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（图纸+论文）皮卡车变速器设计（全套完整）

变速器自动变速器利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板程度和车速变化，自动地进行变速。而驾驶者只需操纵加速踏板控制车速即可。虽说表.皮卡车整车主要技术参数发动机最大功率车轮型号.发动机最大转矩.主减速器传动比.最大转矩时转速最高车速整备质量满载质量.挡数的选择变速器的挡数可在个档位范围内变化。通常变速器的挡数在档以下，档数超过档以后，可在档以下的住变速器基础上，再行配置副变速，通过两者的组合获得多档变速器。增加变速器的档数能够改善汽车的动力性和经济性以及平均车速。档数越多，变速器的结构越复杂，使轮廓尺寸和质量加大，同是操纵复杂，而且在使用时换档频率也增高，增加了换挡难度。在最低档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值减小，使换档工作容易进行。档数选择的要求相邻档位之间的传动比比值在.以下高档区相邻档位之间的传动比比值比低档区相邻档位之间的比值小。目前，轿车般用个档位变速器，货车变速器采用个档或多档，多档变速器多用于重型货车和越野汽车。本设计结合皮卡车在驾校的应用，主变速部分选用个档位，副变速部分选用各档位，最高档传动比为.。.传动比的确定变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动传动比的比值，本设计最高档为超速档，传动比初选为.。最低档传动比计算影响最低档传动比的选取因素有发动机的最大转矩和最低稳定车速所要求的汽车最大爬坡能力驱动轮与路面间的附着力主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定形式车速等。目前乘用车的传动比范围是之间，总质量轻些的商用车在之间，其他商用车则更大。式中最大转矩，.车轮半径，由已知轮胎规格可知，主减速器传动比，传动系传动效率汽车重力，.，代入公式得到.根据车轮与路面的附着条件则在之间取.。代入式得到所以由于本设计为组合式变速器有超速档，档初选传动比取.。其他各挡传动比初选各档传动比为等比分配，则.中心距的确定由于变速器为中间轴式变速器，初选中心距可根据以下的经验公式计算。式中变速器中心距中心距系数，商用车发动机最大转距.变速器档传动比为.变速器传动效率，取。将各参数代入式得到.组合式变速器中心距在范围内变化，初取。.外形尺寸的初选变速器的横向外形尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间齿轮和换档机构的布置初步确定。轿车四档变速器壳体的轴向尺寸。常啮合齿轮均采用直齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。但是，在本设计中由于倒档采用的是常啮合方案，因此倒档也采用斜齿轮传动方案，即除倒档外，均采用斜齿轮传动。换档结构形式换档结构分为直齿滑动齿轮啮合套和同步器三种。直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单紧凑，但由于换档不轻便换档时齿端面受到很大冲击导致齿轮早期损坏滑动花键磨损后易造成脱档噪声大等原因，初档倒档外很少采用。啮合套换档型式般是配合斜齿轮传动使用的。由于齿轮常啮合，因而减少了噪声和动载荷，提高了齿轮的强度和寿命。啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套，视结构布置而选定，若齿轮副内空间允许，采用内齿结合式，以减小轴向尺寸。结合套换档结构简单，但还不能完全消除换档冲击，目前在要求不高的档位上常被使用。采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性经济性和行驶安全性，此外，该种型式还有利于实现操纵自动化。其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。目前，同步器广泛应用于各式变速器中。在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合套与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。同步器的结构如图所示图锁环式同步器同步环同步器齿鼓接合套弹簧滑块止动球卡环输出轴齿轮变速器轴承的选择做旋转运动的变速器轴支撑在壳体或者其他部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱滚子轴承球轴承滚针轴承圆锥滚子轴承滑动轴套等。至于何处应采用何种类型的轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同。第轴常啮合齿轮的内腔尺寸足够时，可布置圆柱滚子轴承，若空间不足则采用滚针轴承变速器第轴第二轴的后部轴承以及中间轴前后轴承，按直径系列般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承滚针轴承滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连接，并要求两者有相对运动的地方变速器中采用圆锥滚子轴承虽然有直径较小宽度较宽因而容量大可承受高负荷等优点，但也有需要调整预紧装配麻烦磨损后轴易歪斜而影响齿轮正确啮合的缺点。本设计中间轴选用圆锥滚子轴承，二轴左端采用滚针轴承，二轴右侧用圆锥滚子轴承，轴用圆锥滚子轴承，轴和中间轴的中间支撑选用圆锥滚子轴承。本章小结本章主要是对变速器传动方案进行选取和分析，选择中间轴式变速器为设计对象对组合式变速器的组合方案进行了选取与分析，选择半档组合式变速器对零部件的结构进行分析和选取，选择合适的齿轮形式换档机构和轴承进行变速器的设计。本章主要是从总体上进行变速器传动方案及零部件结构分析确定。第章变速器主要参数的选择本次设计是在已知主要整车参数的情况下进行设计，已知的皮卡整车主要技术参数如表.所示。少因为直接档的利用率高于其它档位，因而提高了变速器的使用寿命在其它前进档位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第轴，中间轴和第二轴上的两对齿轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离中心距不大的条件下，档仍然有较大的传动比档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮档可以采用或不采用常啮合齿轮传动多数传动方案中除档以外的其他档位的换档机构，均采用同步器或啮合套换档，少数结构的档也采用同步器或啮合套换档，还有各档同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。再除直接档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。图中间轴式档变速器传动方案.多档变速器的组合方案组合式机械变速器般分为倍档分段式配档组合式机械变速器和半档插入式配档组合式机械变速器。倍档组合式机械变速器倍档组合式变速器是在主变速器后部串联安装个档高档和低档副变速器，是主变速器的档位数增加倍，所增加的档位传动比数值等于主变速器传动比和副变速器传动比的乘积，而且齿轮对数少于档位数，因此箱体尺寸缩短，轴的长度减短，刚度增大，所以增大了变速器的容量。例如在个档组变速器后端，串联安装个具有高低档的副吧变速器，即可组成档或档倍档组合式机械变速器,如图所示。增加倍档组合式变速器最大输入扭矩和最低档传动比的技术难点是副变速器齿轮强度容量不足，超出齿轮轮齿的承载能力。解决的办法将有个齿轮承受的载荷分流给几个齿轮来承受。这样，输入齿轮扭矩不变，每个齿轮的负荷将等于同时接触齿轮的平均数值。倍档组合式变速器的副变速器功率分流方法有两种种是采用形象齿轮系的传动方法，如图所示。这种结构非常紧凑，体积小而扭矩容量大，直到现在仍广泛应用另种方法是采用双中间轴传动结构，如图所示。双中间轴传动最大工艺难点是保证主传动齿轮能和所啮合的双中间轴齿轮的轮齿同时接触问题，解决的办法是用浮动主传动齿轮的方法来消除齿轴对位的制造误差，确保齿轮同时接触，达到功率分流的目的。与此相适应的换挡同步器也要有定的浮动量。半档组合式变速器半档组合式变速器是将副变速器传动比均匀的插入传动比间隔大的主变速器各档传动比之间，式变速器的档位数增加倍，如图所示。半档副变速器串联在主变速器前部，它只有对齿轮副和同步器。早起的半档副变速器由单独的个箱子组成，近年来发展成将半档齿轮副直接放到变速器之内，既缩短变速器长度由简化半档结构。半档副变速器由对类似轴常啮合齿轮副组成，齿圈套在动力输入轴上自由转动，当动力输入轴上的齿圈与住变速器轴结合时，各档传动比均由主变速器轴齿轮副组成。当齿圈与动力输入轴上的结合齿轮的齿圈连接时，常啮合齿轮与主变速器上的中间轴连接，因此主变速器中间轴也旋转，由此组成的各档传动比均匀地插入主变速器各档位传动比之间。因为半档组合式变速器的长度小于倍档组合式变速器，而且他的结构简单成本低维修保养容易深受用户青睐。国外货车采用组合式变速器的情况是发动机的功率在以下的汽车基本上采用半档组合式变速器发动机功率在以上的多采用倍档或倍档加半档组合式变速器图多档变速器组合方案由于本次设计的变速器为皮卡组合式变速器，输入功率相当于小型货车，且设有高低速档故采用组合式变速器卡车,变速器,设计,汽车,毕业设计,全套,图纸摘要本课题是取材于汽车中比较实用的皮卡汽车，皮卡车在载货或在雨雪路面上行驶时，动力强劲，越野性能出色。它既有轿车的操控性舒适性，同时也有载货车的通过性和载货能力。目前，大部分驾校都使用皮卡作为教练车，教练车般都有两套操纵机构，除常用的档位外，还设有快慢档位，即学员练车使用低速范围的档位，教练则使用高速的档位。为了实现这种功能可以通过安装分动器主减速器高低传动比变换和采用组合式变速器来实现。此设计通过采用组合式变速器来实现皮卡车高低档位的变换，同时也改善了汽车的动力性和燃油经济性。本设计根据给定皮卡车的车型参数，来设计皮卡车组合式变速系统，通过对组合式变速器的组合布置形式的分析和相关计算，尽量满足皮卡教练车对变速器的要求，包括各档位组合方案的确定传动比的选择齿轮参数的选择二轴及中间轴的选择计算轴承的选择等。关键词组合式变速器中间轴锁环式同步器齿轮传动比目录摘要目录第章绪论.概述.汽车变速器的类型手动变速器自动变速器手动自动变速器无级变速器第章变速器结构方案的确定.变速器传动形式的选择两轴式变速器三轴式变速器.变速器传动机构布置方案.多档变速器的组合方案倍档组合式机械变速器半档组合式变速器组合式多档变速器传动比的搭配方式.倒档传动方案.变速器主要零件结构的方案分析齿轮型式换档结构形式变速器轴承的选择本章小结第章变速器主要参数的选择.挡数的选择.传动比的确定最低档传动比计算其他各挡传动比初选.中心距的确定.外形尺寸的初选.变速器各齿轮基本参数的选择组合式变速器齿轮的设计准则模数压力角螺旋角尺宽.各挡齿轮齿数的分配确定档齿轮的齿数对中心距进行修正确定常啮合齿轮的齿数二档齿数的确定其他档位齿轮齿数的确定倒档齿轮齿数的确定副变速器超速档常啮合齿轮齿数的确定.变速器齿轮的变位本章小结第章齿轮与轴的设计与校核.齿轮设计与计算齿轮材料的选择原则各轴转矩的计算齿轮强度的校核轴的工艺要求初选轴的直径轴的强度验算本章小结第章同步器的设计.同步器的结构.同步环主要参数的确定本章小结结论致谢参考文献附录附录第章绪论.概述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，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。变速器设有空挡，可在发动机汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。变速器设有倒档，使汽车获得倒退行驶能