1、长江大学工程技术学院毕 业 设 计 (论 文 )题 目 名 称 斯太尔十五吨货车三轴式六档变 速器设计目 录1 绪论 .12 手动三轴六档变速器设计 .32.1 三轴六档变速器概述 .32.2 三轴六档变速器的变速传动机构 .32.3 组合式三轴六档变速器 .42.4 同步器 .52.5 三轴六档变速器的变速操纵机构 .62.6 分动器 .83 采用的研究方案、研究方法或措施 .93.1 研究方案 .93.2 研究方法 .94 三轴六档变速器主要参数的选择与主要零部件的设计 .104.1 三轴六档变速器主要参数的选择 .104.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定 .144.3 齿轮变位系数的选择
2、 .155 三轴六档变速器齿轮的强度计算与材料的选择 .175.1 三轴六档变速器齿轮的几何尺寸计算 .175.2 齿轮的强度计算与校核 .206 三轴六档变速器的轴与轴承 .256.1 三轴六档变速器轴的结构尺寸 .256.2 轴的校核 .256.3 轴承的校核 .277 三轴六档变速器同步器的设计 .297.1 同步器的结构类型 .297.2 锁环式同步器的工作原理 .297.3 惯性锁止式同步器的主要结构参数 .318 结论 .35参考文献 .36致谢 .371 绪论第 0 页（共 37 页）斯太尔十五吨货车三轴式三轴六档变速器设计1 绪论1.1 题目背景货车三轴六档变速器的设计发展历程
3、至今已经有很多年了，人们为了汽车更加高效的运行，从最初采用侧链传动到手动三轴六档变速器，再到液力自动三轴六档变速器和电控机械式自动三轴六档变速器，最后研究推出无级自动三轴六档变速器。在汽车创新工业发展的同时，三轴六档变速器也更加注重汽车行驶的平稳性、省油性、以及汽车的驾驶乐趣。我国货车三轴六档变速器行业随着整车行业的快速发展而不断发展壮大，已经形成了很多大规模的三轴六档变速器企业。部分本土三轴六档变速器制造企业在引进消化吸收国外先进技术方面取得了很大成就，并不断坚持自我创新，在手动三轴六档变速器方面，特别是在重型车用和微型车用手动三轴六档变速器上，涌现了大量自主创新的产品。1.2 研究意义每当
4、人们观看 F1 大赛，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。其实我们自己驾车的时候也会体验一下极速驾驶的感觉这就取决于发动机性能的好坏，这俨然已经成为了我们评价一个汽车性能好坏的标准。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的三轴六档变速器。三轴六档变速器作为货车传动系统的总要组成部分, 其技术的发展，是衡量货车技术水准的重要依据。世纪能源与环境、先进的制造技术、新型材料技术、信息与控制技术等是科学技术发展的重要领域, 这些领域的科技进步推动了三轴六档变速器技术的发展.可以说，三轴六档变速器是伴随着货车工业出现的必然产物，是货车上的必需品。在完成了最基本的传动功能之外，我们对三轴六档
5、变速器的要求也是越来越高，这是变速箱演变过程的首要催产素 1。由此可见，对货车的三轴六档变速器进行研究具有十分重要的意义。1.3 国内外相关研究情况自从 75 年前美国通用货车公司首次将液力机械式自动三轴六档变速器装配到货1 绪论第 1 页（共 38 页）车应用到现在，液力机械式自动三轴六档变速器的生产已经达到了系列化和专业化。其发展之快，应用之广，以致于人们直接命名其为“自动三轴六档变速器。AT 以优越的动力性能，乘坐舒适性和简便的操作，在货车工业中占有相当的地位。虽然我国几种系列轿车中和重型载货车上有少许采用，但是由于经费问题、科员人员人数缺少和各种其他问题，因此不能独立开发成批生产 AT
6、。省油，排污低，操纵方便，行驶舒适的机械式无级自动三轴六档变速器(CVT) 一直是人们追求的目标。CVT 与其它传动相比，无论是其操纵方便性和还是乘坐舒适性均以及安全稳定性都和液力变矩器的性能相差无几，但是液力变矩器的传动效率远低于 CVT。更重要的是它能够根据车辆外界行驶条件来协调发动机的负荷，从而使发动机提高能量传动率，同时也提高了整车燃油经济性，与此同时货车也获得了良好的牵引特性，显著地提高货车的提速能力，现有的有级式三轴六档变速器是无法与之媲美的，所以 CVT 是国内外货车传动研究和推广的重点之一。电传动与液压车辆的马达原理相似，改变了机械传动中的传统结构，它用电流输至电动机来驱动货车
7、。另一种以新型蓄电池，作为能源的电动车的材料，它不用石油燃料，零污染，能量转换效率高，因而短途运输的汽车都采用新能源电池。为了响应保护全球环境的号召许多国家的汽车能源公司研制的电动车已基本上满足使用者的需要。因为电力式自动三轴六档变速器具有噪声低，污染小，自动化程度高，组件布置方便等优点，所以可用电池代替原动机。载全球环境如此恶劣的情况下，保护环境是首位，所以电力式自动三轴六档变速器无疑是重要的发展方向之一。电子控制机械式自动三轴六档变速器具有许多优点，如传动效率高、制造成本低廉，制造工艺流程简单，生产继承性好等。从现有的研发水平看来，自动三轴六档变速器已经处于前端地位，具有很好的市场前景。2
8、 手动三轴六档变速器设计第 2 页（共 37 页）2 手动三轴六档变速器设计2.1 三轴六档变速器概述2.1.1 三轴六档变速器的功用汽油或柴油发动机是目前货车上采用最广泛的一种动力装置，但是它们的转矩与转速变化范围都较小，而货车的行驶路线一般比较复杂，行驶速度和行驶阻力的变化范围很大。三轴六档变速器的主要功用是：（1）三轴六档变速器是用来实现变速、变扭、改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应货车在各种行驶条件下所需的牵引力和合适的行驶速度，并使发动机能够经常在功率较高而油耗率较低的有利工况下工作。因此，三轴六档变速器中应具有合理的档位数和合适的传动比。（2）实现倒车行驶，货车发动
9、机曲轴一般都是只能向一个方向转动的，而货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货车倒车行驶 2。此外，还可以作为其它动力的输出装置，如举升、起吊等。2.1.2 三轴六档变速器的分类三轴六档变速器可以按照传动比变化方式或操纵方式来分类。（1）按传动比变化方式分；无级式三轴六档变速器、 综合式三轴六档变速器、有级式三轴六档变速器。（2）按操纵方式不同分； 手动换档式三轴六档变速器、 自动操纵式三轴六档变速器、 半自动操纵式三轴六档变速器。三轴六档变速器的基本构造包括：变速传动机构和操纵机构两部分。变速传动机构的主要作用是改变转矩的数值和方向；操纵机构的作用是实现传动比的变换换
10、档。2 手动三轴六档变速器设计第 3 页（共 38 页）2.2 三轴六档变速器的变速传动机构变速传动机构是三轴六档变速器的主体，按工作轴的数量（不包括倒档轴）可分为两三轴六档变速器和三三轴六档变速器 3。2.2.2 三轴六档变速器三三轴六档变速器适用于发动机前置后轮驱动的布置形式，多用于中型载货货车。该种三轴六档变速器设置有第一轴（输入轴） 、第二轴（输出轴）和中间轴。第一轴前端通过离合器与发动机曲轴相连，第二轴后端通过凸缘连接万向传动装置，而中间轴则主要用来固定安装各档的变速传动齿轮 4。2.2.3 三轴六档变速器换档装置普通齿轮式三轴六档变速器的换档装置常见的有直齿滑动齿轮式和同步器式两种
11、结构形式。（1）直齿滑动齿轮式换档装置 对于采用直齿齿轮传动的档位，常采用这种换档形式。它是通过直接移动啮合齿轮副中的一个齿轮，使之于另一个齿轮进入啮合或退出啮合，从而实现挂档或退档。由于直齿齿轮传动冲击大、噪声大、承载能力低，所以在三轴六档变速器中很少采用。毕业设计论文代做平台 580 毕业设计网是专业代做团队 也有大量毕业设计成品提供参考 QQ3449649974（2）同步器式换档装置 它是在接合套换档机构的基础上又加装了同步组件而构成的一种换档装置，可以保证在换档时使接合套与待接合齿圈的圆周速度迅速相等，即迅速达到同步状态，并防止二者在同步之前进入啮合，从而可消除换档的冲击，并使换档操
12、作简洁和轻便。2.2.4 三轴六档变速器的润滑与密封三轴六档变速器中各齿轮副、轴与轴系等运动部件均有较高的运动速度。因此需要一定的润滑。对于大多数普通齿轮三轴六档变速器都采用飞溅润滑，只有少数重型货车三轴六档变速器采用压力润滑。斯太尔十五吨货车三轴式六档变速器设计第 4 页（共 37 页）2.3 组合式三轴六档变速器为保证重型货车具有良好的动力性、经济型和加速性，要求三轴六档变速器有较多的档位，以扩大传动比的范围，常采用两个三轴六档变速器串联的方式构成组合式三轴六档变速器，其中，配档方式又可分为分段式配档和插入式配档两类。2.4 同步器2.4.1 同步器的作用同步器的作用：一是使接合套与待接合
13、齿圈迅速同步，以缩短换档时间；二是起到锁止作用，保证接合套与待接合齿圈在达到同步之前不可能啮合，从而避免换档齿间冲击。2.4.2 同步器的分类、构造及工作原理现如今市场上所出售的同步器大多数都是摩擦式惯性同步器，按照锁止装置方式的不同，可分为锁环式惯性同步器以及锁销式惯性同步器。（1）锁环式惯性同步器构造：主要由接合套、花键毂、锁环、滑块、定位销及弹簧组成。工作原理：摩擦工作面接触产生摩擦力矩锁环转动一个角度锁止组件起锁止作用，阻止接合套前移摩擦力矩增长至同步惯性力矩消失锁止作用消失接合套进入啮合完成换档。锁环式惯性同步器由于尺寸小、结构紧凑、摩擦力矩也小，多用于轿车和轻型车辆，其结构图如图
14、1 所示2 手动三轴六档变速器设计第 5 页（共 38 页）图 1 锁环式惯性同步器（2）锁销式惯性同步器构造：主要由摩擦锥盘、摩擦锥环、定位销、接合套、第一轴齿轮、第二轴齿轮、二轴、锁销、花键毂、钢球及弹簧组成。工作原理：与锁环式惯性同步器基本相同，该种同步器多采用在中、重型载货货车上，其结构图如图 2 所示。图 2 锁销式惯性同步器2.5 三轴六档变速器的变速操纵机构2.5.1 功用与要求三轴六档变速器操纵机构的功用是根据货车使用条件帮助驾驶员随时将三轴六档变速器换上或摘下某个档位，来实现改变变速器的传动比及中断汽车动力传输。为了保证货车三轴六档变速器在任何情况下都能准确、安全、可靠地工作，对三轴六档变速器操纵机构有以下要求：a设自锁装置，防止三轴六档变速器自动脱档，并保证轮齿以全齿宽啮合；b设互锁装置，防止三轴六档变速器同时挂入两个档位，以免造成发动机熄火或损坏零部件；c设倒档锁，防止误挂倒档，以免发生安全事故。
