变速箱的仿真设计与分析

摘要

计算机性能的飞速提高和虚拟样机仿真技术的迅速发展及CAD/CAE/CAM在汽车产品设计开发中的广泛采用，为变速箱技术的深入研究提供了必要的条件。ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学仿真分析软件。本文基于ADAMS软件，对变速箱动力学虚拟样机模型进行了仿真分析。从而能为用户提供从产品概念设计、方案论证、详细设计到产品方案修改、优化、实验规划甚至故障诊断各阶段、全方位、高精度的仿真计算分析结果，从而达到缩短产品开发周期、减低开发成本、提高产品质量及竞争力的目的。

首先对某型变速箱的工作原理、类型、发展及现状等进行了阐述；简要介绍了多体系统动力学的理论基础，对大型多体系统动力学仿真软件ADAMS进行了详细介绍。并在对ADAMS 软件熟悉的基础上对变速箱动力学虚拟样机模型进行了仿真分析。

关键词：变速箱ADAMS虚拟样机仿真分析

浙江工业大学成教毕业论文

目录

第1章绪论 ....................................................................................................................................................... - 1 -

1.1 变速箱简介 .............................................................................................................................................. - 1 -

1.1.1 变速箱工作原理 ....................................................................................................................... - 1 -

1.1.2 变速箱的类型 ........................................................................................................................... - 1 -

1.1.3 变速箱的关键部件 ................................................................................................................... - 2 -

1.2 本文研究的主要内容和目的意义 .......................................................................................................... - 2 -第2章多体系统动力学研究的理论基础 ....................................................................................................... - 3 -

2.1 多体系统动力学简介 .............................................................................................................................. - 3 -

2.1.1 多体系统动力学的研究方法 ..................................................................................................... - 3 -

2.1.2 多体系统动力学在汽车动力学分析中的应用.......................................................................... - 4 -

2.2 虚拟样机技术 .......................................................................................................................................... - 4 -

2.3 机械系统动力学仿真分析软件ADAMS ............................................................................................... - 4 -

2.3.1 ADAMS 软件简介 ......................................................................................................................... - 4 -

2.3.2 ADAMS 软件的特点 ................................................................................................................... - 5 -

2.3.3 ADAMS 软件模块简介 ................................................................................................................. - 5 -

2.3.4 ADAMS分析软件的计算方法 ...................................................................................................... - 6 -第3章虚拟样机仿真模型的建立 ................................................................................................................. - 10 -

3.1 应用Pro/E软件对变速箱模型进行结构分析 ..................................................................................... - 11 -

3.2 基于ADAMS软件建立变速箱虚拟样机模型 .................................................................................. - 14 -

3.3 对变速箱虚拟样机模型的动力学仿真分析......................................................................................... - 15 -

3.4 仿真结果分析 ........................................................................................................................................ - 16 -第4章全文总结 ............................................................................................................................................. - 16 -参考文献 ............................................................................................................................................................... - 17 -

第1章绪论

1.1 变速箱简介

变速箱是各类机械传动系统中常用的传动装置，因其结构紧凑，传动效率高，传递扭矩大，且传动比准确，在各类机械中得到了广泛的应用。

1.1.1 变速箱工作原理

变速器是汽车传动系中最主要的部件之一。

机械式变速箱主要应用了齿轮传动的降速原理。简单的说，变速箱内有多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶时的换档行为，也就是通过操纵机构使变速箱内不同的齿轮副工作。如在低速时，让传动比大的齿轮副工作，而在高速时，让传动比小的齿轮副工作。

变速器的功用是：

（1）在较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

由于汽车行驶条件不同，要求汽车行驶速度和驱动扭矩能在很大范围内变化。例如在高速路上车速应能达到100km/h，而在市区内，车速常在50km/h左右。空车在平直的公路上行驶时，行驶阻力很小，则当满载上坡时，行驶阻力便很大。而汽车发动机的特性是转速变化范围较小，而转矩变化范围更不能满足实际路况需要。

（2）实现倒车行驶

汽车发动机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而汽车有时需要能倒退行驶，因此，往往利用变速箱中设置的倒档来实现汽车倒车行驶。

（3）实现空档

当离合器接合时，变速箱可以不输出动力。例如可以保证驾驶员在发动机不熄火时松开离合器踏板离开驾驶员座位。

1.1.2 变速箱的类型

（1）按传动比变化方式来：

其为有级式变速器——是目前使用最广的一种。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。

按所用轮系型式不同，有轴线固定式变速器（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3－5个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合式变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。

（2）按操纵方式来分：

其为强制操纵式变速器——是靠驾驶员直接操纵变速杆换档。

1.1.3 变速箱的关键部件

变速箱由变速传动机构和变速操纵机构两部分组成。变速传动机构的主要作用是改变转矩和转速的数值和方向；操纵机构的主要作用是控制传动机构，实现变速器传动比的变换，即实现换档，以达到变速变矩。

同步器作为汽车变速箱构成的关键部件，其性能对降低换挡结合的冲击和噪音、减小换挡力和换挡时间、提高换挡的平顺性和变速箱的寿命具有重要意义。

1.2 变速箱的发展及研究现状

在汽车变速箱100多年的历史中，主要经历了从手动到自动的发展过程。目前世界上使用最多的汽车自动变速器为MT手动式变速箱、AT液力自动变速器、AMT电子控制机械式自动变速器、CVT金属带式无级自动变速器四种型式;目前对变速箱的研究有利用EMD方法对比变速箱进行故障信号处理；采用车辆变速箱CAD/CAE系统来对变速箱进行优化设计；采用ANSYS 软件对变速箱进行热平衡试验, 测试变速箱各排挡外壁的温度分布。通过记录变速箱各行星排外壁温度变化，来判断变速箱整体在各挡位下的发热和传热情况。最后，对比仿真和实验测试的变速箱外壁温度分布和油温情况，分析判断仿真结果的真实性和有效性。

1.3 本文研究的主要内容和目的意义

主要内容：

（1）简要地介绍了变速箱的工作原理和详细地阐述了其功用、特点、结构形式及类型；

（2）简单的介绍了多体系统动力学的研究现状、研究方法，介绍了多体系统动力学软件（ADAMS）的基本理论和计算方法；

（3）应用Pro/E 建立变速箱各主要部件的三维实体模型，获得变速箱仿真所需要的数据；

（4）建立了变速箱虚拟样机模型；

（5）在ADAMS/View 里进行模型的动力性分析。

目的意义：

（1）通过试验初步验证了变速箱虚拟样机与真实变速箱实验的一致性，可以用本文所建立的变速箱虚拟样机来代替实物样机对其进行试验；

（2）为传动系统的仿真分析提供了一种新的思路，应用多体系统动力学虚拟分析软件ADAMS 建立变速箱模型，进行了变速箱动力学的仿真分析，与试验结果的比较，验证模型的可靠性，为今后对变速箱故障进行疲劳寿命及结构优化分析提供载荷数据。

第2章多体系统动力学研究的理论基础

2.1 多体系统动力学简介

多体系统是指由多个物体通过运动副连接的复杂机械系统。多体系统动力学是研究多体系统（一般由若干个柔性和刚性物体相互连接所组成）运动规律的科学[1]。它是在近 30 年来在经典力学基础上发展起来的专门解决复杂机械系统的运动学和动力学问题的新的学科分支，与车辆设计、航天器控制、机器人学、机械动力学等领域密切相关，根本目的是应用计算机技术进行复杂机械系统的动力学分析与仿真。它的发展经历了多刚体系统动力学和计算系统动力学两个发展阶段，目前已趋于成熟。

2.1.1 多体系统动力学的研究方法

分析由多个刚体组成的机械系统，原则上可采用传统的经典力学方法，即以牛顿-欧拉方程为代表的矢量力学方法，但随着组成机械系统的刚体数目的增多，刚体之间的联系状况和约束方式就会变得极其复杂，绞约束力的出现会使未知变量的数目显著增加。采用以拉格朗日方程为代表的分析力学方法可以避免出现不作功的绞的理想约束反力，使未知变量的数目减少到最低程度；但随着刚体数和自由度的增多，动能和势能函数的项数会急剧扩张，求导数的计算工作量庞大，求导过程繁琐枯燥且容易出错，尤其是若采用传统的独立的拉格日广义坐标，在建立系统的动力学方程时会变得非常困难[2]。

1966 年罗伯森（Roberson）和维滕堡（Wittenburg）创造性地把图论引入多刚体系统动力学，使这个学科分支跨入新阶段。另外，美国的凯恩和苏联的波波夫等人先后提出了各自的方法来解决这些复杂系统的动力学问题。多刚体系统动力学中有下述几种研究方法：(1)图论方法；(2)凯恩方法；(3)旋量方法；(4)最大数量坐标法；(5)变分方法。方法虽各不相同，但它们的共同点是采用程式化的方法，利用计算机解决复杂力学系统的分析与综合问题，这给多刚体系统动力学理论带来了很多优点[3]：

适用对象广泛。由于多刚体系统动力学是由计算机按程式化方法自动建模和分析，并且只要输入少量信息就可以对多种结构及多种联接方式的系统进行计算，因此其通用性强，同一程序可对各类复杂系统进行分析；

可计算大位移运动。多刚体系统动力学的公式推导是建立在有限位移基础上的，因此既可做力学系统微幅振动的分析，又可做系统大位移运动分析，这更符合系统的实际运动状况，并且给研究非线性问题带来很大方便，能够使计算结果更精确；

模型精度高。多刚体系统动力学的数学模型可由计算机自动生成，不必考虑推导公式的难易程度。所以不但适用于较简单的平面模型，而且更适用于复杂的三维空间模型。

2.1.2 多体系统动力学在汽车动力学分析中的应用

多体动力学应用于汽车设计，并借以计算机仿真实现，是一项前沿技术。随着其理论研究的逐步深入，计算方法的日渐成熟以及计算机技术的迅猛发展，这门科学开始走向实用。

汽车本身是一个复杂的多体系统，外界载荷的作用更加复杂，加上人-车-环境的相互作用，给汽车系统动力学研究带来了很大困难。过去的许多情况下，不得不把模型简化（如单自由度，双自由度模型），以便使用古典力学方法人工求解，对于汽车振动系统中大多数非线性原件（如轮胎，变刚度悬架，橡胶衬套等）也只能采用简易算法进行局部线性模拟，从而导致车辆的许多重要特性无法得到较精确的定量分析。现在，理论方法与计算手段的突破，力学模型由线性模型发展到非线性模型，模型的自由度由两自由度发展到数十个甚至数百个自由度。模拟计算由稳态响应特性模拟发展到瞬态响应特性和转弯制动模拟研究。由车辆环境构成的开环控制系统也被具有驾驶员神经网络模型的闭环控制系统取代。研究分析的范围包括：运动分析、静态（准静态）分析、动态分析、灵敏度分析等。总之对于复杂的汽车系统来说，多体动力学方法是一种高效率，高精度的分析方法。

2.2 虚拟样机技术

机械工程中的虚拟样机技术又称为机械系统动态仿真技术，是国际上20世纪80年代随着计算机技术的发展而迅速发展起来的一项计算机辅助工程（CAE）技术。工程师在计算机上建立样机模型，对模型进行各种动态性能分析，然后改进样机设计方案，用数字化形式代替传统的实物样机实验。运用虚拟样机技术，可以大大简化机械产品的设计开发过程，大幅度缩短产品开发周期，大量减少产品开发费用和成本，明显提高产品质量，提高产品的系统级性能，获得最优化和创新的设计产品[4]。

2.3 机械系统动力学仿真分析软件ADAMS

2.3.1 ADAMS 软件简介

机械系统分析软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical System）软件，是由美国机械动力公司（Mechanical Dynamics Inc.）开发的最优秀的机械系统动态仿真软件，是目前世界上最具权威性的，使用范围最广的机械系统动力学仿真分析软件[5]。ADAMS软件是美国学者蔡斯（Chace）等人利用多刚体动力学理论，选取系统内每个刚体的质心在惯性参考系中的三个直角坐标和反映刚体方位的欧拉角为广义坐标编制的计算程序。ADAMS软件中应用了吉尔（Gear）等解决刚性积分问题的算法，并采用稀疏矩阵技术提高了计算效率。

ADAMS 软件采用模拟样机技术，将多体动力学的建模方法与大位移、非线性分析求解功

能相结合，并提供与其它CAE 软件如控制分析软件Matrix，有限元分析软件NASTRAN 等的集成模块扩展设计手段。用户利用ADAMS软件可以建立和测试虚拟样机，实现在计算机上仿真分析复杂机械系统的运动性能[6]。目前ADAMS软件在汽车、航天等领域得到广泛的应用。

ADAMS使用交互式图形环境和部件库、约束库、力库，用堆积木式的方法建立三维机械系统参数化模型，并通过对其运动性能的仿真分析和比较来研究“虚拟样机”可供选择的设计方案。ADAMS仿真可用于估计机械系统性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的载荷输入。利用ADAMS 软件，用户可以快速、方便地创建完全参数化的机械系统几何模型。该模型可以是在ADAMS 软件中直接建造的简化几何模型，也可以是从其它CAD 软件中传过来的造型逼真的几何模型；然后，在几何模型上施加力/力矩和运动激励；最后执行一组与实际状况十分接近的运动仿真测试，得到实际机械系统工作过程的运动仿真。

2.3.2 ADAMS 软件的特点

ADAMS一方面是机械系统动态仿真的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟样机进行静力学、运动学、动力学分析。另一方面，又是机械系统动态仿真分析的二次开发工具平台[7]，具体地说,ADAMS软件具有如下特点：

（1）ADAMS 具有先进的数值分析技术和强有力的求解器，其动力学数值积分有极强的适应性，积分步长和输出步长无关，用户可以成功地进行高频输出。

（2）分析类型包括运动学、静力学、准静力学、动力学分析。其静平衡法包括多种级别积分，因此当一种积分方法失效后，软件就自动开始进行第二次积分。解算器可以处理病态矩阵。

（3）具有二维和三维建模能力。

（4）具有五十多种联结副、力和运动发生器组成的库。

（5）具有组装、分析和动态显示不同模型或同一模型的某一变化过程。

（6）具有开发式结构，允许用户集成自己的子程序。

（7）具有一个强大的函数库，供用户自定义力和运动发生器。

（8）有限元载荷的输出接口，ADAMS 运动时，刚体和柔性体模型的载荷都可直接输出ANSYS、NASTRAN 或ABAQUS 兼容的格式。

（9）表面接触功能可自动检测接触是否发生并作出响应。

（10）通过采用全局定位图识别过约束系统，功能更强，精度更高。

2.3.3 ADAMS 软件模块简介

ADAMS 软件由核心模块、扩展模块、专业模块、接口模块、工具箱模块等组成，用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析。其核心模块的具体介绍：

ADAMS/View（用户界面模块）提供了一个直接面向用户的基本操作对话环境和虚拟样机分析的前处理功能，其中包括样机的建模和各种建模工具，样机模型数据的输入与编辑，与求解器和后处理等程序的自动连接，虚拟样机分析参数的设置，各种数据的输入和输出，同其他应用程序的接口等。完成样机分析的准备工作以后，ADAMS/View程序可以自动调用ADAMS/Solver模块，求解样机模型的静力学，运动学或动力学问题，完成仿真分析以后再自动的返回ADAMS/View 操作界面。

ADAMS/Solver（求解器模块）是求解机械系统运动和动力学问题的程序。该软件自动形成机械系统模型的动力学方程，提供静力学、运动学和动力学的求解结果。ADAMS / Solver 有各种建.模和求解选项，以便精确有效地解决各种工程应用问题。它可以对刚体和弹性体进行仿真研究。为了进行有限元分析和控制系统研究，除了满足用户输出位移、速度、加速度和力等的要求外，还可以输出用户自己定义的数据。可以通过运动副、运动激励、高副接触、用户定义的子程序等添加不同的约束，同时可以求解运动副之间的作用力和反作用力，或施加单点外力。ADAMS/Solver支持变步长和定步长积分，并提供大量的求解参数选项供用户进一步调试解算器，以改进求解的效率和精度;也支持使用子程序，定制用户自己的解算程序。完成样机分析的准备工作以后，ADAMS/View程序可以自动地调用ADAMS /Solver模块，求解样机模型的静力学、运动学或动力学问题，完成仿真分析以后再自动地返回ADAMS / View操作界面。因此，一般用户可以将ADAMS/Solver的操作视为一个“黑匣子”，只需熟悉ADAMS / View的操作，即可完成建模和整个分析过程。

ADAMS/PostProcessor（后处理模块）模块具有相当强的后处理功能，通过调用后处理模块ADAMS/PostProcessor, ADAMS可以来完成仿真分析结果的后处理。它可以回放仿真结果，也可以绘制各种分析曲线；可以输入试验数据绘制试验曲线，并同仿真结果进行比较；主要特点如下：

·快速高质量的动画显示，便于从可视化角度深入理解设计方案的有效性。

·使用树状搜索结构，层次清晰，可快速检索对象。

·丰富的数据作图、数据处理及文件输出功能。

·多视窗动画与曲线结果同步显示，并可录制成电影文件(*.avi格式)。

·完备的曲线数据统计功能:如均值、均方根、极值、斜率等。

·在Plot图标中，可生成位图。

·强化了曲线编辑工具栏功能，可以方便快捷的对曲线进行编辑。

·在日期、分析名称、页数等方面增加了图表动画功能。

·可进行几何属性的细节的动态演示。

2.3.4 ADAMS分析软件的计算方法

ADAMS/Solver提供了功能强大的求解器，可以对所建模型进行运动学、静力学、动力学分析。为了了解ADAMS软件的理论基础和求解方法，简要介绍其求解功能[6]。

2.3.4.1 广义坐标选择

ADAMS 采用了两种直角坐标系：总体坐标系和局部坐标系。他们之间通过关联矩阵相互转换。总体坐标系是固定坐标系，他不随任何机构的运动而运动，是用来确定构件的位移、速度、加速度等的参考系。局部坐标系固定在构件上，随构件一起运动。构件在空间内运动时其运动的线物理量(如线位移、线速度、线加速度等)和角物理量(如角速度、角位移、角加速度)都可由局部坐标系相对于总体坐标系移动转动时的相应物理量确定；而约束方程表达式均由相连接的两构件的局部坐标系的坐标描述。

对于动力学方程来说，其求解速度在很大程度上取决于广义坐标的选择。ADAMS 用刚体i 的质心笛卡尔坐标和反映刚体方位的欧拉角(或广义欧拉角)作为广义坐标，即q i = { x, y,

z,ψ,θ,?}T

i , q =[]T

T n T T q q q ,,, 21，即每个刚体用六个广义坐标描述。 2.3.4.2 动力学方程的建立

ADAMS 程序采用拉格朗日乘子法建立系统运动方程

Q T q

T q T dt d T q T

q T =+?+??-??μθρ )()( 完整约束方程 ?(q, t)=0

非完整约束方程 θ(q,q

,t)=0 (2-1) 其中：q —系统广义坐标列阵； q

，u —广义速度列阵； Φ—描述完整约束的代数方程列阵； T —系统动能； Q —广义力列阵；

ρ—对应于完整约束的拉氏乘子列阵； μ—对应于非完整约束的拉氏乘子列阵。

2.3.4.3 动力学方程的求解

将式(2-1)写成一般的形式:

()0t ,,u

u,q,F =λ ()0q -u q

u,G == ()0,=Φt q (2-2)

其中, q--广义坐标系； ,q

u---广义速度列阵； λ--约束反力及作用力列阵；

F --系统动力学微分方程及用户定义的微分方程；

Φ--描述约束的代数方程列阵。

如定义系统的状态矢量[]T

T T T u q y λ,,=，式(2-2)可写成单一矩阵方程:

()0,,=t y

y g (2-3) 2.3.4.4 动力学分析

ADAMS 软件进行动力学分析时采用两种算法：

1、提供三种功能强大的变阶、变步长积分求解程序：GSTIFF 积分器、DSTIFF 积分器和BDF 积分器来求解稀疏耦合的非线性微分代数方程，重复预估、校正、误差控制过程，直到求解时间达到规定的模拟时间。这种方法适于模拟刚性系统(特征值变化范围大的系统)。

2、提供ABAM (Adams-Bashforth and Adams-Moulton)积分求解程序，采用坐标分离算法，将微分—代数方程缩减成用独立广义坐标表示的纯微分方程，然后用ABAM 程序进行数值积分。来求解独立坐标的微分方程，这种方法适于模拟特征值经历突变的系统或高频系统。

下面简要介绍一下微分代数方程的求解算法:

用Gear 预估——校正算法可以有效地求解式(2-2)所示的微分代数方程。首先，根据当前时刻的系统状态矢量值，用Taylor 级数预估下一个时刻系统的状态矢量值:

+??+??+=+2221!21h t

y h t y y y n n n n (2-4)其中,时间步长n n t t h -=+1。

这种预估算法得到的新时刻的系统状态矢量值通常不准确，方程(2-2)右边项不等于零，可由Gear k+1阶积分求解程序（或其它向后差分积分程序）来校正。如果预估算法得到的新时刻的系统状态矢量值满足方程(2-2)，则可不必进行校正。

右边项不等于零，可由Gear K+1阶积分求解程序（或其他向后差分积分程序）来校正。 如果预估算法得到的新时刻的系统状态矢量值满足方程(2-2)，则可不必进行校正。

11101+-=++∑+-=i n k

i i n n y a y

h y β (2-5) 其中，1+n y ---()t y 在1+=n t t 时的近似值；

0β，i a ----Gear 积分程序的系数值。

整理式(2-5)得:

???????--=∑=+-+k i i n i n q a y h y 1110

1β (2-6)

将式(2-2)在1+=n t t 时刻展开,得:

()0,,,1111,1=+++++n n n n n t u

u q F λ ()01,111011111=??? ?

??-???? ??--=-=∑=+-++++++k i i n i n n n n n n q a q h u q u q u G β (2-7)

()01,1=Φ++n n t q

ADAMS 采用修正的Newton-Raphson 程序求解上面的非线性方程,其迭代校正公式为:

0=???+???+???+???+j j j j j F u u F u u F q q F F λλ

0=???+???+

j j j u u

G q q G G (2-8) 0=??Φ?+Φj j q q 其中, j 表示第j 次迭代。

j j j j j j j u u u q q q λλλ-=?-=?-=?+++11,1, （2-9）

由式(2-6)知:

j j u h u ????

? ??-=?01β (2-10) 由式(2-7)知:

I u G I h q G =?????

? ??=??,10β (2-11) 将式(2-10)和式(2-11)代入式(2-8),得

:

式(2-11)左边的系数矩阵称为系统的Jacobi 矩阵,其中:

q

F ??---系统刚度矩阵；u F ??---系统阻尼矩阵；u F ??---系统质量矩阵。 通过分解系统Jacobi 矩阵（为了提高计算效率，ADAMS 采用符号方法分解矩阵）求解

j j j u q λ???,, ，计算出1

11111,,,,,++++++??????j j j j j j u q u q λλ ，重复上述迭代校正步骤，直到满足收敛条件。最后是积分误差控制步骤，如果预估值与校正值的差值小于规定的积分误差值，接受该解，进行下一时刻的求解，否则拒绝该解，并减小积分步长，重新进行预估——校正过程。微分——代数方程的求解算法实际上是重复预估、校正、误差控制过程，直到求解时间达到规定的模拟时间。

第3章虚拟样机仿真模型的建立

ADAMS/VIEW环境下需要借助外界CAD软件建立变速箱模型，此采用Pro/Engineer软件对建立的变速箱模型进行结构分析。

应用Pro/E软件建立与实物相对应的变速箱三维实体模型，在利用多体动力学仿真软件ADAMS与Pro/E之间接口MECHANISM/Pro将所建立的三维实体模型传送到ADAMS/View 模块中。根据各子系统工作原理在MSC.ADAMS平台上施加合理的约束，并建立各子系统虚拟样机，保证传动系统虚拟样机与真实样机的工作原理相一致。建立变速箱虚拟样机流程图如图3-1所示。

图3-1 变速箱虚拟样机仿真分析流程图

3.1 应用Pro/E软件对变速箱模型进行结构分析

Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。其采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上，以确保所有的零件和各个环节保持一致性和协调性。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。

变速箱位于传动部分中央，由箱体、主动轴总成（包括一级锥齿轮传动）、中间轴总成（包括中间轴和各级变速齿轮的主动齿轮）、主轴总成（包括主轴和各级变速齿轮的被动齿轮）、倒挡轴总成和换挡机构组成，如图3-2所示为变速箱结构装配图：

1—主动伞齿轮2—一挡主动齿轮3—二挡主动齿轮4—二\三挡同步器体5—三挡主动齿轮6—中间轴7—主轴8—三挡被动齿轮9—二挡被动齿轮10—一挡被动齿轮11—倒挡被动齿轮

12—五挡被动齿轮 13—四挡被动齿轮 14—四挡主动齿轮 15—四\五挡同步器体 16—五挡主动齿轮 17—被动螺旋伞齿轮

图3-2 变速箱结构装配图

其变速箱各零件三维实体模型见图3-3所示：

a) 二挡被动齿轮 b ）三挡被动齿轮 c ）四挡被动齿轮

d ）五挡被动齿轮

e ）一倒挡被动齿轮

f ）上箱体

g ）下箱体 h ）主轴左、右传动齿轮 i ）三挡主动齿轮

j）四挡主动齿轮k）二挡主动齿轮l）五挡主动齿轮

m）被动锥齿轮n）主动锥齿轮o）左连接齿套

p）右连接齿套q）同步器体r）变速箱拨叉

s）一倒挡连接齿轮t）一倒挡连接齿套u）一倒档主动齿轮

v）中间轴w）主轴

图3-3变速箱各零件三维实体模型图

3.2 基于ADAMS软件建立变速箱虚拟样机模型

根据图3-1所示的仿真分析流程图，建立变速箱子系统各挡位相对应的虚拟样机。由于变速箱子系统具有6个挡位，一挡、二挡、三挡、四挡、五挡及其倒挡，因此本文根据变速箱的工作原理建立了与6个挡位对应的虚拟样机，这样对变速箱进行研究的时候就更具有针对性，根据不同工作情况采用不同的虚拟样机。利用ADAMS/VIEW进行组装，并根据各个部件之间的运动约束关系，在刚体上添加不同的铰约束和相互的接触力作用，得到了变速箱的虚拟样机模型。针对建立好的虚拟样机在MSC/ADAMS平台上进行样机的校核验证，尽量减小虚拟样机所含的多余自由度，以保证样机的精确度。以变速箱5挡工作时虚拟样机模型为仿真对象。

图3-4 变速箱5挡虚拟样机

3.3 对变速箱虚拟样机模型的动力学仿真分析

以5挡变速箱虚拟样机为例，利用多体动力学仿真软件提供的模型校核验证工具，对所建立变速箱子系统进行模型验证，其结果为：5挡变速箱子系统在给定速度下运行时，是按照给定的速度行驶，所建立模型没有多余约束，模型验证成功。同样，对其余5个挡位的虚拟样机子系统模型进行验证，保证所建立的虚拟样机不存在多余约束，说明模型验证成功。

由于变速箱子系统结构复杂，在整个传动系统中占有重要地位，因此对建立的变速箱虚拟样机进行仿真分析，其分析结果曲线如图3-5：

(1)五挡发动机输出力矩

(2)变速箱五挡主动齿轮角速度及其角加速度对比

图3-5 变速箱五挡位动力学仿真分析

表3-1五挡位运动参数对比

由图3-5和表3-1对变速箱系统五挡位运动状态比较可以得出如下结论：变速箱系统五挡位虚拟样机都可以完成初速度给定情况下的稳态动力学仿真试验，并且根据五挡位虚拟样机所得到的挡位传动比，与设计传动比之间相比误差很小，因此可以确定所建立变速箱系统五挡位虚拟样机模型是精确合理的，可以代表其传动系统物理样机并进行仿真试验，对其中的关键重要的零部件进行动力学仿真、寿命预测及结构优化方面研究。

3.4 仿真结果分析

应用变速箱各子系统零件相对应的三维实体模型，利用接口技术基于ADAMS仿真平台软件建立了与实物样机相对应的虚拟样机，并对各子系统虚拟样机模型进行了样机校核验证，以保证所建立虚拟样机合理性。通过对所建立好的变速箱各挡位虚拟样机在给定初始条件作用下进行动力学仿真，通过仿真分析，表明仿真结果与试验结果有良好的一致性。初步验证了变速箱虚拟样机与真实变速箱实验的一致性，可以用本文所建立的变速箱虚拟样机来代替实物样机对其进行试验，为进行磨损失效周期确定、疲劳寿命预测及动态结构优化等方面研究奠定了基础，为下一步对传动系统进行系统性能分析和虚拟试验研究打下坚实可信的基础。

第4章全文总结

随着计算机技术的发展，以及模拟仿真在设计和研究过程中的优势，ADAMS已市使用范围最广的机械系统动力学仿真分析软件。为了对传动系统的进行动力学分析，为今后的研究提供一种思路，本文围绕变速箱的传动进行研究，进行了试验分析，建立了动力学模型，进行了仿真分析，主要工作及其结论如下：

1. 首先介绍某型变速箱的工作原理、结构及其研究现状等；

2. 系统地介绍了多体系统动力学软件ADAMS 的力学理论基础；

3. 应用多体动力学仿真分析软件ADAMS，进行建模、仿真分析，对比仿真结果和试验结果，验证了模型的可靠性，为今后对变速箱故障进行疲劳寿命及结构优化分析提供载荷数据；

4. 通过虚拟样机在进行动力学仿真时的五挡位虚拟样机所得到的挡位传动比，与设计传动比之间相比，其误差很小，因此可以用本文所建立的变速箱虚拟样机来代替实物样机对其进行试验。

参考文献

[1]刘延柱，洪嘉振，杨海兴.多体系统动力学. 高等教育出版社. 1992，40～50

[2]陈立平, 张云清, 任卫群等. 机械系统动力学分析及ADAMS 应用教程. 北京: 清华大学出版社, 2005, 21～24

[3]陈立平, 张云清, 任卫群等. 机械系统动力学分析及ADAMS 应用教程. 北京: 清华大学出版社, 2005, 76

[4]张旭, 毛恩荣. 机械系统虚拟样机技术的研究与开发. 中国农业大学学报, 1999,4(2): 94～98

[5]郑凯，胡仁喜，陈鹿民等编著. 机械设计高级应用实例. 北京:机械工业出版社。2006.6～8

[6]王国强，张进平，马若丁. 虚拟样机技术及其在ADAMS上的实践. 西安:西北工业大学出版社.2003，1～50

[7]李军, 刑俊文, 覃文洁等. ADAMS 实例教程. 北京: 北京理工大学出版社, 2002

[8]洪清泉程颖. 一种齿轮副模型及其在多体动力学仿真中的应用.

[9]张勇，许纯新，宋健等. 行星齿轮变速箱换挡过程的建模与仿真.

[10]马志良. 金属带式无级变速传动系统的动力学仿真分析.

SQ2041型货车变速器设计_开题报告

SQ2041型货车变速器的设计 开题报告 一、综述 1.研究现状： 在过去的五年中，国内重型汽车经历了从强势猛增到平稳增长的过程，为重型汽车变速箱行业提供了良好的发展机遇，业内大多数企业都取得了令人鼓舞的经营业绩，产品销量、利税指标、技术改造投入等成倍增长。尤其是几家规模较大的专业变速箱企业，经过市场竞争的严峻考验，在完成了对引进技术的消化吸收形成自身的核心竞争力之后，恰逢市场需求量大幅度攀升，实现了快速扩产上量，跨越式的发展。但是，随着大吨位、多轴车的热销及解放奥威重卡的上市，重型汽车市场呈现出结构上的重大变化。重型汽车变速箱行业如何适应复杂多变的市场，得以持续发展，则需要重新思考发展战略。 目前，国内生产重型货车变速箱的企业主要有一汽、东风和斯太尔三家，但受国家宏观政策影响非常明显，用车环境发生了很大变化。车型上由小吨位向大吨位转变，多轴车上升明显；牵引车、自卸车等车型销量上升迅猛，改变了过去市场的车型结构。与此相应，大扭矩、多档位变速箱占据了市场主导地位。 从产品角度上讲，国内目前的重型变速箱产品可分为四大类，根据引进技术的国别和采用的技术标准不同可称之为：北美系、欧洲系、日系及由日系衍生的其他产品。实际产能已超过35万台，基本与国内市场需求量相当。 其中以伊顿技术为背景的两大变速箱强势增长，富勒占国内15t以上重型汽车85%的市场，2007年上半年的月产量已超过前几年的年产量，全年的销售收入将超过20亿元；新近挂牌的一汽伊顿，总投资1亿美元，将推出伊顿在全球畅销的和最新研制成功的变速箱，产品5-10个档位、7个系列600多个品种、高低端两个平台，其市场竞争能力将会跃居行业之首。 以ZF为技术背景的湛江变速箱，占据高档大型货车市场份额的70%，但由于种种原因，产量有限。

结构优化设计论文

结构优化课程设计 学院土木学院 专业工程力学 班级1001

学号100120118 姓名崔亚超

总结结构优化设计的原理、方法及发展趋势 崔亚超 工程力学1001班学号100120118 摘要：阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点，对优化设计选用的各种算法进行归类，并简述结构优化设计的发展趋势。 关键词：尺寸优化；形状优化；拓扑优化；优化算法 Summary structural optimization design principles, methods and development trends Abstract:The structural optimization of engineering design theory from the initial cross-section to optimize the development of shape optimization, topology optimization of the basic course and its related characteristics, the optimum design on the range of algorithms are classified, and to outline the development trend of structural optimization design . Key words:size optimization; shape optimization; topology optimization; optimization algorithm 0 引言 结构优化设计的目的在于寻求既安全又经济的结构形式，而结构形式包括了关于尺寸、形状和拓扑等信息I对于试图产生超出设计者经验的有效的新型结构来说，优化是一种很有价值的工具，优化的目标通常是求解具有最小重量的结构B同时必须满足一定的约束条件，以获得最佳的静力或动力等性态特征。 集计算力学、数学规划、计算机科学以及其他工程学科于一体的结构优化设计是现代构设计领域的重要研究方向。它为人们长期所追求最优的工程结构设计尤其是新型结构设计提供了先进的工具，成为近代设计方法的重要内容之一。 结构优化设计也使得计算力学的任务由被动的分析校核上升为主动的设计与优化，由此结构优化也具有更大的难度和复杂性。它不仅要以有限元等数值方法作为分析手段，而且还要进一步计算结构力学性态的导数值。它要面向工程设计中的各种实际问题建立优化设计模型，根据结构与力学的特点对数学规划方法进行必要的改进。因此，结构优化设计是一综合性、实用性很强的理论和技术。 目前，结构优化设计的应用领域已从航空航天扩展到船舶、桥梁、汽车、机械、水利、建筑等更广泛的工程领域，解决的问题从减轻结构重量扩展到降低应力水平、改进结构性能和提高安全寿命等更多方面。 由于结构优化设计给工程界带来了经济效益及近年来有限元研究和应用的相对成熟，计算机条件的进一步改善和普及，人们对结构优化设计的研究和应用的呼声更高了。无论国内还是国外，对这一现代技术的需求都有增长的趋势。随着设计技术的更新和产品竞争的加剧，结构优化设计将会有更大的发展。

汽车无级变速器设计毕业论文

汽车无级变速器设计毕业论文 目录 摘要 1.绪论 1.1汽车变速器的类型? (1) 1.2汽车变速器的类型和特点 (1) 1.3采用无极变速器——CVT的汽车可以节油的原理 (2) 1.4实现汽车无级变速器——CVT大变速比、大转矩的关键——无偏 斜金属带式无极变速传动 (3) 2.CVT的总体设计 2.1原车的相关参数 (5) 2.2带传动的分析 (5) 2.3压紧装置的设计 (8) 2.4齿轮设计计算 (15) 2.5轴的设计计算 (22) 2.6轴承的设计计算 (30) 2.7锥轮处的键的设计计算 (31) 3.变速器的调控分析 3.1 CVT的一般调控理论分析 (32)

3.2 CVT最佳调控逻辑 (34) 4.总结 (38) 5.致谢 (39) 6.参考文献 (40) 1. 绪论 1.1 汽车变速器的类型 目前汽车变速器按变速特点来分，可分为两大类：一是有级变速器；二是无级变速器。按执行变速的方式来分，可以分为自动和手动两类。 1. 2 汽车变速器的类型和特点 1.2.1 液力变矩器 液力变矩器是较早用于汽车传动的无级变速器，成功地用于高档汽车的传动中。由于传动效率低，且变速比大于2时效率急剧下降，经常仅在有级（2～3档）变速器的两档中间实现无极变速，因此未能推广开来。目前经常作为起步离合器在汽车中使用。 1.2.2 宽V形胶带式无级变速器 宽V形胶带式无极变速器是荷兰DAF公司在1965年以前的产品，主要用在微型轿车上，一共生产了约80万辆。由于胶带的寿命和传动效率低，进而研究和开发了汽车金属带式无级变速器。 1.2.3 金属带式无级变速器

金属带式无级变速器是荷兰VDT公司的工程师Van Dooren 发明的，用金属带代替胶带，大幅度提高了传动效率、可靠性、功率和寿命，经过30～40年的研究，开发已经成熟，并在汽车传动领域占有重要的地位。目前金属带式无级变速器的全球总产量已经达到250万辆/年，在今后三年将达到400万辆，发展速度很快。 金属带式无级变速器的核心元件是金属带组件。金属带组件由两组9～12层的钢环组和350～400片左右的摩擦片组成，其中钢环组的材料，尤其 >2000MP），各层环之间“无间隙”是制造工艺是最难的，要实现强度高（ b 配合。以前只有荷兰VDT公司掌握这种工艺，现在我国越士达无级变速器也已近掌握了这种技术，并在工学院建成了一条示性生产线。 金属带式无级变速器的传动原理，主、从两对锥盘夹持金属带，靠摩擦力传递动力和转矩。主、从动边的动锥盘的轴向移动，使金属带径向工作半径发生无级变化，从而实现传动的无级变化，即无级变速。 1.2.4 摆销链式无极变速器 摆销链式无级变速器是由德国LUK公司将摆销链用于Audi汽车传动的成功例。与金属带式CVT不同的是，它将无级变速部分放在低速级，即最后一级。其原因是链传动的多边形效应在高速级是会产生更大的噪音和动态应力。所以其最新的结构中，假装了导链板以减少震动和噪声。但是由于在低速级传动中，要求传递的转矩大，轴向的压力较大，液压系统的油

汽车变速箱设计开题报告

淮阴工学院 毕业设计(论文)开题报告 学生姓名：学号： 专业： 设计(论文)题目： 指导教师: 2014 年12 月17 日

1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2000字左右的文献综述 文献综述 一、课题的研究背景及意义 货车作为一种常用的商用车，已在现代的社会中占有举足轻重的地位。人们的衣食住行的便利，都有货车运输方面的功劳。社会经济的发展，人们生活水平的提高更需要货车的运输，货车已成为一个国家乃至整个世界不可缺少的一样运输工具。 中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2007年中国汽车销售879.15万辆，2008年汽车产销量将突破900万，2010年汽车销售规模将达到1263万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，中国变速器行业面临着重大机遇。2006年我国汽车变速器市场规模达300亿元人民币，并且以每年超过20%的速度增长，预计2010年有望达到600亿元。依靠科技进步和自主创新，已形成年产销汽车变速器100万台、齿轮5000万只和汽车锻件10万吨的综合生产能力。汽车变速器产品在4档~16档市场领域实现了全方位覆盖，广泛匹配于输入扭矩300—3000牛米、载重量2吨~60吨之间的重型车、大客车、中轻型卡车、工程用车和低速货车等各种车型，被国内50多家主机厂的上千种车型选为定点配套产品。法士特变速器在国内8吨以上重型汽车配套市场占有率78%，15吨以上配套市场占有率超过90%，重型变速器产销量世界第一。 随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。人们在购车时大多只注重的是发动机的性能，而且这似乎已成为了衡量汽车品质优劣的一个标准，因为它是动力的缔造者。但是，却不能忽略掌控速度快慢的变速器。变速器作为汽车传动系统的重要组成部分,其技术的发展,是衡量汽车技术水平的一项重要依据。由于变速器在汽车结构中具有着重要的作用，因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。 二、国内外研究现状 来自中国汽车工业协会的统计数据显示，在国产自动挡乘用车中，80%左右搭载的是进口自动变速器，而剩下的20%也主要来自外资控股的合资企业，凭借对中国市场的垄断，跨国公司从中国获取了惊人的超额利润，他们的自动变速器产品在中国的售价是其本国售价的三倍，近几年的进口数字显示，每年仅自动变速器的进口额就高达100亿

减速器优化设计论文

1 前言 (2) 1.1复合形法减速器优化设计的意义 (2) 1.1．1 机械优化设计与减速器设计现状 (2) 1.1.2优化设计的步骤 (3) 1.1.3减速器优化设计的分析 (5) 1.1.4减速器的研究意义与发展前景 (6) 1.2国内外发展状况 (7) 1.2.1、国内减速器技术发展简况 (7) 1.2.2、国内减速器技术发展简况 (8) 1.3论文的主要内容 (9) 2 齿轮啮合参数优化设计的数学模型的建立 (9) 2.1设计变量的确定 (9) 2.2目标函数的确定 (10) 2.3约束条件的建立 (11) 3优化设计方法-复合形法调优 (12) 3.1复合形法介绍 (12) 3.2复合形法计算步骤 (13) 3.3单级圆柱齿轮减速器复合形法FORTRAN优化目标函数和约束函数子程序 (14) 3.4优化结果 (16) 4 减速器的常规设计 (16) 4.1减速器的结构与性能介绍 (16) 4.2.带传动零件的设计计算 (17) 4.3齿轮的设计计算及结构说明 (18) 4.4.联轴器的选择 (21) 4.5.轴的设计及校核 (21) 4.5.1.从动轴结构设计 (21) 4.5.2.主动轴的设计 (22) 4.5.3.危险截面的强度校核 (23) 4.6.键的选择及校核 (25) 4.7.轴承的选择及校核 (25) 4.8.减速器润滑方式、密封形式 (25) 4.8.1.密封 (26) 4.8.2．润滑 (26) 5优化结果分析 (26) 6减速器3D简略设计过程（UG） (26)

6.1.减速器机盖设计 (26) 6.2减速器机座设计 (28) 6.3轴的设计 (28) 6.3.1传动轴的设计 (28) 6.3.2齿轮轴的设计 (29) 6.4齿轮的设计 (30) 6.5轴承的设计（以大轴承为例） (32) 6.5减速器的装配（其它零部件说明省略） (33) 7 总结 (34) 8 参考文献 (35) 9 致谢 (36) 1 前言 1.1 复合形法减速器优化设计的意义 1.1．1 机械优化设计与减速器设计现状 机械优化设计是在电子计算机广泛应用的基础上发展起来的一门先进技术。它是根据最优化原理和方法，利用电子计算机为计算工具，寻求最优化设计参数的一种现代设计方法。 实践证明，优化设计是保证产品具有优良的性能、减轻重量或体积、降低成本的一种有效设计方法。 机械优化设计的过程是首先将工程实际问题转化为优化设计的数学模型，然后根据数学模型的特征，选择适当的优化设计计算方法及其程序，通过计算机求得最优解。 概括起来，最优化设计工作包括两部分内容： （1）将设计问题的物理模型转变为数学模型。建立数学模型时要选取设计变量，列出目标函数，给出约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式。 （2）采用适当的最优化方法，求解数学模型。可归结为在给定的条件（例如约束条件）下求目标函数的极值或最优值问题。 减速器作为一种传动装置广泛用于各种机械产品和装备中，因此，提高其承载能力，延长使用寿命，减小其体积和质量等，都是很有意义的，而目前在二级传

新能源汽车变速箱壳体设计

NO. 001

1 2 3

1.概述 变速箱壳体零件是变速箱上的一个关键零部件,它将减速器中的功能件(如：轴齿、驻车、换挡等有关零件组装成一个整体, 并保持相互之间的正确位置, 按照一定的传动关系协调地传递动力。壳体的外形需具有艺术美感，多采用弧筋，在保证整体刚度、强度的前提下，对其进行设计美感优化。 设计原则： 1.吸收工作时的作用力和力矩； 2.在各种工作状态下，保证轴和齿轮具有精确的相对位置； 3.保证良好的传热和热辐射； 4.隔离和衰减噪声； 5.装配和拆卸容易； 6.良好的刚性、强度特性，重量轻。 下面就壳体设计的几个典型部位进行探讨。

2.壳体重要结构特征的设计 a.壳体壁厚、加强筋 壳体是电驱系统重量占比最大的，壳体的设计在满足强度 的前提下应尽量轻。现在铝合金的压铸壳体一般可做到3.3～ 4mm。轴承是减速器的主要受力部位，所以轴承座的壁厚需要6～8mm，其他螺栓凸台需要根据输入的螺栓规格确定壁厚。 注：壁厚分析的内容有两项: ①检查厚壁位置，以降低壳体重量，减少铸造缺陷，进而降低制造成本; ②检查薄壁位置，避免壳体强度不足。 b.拔模斜度检查 对压铸铝合金件，一般应保证出模方向的拔模斜度大于1.5°，特殊位置可以设计到0.8°～1°。拔模斜度检查的主要内容有两项: ①出模方向是否正确，②拔模斜度是否足够。 c.加强筋布置 加强筋功能是为了提高刚度和强度，降低辐射噪声； 设计原则： 加强筋的走向应沿着法向主应力的方向，这样才能加大支 撑面来减少对铸件造成危险的拉应力；支撑

d.圆角设计 由于铝合金变速器壳体毛坯大多是是压铸成型的，壳体毛坯各个面之间均应采用圆角过渡，圆角过渡不但可以保证压铸时金属溶液具有良好的流动性，还可以避免尖角过渡所引起的应力集中，同时模具的各壁上的加强筋应从轴承孔开始向四周辐射，呈星形布置，加强筋的尺寸与壁厚有关，高度等于3～4倍的壁厚；宽度等于1～2倍的壁厚。面过渡处设计为圆角，有利于模具的使用寿命。圆角的大小视具体部位而定，一般 L 型部位内圆角半径 r 与外圆角半径 R 的关系为 R=r+t，其中 t 为圆角处壳体的壁厚。

优化设计小论文

优化设计小论文

机械优化设计 优化设计是20世纪60年代初发展起来的一门新的学科,也是一项新的设计技术。它是将数学规划理论与计算技术应用于设计领域, 按照预定的设计目标,以电子计算机及计算程序作为设计手段,寻求最优设计方案的有关参数,从而获 得较好的技术经济效益。机械的研究和应用具有悠久的历史,它伴随甚至推动了人类社会和人类文明的发展。机构学研究源远流长, 但从古到今,机构学领域主要研究三个核心问题, 即机构的构型原理与新机构的发明创造、机构分析与设 计的运动学与动力学性能评价指标、根据性能评价指标分析和设计机构。机构 是组成机械的基本单元,一般机械都是由一个或多个机构组成。对于机构的研究, 能够为发明、创造新机械提供理论、资料和经验。而对于机构的优化设计, 使 机构具有确定的几何尺寸,能够满足运动学要求, 并能实现给定的运动规律,这 些能够为某些具体的机械设计, 使机械满足某些特定的功能提供了可靠的依 据。 机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。从 工程设计基础和目标上可将设计分为：新型设计(开发性设计)、继承设计、变 型设计(基于标准型的修改)。所谓新型设计，即应用成熟的科学技术或经过实 验证明可行的新技术，设计未曾有过的新型机械，主要包括功能设计和结构设计，是机械设计发展的方向所在，然而贯穿其中的关键环节即是设计的方法和 实现的手段。人类一直都在不断探索新方法和新设计理念。从17 世纪前形成的直觉设计过渡到经验设计和传统设计，直到目前的现代设计[1]，从静态、经验、手工式的‘安全寿命可行设计’方法发展到动态、科学、计算机化、自动化的 优化设计方法，已将科学领域内的实用方法论应用于工程设计中了。 机械优化设计基本思路是在保证基本机械性能的基础上，借助计算机，应 用一些精度较高的力学/ 数学规划方法进行分析计算，让某项机械设计在规定 的各种设计限制条件下，优选设计参数，使某项或几项设计指标（外观、形状、结构、重量、成本、承载能力、动力特性等）获得最优值。

机械制造课程设计_变速箱壳体

东南大学 机械制造技术课程设计 院系机械工程学院 专业机械设计制造及其自动化 姓名 年级 指导教师 二零一一年九月

东南大学机械工程学院 机械制造技术课程设计任务书 设计题目： 设计变速箱壳体机械加工工艺规程，镗Φ80H7孔的工序卡片及加工 4*Φ80孔的专用夹具(批量生产)。 主要内容： 1．绘制零件毛坯图； 2．设计零件的机械加工工艺规程，并填写： （1）整个零件的机械加工工艺路线卡； （2）所设计夹具对应工序的机械加工工序卡。 3．设计指定工序的夹具一套，绘出总装图。绘制所设计的夹具零件图1张。 4．编写设计说明书。

目录 序言 1、零件分析 (1) 2、工艺规程设计 (2) 2.1确定毛坯的成形方法 (1) 3.1定位基准的选择 (2) 3.2制订工艺路线 (2) 3.3选择加工设备及刀、夹、量具 (5) 3.4加工工序设计 (7) 3.5填写加工工艺卡片 (13) 4、夹具设计 (14) 4.1确定设计方案................................. 错误！未定义书签。 4.2机械加工工序卡 (16) 4.3绘出总装图 参考文献........................................... 错误！未定义书签。

序言 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次设计使我们能够综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个简单零件（变速箱壳体）的工艺规程的能力和运用夹具设计手册与图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次时间机会，为今后的毕业设计及外来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还存在许多不足之处，希望老师给予指导，以期取得更大的进步。

(完整版)手动变速器毕业设计论文

优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 新乡职业技术学院 毕业设计（论文）题目桑塔纳2000变速器装配工艺 系别汽车技术系 学生姓名 学号

专业名称汽车制造与装配技术 指导教师 2013年12 月 4 日

目录 摘要 (2) 一、变速器的发展史及未来的发展方向 (3) 二、国内外研究现状、水平及存在的问题 (4) 三、变速器的分类、组成及功用 (5) （一）、变速器分类 (5) （二）、变速器组成 (6) （三）、变速器功用 (7) 四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析 (7) 五、桑塔纳2000变速器的结构 (13) 六、桑塔纳2000变速器参数 (15) 七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链 (18) 八、桑塔纳2000变速器的同步器 (21) （一）、同步器的结构 (21) （二）、同步环主要参数的确定 (22) 九、桑塔纳2000变速器装配方案及调试 (24) 结束语 (26) 文献参考 (27) 致谢 (28) 桑塔纳2000变速器装配工艺 摘要:本论文以变速器的装配问题为研究对象，论述了手动变速器变速器的发展史及 未来的发展方向国内外研究现状、水平及存在的问题、变速器的种类及作用、以及

变速器的装配方法精度等。 变速器，转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，当前手动变速器仍然是现代的主流。 关键词：手动变速器装配方法齿轮间的啮合间隙 每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器.伴随着人们的需求和科技技术的不断提高人们对变速器的要求也越来越高，变速器发展至今其结构越来越紧凑复杂当然为了更好的保证驾车中的舒适性对变速器装配的要求越来越高,因此装配工艺的将决定决定变速器工作状况.使用寿命和经济性,由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。 而在未来的课题的学习中，我将重点研究装配手动变速器对变速器的重要性。 一、变速器的发展史及未来的发展方向 汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变

机械制造专业毕业设计_变速箱壳体机械加工工艺的设计说明

第一章绪论 第一节简介 在国民经济的各条战线上广泛使用着大量的机械、机床、工具、仪器、仪表等工艺装备。这些工艺装备的制造过程总称为机械制造，生产这些工艺装备的工业即是机械制造业。机械制造业的主要任务就是围绕各种工程材料的加工技术，研究其工艺，并设计和制造各种工艺装备。 机械制造业师国民经济的基础和支柱，是向其他部门提供工具、仪器和各种机械设备的技术装备部。据西方工业国家统计，机械制造业创造了60%的社会财富，完成了45%的国民经济收入。如果没有机械制造业提供质量优良、技术先进的技术装备，那么信息技术、新材料技术、海洋工程技术、生物工程技术以及空间技术等新技术群的发展将会受到严重的制约。因此，一个国家的经济竞争归根到底是机械制造业的竞争，机械制造业的发展水平是衡量一个国家经济实力和科学技术水平的重要标志之一。 21世纪是科学技术和综合国力竞争的年代，必须大力发展机械制造业及机械制造技术。 机械制造工艺是各种机械制造方法和制造过程的总称。机械制造工艺过程的基本问题主要包括生产过程与工艺过程、生产纲领与生产类型、工件的定位于基准、机器的装配等容，阐述机械制造工艺过程中最基本的概念和涵。 第二节箱体零件的特点

(1)支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种运动零件的润滑。 (2)安全保护和密封作用，使箱体的零件不受外界环境的影响，又保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。 (3)使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装配、调整和修理。 (4)改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。 第三节设计的目的： 设计任务的目的 1、培养学生运用机械制造工艺学及有关课程（金属材料及热处理、机械设计基础、公差与技术测量、金属切削机床、金属切削原理与刀具、机械制造工艺与夹具、数控机床及其维修、数控特种加工技术、UG训练教程等课程）的知识。结合生产实践中学到的知识，独立的分析和解决工艺问题，初步具备设计一个中等复杂的工艺规程的能力。 2、能根据被加工零件的技术要求，运用机械制造工艺与夹具的基本原理和方法，学会拟订工艺与夹具设计方案，完成夹具结构设计。掌握机械制造工艺的基本理论和夹具设计方法及典型结构，注重建立基本概念和理论的具体应用，学会对复杂零件进行工艺分析和夹具设计的方法。 3、培养学生熟练运用相关手册、制作规图表、查阅技术资料的能力。

汽车变速箱中的减速齿轮的工艺设计与制造-最终版开题报告

丽水职业技术学院 毕业论文（设计成果）开题报告 专业：数控技术应用 班级：数控1315 姓名：祝鹏 学号：1303071545 论文（设计）题目： 汽车变速箱中的减速齿轮的工艺设计与制造 指导教师：_______ 谢志波________ 日期：2016-03-24 _______

丽水职业技术学院教务处制 开题报告填写要求 1．开题报告作为毕业论文（设计）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学 生根据毕业论文（设计）课题研究目的的具体情况，在毕业论文（设计）工作前期内完成，并经指导教师审阅签署意见。 2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3．开题报告内填写的内容，必须和学生毕业实习中完成的论文（设计）课题研究情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系主管领导审批后方可重新填写； 4．开题报告内有关“分院”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2 位或1 位数字；5．开题报告内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB7714 —87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；6．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94 《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2008年4月2日”或“2008-04-02 ”。

毕业论文（设计成果）开题报告 1.毕业论文（设计）的目的： 设计主要目的是综合运用所学的理论和生产实际知识制作汽车变速箱里的零件减速齿轮工艺设计与制造的数控加工工艺。学习和掌握减速齿轮加工制造的基本方法和步骤、造型，培养设计能力和分析问题，解决问题的能力。提高在计算、制图、加工、运用设计资料和进行经验估算，考虑技术决策等机械方面的基本技能以及机械CAD技术。考虑分析减速齿轮的加工部位、加工要求、工序的安排、刀具的选择、加工顺序以及主加工参数选择。制定数控加工工艺卡片、刀具卡片，编制数控程序。合理的安排数控加工工艺，可以提高工作 效率，节省加工时间，使生产周期大大的缩短。合适的加工工艺能够使企业发挥最大效益的有效途径。 2?:毕业论文（设计）的主要内容（论文基本框架）： 论文介绍了汽车变速箱里的零件减速齿轮艺设计与制造的加工制造工艺编制，由于减速齿轮加工精度高。所以加工前首先要对其进行工艺分析，画出减速齿轮的三维视图，拟定加 工方案，确定加工毛坯。减速齿轮的加工必须选用专用的夹具，利用UG软件中的装配功能演示齿轮轴与减速齿轮的装夹定位以保证减速齿轮加工精度要求。再绘制减速齿轮零件图，确定加工工序，选择合适的加工设备与加工刀具以及加工工艺卡片的拟定及加工参数设定。最后编制数控程序输入机床加工进行产品检验，验证设计出的夹具是否合理和减速齿轮质量。

乘用车变速器设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告 学生姓名系部汽车与交通工程学 院 专业、班级车辆B06-2班 指导教师姓名职称副教授 从事 专业 车辆工程是否外聘□是■否题目名称乘用车变速器设计 一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义 1、研究现状 中国汽车变速器市场正处于高速发展期。2006年我国乘用车变速器市场整体规模在300亿元人民币左右，其中国产变速器市场规模180亿元人民币，并且五年来以每年25%的速度不断扩大，2009年中国汽车销售1364万辆，同比增长46.15%，2015年汽车销售规模将达到4000万辆。在汽车行业市场规模高速增长的情况下，中国变速器行业面临着重大机遇。2009年中国汽车变速器市场规模达520亿元人民币，并且以每年超过20%的速度增长，预计2015年有望达到1500亿元。随着乘用车销售量的快速增长，乘用车市场规模将越来越大。 由于近年来乘用车市场增长迅速，2007年中国乘用车变速器需求量在600万件以上，其中大部分为手动变速器，但是自动变速器的需求比例不断提高。与此同时随着商用车市场快速发展，2007年商用车变速器的市场需求量有200万件，其中轻型货车用变速器占市场主流，然而重型车变速器市场有望成为未来的新亮点。在手动变速器领域，国产品牌已占主导地位。但技术含量更高的自动变速器市场却是进口产品的天下，2007年中国变速器产品(变速器产品进口统计)进口额达到30亿美元。国内变速器企业未来面临严峻挑战 2、目的、依据和意义 随着汽车工业的迅猛发展，车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对轿车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计如果不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大。通过本题目的设计，学生可综合运用《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计》、《液压传动》等课程的知识，达到综合训练的效果。由于本题目模拟工程一线实际情况， SY-025-BY-3

变速箱拨叉零件加工工艺及夹具毕业设计论文

河北机电职业技术学院毕业设计论文 变速箱拨叉零件加工工艺及夹具设计 2012 届机械工程系系 专业机械制造及自动化 学号 020********* 学生姓名张杨 指导教师李海涛 完成日期 2012 年 6月 25日

摘要 机械制造工艺学课程设计使我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习，也是一次理论联系实际的训练，因此，它在我们的大学生活中占有重要地位。 就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼自己分析问题、解决难题的能力，为今后参加工作和专业建设打下一个良好的基础。 通过这次设计，基本上掌握了零件机械加工工艺规程的设计，机床专用夹具等工艺装备的设计等，并学会了使用和查阅各种设计资料、手册、和国家标准等。由于能力有限，设计尚有很多不足之处，恳请老师给予批评和指导。 关键词拨叉、工艺、设计、夹具

目录 摘要 (2) 题目及附件 (3) 序言 (5) 第一章零件分析 1.1零件的作用 (6) 1.2零件的工艺分析 (6) 1.3确定零件生产类型 (7) 第二章确定毛坯绘制毛坯简图 2.1选择毛坯 (8) 2.2确定毛坯的尺寸公差和机械加工余量 (8) 2.3绘制拨叉锻造毛坯简图 (9) 第三章工艺规程设计 3.1定位基准的选择 (10) 3.2拟订工艺路线 (10) 3.3加工设备及工艺装备的选用 (13) 3.4加工余量、工序尺寸和公差的确定 (14) 3.5切削用量的计算 (17) 第四章专用钻床夹具设计 4.1夹具设计任务 (23) 4.2拟定钻床夹具结构方案与绘制夹具草图 (23) 4.3绘制夹具装配总图 (25) 4.4夹具装配图上标注尺寸、配合及技术要求 (25) 第五章致谢 (29) 第六章参考文献 (30)

汽车变速箱壳体工艺及夹具设计

毕业设计汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 学生姓名：刘犇学号：122011334 系部：机械工程系 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：王玉玲 二〇一六年六月

诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名：年月日 毕业设计任务书 毕业设计题目：汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 系部：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学号：122011334学生：刘犇指导教师（含职称）：王玉玲（副教授） 1．课题意义及目标 制造业是国家发展及社会进步的基础，而汽车制造将是未来面对普通消费者的主要的机械制造产品，，所以我们有必要对汽车及汽车零件的设计及加工投入更多的精力。有必要对汽车变速器的加工工艺进行更深层次的了解及学习。通过对汽车变速箱壳体工业及夹具设计的研究可以对大学四年里所学习的《机械制造工艺学》，《金属切削原理及刀具》，《互换性及技术测量》,《机械工程材料》等许多课程进行复习及提高。 2．主要任务 (1) 变速箱壳体工艺规程设计 (2) 机床夹具设计

(3) 绘制夹具装配图 (4) 设计说明书的书写 3．主要参考资料 [1]王先逵.机械制造工艺学[M].机械工业出版社.2013.1 [2]王伯平.互换性及测量技术基础[M].机械工业出版社.2013.9 [3]王运炎.机械工程材料[M].机械工业出版社.2008.12 [4] 王光斗, 王春福. 机床夹具设计手册[M]. 上海科学技术出版社.2001.7 4．进度安排 审核人年月日

汽车变速箱壳体工艺及夹具设计 摘要：本次设计主要是完成汽车变速箱壳体零件的加工工艺规程及一些工序的专用夹具设计。在本次设计中，由于汽车变速箱壳体零件的主要加工表面是平面及孔系。一般来说，保证平面的加工精度要比保证孔系的加工精度容易。因此，本设计遵循先面后孔的原则。并将孔及平面的加工明确划分成粗加工和精加工阶段以保证平面及孔系加工精度。基准选择以变速箱壳体的输入轴和输出轴的支承孔作为粗基准，以顶面及两个工艺孔作为精基准。主要加工工序安排是先以支承孔系定位加工出顶平面，再以顶平面及支承孔系定位加工出工艺孔。在后续工序中除个别工序外均用顶平面和工艺孔定位加工其他孔系及平面。整个加工过程均选用组合机床。夹具选用专用夹具，夹紧方式多选用气动夹紧，夹紧可靠，并且大大缩短了辅助时间。因此生产效率较高。适用于大批量、流水线上加工。能够满足设计要求。 关键词：变速箱，加工工艺，专用夹具 Auto gearbox housing technology and fixture design Abstract：The design is about the special-purpose clamping apparatus of the machining technology process and some working procedures of the car gearbox parts. The main machining surface of the car gearbox parts is the plane and a series of hole. Generally speaking, to guarantee the working accuracy of the plane is easier than to guarantee the hole’s. So the design follows the principle of plane first and hole second. And in order to guarantee the working accuracy of the series of hole, the machining of the hole and the plane is clearly divided into rough machining stage and finish

城市道路交叉口的优化设计大学论文

本科毕业论文城市道路交叉口的优化设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：日期：

学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日

变速箱壳体铸造工艺设计

5.3.3 变速箱壳体铸造工艺设计 (1) 生产条件 变速箱壳体铸件材质HT200，铸件质量82kg，外形尺寸552.5mm×513mm×488.2mm，壁厚10~30mm，主要壁厚10mm，如图5.3-9。采用5t／h倒大双热风冲天炉熔炼，铁水出炉温度1400～1450℃；采用Z2140顶箱震实式造型机湿砂型造型，漏模起模，砂箱尺寸 900mm×700mmx350mm；采用Z878翻台震实式制芯机，酚醛树脂砂制芯。 (2) 工艺分析 箱体类铸件的收缩率受铁水的化学成分、浇注温度、铸件本身结构特征、铸型的退让性和型芯的退让性等多种因素的影响，尤其是化学成分、浇注温度的影响使得同一种铸件在每一炉次甚至同一炉次的尺寸都有差异。一般灰铁件的收缩率在0.7％～1％之间。 图5.3-9 变速箱壳体 箱体类零件的尺寸精度除受铸件收缩率影响外，还受到错箱、偏芯、变形以及机械加工中的定位误差和机械加工误差的影响。因此，要生产出合格的产品．在复杂形状箱体类铸件铸造模具设计制造中必须采取一系列的工艺措施，选择灵活适当的工艺参数。该铸件可视作由近似长方箱体和喇叭口盘状两部分形状组成。型芯被金属包裹面积较大。喇叭口盘状型芯

尺寸较大，为增强型芯的排气和型芯的制造及型芯的装配，把型芯按图5.3-10主视图所示分成两块，在分芯面处开通气槽、在两端芯头处扎通砂型气孔，这样有利于浇注时型芯中的气体排出。 （3）工艺参数计算及工艺措施 根据铸件特点采取中间分型、分芯方式，浇注系统开设在分型面处，采用封闭式。为了提高铸型通气性。在所有最高点处扎φ6mm 明出气孔，同时在最高处设一φl 00 mm 顶部缩颈冒口。既起排气、溢流又起补缩作用。工艺图如图5.3-10所示。 1） 工艺参数的计算 浇注时间 21(s)t ==≈ 式中：t 为浇注时间( s ) ；S 为系数；G 为型内金属液总质量(kg) 。 平均静压力头 p 0c 0.125350.12548.828.9(cm)H H h =-=-?≈ 式中：P H 为平均静压力头( cm ) ；0H 为作用于内浇道的金属液静压力头( cm ) ；c h 为铸件高度( cm ) 。

变速箱设计毕业论文

广州市工贸技师学院 毕业设计(论文) 专业： 班级： 姓名： 毕业设计题目： 指导教师姓名：

两轴式四档手动变速器设计 摘要 轿车作为一种最常用汽车，已在现代的社会中占有举足轻重的地位。而变速器是汽车传动系统结构中最重要的部分之一，汽车的前进、后退，增速、减速都要靠变速器传动来实现。而且变速器在汽车的动力性和燃油经济性上也有很重要的影响。 本次设计的汽车变速箱主要是从强度方面来对齿轮的尺寸计算及校核，轴的尺寸计算和位置的确定，选择设计满足其承载能力的同步器。另外，针对齿轮作用力的不同，在不同的轴上选择合适的轴承。利用软件AUTCAD完成变速器总成图、第一轴、第二轴、中间轴、各个挡齿轮及同步器的设计。 随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。通过对轿车车变速器的设计，我了解到变速器在汽车结构中具有着重要的作用，因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。 关键词：汽车；变速器；齿轮

目录 ABSTRACT 第1章绪论 ---------------------------------------------1 1.1变速器的概述------------------------------------------1 1.2 变速器的种类 -------------------------------------------1 1.3机械式变速器的特点 ---------------------------------------4 第二章变速器传动机构布置方案-----------------------------5 2.1传动机构的布置方案分析 ---------------------------5 2.1.1固定轴式变速器-----------------------------------5 2.1.2倒档的布置方案--------------------------------------8 2.2变速器零、部件结构方案分析 ----------------------------9 2.2.1齿轮型式 ----------------------------------------9 2.2.2换档结构型式 ---------------------------------------9 2.2.3变速器轴承形式 -------------------------------10 2.2.4齿轮变位系数的选择原则 -------------------------11 2.2.5其他问题 ------------------------------------11 第三章变速器主要参数选择 ----------------------------------12 3.1中心距A的选定 -----------------------------------12 3.2齿轮参数 -----------------------------------------12 3.2.1模数的选取 -------------------------------------12 3.2.2压力角α ----------------------------------------13 3.2.3螺旋角β ---------------------------------------14 3.2.4齿宽b ----------------------------------------14 3.3各档齿数的分配与计算 -------------------------------14 3.3.1一档齿轮齿数的确定---------------------------------14 3.3.2二档齿轮齿数的确定--------------------------------15 3.3.3三档齿轮齿数的确定--------------------------------15 3.3.4四档齿轮齿数的确定---------------------------------15 3.3.5倒档齿轮齿数的确定--------------------------------16 3.3.6各档齿轮参数表--------------------------------16 第四章变速器的设计与计算 -------------------------------17 4.1齿轮的损坏形式 ---------------------------------17 4.2齿轮的强度计算 ---------------------------------17 4.3轴的强度计算 ---------------------------------------20 4.3.1初选轴的直径 ---------------------------------------21 4.3.2轴的强度验算 ------------------------------------21 4.3.3校核各挡齿轮处轴的强度和刚度 -------------------22 第五章同步器的设计 ----------------------------------30 5.1惯性式同步器----------------------------------30 5.2锁环式同步器 -------------------------------------30 5.2.1锁环式同步器的结构 ---------------------------30 5.2.2锁环式同步器的工作原理 -----------------------31