货汽车变速器尺寸参数校核 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 三、技术路线（研究方法） 四、进度安排 （ 1）调研、查阅相关资料、完成开题报告 第 1 2 周（ 3 月 3 日 3 月 16 日） （ 2）确定总体方案 第 3 4 周（ 3 月 17 日 3 月 30 日） （ 3） 对变速器结构进行设计 第 5 6 周（ 3 月 31 日 4 月 13 日） （ 4） 对变速器尺寸进行设计 7 8 周（ 4 月 14 日 4 月 27 日） （ 5）建立 变速器 的零件图第第 8 9 周（ 4 月 21 日 5 月 4 日） （ 5）建立 变速器 的装配模型第 9 10 周（ 4 月 28 日 5 月 11 日） （ 6）书写设计说明书第 11 13 周（ 5 月 12 日 6 月 2 日） （ 7）设计审核、修改 第 14 16 周（ 6 月 3 日 6 月 23 日） （ 8）毕业设计答辩准备及答辩 第 17 周（ 6 月 24 日 7 月 1 日） 调研并查阅相关资料 确定总体设计方案 变速器结构设计 参数计算 变速器的尺寸参数强度校核 变速器出图 完成设计和书写说明书 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 五、 参考文献 （ 1）蒋崇贤，何明辉专用汽车设计 武汉工业大学出版社 （ 2） 工程中的有限元方法 (第 3 版 ) 机械工业出版社 ， 2004 （ 3） 黄天泽，黄金陵 汽车车身结构与设计 机械工业出版社 ， 2000 （ 4） 孙桓主编 机械工业出版社出版 （ 5） 余志生 汽车理论 M，机械工业出版社， 1987 （ 6） 陈家瑞主编 人民交通出版社出版 （ 7） 吴镇著 上海 :上海交通大学出版社， 1997 （ 8） 吕慧瑛 北京 :清华大学出版社， 2002 （ 9）何云祥 . 重型汽车变速器的结构创新 J. 现代零部件 , 2009, (01) :100 10）罗春香 . 汽车变速器设计中速比分配问题的研究 J. 西南民族大学学报 (自然科学版 ), 2004, (03) . （ 11）变速器设计 (上 )J. 汽车技术 , 1972, (01) . （ 12）王尚军 . 档变速器设计 J. 机械传动 , 2002, (01) . （ 13）黄雄健 ,杨寿海 . 术在汽车变速器设计中的应用 J. 广西工学院学报 , 2007, (01) . （ 14）胡朝峰 ,过学迅 ,汪斌 . 汽车变速器技术的发展与展望 J. 汽车研究与开发 , 2005, (05) . （ 15）向立明 . 汽车变速器的发展历史及未来趋势 J. 公路与汽运 , 2007, (01) . 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 毕业设计（论文）指导记录 日期 地点 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 通过孙老师的讲解，明确了选题目的及方向，了解所需的文献和书籍，并根据任务书的内容查找相关的资料。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 地点 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 把搜集到的资料拿给孙老师，孙老师对资料进行了详细的阅读，告诉我那些是对我所做的设计有用的，让我们重点学习这些资料，然后确定自己的设计方案，告诉撰写开题报告的一些注意事项。 学生（记录人）签 名： 指导教师签名： 日期 地点 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 将收集到的材料拿给孙老师，老师帮助我对材料进行了分析，确定了初步的设计方案。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 购买设计 文档后加 费领取图纸 购买设计文档后加 费领取图纸 摘 要 变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。 因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。 本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计并讲述了变速器中各部件材料的选择。 关键词 ： 械式；齿轮；轴 ；变速器 to on is at in of in of at a In to to of of a of to of of of do a of a A of of of 目 录 摘要 . X . 1 章 绪论 . 1 究背景 . 1 究目的及意义 . 1 械式变速器国内外研究现状 . 2 第 2 章 总体方案设计 . 3 车参数的选择 . 3 动机构布置方案分析 . 3 定轴式变速器 . 3 挡布置方案 . 4 他问题 . 6 部件结构方案分析 . 7 轮形式 . 7 挡机构形式 . 7 速器轴承 . 8 本章小结 . 9 第 3 章 变速器设计 . 10 数 . 10 动比范围 . 10 档传动比的确定 . 10 减速器传动比的确定 . 10 低档传动比计算 . 11 档传动比的选定 . 12 心距的选择 . 12 速器的外形尺寸 . 13 轮参数 . 13 数的选取 . 13 力角 . 13 旋角 . 13 宽 b . 14 顶高系数 . 15 购买设计 文档后加 费领取图纸 位系数的选择原则 . 15 挡齿轮齿数的分配 . 16 定一挡齿轮的齿数 . 16 中心距进行修正 . 17 确定常啮合传动齿轮副齿数及变位系数 . 17 定其他各挡的齿数及变位系数 . 18 定倒挡齿轮齿数及变位系数 . 20 章小结 . 20 第 4 章 变速器的校核 . 21 轮的损坏形式 . 21 轮强度计算 . 21 轮弯曲强度计算 . 21 齿接触应力计算 . 23 的结构尺寸设计 . 24 的强度验算 . 25 的刚度的计算 . 25 的强度的计算 . 30 承寿命计算 . 33 章小结 . 35 第 5 章 同步器的设计 . 37 环式同步器 . 37 环式同步器结构 . 37 环式同步器工作原理 . 37 环式同步器主要尺寸的确定 . 38 章小结 . 40 第 6 章 变速 器操纵机构 . 41 接操纵手动换挡变速器 . 41 距离操纵手动换挡变速器 . 41 章小结 . 42 结论 . 43 参考文献 . 44 致谢 . 45 附录 . 46 购买设计 文档后加 费领取图纸 1 第 1 章 绪 论 究背景 近几年国内外汽车工业迅猛发展，车型的多样化和个性化已经成为汽车发展的趋势。但变速器设计一直是汽车设计中最重要的环节之一，它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，特别是对轻型商用车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计如果不合理，将会使汽车的 舒适性下降，使汽车的运行噪声增大。 国产商用车所装配的变速器主要以国产手动档变速器为主 ，变速器是由变速传动机构和操纵机构组成。根据前进挡数的不同，变速箱有三、四、五和多挡几种。根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。 汽车变速器是影响整车动力性、经济性、舒适性的重要总成 ， 国内外的汽车制造与销售数据显示，人们对汽车驾乘的舒适性越来越重视。国内 商用车市场的快速发展 ， 2008 年全国载货汽车保有量为 10、 465、 404 辆，与 2007 年相比，增加 722、 181 辆，增 长 其中轻型载货汽车 5、 863、 787 辆， 贡献度最大的车型是轻型货车 ， 轻型货车对商用车销量的贡献度为 其次是重型货车和微型货车， 汽车变速器的使用寿命与整车基本相当，售后维修市场对变速器总成的需求仅占少数，故此可将 轻型商用车市场 近似为 它的 变速器配套市场空间。随着全球能源及原材料价格的不断上涨，汽车销售价格的下降，要求汽车变速器向着体积小质量轻、承载能力大、结构紧凑上发展。这就要求零件设计结构机械性能也要相应有所改变，向着小巧紧凑高强度，高刚性方向改进，进而也要求有新技术新工艺来保证能够制造出来。目前许多变速器生产企业正在研发 一些能大幅提高离合器、同步器寿命和行车安全性，且保留了传统有级机械变速器传动效率高、体积小、机构简单、使用可靠 、 易于制造、成本低、燃油消耗少和维护与使用费用低 、 多档位、大速比变化范围改善了汽车的动力性、燃油经济性和换档平顺性的变速器 。现在汽车变速器的发展趋势是向着可调自动变速箱或无级变速器方向发展。无级变速机构由两组锥形轮组成，包括一对主动锥形轮（锥形轮组 1）和一对被动锥形轮（锥形轮组 2） 同时有一根链条运行在两对锥形轮 V 形沟槽中 间，链条的运动如同动力传递单元。锥形轮组 1 由发动机的辅助减速机构驱动，发动机的动力通过链条传递给锥形轮组 2 直至终端驱动。在每组锥形轮中有一个锥形轮可以在轴向移动，调整链条在锥形轮的工作直径并传递速比。两组锥形轮必须保持相同的调整，以保证链条始终处与涨紧状态，使传递扭矩时锥形轮接触充分的压力。采用无级变速器可以节约燃料，使汽车单位油耗的行驶里程提高 30%。通过选择最佳传动比，获得最有利的功率输出，它的传动比比传统的变速器轻，结构更简单而紧凑。世界各大汽车制造商正竞相开发无级变速器。专家预计 2008 至 2009年 间无级变速器将成为世界各大汽车制造商的技术开发重点。 究目的及意义 通过一步步的计算和校核来改善变速器的工作状态，使其达到理想的舒适性并减小工作时的噪声。传统的变速器设计设计方法一般是根据性能要求利用经验公式取初值，然后计算其强度，传动质量指标等，如不符合要求根据经验公式改变某些参数，继续计算直至符合所有的条件与要求。通过本题目的设计，可综合运用所学知识对轻型商用车的手动变速器进行设计。由于本题目模拟工程一线实际情况，通过毕业设计可与工程实践直接接触，从而可以提高解决实际问题的能力，综合提高自身的 设计和制造水平。 本设计研究基本内容是研究轻型商用车的机械变速器的组成、结构与原理，弄清楚同步器、 购买设计 文档后加 费领取图纸 2 齿轮、轴等零部件之间的配合关系。选择标准齿轮模数在总当数和一档传动比确定后，合理分配各档位的速比，接着计算出齿轮参数和中心距，并对齿轮进行强度验算，确定齿轮的结构与尺寸，绘制出所有齿轮的零件图，根据经验公式初步计算出所有轴的基本尺寸，对每个档位下对轴的刚度和强度进行验算，确定出轴的结构与尺寸，绘制出各个轴的结构与尺寸，对现有传统变速器的结构进行改进、完善，最终完成变速器的零件图和装备图的绘制。利用计算机辅助设计 软件绘制变速器的各零件的零件图，并完成变速器的总装配图。在此次设计中对变速器作了总体设计，对变速器的传动方案进行了选择，变速器的齿轮和轴做了详细的设计计算，对同步器和一些标准件做了选型设计。 械式变速器国内外研究现状 载货汽车分为轻型、中型、重型三种。各国分级方法和标准不尽相同。 20 世纪 70 年代以来，由于对运输需求的增加和公路承载能力的提高，各国都在放宽对轴重和车辆总重的限制 ,因而大吨位载货汽车不断增加。同时，城市中为便于集散货物和零星货物运输，小吨位载货汽车也在发展。为适应各种货物的运输要求，载货 汽车有向专用化发展的趋势，专用运输车的种类和数量不断增加。而中国是按汽车载重量分级的，载重量 以下的为轻型载货汽车 ,4的为中型载货汽车，8 吨以上的为重型载货汽车。载重量 1 吨以下的轻型载货汽车多用轿车底盘改制而成，主要用于城市运送食品、日用工业品等小批量货物；有的制成客货两用车。 随着重型车功率加大、传递的扭矩增加和速度的提高，对变速器的要求也不断家大。首先，变速器的节油性能被越来越多的用户所关注。而业内专家表示，目前变速器的节油主要通过安装同步器和增多档位来实现。其次，不言而喻的是整车厂对变速器 的轻量化也提出更高要求。再次从发动机电控系统到模块化电子仪表到再到 国重卡电子化控制程度越来越高。随着重卡整车电子化程度的提高，变速器自动化进程也将开始加速， 械式自动变速器 )的应用被提上日程。 传统固定轴式手动变速器和干式离合器基础上应用自动变速理论和电子控制技术，通过电控单元控制执行机构实现自动换挡，具有传动效率高、油耗低、经济性好等诸多优点。相对自动变速器而言， 价低廉，只比传统机械式变速器稍贵一点，也很适合中国用户的消费特点。所以，国内主流的变速器企业都在致力于 研发当中，据了解，法士特、綦齿和大齿等企业的 经开始装车试验，技术日趋成熟。 购买设计 文档后加 费领取图纸 3 第 2 章 总体方案设计 车参数的选择 变速器设计所需的汽车基本参数如 所示 : 表 计基本参数表 变速器如下基本要求： (1)保证汽车有必要的动力性和经济性。 (2)设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。 (3)设置倒档，使汽车能倒退行驶。 (4)设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。 (5)换挡迅速，省力，方便。 (6)工作可靠。汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。 (7)变速器应当有高的工作效率。 除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求。满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。 动机构布置方案分析 定轴式变速器 固定轴式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器 。固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏。此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。所以我选择的是中间轴式的变速器。 图 别示出了几种中间轴式五挡变速器传动方案。它们的共同特点是：变速器第一轴和第二轴的轴线在同一直线上， 经啮合套将它们连接得到直接挡。使用直接挡，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器的传动效率高，可达 90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。因为直接挡的利用率高于其它挡位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进挡位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不大的条件下，一挡仍然有较大的传动比；挡位高的齿轮采用常啮合齿轮
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