汽车自动变速器三行星排传动系统设计文档格式.docx
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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（AutomaticTransmission），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，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1.3LCVT两厢、南京菲亚特2004派力奥1.3HL
Speedgear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VanDoormes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，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。
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5750r/min
图0—2宝马3系
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。
1.1.3行星齿轮变速器的基本工作原理
行星齿轮与操纵执行机构结合，构成了具有不同档位的行星齿轮变速器，即在输入转速、转矩相同的条件下，可以通过行星齿轮变速器的档位变换，得到不同的输出转速和转矩。
（如图1-4、1-5）
图1-3离合器
图1-4原理简图
图1-5原理实物图
图1-2多排行星齿轮机构
第二章行星齿轮变速器传动比的确定
2.1行星齿轮变速器传动比方案的确定
如图2-1所示，我们逐个分析传动比方案，为总方案的确定提供依据。
图2-1传动比方案
a）行星架制动，太阳轮输入，齿圈输出；
b）行星架制动，齿圈输入，太阳轮输出；
c）齿圈制动，行星架输入，太阳轮输出；
d）太阳轮制动，行星架输入，齿圈输出；
e）太阳轮制动，齿圈输入，行星架输出；
f）齿圈制动，太阳轮输入，行星架输出。
2.2传动比计算
Φ1-制动器Φ2-离合器Φ3-离合器Φ4-制动器Φ5-制动器
图2—2设计简图
功能表：
挡次
换挡执行元件状态
实现传动比
Φ1
Φ2
Φ3
Φ4
Φ5
1
O
6.525
2
3.1034
3
2.3152
4
1.50
5
1.00
-1
-10.05
注：
O---表示结合或制动
挡次1的传动比：
，
故
挡次2的传动比：
挡次3的传动比：
，
联立，得
挡次4的传动比：
挡次5的传动比：
太阳轮、齿圈、行星架中的任意两个锁定在一起，这时各齿轮之间都不会有转动，整个行星轮系将作速体转动，即
倒挡-1的传动比：
，所以
空挡0的传动比：
太阳轮、齿圈、行星架都不制动，也无两个互相锁定，这时，太阳轮、齿圈、行星架均可自由转动。
输入轴转动时，输出轴可以不转动，这种情况下行星齿轮不传递动力，实现空挡，即
。
第三章行星排的设计
3.1K1行星排的设计
1.齿数选择：
2.材料选择及热处理方法：
（1）齿轮3与齿轮2：
用20CrMnTi，渗碳后淬火58—62HRC。
，
（2）齿轮1：
35CrMoV，调质，250—280HBS
3.齿轮2-3按接触强度计算：
按表2-27公式：
（3—1）
（1）齿轮副配对材料对传动尺寸的影响系数
按表2-28，取
=1
（2）计算
（3）按K=1.2-2，取K=1.4
（4）
（5）计算齿宽系数
，因
，取
故
（6）计算
（7）初定中心距：
（8）计算模数：
取标准值m=3mm
（9）中心距
4.K1传动系主要尺寸：
（1）太阳轮3的主要尺寸：
（2）行星轮2的主要尺寸：
（3）齿轮1的主要尺寸：
5.验算K1行星传动排的接触强度
（1）圆柱齿轮接触应力计算公式：
（3—2）
———计算接触应力的基本值
（3—3）
式中：
“+”用于外啮合传动，“-”用于内啮合传动。
（2）计算
（3）确定公式中的参数：
由《机械设计》：
表10-2，查得：
；
图10-8查得：
表10-4，查得：
，
（4）确定参数
查得：
=2.5
=189.8
=0.98
=1.0
（5）计算
将以上各数值代人接触应力计算公式中，得：
又
所以
故合格。
6.齿轮抗弯强度校核
（1）齿根应力计算公式：
（3—4）
式中：
——齿根应力的基本值
代入公式得：
（2）验算：
，故合格。
3.2K2行星排的设计
取
2.材料选择及热处理方式：
（1）太阳轮与行星轮：
20CrMnTi，渗碳后淬火58—62HRC
（2）内齿圈：
3.a—c齿轮按接触强度初步计算
按（3—1）公式：
（1）齿轮副配对材料对传动尺寸的影响系数
按表2-28取
（2）
（3）K=1.2~2，取K=1.4
（4）
（5）计算齿宽系数：
，式中取
（6）计算
（7）初定中心距：
（8）计算模数m
取标准值m=4
（9）中心距：
（10）太阳轮a的主要尺寸：
（11）行星轮c的主要尺寸：
（12）内齿圈b的主要尺寸：
5.验算a-c齿轮传动的接触强度：
（1）圆柱齿轮接触应力计算公式为
（2）计算
（3）确定参数：
由《机械设计》：
表10-2查得
图10-8查得
表10-4查得
区域系数
，重合度系数
（4）代入公式得
（1）齿根应力计算公式为
由于行星轮c受对称循环的弯曲应力，其承载能力较低，应按该齿轮计算。
根据《机械设计》查得
将相关数据代入公式得
7.b-c齿
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