汽车机械式变速器的现代设计方法

2011.03

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摘要：

随着人们生活条件的不断提高，汽车在人们的日常生活中已经被普遍使用，同时对于汽车各个部件的性能要求越来越高。文章就汽车变速器的设计方法作了简要分析，应用该方法缩短了开发周期，减少了设计成本。 关键词：

汽车机械式变速器；齿轮计算；轴计算；传动轴尺寸中图分类号：

U463 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）07-0007-02汽车机械式变速器的现代设计方法

王继鹏

（郑州宇通重工有限公司，河南 郑州 450051）

现在汽车变速器除了有良好的动力性能外，在一定的工作状况下质量要轻、材料要省、体积要小和成本要低，所以轻量化成为评价变速器设计水平的重要指标之一。对于变速器设计的优化，是在保证部件的刚度和强度合适的条件下，来追求变速器齿轮和轴系质量的最小。为了减轻产品自重和体积、保证其优良性能、降低其成本，优化设计是一种可靠的设计方法。现在优化设计方法在汽车设计中已广泛应用。

汽车变速器齿轮的设计和轴的计算是十分复杂的，许多参数要通过反复的选取计算，以达到设计的要求，过去的设计大多是采用简单程序计算，这种方法时间长，计算较复杂，如：齿轮强度的计算以及校核、变位系数的选取。在不同使用状况下变速器的功用是不同的，汽车为了得到不同的速度和牵引力是可以通过改变发动机到驱动轮上的转速和转矩发生变化，让发动机保持在良好的工况条件下工作。变速器档数与汽车的燃油经济性和动力性都有着密切关系。从燃油经济性来说，档数多，将会导致发动机在低油耗区工作的可能性，便会降低油耗；从动力性来说，档数多，将会增加发动机使用最大功率的可能，便会提高汽车的爬坡和加速能力。

一、变速器齿轮的优化设计

对于汽车变速器的设计，过去的设计方法多是使用经验公式计算，通过同类型变速器的测绘来初步确定参数。一般这种情况设计的变速器针对性不大，常常过于陈旧。现在汽车变速器设计的方向主要是为了减小其质量和体积，并提高传扭能力。变速器质量和体积的减小可以降低制造费用，减小齿轮的动载荷，并提高齿轮的寿命，保证汽车的布置会更加灵活方便。这就是说现在汽车变速器优化设计的目的就是在可以满足零件的使用寿命、刚度和强度的条件下，来追求变速器质量和体积的完美。

（一）目标函数的确定

在发动机确定的条件下，如何在保证同等使用性能完成的条件下来降低成本、节省材料呢？如何完成设计要求，如何正确分配传动比，正确选择的齿数、螺旋角、模数、齿轮变位系数等。过去大多是根据估算、类比或试凑的办法来初步确定参数，之后再做强度和刚度的校核。如若不合适，将选其中的某个参数做修改，然后再进行重复的计算，最后到满意为止。这种设计的方法一定不可避免的伴随着主观性，这种主观盲目因素优化设计是可以消除的，计算机在设计时可合理选择参数，达到所有要求的最优组合。通过对变速器用体积最小做为目标函数，然后得到约束条件，对变速箱的齿轮模数、传动比、螺旋角、齿数、齿宽做优化，将会达到较理想的优化效果。

（二）设计变量的确定

设计一个在使用期限内安全工作的变速器，例如六档，要求将设计的变速器其体积是最小，当然影响因素是许多的。主要参数有齿轮模数、各档传动比、齿轮的螺旋角、齿轮的移距系数、齿轮的齿宽、齿数等。传动比是非常重要的因素，其影响变速器的性能和换档方便性，将会对整车的经济性和动力性有直接影响，所以要优先保证其要求。初步设计时可选如下的设计变量：

（三）约束条件的建立

对于不同工况的汽车，每个档次的使用频次和工作时间是不同的，容易导致操纵滞重和燃料浪费。现在的汽车理论认为：速比阶越小节油效果越好，换档也越轻便；当汽车在高档位置工作多时，其换档的频次也会多于低档，所以高档速比阶要比低档的小。也就是说高档同低档的速比阶是应该不同，高档的公比要小，一般在

1.3～1.45之间，低档的要稍微大一些，在1.7～1.8之间，超速档速比一般在0.7～0.8之间。

（四）优化方法的选取

（1）选用序列二次规划方法：齿轮传动设计中的函数都是非线性的，并都有约束条件，即：minf (x)约束为：gi (x )≤0，i =1，...，minf (x)在约束条件下求极值的问题，通常使用的方法是把问题转为子系统问题，再求解，做一个迭代问题，一般的约束优化都会多一个惩罚函数，便将约束问题转成无约束的条件问题，所以通过这个方法，条件极值问题就可由参数化转变为无约束条件的优化序列得到答案。但是也存在确定，其求解效率低。现在用K-T方程进行求解的较多， K-T方程的求解是许多规划算法的基础，通过拟牛顿法来更新过程，得到K-T方程的积累二阶信息，保证了超线性收敛的问题。

（2）在Matlab中的实现：Matlab优化函数的工具箱中fmincon函数对于处理非线性多元函数的有约束优化问题效果较好。目标函数多为非线性函数，其约束条件分为线性等式约束、线性不等式约束、非线性约束和变量边界约束几部分。变速箱以体积最小为目标函数，列出约束条件，对变速箱的多个因素通过fmincon函数进行优化，经过多次实践，证明可以达到良好的优化效果。

二、汽车变速器传动轴尺寸初选

（一）按强度和刚度初选轴径

在设计开始时轴的结构没有完全确定，轴承间距也不知道，所以支座反力求不出，无法应用扭弯组合变形进行计算。在齿数知道后，扭矩数值和轴结构没有关系，可以通过扭转强度和刚度来估算得到轴径。由初步估算来确定轴结构后，在通过扭弯组合变形做计算。

（二）根据经验公式初选轴径

（1）第一轴花键：第一轴花键一般采用齿侧定心的矩形花键或渐开线花键，其外径d可根据经验公式选定：d≈0.46×T

max

1/3

式中：Tmax——轴传递的最大扭矩，N.m；

再按花键的标准来确定。

（2）第一轴、第二轴、中间轴的轴径d可以根据经验公式确定：

d=0.4～0.45amm；

式中：a——变速箱中心距，mm。

三、计算实例

以某三轴4挡的机械式变速器的设计作为例子，

已知m=1835kg，F

z

=1010kg，T

emax

=147N.m，i

=4.11，

r

r

=313mm，设计时速vmax≈180km/h。齿轮的材料是渗碳合金刚20CrMnTi。变速器齿轮系体积是619850mm3，其总重合度是9.7127。当只对体积做单目标优化设计时，体积为562850mm3，其总重合度为10.0446。进行联合优化时，其体积是562989mm3，增加将近0.03%；而总重合度增加为10.3191，提高了2.73%。

由多目标可靠性优化设计和原始数据比对计算得出：通过多目标可靠性的优化设计重合度优化了6.24%，体积减少了9.2%。对于齿数圆整所带来的齿轮啮合中心的距变化不同问题将由齿轮的变位进行完善。

四、结论

随着科学技术的快速发展，有限元分析方法和优化设计等先进设计方法都得到开发应用，这些软件的设计基础都是过去的力学分析和计算方法，很多新开发的软件价格昂贵，但其中仍然存在很多的不足，通过对国外的很多齿轮计算资料的研究和分析，同时结合我们自身变速器设计的实际条件，使用DELPHI编程可以实现传动轴和变速齿轮的辅助设计以及计算，节省了时间，并简化了计算过程，事实证明，这个程序的应用可以满足实际应用的要求，在降低成本的同时，应用起来比较方便，可以被大多企业接受。并且程序的计算结果较为准确，在变速器传动轴和齿轮的设计上应用值得人们信赖。对于变速器做体积最小的优化过程应用MATLAB程序，实践表明这种方法也能取得好的效果。

参考文献

[1] 肖启敏，等．齿轮传动系统计算机辅助设计系统的开发[J]．

机电产品开发与创新，2006，（6）.

[2] 刘鹤松，崔胜民．基于MATLAB的汽车变速器优化设计方

法[J].哈尔滨工业大学学报，2004，34（1）.

[3] 胡朝峰，过学迅，汪斌．汽车变速器技术的发展与展望[J]．汽

车研究与开发，2005，（5）.

（责任编辑：赵秀娟）

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轿车机械式变速器设计

摘要 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工况范围内工作。变速器设有空挡和倒挡。需要时变速器还有动力输出功能。因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。变速器的传动方案设计。简单讲述了变速器中各部件材料的选择。 关键词：变速器；传动比；机械式；齿距；

目录 1 绪论................................................... 错误！未定义书签。 1.1 选题背景及意义 (1) 1.2 汽车参数的选择 (1) 1.3 变速器设计应满足的基本要求 (2) 2 变速器传动机构布置方案 (3) 2.1 传动机构布置方案分析 (3) 2.1.1 固定轴式变速器 (3) 2.1.2 倒挡布置方案 (3) 3 零部件结构方案分析 (5) 3.1 齿轮形式 (5) 3.2 换挡机构形式 (5) 3.3 变速器轴承 (6) 4 变速器设计和计算 (8) 4.1 挡数 (8) 4.2 传动比范围 (8) 4.3 中心距A (8) 4.4 外形尺寸 (9) 4.5 轴的直径 (9) 4.6 齿轮参数 (9) 4.6.1 模数的选取 (9) 4.6.2 压力角α (10) 4.6.3 螺旋角β (10) 4.6.4 齿宽b (11) 4.7 各挡齿轮齿数的分配 (12) 4.7.1 确定一挡齿轮的齿数 (12) 4.7.2 对中心距进行修正 (13) 4.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (13)

汽车现代设计理论与方法

汽车现代设计理论与方法试题答案 1、用结构框图表示并行工程的一般步骤，列出每一步中涉及到的关键技术。 （1）并行工程的产品开发工程： （2）并行工程的运行模式： （3）并行工程（CE）的关键技术： ①多功能集成产品开发团队； ②产品开发的过程建模； ③产品生命周期数字化建模； ④产品数字管理； ⑤质量功能配置； ⑥面向X的设计； ⑦并行工程集成框架。

2、简述动态设计包括的主要内容，动态设计过程采用的建模方式是什么？ 主要内容： 所谓“动态设计”是指机械结构和机器系统的动态性能在其图纸的设计阶段就应得到充分考虑，整个设计过程实质上是运用动态分析技术、借助计算机分析、计算机辅助设计和仿真来实现的，达到缩短设计周期、提高设计效率和设计水平的目的。 机械系统的动态特性是指机械系统本身的固有频率、阻尼特性和对应于各阶固有频率的振型以及机械在动载荷作用下的响应。 机械系统动态设计的主要包括两个方面： １）建立一个切合实际的机械系统动态力学模型，从而为进行机械系统动态力学特性分析提供条件； ２）选择有效的机械系统动态优化设计方法，以获得一个具有良好的机械系统动态性能的产品结构设计方案。 机械系统的建模方法分为两大类：理论建模法、实验建模法。 (1) 理论建模法按机械系统不同而采用不同的技巧，因而有多种方法（一般主要采用有限元方法和传递矩阵法）； (2)实验建模法是指对机械系统（实物或模型）进行激振（输入），通过测量与计算获得表达机械系统动态特性的参数（输出），再利用这些动态特性参数，经过分析与处理建立系统的数。 3、什么是稳健设计？稳健设计中主要涉及了哪些模型和方法？ 稳健性设计 ①起源：这种新的设计概念认为：使用最昂贵的高等级、一致性最好的元器件并不一定能组装出稳健性最好的整机，成本最高，并不一定质量最好。产品抗干扰能力的强弱主要取决于各种设计参数（因素）的搭配。设计参数搭配不同，输出性能的波动大小不同，平均值也不同。 ②目的：稳健设计的目的在于，使所设计的产品质量稳定、波动小，使生产过程对各种噪声不敏感。在产品设计过程中，利用质量、成本、效益的函数关系，在低成本的条件下开发出高质量的产品。 ③设计思想：把产品的稳健性设计到产品和制造过程中，通过控制源头质量来抵御大量的下游生产或顾客使用中的噪声或不可控因素的干扰。 数学模型或方法： 稳健性设计包括三个阶段：解决问题、解决方案、应用价值。系统设计是基础，参数设计是核心，容差设计是为满足其经济性。 其中主要采用正交表及统计等模型方法。例如：

现代汽车设计概论

现代汽车设计方法概论 ——汽车发动机 院系：机械工程及自动化 姓名：谢伟康 学号：10071040 日期：2012年4月23日

目录 一、发动机定义 (3) 二、简介 (3) 三、术语 (4) 四、工作方式 (4) 五、发动机的分类 (5) 六、汽车发动机原理 (6) 七、发动机的性能指标 (15) 八、汽车发动机的保养 (16) 九、运动关系 (18) 十、发动机发展历史 (18)

一、发动机定义 发动机，是将某一种形式的能量转换为机械能的机器。其功用是将液体或气体的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。汽车的动力来自发动机。 二、简介 发动机是汽车的心脏，为汽车的行走提供动力，关系着汽车的动力性、经济性、环保性。简单来说，发动机就是一个能量转换机构，即将汽油（柴油）或天然气的热能，通过在密封内气缸燃烧气体膨胀，推动活塞作功，转变为机械能，这是发动机最基本的原理。发动机的所有结构都是为能量转换服务的，发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，无论是在设计、制造、工艺还是在性能、控制方面都有很大的提高，但其基本原理仍然没有改变。这是一个富于创造的时代，那些发动机的设计者们，不断地将最发动机性能新科技与发动机融为一体，把发动机变成一个复杂的机电一体化产品，使达到近乎完善的程度，各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点，现在的汽车发动机不仅注重汽车动力的体现，更加注重能源消耗、尾气排放等与环境保护相关的方面，从而使人们在悠闲的享受汽车文化的同时，也能保护环境、节约资源。

三、术语 上止点：活塞顶所能到达的最高点位置。 下止点：活塞顶所能到达的最低点位置。 活塞行程：上、下止点间的距离。 燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶上方的空间。 气缸工作容积：活塞从上止点运行到下止点所让出的容积。 多气缸发动机，各气缸工作容积之和，叫发动机工作容积，也叫发动机排量。气缸总容积：活塞位于下止点时，活塞顶上方的空间。 压缩比：气缸总容积与燃烧室容积的比值。 缩比表示进入气缸内的气体被压缩的程度，它是发动机的一个重要参数。在一定范围内适当提高压缩比，可以改善发动机的经济性和动力性。汽油发动机的压缩比一般为6～10，柴油发动机的压缩比一般为16～22。 四、工作方式 工作方式，是指的这款发动机的特征，分为：自然吸气、涡轮增压、机械增压和双增压。 1、自然吸气就不用解释了，就是利用负压来自主把空气吸入发动机。 2、涡轮增压利用排气的废气推动涡轮，强制把空气压入汽缸。 3、机械增压是发动机直接输出一个传动轴连通增压器，强制把空气压入汽缸。 4、机械+涡轮增压，顾名思义就是含有这两种增压形式的发动机。

现代设计方法在汽车设计中的应用

现代设计方法在汽车设计中的应用 发表时间：2017-11-09T18:44:46.617Z 来源：《基层建设》2017年第22期作者：赵倩 [导读] 摘要：当今世界，科学技术迅猛发展，新技术的不断涌现迫使传统行业需要不停地进行自我升级，现代设计方法是当前快速发展和广泛应用的新技术之一，其在工业、教育、娱乐等多个行业有着广泛的应用。 上海埃维汽车技术股份有限公司上海 201204 摘要：当今世界，科学技术迅猛发展，新技术的不断涌现迫使传统行业需要不停地进行自我升级，现代设计方法是当前快速发展和广泛应用的新技术之一，其在工业、教育、娱乐等多个行业有着广泛的应用。伴随着汽车工业技术的飞速发展，其对汽车设计水平提出了更高的要求，采用新技术手段来满足这个要求是我们需要深入思考的问题，而现代设计方法在汽车设计的应用为提高传统汽车设计水平提供了很好的技术手段。 关键词：现代设计方法；汽车设计；应用 1导言 汽车设计开发过程中涉及很多内容，优化设计渗透到其中的方方面面。现在汽车行业中汽车数字化产品开发过程的重要技术手段是CAE技术。通过运用CAE技术，让电脑模拟实车情况，在很大程度上节省了人力，物力，这也是这项技术在优化领域如此盛行的原因。随着社会经济的发展，人们对汽车的性能有了更高要求，更多的是追求车的动力性，安全性，燃油经济性和舒适性。文章重点针对现代设计方法在汽车设计中的应用要点内容进行了分析，以供参考。 2现代设计方法的优势 相比于以经验总结、相关的力学、数学公式为基础的传统设计方法，现代设计方法更注重产品的创新性，更加重视产品的整体功能，同时将现代设计技术和计算机网络技术作为主要的工具。这种设计方法不但可以使得设计的准确度、质量以及效率得到有效提升，而且可以将产品的安全性、经济性以及适用性进行有效结合，进而设计出更加优质以及经济成本更加低的新产品。当前，设计方法和设计技术处于不断更新发展的阶段，可以预测的是，随着现代设计方法在汽车设计中的广泛应用以及其自身的不断完善发展，会使得汽车产品出现新的突破。 现代设计方法在具体的应用过程中具有以下优势：其一，在设计性质上面向功能目标，可以将技术、经济以及社会环境等因素进行综合考虑；其二，在设计进程方面，更加重视设计过程中顺序的模式化；其三，在设计手段上，能够充分利用计算机技术进行自动运算、绘图以及数据的应用管理，进行分工协调工作；其四，在设计方式上，更加注重预测以及信号的分析和创造性之间的相互配合；其五，在设计部署方面，现代设计方法贯穿于整个设计开发的全过程；其六，在设计方法上，能够综合运用多元化的方法在各种条件下实现方案和优化目标。 3现代设计方法在汽车设计中的应用 3.1计算机辅助设计方法 现在的汽车新车车型真正投入试制之前，都会进行许多的图面检查、性能预估和结构分析，这些都是为了更好地提高车型设计的可信度。以上这些工作并不是说说而已，需要对大量的图形设计进行细节对比，还要结合汽车本身的性能、操作简易便捷性，车辆本身的承重以及减少行驶阻力进行分析，使得图形外观符合要求；装配环境研究在新形势下，汽车的装配件越来越多，产品结构越来越复杂，加上目前很多信息还不够完备，需要对不确定的信息进行模糊化处理。微粒群算法就是一种很常用的方法。微粒群算法的由来是通过鸟之间的集体协作从而达到群体之间最优的目的；新形势下的汽车追求美观的同时，更加注重产品性能的好坏，因此在设计产品时应该使其具有高可靠性、低成本的特点。如果采用新一代的计算机辅助设计，能在重点考虑汽车产品设计的创新性、随机性的同时，更加体现高可靠性，能够有效的提升产品的质量。 3.2结构模块化设计 结构模块化设计方法主要是以功能化的产品结构为基础，分解现有的产品，在分解中考虑到各个要素的可行性，从而在早期就能预测到设计中可能会出现的矛盾，提高设计的可行性和可靠性，降低产品的成本。结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。 汽车产品具有品种多、批量少的特点，其生产多采用改装设计的方式。和其它机械产品一样，改装所需的零部件应尽量满足“通用化、标准化、系列化”的要求。即使是自制的异型件，也会根据企业的生产特点自成系列。这就为采用模块化设计奠定了实际基础，如：车架设计就可以划分为标准件库（螺栓、螺母）、总成件库（支撑装置、车轴等）和构件库（直梁式纵梁），设计时根据需要调用的图库来进行总体布置。现代CAD软件也为上述模块化系统提供了实现手段，与外部数据库的接口可以实现对数据的开放型管理，内嵌开发语言可以完成图元的参数化设计，而图形化的界面可以方便用户操作。这样，工程技术人员关注的重点就可以回归到设计本身，而不是适应复杂的计算机操作。 3.3虚拟技术在汽车设计中的应用 虚拟仿真技术是当前科技发展的热门话题，在诸多方面有着广泛的应用，虚拟仿真技术是多种前沿技术交叉形成的新技术，主要包括仿真技术、计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术和网络技术等多种技术的集合交叉。虚拟仿真技术的具体应用主要包括环境模拟、状态感知、人机交互和传感设备等方面。环境模拟是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。状态感知是指理想的虚拟仿真技术应该具有具体应用所需要的感知能力，一般包括视觉感知、听觉感知、触觉感知、力觉感知、运动感知等。人机交互是指用户根据计算机的模拟环境做出相应的动作，同时计算机对用户的输入做出实时响应，形成交互互动的过程。 当前，随着市场经济的更进一步发展，制造业方面也在进行不断更新和改善，传统的产品设计方法由于创新性不足、开发周期比较长、效率比较低同时成本比较高，这些方面所存在的问题已经无法适应日益激烈的市场竞争，而虚拟技术是将产品的设计开发过程转移到计算机中，利用计算机技术进行产品的设计、开发、分析等，同时可以提高设计质量、降低成本，确保产品开发的快速成型，使得企业可以更快地适应市场的变化。 众所周知，虚拟设计是一种新的设计方法，是基于计算机辅助技術和虚拟现实技术开发的。它是强调在实际生产之前，完成产品设计

浅析现代汽车车身设计方法

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/067735281.html, 浅析现代汽车车身设计方法 作者：刘义 来源：《科技资讯》2011年第07期 摘要:针对现代汽车车身的作用及结构特点,分析了车身设计的要求与特点,并论述了基于CAX的现代汽车车身设计方法此方法在汽车设计理念、数学建模中具有快速、高效的特点。 关键词:车身设计汽车外形设计方法 中图分类号:U270 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)03(a)-0105-01 车身是汽车的四大总成之一,随着汽车服务领域的不断扩大和需求日益多样化、个性化车 身设计己后来居上逐渐占据主导地位。据统计,客车轿车和多数专用汽车的车身质量约占整车 质量的40%～60%;货车车身质量约占整车质量的16%～30%;而各车型车身的制造成本占整车的白分比甚至还略高于上述给出的上限值。从节能、节材等儿个方面来看,车身设计的潜力则 更大。 国内外汽车生产的实践充分说明:整车生产能力的发展取决于车身的生产能力;汽车的更新换代在很大程度上也取决于车身;在基本车型达到饱和情况下,只有依赖于车身改型或改装才能打开销的路。传统的汽车车身设计方法的整个过程是基于手工设计完成的、一般分为起步设计与技术工艺设计的两个阶段。整个过程的特点是通过实体、图纸、模型、样板等来表达信息, 需要制作个尺寸油泥模型、样车以及三次风洞试验等阶段;同时需要进行车身原始数据的保留、车身主图板和车身主模型制作。因此,进行优化车身设计改良,不仅可以节约制造物理样机所需要的时间与经费,而且能够获得较最佳的设计力案;同时能够准确快捷的确定、修改设计缺陷,逐步优化设计力案。从源头提高了产品的设计质量,大大缩短了产品的开发周期及费用。 1 车身的作用及结构特点 车身的主要作用是载运乘客或货物,相当于临时住所或流动仓库,是一个受到质量和空间限制的活动建筑物,其详细作用因车而异。就轿车车身而言其作用概括起来有以下5点:(1)实现整车功能;(2)为乘客提供舒适的乘坐环境;(3)为乘客提供安全保护;(4)减少空气阻力;(5)增强轿车的美观性。 车身的特点主要体现在车身的涉及面广、车身材料种类多、车身造型发展迅速等几个方面。车身的结构特点主要在于组成车身外形的各个零部件(即所谓的车身覆盖件)的材料薄、尺寸大、形状复杂且多为自由曲面。 2 对车身设计的要求与特点分析

现代设计方法论文

武汉轻工大学 《现代设计方法》课程结业论文题目：现代设计方法在汽车设计中的应用 姓名 学号 班级 专业 院（系） 2017 年5月21 日

现代设计方法在汽车设计中的应用 宋家鹏 (武汉轻工大学机械工程学院，湖北武汉430070) 摘要：本文在分析汽丰设计方法发展的基础上，重点介绍了汽车设计中有待进一步推广应用的几种现代设计方法和技术。 关键词：现代设计方法;系统工程;模糊分析设计;计算机辅助设计(CAD) 0 引言 现代科学技术的发展对汽车的性能、可靠性、经济性等提出更高的要求同时也为汽车的设计、制造提供了改进和创新的设计方法。据统计，一般汽车的质量和性能有60%-70%取决于汽车设计。因此，在设计新产品时应研究和采用新的设计方法和技术，以适应现代汽车发展的要求。为了寻求保证设计质量、加快设计速度、避免和减少设计失误的方法和措施，引发了“汽车现代设计方法”的研究。 1现代设计和传统设计的比较 传统的设计方法是以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。而现代设计方法则是强调创造性，在注重产品整体功能基础上以现代设计方法和计算机设计为工具的系统设计。这种设计不但可以大大提高设计的质量、精度和效率，而且可以将产品的适应性、经济性、可靠性统一起来，从而高效地设计出性能优良、经济效益显著的新型产品。目前，设计方法和技术正处于不断改善、不断创造的历史时期。可以预见，新的汽车产品将随着现代设计方法、技术和设计科学体系的完善而有新的突破。 2现代设计法的主要内容 现代设计法是在总结传统设计的经验与教训、吸收国外各设计流派的先进内容的基础上,以形态学为分类手段,以方法学为思想指导,具体形成以下十一论: 功能论:现代设计法的宗旨。是保证设计要求功能实现的方法论。 突变论:现代设计法的基石。是设计创新的基础,如创造性设计。 系统论:现代设计工作的前提。进行系统辩识、系统分析,如系统分析法、人机工程等。 信息论:现代设计的依据。进行信号处理,如信息分析法、技术预测法等。 对应论:现代设计的捷径。采用相似、模拟,如相似设计等。 优化论:现代设计的目标。如优化设计等。 智能论;现代设计的核心。发挥人的主动性,使用人工智能,促进设计自动化,如CAD等。 离散论:现代设计的细解。连续体离散求数值解,如有限元和边界元方法。 控制论:现代设计的深化。如动态分析设计法等。 模糊论:现代设计的发展。模糊性定量描述,如模糊综合评判和决策等。 艺术论:现代设计的美感。如造型设计等。

汽车自动变速器新技术的发展趋势

论文（设计）题目：汽车自动变速器新技术的发展趋势 摘要 液力传动于20世纪初发明于欧洲，最初用于船舶制造工业，在第一次世界大战后，便开始应用于陆用车辆。起先，液力传动主要应用于公共汽车，到第二次世界大战期间，又应用在许多军用汽车和专用汽车上。 起初液力传动直接采用船用变矩器。随后美国GM汽车公司采用这种变矩器用于内燃机车，此后，美国开始了ef研制工作，液力传动的研究中心从欧洲移到厂美国，并在美国得到筒反大的发展。作为最初批量生产的液力自动变速器是1938年推出的，它将行星齿轮式变速器与液力偶合器组合．用液压力进行自动变速，是现在自动变速器的原型。1950年期间，汽车液力传动进入一个新阶段，出现了可根据车速和加速踏板位置进行自动换档的自动变速器，此时液力自动变速器已基本定型，近40年自动变速器得到了空前的发展，装有自动变速器的车辆己越来越多，特别是高级轿车基本全部装用电控自动变速器。从发展趋势上来看，自动变速器是采用简单的液力传动与多档机械自动变速器组合，在控制方式上，由于动—半自动—全自动—电子操纵控制系统，并向智能化方向发展，自动变速器的档位数从二速—三速—四速，五速自动变速器也即将出现，问时利用各种方法，扩大与改善液力传动的自动调节性能范围，以实现简化操纵的目的。 关键词：液力传动，变矩器，液力偶合器，行星齿轮式变速器

Abstract Hydraulic transmission in the early 20th century, invented in Europe, initially for the shipbuilding industry after World War I, they began to be used for land use vehicles. At first, the hydraulic transmission is mainly used in the bus, during the Second World War, also used in many military vehicles and special vehicles. At first, direct use of marine hydraulic torque converter transmission. GM U.S. auto companies then use this converter for diesel, then, ef the United States began development work, hydraulic transmission plant research center to move from Europe to the United States, and in the United States against big development by tube. As the first mass-produced hydraulic automatic transmission is introduced in 1938, it will planetary gear transmission combined with fluid couplings. Fluid pressure with automatic transmission, automatic transmission is now the prototype. During 1950, cars entering a new phase of hydraulic transmission, there may be under the accelerator pedal position and vehicle speed automatic transmission automatic transmission, automatic transmission fluid at this time have been in shape, automatic transmission, nearly 40 years has been unprecedented development , equipped with automatic transmission has been more and more vehicles, especially all the basic equipment limousine automatic transmission power control. From the development trend point of view, automatic transmission is the use of a simple hydraulic transmission and multi-file combination of mechanical automatic transmission, the control, due to moving - Semi - Automatic - Electronic Steering Control System, to the intelligent direction, automatic transmission the number of stalls from the two-speed - three-speed - four speed, five-speed automatic transmission is also about to appear, asked when the use of various methods to expand and improve the performance of hydraulic transmission range of the automatic adjustment in order to achieve the purpose of simplifying manipulation. Key words:hydraulic transmission, torque converter, fluid coupling, planetary gear transmission

机械式变速器

手动变速器的初步设计 设计要求 本设计的目的是设计一台用于5t中型载货汽车上的FR式的手动变速器。根据货车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。

具体设计方案 一机械式变速器方案的确定 1.变速器传动机构的结构分析与型式选择 中间轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用，对比如下表。

因为设计的汽车采用发动机前置，后轮驱动，因此这里选择中间轴式变速器。下面是几种常用的布置方案。 图1-1 中间轴式六档变速器传动方案 以上各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以用同步器或啮合套来实现。同一变速器中，有的档位用同步器换档，有的档位用啮合套换档，那么一定是档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。 2.倒档传动方案 下面是几种常用的倒档布置方案图 图1-2变速器倒档传动方案

图1-2为常见的倒挡布置方案。上表是对相关常用倒档方案的分析，本设计采用图1-2f所示的传动方案。 3．变速器主要零件结构的方案分析 1.齿轮型式 斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，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，即除一档外，均采用斜齿轮传动。 2.换档结构型式 换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种。

电动汽车自动变速器设计研究

电动汽车自动变速器设计研究 时间:2011-04-30 14:39来源:南昌大学机电工程学院作者:黄菊花等点击: 次 本文首先简述了常见自动变速器的结构原理和优缺点，结合电动汽车电机特性和双离合器自动变速器的优点，提出将两挡双离合器自动变速器应用于电动汽车。 0引言 电动汽车以可再生清洁的电能为动力，克服了传统内燃机汽车的环境污染和资源短缺问题；电动汽车牵引电机相对传统内燃机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。然而固定速比减速器仅有一个挡位，使得电动汽车电机常处在低效率区域，既浪费宝贵电池能量而使续驶里程减少，又提高了对牵引电机的要求。电动汽车牵引电机既要在恒转矩区提供较高瞬时转矩，又要在恒功率区提供较高运行速度，才能满足车辆的高速、爬坡和加速等整车性能要求。为使电动汽车发挥其优越性，并降低电动汽车对动力电池和牵引电机要求，电动汽车传动系统应多挡化。 手动变速器换挡操纵复杂以及换挡过程中需要切断动力源影响电动汽车的驾驶性能和舒适性。自动变速是车辆变速发展趋势，自动变速器相对手动变速器具有较高整车的安全性、舒适性等性能。基于平行轴式手动变速器的双离合器自动变速器，不仅继承了手动变速器传动效率高、结构紧凑、价格便宜等许多优点；同时还解决了换挡动力中断问题，也保留了液力自动变速器、无级自动变速器等换档品质好的优点。因此电动汽车采用两挡双离合器自动变速器具有更好的整车性能。 1电动汽车自动变速器结构原理 1.1系统结构原理图 图1 所示为两挡双离合器自动变速器系统结构原理图，它以变速器电控单元为中心，接收制动踏板、选择开关、加速踏板等传感器获知的信号，同时可以利用CAN 总线技术接收来自整车控制器的信号，如车速、电机转速等信号。变速器电控单元采集当前路况信息，通过一定的换挡规律发出信号指令，控制离合器执行机构操纵离合器的分离与结合等动作。

中间轴式变速器课程设计

第一章变速器传动机构布置方案 1.1变速器传动方案的选择与分析 机械式变速器具有结构简单、传动效率高、制造成本底和工作可靠等优点，故在不同形式的汽车上得到广泛应用。变速器传动方案分析与选择机械式变速器传动机构布置方案主要有两种：两轴式变速器和中间轴式变速器。 其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上。与中间轴式变速器相比，它具有轴和轴承数少，结构简单、轮廓尺寸小、易布置等优点。此外，各中间档因只经一对齿轮传递动，故传动效率高，同时噪声小。但两轴式变速器不能设置直接档，所以在工作时齿轮和轴承均承载，工作噪声增大且易损坏，受结构限制其一档速比不能设计的很大。其特点是：变速器输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，发动机纵置时直接输出动力。 而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汽车上。其特点是：变速器一轴后端与常啮合齿轮做成一体绝大多数方案的第二轴与一轴在同一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档，使用直接档变速器齿轮和轴承及中间轴不承载，此时噪声低，齿轮、轴承的磨损减少。 对不同类型的汽车，具有不同的传动系档位数，其原因在于它们的使用条件不同、对整车性能要求不同、汽车本身的比功率不同[5]。而传动系的档位数与汽车的动力性、燃油经济性有着密切的联系。就动力性而言，档位数多，增加了发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了汽车的加速和爬坡能力。就燃油经济性而言，档位数多，增加了发动机在低燃油消耗率区下作的能力，降低了油耗。从而能提高汽车生产率，降低运输成木。不过，增加档数会使变速器机构复杂和质量增加，轴向尺寸增大、成本提高、操纵复杂。 综上所述，由于此次设计的汽车为：中间轴式五档（五档为直接档）商用车 1.2 倒档方案的确定 倒档布置选择方案适用于全部齿轮均为常啮合的齿轮，换挡轻便。如下图

现代汽车设计方法概论

现代汽车设计方法概论 计算机学院 张洋 10061089 2012年4月23日

一、汽车概述 1、汽车工业的发展 汽车诞生于德国、成长于法国、成熟于美国、发展于欧洲、挑战于日本。 1886年德国人奔茨和戴姆勒发明了汽车后，在欧洲出现了一些生产汽车的公司。最早成立的汽车公司有德国的奔驰公司、戴母勒公司、法国的标致公司、雷诺公司、英国的奥斯汀公司、意大利的菲亚特公司等，欧洲是汽车工业的摇篮。德国人发明了汽车，而促进汽车发展的是法国人。 1891年法国人阿尔芒?标致对汽车结构进行了重新设计：发动机前置，后轮驱动，脱离了马车式的设计思路，奠定了传动系的基本构造，汽车制造也从德国移向了法国。但手工生产，追求豪华，成本高，限制了汽车工业的发展。 ●第一次变革（成熟于美国） 1903年，亨利?福特汽车公司成立。1908年推出了大众化的T型车，使家庭轿车的梦想成为现实，在长达20年的T型车生产期间，T型车被称为“运载整个世界”的工具。 1913年福特汽车公司在汽车城底特律市建成了世界上第一条汽车装配流水线，使T 型车成为大批量生产的开端，1915年，福特汽车公司的产量占美国各公司总产量的70％，而德、英、法等欧洲各国的汽车总产量也不过是美国汽车产量的5％。 1908年美国通用汽车公司成立。由于亨利?福特不注重T型车的改进，使其显得单调、简陋。1927年带有豪华饰件的通用公司的雪佛兰型汽车赢得了人们的普遍欢迎，击败了独霸世界汽车市场20年的福特T型汽车，使其最终退出了汽车舞台。 ●第二次变革（发展于欧洲） 欧洲人不甘心美国汽车一统天下，但又无法在规模和价格上与美国竞争，因此，采用了： 1、品种多样化 利用自己的技术优势，针对美国车型单一、体积庞大、油耗高等弱点开发了多姿多彩的新产品，如发动机前置前驱动，发动机后置后驱动，承载式车身，微型节油车等，尽量适应不同的道路条件、个人爱好等要求，与美国汽车公司抗衡。

汽车设计之机械变速器复习题

汽车设计之机械变速器复习题

第三章机械式变速器设计 一、学习目的和要求 1、掌握机械式变速器结构，工作原理及 功用； 2、熟练掌握机械式变速器设计时的基本 要求； 3、熟练掌握两轴式变速器与中间轴式变 速器的特点，特别是不能实现的方案 形式。 3、熟练掌握变速器主要参数的概念，以 及变速器各档位分配计算（传动比范 围，各档位传动比分配，各档位齿轮 齿数等）； 4、熟练掌握变速器齿轮参数的确定原则 与方法（不同车型、不同档位在应用 时的不同要求）； 5、掌握变速器换挡方式及其特点； 6、熟练掌握中间轴式变速器的齿轮螺旋 方向及螺旋角应满足的要求. 二、课程内容和考核方法 1、机械式变速器的结构、功用及设计要 求（选择，简答）

2、两轴式变速器与中间轴式变速器结构 特点（选择） 3、变速器参数选择原则及计算（术语， 选择，判断改错，简答，综合计算应 用） 4、变速器换挡方式及特点（填空、判断 改错，简答） 5、齿轮参数选择的原则与方法（简答， 选择，填空，判断改错，综合计算应 用） 6、中间轴式变速器中间轴齿轮螺旋角方 向及大小的选择原则与方法（选择、 简答、填空、判断改错）； 7、机械式变速器与自动变速器比较，传 动效率的高低. 三、章节练习题 1、教材练习题3-1,3-2,3-3. 2、中间轴式变速器的中间轴上各齿轮的 螺旋角与第一轴、第二轴的齿轮螺旋 角方向与大小如何确定？中间轴上同 时工作的两对齿轮的螺旋角满足什么 关系才能保证中间轴上的轴向力平

衡？ 3、给定一个变速器简图（见教材图3-1， 图3-2，图3-3，图3-4），请指出其 形式与特点？ 4、给定变速器简图（见教材图3-18），计 算各档位传动比分配及各档位齿轮齿 数？并根据不同简图举一反三。 5、齿轮模数与节圆直径、齿轮齿数的关 系？调整哪些齿轮参数可以实现配凑 中心距？如何调整？ 6、齿轮模数、压力角对齿轮的弯曲强度、 接触强度以及啮合噪声有何影响？这 些参数的选择条件和原则是什么？ 7、变速器的换挡形式及其特点是什么？ 四、历年试题 （1）单选题 1．两轴式变速器有结构简单、轮廓尺寸小、布置方便、中间挡位传动效率高和噪声低等优点，多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，【】在两轴式变速器中没有采用。【C】A．变速器输出轴与主减速器主动齿轮可做成一体

现代设计方法在汽车设计中的运用.

现代设计方法在汽车设计中的运用 1关于现代设计方法含义的简要阐述 据实践调查发现，与以往传统设计方法相较来说，现代设计方法具备鲜明层次特点。例如：以往传统汽车设计只能通过数学理论和动力系数获得最终设计方案，而现代设计方法可借助最先进电子设备, 准确找出设计期间存在的问题，进而利用计算机软件将其有效解决。随着社会经济的不断发展，越来越多先进电子设备开始应用到汽车设计中，通过对变速器和发动机的精准管控，不仅能极大简化汽车设计难度，还能尽可能在最短时间内提出一个相对完善设计方案［2］。经过反复实践CAD软件应用己逐渐趋于成熟化，拥有较多数据库，如汽车设计零件，甚至是较健全系统，在汽车设计过程中可根据自身实际需求选择恰当零件，借此极大缩短汽车设计时间。由此可知，将现代设计方法应用到汽车设计中不仅能缩短设计期限，提高汽车设计工作效率，确保设计具备适应性和经济性优势，还能确保设计完成的汽车更加满足汽车市场需求，推动我国汽车行业朝更好方向前进。 2现代设计方法在汽车设计中的具体应用 1）人机工程应用。通常可将该方面内容分为两点进行阐述。第一，汽车座持设计。在进行汽车造型设计时出现频率最高的便是座椅近似弧而设计形式，往往该种设计可对人体起到良好支撐作用，尤其是身体两侧和大腿部分。人体头部则可保证颈椎呈现自然放置状态, 避免因长时间停留对颈椎带来不利威胁。汽车结构设计期间应确保满足以下原则：①汽车座椅尺寸大小应根据人体尺寸严格把握，主要将舒适性放在首位；

②汽车座椅应具备调节功能，便于满足不同类型人乘坐需求；③根据座椅分布不均匀原则，可在座椅设计时重点考虑到人体背部和腰部支撑科学性。同时汽车座椅设计时还要保证位置和形状充分满足两个支撑点要求，其中一个支撐点设置在距离人体第4~5胸椎高度上，通常为肩靠，而第二个支撐点则需设置在腰部位置，通常为腰靠。其中肩靠设计可很好缓解乘坐人的颈椎压力，腰靠则能保证人体在正确坐姿情况下腰部曲线不发生任何变形情况，并且汽车座椅的采购选择还应尽可能具备无DU、耐用及阻燃等优势，因座椅材料是汽车的主要减震元件，所以为确保乘坐人员感受到舒适性应选择适宜靠背或是坐垫，进而为汽车操作舒适性提供良好保证，可为驾驶人员提供广阔视野范围。另外还应为汽车脚踏板等操作元件提供充足操作范围，进而便于更好满足其提出的便利性要求［2］。第二, 汽车设计过程中，方向盘大多都为圆盘形状，很符合人们的常规性使用习惯，直径大小在19mm?27mm之间，并且圆形盘还具备结构简单，工艺性能较佳及适应性较强等特点。同时方向盘上还包括众多使用功能，如车载电话、音响控制等，不仅能使驾驶人员在手不离开方向盘基础上顺利完成驾驶任务，还能避免因驾驶分心出现安全事故隐患。可能对汽车设计方向盘设置产生影响的三大要素如下：①汽车坐垫表面和方向盘之间的最短距离；②汽车方向盘最边缘位置到人体中心的最短距离；③方向盘最下边缘到人体大腿中心和汽车座椅靠背的最短距离等。2）虚拟技术应用。虚拟技术主要是指在进行汽车产品设计时, 确保整个 设计流程都能以计算机虚拟形式展现出来，进而能在计算机设备上实现 产品设计工作。例如：借助计算机技术可将汽车外观、形状及颜色等设 计完成，随后再利用计算机模拟手段选择合理汽车零件和设施设备，最

现代设计方法

NANCHANG UNIVERSITY 2015-2016第一学期 课程名称：现代设计方法 教师：毛志伟副教授 学院：机电工程学院 班级：材料加工工程2015级姓名：徐涛 学号：405906315025

现代设计方法与工程设计 摘要：工程设计是人类有目的的智力劳动之一,为具体的生产实践服务。理论与实现方法的先进程度直接决定了设计方法的应用与发展。在对工程设计发展历程进行必要阐述的基础上，系统论述了快速响应设计与并行设计的特点及关健技术;特别是该类方法所体现的先进性,代表了现代设计方法的发展趁势。 关键词：现代设计方法；发展趋势，特点 Modern design method and engineering design Abstract:Engineering design is one of the purpose of human intelligence, for the specific production practice service. The theory and realization method of the advanced level directly determines the design method's application and development. In the course of development of engineering design describes the necessary foundation, this paper discusses the design and concurrent design characteristics and key techniques of quick response, especially embodied in this method is advanced, which represents the trend of modern design method. Keyword:Modern design method;development trend;characteristic

变速器设计文献综述

变速器设计文献综述

变速器设计文献综述 摘要：车辆的变速器很大程度上影响着车辆行驶的经济性、动力性、驾乘舒适性，是车辆最重要的部件之一。本文分析了国内外变速器产业的发展状况，介绍了国内外先进的变速器设计方法、科学的开发流程等，还根据我国变速器产业的发展现状提出了一些问题，并且对变速器产业的发展提出了一些合理的建议。 关键词：变速器，科学开发流程、先进设计方法 一.变速器研究意义 变速器是伴随汽车出现的产物，是组成一辆汽车的必需品，而变速器设计更是汽车设计中最重要的环节之一。变速器的作用是用来改变传动比，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足不同的行驶要求。在不同的行驶条件下，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化，而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，扭矩变化范围更不可能满足实际路况需要，而变速器能做到在大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。因此,变速器的性能直接影响到汽车行驶性能。随着技术进步,变速器在最基本的传动功能之外，也在实现越来越多的功能，例如实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要; 中断动力传递，在发动机能够怠速运转，汽车换档或需要停车时，中断向驱动轮的动力传递; 实现空档，当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。由此可见，研究变速器对汽车产业发展具有十分重大的意义。

二.国内外变速器使用的现状 在欧洲市场上，原本手动变速器占据的绝大部分的市场,在不断被自动变速器侵占。例如在西欧，2005年生产的装配有自动变速器的汽车占汽车总量的23%。而10年前，这个数字仅为13%。可见自动变速器正在成为市场的主流。在中国市场上，配备自动变速器也已经成为车用变速器的重要趋势。然而，在自动变速器方面，由于其新工艺、新技术和设计原理与传统手动变速器有比较大的差异，导致国内厂家在自动变速器的研发上与国际先进水平存在较大差距，即使向国外厂商寻求技术帮助，他们也不约而同地对国内厂家进行了技术封锁，这导致我国的自动变速器相比国外产品性能低下，需要大量依赖进口。据统计，进口产品占我国自动变速器市场的78%。而在手动变速器方面，经过长时间的发展，设计原理和生产工艺等都较为成熟，技术难度也相对较低，因此我国通过引进国外先进技术，消化吸收并自主创新，能做到自主生产，基本满足了本土车辆厂商的生产需要。可以预见的是，未来汽车变速器的市场将以自动变速器为主，发展和掌握高端自动变速器制造技术是追赶世界变速器制造技术的重要途径。而优先开发手自一体变速器在技术上可以延续我国在手动变速箱上积累的经验，更有利于我国变速器产业的发展。 三. 国外变速器先进的设计方法 近10年以来，我国变速器产业特别重视新产品的开发研制，无论是从人力物力的投入，还是资金的投入，都是非常巨大的。

机械式变速器设计例题

机械式变速器设计例题 例题 1、已知一汽车变速器尺寸参数如下图。 当车载总重 79000N ,轮胎自由外径 1、014 米 ,发动机最大扭矩 326N · m ,主传动比 7、63 ,传动系机械效率 0、89 ,最大道路阻力系数 0、372 时,试求该变速器各前进档之传动比。(注意:超速档传动比在 0、7~0、8 范围内选定) 解:由图可知i =1,i <1 i 应保证汽车能克服最大道路阻力系数,故有: 79000X0、372X1、014/2=326X i X7、63X0、89 i =6、73 根据汽车理论,中间档传动比按照等比级数分配 i = i g11/3=6、731/3=1、888, i =1、8882=3、56 i 可预选0、75 2、根据上面确定的传动比 i 、 i 、 i 、 i 、 i ,设图中常啮齿轮 1 、 2 、 7 、 8 、 9 、 10 用斜齿轮,其法向模数 mn = 3、75 ,螺旋角

β=25051’24”;齿轮 3 、 4 、 5 、 6 用直齿轮,端面模数 m=4、0 ,试决定各齿轮的齿数,并由此得出各前进档的实际传动比。 解:z1+z2=2Acosβ/ mn=64…………、(1) z4+z3=2A/m=66、7≈67 Z3=12~17,取Z3=12,则Z4=55 i =Z2XZ4/(Z1XZ3)=6、73 得到 Z2/Z1=1、468 ………………………、(2) 解(1) (2)得Z1=26,Z2=38 同理 i = Z2XZ6/(Z1XZ5)=3、56 即 Z6/Z5=2、436…………、(3) Z5+Z6=67……………………………………………………………………………、、(4) 解(3 )(4)得 Z5=20,Z6=47 i = Z2XZ8/(Z1XZ7)=1、888,即 Z8/Z7=1、29…………………、、、(5) z8+z7=2Acosβ/ mn=64 (6) 解(5 )(6)得Z7=28,Z8=36 i = Z2XZ10/(Z1XZ9)=0、75,即 Z10/Z9=0、51…………………、、(7) z10+z9=2Acosβ/ mn=64 (8) 解(8 )(7)得z9=42,Z10=22 实际传动比: i =Z2XZ4/(Z1XZ3)=6、7 i = Z2XZ6/(Z1XZ5)=3、43 i = Z2XZ8/(Z1XZ7)=1、88 i = Z2XZ10/(Z1XZ9)=0、77 i =1 3、计算齿数最少最薄弱的齿轮的轮齿强度。 略 4、下图为一组合式变速器,I为主变速器,有四个前进档,II为副变速器,有两个档,图中轴2为输入轴,轴15为输出轴,轴13为辅助动力输出,如给自卸车举升机构提供动力,轴3与轴14就是空套的,没有刚性连接,齿轮8与齿轮18就是常啮合的。若主变速器的四个前进档的传动比为1-i-i2-i3,其中i>1,副变 速器传动比为:1-i4,请解答以下问题: （1）包括倒档在内,总共可以得到多少个档位？ （2）按照从低速档(传动比较大)到高速档(传动比较小)的顺序说明各档位的传动路线;