120mm中心距变速器设计——换挡机构

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1、沈阳理工大学学士学位论文摘 要本文设计目标为120mm中心距的手动五档变速器，通过比较各式变速器的优缺点，以及实际使用的要求，确定变速器的总体设计方案。根据各个齿轮及轴的转动惯量，进行转动惯量的转化，利用转化的模型，根据经验公式进行同步器具体尺寸的计算，确定锁环式同步器的基本几何参数与装配参数；通过充分考虑变速器总体布置以及换挡机构的作用，以及相关参数的具体计算，完成换挡机构的设计。根据变速器传动部分的总体尺寸，以及变速器装配要求与箱体的尺寸，通过一定的参数计算和标准件的选择，完成变速器箱箱体盖的设计。在得到变速器各零件的主要尺寸参数后，以CATIA为平台，进行三维制图建模，获得各零部件的CA

2、TIA三维图，随后利用CAD进行二维装配图的绘制。 关键词： 变速器；同步器；转动惯量；换挡机构；箱体盖；CATIAAbstractThe goal of this design is 120mm center distance of a five speed manual transmission, through the comparison of various transmission advantages and disadvantages, and the actual use of the requirements to determine the overall design

3、scheme of the transmission. According to the gear and the axis of inertia, the transformation of moment of inertia, using model transformation. According to the empirical formula for calculation of the specific dimensions of the synchronizer, determine the lock ring synchronizer basic geometric para

4、meters and assembly parameters；by taking full account of the overall arrangement of the transmission and the role of the shift mechanism, and the calculation of relevant parameters, complete the shift mechanism design. According to the overall size of the transmission part, the assembly requirements

5、 of the transmission and the size of the box, calculation of parameters and selection of standard parts, finish the design of transmission box cover. After getting the main dimension parameters of the transmission parts, taking CATIA as a platform to the modeling of 3D drawing, get all parts of the

6、CATIA three-dimensional map, then use the CAD to draw 2D assembly drawing. Key words: transmission; synchronizer; inertia; shift mechanism; box cover; CATIA目录摘 要IAbstractII目录III1 绪论11.1 课题的设计任务11.2 变速器国内外研究现状11.2.1 汽车变速器的种类及优势；11.2.2 机械变速器的技术水平和发展趋势31.3 课题的技术路线42 总体方案设计52.1 变速器结构形式的选择52.2 同步器结构形式的选择

7、62.2.1 常压式同步器62.2.2 惯性式同步器62.2.3 自行增力式同步器72.2.4 锁环式同步器的工作原理72.3 换挡机构结构形式的选择102.3.1 直接操纵手动换挡102.3.2 远距离操纵手动换挡102.3.3 电控自动换挡112.4 同步器的原始设计尺寸113 一倒挡同步器设计123.1 一倒挡锁环式同步器的主要尺寸123.1.1 接近尺寸123.1.2 分度尺寸123.1.3 滑块转动距离123.1.4 滑块端隙123.2 一倒挡同步器主要参数143.2.1 摩擦因数f143.2.2 同步环锥面上的螺纹槽143.2.3 轴向排油槽153.2.4 锥面半锥角153.2.5

8、 摩擦锥面平均半径R163.2.6 锥面工作长度163.2.7 同步环径向厚度163.2.8 锁止角163.2.9 同步时间t173.3 转动惯量的计算173.3.1 变速器各档参数173.3.2 各个零件转动惯量计算183.3.3 转动惯量的转化253.3.4 换入一倒挡时转动惯量263.4 角速度差273.5 同步器具体尺寸的计算：293.5 同步器零件图314 二三挡同步器设计334.1 同步器主要参数确定334.2 转动惯量的计算334.3 角速度差344.4 同步器具体尺寸计算344.5 同步器零件图355 四五挡同步器设计385.1 同步器主要参数确定385.2 转动惯量的计算38

9、5.3 角速度差395.4 同步器具体尺寸计算395.5 同步器零件图406 换挡机构及箱体盖的设计436.1 换挡机构的设计436.1.1 换挡机构的作用436.1.2 换挡机构的设计要求436.1.3 具体尺寸的设计446.1.4 换挡拨叉的设计456.2 变速箱箱体盖的设计466.3 变速器整体装配图47结论48致谢49参考文献50附录A51附录B66811 绪论1.1 课题的设计任务本次毕业设计拟设计一种轻型货车用的手动变速器。所配装车型的参数如下：该车最大总质量为10150kg；整车质量为4250kg；最高车速为95km/h；最大爬坡度为0.3；发动机最大扭矩为462Nm，对应的发动

10、机转速为1800r/min；发动机最大功率120Kw，对应的发动机转速为2800r/min；轻型货车的满载轴荷分配为3400kg/6750kg；主减速器的主减速比为5.857；变速器的参考中心距为120mm，其中一挡参考速比为6.4522，二挡参考速比为4.0281，三档参考速比为2.5668，四挡参考速比为1.6290，五档为直接挡，速比为1.0，倒挡参考速比为6.0727；货车的轮胎个数为6个，轮胎规格为6.50-16与7.50-16。变速器拟采用三轴式，五档，全同步器换挡。设计过程中使用CATIA软件完成三维设计，使用AUTOCAD软件完成二维工程图纸。本课题由两名同学共同完成。两人共同

11、确定变速器的设计方案和总布置尺寸。然后分别完成两部分的设计工作：其一是变速器的齿轮传动部分设计，其二是变速器的同步器及换挡机构设计。本人负责第二部分，设计内容包括：三个同步器、换挡机构、变速器箱体上盖的设计等。1.2 变速器国内外研究现状1.2.1 汽车变速器的种类及优势汽车问世百余年来，特别是从汽车的大批量生产及汽车工业的大发展以来，汽车己为世界经济的发展、为人类进入现代生活。产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献，掀起了一场划时代的革命。现代汽车普遍采用的动力源为活塞式内燃机，其转速和转矩的范围变化较小，但复杂条件下使用这辆车需要车辆的速度和驱动力在相当大的范围