買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 變速器是完成傳動系任務的重要部件，也是決定整車性能的主要部件之一。變速器的設計水平對汽車的動力性、燃料經濟性、換擋操縱的可靠性與輕便性、傳動平穩(wěn)性與效率等都有直接的影響。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，轎車變速器的設計趨勢是增大其傳遞功率與重量之比，并要求其具有更小的尺寸和良好的性能。本設計以車型 計 輸入軸 ， 在給定發(fā)動機輸出轉矩、轉速及最高車速、最大爬坡度等條件下，著重對變速器 輸入軸 的結構參數進行設計計算 以及對其進行工藝分析等。 我國的制造工藝與技術裝備相對落后于工業(yè)發(fā)達的國家，我 國大多數企業(yè)目前還采用較落后的制造工藝及技術裝備生產，優(yōu)質高效率低耗工藝的普及率不足 10%數控機床及高效設備不足 5%。在產品開發(fā)設計的技術手段方面，我國 %。不能及時開發(fā)設計具有創(chuàng)新和獨占性的市場的新產品?？傊?，我國的制造技術與水平還存在階段性的差距，而我國的機械制造裝備產業(yè)也是大致如此。 當前，制造技術的發(fā)展趨勢是：必須強化具有自己創(chuàng)新技術的產品開發(fā)能力，縮短產品的上市時間，提高產品質量和生產效率，從而提高企業(yè)的市場應變能力和綜合競爭能力。重視先進的基本制造工藝與特種工藝的研究，重視使能 技術的研究和先進機床、刀具的研究，研究高性能的自動化加工機床，開發(fā)基于新工藝的裝備等，乃是當誤之急。 關鍵詞 ： 變速器 輸入軸 ； 結構 ； 工藝； 夾具 ； 設計 。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 is an to is of of of of of of a is to of a at a on of of of nd so is in of is a of of 0% NC of %. In of of %of of of In of in is to to of to to of of of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒 論 . 1 車變速器的概述 . 1 車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 . 1 車變速器 輸入軸 設計的目的和意義 . 4 究內容 . 5 第 2 章 載貨汽車主要參數的確定 . 7 的結構設計 . 7 小軸徑的確定 . 7 段軸的確定 . 7 的校核 . 8 的剛度校核 . 8 的強度校核 . 15 章小結 . 18 第 3 章 變速器 輸入軸 的工藝方案的確定 . 19 件的作用 . 19 件的工藝分析 . 19 定毛坯的制造形式 . 19 位基準的選擇 . 19 訂工藝路線 . 20 章小結 . 22 第 4 章 銑床、車床切削用量及工時的計算 . 23 床夾具參數計算 . 23 入軸 加工工藝步驟 . 25 章小結 . 42 第 5 章 夾具設計 . 43 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 具設計的目的 . 43 具設計的步驟 . 43 床夾具設計 . 43 床夾具設計 . 45 具設計及操作的簡要說明 . 47 章小結 . 47 結論 . 48 參考文獻 . 49 致謝 . 50 附錄 A . 錯誤 !未定義書簽。 附錄 B . 錯誤 !未定義書簽。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 緒 論 車變速器的概述 汽車是一種快速機動的道路交通工具。一般是指自帶動力裝置的可以獨立行駛并完成運載任務的輪式車輛 ， 具有四個或四個以上的車輪。按照國家標準中有關規(guī)定 ，汽車可分為載貨汽車 ， 越野汽車 ， 自卸汽車 ， 牽引汽車 ， 專業(yè)汽車 ， 客車 ， 轎車等種類。汽車的基本組成是相同的 ， 均由發(fā)動機 ， 底盤 ， 車身和電氣設備四大部分組成 ，現代汽車將以往復活塞式內燃機為主要動力源 ， 而發(fā)動機的扭矩、轉速與汽車的牽引力、車速要求之間的矛盾 ， 靠現代汽車的內燃機本身是無法解決的。為此 ， 在汽車傳動系中設置了變速器和主減速器。既可使驅動車輪的扭矩增大為發(fā)動機扭矩的若干倍 ，同時又可使其轉速減小到發(fā)動機轉速的若干分之一。 變速器用于 改 變發(fā)動 機 傳到驅動輪上 的轉矩和轉速 ， 以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下 ， 滿足 驅動車輪牽引力及車速不同要求的需要。 隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展 ， 今后要求汽車車型的多樣化、個性化、智能化已成為汽車的發(fā)展趨勢。但變速器設計一直是汽車設計中最重要的環(huán)節(jié)之一 ， 它是用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速 ， 同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作 。因此它的性能影響到汽車的動力性和經濟性指標。 變速器能使汽車以非常低的穩(wěn)定車速行駛 ， 而這種低的車速只靠內燃機的最低穩(wěn)定車速是難以達到的。變速器的倒 檔 使汽車能倒退行駛； 其空 檔 使汽車在啟動發(fā)動機、停車和滑行時能長時間將發(fā)動機和傳動系分離。 變速器的結構 除了對 汽車的動力性、經濟性 有影響同時對汽車 操縱的可靠性與輕便性、傳動的平穩(wěn)性與效率等都有直接影響。變速器與主減速器及發(fā)動機的參數做優(yōu)化匹配 ， 可得到良好的動力性與經濟性；采用自鎖及互鎖裝置 ， 倒 檔 安全裝置 ，其他結構措施 ， 可使操縱可靠 ， 不 產生 跳 檔 、亂 檔 、自動脫 檔 和誤掛倒 檔 ；采用同步器可使換 檔 輕便 ， 無沖擊及噪聲；采用 斜齒輪 、修形及參數優(yōu)化等措施可使齒輪傳動平穩(wěn)、噪聲低 ， 不同的傳動比還可以使在其不同路面提高汽車的動力性和經濟性 ， 使汽車和 發(fā)動機有良好的匹配性。 車變速器研究狀況、發(fā)展趨勢及成果 現代汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及人們對汽車的要求不斷的變化 ， 機械式變速器不能滿足人們的需要。從 40 年代初 ， 美國成功研制出兩 檔 的液力 自動買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 變速器技術得到了迅速發(fā)展。 80 年代 ， 美國已將液力自動變速器作為轎車的標準裝備。1983 年時 ， 美國通用汽車公司的自動變速器裝車率已經達到了 94%。近些年來 ， 由于電子技術和電子計算機技術的發(fā)展 ， 自動變速器技術已經達到了相當高的水平。自動變速器與機械式變速器相比 ， 具有許多不可比擬的優(yōu)勢：提高發(fā)動機和傳動系 的使用壽命；提高汽車的通過性；具有良好的自適應性；操縱更加方便。 目前 ， 國內變速器廠商都朝無級變速器和自動變速器方向發(fā)展 ， 國內現已有好幾款轎車已經應用上無級變速器 ， 而重型汽車則采用多中間軸的形式 ， 將低速檔和高速檔區(qū)分開。 現在市場上的變速器細分為 5 類手動變速器 ( 手動自動一體變速器 (無級變速器 (雙離合器變速器 (自動變速器 ( 各自都有不同的優(yōu)勢。國內外的汽車制造與銷售數據顯示人們對汽車駕乘的舒適性越來越重視。在歐洲市場 ，原本是手動變速器的市場 ， 不斷被自動變速器占領。如 在英國 ， 現在裝配自動變速器的汽車占汽車總量的 15%。而 5 年前 ， 這個數字是 日前 ， 世界著名的變速器制造商 德國 司預測說到 2012 年 ， 北美市場出售的汽車中將只有 6%是手動擋 2013 年歐洲變速器市場上 ， 配備手動自動一體的變速器將占 20%， 可以預見帶有自動功能變速器的汽車是未來市場的主導產品發(fā)展和掌握自動變速器制造技術是追趕世界變速器制造潮流的方向。而優(yōu)先開發(fā)手動自動一體變速器具有技術上的延續(xù)性 ， 對我國來說具有更大的優(yōu)勢。 在 M 下基礎上增加 動換擋控制系統(tǒng)組成的。 微控制器控制的執(zhí)行機構 (液壓氣壓或電機 )組成以電控液壓 (氣壓 )或電機機構代替人力控制離合器和選換擋機構實現自動變速功能。 有自動換擋的功能能大幅提高離合器、同步器壽命 (先進的 技術還可實現無離合器和無同步器下的自動換擋 )和行車安全性且保留了傳統(tǒng)有級機械變速器傳動效率高、體積小、機構簡單、使用可靠 ， 易于制造、成本低燃油消耗少和維護與使用費用低等優(yōu)點特別適合我國國情。目前公司目正在按計劃實施。 汽車行駛的速度是不斷變化的 ， 這就要求汽車的變速器的變速比要盡量多 ， 這就是無級變速 (稱 。盡管傳統(tǒng)的齒輪變速箱并不理想 ， 但其以結構簡單、效率高、功率大三大顯著優(yōu)點依然占領著汽車變速箱的主流地位。 在跨越了三個世紀的一百多年后的今天 ， 汽車還沒有使用上滿意的無級變速箱。這是汽車的無奈和缺憾。但是 ， 人們始終沒有放棄尋找實現理想汽車變速器的努力 ，各大汽車廠商對無級變速器 (現了極大的熱情 ， 極度重視 汽車領域的實買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 用化進程。這是世界范圍尚未根本解決的難題 ， 也是汽車變速器的研究的終極目標。 圍繞汽車變速箱四個研究方向 ， 各國汽車變速器專 家展開了激烈的角逐 。 1、 摩擦傳動 屬帶式無級變速箱 (傳動功率已能達到轎車實用的要求 ， 裝備金屬帶式無級變速箱的轎車已達 100 多萬輛。據報道：大排量 6 缸內燃機（ 奧迪車上裝備的金屬帶式無級變速箱 能傳動 142193率 ， 280 Nm 扭矩。這是真正意義的無級變速器。 另一種摩擦傳動 為 滾輪轉盤式。日產把它裝在概念車 新款公爵 (也裝用這 種 與 3L 以上排量的大馬力內燃機 (引擎輸出為 330 Nm /194配使用 ， 可謂汽車變速箱發(fā)展史上又一重要進步。從 V 形橡膠帶 V 型金屬帶 到滾輪轉盤式 擦傳動 研究已持續(xù)了整整一個世紀 ， 盡管摩擦傳動無級變速器的發(fā)展已經達到很高的水平 ， 也已經裝備上汽車達到了實用的水平。但齒輪變速箱依然占據著半壁河山 ， 這至少說明了四個問題： （ 1）無級變速（ 汽車變速箱始終追逐的目標。 （ 2）摩擦傳動 現大功率的無級變速傳動是極為困難的。 （ 3）摩擦傳動 動 效率低是必然的。 （ 4）摩擦傳動 效率 ， 功率無法與齒輪變速相比。 2、 液力傳動 人們經常把液力自動變速器（ 無級變速器（ 個概念混為一談。實際上這兩種變速器工作原理完全不同。液力自動變速器免除了手動變速器繁雜的換檔和腳踩離合器踏板的頻繁操作 ， 使開車變得簡單、省力。但是 ， 液力自動變速器（ 是無級變速 ， 是有級變速的自動控制 ， 沒有從根本上滿足汽車對變速器的要求。從原始橡膠帶無級變速箱到現代金屬鏈無級變速箱、滾輪轉盤式 百年大回轉說明：無級變速箱是汽車變速箱的最終歸屬 ， 液力自動變速 器只不過是一種過渡產品。 3、 電控機械式自動變速器 電控機械式自動變速器 (稱 和液力自動變速器（ 樣 ， 不是無級變速器 ， 是有級變速器的自動換檔控制。其特點是機械傳動部分沿用了傳統(tǒng)的有級變速箱 ， 但控制參量太多 ， 實現自動控制相當困難。 4、 齒輪無級變速器 齒輪無級變速器（ 是一種全新的設計思想 ， 是利用齒輪傳動實現高效率、大功率的無級變速傳動。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 據最新 消息：一種 齒輪無級變速裝置 (稱 已經試制成功 ， 并已經進行了多次樣機試驗。 齒輪無級變速裝置 結構相當簡單 ， 只有不足 20 種非標零件 ， 51 個零件 ， 生產成本甚至低于手動變速箱。預計今年進行裝車試驗。 齒輪無級變速器的優(yōu)勢表現為： （ 1）傳動功率大 ， 200傳動功率是很容易達到的； （ 2）傳動效率高 ， 90%以上的傳動效率是很容易達到的； （ 3）結構簡單 ， 大幅度降低生產成本 ， 相當于自動變速箱的 1/10； （ 4）對汽車 而言 ， 提高傳動效率 ， 節(jié)油 20%； （ 5）發(fā)動機在理想狀態(tài)下工作 ， 燃料燃燒完全 ， 排放干凈 ， 極大的減少了對環(huán)境的污染。 車變速器 輸入軸 設計的目的和意義 汽車制造是車輛工程專業(yè)的主要培養(yǎng)方向 ， 進行汽車零件結構設計及加工工藝規(guī)程與專用機床夾具設計 ， 目的是為了能使我們綜合運用所學專業(yè)知識 ， 如機械制圖、測量與公差配合、金屬材料與熱處理、工程力學、機械制造基礎、機械設計、汽車設計、汽車制造工藝等 ， 通過理論聯系實際 ， 使這些知識得到進一步鞏固、加深和拓展 ，熟悉機械加工工藝規(guī)程編制、機床夾具設計的方法 ， 培養(yǎng)我們設計能力 和解決實際問題的能力 ， 對 圖、運用設計資料（如手冊、圖冊、技術標準、規(guī)范等）以及進行經驗估算等技能得到綜合訓練 ， 力求設計合理 ， 理論聯系實際 ， 設計手段具有一定的先進性。 變速器軸在工作中承受著轉矩及來自齒輪嚙合的圓周力、徑向力和斜齒輪的軸向力引起的彎矩。剛度不足會產生彎曲變形 ， 破壞齒輪的正確嚙合 ， 產生過大的噪聲 ，降低齒輪的強度、耐磨性及壽命。 變速器軸在工作時承受扭矩、彎矩 ， 因此應具備足夠的強度和剛度。軸的剛度不足 ， 在負荷作用下 ， 軸會產生過大的變形 ， 影響齒輪的不常嚙合 ， 產生過大的躁聲 ，并會降低齒輪的使 用壽命。這一點很重要 ， 與其它零件的設計不同。 設計變速器軸時主要考慮以下幾個問題：軸的結構形狀 ， 軸直徑、長度、軸的強度和剛度 ， 軸上花鍵型式和尺寸等。軸的結構主要依據變速器結構布置的要求 ， 并考慮加工工藝 ， 裝配工藝而最后確定。 變速器用于轉變發(fā)動機曲軸的轉矩及轉速 ， 以適應汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對驅動車輪牽引力及車速的不同要求的需要。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 變速器由變速器傳動機構和操縱機構組成。根據需要 ， 還可以加裝動力輸出器。按傳動比變化方式 ， 變速器可以分為有級式、無級式和綜合式三種。 有級式 變速器應用最為廣泛。它采用齒輪傳動 ， 具有若干個定值傳動比。按所用輪系形式不同 ， 有軸線固定式（普通變速器）和軸線旋轉式變速器（行星齒輪變速器）兩種。目前 ， 轎車和輕、中型貨車變速器的傳動比通常有 3 5 個前進檔和一個倒檔。 變速器由變速器傳動機構和操縱機構組成。變速傳動機構可按前進檔數或軸的形式不同分類。具體分類如下： 根據前進擋數：三擋變速器、四擋變速器、五擋變速器、多擋變速器。 根據軸的形式；固定軸式、旋轉軸式。 固定軸式可分：兩軸式變速器、中間軸式變速器、雙中間軸式變速器、多中間軸式變速器 固定軸 式應用廣泛 ， 其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動的汽車上 ， 中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動的汽車上。旋轉軸式主要用于液力機械式變速器。然后對輕型貨車來說 ， 采用中間軸式變速器為多見 ， 為此我以 兩 軸式變速器的輸入軸 及齒輪作為設計對象。 究內容 在本次設計中 ， 主要是針對 型變速器 輸入軸 進行 結構 和工藝 設計。 我除了對汽車變速器 輸入軸 的結構進行了合理的布置外 ， 還運用了材料力學、機械原理、機械設計等知識 ， 對其進行受力分析 ， 強度、剛度的校核 ， 以及為這些零件選擇合理的工程材料和熱處理方法。 在設計 的初期 ， 我專門去一汽輕型汽車有限公司的特約維修站參觀汽車的整體構造尤其是變速器 輸入軸 的功用；在設計的第二階段 ， 通過參考學校實驗室里的松花江中型貨車的變速器 輸入軸 結構 ， 對變速器 輸入軸 進行整體結構布置 ， 校核軸和齒輪的強度、剛度 ， 選擇材料和熱處理方法；在第三階段的主要任務是繪制變速器 輸入軸 的裝配圖和重要的零件圖 ， 確定個零件的精度等級及其它參數；第四階段對 輸入軸 進行工藝分析以及工藝 ， 工序卡片的編制最后 ， 是對整體論文的編寫整理整個設計過程中的各種資料 ， 以及對前期設計中的錯誤做出修改。 本次設計主要是依據參考的 乘用車 的 參數 ， 通過對變速器 輸入軸 參數的選擇和計算 ， 設計出一種基本能滿足 作要求的 輸入軸 結構。本文主要完成下面一些主要工作： 1、 根據 型變速器 輸入軸 基本參數確定設計方案； 2、 設計變速器 輸入軸 ， 繪制零件圖和毛坯圖； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 3、 制定零件加工工藝路線； 4、 進行工序設計； 5、 設計兩道工序的夾具； 6、 繪制夾具圖紙； 7、 編寫設計說明書。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 第 2 章 載貨汽車主要參數的確定 的結構設計 小軸徑的確定 在已知兩軸式變 速器中心距 A 時 ， 軸的最大直徑 d 和支承距離 L 的比值可在以下范圍內選?。簩斎胼S ， =輸出軸 ， 輸入軸花鍵部分直徑 d （ 按下式初選?。?3 式中 ： K 經驗系數 ， K = 發(fā)動機最大轉矩（ 。 輸入軸花鍵部分直徑： 31 d =選輸入、輸出軸支承之間的長度 L =265 按扭轉強度條件確定軸的最小直徑： 3330 （ 2 式中 ： d軸的最小直徑（ 軸的許用剪應力（ P發(fā)動機的最大功率（ n發(fā)動機的轉速（ r/。 將有關數據代入（ ， 得： 0955009550 33 333 3 以 ， 選擇軸的最小直徑為 25 段軸的確定 根據軸的制造工藝性要求 ， 將 軸的各部分尺寸初步設計如圖 示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 圖 的結構尺寸 的校核 的剛度校核 對齒輪工作影響最大的是軸在垂直面內產生的撓度和軸在水平面內的轉角。前者使齒輪中心距發(fā)生變化 ， 破壞了齒輪的正確嚙合；后者使齒輪相互歪斜 ， 致使沿齒長方向的壓力分布不均勻。初步確定軸的尺寸以后 ， 可對軸進行剛度和強度驗算。 圖 速器軸的撓度和轉角 軸的撓度和轉角如圖 示 ， 若軸在垂直面內撓度為在水平面內撓度為， 可分別用下式計算： 221 （ 2 222 （ 2 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 E 1 （ 2 式中： 1F 齒輪齒寬中間平面上的徑向力（ N）； 2F 齒輪齒寬中間平面上的圓周力（ N）； E 彈性模量（ ， E =05 I 慣性矩（ ， 對于實心軸 ， 644 ； d 軸的直徑（ ， 花鍵處按平均直徑計算； a 、 b 齒輪上的作用力距支座 A 、 B 的距離（ L 支座間的距離（ 軸的全撓度為 sc 在垂直面和水平面內撓度的允許值為 輪所在平面的轉角不應超過 1）軸上受力分析 一檔工作時： 1c 111111 N 111t a n t a n 2 08 8 7 8 . 8 3 4 6 1 . 5 2c o s c o s 2 1 N 0 821t 7 8t 11 F N 輸入軸的撓度和轉角的計算： 已知： a=24b=241L=265d=30把有關數據代入（ 2（ 2（ 2到： L 2212213 643 0 1 7 4 42 4 6 1 45 22 0 4 4 42 4 7 83 64 45 224221 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 7 222 sc 4)24241( 451 E I L r 出軸的撓度和轉角的計算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等 ， 方向相反。 已知： a=24b=241L=265d=45把有關數據代入（ 2（ 2（ 2到： L 2212213 643 0 0 3 42 4 6 1 45 22 0 0 8 8 42 4 7 8 45 22 ss ff 222 sc 4)24241( 451 E I L r 檔工作時： 2c 3232 N 222t a n t a n 2 06 7 4 3 . 2 2 6 4 7 . 0 6c o s c o s 2 2 N 2 422t 4 3t 22 F N 輸入軸的撓度和轉角的計算： 已知： a=72b=193L=265d=44把有關數據代入（ 2（ 2（ 2到： 2 6 41 9 4 73 643 45224222222 L 0 1 6 6 cf 0 2 9 6 41 9 4 33 45 22222 L 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 222 sc 4)72193( 452 E I L r 出軸的撓度和轉角的計算： 輸出軸上作用力與輸入軸上作用力大小相等 ， 方向相反。 已知： a=72b=193L=265d=42把有關數據代入（ 2 （ 2（ 2到： 2 6 41 9 4 73 643 45224222222 L 0 2 0 0 cf 0 5 1 0 41