基于整車匹配的變速器總體設(shè)計(jì)及整車動(dòng)力性計(jì)算課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書</p><p>　　題 目：基于整車匹配的變速器</p><p>　　總體設(shè)計(jì)及整車動(dòng)力性計(jì)算</p><p>　　課 程：汽車設(shè)計(jì)</p><p>　　院 （部）：機(jī)電學(xué)院</p><p><b>　　目錄</b></p>

2、<p><b>　　前言3</b></p><p><b>　　第一章 總述4</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)題目：基于整車匹配的變速器總體設(shè)計(jì)及整車動(dòng)力性計(jì)算4</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)材料4</b></p><p><b&g

3、t;　　1.3課題分析4</b></p><p>　　第二章 變速器結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　2.1 變速器結(jié)構(gòu)分析與型式的選擇6</p><p>　　2.1.1變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)前進(jìn)擋布置方案的分析6</p><p>　　2.1.2 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)倒擋布置方案的分析7</p><

4、p>　　2.2 變速器基本參數(shù)的確定 7</p><p>　　2.2.1 變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比7</p><p>　　2.2.2 中心距A的確定8</p><p>　　2.2.3 外形尺寸的確定9</p><p>　　2.3 齒輪參數(shù)的確定9</p><p>　　2.3.1 齒輪模數(shù)9&l

5、t;/p><p>　　2.3.2 齒形、壓力角與螺旋角10</p><p>　　2.3.3齒寬10</p><p>　　2.3.4 齒頂高系數(shù)11</p><p>　　2.3.5 各檔齒輪齒數(shù)的分配11</p><p>　　第三章 采用VB程序語言進(jìn)行整車動(dòng)力性程序設(shè)計(jì)14</p><p&g

6、t;　　3.1 設(shè)計(jì)基于整車匹配的動(dòng)力性計(jì)算軟件系統(tǒng)流程圖14</p><p>　　3.2 編制程序軟件，繪制汽車動(dòng)力性曲線15</p><p>　　3.3 對(duì)動(dòng)力性曲線的分析15</p><p>　　3.3.1 驅(qū)動(dòng)力--行駛阻力平衡圖15</p><p>　　3.3.2 汽車功率平衡圖16</p><p>

7、;　　3.3.3 汽車爬坡度曲線17</p><p>　　3.3.4 汽車加速度曲線17</p><p>　　3.4 編譯VB程序18</p><p>　　第四章 整車動(dòng)力性計(jì)19</p><p>　　4.1汽車的行駛方程式19</p><p>　　4.2動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算20</p>&l

8、t;p>　　4.2.1最高車速20</p><p>　　4.2.2最大爬坡度20</p><p>　　2.3最大加速度20</p><p>　　第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)21</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>　　前言</b>&

9、lt;/p><p>　　隨著科技的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車成為人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚慕煌üぞ撸兯倨魇歉鞣N機(jī)動(dòng)車十分重要的速度控制機(jī)構(gòu)，隨著社會(huì)進(jìn)步變速器也在時(shí)刻進(jìn)行著不同程度上的變革，從而更好地為人類創(chuàng)造出極大的便利。</p><p>　　變速器用來改變發(fā)動(dòng)機(jī)傳到驅(qū)動(dòng)輪上的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速，目的是在原地起步、爬坡、轉(zhuǎn)彎、加速等各種形式工況下，是汽車獲得不同的牽引力和速度，同時(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)在最有利的工況范圍內(nèi)工

10、作。</p><p>　　本次課題研究的主要內(nèi)容是：</p><p>　　1、變速器結(jié)構(gòu)形式的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　a、變變速器基本參數(shù)的確定</p><p>　　b、速器結(jié)構(gòu)分析與型式的選擇</p><p><b>　　c、齒輪參數(shù)的確定</b></p><p&

11、gt;　　2、采用VB程序語言進(jìn)行整車動(dòng)力性程序設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3、整車動(dòng)力性計(jì)</b></p><p>　　對(duì)變速器提出如下基本要求；</p><p>　　1）保證汽車有必要的動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)</p><p>　　設(shè)置空檔，用來切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力向驅(qū)動(dòng)輪的運(yùn)輸</p><p>　　設(shè)置空

12、檔，是汽車能倒退行駛</p><p>　　設(shè)置動(dòng)力輸出裝置，需要時(shí)能進(jìn)行功率輸出</p><p>　　換擋迅速、省力、方便</p><p>　　工作可靠，汽車行駛過程中變速器不得有跳擋、亂擋及換擋沖擊等現(xiàn)象發(fā)生</p><p><b>　　變速器的工作噪聲低</b></p><p>　　此外，還要

13、滿足汽車必要的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)，這與變速器的擋數(shù)、傳動(dòng)比范圍和各擋傳動(dòng)比有關(guān)。汽車工作的道路條件越復(fù)雜、比功率越小，變速器的傳動(dòng)比范圍越大</p><p>　　本次變速器的設(shè)計(jì)，通過變速器設(shè)計(jì)的總體要求，設(shè)計(jì)變速器的整體結(jié)構(gòu)形式以及其總體尺寸，確定變速器檔位以及各檔傳動(dòng)比各項(xiàng)參數(shù)，最后，確定各檔位齒輪的齒數(shù)、變位系數(shù)以及螺旋角等相關(guān)參數(shù)。并針對(duì)整車匹配計(jì)算車輛的動(dòng)力性參數(shù)——汽車的最高車速、汽車的最大爬坡度和汽

14、車的最大加速度。</p><p><b>　　第一章 總述</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)題目：基于整車匹配的變速器總體設(shè)計(jì)及整車動(dòng)力性計(jì)算</p><p><b>　　1.2設(shè)計(jì)資料</b></p><p>　　1．汽油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性擬合公式：</p><p>　　式

15、中，為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。</p><p>　　發(fā)動(dòng)機(jī)最低轉(zhuǎn)速, 最高轉(zhuǎn)速</p><p>　　2．輕貨車的有關(guān)數(shù)據(jù)：</p><p>　　裝載質(zhì)量 2000kg 整車裝備質(zhì)量 1800kg</p><p>　　總質(zhì)量 3800kg 車輪半徑

16、 0.367m</p><p>　　傳動(dòng)系機(jī)械效率 空氣阻力系數(shù)迎風(fēng)面積=2.77m²</p><p>　　滾動(dòng)阻力系數(shù) </p><p>　　飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p><p>　　兩前輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 四后輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 </p><p>　　主減速器傳動(dòng)比 軸距

17、 </p><p>　　質(zhì)心至前軸距離（滿載） 質(zhì)心高 0.9m </p><p>　　變速器的檔位為五檔 </p><p><b>　　1.3課題分析</b></p><p>　　變速器用于轉(zhuǎn)變發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速，以適應(yīng)汽車在起步、加速、行駛以及克服各種道路障礙等不同行駛條件下對(duì)驅(qū)動(dòng)

18、車輪牽引力及車速的不同要求的需要。</p><p>　　變速器使汽車能以非常低的穩(wěn)定車速行駛，而這種低的車速只靠?jī)?nèi)燃機(jī)的最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速是難以達(dá)到的。變速器的得倒檔使汽車可以倒退行駛；其空擋使汽車在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、停車和滑行時(shí)能長時(shí)間將發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系分離。</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)，通過查閱資料和對(duì)課題的分析，要完成五檔輕型貨車變速器設(shè)計(jì)。通過考慮最大爬坡度，地面附著條件確定變速器的最大傳

19、動(dòng)比。同時(shí)，輕型貨車屬于輕型貨車，需要有較高的動(dòng)力性能，故需設(shè)置直接檔以傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的最大動(dòng)力。由此，確定變速器的傳動(dòng)比。同時(shí)通過變速器的設(shè)計(jì)要求，以及車輛本身的特殊使用條件，選用合適的變速器的結(jié)構(gòu)形式。通過，原始數(shù)據(jù)及各種條件的影響，確定變速器中心距，及各檔齒輪傳動(dòng)比，齒輪變位系數(shù)。再通過ＶＢ編寫程序以實(shí)現(xiàn)基于整車匹配性的動(dòng)力性計(jì)算，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否符合汽車的動(dòng)力性要求。</p><p>　　第二章 變速器結(jié)構(gòu)形式

20、的選擇和設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　2.1變速器結(jié)構(gòu)分析與型式的選擇</p><p>　　2.1.1變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)前進(jìn)擋布置方案的分析</p><p>　　基于本次課題車輛形式的限制，變速器只能選用有級(jí)變速器。并且，機(jī)械式變速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高、制造成本低和工作可靠，因此，采用機(jī)械式變速器。</p><p>　　機(jī)械式變速器中常用的為固

21、定軸式變速器。而在固定軸式變速器中，兩軸式變速器和中間軸式變速器又是在汽車中廣泛采用的形式。</p><p>　　兩軸式變速器（由于軸和軸承數(shù)少，因此，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輪廓尺寸小和容易布置等優(yōu)點(diǎn)，此外，其各中間檔位因只經(jīng)一對(duì)齒輪傳遞動(dòng)力，故傳動(dòng)效率高，同時(shí)噪聲也低。但是，兩軸式變速器不能設(shè)置直接檔，當(dāng)其在高檔工作時(shí)齒輪和軸承均承受載荷，不僅工作噪聲大，且易損壞。而且受結(jié)構(gòu)限制，兩軸式變速器的一檔速比不可能設(shè)計(jì)得很大。

22、對(duì)于前進(jìn)擋，兩軸式變速器輸入軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反；而中間軸式變速器的第一軸與輸出軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同。</p><p>　　中間軸式變速器多用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的汽車和發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)的客車上。其可設(shè)置直接檔，使用直接檔，變速器的齒輪和軸承及中間軸均不承載，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩經(jīng)變速器的第一軸和第二軸直接輸出，此時(shí)變速器的傳動(dòng)效率高，可達(dá)到90%以上，噪聲低、齒輪和軸承的磨損減少，提高了變速器的使用壽命。但

23、是，中間軸式變速器在除直接檔以外的其他檔位工作時(shí)，傳動(dòng)效率略有降低。</p><p>　　通過以上兩種變速器的比較與設(shè)計(jì)車輛的種類分析，中間軸式變速器適用于該車。因?yàn)椋撥嚨脑O(shè)計(jì)需要承載較大的載荷，需采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的布置方案，且需要較高的傳動(dòng)效率并且制造成本經(jīng)濟(jì)性要好。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)形式是:FR4×2</p><p>　　發(fā)動(dòng)

24、機(jī)的位置是：前置、縱置</p><p>　　除一、倒檔用直齒滑動(dòng)齒輪換擋外，其他各檔均用斜齒輪</p><p><b>　　倒檔布置方案。</b></p><p>　　圖2-1倒檔布置方案</p><p>　　通過圖2-1中，各倒檔布置方案的比較，選用e）方案，將中間軸上的一、倒檔齒輪做成一體，將其齒寬加長。</p

25、><p>　　2.1.2 變速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)倒擋布置方案的分析</p><p>　　與前進(jìn)檔比較，倒檔使用率不高，而且都是在停車狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)換倒檔，故低速貨車中均采用直齒滑動(dòng)齒輪方式換倒檔。</p><p>　　通過圖2-1中，各倒檔布置方案的比較，此能充分利用空間，縮短了變速器軸向長度，相比較而言，輕型貨車中也常采用此種布置方式。故本課程設(shè)計(jì)采用此方案。</p>

26、;<p>　　2.2 變速器基本參數(shù)的確定</p><p>　　2.2.1 變速器的檔位數(shù)和傳動(dòng)比</p><p>　　不同類型汽車的變速器，其檔位數(shù)也不盡相同。增加變速器的檔數(shù)，能夠改善汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性以及平均車速。但檔數(shù)的增多，使得變速器的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，并使輪廓尺寸和質(zhì)量加大，同時(shí)操縱機(jī)構(gòu)變復(fù)雜，而且在使用時(shí)換擋頻率增高并增加了換擋難度。</p><

27、;p>　　考慮到輕型貨車車的特殊性，并不只是增加檔位的問題。故根據(jù)制造成本，與傳動(dòng)比的限制，本次課程設(shè)計(jì)采用五檔變速器。</p><p>　　確定檔位后，根據(jù)汽車最大爬坡度、汽車驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著力、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑來確定最低檔傳動(dòng)比。</p><p>　　根據(jù)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)外特性擬合公式：</p><p>　　求導(dǎo)確定出當(dāng)轉(zhuǎn)速

28、為n=2262r/min時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到最大轉(zhuǎn)速通過計(jì)算可得汽車爬陡坡時(shí)車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有</p><p>　　則由最大爬坡度要求的變速器I檔的傳動(dòng)比為</p><p>　　根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件</p><p>　　求得的變速器I檔的傳動(dòng)比為ig1=6.0</p><p&g

29、t;　　G2為汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，根據(jù)扭矩方程G2=GXa/</p><p>　　可求的G2=23866.45N</p><p><b>　　故上式</b></p><p>　　由兩條件確定的變速器I檔傳動(dòng)比范圍，結(jié)合貨車常用變速器傳動(dòng)比的范圍，確定該</p><p>　　變速器I檔傳動(dòng)比為。&l

30、t;/p><p>　　變速器I檔傳動(dòng)比根據(jù)據(jù)上述條件確定好。變速器的最高檔定為直接檔，其余中間檔的傳動(dòng)比按等比級(jí)數(shù)排列，如此便于換擋操作，則等比級(jí)數(shù)為：</p><p>　　由此確定中間各檔傳動(dòng)分別為</p><p>　　2.2.2 中心距A的確定</p><p>　　初選中心距A時(shí)，根據(jù)下述經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算</p><p>

31、　　其中，為中心距系數(shù)，貨車取，在該設(shè)計(jì)中為變速器的傳動(dòng)效率，取96%，KA取9.5，代入公式計(jì)算可得</p><p>　　2.2.3 外形尺寸的確定</p><p>　　變速器的橫向外形尺寸，可根據(jù)齒輪直徑以及倒檔中間（過渡）齒輪和換擋機(jī)構(gòu)的布置進(jìn)行確定。</p><p>　　貨車變速器殼體的軸向尺寸可參考下列數(shù)據(jù)選用：</p><p>

32、　　四檔 （2.2-2.7）A</p><p>　　五檔 （2.7-3.0）A</p><p>　　六檔 （3.2-3.5）A</p><p>　　該車為五檔貨車，系數(shù)選用3，故該車變速器的軸向尺寸L=290mm</p><p>　　2.3 齒輪參數(shù)的確定</p&g

33、t;<p>　　2.3.1 齒輪模數(shù)</p><p>　　齒輪模數(shù)由齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度或最大載荷作用下的靜強(qiáng)度所決定。而其選用的原則是，在中心距相同的條件下，選用較小的模數(shù)，就可以增加齒輪的齒數(shù)。從貨車的角度出發(fā)，減小質(zhì)量比減小噪聲更為重要，因此，齒輪應(yīng)選用大些的模數(shù)。</p><p>　　變速器用齒輪模數(shù)的范圍見表2-1。</p><p>　　表2-

34、1 汽車變速器齒輪的法向模數(shù)mn</p><p>　　所選模數(shù)值應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1357-1987的規(guī)定，見表2-2.選用時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用第一系列，括號(hào)內(nèi)的模數(shù)盡可能不用。</p><p>　　表2-2 汽車變速器常用的齒輪模數(shù)（GB/T1357-1987） （mm）</p><p>　　嚙合套和同步器的結(jié)合齒多采用漸

35、開線齒形。由于工藝上的原因，同一變速器結(jié)合齒模數(shù)相同。</p><p>　　根據(jù)上述條件，該車變速器的齒輪模數(shù)選為mn=3.00mm</p><p>　　2.3.2 齒形、壓力角與螺旋角</p><p>　　汽車變速器齒輪的齒形、壓力角及螺旋角按表2-3選取，但有些輕、中型貨車的高檔齒輪也采用小壓力角。</p><p>　　表2-3 汽車變速

36、器齒輪的齒形、壓力角及螺旋角</p><p>　　汽車變速器及分動(dòng)器齒輪都采用漸開線齒廓。為改善嚙合、降低噪聲和提高強(qiáng)度，現(xiàn)代汽車變速器齒輪多采用高齒且修形的齒形。加大齒根圓角半徑和采用齒根全圓角過渡等能顯著提高齒輪的承載能力及疲勞壽命。國家規(guī)定的齒輪標(biāo)準(zhǔn)壓力角為20°。故本設(shè)計(jì)中變速器齒輪壓力角采用，螺旋角β也應(yīng)選擇適宜，太小時(shí)發(fā)揮不出斜齒輪的優(yōu)越性，太大又會(huì)使軸向力過大。</p>&l

37、t;p><b>　　2.3.3 齒寬</b></p><p>　　齒寬的選擇既要考慮變速器的質(zhì)量小，軸向尺寸緊湊，又要保證輪齒的強(qiáng)度及工作平穩(wěn)性的要求。通常是根據(jù)齒輪模數(shù)來確定齒寬b：</p><p>　　其中，，齒寬系數(shù)直齒輪，斜齒輪</p><p>　　故，由上式得該設(shè)計(jì)中直齒齒寬</p><p><b

38、>　　斜齒輪齒寬</b></p><p>　　同步器和嚙合套的接合齒的工作寬度初選采用3mm</p><p>　　2.3.4 齒頂高系數(shù)</p><p>　　一般齒輪的齒頂高系數(shù)，為一般汽車變速器車齒輪所采用。故該設(shè)計(jì)中，變速器齒輪齒頂高系數(shù)采用</p><p>　　2.3.5 各檔齒輪齒數(shù)的分配</p>&

39、lt;p>　　在初選了變速器的檔位數(shù)、傳動(dòng)比、中心距、軸向尺寸及齒輪模數(shù)和螺旋角并繪出變速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖后，即可對(duì)各擋齒輪的齒數(shù)進(jìn)行分配，進(jìn)行各檔齒數(shù)分配應(yīng)首選，軸徑。第一軸花鍵部分直徑根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩初選：</p><p>　　中間軸式變速器的第二軸與中間軸的最大直徑d根據(jù)中心距A初選，確定為</p><p>　　d2=0.45A=43mm &l

40、t;/p><p>　　(1)確定Ⅰ檔齒輪的齒數(shù) </p><p>　　已知Ⅰ檔傳動(dòng)比ig1=6.0，且</p><p>　　為了確定齒數(shù)，先求其齒數(shù)和Zh：確定齒輪9、10為螺旋角度為30度的斜齒輪，首先計(jì)算 ，</p><p><

41、;b>　　的范圍：</b></p><p><b>　?。ǔ擞密嚕?lt;/b></p><p><b>　?。ㄉ逃密嚕?lt;/b></p><p>　　計(jì)算Z9 =Zh-Z10 </p><p><b>　　取=15</b></p><p>　

42、　求得：=40 =15 </p><p>　　根據(jù)齒數(shù)分配原則。以及避免齒輪根切的原則分配根據(jù)第二軸軸徑和貨車Z8的選取范圍，確定</p><p><b>　?。?）修正中心距</b></p><p>　　由于Zh為整數(shù)，故A確定為A=95mm，由此中心距A=95m

43、m則是各檔齒輪齒數(shù)分配的依據(jù)。</p><p>　?。?）確定常嚙合傳動(dòng)齒輪副的齒數(shù)</p><p>　　1、2常嚙合齒輪選用螺旋角為30°的斜齒輪，得 </p><p>　　因常嚙合傳動(dòng)齒輪副與I檔齒輪副以及其他各檔齒輪副的中心距相同，故有</p><p>　　求得=17，=38 </p><p&g

44、t;　　則A'=95.3mm。該對(duì)齒輪進(jìn)行變位，根據(jù)相嚙合齒輪強(qiáng)度均衡的原則，得 </p><p>　　（4）確定其他檔位的齒輪齒數(shù)</p><p>　　對(duì)Ⅱ檔齒輪副7、8齒輪選用螺旋角為20度的斜齒輪，且模數(shù)與Ⅰ檔相同，則有 </p><p>　　再由平衡中間軸上兩工作齒輪的軸向力的要求出發(fā)，要平衡齒輪7和齒輪8的軸向力，由 =1.59&

45、lt;/p><p><b>　　=34,=26</b></p><p>　　則齒輪中心距為，則該對(duì)齒輪需要進(jìn)行變位，根據(jù)相嚙合齒輪強(qiáng)度均衡的原則，得=1.03 =-1.24</p><p>　　?、髾n齒輪副5、6為螺旋角為23°的齒輪，則有 </p><p>　　再由平衡中間軸上兩工作齒輪的軸向力的

46、要求出發(fā)，要平衡齒輪5和齒輪6的軸向力，由</p><p><b>　　=29,=29</b></p><p>　　則齒輪中心距為，則該對(duì)齒輪需要進(jìn)行變位，根據(jù)相嚙合齒輪強(qiáng)度均衡的原則，得=1.67 =-1</p><p>　　取四檔齒輪副3、4為螺旋角度為25度的斜齒輪。</p><p><b>　　則有&

47、lt;/b></p><p>　　再由平衡中間軸上兩工作齒輪的軸向力的要求出發(fā)，要平衡齒輪5和齒輪6的軸向力，由</p><p><b>　　=25,=32</b></p><p>　　則齒輪中心距為，則該對(duì)齒輪需要進(jìn)行變位，根據(jù)相嚙合齒輪強(qiáng)度均衡的原則，得=0.12 =0.21</p><p>　?。?）確定

48、倒檔齒輪副的齒數(shù)</p><p>　　通常Ⅰ檔與倒檔選用同一模數(shù)，且確定倒檔齒輪12的齒數(shù)=22，計(jì)算中間軸與倒檔軸的中心距: </p><p>　　為保證倒檔齒輪的嚙合不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉，則齒輪10、11之間應(yīng)保持0.5mm以上的間隙，則齒輪11的齒頂圓直徑應(yīng)為</p><p>　　將齒輪11的的齒數(shù)反帶回其齒頂圓直徑計(jì)算公式有</p><p>

49、;　　將上式代入公式后，則該對(duì)齒輪需要進(jìn)行變位，根據(jù)相嚙合齒輪強(qiáng)度均衡的原則，得最后，倒檔軸與第二軸之間的中心距為</p><p>　　至此，變速器的一應(yīng)參數(shù)均已經(jīng)確定完畢。</p><p>　　采用VB程序語言進(jìn)行整車動(dòng)力性程序設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)基于整車匹配的動(dòng)力性計(jì)算軟件系統(tǒng)流程圖</p><p>　　編制VB程序：用

50、For循環(huán)嵌套，小循環(huán)用來繪制每一檔驅(qū)動(dòng)力曲線，大循環(huán)用來控制檔位變換。</p><p>　　圖3-1 VB程序流程圖</p><p>　　3.2 編制程序軟件，繪制汽車動(dòng)力性曲線（以下為部分曲線截屏）</p><p>　　圖3-2 發(fā)動(dòng)機(jī)外動(dòng)力特性曲線 圖3-3 汽車動(dòng)力特性圖</p><p>　

51、　3.3 對(duì)動(dòng)力性曲線的分析</p><p>　　3.3.1 驅(qū)動(dòng)力--行駛阻力平衡圖</p><p>　　通常將汽車行駛方程式用圖解的方法來進(jìn)行分析。圖3-3 為一變速器汽車的驅(qū)動(dòng)力- 行駛阻力平衡圖。圖上既有各檔的驅(qū)動(dòng)力圖, 又有滾動(dòng)阻力和空氣阻力疊加后得到的行駛 阻力曲線。從圖中可以清楚地看出不同車速時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行</p><p>　　圖3-4驅(qū)動(dòng)力--行駛阻

52、力平衡圖 駛阻力之間的關(guān)系。當(dāng)坡度為零時(shí), 行駛阻力曲線與驅(qū)動(dòng)力曲線的交點(diǎn)即為最高車速</p><p>　　uαmax 。這時(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力相等,汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)車速低于最高車速時(shí),驅(qū)動(dòng)力大于行駛阻力,此時(shí)汽車可利用剩余的驅(qū)動(dòng)力加速或爬坡。如果要在

53、低于最高車速工作</p><p>　　時(shí),駕駛員可關(guān)小節(jié)氣門開度(圖中虛線) ,此</p><p>　　圖3-5 理論行駛阻力平衡圖 時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)只在部分負(fù)荷特性工作,以使汽車達(dá)到驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力新的平衡。在本課程設(shè)計(jì)中，由于低速農(nóng)用貨車主要用于托運(yùn)貨物，故需要大的驅(qū)動(dòng)力，與理想驅(qū)動(dòng)力--行駛阻力平衡圖（圖3-5）相比，并未在最高檔驅(qū)動(dòng)力曲線與阻力曲線的焦點(diǎn)處出現(xiàn)，而此種情況，主要是

54、因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)車的特殊使用性能。</p><p>　　3.3.2 汽車功率平衡圖</p><p>　　汽車行駛時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)功率和汽車行駛時(shí)的阻力功率也是相互平衡的,即在汽車行駛的每一瞬間,發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率始終等于機(jī)械傳動(dòng)和全部運(yùn)動(dòng)阻力功率。本課程設(shè)計(jì)汽車功率平衡用圖解法表示, 如圖3-7 所示。它可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)外特性將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速換算成車速,繪出發(fā)動(dòng)機(jī)功率Pe 和汽車經(jīng)常遇到的阻力功率

55、 圖3-6 汽車?yán)碚摴β势胶鈭D</p><p>　　1/ηt ( Pf + Pw) 與車速的關(guān)系曲線,即為汽車功率平衡圖。如同驅(qū)動(dòng)力- 行駛阻力平衡圖分析一樣,最高檔行駛阻力功率與發(fā)動(dòng)機(jī)功率相交點(diǎn)處的車速即是在良好水平路面上汽車行駛的最高車速uαmax 。當(dāng)汽車在良好水平路面上以u(píng)a′的車速等速行駛時(shí),汽車的阻力功率為( Pf + Pw)/ ηt = bc,此時(shí),駕駛員部分開啟節(jié)氣門,發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線如<

56、;/p><p>　　圖3-7 汽車功率平衡圖 圖中虛線所示,以便維持汽車等速行駛。但是發(fā)動(dòng)機(jī)在汽車行駛速度為ua′時(shí), 若節(jié)氣門全開能夠發(fā)出的功率為Pe = ac,則　</p><p>　　Pe - ( Pf + Pw) /ηt = ac- bc= ab可用來加速或爬坡。Pe -( Pf + Pw)/ ηt 為汽車的后備功率?？梢?汽車的后備功率越大,其動(dòng)力性就

57、越好。</p><p>　　3.3.3 汽車爬坡度曲線</p><p>　　利用圖3-4可求出汽車能爬上的坡道角，相應(yīng)的根據(jù)tanα=i可求出坡度值。其中，汽車最大爬坡度imax為I時(shí)的最大爬坡度。最高檔最大爬坡度 圖3-8 爬坡度曲線</p><p>　　亦應(yīng)引起注意，特別是貨車、牽引車，因?yàn)樨涇嚱?jīng)常是以最高檔行駛的，如果最高檔的

58、爬坡度過小，迫使貨車在遇到較小的坡時(shí)經(jīng)常換擋，這樣就影響了行駛的平均速度。</p><p>　　3.3.4 汽車加速度曲線</p><p>　　汽車的加速能力可用它在水平良好路面上行駛時(shí)能產(chǎn)生的加速度來評(píng)價(jià)，但由于加速度的數(shù)值不易測(cè)量，實(shí)際中常用加速時(shí)間來表明汽車的加速能力。譬如用直接當(dāng)行駛時(shí)，由最低穩(wěn)定速度加速到一定距離或80%umax所需的時(shí)間表明汽車的加速能力。可根據(jù)圖3-4求出

59、 圖3-9 汽車加速度曲線</p><p>　　汽車的加速時(shí)間。顯然，利用圖3-4可計(jì)算得出各檔節(jié)氣門全開時(shí)的加速度曲線，見圖3-9。由圖可以看出，高檔位時(shí)加速度要小些，I檔的加速度最大。</p><p>　　根據(jù)加速度曲線可以進(jìn)一步求出由某一車速u1加速至另一最高車速u2所需的時(shí)間。</p><p>　　圖3-10 汽車?yán)碚摷铀俣惹€

60、</p><p>　　3.4 編譯VB程序</p><p>　　根據(jù)汽車動(dòng)力性方程編寫VB程序，畫出汽車整車驅(qū)動(dòng)力—阻力平衡圖、汽車功率平衡圖和汽車動(dòng)力性圖。（具體VB程序見附錄）</p><p>　　第四章 整車動(dòng)力性計(jì)</p><p>　　4.1汽車的行駛方程式</p><p><b>　　（1）驅(qū)動(dòng)力：

61、</b></p><p><b>　?。?）滾動(dòng)阻力：</b></p><p><b>　　（3）坡道阻力：</b></p><p><b>　　（4）空氣阻力：</b></p><p>　　汽車的空氣阻力與車速的平方成正比，即式中 ——空氣阻力系數(shù)——迎風(fēng)面積&l

62、t;/p><p><b>　　（5）加速阻力：</b></p><p><b>　　將</b></p><p>　　4.2動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算</p><p><b>　　4.2.1最高車速</b></p><p>　　按汽車最高車速的定義，有α=0，j=0

63、，帶入公式（4—9）可得：</p><p><b>　　最后求的最大速度</b></p><p>　　4.2.2最大爬坡度</p><p>　　按汽車以最低檔穩(wěn)定速度爬坡，有j=0，設(shè)f，由式（4—9）可得 =0 </p><p>　　由此可得，汽車的最大坡度為</p><p>　　4

64、.2.3最大加速度</p><p>　　汽車在某一檔加速過程中的最大加速度可由j=f（υ）得極值點(diǎn)求出，令：</p><p><b>　　得到極值點(diǎn)的車速為</b></p><p>　　將帶入上式得汽車在該擋的最大加速度。</p><p><b>　　第五章 設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p>

65、<p>　　大學(xué)四年來自身感覺本次課程設(shè)計(jì)是相當(dāng)有難度的一次，設(shè)計(jì)和計(jì)算過程十分復(fù)雜，平時(shí)自己又沒怎么下大功夫?qū)W習(xí)《汽車設(shè)計(jì)》這門課程，所以最近一些日子自己一直是云里霧里的，在設(shè)計(jì)的過程中遇到了不少困難和挫折，幸虧有老師的耐心講解和同學(xué)們的幫助，自己才得以艱難地完成任務(wù)，所以在此感謝大家都幫助。</p><p>　　在這次設(shè)計(jì)實(shí)踐中，自己感覺收獲頗多，對(duì)變速器的工作方式、結(jié)構(gòu)布置和整車動(dòng)力性有了更進(jìn)一

66、步的理解和認(rèn)識(shí)，學(xué)到了很多知識(shí)，在以A3圖紙為畫布繪制變速器的結(jié)構(gòu)傳動(dòng)圖和編譯汽車動(dòng)力性VB程序的過程中，從許多細(xì)節(jié)問題處得到了很多益處，同時(shí)增強(qiáng)了動(dòng)手能力，使自己又一次很大的鍛煉。</p><p>　　最令自己為難的是VB編寫部分和cad制作部分，自己又通過翻閱以前的教材加上上機(jī)操作，基本上算是又從頭復(fù)習(xí)了一遍，通過vb編程，查閱vb編程課程課本，結(jié)合編制課程設(shè)計(jì)說明書、編譯汽車動(dòng)力性VB程序以及對(duì)汽車專業(yè)課本

67、，對(duì)汽車變速器和整車動(dòng)力性方面的許多專業(yè)知識(shí)比以前的認(rèn)識(shí)更深了，另外通過VB的編程繪圖，展示汽車部件關(guān)系的變化曲線，形象而生動(dòng)也有益對(duì)汽車動(dòng)力特性的理解。不僅如此，還學(xué)到了其他的車輛方面的相關(guān)知識(shí)，比如變速器倒檔結(jié)構(gòu)布置、動(dòng)力性計(jì)算方式以及齒輪分配的設(shè)計(jì)等。通過這次課程設(shè)計(jì)，經(jīng)歷了一個(gè)汽車變速器和整車匹配動(dòng)力性計(jì)算設(shè)計(jì)的全過程，重新熟悉了cad和vb的操作。在十多天的設(shè)計(jì)中，全部身心專注于設(shè)計(jì)，并且與同學(xué)之間的互助合作不斷加強(qiáng)，這將是以

68、后學(xué)習(xí)和工作的財(cái)富，我深信這次的課程實(shí)踐必將會(huì)對(duì)自己以后工作上奠定良好的基礎(chǔ)</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、王望予主編.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　2、劉惟信.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　3、陳家瑞主編

69、.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000</p><p>　　4、余志生主編.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000</p><p>　　5、徐達(dá)，蔣崇賢.專用汽車結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)[M].北京北京理工大學(xué)出版社,1999</p><p>　　6、劉朝紅，韓進(jìn)，楊洪余.中輕型載重汽車動(dòng)力性分析應(yīng)用軟件7、汪超.變速器傳動(dòng)比對(duì)汽車動(dòng)力性的影響 第1l卷第4期