CA6126城市客车变速器传动比改进设计
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 客车变速器的发展现状 1
1.3 国内外变速器传动比的研究现状 2
1.4 本设计的主要内容 3
2 CA6126城市客车变速器传动比的确定 3
2.1 客车基本参数 3
2.2 计算参数的选择 3
2.3 最大爬坡度的确定 5
2.4 一挡传动比的确定 5
2.5 各挡传动比的确定 6
2.6 动力性和燃油经济性评价 7
3 CA6126城市客车变速器齿轮的设计 8
3.1 变速器的的传动原理 8
3.2 变速器固定参数的确定 9
3.3 变速器齿轮受力分析 20
3.4 齿轮强度的校核 20
4 CA61236城市客车变速器齿轮与轴的三维建模 23
4.1 直齿轮的三维建模 23
4.2 斜齿轮的三维建模 26
4.3 轴的三维建模 28
4.4 变速器轴与齿轮装配图 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 引言
1.1 课题研究的背景及意义
变速器在发动机和汽车之间主要起匹配作用，经过改变变速器传动比可以使汽车在不同的使用条件下得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
变速器的好坏关系到整车的使用性能，也直接关系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
到汽车的动力性和经济性。现在客车大部分任然利用的是机械式变速器，机械式变速器以其本身的好处得到了留存和发展，国家大多数客车生产厂家都是使用的机械式变速器，虽然机械式变速器有很多的缺陷和不足，比如说体积大，振动和噪声大，换挡冲击大，控制复杂等，但它的传动效率高，使用寿命长，制造工艺成熟，运作可靠并且价格便宜，纵观当前市场需求和使用角度，机械式变速器任然会很长时间内占据着汽车市场很大一部分。之前对变速器的设计做了许多的工作，也研究出了许多的理论参考，但其中很多都是经验公式，怎样对变速器传动比进行合理的分配还没有一种很好的计算方法。相比之前的做法都是参考相同的车或者根据经验来确定传动比，这种方法与人的主观因素关系比较大，明显有着不好之处，且缺乏有效的指标来评变速器的好坏。利用传统办法来设计的变速器，开发周期，成本，使用等方面还存在着很大问题[1]。
通过对CA6126城市客车整体参数以及变速器传动比的研究，发现此客车的最大爬坡度比较小，在一些山区或城市路面的坡度较陡时，不能够满足需要的爬坡性能。为了满足需要的爬坡性能，本文对一档传动比进行改进设计，通过对变速器一挡传动比的重新计算，使客车的动力性增强，最大爬坡度增大，在一些坡度较大的路面上能够继续行驶，也使客车的使用范围更广。因而对CA6126城市客车变速器传动比改进设计具有非常重要的意义。
1.2 客车变速器的发展现状
从上个世纪80年中期到90年代末，随着我国经济的快速发展，人们出行工作对乘坐车辆提出了更多的需求，原来国产车辆已经不能满足新的需求，这种需求刺激了大型客车的发展，但由于汽车技术全体落后，从国外引进先进技术顺理成章。我国有了“国产”或称之为制造的豪华大客车，这些豪华大客车技术先进，性能远远高于国产车，车辆的安全性和舒适性有着相当大的提高。但由于这些车型均是直接从原产厂家进口，进口零部件昂贵，交货周期长且难以保证，因此这些整车生产商开始寻找可替代进口的汽车零部件生产厂家，并与其开展合作，以降低整车成本，赢得未来的市场。正是在这种情况下，我国变速器厂家引进了国外变速器生产制造技术。
正是因为汽车行业的高速发展，对变速器提出了不同的要求，国内几家变速器厂家各有侧重，各家的变速器渐渐地在客车和货车专用上区分开来。綦江齿轮传动有限公司生产的ZF及QJ系列变速器因为操纵性轻便、性能可靠逐渐成为高档豪华客车的首选配置，綦齿已成为国内大中型客车首选变速器品牌，在客车行业赢得了良好的口碑，确立了綦齿客车变速器第一品牌的市场地位；2001年，法士特资产重组后产能大大提高，恰逢重型货车呈现井喷式发展，陕齿变速器供不应求，当时国内能满足市场需求尚无二家，几年来货车市场国家连续井喷式增长，成就了法士特今天在货车市场的地位；大齿变速器主要应用于配置相对较低的车型及公交车；哈尔滨汽车齿轮厂逐渐从配件向配套转化、单件向变速器总成转化，主要在一汽货车市场上使用，近年来，由于产能提高，开始开拓一汽以外的客车市场，主要配置在中轻型客车上，以低成本低价格走俏中小型客车市场[2]。
1.3 国内外变速器传动比的研究现状
在20世纪60年代初,国外就开始对传动系与汽车动力性、燃油经济性的关系进行研究。预测 70年代中、后期,欧美国家主要依靠减小主减速比来提高汽车的燃油经济性,这样做虽然降低了油耗,但是同时使得汽车的动力性降低。80年代初,工程师通过减小汽车尺寸与发动机的排量来降低油耗。随着电子计算机的快速发展,人们 始使用微电子技术来控制油耗,主要有发动机电控技术,无级变速器系统的应用等。
我国在这方面研究起步比较晚，进入80年代后，一些科研单位和高效开展了这面的研究工作，但他们大多研究的是对变速器传动比的优化设计，这也大大的成为了人们的关注点。如：合肥工业大学王华《客车传动系的优化方法研究》运用数值分析的优化方法对最小传动比进行设计。如魏巍、冯英恣、唐云的《基于cruise的某客车传动比的优化》通过对某型客车建ALVcruise整车仿真模型与企业提供的设计目标进行对比，反复修改以保证整车的模型精度；如江海霞、何天明、杨超《汽车动力传动系传动比的优化设计》利用Matlab的优化模块对传动系传动比进行优化，还有周军《汽车变速器传动比参数优化与软件开发》等都取得了一定的成果[3]。
1.4 本设计的主要内容
1）课题研究的背景和意义
2）变速器传动比的确定
3）变速器齿轮和轴的设计
4)运用Pro/ENGINEER软件对变速器轴、齿轮的三维建模
2 CA6126城市客车变速器传动比的确定
2.1 客车基本参数
CA6126城市客车的基本参数为：客车总质量：18t；最大功率：39kw；最大转矩：760Nm；最高车速：85km/h；减速器传动比比：5.025；后轴负荷：11500kg；原车1挡传动比：5.098；轮胎规格为：275/70R22.5。
影响传动效率的要素有许多，所以在计算发动机的驱动力和最大传动比时，常把传动系数处理成常数，这样有助于计算，采用机械变速器传动系的轿车，其传动效率可0.90-0.92，货车和客车可取0.82-0.85。
3.2 变速器固定参数的确定
3.2.1 中心距的确定
中心距A是指两轴中心线之间或两相啮合齿轮中心线之间的距离，对中间轴式变速器，将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器的中心距。决定变速器大小的是中心距，中心距的大小影响变速器的质量，齿轮的接触强度也会被中心距所影响。中心距越大，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越高，最大允许的中心距应该保证齿轮有足够的接触强度来计算[9]。变速器轴在壳体上安装，综合轴承和变速器考虑，需要中心距要大些，可以由下式来计算
1 引言 1
1.1 课题研究的背景及意义 1
1.2 客车变速器的发展现状 1
1.3 国内外变速器传动比的研究现状 2
1.4 本设计的主要内容 3
2 CA6126城市客车变速器传动比的确定 3
2.1 客车基本参数 3
2.2 计算参数的选择 3
2.3 最大爬坡度的确定 5
2.4 一挡传动比的确定 5
2.5 各挡传动比的确定 6
2.6 动力性和燃油经济性评价 7
3 CA6126城市客车变速器齿轮的设计 8
3.1 变速器的的传动原理 8
3.2 变速器固定参数的确定 9
3.3 变速器齿轮受力分析 20
3.4 齿轮强度的校核 20
4 CA61236城市客车变速器齿轮与轴的三维建模 23
4.1 直齿轮的三维建模 23
4.2 斜齿轮的三维建模 26
4.3 轴的三维建模 28
4.4 变速器轴与齿轮装配图 29
结 论 31
致 谢 32
参 考 文 献 33
1 引言
1.1 课题研究的背景及意义
变速器在发动机和汽车之间主要起匹配作用，经过改变变速器传动比可以使汽车在不同的使用条件下得到不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
变速器的好坏关系到整车的使用性能，也直接关系 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
到汽车的动力性和经济性。现在客车大部分任然利用的是机械式变速器，机械式变速器以其本身的好处得到了留存和发展，国家大多数客车生产厂家都是使用的机械式变速器，虽然机械式变速器有很多的缺陷和不足，比如说体积大，振动和噪声大，换挡冲击大，控制复杂等，但它的传动效率高，使用寿命长，制造工艺成熟，运作可靠并且价格便宜，纵观当前市场需求和使用角度，机械式变速器任然会很长时间内占据着汽车市场很大一部分。之前对变速器的设计做了许多的工作，也研究出了许多的理论参考，但其中很多都是经验公式，怎样对变速器传动比进行合理的分配还没有一种很好的计算方法。相比之前的做法都是参考相同的车或者根据经验来确定传动比，这种方法与人的主观因素关系比较大，明显有着不好之处，且缺乏有效的指标来评变速器的好坏。利用传统办法来设计的变速器，开发周期，成本，使用等方面还存在着很大问题[1]。
通过对CA6126城市客车整体参数以及变速器传动比的研究，发现此客车的最大爬坡度比较小，在一些山区或城市路面的坡度较陡时，不能够满足需要的爬坡性能。为了满足需要的爬坡性能，本文对一档传动比进行改进设计，通过对变速器一挡传动比的重新计算，使客车的动力性增强，最大爬坡度增大，在一些坡度较大的路面上能够继续行驶，也使客车的使用范围更广。因而对CA6126城市客车变速器传动比改进设计具有非常重要的意义。
1.2 客车变速器的发展现状
从上个世纪80年中期到90年代末，随着我国经济的快速发展，人们出行工作对乘坐车辆提出了更多的需求，原来国产车辆已经不能满足新的需求，这种需求刺激了大型客车的发展，但由于汽车技术全体落后，从国外引进先进技术顺理成章。我国有了“国产”或称之为制造的豪华大客车，这些豪华大客车技术先进，性能远远高于国产车，车辆的安全性和舒适性有着相当大的提高。但由于这些车型均是直接从原产厂家进口，进口零部件昂贵，交货周期长且难以保证，因此这些整车生产商开始寻找可替代进口的汽车零部件生产厂家，并与其开展合作，以降低整车成本，赢得未来的市场。正是在这种情况下，我国变速器厂家引进了国外变速器生产制造技术。
正是因为汽车行业的高速发展，对变速器提出了不同的要求，国内几家变速器厂家各有侧重，各家的变速器渐渐地在客车和货车专用上区分开来。綦江齿轮传动有限公司生产的ZF及QJ系列变速器因为操纵性轻便、性能可靠逐渐成为高档豪华客车的首选配置，綦齿已成为国内大中型客车首选变速器品牌，在客车行业赢得了良好的口碑，确立了綦齿客车变速器第一品牌的市场地位；2001年，法士特资产重组后产能大大提高，恰逢重型货车呈现井喷式发展，陕齿变速器供不应求，当时国内能满足市场需求尚无二家，几年来货车市场国家连续井喷式增长，成就了法士特今天在货车市场的地位；大齿变速器主要应用于配置相对较低的车型及公交车；哈尔滨汽车齿轮厂逐渐从配件向配套转化、单件向变速器总成转化，主要在一汽货车市场上使用，近年来，由于产能提高，开始开拓一汽以外的客车市场，主要配置在中轻型客车上，以低成本低价格走俏中小型客车市场[2]。
1.3 国内外变速器传动比的研究现状
在20世纪60年代初,国外就开始对传动系与汽车动力性、燃油经济性的关系进行研究。预测 70年代中、后期,欧美国家主要依靠减小主减速比来提高汽车的燃油经济性,这样做虽然降低了油耗,但是同时使得汽车的动力性降低。80年代初,工程师通过减小汽车尺寸与发动机的排量来降低油耗。随着电子计算机的快速发展,人们 始使用微电子技术来控制油耗,主要有发动机电控技术,无级变速器系统的应用等。
我国在这方面研究起步比较晚，进入80年代后，一些科研单位和高效开展了这面的研究工作，但他们大多研究的是对变速器传动比的优化设计，这也大大的成为了人们的关注点。如：合肥工业大学王华《客车传动系的优化方法研究》运用数值分析的优化方法对最小传动比进行设计。如魏巍、冯英恣、唐云的《基于cruise的某客车传动比的优化》通过对某型客车建ALVcruise整车仿真模型与企业提供的设计目标进行对比，反复修改以保证整车的模型精度；如江海霞、何天明、杨超《汽车动力传动系传动比的优化设计》利用Matlab的优化模块对传动系传动比进行优化，还有周军《汽车变速器传动比参数优化与软件开发》等都取得了一定的成果[3]。
1.4 本设计的主要内容
1）课题研究的背景和意义
2）变速器传动比的确定
3）变速器齿轮和轴的设计
4)运用Pro/ENGINEER软件对变速器轴、齿轮的三维建模
2 CA6126城市客车变速器传动比的确定
2.1 客车基本参数
CA6126城市客车的基本参数为：客车总质量：18t；最大功率：39kw；最大转矩：760Nm；最高车速：85km/h；减速器传动比比：5.025；后轴负荷：11500kg；原车1挡传动比：5.098；轮胎规格为：275/70R22.5。
影响传动效率的要素有许多，所以在计算发动机的驱动力和最大传动比时，常把传动系数处理成常数，这样有助于计算，采用机械变速器传动系的轿车，其传动效率可0.90-0.92，货车和客车可取0.82-0.85。
3.2 变速器固定参数的确定
3.2.1 中心距的确定
中心距A是指两轴中心线之间或两相啮合齿轮中心线之间的距离，对中间轴式变速器，将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器的中心距。决定变速器大小的是中心距，中心距的大小影响变速器的质量，齿轮的接触强度也会被中心距所影响。中心距越大，齿轮的接触应力越大，齿轮寿命越高，最大允许的中心距应该保证齿轮有足够的接触强度来计算[9]。变速器轴在壳体上安装，综合轴承和变速器考虑，需要中心距要大些，可以由下式来计算
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