ZF自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)【獨(dú)家課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含3張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+中期報(bào)告+答辯ppt+外文翻譯】

ZF自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)

摘要：汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高、扭矩較小、轉(zhuǎn)速與扭矩變化范圍有限等特點(diǎn)，需要自動(dòng)變速器改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)外界環(huán)境的變化自動(dòng)切換到與之相匹配的檔位，因而得到廣泛使用。近些年來，自動(dòng)變速器的發(fā)展?fàn)顟B(tài)呈現(xiàn)出多檔位化的特點(diǎn)，自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)換擋的關(guān)鍵部件是行星傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，同時(shí)由于相關(guān)專利限制，對于自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)與分析的研究具有重要的工程實(shí)際價(jià)值。

設(shè)計(jì)的主要研究內(nèi)容如下:

對自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的介紹，對自動(dòng)變速器中行星齒輪機(jī)構(gòu)不同的組合方式進(jìn)行分類與整理，總結(jié)出構(gòu)造自動(dòng)變速器行星齒輪機(jī)構(gòu)的一些規(guī)則。

并且在行星排特性方程基礎(chǔ)之上，提出了如何優(yōu)選行星傳動(dòng)換擋方案

對東風(fēng)六速自動(dòng)變速器行星排的方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，合理利用已經(jīng)開發(fā)的軟件完成了六速自動(dòng)變速器行星排行星齒輪機(jī)構(gòu)、控制元件方案、換擋方案的設(shè)計(jì)。

對六速自動(dòng)變速器行星排強(qiáng)度進(jìn)行合理分析，齒輪靜態(tài)安全系數(shù)能夠得出結(jié)果，并且對行星排強(qiáng)度的設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證;對設(shè)計(jì)的六速自動(dòng)變速器行星排嚙合特性進(jìn)行分析，得到各齒輪副嚙合印痕，驗(yàn)證行星排幾何修形量設(shè)計(jì)的合理性;并且詳細(xì)認(rèn)真剖析了六速自動(dòng)變速器行星排的傳動(dòng)效率和疲勞壽命。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；變速器；行星齒輪傳動(dòng)；行星排

ZF automatic transmission planetary row design

Abstract：In the automotive powertrain system, due to the engine have high speed, low torque,small  range  of  speed  and  torque  characteristics,  the  automotive  need  automatictransmission speed up and slow down,  according to the changes in the externalenvironment automatic switches to the matched shift, which are widely used. In order toimprove  the  performance  of  automatic  transmission,  which  has  multiple  shiftdevelopment trend,  planetary transmission  as  automatic transmission  key parts  isbecoming more and more complex, thus identiing a reliable, practical and systematicapproach to planetary transmission configuration,  design,  and analysis  have greatpractical value.

The main contents of the paper are as follows:

 Introduces the structure and working principle of automatic transmission,Through sorting different combinations of planetary gear, gain the rules of constructplanetary gear in automatic transmission

Coding the planetary transmission  of  automatic transmission,  established planetary transmission mathematics model, propose a method through design structure matrix and control matrix completed planetary transmission design.

Completed six-speed automatic transmission ratio design, using the structure matrix design module, and shift plan optimization module completed six-speed automatictrans mission conceptual design. 

Analysis  six-speed automatic transmission strength,  get gear static safety, validation the rationality of planet gear strength design. Analysis six-speed automatictransmission  meshing  characteristics, get the gear meshing prints,validation therationality of planet gear geometry  modification. Analysis  six-speed automatictransmission efficiency, fatigue life.

By connecting them in proper way , the transmission of five forward speed and one backward speed can be obtained . The vehicle auto transmission adpoting this derailleur is simple and concise in structure , multiple in grade of speed governing ,high in transmission efficiency ,smooth in gear shifting , and good in controlability.

Keywords：mechanical engineering , transmission , epicycle gear transmission , planet-row .

目  錄

摘要I

AbstractⅡ

1 緒論 1

1.1 變速器的分類 1

1.1.1 手動(dòng)變速器（MT） 1

1.1.2 自動(dòng)變速器（AT） 1

1.1.3 手動(dòng)—自動(dòng)變速器（AMT） 2

1.1.4 無級變速器 2

1.2 本論文的主要工作內(nèi)容 3

2 整體方案的研究與確定 4

2.1行星齒輪變速器的原理和功用 4

2.2 行星齒輪機(jī)構(gòu)的簡介 4

2.3 換檔執(zhí)行機(jī)構(gòu)的簡介 5

2.4 基本工作原理 5

3 行星齒輪變速器傳動(dòng)比的確定 8

4 行星排的設(shè)計(jì) 10

4.1 K1行星排的設(shè)計(jì) 11

4.1.1 齒數(shù)選擇 11

4.1.2 材料選擇及熱處理方法： 11

4.1.3齒輪2-3按接觸強(qiáng)度計(jì)算： 11

4.1.4 K1傳動(dòng)系主要尺寸： 11

4.1.5驗(yàn)算強(qiáng)度 12

4.1.6 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 13

4.2 K2行星排的設(shè)計(jì) 13

4.2.1 齒數(shù)選擇： 13

4.2.2 材料選擇及熱處理方式： 13

4.2.3 a—c齒輪按接觸強(qiáng)度初步計(jì)算 13

4.2.4驗(yàn)算相互接觸時(shí)的強(qiáng)度的值： 14

4.2.5 齒輪抗彎強(qiáng)度校核 15

4.3 K3行星排的設(shè)計(jì) 16

4.4星型結(jié)構(gòu)中三大系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 16

4.4.1太陽輪的結(jié)構(gòu)： 16

4.4.2行星輪及行星架的結(jié)構(gòu)： 16

5 軸和軸承的設(shè)計(jì) 18

5.1 軸的設(shè)計(jì)及檢驗(yàn) 18

5.2 軸承校核 21

6 主要零件的工藝設(shè)計(jì) 22

6.1太陽輪和行星輪的加工工藝 22

6.1.1工藝過程： 22

6.1.2 關(guān)鍵工序分析： 22

6.2 內(nèi)齒圈加工工藝 22

6.2.1 工藝工程： 22

6.2.2 工藝分析： 22

7 輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

7.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

7.2 潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24

8 結(jié)論 26

參考文獻(xiàn) 27

致  謝 28

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班級： 學(xué)號： 姓名： 指導(dǎo)教師： 本課題研究的背景 自動(dòng)變速器在汽車行業(yè)的運(yùn)用越來越廣，主要是因?yàn)榕溆凶詣?dòng)變速器的車大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的使用壽命，提高了汽車通過性，并且具有良好的適應(yīng)性，最重要的是讓駕駛者操縱方便，但同時(shí)也存在缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，降低一些運(yùn)動(dòng)性、可能會(huì)讓人多手動(dòng)擋的車不適應(yīng)。自動(dòng)變速器包括液力變矩器自動(dòng)變速器， 械自動(dòng)變速器 汽車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高、扭矩較小、轉(zhuǎn)速與扭矩變化范圍有限等特點(diǎn)，需要自動(dòng)變速器改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)外界環(huán)境的變化自動(dòng)切換到與之相匹配的檔位，因而得到廣泛使用。近些年來，自動(dòng)變速器的發(fā)展?fàn)顟B(tài)呈現(xiàn)出多檔位化的特點(diǎn)，自動(dòng)變速器實(shí)現(xiàn)換擋的關(guān)鍵部件是行星傳動(dòng)，其結(jié)構(gòu)也愈加復(fù)雜，同時(shí)由于相關(guān)專利限制，對于自動(dòng)變速器行星排設(shè)計(jì)與分析的研究具有重要的工程實(shí)際價(jià)值。 ? 自動(dòng)變速器（ 自動(dòng)檔相對手動(dòng)擋操作更為簡單，為了使自動(dòng)變速器變速，需要根據(jù)腳踏板的高低以及車速的大小，變換行星齒輪機(jī)構(gòu)。自動(dòng)變速器能夠自動(dòng)變速的原因是因?yàn)樵谧詣?dòng)變速器中有大大小小的離合器，根據(jù)車速不斷的變化，不同的離合器可以自動(dòng)分離或合閉，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速的目標(biāo)。 ? 自動(dòng)變速器的汽車在中檔車市場中所占比重很大，因?yàn)轳{駛自動(dòng)變速器的汽車，操控比較簡單，駕駛較為輕松，可以很好的享受駕駛的樂趣。眾所周知，我國各大城市的堵車現(xiàn)象是極為嚴(yán)重的，起步停步次數(shù)很多，如果駕駛手動(dòng)變速器的汽車，就需要不斷地掛檔摘檔，相當(dāng)麻煩。但是如果使用自動(dòng)變速，反復(fù)換擋的問題便迎刃而解。對語自動(dòng)變速器汽車的普及，主要的問題還是路況，良好的路況可以完美展自動(dòng)檔汽車的優(yōu)點(diǎn)。 自動(dòng)變速器的簡單介紹 行星排的結(jié)構(gòu)組成 1、組成：行星齒輪機(jī)構(gòu)由太陽輪、行星齒輪、行星架、齒圈組成。 以一個(gè)單行星排齒輪機(jī)構(gòu)為例介紹一下行星排的結(jié)構(gòu)組成，在最外邊的是齒圈，里面 4個(gè)小齒輪是太陽輪，太陽輪之間靠行星架相連接，中間的一個(gè)齒輪是行星齒輪 行星輪及行星架的結(jié)構(gòu) 在傳統(tǒng)的行星傳動(dòng)系統(tǒng)中行星輪和行星架式非常重要的零件，因而他的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。行星架的構(gòu)造其實(shí)有很多種，其中最常見的是第一種雙臂整體式、第二種雙臂分離式和最后一種是單臂式。 雙臂整體式行星架的原理圖如圖所示，這個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性非常不錯(cuò)（如圖 雙臂分離式行星架的原理圖如圖所示，這個(gè)結(jié)構(gòu)的剛性就相對較差了（如圖 單臂式行星架的原理圖如圖所示結(jié)構(gòu)較為簡單，相對于前兩個(gè)行星架，這個(gè)架構(gòu)的軸向尺寸就小很多了，安裝起來也方便很多，其結(jié)構(gòu)也很簡單。這個(gè)架構(gòu)的軸（如圖 。 圖 雙臂整體式行星架 圖 雙臂分離式行星架 圖 單臂式行星架 行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速原理 行星齒輪機(jī)構(gòu)為動(dòng)軸輪系。當(dāng)行星架固定不動(dòng)時(shí)，動(dòng)軸輪系轉(zhuǎn)化為定軸輪系，行星輪為惰輪，只改變運(yùn)動(dòng)方向，不改變傳動(dòng)比；當(dāng)行星架處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，給整個(gè)行星齒輪機(jī)構(gòu)施加一個(gè)與和行星架轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，轉(zhuǎn)速相同的運(yùn)動(dòng)。 太陽輪和行星輪的加工工藝 這個(gè)工藝是一個(gè)很復(fù)雜的流程，需要經(jīng)過多道手續(xù)，第一步鍛造，然后退火，進(jìn)而用粗車進(jìn)行預(yù)備熱處理（這就是所謂的正火），第二部半精車進(jìn)行粗滾齒工藝，倒角工藝也是必要的， 第三步熱處理，進(jìn)行噴丸，將磨內(nèi)孔及基準(zhǔn)端面磨平，第四步精滾齒再把齒輪進(jìn)行磨齒，最后檢查鉗和倒棱。 調(diào)節(jié)手柄的連接圖 內(nèi)齒圈加工工藝 這是一道經(jīng)歷過七個(gè)重要流程第一步鍛造，第二步退火，第三步粗車，第四步熱處理，第五步精車，第六步插齒，第七步鉗。 致 謝 時(shí)間飛逝，轉(zhuǎn)眼間就到了大四的畢業(yè)季了，四年里，我從大一來時(shí)的一個(gè)傻小子，變成了一個(gè)知識淵博的學(xué)士。在豐富的大學(xué)生活中，我學(xué)到了很多，從大一的高等數(shù)學(xué)，到大四的專業(yè)課，使我積累了豐富的專業(yè)基礎(chǔ)知識，并且進(jìn)行社會(huì)實(shí)踐將所學(xué)到的知識合理有效的應(yīng)用到工作中，感受到了知識的魅力。同時(shí)結(jié)交了很多好朋友，他們不僅成為我學(xué)習(xí)上的好伙伴好幫手，更是成為我人生路上永遠(yuǎn)的朋友。并且我要真誠地感謝所有的老師，在我的成長道路上為我指點(diǎn)迷津，見證我的進(jìn)步。 在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，最要感謝的還是我的論文指導(dǎo)老師，每次為了給我們指導(dǎo)，利用自己的休息時(shí)間，對我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行指導(dǎo)，對我的問題進(jìn)行解答，給我提出建議，改進(jìn)方法，孜孜不倦的給我傳授方法，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)有了質(zhì)的提高，也使我對畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了自己獨(dú)到的見解，更深刻的領(lǐng)會(huì)其中的內(nèi)涵。 感謝這些一路上陪伴、支持、幫助我的老師同學(xué)們。他們帶給我的溫暖和感動(dòng)是我最寶貴的財(cái)富。我會(huì)在以后的人生中，繼續(xù)的秉著一顆求學(xué)的心，去盡自己的最大努力，獻(xiàn)出自己的微薄力量，貢獻(xiàn)母校，貢獻(xiàn)社會(huì)。