毕业设计（论文）-天然气双层公交客车变速器设计.docx

天然气双层公交客车变速器设计摘要汽车变速器作用主要是通过改变引擎驱动力传递到的驱动轮上的转速和转矩，它可以说是现代汽车的传动系统中最重要的传动零部件之一。汽车变速器的结构和性能对于汽车的动力性和使用燃油的经济性都具有重要的影响，而且在汽车的操作中对其换挡的操作可靠性、轻便性、平稳性与操作的高效性等都有很高的技术要求。本次变速器毕设的主要工作任务和设计要求之一就是设计一台目前广泛应用于石油天然气双层公交客车的机械式齿轮变速器，设计的内容主要是变速器包括第一轴、第二轴和中间轴以及其上的齿轮的设计。所以在设计中首先我们确定了变速器总体方案和倒挡布置方案，之后计算各挡的传动比，初选中心距等，然后对变速器各挡齿轮进行了齿数分配、计算其分度圆，齿顶圆和齿根圆等参数，并对其齿轮刚度进行校核。最后对变速器的四根轴进行了计算，同时也对它们进行了强度和刚度校核。我们在完成上述毕设计算的任务后，使用了Catia软件，并根据上述计算的参数对各个变速器零件进行了设计。最终我们利用Catia软件的工程图纸功能，将所设计的三维模型转化为二维图纸，并导入AutoCAD软件中绘制标准工程图纸。关键词：客车；变速器；Catia；AutoCAD；设计计算AbstractTheroleoftheautomobiletransmissionismainlytochangethespeedandtorqueofthedrivewheelstransmittedbytheenginedrivingforce.Itcanbesaidtobeoneofthemostimportanttransmissioncomponentsinthetransmissionsystemofmodernautomobiles.Thestructureandperformanceoftheautomobiletransmissionhaveanimportantinfluenceonthepoweroftheautomobileandtheeconomyofusingfuel,andtheoperationreliability,portability,smoothnessandefficiencyoftheoperationofthegearshiftintheoperationoftheautomobileareallThereareveryhightechnicalrequirements.Oneofthemainworktasksanddesignrequirementsofthistransmissionistodesignamechanicalgeartransmissionthatiscurrentlywidelyusedinoilandgasdouble-deckerbuses.Themaincontentofthedesignisthatthetransmissionincludesthefirstshaft,thesecondshaftandthemiddleThedesignoftheshaftandthegearsonit.Therefore,inthedesign,wefirstdeterminedtheoveralltransmissionplanandreversegearlayoutplan,thencalculatedthetransmissionratioofeachgear,theprimarycenterdistance,etc.,andthenassignedthenumberofteethtothegearsofthetransmission,calculateditsindexcircle,toothtipParameterssuchascircleandrootcircle,andcheckthestiffnessofthegear.Finally,thefourshaftsofthetransmissionarecalculated,andtheirstrengthandStiffiiessarealsochecked.Aftercompletingtheabovedesigntask,weusedCatiasoftwareanddesignedeachtransmissionpartaccordingtotheabovecalculatedparameters.Finally,weusetheengineeringdrawingfunctionofCatiasoftwaretoconvertthedesigned3Dmodelintoa2Ddrawing,andimportitintoAutoCADsoftwaretodrawstandardengineeringdrawings.Keywords：Bus;Transmission;Catia;AutoCAD;DesignandCalculation第1章绪论11. 1概述11.2 国内外研究现状21.3 本文的主要设计工作3第2章总体方案设计41.1 变速器设计的基本要求41.2 变速器的传动方案分析与选择41.3 零部件结构分析61.4 本章小结7第3章齿轮的计算和校核83. 1各挡传动比的确定83.1 中心距的确定93.2 齿轮基本参数的确定103.3 各挡齿轮参数的确定113.4 螺旋方向的确定203.5 齿轮材料的确定203.6 齿轮强度的校核213.7 本章小结28第4章轴的计算和校核294. 1轴径的确定294. 2轴的修正304.1 材料选择与工艺要求314.2 轴的校核314. 5本章小结39第5章齿轮和轴的设计405. 1直齿轮405.2斜齿轮405. 3中间轴395.4 第二轴425.5 第一轴425.6 倒挡轴425.7 本章小结42第6章其他零部件的设计436. 1同步器436.2齿轮垫片436.3轴承436.4中间轴键436. 5本章小结43第7章变速器的装配447. 1一、二轴的装配448. 2变速部分的装配449. 3变速器的总转配4410. 4本章小结44第8章结论45参考文献46致谢48附录常用符号表错误!未定义书签。第1章绪论11概述汽车动力传递系统的重要一个组成部分之一就是对发动机整车的综合动力性、使用燃油的经济性和其乘坐舒适性等各项性能都设置了具有相当大性能影响的变速器。为了使得发动机输出最优的动力性能，汽车中一般都设置了用于同时调整发动机引擎转速与发动机驱动的车轮实际转速的变速器。在保证汽车正常行驶的过程中汽车变速器的转动可以在引擎和发动机驱动的车轮之间形成不一样的实际转速，为了更好地使发动机在其最优的综合动力性能状态下正常运转，可以通过更换变速器的挡位来实现性能的提高。结构更加繁复、自动化程度也更智能是汽车变速器的发展趋势，自动变速器也将会在以后汽车变速器中占主体地位。中华人民共和国成立早期，工业落后于世界几十年，汽车工业在国内完全没有发展，生产汽车零部件的企业更是少之又少，汽车变速器的制造就更不用说了。50年代初，中国某变速器企业成功模仿了原苏联生产的嘎斯51型齿轮变速器，在当时我国成功生产并制造出了第一台汽车齿轮变速器，因为生产变速器设备的贫乏，工人用机械工具手动地敲击才制造出来变速器的齿廓。随着新中国汽车工业发展的开始，大量汽车零部件变速器生产企业也迅速发展，如雨后春笋，大批企业涌现。1978年，一条轿车组装生产线在上海应国家要求而建立。随着我国的经济在进行改革和开放之后高速的发展，“以市场换技术”的市场经济发展思路和策略在我国重型汽车行业开始实行，我国重型汽车的生产和制造的能力由于引进国外先进的技术而迅速地得到提升，变速器制造行业当然也不例外。20世纪80年代，技术引进、合资合作的发展浪潮在我国重型汽车行业的基础上开始了出现。1983年，奥地利斯太尔公司重型卡车的制造和组装技术（主要包含配套发动机、变速器和车桥）被中国重型汽车工业联营公司的引入，陕齿和泰齿分别受任了配套发动机和变速器的制造,我国的重型汽车变速器的生产和发展被这一改革措施迅速的推进。随着20世纪八九十年代我国微型车变速器制造行业的快速繁荣发展,重庆青山、哈尔滨东安发动机公司等主要的微型车自动变速器的生产和制造企业随之迅速成长了起来。但是一直到2011年,我国的汽车变速器市场保持高速增长的态势平稳，每月已经有汽车超过一百二十万辆的产销量，平均每月汽车销量超过一百五十万辆，全年的汽车变速器销售总量已经超过一千八百五十万辆，全球的历史纪录再次被国产汽车刷新。2009年我国重型汽车的变速器制造市场的规模总共已经达到五百二十亿元，并且年均增长速度已经是每年20%。可以说到当今时代中国的汽车主要是变速器，手动式的变速器已完全的可以国内销售和生产，自动式的变速器也从最初的依赖于进口发展到逐步的实现国产。也可以准确地说当今时代中国的汽车变速器制造行业的发展和壮大主要是由于我国社会主义经济的进步和发展，也就是说，变速器制造行业也再次映射和显示出了我国社会经济的建设在新中国成立以来的新进步和巨大成就。1.2 国内外研究现状国内汽车行业的从事者也专门研究过公交客车的变速器。比如天津中德传动有限公司就研制了一款超短安装长度大扭矩的五档变速器，它由主壳体及其内的三轴式全斜齿常啮合定轴传动机构及操纵机构构成，使变速器在能传递较大扭矩的前提下尽可能缩小尺寸。又如浙江万里扬变速器股份有限公司研发的WLY5T55L高端客车变速器，其二三档采用双锥同步器，四五档采用单锥短行程同步器，并设计了“拱形式”超速换挡机构，使换挡方便、操纵简单、尺寸精小。国外的学者们也参与研究变速器，CarlosH.Wink等人针对汽车变速器总功率损失确定了混合分析试验方法，所提出的方法可以作为一种工程工具来帮助提高传动效率和燃油经济性。在最近几年中我国重型客车制造业取得了迅猛的进步和发展,在相关产品和技术方面更是也出现了日新月异的发展和变化。前些年，我国重型客车主要以驾驶舱的外貌设计为主，新产品关注的是驾驶舱外型的创新和其里面的舒适。但是，当漂亮且舒适的驾驶舱成为普遍大部分客车的共同特征之后，“外型”不再被行业所重点关注，“技术”而后成为了新一轮的焦点。当今，我国重型客车变速器新品产业在动力总成结构方面的革命性变化主要体现有以下两点：一是发动机的功率和自动化水平正在进一步提高；二是重型客车变速器的研发和应用正在进一步增多口叫企业研发的热点之一就包括大排量发动机，大输入扭矩和多挡位（9挡及以上）变速器的种类正在增加。一直以来，我国中重型客车所用的变速器采用9挡及以上的几乎没有，大部分都是7挡、8挡变速器。但是，配置9挡手动变速器的车型在最近几年来我国新上市的重型长途客车的新品中明显地增多，且需要配置更多挡位手动变速器的车型也在逐年地增加，比例也在不断地扩大和提升，增速较快。另一个主要特点较突出的是，手动型多挡位变速器仍一直占据市场主体的地位，目前多挡位变速器的一种主流的形式，也就是手动机械式多挡位变速器。节能减排活动的持续进行、计重收费政策的普遍实施，越来越多的消费者希望重型客车更多地减轻车辆自身重量。现在一台拥有客车轻量化变速器属性的重型客车变速器在商用重型客车界已经变得越来越重要。法士特双中间轴重型变速器客车作为法士特在轻量化变速器方面较为具有特色和代表性的系列产品在很多重型变速器客车上已经得到普遍的应用。变速器采用的都是细高齿设计，为了达到客车变速器轻量化的任务，非标准渐开线K形齿轮将其作为客车的齿部变速器进行了修形的设计，优性能的渐开线双锥