毕业设计（论文）-辛普森变速器结构设计（全套图纸）.docx

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北华航天工业学院毕业论文

毕业设计报告（论文）

报告（论文）题目：

辛普森变速器结构设计

作者所在系部：

机电工程学院

作者所在专业：

车辆工程

作者所在班级：

B13142

作者姓名：

作者学号：

指导教师姓名：

完成时间：

2017年5月

北华航天工业学院教务处制

摘　　要

目前，自动变速器在汽车领域的应用越来越广泛。

其中主要原因是自动变速器能够根据路面状况自动改变车速，这极大地方便了驾驶者。

不仅能够缓解驾驶者驾驶疲劳减少路面交通事故，而且还能够提高汽车的燃油经济性。

同时，还能提高汽车的动力性。

行星齿轮变速箱主要结构为行星齿轮机构，行星齿轮机构主要由太阳轮、外齿圈、行星轮、行星架组成。

由于行星齿轮机构具有两个自由度，因此行星齿轮机构没有固定的的传动比，不能直接应用于变速器。

为了能够将行星齿轮变速器应用于自动变速器，必须将齿轮机构中的元件固定使其具有一个自由度。

只有一个自由度的行星齿轮机构具有固定的传动比，因此可以应用于自动变速器中。

我设计的为商务车行星齿轮变速箱，行星齿轮机构具有结构紧凑、刚度大、传动平稳等优点。

行星齿轮变速箱动力改变由液力变矩器进行控制，其操纵机构为离合器和制动器，并通过液压油进行控制，从而实现自动换挡。

但是，自动变速器结构比较复杂。

通过这次毕业设计我对自动变速器原理做了大量的工作并参考商务车车型最终确定了其传动方案，并对各档传动比做了详细的说明。

关键词：

自动变速器行星齿轮变速箱液力变矩器

全套图纸加153893706Abstract

Atpresent,moreandmorewidelyappliedinthefieldofautomatictransmissionincar.Themainreasonisthatautomatictransmissioncanchangethespeedautomaticallyaccordingtotheroadconditions,ithasmadegreatdrivers.Notonlycanalleviatedriversdrivingfatiguereduceroadtrafficaccidents,butalsocanimprovethefueleconomyofthecar.Atthesametime,itcanimprovepowerperformanceofcar.Planetarygeartransmissionmainstructureforaplanetgearmechanism,theplanetarygearmechanismismainlycomposedofthesunwheel,outerringgear,planetarywheel,planetcarrier.Becausetheplanetgearmechanismhastwodegreesoffreedom,sotheplanetgearmechanismhasnofixedtransmissionratio,cannotbedirectlyappliedtothetransmission.Inordertobeabletowillbeappliedintheautomatictransmissionplanetarygeartransmission,thegearmechanismofcomponentsmustbefixedexhibitadegreeoffreedom.Thereisonlyonedegreeoffreedomofplanetgearmechanismhasafixedratio,thuscanbeusedintheautomatictransmission.Idesignforcommercialvehiclesplanetarygeartransmission,theplanetgearmechanismhastheadvantagesofcompactstructure,largerigidity,smoothtransmission.Planetarygeartransmissionpowerchangescontrolledbyhydraulictorqueconverter,itsoperatingmechanismfortheclutchandbrake,andthecontrolwiththehydraulicoil,soastorealizeautomaticshift.However,theautomatictransmissionstructureismorecomplex.ThroughthisgraduationdesignImadealotofworkonautomatictransmissionprincipleandrefertocommercialvehiclesmodelsultimatelydeterminethetransmissionscheme,andhasmadethedetailedinstructionsforeachtransmissionratio.

KEYWORDS:

automatictransmissonlanetarygearboxtorqueconverter

目录

摘　　要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第1章　自动变速器的基本组成 1

第2章　行星齿轮和液力变矩器的工作原理 4

2.1　行星齿轮的结构及工作原理 4

2.2　液力变矩器的工作原理 5

第3章　自动变速器传动方案及传动原理 6

3.1　自动变速器的传动方案 6

3.2　自动变速器的传动原理 6

3.2.1　空挡或驻车挡的传动原理 6

3.2.2　D位D1挡汽车加速与滑行时传动原理 7

3.2.3　汽车在L位一挡时前后行星排的传动原理 10

3.2.4　D位D2挡传动原理图 13

3.2.5　二挡时自动变速器的传动原理图 16

3.2.6　D位D3挡时，自动变速器的传动原理 18

3.2.7　超速挡传动原理 19

3.2.8　自动变速器的倒档传动原理 21

第4章　行星齿轮机构设计及计算…………………………………………..23

4.1　变速器齿轮传动的设计及计算 23

4.1.1　各挡位传动比分析 23

4.1.2　齿轮参数设计及计算 23

4.1.3　实际传动比 25

4.1.4　齿轮强度校核 25

4.2　换挡执行机构 26

4.2.1　多片离合器 27

4.2.2　制动器 27

4.2.3　单向超越离合器 28

第五章　结论 29

致　　谢 30

参考文献 31

第1章　自动变速器的基本组成

自动变速器的种类和型号有很多，它们的形状和结构也很复杂并且不相同。

与此同时，大部分自动变速器组成大致相同。

液力变矩器齿轮机构是自动变速器的重要组成部件。

自动变速器在现代汽车中是迄今为止比较复杂的汽车部件之一，根据成份元件的工作原理，大致可以将这些成份元件分为五大主要部分。

自动变速器结构图如图1-1所示。

图1-1　自动变速器结构图

（1）液力变矩器

液力变矩器是在汽车中比较关键的部件，其主要的功能是改变发动机输入的转矩从而可以改变汽车的行驶车速。

发动机与汽车变矩器相连接，功能主要是改变汽车发动机转矩相连接。

油液流动过程中，工作液体能量的变化，从而可以使发动机的动力能够传递到其输入轴，同时它能根据汽车在行驶过程中路面状况来判断汽车应具有的车速。

液力变矩器如图1-2所示。

图1-2　液力变矩器

（2）行星齿轮机构

自动变速箱的行星齿轮在自动变速器中是比较关键的部件，自动变速器的变速机构有普通齿轮和行星齿轮变速机构式两种。

由于普通齿轮式变速器的缺点较多，因此在自动变速器方面应用较少。

普通齿轮变速器主要缺点为尺寸比较大，同时所能提供的传动比小。

因此，普通齿轮式变速器只在少数车型采用（本田车型上大都采用此类变速器）。

相对目前汽车市场而言，行星齿轮变速箱在自动变速器中的应用较为广泛。

自动变速器内部结构如图1-3所示。

图1-3　自动变速器内部结构

自动变速器是迄今为止汽车中比较复杂的组成汽车部件。

同时，自动变速器也在汽车变速器中发挥重要。

自动变速器可以极大地缓解驾驶者驾驶偏劳，从而减少汽车交通事故的发生。

与此，自动变速器的燃油经济性以及汽车动力性相比普通变速器的要好。

自动变速器供油系统结构复杂，主要通过油泵进行齿轮变速箱内部油路的供给。

目前，电控系统越来越多地应用于自动变速器，这也极大地改善了汽车的控制系统和操纵机构。

自动变速器具有很多优越性，其主要特点有：

1、自动变速器车容易驾驶。

2、自动变速器车换挡平顺，提高乘坐舒适性。

3、自动变速器传动平稳，降低了轮胎的磨损，提高了轮胎的使用寿命，使发动机、传动系的寿命都有所提高。

4、自动变速器能够根据相应状况，自动改变车速，及大地改善了汽车的燃油经济性，节省了汽车行驶油耗量，降低了汽车尾气对环境的污染。

5、自动变速具有良好的通过性。

汽车在陡坡上行驶时，不存在手动车下滑问题。

27

第2章　行星齿轮和液力变矩器的工作原理

2.1　行星齿轮的结构及工作原理

行星齿轮变速器被广泛地用于现代汽车变速器中，而我们知道的齿轮大部分都是轴线固定。

转动轴都是通过轴承固定在机器的机体上。

所以，它们的转动中心对机器的机体是相对固定的。

有定轴齿轮与此同时那么就有动轴齿轮，然后我们所不太熟悉的一类齿轮被称为行星齿轮。

我们知道这类齿轮的转动轴线是不固定的，这类齿轮的转动轴线安装在一个支架上，这个支架是可以转动的。

行星齿轮不仅可以像定轴齿轮一样，按着转动轴转动中心进行转动之外，同时，它们的转动轴中心不断地进行转动，还跟着支架随着其他支架而运动。

跟随自己轴线转动中心进行的转动被称为自转。

反而言之，随其它轴线的中心进行运动而被称为公转。

与行星的运转非常类似，由此，其被称为行星齿轮，结构如图2-1所示。

图2-1　行星齿轮结构图

轴线被固定在机器机体上的的齿轮，其传动原理我们都很熟悉。

一对齿轮进行相互啮合的过程中，一个称为主动轮，从它那里不断输入动力，另外一个齿轮被称为从动轮，从它那里通过轴传出动力。

同时，也有的齿轮仅仅作为传递动力而不参与传动比改变，因此被我们称为惰轮。

惰轮对动力的传动有很大作用，它不改变齿轮传动的速比，而只改变动力传动的方向。

因而，从它那里通过，而不改变传动速比，只改变传动方向。

我们所了解的行星齿轮的齿轮系统与定轴齿轮，它们的分析办法就有所不同。

与此同时可以用离合器或制动器作为操纵机构，根据条件限制其中一条轴的转动，剩下两条轴就可以进行动力传动进行动力输出