雙離合器自動變速器主要參數(shù)的分析計算案例TOC\o"1-3"\h\u18997雙離合器自動變速器主要參數(shù)的分析計算案例279011.1傳動比范圍71261.2變速器各檔傳動比的確定65071.3中心距的選擇213091.4變速器的外形尺寸233651.5齒輪參數(shù)的選擇315301.6各檔齒輪齒數(shù)的分配108001.7變速器齒輪的變位本次畢業(yè)設(shè)計是在給定主要整車參數(shù)的情況下進(jìn)行設(shè)計，整車主要技術(shù)參數(shù)如表1.1所示。表1.1整車主要技術(shù)參數(shù)發(fā)動機(jī)最大功率200/6200（kw/rpm）車輪型號245/40R18發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩250/5000（Nm/rpm）最高車速250km/h前軸負(fù)荷8000N后軸負(fù)荷7000N輪胎氣壓2.5MPa轉(zhuǎn)向盤操縱力不超過200N1.1傳動比范圍變速器傳動比范圍是指變速器最高檔與最低檔傳動比的比值。最高檔常是直接檔，傳動比為1.0；有的變速器最高檔超速檔，傳動比為0.7～0.8。影響最低檔傳動比選取的因素：發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩和最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速所要求的汽車最大爬坡能力、驅(qū)動輪與路面間的附著力、主減速比和驅(qū)動輪的滾動半徑以及所要求達(dá)到的最低穩(wěn)定行駛車速等。乘用車的傳動比范圍取1.0～4.5之間，總質(zhì)量輕些的商用車在5.0～8.0之間，其它商用車更大[14]。本設(shè)計最高檔傳動比為0.8。1.2變速器各檔傳動比的確定1、主減速器傳動比的確定發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車行駛速度之間的關(guān)系式為：（1.1）式中：(1.1)——汽車行駛速度（km/h）；——發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）；——車輪滾動半徑（m）；——變速器傳動比；——主減速器傳動比。已知：最高車速==250km/h；最高檔是超速檔，傳動比=0.8；車輪滾動半徑(mm)；發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速==6200（r/min）；由公式（1.1）得到主減速器傳動比計算公式：(1.2)2、最低檔傳動比計算最大爬坡度設(shè)計，保證最大通過條件，用一檔通過要求的最大坡道角坡道時，驅(qū)動力該大于或等于此時的滾動阻力和上坡阻力（加速阻力為零，空氣阻力忽略不計）[16]。用公式表示如下：（1.3）式中：G——車輛總重量(N)；——坡道面滾動阻力系數(shù)(對瀝青路面μ=0.01~0.02)；——發(fā)動機(jī)最大扭矩(N·m)；——主減速器傳動比；——變速器傳動比；——為傳動效率（0.85~0.9）；R——車輪滾動半徑；——最大爬坡度（一般轎車要求能爬上30%的坡，大約）由公式（1.2）得：(1.4)已知：；；r=0.3266m；N·m；；，把以上數(shù)據(jù)代入（1.3）式：根據(jù)驅(qū)動車輪與地面輻照條件確定：即：為道路附著系數(shù)，取值范圍為0.5~0.6，取為0.6為汽車滿載靜止于水平面，驅(qū)動橋給地面的載荷，這里用70%mg，把數(shù)據(jù)代入（1.4）式得：所以，一檔轉(zhuǎn)動比的選取范圍是：校核最大傳動比：=1.0~4.5校核得到=1.5在1.0~4.5之間，故3、變速器各檔速比的配置按等比級數(shù)分配其它各檔傳動比，即：1.3中心距的選擇初選中心距可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計算：（1.5）式中：A——變速器中心距（mm）；——中心距系數(shù)，多檔的變速器=8.9~9.3；——發(fā)動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距為250（N·m）；——變速器一檔傳動比為2.8；——變速器傳動效率，取96%。（8.9~9.3）=78.83mm初取A=80mm。1.4變速器的外形尺寸變速器的橫向外形尺寸，據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間齒輪和換檔機(jī)構(gòu)的布置簡單確定。影響變速器殼體軸向尺寸的因素有檔數(shù)、換檔機(jī)構(gòu)形式以及齒輪形式。乘用車變速器殼體的軸向尺寸參考下列公式用：mm初選長度為270mm。1.5齒輪參數(shù)的選擇1、模數(shù)選取齒輪模數(shù)是：為噪聲應(yīng)適量減少模數(shù)，增寬齒寬；為輕減質(zhì)量些，應(yīng)該加強(qiáng)模數(shù)，減少齒寬；從工藝方面考慮，各檔齒輪應(yīng)該選用一種模數(shù)。至于轎車，減少噪聲較很關(guān)鍵，模數(shù)應(yīng)選得小些。轎車模數(shù)的選取以發(fā)動機(jī)排量作為依據(jù)，由表1.2選取其他各檔模數(shù)為，由于轎車對降低噪聲和振動的水平要求較高，所以各檔均采用斜齒輪。2、壓力角壓力角小時，重合度較大，傳動平穩(wěn)，噪聲較低；壓力角較大時，可提高輪齒的抗彎強(qiáng)度和表面接觸強(qiáng)度。表1.2汽車變速器齒輪的法向模數(shù)車型乘用車的發(fā)動機(jī)排量V/L貨車的最大總質(zhì)量/t1.0<V<1.61.6<V<2.56.0<<14>14對于轎車，為減小噪聲，應(yīng)選用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的壓力角。國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°，所以普遍采用的壓力角為20°。嚙合套或同步器的壓力角有20°、25°、30°等，普遍采用30°壓力角[15]。本變速器為方便，故全部選用標(biāo)準(zhǔn)壓力角20°。3、螺旋角齒輪的螺旋角對齒輪工作噪聲、輪齒的強(qiáng)度和軸向力有影響。選用大些的螺旋角時，使齒輪嚙合的重合度增加，使工作平穩(wěn)、噪聲減少。試驗(yàn)證明：螺旋角變大，齒的強(qiáng)度相應(yīng)提高，但螺旋角大于30°時，其抗彎強(qiáng)度驟然下降，而接觸強(qiáng)度變高。由此，加強(qiáng)低檔齒輪的抗彎強(qiáng)發(fā)，不能使用大的螺旋角；提高高檔齒輪的接觸強(qiáng)度入手，應(yīng)選用較大的螺旋角。本設(shè)計只選螺旋角24°。4、齒寬齒寬對變速器的軸向尺寸、質(zhì)量、齒輪工作平穩(wěn)性、齒輪強(qiáng)度和齒輪工作時的受力均勻程度都有影響。盡可能縮小變速器的軸向尺寸和減小質(zhì)量，應(yīng)該用較小的齒寬。另一方面，齒寬減小使斜齒輪傳動平穩(wěn)優(yōu)點(diǎn)削減削弱，雖然可以用增加齒輪螺旋角代償，軸承受的軸向力增大，壽命降低。齒寬較小又會使齒輪的工作應(yīng)力增加。較大的齒寬，工作中因軸的變形導(dǎo)致齒輪傾斜，齒輪沿齒寬方向受力不勻造成偏載，導(dǎo)致承載能力降低，并在齒寬方向磨損不均勻。通常根據(jù)齒輪模數(shù)的大小來選定齒寬：斜齒，取為6.0～8.5斜齒輪取7.0，mm5、齒頂高系數(shù)齒頂高系數(shù)對重合度、輪齒強(qiáng)度、工作噪聲、輪齒相對滑動速度、輪齒根切和齒頂厚度有關(guān)聯(lián)。若齒頂高系數(shù)小，則齒輪重合度小，工作噪聲大；但因輪齒受到的彎矩減小，輪齒的彎曲應(yīng)力也會減少。齒輪加工精度提高后，包括我國，規(guī)定齒頂高系數(shù)取為1.00。為增加齒輪嚙合的重合度，減少噪聲和提高齒根強(qiáng)度，有的變速器用齒頂高系數(shù)大與1.00的細(xì)高齒[19]。本設(shè)計取為1.00。1.6各檔齒輪齒數(shù)的分配在初選中心距、齒輪模數(shù)和螺旋角以后，根據(jù)變速器的檔數(shù)、傳動比和傳動方式匹配各檔齒輪的齒數(shù)。需要留意的是，各檔齒輪的齒數(shù)比應(yīng)該盡可能不是整數(shù)，以使齒面磨損均勻。根據(jù)圖1.1確定各檔齒輪齒數(shù)。圖1.1變速器傳動方案簡圖一擋：===48.72取=49，則=12.895，取=14則=35修正中心距：=則A=80.45取A=71·則=24.85o二擋：===48.72取=49，則=14.94，取=15，則=34則A=80.45取A=71則=24.85o三擋：==1.85，==48.72取=49則QUOTE=17.19取=17則=32則A=80.45取A=71則=24.85o四擋：===48.72取=49則=19.6取QUOTE=19則=30則A=80.45取A=71則=24.85o五檔：===48.72取=49則=22.07取QUOTE=23則=26則A=80.45取A=71則=24.85o六檔：===48.72取=49則=24.62取QUOTE=25則=24則A=80.45取A=71則=24.85o七檔：===48.72取=49則=27.22取QUOTE=27則=22則A=80.45取A=71則=24.85o倒擋齒輪：（直齒）倒擋選用的模數(shù)往往與一擋相近，故選用為=1.00倒擋傳動比比一擋略大些取=1.0初選倒擋齒輪QUOTE=14QUOTE=19QUOTE=301.7變速器齒輪的變位用變位齒輪的原因：湊中心距；加強(qiáng)齒輪的強(qiáng)度和延伸壽命；減小齒輪的嚙合噪聲[17]。對于變速器中除去一、二檔以外的其它各檔齒輪的總變位系數(shù)要選用較小一些的數(shù)值。一般情況，隨檔位的降低，總變位系數(shù)應(yīng)該逐檔增大。一、二檔和倒檔齒輪，應(yīng)該選用較大的值。各擋齒輪的變位系數(shù)根據(jù)變位系數(shù)線圖來選?。簣D1.2變位系數(shù)線圖1、一檔齒輪的變位=80.45A=81A進(jìn)行角度變位：則計算得=21.57則計算得通過選擇變位系數(shù)線圖查得：由u=則在線圖的左側(cè)可以查得：，則則2、其它各檔齒輪的變位采用與一檔齒輪變位的方法和公式，得到其余各檔的變位系數(shù)如表1.3：表1.3各檔齒輪的變位系數(shù)檔位總變位系數(shù)主動齒輪變位系數(shù)從動齒輪變位系數(shù)二檔0.230.41-0.18三檔0.230.33-0.1四檔0.230.220.01五檔0.230.20.03六檔0.230.20.03七檔0.230.20.03倒檔0.050.220.2140.2370.1830.0543、齒輪參數(shù)的計算一擋齒輪參數(shù)：已知，，QUOTE=35，mm,mm分度圓直徑=3×14/cos24.85°=46.286mm=3×35/cos24.85°=115.714mm齒頂高=4.08mm=2.31mm齒根高=2.52mm=4.29mm齒全高=6.6mm齒頂圓直徑=54.446mm=120.334mm齒根圓直徑=41.246mm=107.134mm節(jié)圓直徑30mmmmmmmm采用與一檔齒輪變位的方法和公式，得到其余各檔齒輪的參數(shù)見表1.4、表1.5、表1.6。表1.4一檔、二檔、三檔齒輪參數(shù)齒輪一檔二檔三檔1011561213法向模數(shù)3壓力角20螺旋角24.85齒頂高系數(shù)1.0頂隙系數(shù)0.25齒數(shù)143515341732理論中心距80.4580.4580.45齒輪一檔二檔三檔實(shí)際中心距818181分度圓直徑46.286115.71449.592112.40856.204105.796齒頂高4.082.314.082.311.842.55齒根高2.524.292.524.292.764.05齒全高6.66.66.66.66.66.6齒頂圓直徑54.446120.33457.752117.02857.884110.896齒根圓直徑41.246107.13444.552101.82850.68497.696節(jié)圓直徑46.29115.7149.59112.4156.20105.80節(jié)圓半徑21.14557.85524.79556.20528.152.9總變位系數(shù)0.230.230.23變位系數(shù)0.41-0.180.41-0.180.33-0.1齒輪四檔五檔六檔12161734法向模數(shù)3壓力角20螺旋角齒頂高系數(shù)1.0頂隙系數(shù)0.25齒數(shù)193023262524理論中心距80.4580.4580.45實(shí)際中心距818181分度圓直徑62.8199.1576.0285.9186.2179.32齒頂高1.512.821.412.911.412.91齒根高1.021.701.121.621.121.61齒輪四檔五檔六檔齒全高6.66.66.66.66.66.6齒頂圓直徑69.84104.9482.9491.8489.5585.23齒根圓直徑56.6491.7469.7478.6476.3572.03節(jié)圓直徑62.8299.1876.0485.9682.6579.35節(jié)圓半徑31.4149.5938.0242.9841.32539.675總變位系數(shù)0.230.230.23變位系數(shù)0.220.010.20.030.20.03表1.6七檔、倒檔、主減速器齒輪參數(shù)齒輪七檔倒檔1415789法向模數(shù)3壓力角螺旋角齒頂高系數(shù)1.0