GD1042輕型貨車的傳動(dòng)軸、變速器設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說明書】,含CAD圖紙和說明書,gd1042,輕型,貨車,傳動(dòng)軸,變速器,設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說明書,仿單 機(jī)電工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)方案 論證報(bào)告 設(shè)計(jì)題目: GD1042輕型貨車設(shè)計(jì)—變速器、傳動(dòng)軸設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)教師： 20xx年 3月25日 目 次 1汽車變速器的概述 ………………………………………………………………1 1.1汽車變速器的功用 ……………………………………………………………1 1.2汽車變速器的基本類型 ………………………………………………………1 2汽車變速器、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)分析 ………………………………………………1 2.1汽車變速器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 …………………………………………………1 2.2汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 …………………………………………………2 3汽車變速器、傳動(dòng)軸布置方案的選擇 …………………………………………2 3.1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的布置方案的選擇 …………………………………………………2 3.2操縱機(jī)構(gòu)的布置方案的選擇 …………………………………………………3 3.3變速器主要零部件的選擇 ……………………………………………………4 3.4傳動(dòng)軸主要零部件的選擇 ……………………………………………………5 論證結(jié)果 …………………………………………………………………………6 參考資料 …………………………………………………………………………8 0 3 1 汽車變速器的概述 1.1 汽車變速器的功用 在當(dāng)代汽車上采用的是活塞式內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速變化范圍小，而汽車的驅(qū)動(dòng)力和車速能夠在相當(dāng)大的范圍內(nèi)變化是其復(fù)雜的使用條件要求的內(nèi)容。在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置變速器很好的解決了這一矛盾。它的作用是： （1）利用空擋中斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出，以使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠起動(dòng)、怠速，并便于變速器換擋或者進(jìn)行動(dòng)力輸出。變速器有變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)構(gòu)成，還可以增加裝動(dòng)力輸出器。 （2）在發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)方向不變的前提下，使汽車能夠倒退行駛。 （3）改變傳動(dòng)比的大小，擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的變化范圍，以適應(yīng)經(jīng)常變化的行駛條件，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在有利的工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。變速器為使汽車獲得不同的牽引力和加速度改變了發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速。 （4）需要時(shí)應(yīng)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。 1.2 汽車變速器的基本類型 （1）變速器如果按傳動(dòng)比變化方式分可分為無級(jí)式、有級(jí)式和綜合式等幾種形式。 有級(jí)式變速器是實(shí)際中的應(yīng)用最為廣泛的一種形式，它具有幾個(gè)不同值的傳動(dòng)比。如果按輪系布置的形式不同，可分為軸線旋轉(zhuǎn)式和有軸線固定式變速器。目前，乘用車和輕、中型貨車的變速比通常有1個(gè)倒檔和3至5個(gè)前進(jìn)檔，組合式變速器在重型貨車上使用，變換檔位可能會(huì)有更多。 綜合式變速器的傳動(dòng)比可以作為無級(jí)變化，并且要在最小值和最大值之間的幾個(gè)不連續(xù)的范圍內(nèi)進(jìn)行，是目前應(yīng)用較多的一種變速形式。 在無級(jí)式變速器中，傳動(dòng)比多級(jí)變化可以在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行，有液力式和電力式是比較常見的兩種形式。電力式無極變速器在超重型自卸車中應(yīng)用的趨勢(shì)很廣泛。液力變矩器是液力式變速器的主要傳動(dòng)部件。 （2）變速器按操縱方式不同又可分為自動(dòng)操縱式，手動(dòng)操縱式和半自動(dòng)式三種形式。 傳動(dòng)比選擇是自動(dòng)進(jìn)行的是自動(dòng)操縱式變速器。就是說檔位變化是借助以下形式實(shí)現(xiàn)的：反映發(fā)動(dòng)機(jī)符合和車速的信號(hào)系統(tǒng)來控制換擋系統(tǒng)的執(zhí)行元件，控制車速只是需要駕駛員操縱加速踏板就可以實(shí)現(xiàn)。汽車若為多軸驅(qū)動(dòng)，為把轉(zhuǎn)矩分別輸送給汽車各個(gè)驅(qū)動(dòng)橋，變速器的后面一般還裝有分動(dòng)器。 靠駕駛員用手操縱變速桿換擋的是手動(dòng)操縱式變速器，是大多數(shù)汽車所采用的一種形式。半自動(dòng)式變速器的操縱形式有兩種： （1）普通型式。就是說駕駛員自己操縱實(shí)現(xiàn)不常用的檔運(yùn)行，自動(dòng)操縱形式在經(jīng)常使用的幾個(gè)檔位中進(jìn)行。 （2）只預(yù)選式。就是說提前來選定所用檔位由駕駛員完成，當(dāng)駕駛員松開加速踏板或踏下加速踏板的時(shí)候，液壓裝置或電磁裝置自動(dòng)接通從而來實(shí)現(xiàn)換擋的操作。 2 汽車變速器、傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)分析 2.1 汽車變速器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 變速器的目的是改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速?？論跏亲兯倨髟O(shè)置有的，可在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速的時(shí)候切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳輸。倒檔變速器一般也設(shè)置有，使汽車有倒退行駛的能力。實(shí)際中如有必要，動(dòng)力輸出也是變速器的一種功能。 汽車變速器設(shè)計(jì)的基本要求如下： （1）正確選擇變速器的單位數(shù)和傳動(dòng)比，使之與發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)優(yōu)化匹配，以保證汽車具有良好的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。 （2）設(shè)置空檔以保證汽車在必要時(shí)能夠?qū)l(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系長(zhǎng)時(shí)間分離，設(shè)置倒檔使汽車可以倒退行駛，改變行駛方向。 （3）操縱簡(jiǎn)單、方便、迅速、省力。 （4）傳動(dòng)效率高，工作平穩(wěn)無噪聲。 （5）體積小、質(zhì)量輕、承載能力強(qiáng)，工作可靠。 （6）制造容易、成本低廉、維修方便、使用壽命長(zhǎng)。 （7）貫徹零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化及總成系列化等設(shè)計(jì)要求，遵守有關(guān)便準(zhǔn)規(guī)定。 （8）需要時(shí)應(yīng)設(shè)置動(dòng)力輸出裝置。 （9) 變速器的工作效率要高。 （10）變速器的工作噪聲低。 2.2汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 汽車傳動(dòng)軸是由萬向節(jié)、軸管和伸縮花鍵組成的。中間支承一般還加裝在長(zhǎng)軸距汽車上，其主要作用是工作過程中相對(duì)位置不斷改變的兩根軸之間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和傳遞轉(zhuǎn)矩。 汽車傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)的基本要求如下： （1）保證兩傳動(dòng)軸的夾角在一定的范圍內(nèi)變化時(shí)，能夠穩(wěn)定而且非?？煽康貍鬟f力矩。 （2）保證兩軸在實(shí)際運(yùn)行中盡可能等速轉(zhuǎn)動(dòng)。萬向節(jié)的夾角產(chǎn)生的附加荷載、噪聲和振動(dòng)應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，使共振現(xiàn)象不在使用的車速范圍內(nèi)產(chǎn)生。 （3）使用的時(shí)間長(zhǎng)，傳動(dòng)中的效率高，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，制造相對(duì)方便，維修也更容易。 3 汽車變速器、傳動(dòng)軸的布置方案的選擇 3.1 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)布置的方案的選擇 傳動(dòng)布置方案在變速器設(shè)計(jì)中的重要形式非常明顯和突出的，主要涉及變速器軸布置的選擇和變速器型式的選擇。 （1） 變速器軸布置的選擇 傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，連接緊密并且除最高擋外其他各檔的傳動(dòng)效率都比高，噪聲低是兩軸式變暫定為速器與中間軸式變速器相比的突出優(yōu)點(diǎn)。但在一般中應(yīng)用的前置前驅(qū)的轎車布置中常常要綜合對(duì)比后才能選用哪個(gè)，一般選用選用中間軸式較多，所以我們將此次傳動(dòng)軸布置方案選擇為中間軸式。中間軸式即使在齒輪的中心距相對(duì)小的情況中仍可獲得較大的一檔傳動(dòng)比。當(dāng)然中間軸式的缺點(diǎn)是其他各檔位的傳動(dòng)效率相對(duì)于直接擋來說相對(duì)較低。 此次我們?cè)O(shè)計(jì)的為輕型載貨汽車設(shè)計(jì)，為使設(shè)計(jì)的車能在實(shí)際中得到應(yīng)用，綜合考慮到使用方便和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多因素的存在，我們將變速器軸的布置形式選擇為中間軸式變速器。 （2）變速器型式的選擇 傳動(dòng)效率高，造價(jià)低廉是有級(jí)變速器和無級(jí)變速器相比所具有的優(yōu)點(diǎn)，因此各類汽車中廣泛采用有級(jí)變速器，所以說在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也采用有級(jí)變速器，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分為固定軸式和旋轉(zhuǎn)軸式兩個(gè)類型。固定軸式在實(shí)際應(yīng)用中最廣泛。而前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車上常采用兩軸式變速器。中間軸式變速器由于在直接擋工作的時(shí)候，第二軸的各檔齒輪與第一軸的常嚙合齒輪分別與相應(yīng)的中間軸齒輪嚙合，并且徑向載荷載荷都不在第一、二軸上體現(xiàn)，只起傳遞扭矩的作用。因此傳遞效率高的直接擋噪聲及磨損也是最小的。 考慮到設(shè)計(jì)的是GD1042輕型貨車變速器、傳動(dòng)軸，且輕型貨車發(fā)動(dòng)機(jī)所傳遞的扭矩、功率、轉(zhuǎn)矩等主要參數(shù)相對(duì)于載貨汽車來說不是特別大，所以采用中間軸式5+1檔的結(jié)構(gòu)是符合汽車的使用要求和發(fā)展方向的。其中倒檔的布置在變速器中要盡量靠近支點(diǎn)。 3.2 操縱機(jī)構(gòu)的布置方案的選擇 駕駛員能夠根據(jù)具體的道路情況可靠準(zhǔn)確地摘下或掛上變速器某個(gè)檔位以保證汽車安全行駛是變速器操縱機(jī)構(gòu)的功用。撥塊、撥叉軸、變速桿、撥叉等組成了操縱機(jī)構(gòu)，操縱結(jié)構(gòu)在變速器實(shí)際的工作中起到了相當(dāng)重要的作用，駕駛員只有通過操縱機(jī)構(gòu)才能使整個(gè)駕駛?cè)蝿?wù)得以完成。如果按照駕駛員座位離變速器距離的遠(yuǎn)近來說，變速器操縱機(jī)構(gòu)可以分為遠(yuǎn)距離操縱機(jī)構(gòu)和直接操縱機(jī)構(gòu)。直接操縱機(jī)構(gòu)在實(shí)際中應(yīng)用相當(dāng)廣泛，而且具有制造方便、使用符合一般情況、以及性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以說非常適合在我們本次GD1042輕型貨車的設(shè)計(jì)中使用，因此我們采用的操縱機(jī)構(gòu)布置方案為直接操縱機(jī)構(gòu)。 為了充分了變速器操縱機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)和工作原理，我們通過圖解的方式來解決這個(gè)問題。變速器操縱機(jī)構(gòu)如圖3-1所示： 圖3-1 六檔變速器操縱機(jī)構(gòu)示意圖 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中確定將發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)的驅(qū)動(dòng)方式應(yīng)用于汽車的總體布置，由于考慮到駕駛員和發(fā)動(dòng)機(jī)所在位置的距離相對(duì)較近，因此我們需要在變速器操縱系統(tǒng)中加裝一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以便使我們?cè)谶M(jìn)行操縱的時(shí)候更為省力、方便、快捷，為此我們將其稱之為直接操縱機(jī)構(gòu)，即：直接操縱機(jī)構(gòu)是我們這次畢業(yè)設(shè)計(jì)所采用的操縱形式。 3.3 變速器主要零部件的選擇 變速器的主要零部件選擇在具體的汽車設(shè)計(jì)中非常重要，選擇的好與不好也與汽車的性能參數(shù)有比較大的影響。特別是在變速器的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性的影響更大，因此我們要慎重選擇變速器的換擋形式，其主要涉及到換擋形式的選擇和齒輪型式的選擇。 （1）換擋形式選擇 嚙合套換擋，直齒滑動(dòng)齒輪換擋以及同步器換擋三種形式是變速器的幾種常用換擋形式。 在以上三種換擋形式中，同步器換擋形式具有諸多優(yōu)點(diǎn)，特別是鎖銷式同步器在變速器中更是起到很大的作用。同步器換擋能使換擋迅速，無沖擊和噪聲，從而使汽車的行駛安全性、經(jīng)濟(jì)性和加速性得到一定程度上的提高。雖然同步器換擋的軸向尺寸相對(duì)較大，裝配制造精度要求相對(duì)較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜的缺點(diǎn)，但在綜合對(duì)比分析的時(shí)候考慮到以上所述的具體優(yōu)點(diǎn)和在實(shí)際中的應(yīng)用方便性，在實(shí)際中應(yīng)用依然較大。這就要求我們對(duì)同步器的具體結(jié)構(gòu)作具體的了解和分析，并加以認(rèn)識(shí)和揣摩，保證做到在一定程度上充分理解鎖銷式同步器的工作原理。 為了充分了解鎖環(huán)式同步器的具體結(jié)構(gòu)和工作原理，我們通過圖解的方式來解決這個(gè)問題。鎖銷式同步器如圖3-2所示。 圖3-2 鎖銷式同步器 1、6-變速器齒輪 2-錐盤 3-錐環(huán) 4-定位銷 5-接合套 7-第二軸 8-鎖銷 9-齒轂 （2）齒輪形式的選擇 斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪是變速器齒輪的兩種形式。具體使用中各有優(yōu)缺點(diǎn)，工作噪聲相對(duì)比較低，運(yùn)轉(zhuǎn)相對(duì)平穩(wěn)，使用壽命相對(duì)較長(zhǎng)是斜齒圓柱齒輪與直齒圓柱齒輪比較時(shí)所具有的優(yōu)點(diǎn)；工作的時(shí)候通常會(huì)有軸向力，相對(duì)復(fù)雜的制造過程以及裝配相對(duì)是在比較時(shí)所具有的缺點(diǎn)。斜齒圓柱齒輪這些優(yōu)點(diǎn)使其成為在變速器中的常嚙合齒輪采用的一般齒輪傳動(dòng)形式，即使是在變速器嚙合過程中增加齒輪數(shù)的情況下，并導(dǎo)致變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量相對(duì)增大的情況下。直齒圓柱齒輪僅在倒檔中得到應(yīng)用。 3.4 傳動(dòng)軸主要零部件的選擇 傳動(dòng)軸的主要零部件包括多個(gè)部分，為滾針軸承和萬向節(jié)，因此我們主要分析這兩個(gè)主要部件。 （1）滾針軸承軸向定位形式的選擇 滾針軸承軸向定位有多種形式，并且每一種定位形式都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，目前應(yīng)用比較廣泛的有瓦蓋固定式、卡環(huán)式、蓋板式和塑料環(huán)定位式等幾種滾針軸承軸向定位方式。但每種形式都有其應(yīng)用范圍和使用條件，然而在具體的實(shí)際使用中我們必須要選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且傳動(dòng)效率相對(duì)較高的定位形式。在上述四種滾針軸承軸向定為的方式中，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、零件少和工作可靠的優(yōu)點(diǎn)是卡環(huán)式的內(nèi)擋圈所具有，所以在這種形式的輕型貨車中很適合。綜合以上分析，我將在本次設(shè)計(jì)中采用內(nèi)擋圈定位。 為了充分了解內(nèi)擋圈的具體結(jié)構(gòu)和工作原理，我們通過圖解的方式來解決這個(gè)問題。內(nèi)擋圈形式如圖3-3所示： 圖3-3 滾針軸承的內(nèi)擋圈定位 （2）萬向節(jié)的論證分析 軸向定位件、主動(dòng)叉、十字軸、滾針軸承及其從動(dòng)叉和橡密封件等組成了普通的十字軸萬向節(jié)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、兩軸之間所允許所連接的較大交角、工作可靠是十字軸式剛性萬向節(jié)的主要特點(diǎn)，因此在汽車實(shí)際應(yīng)用中最為常見。 兩個(gè)十字軸萬向節(jié)組合而成又聯(lián)式萬向節(jié)，其主要優(yōu)點(diǎn)是軸承密封性好，允許兩軸間的夾角相對(duì)較大，傳動(dòng)效率相對(duì)較高，制造相對(duì)較方便；缺點(diǎn)是零件結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，外形尺寸比較大、數(shù)目相對(duì)較多。 為了充分了解花鍵的具體結(jié)構(gòu)和工作原理，我們通過圖解的方式來解決這個(gè)問題，花鍵具體結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。 圖3-4 萬向傳動(dòng)軸—花鍵軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1-蓋子；2-蓋板；3-滑動(dòng)花鍵槽；4-蓋墊；5-傳動(dòng)軸管；6-伸縮套；7-加油嘴；8-油封 9-油封蓋； 10-萬向節(jié)叉 論證結(jié)果 通過對(duì)以上論證的綜合分析，并考慮到GD1042輕型貨車變速器、傳動(dòng)軸的具體性能特點(diǎn)和工作情況，我們最終確定本設(shè)計(jì)的最終方案為: （1）傳動(dòng)方案布置結(jié)果：有級(jí)機(jī)械固定式中間軸式5+1檔傳動(dòng)方案，其齒輪布置方案如圖所示。 變速器齒輪布置方案 （2）操縱機(jī)構(gòu)布置方案：直接操縱機(jī)構(gòu)。 （3）主要零部件結(jié)構(gòu)方案： 1.變速器各軸傳動(dòng)齒輪形式：斜齒圓柱齒輪用于1-5檔；直齒圓柱齒輪用于倒檔。 2.換擋形式：同步器式換擋 。 3.傳動(dòng)軸萬向節(jié)：普通的十字軸萬向節(jié)。參考資料 [1]王望予．汽車設(shè)計(jì) [M]．第4版．吉林大學(xué)：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8 [2]劉惟信．汽車設(shè)計(jì) [M]．第1版．北京：清華大學(xué)出版社，2001.7 [3]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì)．汽車工程手冊(cè)．基礎(chǔ)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6 [4]《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì)．汽車工程手冊(cè)．設(shè)計(jì)篇[M]．北京：人民交通出版社，2001.6 [5]陳家瑞．汽車構(gòu)造 （上冊(cè)）[M]．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [6]陳家瑞．汽車構(gòu)造 （下冊(cè)）[M]．第2版．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.1 [7]余志生．汽車?yán)碚?. 第三版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10 [8]（美）諾頓）. 機(jī)械設(shè)計(jì)：機(jī)器和機(jī)構(gòu)綜合與分析. 英文版,第二版 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.2 [10]喻凡，林逸．汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7 [11] 林寧.汽車設(shè)計(jì).第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [12]徐灝.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第4卷).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991 [13]濮良貴，紀(jì)明剛.機(jī)械設(shè)計(jì).6版.北京:高等教育出版社,1996 [14] 吳俊澤.機(jī)械設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [15]濮良貴.機(jī)械零件.3版.北京:人民教育出版社,1982 [16]吉林工業(yè)大學(xué)汽車教研室編.汽車設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1981 [17]簡(jiǎn)曉春，杜仕武.現(xiàn)代汽車技術(shù)及運(yùn)用[M].北京:人民交通出版 社,2004 9