微型汽车变速箱反求设计拨叉设计.docx

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微型汽车变速箱反求设计拨叉设计

课程设计说明书

课程名称:

产品结构原理课程设计

课程代码:

题目:

微型汽车变速箱反求设计

学院（直属系）:

机械工程与自动化学院

年级/专业/班:

学生姓名:

学号:

指导教师:

开题时间:

2013年11月18日

完成时间:

2013年12月6日

摘要-1-

Abstract-2-

1、任务分析-3-

2、微型汽车变速箱功能分析-3-

2．1微型汽车变速器的功能-3-

2．2变速箱在微型汽车中的位置-3-

2．3变速箱在微型汽车中的这样将发动机的动力和运动传递到车轮的-4-

2．4怎样实现变速和保证变速的顺利进行-4-

2．5怎样实现各个档位的换档-4-

2．6分析微型车变速箱功能结构图（黑箱）分析-5-

2．7功能结构图-5-

3微型汽车变速箱运动分析-6-

3.1测量微型汽车车轮直径-6-

3.2最高车速为120km时变速箱的传动比-6-

3.3微型汽车平稳变速行驶的四档的传动比的分配-6-

3.4变速箱的最大和最小载状态-7-

3.5行驶速度分别为10、20、40、60km/h时应该使用档位的分析-7-

4微型汽车变速箱结构受力分析-8-

4.1变速箱受力最大的时候各轴的扭矩-8-

4.2变速箱各轴的最小直径-8-

4.3各个档位齿轮强度-8-

5.现场变速箱的拆装-10-

5.1变速器的拆卸-11-

5.2变速器总成装配应注意的问题-11-

6变速器操纵机构方案反求分析-15-

6.1变速器操纵机构的功用-15-

6.2设计变速器操纵机构时，应该满足以下基本要求-15-

6.3确定换档位置-16-

6.4操纵机构的设计与分析-16-

6.5同步器的作用，工作原理-17-

总结-19-

致谢-20-

【参考文献】-21-

摘要

本课程是通过对微型汽车变速箱的分析，了解它的变速原理、各轴的布局、自锁与互锁原理、装配工艺过程、润滑方式、同步器的作用和工作原理以及组成、主要零件的热处理要求、形位公差、表面粗糙度等。

通过分析、利用反求的方法创造出新的微型汽车变速箱，具体内容有：

其轴的布置，同步器的位置，差速器的位置;同步器的作用，组成，工作原理和变速箱操纵机构的组成及变位档的自锁和互锁机构的结构原理和结构；通过拆装变速箱了解并编写操纵的装配工艺过程，确定各零件的装配方法；通过观察变速箱的机构形状，分析其从提高刚度和刚性要求并满足功能要求和工艺要求而设计的结构；对变速箱各轴的结构形状、结构要素作用进行分析，并对其结构尺寸与轴的功能强度刚度装配关系等进行了反求；分析变速箱的主要零件材料及热处理要求、形位公差及箱体和轴的技术要求等。

反求设计是创新的重要方法，所以我们通过本课程的学习，可以了解和基本掌握这种技术。

反求设计就是从有到新，借助已有的产品、图样、音响等已存在的可感观的实物，创新出更先进、更完美的产品。

关键词：

分析、反求设计、创新、原理

Abstract

Thiscourseistheanalysisofthemicro-cargearbox,understanditsshiftingprinciple,thelayoutofeachaxis,self-lockingandinterlockingprinciple,theassemblyprocess,lubrication,andhowtheyworksynchronizerandcomposedmainlyofpartsheattreatmentrequirements,geometrictolerances,surfaceroughness.Throughtheanalysis,theuseofreversewaytocreateanewmini-cargearbox,thespecificcontentsare:

locationarrangedsynchronizeritsaxislocationdifferentials;actingsynchronizer,composition,workingprincipleandTransmissionControlsstructureprincipleandstructureofthecompositionandorganizationofself-displacementgearlockandinterlockmechanism;understandandmanipulatewritingassemblyprocess,identifythepartsoftheassemblymethodbydismantlingthegearbox;throughinstitutionalshapeoftheobservedtransmission,analysisfromimprovingitsstiffnessandrigidityrequirementsandmeetthefunctionalrequirementsandprocessrequirementsanddesignstructure;structureandshapeofeachaxisgearbox,toanalyzetheroleofstructuralelements,andtherelationshipbetweenitsfunctionalstrengthstructuralrigidityoftheassemblyandshaftdimensions,etc.Reverse;analysisgearboxmainpartsmaterialsandheattreatmentrequirements,geometrictolerancesandtechnicalrequirements,suchashousingandtheshaft.InverseDesignisanimportantwayofinnovation,sowepassthiscourse,youcanunderstandandmasterthebasictechniques.Reversedesignisfromtheretothenew,withtheexistingproducts,drawings,audioandotheralreadyexistingcanfeelkind,innovativemoreadvanced,moreperfectproduct.

Keywords:

analysis,reverseengineeringdesign,principlesofinnovation

1、任务分析

产品功能原理、结构课程设计是机械设计专业的学生第一次全面结合专业技能的训练，是一个重要的实践性教学环节。

目的在于：

进一步加强学生应用所学的专业理论、知识以及专业技能，进行独立解决工程实际问题的能力。

机械产品功能原理、机构课程设计的重点在于掌握典型机械的功能原理分析方法及分析机械机构的组成要素和机构功能，掌握结构设计要求及特点，丰富学生的机械结构设计知识，启发设计思维，通过实践是学生的机构设计理论得以巩固、加深，为今后进行机械产品设计打下良好基础。

2、微型汽车变速箱功能分析

2．1微型汽车变速器的功能

变速箱在汽车中是改变力矩和转速的机构，其主要功能有：

1）改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；

2）在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；

3）利用空挡，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换档或进行动力输出

为保证变速器具有良好的工作性能，设计变速器必须满足以下的使用条件和基本要求：

（1）应该合理地选择变速器的档数和传动比，使汽车具有良好的动力性和经济性；

（2）工作可靠，在使用过程中不应该有自动跳档、脱档和换档冲击现象发生；此外，还不允许出现误挂倒档的现象；

（3）操纵轻便，以减轻驾驶员的劳动强度；

（4）传动效力高、噪音小。

为了减少齿轮的啮合损失，应设有直接档。

此外合理地齿轮形式以及结构参数，提高其制造和安装精度，都是提高效率和减小噪声的有效措施。

（5）结构紧凑，尽量做到质量轻、体积小、制造成本底。

（6）制造容易、成本低廉、维修方便、使用寿命长；

（7）贯彻零件标准化、部件通用化及总成系列化等设计要求，遵守有关标准规定；

（8）需要时应设置动力输出装置。

2．2变速箱在微型汽车中的位置

变速器在微型汽车的位置一般是和发动机固连在一起的，他的输出连接差速器，输入和离合器联接。

2．3变速箱在微型汽车中的这样将发动机的动力和运动传递到车轮的

发动机的曲轴输出功率到变速器输入轴上，通过变速器改变驱动力矩和转速再传递到差速器，受力不同的时候两个车轮所获得不同的速度，再通过差速器把动力通过半轴把动力传递到驱动车轮上。

2．4怎样实现变速和保证变速的顺利进行

发动机的曲轴输出功率到变速器，，变速器的中间轴上有二个同步器，而每个同步器都与变速器输出轴连在一起，并且可以左右滑动。

每个同步器共有左、中、右三个位置，中间不与任何齿轮同步，而左右都可以和齿轮同步，通过拨叉拨动来控制同步器的左右运动，与不同的齿轮同步，而四结齿轮处于常啮全状态，但可以相对于II轴转动，一旦与同步器同步就可带动II轴转动，从而通过拨叉控制同步器与不同的齿轮啮合，实现变速。

而拨叉机构具有自锁与互锁功能，每次变速换档都会经过中间位置，即空档，这样就保证了变速的顺利进行。

2．5怎样实现各个档位的换档

变速器的换档操纵机构，其中变速器内部一共有三根控制换档杆，其中每一根杆都有左、中、右三个位置可供控制，可实现六个档位控制。

换档是通过换档杆实现的，换档杆纵向有三个位置，旋转有两个位置，从而实现六个位置的控制。

但是任何档位之间要切换时都必须先回到中间位置，即空档位置。

而且每个档位之间都具有自锁和互锁功能，从而实现不跳档和脱档的现象。

变速箱的控制操纵方式如下图：

2．6分析微型车变速箱功能结构图（黑箱）分析

能量

开关、速度控制

温度、湿度

2．7功能结构图

3微型汽车变速箱运动分析

3.1测量微型汽车车轮直径

经了解微型汽车的车轮直径为D=45cm

3.2最高车速为120km时变速箱的传动比

=

车轮的周长3.14

由车轮的线速度公式可以求出转速

则有：

3．3微型汽车平稳变速行驶的四档的传动比的分配

首先应该保证汽车在全部载重后能够平稳的起步，然后是汽车在高速行驶的时候能够达到需要的最高速度。

发动机的功率一定、转速一定的情况下只有通过减速器的减速作用来实现汽车的平稳行驶，由已知第四档稳定速度

转速

传动比