货车总体设计

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货车总体设计.(DOC)

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第1章汽车形式的选择1.1汽车质量参数的确定汽车质量参数包括整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、载荷分配等。

1.1.1汽车载人数和装载质量汽车的载荷质量是指汽车在良好路面上所允许的额定装载质量。

汽车载客量:2人汽车的载重量:m e=1250kg1.1.2整车整备质量m o确定整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具,备胎等),加满燃料、水、但没有装货和载人时的整车质量。

质量系数ηmo 是指汽车载质量与整车整备质量的比值,ηmo= me/m。

根据表1-1 表1-1 货车质量系数ηmo本车型为轻型货车,1.8<m a≤6.0,故取ηmo=0.8根据公式ηmo= m e/m0;m o= m e/ηmo=1250/0.8=1562.5kg1.1.3汽车总质量m a汽车总质量ma是指装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。

m a= m o+ m e+2×65kg (1-1)式中:m a——汽车总质量,kg;m o ——整车整备质量,kg ; m e ——汽车载质量,kg ; 根据公式(2-1)可得:m a = m o + m e +2×65kg=1250+1562.5+2×65=2942.5kg汽车总质量:2942.5kg1.2汽车轮胎的选择表1-2 各类汽车轴荷分配根据表1-2,本车型为4×2后轮双胎,平头式,故暂定前轴占32%,后轴占68%,则:前轮单侧: 8.470232.05.2942n 32.01=⨯=⨯=G F z ϕkg 后轮单侧: 8.5559.0468.05.29429.0n 68.02=⨯⨯=⨯⨯=G F z ϕkg 其中ϕz F 为轮胎所承受重量 。

根据GB9744一1997可选择轮胎如表1-3表1-4所示表1-3 轻型载重普通断面斜胶轮胎气压与负荷对应表根据ϕz F ,选择轮胎型号6.00.14LT ,气压:320kPa ,层级:8。

CSU1030货车总体设计及驱动桥设计毕业设计(论文)

CSU1030货车总体设计及驱动桥设计毕业设计(论文)

汽车设计课程设计题目:CSU1030货车总体设计及驱动桥总成设计一、课程设计任务二、课程设计进度表:CSU1030货车总体设计及驱动桥设计摘要我这次课程设计的内容主要包括两个部分:CSU1030货车的总体设计和驱动桥总成设计。

在货车的总体设计中,根据已知的几个基本设计参数,参考国家道路交通法规规定和汽车设计规范,考虑其用途,经济性等方面的要求,计算并匹配合适功率的发动机,轴荷分配和轴数,确定主要尺寸参数。

发动机的选择时,根据估算的发动机功率,在国内主要发动机厂家中选取一个比较接近的发动机型号,确定其各性能参数。

然后通过考虑汽车动力性、通过性、操纵稳定性、制动性及行驶安全性的方面要求,选择合适型号的轮胎。

最后根据相关的公式确定传动系的最小传动比和最大传动比,从而计算出变速器最大传动比。

在驱动桥的总成设计中,参考了一些国家相关标准,同时考虑和其他汽车总成之间的协调,争取做到满足汽车使用要求的同时,能减少自身的重量,以减小制造的成本。

驱动桥各零件设计时,需要选取各种各样的参数,参数的选择是根据具体的条件来的,有些参数在书上找不到相应的根据,所以必须查阅相关的工具书籍和资料,以保证设计的科学性和准确性。

通过以上的设计和有关计算,在老师审批通过合格后,运用AUTOCAD绘制出驱动桥总成装配图和一个主要零件图,完成整个的课程设计。

关键词:驱动桥;轴荷分配;动力性;通过性;操纵稳定性;AUTOCAD目录1CSU1030型货车总体设计 (7)2主减速器的基本参数的选择与计算 (8)驱动桥结构形式 (9)主减速器的齿轮类型 (9)主减速器的减速形式 (9)主减速器的基本参数的选择与计算 (9)主减速器锥齿轮强度计算 (12)主减速器轴承设计 (13)齿轮轴承载荷的计算 (14)3 差速器的设计 (17)圆锥行星齿轮差速器的基本参数设计 (17)差速器齿轮强度计算 (19)4车轮传动装置的设计 (19)4.1 全浮式半轴直径的设计计算 (19)全浮式半轴的强度计算和校验 (20)5驱动桥壳设计 (21)5.1 驱动桥壳的结构型式 (21)驱动桥壳的受力分析及强度计算 (21)6参考文献 (24)7心得体会 (25)8附录(设计参考货车的基本参数 (27)1 CSU1030货车总体设计已知设计参数如下:已知数据,查有关书籍得以下初步总体设计方案:轴数:两轴驱动形式:42⨯后轮双胎布置形式:平头式发动机前置后驱动1.2 主要参数:外形尺寸(mm):5215⨯1856⨯2150货箱尺寸(mm):3600⨯1760⨯3801.3 轴荷分配:满载时,前轴25%后轴75%.空载时,前轴45% 后轴55%1.4 轴距(mm):27251.5 前悬/后悬(mm):1015/1295 1.6前/后轮距:1420/1387根据下式估算发动机的最大功率:因此选取的发动机功率为kW ,型号是昆明云内动力有限公司的4100QB 发动机。

货车总体设计

货车总体设计

1、 载货汽车主要技术参数的确定1.1 汽车质量参数的确定1.1.1 汽车载客量和装载质量汽车载客量:2人汽车的装载质量:m e =1750kg1.1.2 汽车整车整备质量预估1.质量系数ηmo选取质量系数ηmo是指汽车装载质量与整车整备质量的比值:oe mo m m /=η (1-1)1-1 各类货车的质量系数根据表1-1,对于轻型柴油载货汽车,质量系数为0.80-1.00,取ηmo =0.8。

2.估算整车整备质量m o整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等),加满燃料、水,但没有装货和载人的整车质量。

o m =e m /moη=1750/0.8=2187kg1.1.3 汽车总质量m a 的确定汽车总质量是指装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。

商用货车的总质量m a由整备质量m o 、载质量m e 和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,乘员和驾驶员每人质量按65kg 计,即m a = m o + m e +2×65kg=2187+1750+2×65=4067kg表1-2 质量参数:1.1.4 汽车轴数和驱动形式的确定总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法,所以本车轴数定为二轴。

商用车多采用结构简单、制造成本低的4⨯2驱动的形式。

所以本车采用4⨯2后双胎的驱动形式。

1.2汽车主要尺寸的确定1.2.1汽车的外廓尺寸我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是:总高不大于4米,总宽不大于2.5米,总长不大于12米。

一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增大。

在保证汽车主要使用性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。

参考同类车型,取外廓尺寸:5813×2096×2096mm(长×宽×高)。

1.2.2汽车轴距L的确定在汽车的主要性能,装载面积和轴荷分配等各个方面的要求下选取。

各类载货汽车的轴距选用范围如表1-3所示表1-3 载货汽车的轴距和轮距选L=3400mm1.2.3 汽车前轮距B1和后轮距B2汽车轮距B应该考虑到车身横向稳定性,在选定前轮距B1范围内,应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮,并保证前轮有足够的转向空间,同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。

货车的总体设计

货车的总体设计

1、 载货汽车主要技术参数的确定1.1 汽车质量参数的确定1.1.1 汽车载客量和装载质量 汽车载客量:2人汽车的装载质量:m e =1750kg1.1.2 汽车整车整备质量预估1.质量系数ηmo 选取质量系数ηmo 是指汽车装载质量与整车整备质量的比值:o e mo m m /=η (1-1)1-1 各类货车的质量系数根据表1-1,对于轻型柴油载货汽车,质量系数为0.80-1.00,取ηmo =0.8。

2.估算整车整备质量m o整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等),加满燃料、水,但没有装货和载人的整车质量。

o m =e m /mo η=1750/0.8=2187kg1.1.3 汽车总质量m a 的确定汽车总质量是指装备齐全,并按规定装满客、货时的整车质量。

商用货车的总质量m a由整备质量m o 、载质量m e 和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,乘员和驾驶员每人质量按65kg 计,即m a = m o + m e +2×65kg=2187+1750+2×65=4067kg表1-2 质量参数:1.1.4 汽车轴数和驱动形式的确定22总质量小于19吨的商用车一般采用结构简单、成本低廉的两轴方法,所以本车轴数定为二轴。

商用车多采用结构简单、制造成本低的4⨯2驱动的形式。

所以本车采用4⨯2后双胎的驱动形式。

1.2 汽车主要尺寸的确定1.2.1汽车的外廓尺寸我国法规对载货汽车外廓尺寸的规定是:总高不大于4米,总宽不大于2.5米,总长不大于12米。

一般载货汽车的外廓尺寸随载荷的增大而增大。

在保证汽车主要使用性能的条件下应尽量减小外廓尺寸。

参考同类车型,取外廓尺寸:5813×2096×2096mm(长×宽×高)。

1.2.2汽车轴距L 的确定在汽车的主要性能,装载面积和轴荷分配等各个方面的要求下选取。

各类载货汽车的轴距选用范围如表1-3所示表1-3 载货汽车的轴距和轮距选L=3400mm1.2.3 汽车前轮距B 1和后轮距B 2汽车轮距B 应该考虑到车身横向稳定性,在选定前轮距B 1范围内,应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮,并保证前轮有足够的转向空间,同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动空间间隙。

货车总体设计方案及各总成选型设计方案

货车总体设计方案及各总成选型设计方案

货车总体设计及各总成选型设计1、汽车采用两轴形式因为汽车从总质量上看是属于中小型货车,在符合承载规定的同时它结构简单、制造成本低廉。

2、驱动形式采用驱动形式,发动机前置后驱动。

其优点在于可以采用直列、V型或卧式发动机,发现发动机故障容易;发动机接近性良好,维修方便;离合器、变速器等操纵的结构简单,容易布置;货箱地板高度低。

3、布置形式采用平头式货车。

其优点在于汽车总长和轴距尺寸段,最小转弯直径小,机动性能好;不需要发动机罩和翼子板加上总长缩短等因素的影响,汽车整备质量减小;驾驶员视野得到明显改善;采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性;汽车货箱与整车的俯视面积之比称为面积利用率,平头式货车的该指标比较高。

4、在进行汽车总体设计工作应满足一以下基本要求:1)汽车的各项性能、成本等,要达到企业在商品计划中所确定的指标。

2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定,注意不要侵犯权利。

3)尽最大可能去贯彻三化。

即标准化、系列化和通用化。

4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。

5)拆装与维修方便。

我国制定的有关汽车方面的法规、标准正在得到不断的完善,它们中有些是结合我国具体条件制定的,有些是参照国外的法规、标准制定的。

这些法规、标准涉及的面很广,如有关汽车外廓尺寸标准<GB 1589-1989汽车外廓尺寸限界)、汽车的污染物排放标准及有关公路法规对汽车轴荷限定的要求等等。

在进行总体设计工作时,要特别注意正在实施的强制性标准,我国目前有40项,随着时间的迁移还会有变化。

这些强制性标准与汽车类型有关,设计时一定要严格遵守。

纵向通过半径/mm汽车行车制动和应急制动性能要求<一、发动机的主要参数计算发动机最大功率=<+)根据资料的已知条件求得最大功率约为115.88Kw发动机最大转距=9549经计算求得最大转距约为474.25二、离合器的选取和主要参数计算为了保证离合器具有良好的工作性能,设计离合器应满足以下要求:1、在任何使用条件,既能可靠地传递发动机的最大力矩,并有适当的转距储备,有能防止传动系过载。

一种重型载货汽车总体设计DOC

一种重型载货汽车总体设计DOC

重型载货汽车总体设计设计目标:设计一辆用于长途城际物流运输的重型载货汽车,最大总质量不超过31t,额定载重质量为16t,最高车速为100km/h的重型载货汽车(售价不高于对标竞争车型)。

第1章汽车形式和主要参数的初步确定一、汽车形式的选择1.1汽车轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。

影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量和道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力以及汽车的结构等。

当所设计的汽车总质量增加到轴荷不符合道路法规的限定值时,设计师可以选择增加轴数来减小因为总质量的增加而带来的道路符合增加的问题。

一般的,包括乘用车及汽车总质量小于19t的公路运输车辆和轴荷不受道路、桥梁限制的不在公路上行驶的车辆,均采用结构简单、制造成本低廉的两轴方案。

总质量在19t-26t的公路运输车采用三轴形式,总质量更大的汽车宜采用四轴或者四轴以上的形式。

综合考量,我们设计的重型卡车采用四轴形式。

1.2驱动形式汽车的驱动形式有很多种。

汽车的用途,总质量和对车辆通过性能的要求等,是影响选取驱动形式的主要因素。

增加驱动轮数能够提高汽车的通过能力,驱动轮数越多汽车的结构越复杂,整备质量和制造成本也随之增加,同时也使汽车的总体布置工作变困难。

对于乘用车以及小质量的商用车,多采用简单的、制造成本低的驱动形式。

总质量大的商用车宜采用6x4、8x4等驱动形式。

我们设计的重卡采用8x4的驱动形式。

1.3布置形式汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身的相互关系和布置而言。

汽车的使用性能取决于整车和各总成。

其布置的形式也对使用性能也有很重要的影响。

我们设计的重型卡车平头式。

通过对对标车型的参考以及平头式本身具有的优越性,发动机我们采用前置后驱的布置形式。

对于前置后驱的货车形式,容易布置,接近性良好,维修方便以及离合,变速的操纵机构的结构简单。

这些优点使我们在充分考虑用户需求的条件下,通过取舍采用的布置形式。

二、汽车主要参数选择2.1汽车主要尺寸参数的确定2.1.1外廓尺寸GB158—1989汽车外廓尺寸限界规定:货车总长不应超过12m不包括后视镜,汽车宽不超过2.5m;空载、顶窗关闭状态下,汽车高不超过4m根据要求,并参考同类车型,本车的外廓尺寸如下:11976X 2395X 3750 (mm< mmX mm2.1.2轴距L轴距L对整车质量、汽车总长、汽车最小转弯半径、传动轴长度、纵向通过半径等有影响。

中重型载货汽车总布置设计规范

中重型载货汽车总布置设计规范

中重型载货汽车总布置设计规范汽车的总体设计与汽车的使用性能、艺术造型与制造成本有着密切的关系,在很大程度上决定着汽车销售的成败,直接影响到汽车的结构、性能及其使用、维修、寿命和使用经济性,所以总体设计在汽车的设计中显得十分重要。

1、汽车总体设计的任务:(1)从技术先进性、生产合理性和目标产品的用途、销售对象、控制成本及生产纲领等出发,正确选择整车性能指标、质量及尺寸参数,提出整车设计方案,为部件设计、选型提供依据。

(2)对各部件进行合理布置和运动校核,使汽车能满足主要性能的要求,使相对运动的部件不会产生相互干涉。

(3)对汽车性能进行精确计算和控制,保证汽车主要性能指标的实现。

(4)协调各总成与整车的关系以及各总成之间的关系。

(5)拟订整车技术文件。

如:整车装调技术条件、产品标准(6)进行各种有关整车的技术综合工作。

如:总布置评审材料的准备;设计计算书(设计计算说明书);项目描述书;试验任务书;零部件技术认证计划。

2、对整车设计师的要求:作为一名整车设计师,需要具备以下几个条件:(1)对汽车的有关标准、法规的了解和掌握;(2)对汽车设计、试验知识的掌握和运用;(3)对汽车使用、保养和修理知识的基本了解;(4)对汽车生产工艺的基本了解;(5)对国内外同类产品的技术状态及技术水平主要零部件资源的了解;(6)有强烈的经济观念和市场意识,对市场的需求有必要的了解;(7)要有科学的工作态度和严格细致的工作作风;(8)要有协调各种关系的能力和耐心。

3、汽车设计的一般主要原则:汽车的设计原则是解决设计中出现的各种矛盾的指导思想和统一的准则。

其中包括产品设计方针、主要技术—经济要求(对技术先进性、工艺性、继承性、生产成本和零部件互用化的要求),需要考虑哪些变型车;同时要规定在各自使用性能发生矛盾时应优先保证的性能等,对于不同类型的汽车,其设计原则是不相同的,但有一些普遍适用的主要原则,表现在:(1)用户第一原则:汽车是工业品,也可看作艺术品。

货车总体设计方案及各总成选型设计方案

货车总体设计方案及各总成选型设计方案

货车总体设计及各总成选型设计1、汽车采用两轴形式因为汽车从总质量上看是属于中小型货车,在符合承载规定的同时它结构简单、制造成本低廉。

2、驱动形式采用驱动形式,发动机前置后驱动。

其优点在于可以采用直列、V型或卧式发动机,发现发动机故障容易;发动机接近性良好,维修方便;离合器、变速器等操纵的结构简单,容易布置;货箱地板高度低。

3、布置形式采用平头式货车。

其优点在于汽车总长和轴距尺寸段,最小转弯直径小,机动性能好;不需要发动机罩和翼子板加上总长缩短等因素的影响,汽车整备质量减小;驾驶员视野得到明显改善;采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性;汽车货箱与整车的俯视面积之比称为面积利用率,平头式货车的该指标比较高。

4、在进行汽车总体设计工作应满足一以下基本要求:1)汽车的各项性能、成本等,要达到企业在商品计划中所确定的指标。

2)严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定,注意不要侵犯权利。

3)尽最大可能去贯彻三化。

即标准化、系列化和通用化。

4)进行有关运动学方面的校核,保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。

5)拆装与维修方便。

我国制定的有关汽车方面的法规、标准正在得到不断的完善,它们中有些是结合我国具体条件制定的,有些是参照国外的法规、标准制定的。

这些法规、标准涉及的面很广,如有关汽车外廓尺寸标准<GB 1589-1989汽车外廓尺寸限界)、汽车的污染物排放标准及有关公路法规对汽车轴荷限定的要求等等。

在进行总体设计工作时,要特别注意正在实施的强制性标准,我国目前有40项,随着时间的迁移还会有变化。

这些强制性标准与汽车类型有关,设计时一定要严格遵守。

纵向通过半径/mm汽车行车制动和应急制动性能要求<一、发动机的主要参数计算发动机最大功率=<+)根据资料的已知条件求得最大功率约为115.88Kw发动机最大转距=9549经计算求得最大转距约为474.25二、离合器的选取和主要参数计算为了保证离合器具有良好的工作性能,设计离合器应满足以下要求:1、在任何使用条件,既能可靠地传递发动机的最大力矩,并有适当的转距储备,有能防止传动系过载。

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轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计目录第一章前言第二章轻型载货车主要参数的确定2.1质量参数的确定2.2发动机的选型第三章变速器的设计与计算3.1设计方案的确定3.1.1两轴式3.1.2三轴式3.1.3液力机械式3.1.4确定方案3.2零部件的结构分析3.3基本参数的确定3.3.1变速器的档位数和传动比3.3.2中心距3.3.3变速器的轴向尺寸3.3.4齿轮参数3.3.5各档齿轮齿数的分配3.4齿轮的设计计算3.4.1几何尺寸计算3.4.2齿轮的材料及热处理3.4.3齿轮的弯曲强度3.4.4齿轮的接触强度第一章前言本次设计的课题为轻型载货车五档变速器总成及变速传动机构设计,该课题来源于结合生产实际。

本次课题研究的主要内容是:1.进行变速传动机构的设计(不包括同步器),完成标准件的选型。

2.完成强度计算。

3.对轴、齿轮等主要零件进行制造工艺分析。

4.对变速器装配工艺进行分析,包括装配顺序、轴承游隙调整、润滑等关于变速器的设计,首先要确定变速器的各档位的传动比和中心距,然后计算出齿轮参数以选择合适的齿轮并且对其进行校核,接着是初选变速器轴与轴承并且完成对轴和轴承的校核,最终完成了变速器的零件图和装配图的绘制。

本课题所设计出的变速器可以解决如下问题:a.正确选择变速器的档位数和传动比,使之与发动机参数匹配,以保证汽车具有良好的动力性与经济性;b.设置空档以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离;设置倒档使汽车可以倒退行驶;c.操纵简单、方便、迅速、省力;d.传动效率高,工作平稳、无噪声;e.体小、质轻、承载能力强,工作可靠;f.制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长;g.贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求,遵守有关标准规定。

第二章轻型载货车主要参数确定2.1 质量参数的确定商用货车的总质量ma由整备质量m0、载质量me和驾驶员以及随行人员质量三部分组成,即ma=m0+me+65n11)整车整备质量m0由ma= m0+me+65n1,得:m0=ma-(me+65n1)=3720-(1750+65×2)=1840kgm0=1840kg2)质量系数ηm0 ηm0=me/m0=1750/1840=0.951ηm0=0.9512.2 发动机的选型根据已知数据对发动机最大功率进行估算,由公式:其中A≈B1H=1.414×2.023=2.8605m2代入数据,得:=1/0.90(3720×9.8×0.02×100/3600+0.9×2.8605×1003/71640) = 58.5kw参考数据,选用以下发动机,主要参数如下:型号一汽解放CA488额定功率/转速(kw/r/min)65/4800最大扭矩/转速(N.m/r/min)157/2800汽缸数4缸径(mm)87.5第三章变速器的设计与计算3.1 设计方案的确定轻型载货车变速器一般选用机械式变速器,它采用齿轮传动,具有若干个定值传动比。

采用这种变速器的轻型载货车通常有3~5个前进档和一个倒档。

最近几年液力机械变速器和机械式无级变速器在汽车上的应用越来越广泛,根据目前广泛使用变速器的种类,以及应用的范围,初步拟定三种设计方案。

3.1.1 两轴式两轴式变速器结构简单、紧凑且除最高档外其他各档的传动效率高。

两轴式变速器的第二轴(即输出轴)与主减速器主动齿轮做成一体。

当发动机纵置时,主减速器可用螺旋锥齿轮或双曲面齿轮;当发动机横置时则可用圆柱齿轮。

除倒档常用滑动齿轮(直齿圆柱齿轮)外,其他档位均采用常啮合齿轮(斜齿圆柱齿轮)传动,但两轴式变速器没有直接档,因此在高档工作时,齿轮和轴承均承载,因而噪声较大,也增加了磨损。

这种结构适用于发动机前置、前轮驱动或发动机后置、后轮驱动的轿车和微、轻型货车上,其特点是输入轴和输出轴平行,无中间轴。

3.1.2 三轴式三轴式变速器的第一轴常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合,且第一、二轴同心。

将第一、二轴直接连接起来传递转矩则称为直接档。

此时,齿轮、轴承及中间轴均不承载,而第一、二轴也仅传递转矩.因此,直接档的传动效率高,磨损及噪声也最小, 其他前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。

因此,在齿轮中心距(影响变速器尺寸的重要参数)较小的情况下仍然可以获得大的一档传动比,但除了直接档外其他各档的传动效率有所降低,适用于传统的发动机前置、后轮驱动的布置形式。

3.1.3 液力机械式由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成,其特点是传动比可在最大值和最小值之间的几个间断范围内作无级变化,但结构复杂,造价高,传动效率低。

3.1.4 确定方案由于轻型载货车一般是传统的发动机前置,后轮驱动的布置形式,同时考虑到制造成本以及便于用户维护等因素,再结合变速器的特点和任务书的要求,现选用三轴式变速器(见图3-1)。

图3-1 三轴式变速器与前进档位比较,倒档使用率不高,而且都是在停车状态下实现换倒档,故多数方案均采用直齿滑动齿轮方式倒档。

变速器的一档或倒档因传动比大,工作时在齿轮上作用的力也增大,并导致变速器轴产生较大的挠度和转角,使工作齿轮啮合状态变坏,最终表现出齿轮磨损加快和工作噪声增加。

为此,一档与倒档,都应当布置在靠近轴的支承处,以便改善上述不良状况,本课题采用如下方案(见图3-2)。

图3-2 倒档布置3.2 零部件的结构分析a.齿轮型式考虑到本课题采用三轴式变速器,采用同步器换档,故选用直齿圆柱齿轮用来换档。

b.轴的结构分析变速器轴在工作时承受转矩及弯矩,轴的明显变形将影响齿轮正常啮合,产生较大的噪声,降低使用寿命。

轴的结构形状除应保证其强度与刚度外,还应考虑齿轮、轴承等的安装、固定,它与加工工艺也有密切关系。

第一轴通常与齿轮做成一体,其长度决定于离合器总成的轴向尺寸。

第一轴的花健尺寸与离合器从动盘毂的内花键统一考虑,目前一般都采用齿侧定心的矩形花键,键齿之间为动配合。

第二轴制成阶梯式的以便于齿轮安装,从受力及合理利用材料来看,也是需要的。

渐开线花键固定连接的精度要求比矩形花键低,但定位性能好,承载能力大,且键齿高较小使小径相应增大,可增强轴的刚度。

当一档、倒档采用滑动齿轮挂档时,第二轴的相应花键则采用矩形花键及动配合,这时不仅要求磨削定心的外径,一般也要磨削键齿侧,而矩形花键的齿侧磨削要比渐开线花键容易。

变速器中间轴分为旋转式及固定式两种。

旋转式中间轴支承在前后两个滚动轴承上。

其上的一档齿轮常与轴做成一体,而高档齿轮则用键或过盈配合与轴连接以便于更换。

固定式中间轴为仅起支承作用的光轴,与壳体呈轻压配合并用锁片等作轴向定位。

刚度主要由支承于其上的连体齿轮(宝塔齿轮)的结构保证。

仅用于当壳体上无足够位置设置滚动轴承和轴承盖时。

c.轴承型式变速器多采用滚动轴承,即向心球轴承、向心短圆柱滚子轴承、滚针轴承以及圆锥滚子轴承。

通常是根据变速器的结构选定,再验算其寿命。

第一轴前轴承(安装在发动机飞轮内腔中)采用向心球轴承:后轴承为外圈带止动槽的向心球轴承,因为它不仅受径向负荷而且承受向外的轴向负荷。

为便于第一轴的拆装,后轴承的座孔直径应大于第一轴齿轮的齿顶圆直径。

第二轴前端多采用滚针轴承或短圆柱滚子轴承;后端采用带止动槽的单列向心球轴承,因为它也要承受向外的轴向力。

某些轿车往往在加长的第二轴后端设置辅助支承,并选择向心球轴承。

旋转式中间轴前端多采用向心短圆柱滚子轴承,此轴承不承受轴向力,因为在该处布置轴承盖困难;后轴承为带止动槽的向心球轴承。

中间轴的轴向力应力求相互抵销,未抵销部分由后轴承承受。

中间轴轴承的径向尺寸常受中心距尺寸限制,故有时采用无内圈的短圆柱滚子轴承。

固定式中间轴采用滚针轴承或圆柱滚子轴承支承着连体齿轮(塔轮,宝塔齿轮)。

3.3 基本参数的确定3.3.1 变速器的档位数和传动比不同类型汽车的变速器,其档位数也不尽相同。

轿车变速器传动比变化范围较小(约为3~4),过去常用3个或4个前进档,但近年来为了提高其动力性尤其是燃料经济性,多已采用5个前进档。

轻型货车变速器的传动比变化范围约为5~6,其他货车为7以上,其中总质量在3.5t 以下者多用四档变速器,为了降低油耗亦趋向于增加1个超速档;总质量为3.5~l0t多用五档变速器;大于l0t的多用6个前进档或更多的档位。

选择最低档传动比时,应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑、确定。

a.根据汽车最大爬坡度确定汽车爬陡坡时车速不高,空气阻力可忽略,则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。

故有:(3-1)则由最大爬坡度要求的变速器Ⅰ档传动比为:(3-2)式中——汽车总质量;——重力加速度;——道路阻力系数;Ψmax——道路最大阻力系数;——最大爬坡要求;——驱动车轮的滚动半径;——发动机最大转矩;——主减速比;——汽车传动系的传动效率。

主减速比i0的确定:(3-3)式中 rr——车轮的滚动半径,m;np——发动机转速,r/min;igh——变速器最高档传动比;vamax——最高车速,km/h。

本课题变速器igh=1,一般货车的最大爬坡度约为30%,即=16.7°,f=0.02由公式(3-3)得:由公式(3-2)得:Ψmax=0.02cos16.7°+sin16.7°=0.306b.根据驱动车轮与路面的附着条件确定变速器Ⅰ档传动比为:(3-4)式中——汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷;——道路的附着系数,计算时取=0.5~0.6。

因为货车4×2后轮单胎满载时后轴的轴荷分配范围为60%~68%所以G2=3720×9.8×68%=24790N由公式(3-3)和公式(3-4)得:综合a和b条件得:4.36≤ig1≤5.82,取ig1=(4.36+5.82)/2≈5.09变速器的1档传动比应根据上述条件确定。

变速器的最高档一般为直接档,有时用超速档。

中间档的传动比理论上按公比为(其中n为档位数)的几何级数排列。

因为1.502,所以ig4=q=1.502, ig3= ig4×q=2.256,ig2= ig3×q=3.389,实际上与理论值略有出入,因齿数为整数且常用档位间的公比宜小些,另外还要考虑与发动机参数的合理匹配。

在变速器结构方案、档位数和传动比确定后,即可进行其他基本参数的选择与计算。

3.3.2 中心距中心距对变速器的尺寸及质量有直接影响,所选的中心距应能保证齿轮的强度。

三轴式变速器的中心距A(mm)可根据对已有变速器的统计而得出的经验公式初选:(3-5)式中——中心距系数。

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