HLJIT5-200轻型客车变速器设计【三轴式五档手动】【中间轴式变速箱】

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[9]汪斌．汽车变速器技术的发展与展望 [J].汽车研究与开发,2005. [10]赵桂范，郑德林，郭岩．汽车设计[J].哈尔滨工业大学出版社，1994.6. [11]中外汽车构造图册(底盘分册) [M]. 吉林科学技术出版社，1995.1. [12]中国第一汽车集团公司汽车产品构造图册. 人民交通出版社，1999.8 [13]sebulke a the two-mass flywheel-a torsional vibration damper for the power train of passenger carsstate of the art and further technical development (SAE870394).SAE transactions.1987:89-98 [14]Yasuo shimizu ,Toshitake kawai. Development of electric power steering . SAE paper no. 1994,15(3,4,5:243-254) 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 摘 要 本次设计的题目是 HLJIT5-200 变速器设计。变速器由变速器传动机构和操纵机构组成，其基本功用是改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作;在发动机曲轴旋转方向不变的前提下使汽车能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动 、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。采用中间轴式变速器，该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。本设计论述了变速器的总体结构，在设计中完成了各挡齿轮和轴的计算和校核及 CAD 绘图等工作。关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，第二轴，齿轮 ABSTRACTThe design of the subject is Nissan HLJIT5-200 thestrals sharpness triaxial type transmission design. Transmission of transmission mechanism and manipulate the transmission mechanism, its basic function is changed, expand the rotation drive transmission torque and speed range, in order to adapt to the changing conditions, also make the engine driving in the favorable conditions work, In the engine crankshaft direction invariable under the premise of driving the car can reverse, Use neutral interrupt power to make the engine can start, idle, and facilitate transmission shift or power output.Using the transmission of transmission oart has two outstanding advantages: one is the direct transmission efficiency, the wear and tear of noise and minimum, The center distance of small gear cases can still get larger gear transmission. The transmission has five forward (including a overdrive five files) and one reverse, and through the lock ring type synchronizer to realize the shift. This design is discussed in the overall structure, design of the gear and finish the checking and calculating and axial CAD drawing, etc.Key Words：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Second axis, Gear目 录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 汽车变速器概述 .11.2 汽车变速器设计的目的和意义.11.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势 .2 1.3.1 变速器国内外的现状.2 1.3.2 汽车变速器的发展趋势.31.4 手动变速器的特点和设计要求及内容 .3 1.4.1 手动变速器的特点.3 1.4.2 手动变速器的设计要求.4 1.4.3 设计的主要内容 .4第 2 章 变速器传动机构布置方案确定.62.1 设计所依据的主要技术参数.62.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择 .6 2.2.1 两轴式变速器的特点分析 .6 2.2.2 中间轴式变速器特点分析.7 2.2.3 倒挡布置方案分析.8 2.2.4 传动机构布置的其他问题 .92.3 零部件结构方案分析 .9 2.3.1 齿轮形式.9 2.3.2 换挡机构形式.10 2.3.3 防止自动脱挡的结构.11 2.3.4 变速器轴承.112.4 本设计所采用的传动机构布置方案 .112.5 本章小结 .12第 3 章 变速器主要参数的选择和齿数分配.133.1 变速器各挡传动比的确定 .13 3.1.1 变速器最低挡传动比的确定.13 3.1.2 变速器其他各挡传动比的确定.143.2 中心距的确定.143.3 变速器外形尺寸的初选.153.4 变速器齿轮参数的选择 .15 3.4.1 模数 .15 3.4.2 齿形、压力角及螺旋角.16 3.4.3 齿宽.16 3.4.4 齿顶高系数.173.5 变速器各挡齿轮齿数的分配 .17 3.5.1 确定一挡齿轮的齿数.17 3.5.2 对中心距进行修正.18 3.5.3 确定常啮合齿轮的齿数.19 3.5.4 确定其他各挡齿轮的齿数.203.6 本章小结 .23第 4 章 变速器齿轮的设计计算.244.1 变速器齿轮的几何尺寸计算.244.2 计算变速器各轴的扭矩和转速 .244.3 齿轮的强度计算和材料选择 .25 4.3.1 齿轮损坏的原因和形式.25 4.3.2 齿轮的材料选择.26 4.3.3 齿轮的强度计算.274.4 本章小结 .39第 5 章 变速器轴和轴承的设计计算.405.1 初选变速器轴的轴径和轴长.405.2 轴的结构设计 .415.3 变速器轴的强度计算 .41 5.3.1 齿轮和轴上的受力计算 .41 5.3.2 轴的强度计算.42 5.3.3 轴的刚度计算.465.4 变速器轴承的选择和校核.49 5.4.1 第一轴轴承的选择和校核.49 5.4.2 第二轴轴承的选择和校核.50 5.4.3 中间轴轴承的选择和校核.515.5 本章小结 .52第 6 章 同步器和操纵机构的设计选用.536.1 同步器的设计选用 .53 6.1.1 锁环式同步器.53 6.1.2 锁销式同步器.54 6.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定.55 6.1.4 同步器主要参数的确定.566.2 变速器操纵机构的设计选用 .58 6.2.1 变速器操纵机构的分类.58 6.2.2 变速器常用操纵机构分析.596.3 变速器箱体的设计 .606.4 本章小结 .61第 7 章 轴的有限元分析.627.1 有限元基本理论简介 .627.2 有限元分析基本步骤 .627.3 变速器输出轴的有限元分析的主要步骤 .637.4 本章小结 .68结 论.69参考文献.70致 谢.71附 录 A 外文文献.72附 录 B 外文文献的中文翻译.74附 录A 外文文献 Manual transmission Manual transmission is the most basic of transmission of a type, its effect is changing, and provide the transmission reverse and neutral. Usually, the pilot on the clutch pedal through manipulation and in any HuanDangGan can choose between gear. There are a few manual transmission, such as motorcycles, cars, some transmission shift transmission allows only sequence, the transmission is called sequence shift transmission. In recent years, along with the electronic control components durability, computerized automatic switching clutch automatic shift of transmission in Europe since the start line are more and more popular, car Volkswagen and ford are sold in the city on the double clutch provide updated generation, transmission from the start with two clutches, every shift automatically switch to another group of clutch engagement, need not as quick as traditional in manual have only one group separated again clutch engagement, shifting speed is faster, more small change gear vibration. Internal structure: shaft Decorate a form of transmission shaft type usually have two and three shaft type two kinds. Usually a rear wheel drive car will adopt three axis type, i.e. input shaft transmission, the output shaft and oart. Input shaft front associated with engine, borrow clutch output shaft back-end through the flange and universal transmission device connected. Input shaft and the output shaft in the same horizontal line, with their oart parallel arrangement. From the input shaft power through the gears to preach to the output shaft oart again. In many input and output shaft transmission shaft could engage in together, so to power, then the gear oart called directly. Direct files through uniaxial transmission, the ratio of 1:1, the highest transmission efficiency. Even in the transmission directly, cannot offer the input shaft, and the output shaft is decorated in a straight line to reduce work needed to inherit the torque transmission. Reversing device Generally speaking, the reverse gear reducer than can also synchronizer In synchronized meshing gears have type synchronizer Settings, can make two gear engagement in the first, before the speed reached synchronizer in all of this manual gear transmission of the car has been used Clutch, The clutch is can make two gear with a separate with mechanical parts, two gear transmission power can be combined, but when to speed, so will depend on the first two gear clutch, change gear ratio, the two gear transmission power, continue again Control： Gear In simple terms, the high speed, low speed ShengDang when the time came Every car high speed Compared with automatic transmission This refers to the automatic transmission of traditional hydraulic transmission, namely through hydraulic torque converter and planetary gear transmission power automatic transmission. Advantages： transmission efficiency than automatic gearboxes for high, of course, theoretically can compare economical.maintenance will be cheaper than transmission.If you want to higher cost, can begin from both the row of convenience and high power 附 录B外文文献的中文翻译 手动变速器 手动变速器是汽车变速器中最基本的一种类型，其作用是改变传动比，并提供倒档和空档。通常，驾驶员通过踩离合器踏板和操纵换挡杆可以在任何档位间进行选择。也有少数手动变速器，如摩托车变速器，某些赛车变速器，只允许顺序换挡，这些变速器被称为顺序换挡变速器。近年来随着电子控制元件耐用度的改善，由电脑控制自动切换离合器自动换档的自动手排变速箱在欧洲车上也愈来愈普及，福斯汽车与福特汽车则在市售车上提供更新一代的双离合器自动手排，变速箱同时具有两组离合器，每次换档时自动切换到另一组未使用的离合器迅速啮合，不需如传统手排变速箱得等唯一一组离合器分开后再重新啮合，换档速度更快，换档震动也更小。 内部结构 传动轴 传动轴的布置形式通常有两轴式和三轴式两种。通常后轮驱动的汽车会采用三轴式变速器，即输入轴，输出轴和中间轴。输入轴前端借离合器与发动机相联，输出轴后端通过凸缘与万向传动装置相联。 输入轴与输出轴置于同一条水平线上，中间轴则与它们平行布置。动力通过齿轮从输入轴传至中间轴再传至输出轴。在许多变速器中输入轴和输出轴能接合在一起，因此动力不必经过中间轴，这时的档位称为直接档。直接档通过单轴传动，传动比为1:1，具有最高的传动效率。即使在不能提供直接档的变速器中，把输入轴与输出轴布置在一条直线上也有利于降低工作时变速器所需承受的扭矩。 倒档装置 一般来说, 倒档的减速比都会比一档的还大 同步器 在同步啮合变速式中则有同步器的设置，可使两个齿轮在接合前速度先达到一致，此种同步器在所有的手动排档汽车的变速器中都已使用 离合器 离合器是可以使两个齿轮分开跟结合的一个机械部分, 两个齿轮结合的时候可以传输动力, 却没办法变速, 所以要靠离合器先把两个齿轮分开, 改换齿轮比, 再把两个齿轮结合, 再继续传输动力 操纵机构 档位选择 简单来说, 转速过高的时候升档, 转速过低的时候降档 转速高低每台车不一样 与自动变速器的比较 此处的自动变速器是指传统的液力式自动变速器，即通过液力变矩器及行星齿轮传递动力的自动变速器。 优点 传输效率比自动变速箱为高，当然理论上会比较省油 维修保养上会比自动变速箱便宜 如果愿意以较高成本使用自动手排，则可以兼顾自排的方便性及手排的高效率 摘 要 本次设计的题目是 HLJIT5-200 变速器设计。变速器由变速器传动机构和操纵机构组成，其基本功用是改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作;在发动机曲轴旋转方向不变的前提下使汽车能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，以使发动机能够起动 、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。采用中间轴式变速器，该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。本设计论述了变速器的总体结构，在设计中完成了各挡齿轮和轴的计算和校核及 CAD 绘图等工作。关键词：变速器，锁环式同步器，传动比，第二轴，齿轮 IABSTRACTThe design of the subject is Nissan HLJIT5-200 thestrals sharpness triaxial type transmission design. Transmission of transmission mechanism and manipulate the transmission mechanism, its basic function is changed, expand the rotation drive transmission torque and speed range, in order to adapt to the changing conditions, also make the engine driving in the favorable conditions work, In the engine crankshaft direction invariable under the premise of driving the car can reverse, Use neutral interrupt power to make the engine can start, idle, and facilitate transmission shift or power output.Using the transmission of transmission oart has two outstanding advantages: one is the direct transmission efficiency, the wear and tear of noise and minimum, The center distance of small gear cases can still get larger gear transmission. The transmission has five forward (including a overdrive five files) and one reverse, and through the lock ring type synchronizer to realize the shift. This design is discussed in the overall structure, design of the gear and finish the checking and calculating and axial CAD drawing, etc.Key Words：Transmission, Locking ring type synchronizer,Gear ratio, Second axis, GearII目 录摘 要 .IABSTRACT.II第 1 章 绪论.11.1 汽车变速器概述 .11.2 汽车变速器设计的目的和意义.11.3 汽车变速器国内外现状和发展趋势 .2 1.3.1 变速器国内外的现状.2 1.3.2 汽车变速器的发展趋势.31.4 手动变速器的特点和设计要求及内容 .3 1.4.1 手动变速器的特点.3 1.4.2 手动变速器的设计要求.4 1.4.3 设计的主要内容 .4第 2 章 变速器传动机构布置方案确定.62.1 设计所依据的主要技术参数.62.2 变速器传动机构的结构分析和形式选择 .6 2.2.1 两轴式变速器的特点分析 .6 2.2.2 中间轴式变速器特点分析.7 2.2.3 倒挡布置方案分析.8 2.2.4 传动机构布置的其他问题 .92.3 零部件结构方案分析 .9 2.3.1 齿轮形式.9 2.3.2 换挡机构形式.10 2.3.3 防止自动脱挡的结构.11 2.3.4 变速器轴承.112.4 本设计所采用的传动机构布置方案 .112.5 本章小结 .12III第 3 章 变速器主要参数的选择和齿数分配.133.1 变速器各挡传动比的确定 .13 3.1.1 变速器最低挡传动比的确定.13 3.1.2 变速器其他各挡传动比的确定.143.2 中心距的确定.143.3 变速器外形尺寸的初选.153.4 变速器齿轮参数的选择 .15 3.4.1 模数 .15 3.4.2 齿形、压力角及螺旋角.16 3.4.3 齿宽.16 3.4.4 齿顶高系数.173.5 变速器各挡齿轮齿数的分配 .17 3.5.1 确定一挡齿轮的齿数.17 3.5.2 对中心距进行修正.18 3.5.3 确定常啮合齿轮的齿数.19 3.5.4 确定其他各挡齿轮的齿数.203.6 本章小结 .23第 4 章 变速器齿轮的设计计算.244.1 变速器齿轮的几何尺寸计算.244.2 计算变速器各轴的扭矩和转速 .244.3 齿轮的强度计算和材料选择 .25 4.3.1 齿轮损坏的原因和形式.25 4.3.2 齿轮的材料选择.26 4.3.3 齿轮的强度计算.274.4 本章小结 .39第 5 章 变速器轴和轴承的设计计算.405.1 初选变速器轴的轴径和轴长.405.2 轴的结构设计 .415.3 变速器轴的强度计算 .41IV 5.3.1 齿轮和轴上的受力计算 .41 5.3.2 轴的强度计算.42 5.3.3 轴的刚度计算.465.4 变速器轴承的选择和校核.49 5.4.1 第一轴轴承的选择和校核.49 5.4.2 第二轴轴承的选择和校核.50 5.4.3 中间轴轴承的选择和校核.515.5 本章小结 .52第 6 章 同步器和操纵机构的设计选用.536.1 同步器的设计选用 .53 6.1.1 锁环式同步器.53 6.1.2 锁销式同步器.54 6.1.3 锁环式同步器主要尺寸的确定.55 6.1.4 同步器主要参数的确定.566.2 变速器操纵机构的设计选用 .58 6.2.1 变速器操纵机构的分类.58 6.2.2 变速器常用操纵机构分析.596.3 变速器箱体的设计 .606.4 本章小结 .61第 7 章 轴的有限元分析.627.1 有限元基本理论简介 .627.2 有限元分析基本步骤 .627.3 变速器输出轴的有限元分析的主要步骤 .637.4 本章小结 .68结 论.69参考文献.70致 谢.71附 录 A 外文文献.72V附 录 B 外文文献的中文翻译.740第 1 章 绪 论1.1 汽车变速器概述变速器用于转变发动机曲轴的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下，对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。用变速器转变发动机转矩、转速的必要性在于内燃机转矩-转速变化特性的特点是具有相对小的对外部载荷改变的适应性1。变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定车速是难以达到的。变速器的倒挡使汽车能倒退行驶；其空挡使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机和传动系分离。变速器按其传动比的改变方式可分为有级、无级和综合式的。有级变速器按其前进挡的挡位数分为三、四、五挡和多挡的；而按其轴中心线的位置又可分为固定轴线式、旋转轴线式和综合式的。固定轴式变速器又分为两轴式、三轴式和多轴式的。变速器按其操纵方式又可分为自动式、半自动式、预选式、指令式、直接操纵式和远距离操纵式2。变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数做优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒挡安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧措施以及其他结构措施，可使操纵可靠，不跳挡、乱挡、自动脱挡和误挂倒挡；采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双、中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换挡机构等新结构也相继问世。变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第一、二轴轴承等。变速器都装有单向的通气阀以防壳内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底放油塞多放置磁铁以吸附油内铁屑。1.2 汽车变速器设计的目的和意义现代汽车上广泛采用内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围很小，而复杂的使用条件要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器，用来改变传动比，扩大