CA10TA190M雙中間軸變速器的設計[一汽解放J6重卡重型商用車 貨車12噸 十檔] 【含CAD圖紙和畢業(yè)論文全套】

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SY-025-BY-5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 填表日期 年 月 日 迄今已進行 8 周 剩余 8 周 學生姓名 張會金 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛B07-1班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 CA10TA190M雙中間軸變速器的設計 學 生 填 寫 畢業(yè)設計（論文）工作進度 已完成主要內容 待完成主要內容 1． 檢索了大量雙中間軸變速器的資料，初步掌握了其結構與工作原理； 2． 確定了車型參數(shù)，并對其進行了相關校核； 3． 確定了設計的基本內容與設計設計流程，完成了開題答辯； 4． 確定了變速器的總體布置方案； 5． 進行了變速器的最大傳動比，完成了傳動比的分配； 6． 確定了變速器的基本參數(shù)，如中心距a、齒輪模數(shù)m、齒寬b、斜齒輪螺旋角β、以及齒輪的設計與校核； 7． 完成了變速器齒輪部分草圖的繪制 。 1． 變速器裝配工藝性的分析以及齒輪材料及熱處理工藝的確定； 2． 變速器主一軸總成、二軸總成、主箱軸總成、左右中間軸總成、倒檔惰輪軸總成、副箱驅動齒輪總成、副箱左上中間軸總成、副箱右下中間軸總成、副箱輸出軸總成、的設計與校核； 3． 變速器操縱機構的確定，變速器的分箱，以及箱體的設計； 4． 變速器與整車匹配性計算； 5． 變速器主副箱各軸的ANSYS靜力學分析； 6． 撰寫設計說明書，繪制設計圖紙，設計審核、修改設計說明書，畢業(yè)設計答辯準備及答辯。 存在問題及努力方向 存在問題：在參數(shù)確定階段，傳動比的分配以及齒輪齒數(shù)的確定不是很清楚，經紀老師指導，可以參照同類型變速器進行選取，問題得到解決。 努力方向：針對有待完成的內容劃分出輕重緩解，一一將其解決。 學生簽字： 張會金 指導教師 意 見 指導教師簽字： 年 月 日 教研室 意 見 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-2 畢業(yè)設計（論文）任務書 學生姓名 張會金 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-1班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事 專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 CA10TA190M雙中間軸變速器的設計 一、設計（論文）目的、意義 （一）設計目的 我國公路運輸?shù)难杆侔l(fā)展，對大功率發(fā)動機的需求量不斷增加，重型貨車新品動力總成方面的變化主要表現(xiàn)在發(fā)動機功率水平正在提高，排量為10L以上的發(fā)動機裝車率不斷增長，大排量發(fā)動機成為企業(yè)研發(fā)的熱點。但重型商用車變速器的研發(fā)處于相對滯后狀態(tài)，阻礙了重型商用車的發(fā)展。為了滿足重型商用車不斷地高轉速化和大傳遞轉矩的發(fā)展趨勢，本課題進行了CA10TA190M雙中間軸變速器的設計。 雙中間軸變速器在重型商用車上應用十分廣泛，而變速器是整車的關鍵總成之一。其功用是在不同的使用條件下, 改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速, 使汽車得到不同的牽引力和速度，同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。 （二）設計意義 通過CA10TA190M雙中間軸變速器的設計，使變速器結構的改進帶來性能得到進一步提高，以適應重型商用車的發(fā)展趨勢。并培養(yǎng)學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） （一）設計的基本內容 1、進行變速器設計方案與基本參數(shù)確定； 2、進行主、副箱結構的設計與校核； 3、進行操縱機構和副箱同步器的選用； 4、進行變速器箱體設計。 （二）設計的技術要求（研究方法） 1、參考相關文獻資料，對比各種變速器優(yōu)缺點，利用所選定的車型參數(shù)，確定變速器結構類型，完成變速器結構布置和設計； 2、使用Pro/E軟件進行主副箱各軸的三維建模，導入到ANSYS中，對其分別進行靜力學分析，得出相應結論； 3、使用相關軟件進行齒輪、軸、軸承的設計與校核； 4、進行汽車變速器換擋時機與車速、發(fā)動機轉速的匹配，以及汽車動力性、經濟性的校核，實現(xiàn)整車的優(yōu)化匹配； 5、使用CAD軟件繪制CA10TA190M雙中間軸變速器的裝配圖、零件圖，撰寫設計說明書。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 （一）設計說明書部分 按照撰寫規(guī)范完成設計說明書1.5萬字。 （二）設計圖紙部分 變速器總裝圖、零件圖若干張，共計折合A0圖紙3張以上。 四、設計（論文）進度安排 （1）查閱相關資料任務書與開題報告； 第1～2周（2月28～3月11日） （2）確定變速器傳動機構、換擋操縱機構的總體布置方案； 第 3 周（3月13～3月17日） （3）變速器傳動機構進行設計與校核； 第4～6周（3月20～4月8日） （4）靜力學分析及優(yōu)化設計； 第7～8周（4月11～4月22日） （5）對變速器換擋操縱部分進行設計與校核； 第9～10周（4月24～5月6日） （6）繪制變速器的總裝圖與零件圖； 第11～13周（5月9～5月27日） （7）撰寫畢業(yè)設計說明書； 第 14 周（5月30～6月3日） （8）設計審核、修改設計說明書； 第15～16周（6月6～6月17日） （9）畢業(yè)設計答辯。 第 17 周（6月20～6月24日） 五、參考資料 [1] 濮良貴，紀名剛.機械設計（第七版）北京：高等教育出版社，1960. [2] 孫桓，陳作模.機械原理（第六版）北京：高等教育出版社，2000. [3] 肖生發(fā)，趙樹朋.汽車構造 北京：中國林業(yè)出版社，2006. [4] 劉惟信.汽車變速器設計 北京：清華大學出版社，2001. [5] 浙江省交通學校 編.汽車構造圖冊（底盤）北京：人民交通出版社，1991. [6] 關文達.汽車變速器設計（第二版）北京：機械工業(yè)出版社，2006. [7] 臧杰.閻巖.汽車構造（下冊）北京：機械工業(yè)出版社，2005. [8] 凌凱汽車資料編寫組 主編. 汽車原理 北京：北京郵電大學出版社，2005. [9] 劉利勝，姜曉.汽車底盤構造 北京：北京大學出版社，2006. [10] 李京申，劉波.手動變速器和驅動橋 北京：教育科學出版社，2003. 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 SY-025-BY-10 優(yōu)秀畢業(yè)設計（論文）推薦表 題 目 CA10TA190M雙中間軸變速器的設計 類別 畢業(yè)設計 學生姓名 張會金 院（系）、專業(yè)、班級 汽車與交通工程學院、車輛工程、B07-1班 指導教師 紀峻嶺 職 稱 副教授 設計成果明細： 答辯委員會評語： 答辯委員會主任簽字（蓋章）： 院系公章： 年 月 日 備 注： 注：“類別”欄填寫畢業(yè)論文或畢業(yè)設計 畢業(yè)設計（論文）開題報告 設計（論文）題目: CA10TA190M雙中間軸變速器的設計 院 系 名 稱: 汽車與交通工程學院 專 業(yè) 班 級: 車輛工程B07-1班 學 生 姓 名: 張會金 導 師 姓 名: 紀峻嶺 開 題 時 間: 2011年3月11日 指導委員會審查意見： 簽字： 年 月 日 SY-025-BY-3 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學生姓名 張會金 院系 汽車與交通工程學院 專業(yè)、班級 車輛工程B07-1班 指導教師姓名 紀峻嶺 職稱 副教授 從事專業(yè) 車輛工程 是否外聘 □是■否 題目名稱 CA10TA190M雙中間軸變速器的設計 一、課題研究現(xiàn)狀、選題的目的、依據和意義 （一）選題的依據、目的和意義 1、選題的目的 我國公路運輸?shù)难杆侔l(fā)展，對大功率發(fā)動機的需求量不斷增加，重型貨車新品動力總成方面的變化主要表現(xiàn)在發(fā)動機功率水平正在提高，排量為10L以上的發(fā)動機裝車率不斷增長，大排量發(fā)動機成為企業(yè)研發(fā)的熱點。但重型商用車變速器的研發(fā)處于相對滯后狀態(tài)，阻礙了重型商用車的發(fā)展。為了滿足重型商用車不斷地高轉速化和大傳遞轉矩的發(fā)展趨勢，因此本課題進行了CA10TA190M雙中間軸變速器的設計。 2、選題的依據 雙中間軸變速器在重型商用車上應用十分廣泛，而變速器是整車的關鍵總成之一。其功用是在不同的使用條件下, 改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速, 使汽車得到不同的牽引力和速度, 同時使發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。 在汽車開發(fā)過程中變速器參數(shù)的選擇十分重要。因為它們關系到車輛的動力性和燃油經濟性。如不同車速時驅動力和行駛阻力之間的關系，當車速低于最高車速時，驅動力大于行駛阻力，這樣汽車就可以利用剩余的驅動力加速或爬坡，這些都與變速器的參數(shù)有關。通過對CA10TA190M雙中間軸變速器設計讓我更加的了解變速器參數(shù)的選擇過程和優(yōu)化過程。 汽車變速器的設計是一個復雜的系統(tǒng)工程。其設計的優(yōu)劣決定著整車的動力性、燃油經濟性和行駛平順性等多方面的使用性能。這就對變速器設計人員提出較高的要求。因此，采用Excel軟件編程進行齒輪、軸的設計與校核，軸承的校核。采用PRO/E軟件進行齒輪、軸立體圖的繪制，并將所得圖形導入到ANSYS軟件中對其進行靜力學分析。采用AutoCAD 繪制二維平面圖。這樣能夠較好的提高設計的效率和質量。 重型汽車變速器是指與重型商用車和大型客車匹配的變速器，盡管在行業(yè)中對變速器的容量劃分沒有明確的界限，但我們通常將標定輸入扭矩在900N?m以上的汽車變速器稱為重型汽車變速器。 重型汽車機械式變速器的技術特點：重型汽車的裝載質量大，使用條件復雜。欲保證重型汽車具有良好的動力性、經濟性和加速性，必須擴大變速器傳動比的范圍并增加檔位數(shù)。為避免變速器的結構過于復雜和便于系列化生產，多采用組合式機械變速器。即以一種4～6檔變速器為主體，通過更換系列齒輪副和配置不同的副變速器，得到一組不同檔位數(shù)、不同傳動比范圍的變速器系列。目前，組合式機械變速器已成為重型汽車采用的主要型式。組合式機械變速器一般分為倍檔(分段式配檔)組合式機械變速器和半檔(插入式配檔)組合式機械變速器。 （1）倍檔組合式機械變速器 倍檔組合式機械變速器是在主變速器后部串聯(lián)安裝一個2檔(高檔和低檔)副變速器，將主變速器的檔位數(shù)增加1倍，所增加的檔位傳動比數(shù)值等于主變速器傳動比和副變速器傳動比的乘積，而且齒輪對數(shù)少于檔位數(shù)，因此箱體尺寸縮短，軸的長度減短，剛度增大，所以增大了變速器的容量。例如在一個5檔主變速器后端，串聯(lián)安裝一個具有高、低2檔的副變速器，即可組成10檔(或9檔)倍檔組合式機械變速器。增加倍檔組合式變速器最大輸入扭矩和最低檔傳動比的技術難點是副變速器低檔齒輪的強度容量不足，超出齒輪輪齒的承載能力。解決的辦法是將由一個輪齒承受的載荷分流給幾個輪齒來承擔。這樣一來，輸入齒輪扭矩不變，每個輪齒的負荷將等于同時接觸齒數(shù)的平均數(shù)值。 倍檔組合式變速器的副變速器功率分流方法有兩種：一種是采用行星齒輪系的傳動方法，這種結構非常緊湊，體積小而扭矩容量大，直到現(xiàn)在仍廣泛應用；另一種功率分流的方法是采用雙中間軸傳動結構。雙中間軸傳動最大工藝難點是保證主傳動齒輪能和所嚙合的雙中間軸齒輪的輪齒同時接觸問題，解決的辦法是用浮動主傳動齒輪的方法來消除齒軸對位的制造誤差，確保輪齒同時接觸，達到功率分流的目的。與此相適應的換檔同步器也有一定的浮動量。 圖1 雙中間軸倍檔組合式變速器 雙中間軸倍檔組合式變速器具有如下優(yōu)點： 1)由于一軸和二軸上各檔齒輪同時與兩根中間軸上對應的齒輪相嚙合，功率分流，從理論上講，每對齒輪上傳遞的扭矩為1/2，這就使每對齒輪傳遞的扭矩減少50%，使變速器的中心距、齒輪模數(shù)和寬度可以減小，從而減小變速器的質量和尺寸，特別是長度尺寸。 2)由于二軸從動齒輪在軸上處于徑向浮動狀態(tài)，兩根中間軸的軸心線均勻分布在以二軸理論軸心為圓心、以中心距為半徑的圓柱面上，所以二軸上各檔齒輪及一軸齒輪在與兩根中間軸上的對應齒輪相嚙合產生的徑向力達到平衡，即互相抵消。二軸不承受徑向力，只傳遞扭矩，這樣二軸可以設計得細一些，結構可以簡單一些，其后軸承可以選擇較小的規(guī)格，這也有助于減小變速器的質量和尺寸。 3)由于二軸齒輪的徑向浮動和二軸的鉸接式 浮動的結果，使得齒輪在嚙合時能自動抵消一部分制造和裝配誤差，嚙合質量優(yōu)于單中間軸。嚙合區(qū)容易達到設計要求，實際使用情況也證實了這點。這就有利于降低嚙合噪聲和提高耐用度。 4)由于雙中間軸倍檔組合式變速器可以明顯地減小變速器的質量和軸向尺寸，利用這種優(yōu)點，可提高變速器的最大傳遞功率和扭矩，擴大使用范圍。 （2）半檔組合式機械變速器 將副變速器傳動比均勻地插入傳動比間隔大的主變速器各檔傳動比之間，使變速器的檔位數(shù)增加1倍。半檔副變速器串聯(lián)在主變速器前部，它只有一對齒輪副和換檔同步器。早期的半檔副變速器由單獨的一個箱子組成，近年來發(fā)展成將半檔齒輪副直接放到主變速器之內，既縮短變速器長度又簡化半檔結構。半檔副變速器由一對類似一軸常嚙合齒輪副組成，齒圈套在動力輸入軸上自由轉動，當動力輸入軸上的齒圈與主變速器一軸結合時，各檔傳動比均由主變速器一軸齒輪副組成。當齒圈與動力輸入軸上的接合齒連接時，常嚙合齒輪與主變速器上的中間軸連接，因此主變速器中間軸也旋轉，由此組成的各檔傳動比均勻地插人主變速器各檔傳動比之間。型號為ZFAK/6-80+GV80的半檔組合式機械變速器，由6檔AS6-80主變速器串聯(lián)半檔副變速器組成。最大輸入扭矩為750N·m，傳動比范圍0.83～9.0，倒檔傳動比為7.05/8.46。這種變速器曾在歐洲廣泛使用，如歐曼、依維柯、斯太爾、沃爾沃等。ZF公司開發(fā)的ECOSPLIT-16S型16檔組合式機械變速器，在4檔主變速器前端加裝一對半檔齒輪副等機構，再在后端串聯(lián)行星齒輪傳動副變速器。主變速器二軸一直伸入半檔齒輪副的動力輸入軸孔內，主變速器一軸在中間軸上自由轉動。變速器最大輸入扭矩1600N·m，傳動比范圍為1.00～13.63或0.85～11.46，倒檔傳動比為9.41/11.06或8.64/10.15，長度約950mm，總質量約300kg。 圖2 ZF公司ECOSPLIT-16S半檔組合式機械變速器 半檔組合式變速器在國外被廣泛應用，特別是在歐洲中型和中重型汽車大量采用這種變速器，其中長途汽車(包括大客車)應用得更多些。汽車發(fā)動機功率從85～200kW的各種車輛多用半檔副變速器增加檔位，因為半檔組合式變速器的長度小于倍檔組合式變速器，而且它的結構簡單、成本低、維修保養(yǎng)容易，深受用戶青睞。國外中型和重型汽車發(fā)動機功率在200kW以下的基本上都采用半檔組合變速器，發(fā)動機功率在200kW以上的多采用倍檔(或倍檔加半檔)組合式變速器。 3、選題的意義 汽車變速器用來改變發(fā)動機傳到驅動輪上的轉矩和轉速，目的是在原地起步、爬坡、轉彎、加速等各種行駛工況下，使汽車獲得不同的牽引力和速度，同時是發(fā)動機在最有利的工況范圍內工作。隨著汽車對安全、節(jié)能、環(huán)保的不斷重視，汽車變速器作為整車的一個關鍵部件，其產品的質量對整車的安全使用及整車性能的影響是非常大的，因而對汽車變速器進行有效的優(yōu)化設計計算是非常必要的。雙中間軸變速器在我國重型商用車商應用十分廣泛，通過CA10TA190M雙中間軸變速器的設計，讓我充分了解變速器的構造和設計過程，鍛煉了獨立思考能力和繪圖能力，并使CA10TA190M雙中間軸變速器的性能得到優(yōu)化。 （二）重型商用車變速器的研究現(xiàn)狀 1、國外重型商用車變速器的研究現(xiàn)狀 在國外，變速器專業(yè)化生產廠家很注重產品系列化，為主機廠選擇最滿意的變速器提供了極大的方便和靈活性。例如德國ZF(采埃孚)公司有中心距80、95、105、115、120、143、154mm7種基型變速器，適應輸入扭矩為130～1900N·m，檔位數(shù)3到17個，有各種操縱方式的變速器適應不同匹配要求的車輛。日本豐田汽車公司愛信精機公司備有中心距72、78、88、98、135mm5種基型組合，286種變速器供用戶選擇。而我國眾多的汽車變速器生產企業(yè)，尚沒有形成本企業(yè)的變速器系列化產品。在國際市場上，德國采埃孚公司是單中間軸結構的代表，美國伊頓公司是雙中間軸結構的代表。 （1）德國ZF9S109多檔變速器結構特點 德國ZF公司生產的9S109同步器型倍檔9檔組合式變速器，主變速器有5個前進檔，副變速器為行星齒輪系傳動結構。當副變速器中的同步器接合套與固定外齒圈接合時，行星齒輪內齒圈被固定而不能轉動，則副變速器掛入低檔，此時將主變速器分別掛入5個不同檔位可得到組合式變速器5個較大的傳動比。當使接合套與副變速器高檔齒圈接合時，行星齒輪軸、輸出軸、行星齒輪內齒圈和副變速器輸入軸齒輪固定在一起而同步旋轉，則副變速器掛入高檔(直接檔)，主變速器的5個檔位傳動比即分別等于組合式變速器5個較小的傳動比。由于有兩個傳動比數(shù)值很接近，故省掉一個傳動比，組成9檔變速器。變速器最大輸入扭矩1250N·m，總質量310kg，與發(fā)動機直接連接或獨立安裝，左臥式或右臥式。變速器的操縱系統(tǒng)由旋轉軸遠距離操縱或直接操縱，雙H型換檔排列，副變速器由壓縮空氣自動換檔，爬行檔和倒檔用嚙合套換檔，其他檔用同步器換檔。 （2）美國伊頓公司富勒系列雙中間軸變速器結構特點 美國伊頓公司生產的RT-11509C雙中間軸倍檔9檔組合式機械變速器，主副變速器皆采用雙中間軸結構。主變速器有5個前進檔。副變速器為2檔(高檔和低檔)齒輪傳動，由于有2個傳動比很接近，故省掉一個，組成9檔變速器。變速器最大輸入扭矩1250N?m，總質量310kg，與發(fā)動機直接連接或獨立安裝，左臥式或右臥式。變速器的操縱系統(tǒng)由旋轉軸遠距離操縱或直接操縱，雙H型換檔排列，副變速器由壓縮空氣自動換檔，爬行檔和倒檔用嚙合套換檔，其他檔用同步器換檔。 這是短軸距大功率重型汽車和特種車輛最理想的變速器。RT-11509C型變速器最大輸入扭矩1500Nm，最大輸入功率265kW，總長度735mm，雙H或單H操縱，可左操縱亦可右操縱，總質量270kg。 2、國內重型商用車變速器的研究現(xiàn)狀 國內重型車變速器產品的技術多源于美國、德國、日本幾個國家，引進技術多為國外上世紀80-90年代的產品。作為汽車高級技術領域的重型汽車變速器在國內漫長的引進消化過程中，如今已有長足的進步，能夠在原有技術引進的基礎上，通過改型自行開發(fā)出符合配套要求的新產品，每年重型車變速器行業(yè)都能有十幾個新產品推向市場。但從當今重型車變速器的發(fā)展情況來看，在新產品開發(fā)上國內重型車變速器仍然走的是一般性的開發(fā)過程，沒有真正的核心技術產品；從國內重型汽車變速器市場容量來看，有三分之一的產品來自進口，而另外三分之二的產品中有80%以上源自國外技術，國內自主開發(fā)的重型汽車變速器產品銷量很小，從而說明國內重型汽車變速器廠家的自主開發(fā)能力仍然很薄弱，應對整車新車型配套產品的能力遠遠不夠。我國城市車輛將重點發(fā)展的13.8m客車上使用的變速器，目前只有ZF一家能向國內企業(yè)供應，就足以說明國內的重型車變速器企業(yè)仍然很渺小，在技術方面仍然有很長的路要走。 表1 商用車三強與福田重卡變速器資源狀況對比 企業(yè)名稱 內部變速器企業(yè) 控股變速器企業(yè) 不可控社會變速器企業(yè) 中國重汽 重汽橋箱公司的變速器配套份額大約占60% - 法士特、綦齒（少量）等：40% 一汽解放 解放變速器分公司的變速器配套約占40% 一汽哈變12% 法士特、ZF等：48% 東風商用車 東風變速器公司35% - 法士特52%；重汽大齒、韶關齒輪、ZF等13% 北汽福田 - - 法士特90%、重汽大齒等10% 國內重型汽車變速器幾乎由陜西法士特齒輪有限責任公司、綦江齒輪傳動有限公司、山西大同齒輪集團有限責任公司、一汽哈爾濱變速器廠等幾大家包攬。這些企業(yè)生產的變速器產品針對的市場各有側重，像陜西法士特在8t以上重型車市場占有率達到40%以上，并且在15t以上重型車市場占有絕對的優(yōu)勢，擁有85%以上的市場份額；綦江齒輪傳動有限公司主要為安凱、西沃、亞星奔馳、桂林大宇及廈門金龍等企業(yè)的7～12m高檔大、中型客車以及總質量在14～50t重型載貨車、鞍式牽引車、自卸車及各種專用車、特種車配套；山西大同齒輪集團配套市場主要在8～10t級的低噸位重型載貨車。 市場結構情況是法士特一家獨大，內部配套尚難以滿足。國內重卡廠家中，現(xiàn)在僅有一汽、重汽和北奔內部有相應的變速器廠可以生產重卡變速器（東風和江淮的內部變速器廠主要生產中卡和輕卡變速器），但這些集團內部重卡變速器供應商所占市場份額僅在10%左右，90%的重卡變速器市場份額由獨立的專業(yè)變速器供應商配套，而這其中法士特又一家獨大。 （1）國內重型商用車企業(yè)變速器配套情況 中國重汽、一汽解放和東風商用車作為商用車的三強企業(yè)，其重型車的市場份額都15%以上，三家共占重型商用車55.79%以上的市場份額。 從表1可以看出，前三強的商用車企業(yè)均設有附屬的變速器生產廠，或是內總生產廠，或是控股企業(yè)，因此，大部分變速器均來自內配。 表2 我國主要重型商用車用變速器生產企業(yè)產能及配套情況 生產企業(yè) 產能 （萬臺） 產品配套 陜西法士特 8 重卡變速器市場占有率80%，進入客車配套領域；占東風商用車變速器52%，北汽福田90%的配套份額 綦江齒輪傳動有限公司 6 適用于7～12米高檔大、中型客車，總質量10～50噸重型載貨車及各式專用車、特種車，在7～8米客車市場占據43%份額，在9米以上客車領域份額達到70% 中國重汽集團大同齒輪有限公司 12 中、重型卡車的單中間軸變速器。2008年大齒正式進入中國重汽集團，占北汽福田變速器10%的份額 一汽哈爾濱變速器廠 12 10米以上客車、15～20t卡車用變速器，客車占優(yōu)勢，占一汽解放變速器配套12%的份額 一汽解放汽車有限公司變速器分公司 15 一汽解放J5和J6指定產品，占一汽解放變速器40%的份額 東風汽車變速器有限公司 16.5 產品可配套重、中、輕等商用車各系列車型 中國重汽（香港）有限公司變速器部 5 重點研發(fā)、制造重卡變速器，主要配套中國重汽卡車 采埃孚傳動技術（杭州）有限公司 4 為寶馬、奔馳、沃爾沃等整車廠商配套 重汽自配變速器占60%，其它的40%來自法士特、綦齒等企業(yè)，2008年末，重汽重組了山西大同齒輪公司，而其位于山東濟南章丘的變速器生產線也開始生產AMT變速器，且是國內第一臺批量生產并裝配上市整車的AMT變速器，重汽變速器的需求將更多來自其下屬生產廠的提供，同時將進一步減少法士特、綦齒等企業(yè)的配套份額。 一汽解放下屬生產變速器的廠家有兩個，40%來自一汽解放變速器分公司，12%的配套來自控股公司一汽哈變，48%的配套則來自法士特、ZF等企業(yè)。2008年，一汽哈變?yōu)橐黄夥盘峁?萬臺左右的變速器，一汽解放變速器分公司為一汽解放提供了約5萬臺變速器，法士特提供了6萬多臺變速器，可見法士特仍是一汽解放重型變速器的主要供應商。 東風商用車自配的變速器份額為35%，其它52%來自法士特，13%則來自重汽大齒、韶關齒輪以及ZF等企業(yè)。北汽福田沒有自己的變速器廠，其車型所使用的變速器90%以上都來自法士特，10%則來自重汽大齒等企業(yè)。 從國內這三強的商用車企業(yè)以及福田重卡變速器的配套情況可以看出，國內的重型汽車變速器幾乎由陜西法士特、綦江齒輪傳動有限公司、重汽集團大同齒輪和一汽哈爾濱變速器廠等幾大廠家包攬。 （2）一汽解放汽車有限公司變速器分公司生產企業(yè)情況介紹 表3一汽解放變速器分公司主要產品技術平臺及參數(shù)情況 技術平臺 產品型號 扭矩N·m 匹配發(fā)動hp 檔位 適用車型 日本日野 CA6T123 520～685 130～180 6 公路載重車、自卸車、牽引車、高檔客車、起重機、礦用及重型消防車等 CA6T138 735～835 180～220 機械式 同步器變速器 CA6T150 930～1470 220～280 自主研發(fā) 美國伊頓優(yōu)化 CA7T156 1078～1176 180～260 7 CA8T150 1350～1500 240～280 8 美國伊頓 FS(O)10209 1500～1750 260～350 9 解放J6換代卡車指定匹配產品 CA9T160 1500～1750 260～350 解放J5P奧威歐III系列重卡指定匹配產品 自主研發(fā) 美國伊頓優(yōu)化 CA10T150 1350～1750 260～350 10 公路載重車、自卸車、牽引車、高檔客車、起重機、礦用及重型消防車等 一汽解放汽車有限公司變速器分公司是一汽集團中重型卡車變速器產品的專業(yè)生產企業(yè)，擁有年產15萬套變速器的生產能力。一汽解放汽車有限公司變速器分公司先后引進了日本日野、美國伊頓公司的變速器產品和技術，通過技術吸收和創(chuàng)新，成功開發(fā)了不同規(guī)格的產品，扭矩覆蓋530N?m～2200N?m，擁有6、7、8、9、10等檔位，并形成了中、重型兩大類共7個產品系列，可完全滿足國III環(huán)境保護標準要求。一汽哈變產品除供給一汽集團外，部分產品也為國內其它重型商用車企業(yè)，如安徽江淮、中通、丹東黃海、亞星商用車、恒通、安凱、福田等等配套，部分總成和零部件產品已經實現(xiàn)出口。 二、設計的基本內容、擬解決的主要問題 （一）設計的基本內容 1、進行變速器設計方案與基本參數(shù)確定； 2、進行主副箱各檔齒輪的設計與校核； 3、進行主副箱軸的設計與校核； 4、進行主副箱軸承的選擇與校核； 5、進行主箱滑動套的設計與校核； 6、進行操縱機構和副箱同步器的選用； 7、進行變速器箱體設計； 8、撰寫設計說明書； 9、繪制變速器總裝圖與零件圖； 10、檢查設計說明書與圖紙。 （二）設計擬解決的主要問題 1、參考相關文獻資料，利用所選定的車型參數(shù)，完成CA10TA190M雙中間軸變速器的結構布置，并且掌握CA10TA190M雙中間軸變速器的工作原理和結構特點； 2、根據設計參數(shù)并結合結構工藝性和變速器的徑向尺寸等要求，確定CA10TA190M雙中間軸變速器的傳動方案； 3、確定CA10TA190M雙中間軸變速器的齒輪參數(shù)。根據重型商用車變速器傳動方案確定各檔齒輪齒數(shù)的分配，按齒輪受力、轉速、噪聲要求等情況選擇齒輪的變位系數(shù)、壓力角、螺旋角、模數(shù)和齒頂高系數(shù)； 4、使用相關書籍資料，采用Excel辦公軟件編寫公式，進行齒輪、軸、軸承的設計與校核； 5、使用CAD軟件繪制CA10TA190M雙中間軸變速器的裝配圖、零件圖，撰寫設計說明書； 6、使用PRO/E軟件進行主副箱各軸的三維建模，導入到ANSYS中，對其進行靜力學分析，得出相應結論； 7、進行汽車變速器換擋時機與車速、發(fā)動機轉速的匹配，以及汽車動力性、經濟性的計算，實現(xiàn)與整車性能的優(yōu)化匹配。 三、設計（論文）進度安排 （1）查閱相關資料任務書與開題報告； 第1～2周（2月28～3月11日） （2）確定變速器傳動機構、換擋操縱機構的總體布置方案； 第 3 周（3月13～3月17日） （3）變速器傳動機構進行設計與校核； 第4～6周（3月20～4月8日） （4）靜力學分析及優(yōu)化設計； 第7～8周（4月11～4月22日） （5）對變速器換擋操縱部分進行設計與校核； 第9～10周（4月24～5月6日） （6）繪制變速器的總裝圖與零件圖； 第11～13周（5月9～5月27日） （7）撰寫畢業(yè)設計說明書； 第 14 周（5月30～6月3日） （8）設計審核、修改設計說明書； 第15～16周（6月6～6月17日） （9）畢業(yè)設計答辯。 第 17 周（6月20～6月24日） 四、基本參數(shù) 1、車型參數(shù) 表4 解放J6重卡350馬力6×4自卸車(平頭)(CA3250P66K2L1T1A1E)車型技術參數(shù) 基本信息 公告型號 CA3250P66K2L1T1A1E 類型 自卸車 驅動形式 6×4 軸距 3800+1350mm 車身長度 8.48m 車身寬度 2.495m 車身高度 3.3m 輪距 前輪距：2050mm后輪距：1830/1830mm 前懸 1.47m 后懸 1.46m 整車重量 12t 額定載重 12.805t 最大總質量 25t 最高車速 75km/h 接近角 24度 離去角 24度 噸位級別 重卡 最大爬坡度 70%（34.99°） 備注：選裝環(huán)保上蓋,貨廂自卸方式為后卸,額定載質量12805kg對應準乘人數(shù)為3人額定 貨箱參數(shù) 貨箱(斗)長度 5.8m 貨箱(斗)寬度 2.3m 貨箱(斗)高度 1.16m 貨箱(斗)形式 自卸式 發(fā)動機 發(fā)動機型號 錫柴 CA6DL2-35E3F 汽缸數(shù) 6 燃油種類 柴油 汽缸排列形式 直列 排量 8.6L 排放標準 國III 馬力 350馬力 最大輸出功率 261kW 扭矩 1650N·m 最大扭矩轉速 1400RPM 發(fā)動機廠商 錫柴 額定轉速 1900RPM 系列 6DM奧神 發(fā)動機形式 直列六缸、四沖程、水冷卻、 增壓中冷、電控共軌直接噴射式 全負荷最低燃油耗率 195g/kW·h 發(fā)動機凈重 1000kg 進氣形式 增壓中冷 壓縮比 17.5∶1 一米外噪音 95dB 汽缸行程 155mm 汽缸缸徑 123mm 每缸氣門數(shù) 4 離合器形式 430mm — — 變速器 變速器型號 CA10TA190M 變速器形式 雙中間軸主副箱結構，副箱帶同步器 變速器檔位數(shù) 前進擋10個，2個倒檔 變速器油容量 13/13.5(帶取力器)L 變速器重量 342kg 取力器 SAE1#傳動比1.026，采用后取力器， 增大取力器扭矩，950 N·m 倒檔R2傳動比 3.382 倒檔R1傳動比 15.098 10檔傳動比 1 9檔傳動比 1.345 8檔傳動比 1.83 7檔傳動比 2.464 6檔傳動比 3.301 5檔傳動比 4.464 4檔傳動比 6.003 3檔傳動比 8.166 2檔傳動比 11 1檔傳動比 14.78 副箱中心距 148mm 主箱中心距 148mm 換擋方式 手動 操縱形式 直接操縱，遠距離單、雙桿操縱 最大輸入扭矩 1900N·m 是否有同步器 是 底盤與輪胎 前橋允許載荷 7000kg 后橋型號 300 后橋形式 并裝雙軸 后橋允許載荷 18000kg 輪胎形式 轉向輪:真空胎 后輪:鋼絲胎 輪胎數(shù) 10個 輪胎規(guī)格 12.00R20 — — 圖3 一汽解放 J6重卡 350馬力 6×4 自卸車(平頭)(CA3250P66K2L1T1A1E) 圖4 一汽CA10TA190M雙中間軸變速器 2、一汽解放300輪邊減速橋 表5 一汽解放300輪邊減速橋技術參數(shù) 型號 形式 額定載荷/kg 從動齒直徑/mm 制動器尺寸/mm 速比 300 冷軋內脹 2×16000 300 410×220 5.128/5.769/6.561/4.682 300 整體鑄造 2×16000 300 410×220 5.128/5.769/6.561/4.682 一汽在車橋研發(fā)上，采用先進技術的同時，吸收和借鑒了引進日產柴產品的技術和經驗，同時采用例如等高齒、整體擴張橋殼等技術，開發(fā)出滿足一汽商用車需求的產品，覆蓋從輕型車、中型車、重型車及客車等車橋產品線。目前，中重卡產品主要采用一汽車橋分公司、一汽山改企業(yè)生產的車橋。300輪邊減速橋在產品的承載、傳扭、速比范圍、制動力、噪聲和效率等各項指標均領先于國內同類產品。 圖5 一汽解放300輪邊減速橋 四、技術路線（研究方法） 幾何參數(shù)計算 齒輪剛度校核 齒輪強度校核 幾何參數(shù)計算 軸的剛度校核 軸的強度校核 齒輪優(yōu)化設計 軸的優(yōu)化設計 主箱箱體設計 副箱箱體設計 動力性計算 經濟性計算 匹配性 計算 軸承的選用與校核 總體布置 工藝性分析 CA10TA190M雙中間軸變速器設計方案 參數(shù)確定 齒輪的設計 主副箱各軸總成的設計 軸承的選擇 箱體的設計 變速器性能分析 主箱一軸總成 主箱二軸總成 主箱中間軸總成 副箱中間軸總成 副箱輸出軸總成 軸的設計 確定傳動方案 五、參考文獻 [1]楊可楨，程光蘊，李仲生.機械設計基礎（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.5. 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