汽车自动变速器三行星排传动系统设计.doc

1、 毕业论文(设计)1摘要 .3ABSTRACT.4符号说明 .5前言 .7第一章 五前一倒三行星排传动系统的概述及其方案的确定 .101.1 行星齿轮变速器的原理和功用 .101.1.1 行星齿轮机构的简介 .101.1.2 换档执行机构的简介 .101.1.3 行星齿轮变速器的基本工作原理 .11第二章行星齿轮变速器传动比的确定 .132.1 行星齿轮变速器传动比方案的确定 .132.2 传动比计算 .14第三章 行星排的设计 .173.1 K1 行星排的设计 .173.2 K2 行星排的设计 .193.3 K3 行星排的设计 .213.4 太阳轮、行星轮和行星架的结构设计 .223.4.1

2、 太阳轮的结构： .223.4.2 行星轮及行星架的结构： .22第四章 轴和轴承的设计 .244.1 轴的设计及检验 .244.2 轴承校核 .27第五章 离合器与制动器的设计 .285.1 离合器的设计 .285.2 制动器的设计： .29第六章 主要零件的工艺设计 .316.1 太阳轮和行星轮的加工工艺 .316.1.1 工艺过程： .316.1.2 关键工序分析： .316.2 内齿圈加工工艺 .316.2.1 工艺工程： .316.2.2 工艺分析： .31第七章 辅助系统设计 .337.1 控制系统设计 .33毕业论文(设计)27.2 润滑系统设计 .34第八章 结论 .35参考文

3、献 .36毕业论文(设计)3摘要随着科学技术的进步，汽车工业得到了迅速发展，而人类对舒适性的更高追求，使得自动变速器的发展更加深入。本文通过对三行星排行星齿轮传动变速器的研究和阐述，计算了每个行星排传动比的表达式。通过此次设计，我们可以了解到该变速器的基本结构：即换挡执行元件（2 个离合器和 3 个制动器）与行星排以适当方式连接组成，得到 5 个前进档和 1 个倒档。采用该机构的汽车自动变速器，结构简单紧凑、档位数多、传动效率高、换档平稳、操纵性能好。关键词：机械工程、变速器、行星齿轮传动、行星排毕业论文(设计)4ABSTRACTWith the development of science

4、and technology , automobile industry enjoys a rapid growth and people are pursuing a much more comfortable vehicle , which stimulates the development of automatic transmission . A three-planet-row epicycle gear transmission was studied and set forth ,and this paper also conducted the transmission ra

5、tio formulas for every planet .Through this design , we could learn the basic structure of this system consists of three rows of planetary gears and five gear shifting actuators which include two cluches and three brakes . By connecting them in proper way , the transmission of five forward speed and

6、 one backward speed can be obtained . The vehicle auto transmission adpoting this derailleur is simple and concise in structure , multiple in grade of speed governing ,high in transmission efficiency ,smooth in gear shifting , and good in controlability.Keywords : mechanical engineering , transmissi

7、on , epicycle gear transmission , planet-row .毕业论文(设计)5符号说明m 模数Z 齿数b 齿宽i 传动比x 变位系数、 齿宽系数adK 载荷系数齿轮副材料对传动尺寸的影响系数Eu 齿数比许用接触应力HP接触疲劳极限lim使用系数AK动载系数V节点区域系数HZ弹性系数 E 21MPa重合度系数载荷作用于单对齿轮啮合区上界点时的齿形系数FY载荷作用于单对齿轮啮合区上界点时的应力修正系数S、 齿向载荷分布系数HK、 齿间载荷分配系数F疲劳极限lim齿全高h齿顶高系数ac 顶隙圆周力tF径向力r轴向力aP 功率T 转矩a 中心距毕业论文(设计)6水平弯矩

8、HM垂直弯矩V合成弯矩c水平支反力HF垂直支反力V轴承载荷系数Pf毕业论文(设计)7前言这次的毕业设计课题是“五前一倒三行星排传动系统设计” ，即我们通常所说的行星齿轮变速器。让我们先来说说现在市场上变速器的种类。主要分为：手动变速器（MT） 、自动变速器（AT） 、手动/自动变速器（AMT）无级变速器（CVT） 。一、 手动变速器（MT）手动变速器（ManualTransmission，简称 MT）又称机械式变速器，即必须用手拨动变速杆（俗称“挡把” ）才能改变变速器内的齿轮啮合位置，改变传动比，从而达到变速的目的。轿车手动变速器大多为四挡或五挡有级式齿轮传动变速器，并且通常带同步器，换挡方

9、便，噪音小。手动变速在操纵时必须踩下离合，方可拨得动变速杆。手 动 变 速 器 是 自 动 变 速 器 与 相 对 而 言 的 ， 其 实 在 自 动 变 速 器 出 现 之 前所 有 的 汽 车 都 是 采 用 手 动 变 速 器 。 手 动 变 速 器 是 利 用 大 小 不 同 的 齿 轮 配 合 而 达 到变 速 的 。 最 常 见 的 手 动 变 速 器 多 为 5 挡 位 （ 4 个 前 进 挡 、 1 个 倒 挡 ） ， 也 有 的 汽车 采 用 6 挡 位 变 速 器 （ 见 图 0-1） 。 与自动变速器的比较：优点：与 自 动 变 速 器 相 比 较 可 以 给 汽 车 驾

10、 驶 爱 好 者 带 来 更 多 的 操 控 快 感 。 传 输 效 率 比 自 动 变 速 箱 为 高 ， 当 然 理 论 上 会 比 较 省 油 。 维 修 保 养 上 会 比 自 动 变 速箱 便 宜 。 如 果 愿 意 以 较 高 成 本 使 用 自 动 手 排 ， 则 可 以 兼 顾 自 排 的 方 便 性 及 手 排的 高 效 率 。 引 擎 煞 车 的 效 能 较 强 ，缺 点 ： 有 人 会 觉 得 开 车 的 时 候 还 要 控 制 离 合 器 换 档 非 常 的 麻 烦 。 新 手 会常 常 在 马 路 上 熄 火 ， 特 别 是 上 坡 ， 操 作 不 当 的 话 有 几

11、 率 把 引 擎 跟 变 速 箱 弄 坏 。一 般 来 说 ， 手 动 变 速 器 的 传 动 效 率 要 比 自 动 变 速 器 的 高 ， 因 此 驾 驶 者 技 术好 ， 手 动 变 速 的 汽 车 在 加 速 、 超 车 时 比 自 动 变 速 车 快 ， 也 省 油 。二 、 自 动 变 速 器 （ AT）自 动 变 速 器 （ Automatic Transmission） ， 利 用 行 星 齿 轮 机 构 进 行 变 速 ，它 能 根 据 油 踏 板 程 度 和 车 速 变 化 ， 自 动 地 进 行 变 换 。 而 驾 驶 者 只 需 操 纵 加 速 器 踏板 控 制 车 速

12、 即 可 。 自 动 变 速 器 中 有 很 多 离 合 器 ， 这 些 离 合 器 能 根 据 车 速 变 化 而 自动 分 离 或 合 闭 ， 从 而 达 到 自 动 变 速 的 目 的 。在 中 档 车 的 市 场 上 ， 自 动 变 速 器 有 着 一 片 自 己 的 天 空 。 使 用 此 类 车 型 的 用 户希 望 在 驾 驶 汽 车 的 时 候 为 了 简 便 操 纵 、 降 低 驾 驶 疲 劳 ， 尽 可 能 的 享 受 高 速 驾 驶 时快 乐 的 感 觉 。 在 高 速 公 路 上 ， 这 是 体 现 非 常 完 美 的 。 而 且 ， 现 在 堵 车 是 经 常 的 事

13、 ，有 时 要 不 停 地 起 步 停 步 数 次 ， 司 机 如 果 使 用 手 动 变 速 器 ， 则 会 反 复 地 挂 档 摘 档 ，操 纵 十 分 麻 烦 ， 尤 其 对 于 新 手 来 说 更 是 苦 不 堪 言 。 使 用 自 动 档 ， 就 不 会 这 样 麻 烦毕业论文(设计)8了 。我 国 要 普 及 这 种 车 型 ， 关 键 要 解 决 的 是 路 况 问 题 ， 现 在 的 路 况 状 况 不 均 匀 ，难 以 发 挥 自 动 档 汽 车 的 优 势 。三 、 手 动 自 动 变 速 器 （ AMT）自 动 手 动 变 速 系 统 向 人 们 提 供 两 种 驾 驶

14、方 式 ： 为 了 驾 驶 乐 趣 使 用 手 动 档 ，而 在 交 通 拥 挤 时 使 用 自 动 档 。 虽 然 这 种 二 合 一 的 配 置 拥 有 较 高 的 技 术 含 量 ， 但 这类 的 汽 车 并 不 会 在 价 格 上 都 高 不 可 攀 ， 比 如 广 州 本 田 飞 度 1.3L CVT 两 厢 、 南京 菲 亚 特 2004 派 力 奥 1.3HLSpeedgear 等 。 这 些 “二 合 一 ”的 车 型 价 格 均 在 10 万 元 左 右 ， 这 个 价 格 层 面 还是 比 较 低 的 。 所 以 ， 手 动 自 动 车 在 普 及 上 还 是 具 有 相

15、当 的 优 势 。四 、 无 级 变 速 器当 今 汽 车 产 业 的 发 展 ， 是 非 常 迅 速 的 ， 用 户 对 于 汽 车 性 能 的 要 求 越 来 越 高 。汽 车 变 速 器 的 发 展 也 是 并 不 仅 限 于 此 ， 无 级 变 速 器 便 是 人 们 追 求 的 “最 高 境 界 ”。 无 级 变 最 是 由 荷 兰 人 Van Doormes 发 明 。 无 级 变 速 器 系 统 不 像 手 动 变 速 器 或自 动 变 速 器 那 样 用 齿 轮 变 速 ， 而 是 用 两 个 滑 轮 和 一 个 钢 带 来 变 速 ， 其 传 动 比 可 以任 意 变 化 ，

16、 没 有 换 档 的 突 跳 感 觉 。 它 能 克 服 普 通 自 动 变 速 器 “突 然 换 档 ”、 油门 反 应 慢 、 油 耗 高 等 缺 点 。 无 级 变 速 器 能 在 一 定 范 围 内 实 现 速 比 的 无 级 变 化 ， 并选 定 几 个 常 用 的 速 比 作 为 常 用 的 “档 ”。 装 配 该 技 术 的 发 动 机 可 在 任 何 转 速 下 自动 获 得 最 合 适 的 传 动 比 。毕业论文(设计)9图 0-1本 设 计 是 根 据 宝 马 3 系 发 动 机 2011 款 318i 领 先 型 开 展 的 ， 设 计 中 所 采用 的 相 关数 据 均

17、 来 源 于 此 种 车 型 ：燃油箱容积 63L 燃油类型 汽油燃油标号 97# 燃料供给型号 多点电喷型号 N46B20CC 排量 1995mL最大功率 100KW 最大功率转速 5750 r/min图 02 宝 马 3 系毕业论文(设计)10第一章 五前一倒三行星排传动系统的概述及其方案的确定1.1 行星齿轮变速器的原理和功用五 前 一 倒 三 行 星 排 传 动 系 统 ， 即 行 星 齿 轮 变 速 器 ， 由 行 星 齿 轮 机 构 和 换 档 操纵 机 构 两 部 分 组 成 。 行 星 齿 轮 机 构 作 用 ： 改 变 传 动 比 和 转 动 方 向 ， 即 构 成 不 同

18、档位 。 换 档 操 纵 机 构 作 用 ： 实 现 档 位 的 变 换 。1.1.1 行星齿轮机构的简介行 星 齿 轮 机 构 的 类 型 ：最 简 单 的 行 星 齿 轮 机 构 由 一 个 太 阳 轮 、 一 个 内 齿 圈 、 一 个 行 星 架 及 若 干 个 行星 齿 轮 组 成 ， 一 般 称 为 单 排 行 星 齿 轮 机 构 。 如 图 1-1图 1-1 单 排 行 星 齿 轮 机 构多 排 行 星 齿 轮 机 构 是 由 几 个 单 排 行 星 齿 轮 机 构 组 成 （ 如 图 1-2） 。 多 排 行 星齿 轮 机 构 可 以 比 单 排 行 星 齿 轮 机 构 得 到

19、 更 多 的 档 位 ， 故 本 设 计 即 采 用 三 行 星 排 。用 行 星 齿 轮 机 构 作 为 变 速 机 构 ， 由 于 有 多 个 行 星 齿 轮 同 时 工 作 ， 且 利 用 内 啮合 方 式 ， 故 与 普 通 齿 轮 变 器 机 构 相 比 ， 在 传 递 同 样 大 小 功 率 的 情 况 下 ， 可 减 少 变速 器 的 尺 寸 和 重 量 ， 能 实 现 同 向 、 同 轴 减 速 传 动 。 由 于 采 用 常 啮 合 传 动 ， 可 使 动力 不 间 断 。1.1.2 换档执行机构的简介行 星 齿 轮 变 速 器 的 换 档 执 行 机 构 主 要 由 离 合 器 （ 如 图 1-3） 、 制 动 器 、 和 单向 离 合 器 等 三 种 执 行 元 件 构 成 。 离 合 器 和 制 动 器 是 以 液 压 方 式 控 制 行 星 齿 轮 机 构元 件 的 旋 转 ， 而 单 向 离 合 器 则 以 机 械 方 式 对 行 星 齿 轮 机 构 的 元 件 进 行 锁 止 。离 合 器 的 作 用 ： 连 接 轴 和 行 星 齿 轮 机 构 的 旋 转 元 件 。制 动 器 的 作 用 ： 固 定 行 星 齿 轮 机 构 中 的 基 本 元 件 ， 阻 止 其 旋 转 。