CA5-38汽车变速器的设计【三轴五档手动】【一汽中型货车 总质量5吨多】

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Because van develops so fast, people’s life become more and more convenience. Van, has been become an indispensable vehicle in a country, even all the world. Transmission is the most important part in transmission agent in an auto. The reason is that forward, backward, speed up, slowdown and other manipulate of auto have to be completed by transmission. And transmission is also important in Automotive dynamica perform and fuel economy. The main purpose of this design--CA5-38 gearbox is to complete the design, check and position among gears, axles, case, and this design should have enough capability. In addition, it can choose an appropriate bearing, which based on the different gears’ forces. We can complete this design, primary shaft, secondary shaft, intermediate shaft, any gear, and synchro by AUTCAD. With the rapid development of Chinese automobile industry, people has more and more demands in autoes. To design this transmission of van; I realized that transmission is very important in van’s conformation. The developed of transmission is profound for growth and progress of autoes. Key words: Transmission; Axis; Gear; Design calculation; checking II SY-025-BY-2 毕业设计（论文）任务书 学生姓名 董 超 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程 B07-8 指导教师姓名 纪峻岭 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 □是■否 题目名称 CA5-38汽车变速器的设计 一、 设计（论文）目的、意义 变速器设计应该以车辆的类型、使用条件和运行参数为依据。 变速器设计的关键是结构设计和各零件材料的选择。变速器结构型式和材料的选择一方面关系到整车应用的可靠性，另一方面也关系到是否由于过设计而成为造成车辆超载的隐患。因此，合理进行变速器设计对整车使用性能起着关键的作用。 CA5-38系列变速箱为三轴同步机械式汽车变速箱，学生综合运用所学专业基础和专业知识，进行设计，对培养学生综合运用知识的能力和创新性设计的能力具有十分重要的意义。 二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法） 1．设计内容 完成CA5-38汽车变速器的设计。 根据卡车的结构特点和行驶条件，拟定汽车的基本技术参数，完成该车发动机的选择和传动系档数和各档传动比的确定，完成汽车变速器总成设计，包括操纵机构、输入轴和输出轴。 2．研究方法 1）在调研及查阅资料的基础上，合理确定必要的车辆技术参数作为设计的依据。主要包括汽车的质量参数、总体布置型式、汽车的行驶条件以及要达到的基本的性能指标等； 2）合理选择发动机及确定传动系的档数和各档传动比，确定变速器各档传动比，要求 综合考虑汽车动力性和经济性指标， 3）完成变速器总布置设计，要求结构合理； 4）完成动力传递路线设计，要求传递参数综合考虑各因素并经多次反复验算后确定； 5）完成变速器的总成和零部件设计； 6）总体结构设计和零件设计满足机械设计的要求，做必要的运动学和动力学方面的校核。 三、设计（论文）完成后应提交的成果 （一）设计说明书部分 按照撰写规范完成设计说明书1.5万字。 （二）图纸部分 变速器总装图、零件图若干张，共计折合A0图纸3张以上。 四、设计（论文）进度安排 （1）调研、查阅相关资料，完成题目审定表、任务书与开题报告； 第1～2周 （2）确定变速器传动机构、换挡操纵机构的总体布置方案； 第3周 （3）变速器传动机构进行设计与校核； 第4～7周 （4）静力学分析及优化设计； 第7～8周 （5）对变速器换挡操纵部分进行设计与校核； 第9～10周 （6）绘制变速器的总装图与零件图； 第11～13周 （7）撰写毕业设计说明书； 第14周 （8）设计审核、修改设计说明书； 第15～16周 （9）毕业设计答辩。 第17周 五、参考资料 [1] 濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）北京：高等教育出版社，1960. [2] 孙桓，陈作模.机械原理（第六版） 北京：高等教育出版社，2000 [3] 肖生发，赵树朋.汽车构造 北京：中国林业出版社，2006 [4] 刘惟信.汽车变速器设计 北京：清华大学出版社，2001 [5] 浙江省交通学校 编.汽车构造图册（底盘） 北京：人民交通出版社，1991 [6] 关文达.汽车变速器设计（第二版） 北京：机械工业出版社，2006 [7] 臧杰.阎岩.汽车构造（下册） 北京：机械工业出版社，2005 [8] 凌凯汽车资料编写组 主编. 汽车原理 北京：北京邮电大学出版社，2005 [9] 刘利胜，姜晓.汽车底盘构造 北京：北京大学出版社，2006 [10] 李京申，刘波.手动变速器和驱动桥 北京：教育科学出版社，2003 六、备注 指导教师签字： 年 月 日 教研室主任签字： 年 月 日 毕业设计（论文）成绩评定表 学生姓名 董超 性别 男 院系 汽车与交通工程学院 专业 车辆工程 班级 车辆B07-8 设计（论文）题目 CA5-38汽车变速器的设计 平时成绩评分（开题、中检、出勤） 指导教师姓名 职称 指导教师 评分（X） 评阅教师姓名 职称 评阅教师 评分（Y） 答辩组组长 职称 答辩组 评分（Z） 毕业设计（论文）成绩 百分制 五级分制 答辩委员会评语： 答辩委员会主任签字（盖章）： 院系公章： 年 月 日 注：1、平时成绩（开题、中检、出勤）评分按十分制填写，指导教师、评阅教师、答辩组评分按百分制填写，毕业设计（论文）成绩百分制=W+0.2X+0.2Y+0.5Z 2、评语中应当包括学生毕业设计（论文）选题质量、能力水平、设计（论文）水平、设计（论文）撰写质量、学生在毕业设计（论文）实施或写作过程中的学习态度及学生答辩情况等内容的评价。 本科学生毕业设计 CA5-38汽车变速器设计 系部名称： 汽车与交通工程学院 专业班级： 车辆工程 07-8班 学生姓名： 董 超 指导教师： 纪峻岭 职 称： 副教授 黑 龙 江 工 程 学 院 二○一一年六月 The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of The CA5-38 Transmission Candidate：Dong Chao Specialty：Vehicle Engineering Class：BW07-8 Supervisor：Associate professor Ji Junling Heilongjiang Institute of Technology 2011-06·Harbin 毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目: CA5-38汽车变速器的设计 院 系 名 称: 汽车与交通工程学院 专 业 班 级: 车辆工程07-8班 学 生 姓 名: 董 超 导 师 姓 名: 纪峻岭 开 题 时 间: 2011年3月11日 指导委员会审查意见： 签字： 年 月 日 SY-025-BY-3 毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 董 超 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程07-8班 指导教师姓名 纪峻岭 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 □是■否 题目名称 CA5-38汽车变速器的设计 一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义 1、研究现状 随着中共十七届五中全会召开，中国政府起草并通过了国家“十二五”规划，规划中明确提出，中国迫切需要完成从汽车大国到汽车强国的转变。中国要成为汽车强国，首先要克服自主技术这块短板。而汽车的核心部分——动力总成，仍是国内一直没有完全掌握的关键汽车零部件技术之一。在发动机发展了数十年之后，变速器成为了制约国内动力总成技术发展的重要因素。 随着国民经济的高速发展，国内对汽车的需求也逐年稳定增长，汽车的研制、生产、销售、营运与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。在许多发达国家中，汽车的数量已普及到千家万户，促使人的社会生活方式发生显著的变化。目前，绝大多数汽车仍采用机械式变速器，其结构简单，操纵方便，造价低廉仍不失为汽车传动系中的主要总成。由于汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，为此在传动系中设置了变速器。传动系是汽车最重要的系统之一，如果把作为动力源的发动机比做汽车的心脏，那么作为传递动力的变速器可谓汽车的动脉，汽车变速器作为汽车传动系关键部位，对汽车的动力性与经济性、操作可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着直接的影响。从内燃机作为汽车的动力装置开始。变速器成为了汽车重要组成部分。现代汽车上广泛采用往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，故其性能与汽车动力性和稳定性之间存在较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车内燃机本身是无法解决的，因此在汽车传动系中设置变速器和主减速器达到减速增扭矩的目的 目前传统机械式手动变速器是使用最广泛的汽车变速器。它有着结构紧凑，体积小，重量轻，传递效率高，承载能力大，方便维修，使用寿命长，使用成本低等优点。也同时拥有着诸多缺点，如换挡冲击大，体积大，操作麻烦等！但对于整车制造商而言，根据美国阿贡国家实验室在1999年发布的报告，对于一个典型轻型车，变速器大概占据其制造成本的7%。对于消费者而言，变速器配置的丰富程度在很大程度上会影响他们的购买决定。另外，变速器和发动机的匹配将在很大程度上决定整车的排放，燃油经济以及整车的操控性。在中国，机械式变速器因为其低廉的价格和给驾驶者的良好的操控感，一直以来都占据着变速器的主流。例如，在2007年，机械化变速器大概占整个轻型车（包括乘用车和轻型商用车）市场的74%。这其中既有历史的原因，也有现实的因素。从历史上来看，长期以来机械式变速器占据压倒性的市场份额，而且基本所有的驾驶员都接受机械变速器的培训。从现实角度，自动变速器相对昂贵的价格和相对较差的燃油经济型一致了普通消费者的需求，另一个重要的原因是提供相对低廉汽车产品的本土汽车生产商没有把握自动变速器的技术。 汽车行驶的速度是不断变化的，尽管传统的齿轮变速器以其结构简单，效率高、功率大三大显著优点依然占领者汽车变速器的主流地位。机械式变速器许多最近的发展集中在降低成本和体积的新制造方法上。传统来说，变速器制造包含大量昂贵的机器，以及为金属切削加工和装配操作留下空间限制的设计。最新技术，比如在最新的Ford/Getrag6变速器中可以看到的激光焊接冲压刚滑动之论选择器轴套，未代替前一代变速器的铸铁拨叉，这种精致而固定的设计方案可以减少对内部的伤害。 现代汽车变速器的发展十分快，不断出现崭新的变速器装置。变速器技术的每次跨越，都和相关学科的发展密切相关。计算机技术、自动控制技术、模糊控制、神经网络、先进制造技术、运动仿真等为变速器的进一步发展提供了有力的保障。变速器的发展也给相关学科提出更高的理论要求，使人类的认识迈向新的、更高的境界。 汽车变速器按传动比变化方式不同可分为有级式、无级式和综合式三种。有级式变速器应用最为广泛，目前轿车和轻、中型货车多有应用；无级式变速器有两种——电力式变速器和液力式变速器，电力式变速器在传动系统中也有广泛采用的趋势；综合式变速器目前应用的较多。 汽车变速器按操纵方式不同，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种。距1894年，一个法国工程师给一辆汽车装上世界上第一个变速器至今，汽车变速器已经经过了一百多年的发展。变速器为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，配合引擎功扭特性，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。 使用最早的是手动变速器，国内最早的东风解放全是是手动变速器，但手动变速器也并非一成不变，早期的变速器，那时国内还在实用不带同步器的变速器，换挡要依据经验来判断发动机转速和汽车速度是否同步才能进行，并且升档和降档要求的油离配合还不一样。后来为了方便驾驶，在领个相邻齿轮间装上了同步器，依靠同步器的作用，我们换挡就不需要去判断车速了。目前手动变速器依然在汽车界应用非常广泛，自动变速器是个趋势，但手动变速器确是驾驶乐趣的极大体现者。 CA5-38变速器的大致结构采用中间轴式，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。变速器第一轴的前端经轴承支撑在发动机飞轮上，第一轴的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。中间轴变速器的优点是直接挡最大传动效率可达90%以上，噪声低、齿轮和轴承的磨损减少。而在除直接挡以外的其他档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。 2、目的、依据和意义 变速器设计应该以车辆的类型、使用条件和运行参数为依据。 变速器设计的关键是结构设计和各零件材料的选择。变速器结构型式和材料的选择一方面关系到整车应用的可靠性，另一方面也关系到是否由于过设计而成为造成车辆超载的隐患。因此，合理进行变速器设计对整车使用性能起着关键的作用。汽车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，同时是发动机在最有利的工况范围内工作。设计一款好的变速器对汽车的性能，安全性以及经济型有着重要作用。CA5-38采用手动变速器是因为手动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、故障率比较低、物美价廉因为在市场占有一席之地。通过CA5-38变速器的设计，让我充分了解变速器的构造和设计过程，锻炼我的动手能力、独立思考能力和绘图能力，使其变速器性能优化具有一定的实际意义。 汽车变速器的设计是一个复杂的系统工程。其设计的成功与否决定着车辆的平顺性、动力性和燃油经济性等多方面的设计要求。这就对变速器设计人员提出较高的要求。采用AutoCAD 绘制二维平面图，对变速器参数进行优化设计，能够大大提高设计的效率和质量。 二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题 1、基本内容 （1）研究目的意义、技术现状、存在问题及发展趋势。 （2）CA5-38变速器主要参数确定。 （3）传动机构设计。 （4）操纵机构选择。 2、拟解决的主要问题 （1）CA5-38变速器总体设计。 （2）CA5-38变速器轴的设计。 （3）CA5-38变速器齿轮设计。 （4）CA5-38变速器同步器和轴承的选择。 三、技术路线（研究方法） 整体方案的确定 操纵结构 的选择 传动机构 的设计 对主要参数进行校核 利用AUTOCAD绘图 撰写设计说明书 完成毕业设计 四、进度安排 （1）调研、查阅相关资料、完成开题报告； 第1～2周 （2月28日～3月11日） （2）确定变速器传动机构、操纵机构的总体方案 第3周 （3月14日～3月18日） （3）变速器传动机构进行设计与校核； 第4～6周 （3月21日～4月8日） （4）静力学分析及优化设计； 第7～8周 （4月11日～4月22日） （5）对变速器换挡操纵部分进行设计与校核； 第9～10周 （4月25日～5月6 日） （6) 绘制变速器的总装图与零件图； 第11～13周 （5月9 日～5月27日） （7）撰写毕业设计说明书； 第14周 （5月30日～6月3 日） （8）设计审核、修改设计说明书； 第15～16周 （6月6 日～6月17日） （9）毕业设计答辩； 第17周 （6月20日～6月24日） 五、参考资料 [1] 陈家瑞. 汽车构造[M].北京：机械工业出版社，2002：40-70. [2] 王红岩. 变速传动系统动态特性的理论与试验分析[J].湖北：湖北汽车工业学院学报，2000. [3] Ercole G.Mattiazzo G.Mauro Co-operating clutch and engine control for servo actuated shifting through fuzzy supervisor[J].SAE Transactions，1999. [4] 朝峰. 汽车变速器技术的发展与展望[J]. 汽车研究与开发，2005. [5] 宋燕. 无级变速控制技术[J]. 黑龙江交通科技出版社，2009. [6] 张松林. 最新轴承手册[M].北京：电子工业出版社，2007：374-378. [7] 刘惟信. 汽车设计[M].北京：清华大学出版社，2001： [8] 马秋生. 机械设计基础[M].北京：机械工业出版社，2003：150-221. [9] 周松鹤. 工程力学[M].北京：机械工业出版社，2005：209-222. [10] 李俊明. 汽车变速操纵液压系统的神经模糊与数字控制方法研究[J].重庆：重庆工学院学报，2006. [11] 刘应诚. 汽车液力自动变速器的应用与发展[J]. MC现代零部件，2004. [12] 彭明涛. 汽车带式变速器的发展现状[J]. 重庆工商大学学报，2003. [13] Lee H.Kim H.Improvement of fuel economy by shift speed control for metal belt continuously variable transmission[J]，ImechE，2002. [14] Sebulke A.The Two-Mass Flywheel-A Torsional Vibration Damper for the Power Train of Passenger Cars-State of the Art and Further Technical Development[J]，SAE Transactions，1987. [15] Ashloy e.Is CVT the transmission of the future[J]，Mechanical Engineering，1994. 六、备注 指导教师意见： 签字： 年 月 日 SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011-03-03 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 主要是对所选的课题进行讲解，让我们更深层次的了解所选的题目的设计内容。并且告诉我们主要查阅那些资料进行课题设计。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-03-10 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 对开题报告中注意的问题进行指导。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-03-17 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 对课题的总体方案的确定过程进行讲解，帮助我们了解过程，并要求我们下周拿出2～3套方案。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011-03-24 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 对课题的总体方案的确定进行检查和可行度确定，帮助确定一套适合的方案，为下一步设计做准备。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-03-31 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 在确定倒档齿轮形式的时候，有些不确定用哪种形式的齿轮。经和老师讨论，选择合适的类型。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-04-07 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 确定轴的各段尺寸的时候，对于初选的同步器的尺寸和类型不能确定，轴连接同步器处的尺寸确定不了，对轴的设计有很大的影响，后找老师，经老师指点和自己的一次一次的修改，解决问题。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011-04-14 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 选择操纵机构的时候，选择操纵类型上不确定，后经老师的讲解，把类型确定。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-04-21 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 对整体的尺寸进行确定时，输入轴的前端尺寸确定要根据离合器和飞轮等部件的尺寸才能确定，要不根本确定不了，后和老师讨论，前面的尺寸可以先不进行考虑。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-04-28 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 检查计算部分，查找错误让其进行修改，并且指导下一周绘图的具体步骤和技巧。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011-05-05 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 主要查看图纸的完整度和质量，图纸中存在的缺陷和不足进行改正。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-05-12 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 主要针对编写说明书的一些注意问题的讲解，并且检查我们的进度，督促抓紧设计，并且又检查一次图纸。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-05-19 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 本次指导主要是在轴的校核过程中，绘制弯矩图和转矩图不怎么会，看书没太弄明白，后找老师，一起讨论，问题解决。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 2011-05-26 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 本次指导主要是对轴承的校核问题进行研究，在校核轴承的过程中求某个力的时候不知道用什么方法求解。经老师耐心指导，了解方法解决问题。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-06-02 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 本次指导主要对说明书的排版，图纸的标注等问题进行检查。为本周末的检查做准备。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 2011-06-09 地点 C区教学楼317 指导方式 面对面 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 主要对周末的检查过程中存在的问题进行修改后给指导老师检查，对仍然存在的不足进行进一步的纠正。 学生（记录人）签名： 指导教师签名： SY-025-BY-4 毕业设计（论文）指导记录 日期 地点 C区教学楼317 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 地点 C区教学楼317 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 日期 地点 C区教学楼317 指导方式 指导记录 （指导内容、存在问题及解决思路） 学生（记录人）签名： 指导教师签名： 毕业设计指导教师评分表 学生姓名 董超 院系 汽车与交通 工程学院 专业、班级 车辆B07-8 指导教师姓名 纪峻岭 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 是否外聘 □是■否 题目名称 CA5-38汽车变速器的设计 序号 评 价 项 目 满分 得分 1 选题与专业培养目标的符合程度，综合训练情况；题目难易度 10 2 题目工作量；题目与工程实践、社会实际、科研与实验室建设等的结合程度 10 3 综合运用知识能力（设计涉及学科范围，内容深广度及问题难易度）；应用文献资料能力 15 4 设计（实验）能力；计算能力（数据运算与处理能力）；外文应用能力 20 5 计算机应用能力；对实验结果的分析能力（或综合分析能力、技术经济分析能力） 10 6 插图（图纸）质量；设计说明书撰写水平；设计的实用性与科学性；创新性 20 7 设计规范化程度（设计栏目齐全合理、SI制的使用等） 5 8 科学素养、学习态度、纪律表现；毕业论文进度 10 得 分 X= 评 语：（参照上述评价项目给出评语，注意反映该论文的特点） 工作态度： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 研究能力或设计能力：强□ 较强□ 一般□ 较弱□ 很弱□ 工作量： 大□ 较大□ 适中□ 较少□ 很少□ 说明书规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 图纸规范性： 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 成果质量（设计方案、设计方法、正确性） 好□ 较好□ 一般□ 较差□ 很差□ 其他： 指导教师签字： 年 月 日