学位论文—基于整车匹配的变速器总体及整车动力性计算-变速器设计论文-课程设计论文说明书.doc

变速器设计说明书

课程名称: 基于整车匹配的变速器总体及整车动力性计算
院 （部）：机电学院
专 业：车辆工程
班 级：车辆101

山东建筑大学汽车设计课程设计说明书

目 录
1概 述 1
2基于整车性能匹配的变速器的设计 2
2.1变速器总体尺寸的确定及变速器机构形式的选择 2
2.2变速器档位及各档传动比等各项参数的总体设计 3
2.3在满足中心距，传动比，轴向力平衡的条件下确定个档位齿轮的参数 4
2.3.1确定第一档齿轮传动比 4
2.3.3确定常啮合齿轮传动比 4
2.3.4确定第二档 5
2.3.5确定第三档 6
2.3.6确定第四档 7
2.3.7确定第五档 8
2.3.8确定倒挡 8
3 对整车的动力性进行计算 9
3.1计算最高车速 9
3.2最大爬坡度 9
3.3最大加速度 9
4 采用面向对象的程序设计语言进行程序设计 10
4.1程序框图 10
4.2程序运行图 11
4.3发动机外特性曲线 12
4.4驱动力与行驶阻力图 13
4.5动力特性图 14
4.6加速度曲线图 15
4.7爬坡度图 16
4.8 加速度倒数曲线 17
5 总 结 18
6 参考文献 19

I

1概 述
本课程设计是在完成基础课和大部分专业课学习后的一个集中实践教学环节，是应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。
本设计将会使用到《汽车构造》，《汽车理论》，《汽车设计》等参考文献，在整个过程中将要定位变速器的结构，齿轮的布置以及各项齿轮的参数，如齿数，轴距等参数。
第二个阶段就是用vb编程带入计算值绘制汽车行驶力与阻力平衡图，动力特性图，加速度倒数曲线。
1：培养具有汽车初步设计能力。通过思想，原则和方法体现出来的。
2：复习汽车构造，汽车理论，汽车设计以及相关课程进行必要的复习。
3：学习使用vb编程软件。
4：处理各齿轮相互之间轴向力平衡的问题。
5：要求熟练操作office等办公软件，处理排版，字体等内容。

2基于整车性能匹配的变速器的设计
2.1变速器总体尺寸的确定及变速器机构形式的选择
最大转矩的确定
由发动机外特性拟合公式：
T=-148.995+0.6548n-3.362*+5.17128*
其中T为发动机转矩，n为发动机转速
=500r/min
=2800r/min
经过计算，当n=1431r/min时，
T获得最大值为：T=235.6N*M
2:变速器传动比的确定
由η=Gi+Gf (其中：m=4700kg,η=0.85,f=0.013,=37/6)
又风阻公式为：=，最大坡度设为：α=
同时，行驶附着率须达到要求：
Gfcosα+Gsinα≦（Gɥ+Gf) 沥青路上的值取为0.8-0。9
计算得：=3.95
2.2变速器档位及各档传动比等各项参数的总体设计
根据需要，设为5挡
最高档为直接挡，即：=1
按照等比数列选取：
q==1.4
则同理可求得：
=1.4
=2.0
=2.8
=3.9
3:中间轴式变速器中心距a
由公式：A==98.2mm
五档轴向尺寸：d=3.0A=29.48mm
=3.9= 直齿：齿数和=
斜齿：=cosβ
因m≦6.0T
所以模数选为m=2.00
2.3在满足中心距，传动比，轴向力平衡的条件下确定个档位齿轮的参数
2.3.1确定第一档齿轮传动比
==98.2 取整得100
由货车一档齿数在12-17之间选用（中间轴上）
选=15 =85
分度圆直径d=zm
得= 170mm =30mm
正常齿制，模数大于1mm的齿轮，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
齿顶高：=m=2mm
齿根高：=m=2.5mm

齿宽：直齿b=m取为4.5-8.0
斜齿b=m取为6.0-8.5
取为6，则b=12mm

2.3.2修正中心距
A==100mm
2.3.3确定常啮合齿轮传动比
==0.688 且A= ，m=2.00
取=33，=47 得cos=0.8
又常啮合齿轮为斜齿轮，变速器螺旋角=- =98.2mm
压力角α=
分度圆直径d=zm/cosβ
得= 111.75mm =82.5mm
正常齿制，模数大于1mm的齿轮，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
齿顶高：=m=2mm
齿根高：=m=2.5mm
齿宽：直齿b=m取为4.5-8.0
斜齿b=m取为6.0-8.5
取为6，则b=12mm
变位系数s==1.44
2.3.4确定第二档
=2.8= = m=2.00

由中间轴轴向力为零：
tan=3/4 tan=0.25 cos=7/8

A= =100mm 取=18，=72， =102.85mm
压力角α=
分度圆直径d=zm/cosβ
正常齿制，模数大于1mm的齿轮，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
齿顶高：=m
齿根高：=m=
齿宽：直齿b=m取为4.5-8.0
斜齿b=m取为6.0-8.5
取为6，则b=12mm
变位系数s==2.3
2.3.5确定第三档
=2.0= =
因m≦6.0T
所以模数选为m=2.00
=2.9
由中间轴轴向力为零
A= =100mm 选=75 =25
压力角α=
分度圆直径d=zm/cosβ
正常齿制，模数大于1mm的齿轮，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
齿顶高：=m
齿根高：=m
齿宽：直齿b=m取为4.5-8.0
斜齿b=m取为6.0-8.5
取为6，则b=12mm
变位系数s==1.89
2.3.6确定第四档
=2.0= 斜齿：齿数和=
因m≦6.0T
所以模数选为m=2.00
=2.9 由中间轴轴向力为零
==98.2 选=66 =34
压力角α=
分度圆直径d=zm/cosβ
正常齿制，模数大于1mm的齿轮，齿顶高系数为1，顶隙系数为0.25
齿顶高：=m
齿根高：=m
齿宽：直齿b=m取为4.5-8.0
斜齿b=m取为6.0-8.5
取为6，则b=12mm
变位系数s==1.7
2.3.7确定第五档
采用直接挡
2.3.8确定倒挡
由模数与一档相似，选取m=2
由在21-23之间选取，选取=22
A=m(+)/2=27mm
为保证不干涉，应有0.5mm以上的间隙
=0.5+/2=27mm
得=23mm 选取24mm 则=12
则=27.5mm
变位系数s==0.5

3 对整车的动力性进行计算
3.1计算最高车速
由η=+Gf (其中：m=4700kg,η=0.85,f=0.013,=37/6)
又风阻公式为：=

3.2最大爬坡度
由η=Gi+Gf (其中：m=4700kg,η=0.85,f=0.013,=37/6)
最大坡度为：i=
3.3最大加速度
由η=m+Gf (其中：m=4700kg,η=0.85,f=0.013,=37/6)

=

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4 采用面向对象的程序设计语言进行程序设计
4.1程序框图
输入设计参数
设定档位循环，档位依次增加（外循环）
五档变速器
设定画线步长，n依次增大，执行2300次（内循环）
利用公式：行驶车速：，发动机功率：
汽车行驶方程：
驱动力：, 功率平衡方程：
计算各y轴坐标量和x轴坐标量
利用打点程序
pset（x,y）,绘制图表

4.2程序运行图

图1.1 程序运行图
数据text 传动比text
整个程序图如上
分为三种布局：
1：图形显示框。
2：各项汽车参数文本框。
3：各档传动比显示框。

4.3发动机外特性曲线

图1.2 发动机外特性曲线
上图曲线是节气门全开时，功率和最大输出扭矩跟随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1:点击显示所有数据。
2：点击发动机外特性曲线。

4.4驱动力与行驶阻力图

图1.3 驱动力与行驶阻力图
上图曲线是驱动力与行驶阻力跟随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1:点击显示所有数据。
2：点击驱动力与行驶阻力。

4.5动力特性图

图1.4 动力特性图
上图曲线是动力因数跟随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1: 点击显示所有数据。
2：点击动力特性图。

4.6加速度曲线图

图1.5 加速度曲线图
上图曲线是加速度跟随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1: 点击显示所有数据。
2：点击加速度曲线图。

4.7爬坡度图

图1.6 爬坡度图
上图曲线是爬坡度随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1: 点击显示所有数据。
2：点击爬坡度图。

4.8 加速度倒数曲线

图1.7 加速度倒数曲线图
上图曲线是加速度倒数跟随转速变化的曲线。
操作步骤为：
1: 点击显示所有数据。
2：点击加速度倒数曲线图。

5 总 结
过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下，终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在.
　　课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。我认为，在这学期，不仅培养了独立思考、动手操作的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。
在此次课程设计中，我把好多书都看了一遍，需要的知识有vb编程，汽车设计计算，汽车理论，当然还有汽车构造里的变速器的结构，遗憾的是因为时间紧凑，没有好好的设计同步器之类的结构。在互换性里面对于零件的结合，也没做过多深究，真是一大遗憾！　　

6 参考文献
｛1｝陈家瑞.《汽车设计》.第五版.北京.机械工业出版社.2005
｛2｝余志生.《汽车理论》.北京.机械工业出版社.2005