任天澤

（湖南工業(yè)大學(xué) 機械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

汽車變速箱及其主要零件設(shè)計

任天澤

（湖南工業(yè)大學(xué) 機械工程學(xué)院，湖南 株洲 412000）

汽車工業(yè)是在新時代經(jīng)濟、生活中非重要的一個項目，是國家經(jīng)濟發(fā)展的一項重要指標，而變速箱的加工生產(chǎn)水平則可以在很大程度上決定汽車的水平和品質(zhì)，所以是當(dāng)今時代應(yīng)該非常重視的領(lǐng)域，它關(guān)系到一個國家汽車經(jīng)濟的發(fā)展與制造業(yè)的先進性。所以文章著重探討汽車變速箱箱體及其內(nèi)部零件的設(shè)計制造。

變速箱；零件；設(shè)計

1 我國汽車工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車持有量飛速增長，我國已經(jīng)邁入汽車大國行列，汽車工業(yè)已經(jīng)成為我國的重要支柱產(chǎn)業(yè)。但雖然我國汽車制造水平有所提高，且正在不斷完善和成熟，但在變速器制造與設(shè)計等方面，仍與發(fā)達國家存在著不小的差距。我國是一個運輸大國，對于載貨汽車的制造及使用在數(shù)量上一直處于世界的前列。所以一旦能夠達成載貨汽車方面的優(yōu)化，相信更加能夠節(jié)約成本，提高效率。

20世紀70年代以來，隨著可轉(zhuǎn)位刀具、密齒銑刀、鏜孔尺寸自動檢測和刀具自動補償技術(shù)的飛速發(fā)展，組合機床的加工精度同樣隨之有所提高，因而汽車也就自然而然成為日常生活的主要交通工具，對國家的發(fā)展和人民的生活都有著重要意義。

我國汽車行業(yè)至今依然主要依靠進口，而國產(chǎn)汽車與進口汽車相比，最大的幾個特點就是價位低、產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性差、零件加工手段落后。

針對汽車行業(yè)來講，變速箱的加工技術(shù)和方法顯得尤為重要。在加工方面，機床的先進與否大大地決定了變速箱的性能與使用壽命等重要參數(shù)。組合機床上可以完成鉆孔、擴孔、銑削磨削等工序，生產(chǎn)效率高，加工精度穩(wěn)定。

2 自動化加工技術(shù)在汽車行業(yè)的巨大作用

（1）分析汽車變速箱箱體的零件圖，試拆裝變速器，深入了解變速器內(nèi)各零部件的結(jié)構(gòu)、動力傳遞方向、運動機理及裝配工藝，用三維CAD軟件建立三維模型，確定加工方案。

（2）根據(jù)變速器的各項基本參數(shù)，完成變速器齒輪的設(shè)計及計算，確定最開始的加工基準，粗加工、精加工的先后順序、以及加工余量、切削速度等參數(shù)，根據(jù)金屬切削原理及刀具使用確定切削用量和刀具。

（3）熟悉變速器軸的運動學(xué)原理和動力傳遞路線，完成變速器軸和軸承的結(jié)構(gòu)型式的選擇，運用機械設(shè)計的知識完成傳動零件的強度校核計算。

（4）試反復(fù)拆卸安裝同步器，深入了解變速器內(nèi)部各零件結(jié)構(gòu)、動力傳遞的路線、運動原理和裝配工藝，完成同步器結(jié)構(gòu)類型選擇。

（5）鉆孔鉸孔定位孔等其他步驟專用夾具的設(shè)計。夾具設(shè)計以可以便捷地消除機體（工件底面的定位所限制的3個自由度，側(cè)面定位所限制的2個自由度以及其端面定位所限制的1個自由度）共六個自由度，使所加工工件能夠最快獲得可靠定位為主要準則。

（6）繪制設(shè)計任務(wù)所需部分的部件裝配圖，例如：檔位中主、從動齒輪圖、主變速器箱體裝配圖以及輸入軸圖和換擋撥叉零件圖等等。

3 合理的加工藝方案對工件精確度的重要性

（1）制定合理全面正確的工藝方案，通過計算敲定該組合機床的相關(guān)計算和結(jié)構(gòu)方案，并進行校核。

（2）機床夾具的外型及零件外型塑造。

（3）主軸箱草圖的設(shè)計及繪制，注意變速器的外形尺寸及傳動比計算，設(shè)計主軸箱的主傳動系統(tǒng)。

（4）各軸參數(shù)的選擇及有關(guān)的設(shè)計計算的校核。本機床的加工為單工加工，即這種定位方式特點：①可使工件快速消除所有自由度而件獲得可靠定位，保證了零件夾緊后的穩(wěn)定性。②能在同一時間加工某一工件三個端面上的所有孔，既能將工序高度集中，又便于提高三個端面所有類型孔的加工精度。③在工件上表面進行定位，可以減少對其夾緊造成的形變誤差，變速器操縱機構(gòu)及箱體的設(shè)計對變速器操縱機構(gòu)的要求該基準即定位基準可以保證變速箱主體加工的精度，變速器操縱機構(gòu)及箱體的設(shè)計對變速器操縱機構(gòu)的要求使得機床許多部件都能夠更好地實現(xiàn)通用化，便于大幅縮減設(shè)計和制造的周期、有助于降低設(shè)計生產(chǎn)的成本。④對每個齒輪齒數(shù)、齒輪的尺寸計算之后對每個齒輪進行強度校核。⑤基于三維的變速箱殼體組合機床夾具設(shè)計而選擇了定位基準的同時，要相應(yīng)地決定夾緊的位置，該次設(shè)計采用的夾壓技術(shù)為液壓式夾緊，夾緊部位剛好在剛度較大的鋼板上面，這樣可以在數(shù)量上最大限度地減少甚至可以忽略零件在受到夾具夾緊后產(chǎn)生的形變。

4 對將要解決的主要問題及解決問題的方法進行的說明

變速器的箱體是整個變速器最為基礎(chǔ)的件，它提供一個平臺使其內(nèi)部軸、齒輪等相關(guān)不相關(guān)零件聚合在一起構(gòu)成一個整體，并互相保持正確的位置，以傳遞轉(zhuǎn)矩或者改變轉(zhuǎn)速以達到所需要達成的機械運動。變速器的整體尺寸和前進擋以及倒檔的傳動比的選擇非常重要，變速器箱體的加工完善程度會對變速器的使用性能、工作精度和工作壽命產(chǎn)生直接的影響。因此，如何保證位置精度及各高精度孔系的精度，對中間軸的尺寸選擇，確定中間軸上的花鍵尺寸并校核強度是本設(shè)計的技術(shù)難點。

5 結(jié)語

我們要根據(jù)所學(xué)知識，以及利用去圖書館，與同學(xué)交流，請教老師等途徑了解目前機械設(shè)計、加工、制造行業(yè)所涉及和欠缺的東西，進而針對所提出的問題進行合理分析和討論，完善自己的想法，通過不斷優(yōu)化與修改數(shù)據(jù)來完成自己的設(shè)計，從而得到更多的知識和技能，為社會創(chuàng)造更多的財富。

[1]田培棠.夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].北京:國防工業(yè)出版社,2011.

[2]陳宏鈞.機械加工工藝手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.

[3]馮辛安.機械制造裝備設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2008.

[4]盧頌峰.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊[M].北京:高等教育出版社,2006.

[5]聞邦椿.機械設(shè)計手冊單行本[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

An Investigation into the Design for Automobile Transmission and its Main Parts

REN Tian-ze
(Institute of Mechanical Engineering,Hunan University of Technology,Zhuzhou,Hunan 412000，China).

Automobile industry is an important project in the new era of economy and life,,is an important index which shows the development of national economy,whill the production level oftransmission could largely determine the automobiles’level and quality,at a result great attention shall be paid to itin modern time and it is related to the development of automobile economy and the advancement ofmanufacturing industry.As a result,this paper discussed the design and manufacture of automobile transmission box and its internal parts.

automobile transmission;parts;design

U463.212

A

2095-980X（2015）02-0084-01

2015-01-14

任天澤（1991-），男，遼寧建平人，大學(xué)本科，主要研究方向：機械工程及自動化。