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课程设计说明书

课 程 名 称:产品结构原理课程设计 课 程 代 码: 8202941 题 目:微型汽车变速箱反求设计 学院(直属系) : 机械工程与自动化学院 年级/专业/班:2009级机械设计制造及其自动化3班 学 生 姓 名: 学 号: 指 导 教 师: 陈守强 开 题 时 间: 2012年 12 月 17 日 完 成 时 间: 2013 年 1 月 4 日

课 程 设 计 说 明 书

目 录

摘要 ............................................................................... 3 一、发动机主要性能参数 ............................................................. 4 二、整车主要参数 ................................................................... 4 三、微型汽车变速箱功能分析 ......................................................... 4 3．1 微型汽车变速器的功能 ....................................................... 4 3．2 微型汽车变速器的位置 ....................................................... 4 3．3发动机动力和运动的传递 ...................................................... 5 3．4 变速和保证变速的顺利进行的实现 ............................................. 5 3．5 各个档位的换档 ............................................................. 5 3．6 功能结构图 ................................................................. 5 四、微型汽车变速箱运动分析 ......................................................... 6 4．1 测量微型汽车车轮直径 ....................................................... 6 4．2 最高车速为120KM时变速箱的传动比 ........................................... 6 4．3 四档的传动比的分配 ......................................................... 7 4．4 变速箱的最大和最小载状态 ................................................... 7 4．5 行驶速度分别为10、20、40、60km/h时应该使用档位的分析 ...................... 7 五、微型汽车变速箱结构受力分析 ..................................................... 12 5．1 受力最大的时候各轴的扭矩 ................................................... 12 5．2 各轴的最小直径 ............................................................. 13 5．3 各个档位齿轮强度 ........................................................... 13 六、变速箱的拆装 ................................................................... 9 七、微型汽车变速箱的外观功能分析 ................................................... 8 八、微型汽车变速箱结构原理方案反求分析 ............................................. 15 8.1 微型汽车变速箱整体结构及布置方案 ............................................. 15 8.2 微型汽车变速箱具体结构及布置方案反求 ......................................... 15

8.2.2 减速器操纵机构的设计 ................................................... 16 8.2.3锁止装置 ............................................................... 16 8.3 变速器操纵机构装配工艺流程反求分析 ............................................ 17 九 .微型汽车变速箱关键零部件反求分析 .............................................. 18 9.1 零件公差反求 ................................................................. 18 9.2 零件材料、热处理反求分析 .................................................... 18 9.3 变速器主要零部件的结构、功能原理的反求分析 .................................. 19 9.4 典型零件中间长轴的加工 ....................................................... 19 十、变速器总成装配 ............................................................... 20 结论 ............................................................................... 20 参考文献 ........................................................................... 21

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摘要

近年来，中国的微型汽车业增长迅速，成为汽车行业中增长速度最快的车种之一，成为汽车生产和消费市场的重要拉动力量和生力军。本课程是通过对MF406A微型汽车变速器的分析，了解微型汽车变速箱的功能、结构原理；变速操纵的方法、变速箱结构总体布局、同步器的原理和结构、差速器的原理和结构、变速箱的装配工艺过程、各零件的装配方法、各轴的支撑结构、变速箱内各运动副的润滑方式、变速箱中主要零件的材料及热处理要求、形位公差、表面粗糙度的分析等。我们可以通过拆卸变速箱的方法知道其轴的布置，同步器和差速器的位置，同步器的作用、组成、工作原理和变速器操纵机构的组成及变位挡的自锁和互锁机构的结构原理和结构；通过拆装变速器还可以了解其装配工艺过程，确定各零件的装配方法和装配的先后顺序；通过观察变速箱的机构形状，分析哪些结构是为提高刚度和刚性要求并满足功能要求和工艺要求而设计的结构；分析哪些结构是为了使加工能够实现设计的；还要对变速箱各轴的结构形状、结构要素作用进行分析，并对其结构尺寸与轴的功能强度刚度装配关系等进行了反求；分析变速箱的主要零件材料及热处理要求、形位公差及箱体和轴的技术要求等。通过对已有产品的反求设计，能使我们熟悉一个产品结构设计的大致流程，为自己将来进行创新设计打下基础。

关键词：分析、结构原理、反求设计、创新

Abstract

China micro car industry growth In recent years .It has Become the fastest-growing car one of the automotive industry .It has been an important driving force , force of automobile production and consumption market. Through the analysis of the MF406A mini car gearbox, We can known function, structure principle understanding mini car gearbox.

引言

在发达国家的技术遏制与垄断下，我们必须想尽一切办法好好的学习先进技术，最大程度降低成本，减小必要的人力与物力。在竞争激烈的今天很多国家都采

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用反求工程来实行快速追赶其他国家的先进技术。所谓反求工程是针对消化吸收先进技术的一系列工作方法和技术的综合工程，通过反求工程，在掌握先进技术中创新，是机械创新设计的总要途径之一。其中，反求设计就是最主要的内容，反求设计是针对已有的产品或技术进行分析研究，掌握其功能原理、零部件的设计参数、材料、结构、尺寸、关键技术等指标，在根据现代设计理论与方法，对原产品进行仿造设计、改进设计或创新设计。反求设计（也称逆向设计），是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理)，并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的曲面模型重构，并进一用CAD/CAE／CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。世界进入知识经济的时代，只有科学技术才能兴国。由于一些发达国家在计算机技术、微电子技术、人工智能技术、材料科学技术、空间科学技术、制造工业技术、等领域处于领先地位，引进发达国家的先进技术为我所用，是发展本国经济的最佳途径。我国是一个发展中国家，科学技术相对落后，投入大量资金去研究发达国家已推向市场的产品或技术是完全没有必要的。这不仅浪费资金，也拖延发展经济的时间。而且涉及到发展经济的科学技术领域非常广泛，我国也缺少巨额资金去进行大面积的科学研究。因此，引进发达国家先进的科学技术或先进的产品，然后进行反求设计，仿照或创新设计更新的产品，是发展中国家发展国民经济的必由之路。特别是在知识经济的时代，反求工程反求工程在科技发展中的地位更为重要。因此，我们要学习这门课程，进而对微型汽车进行车的变速器进行反求分析设计。

任务分析

通过本次课程设计，能使我们对所学的专业理论知识以及专业技能得到加强和提升，并进一步培养我们进行独立解决工程实际问题的能力。机械产品功能原理、机构课程设计的重点在于掌握典型机械的功能原理分析方法及分析机械机构的组成要素和机构功能，掌握结构设计要求及特点，丰富学生的机械结构设计知识，启发设计思维，通过实践是学生的机构设计理论得以巩固、加深，为今后进行机械产品设计打下良好基础。

一、微型汽车变速器所配置的发动机参数

1.1 型号 JL368Q3电喷发动机

1.2工作形式 直立四冲程水冷顶置凸轮轴多点电喷 1.3气缸数量 3

1.4 气缸直径 68.5mm 1.5 行程 72mm 1.6 排量 796ml

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1.7 额定功率 26.5KW（5500r/min）

1.8最大扭矩 60.5N.m(3000~4000r/min)

二、微型汽车整车性能参数 2.1最高车速 ≥120KM/h 2.2 最大爬坡度 tgθ≥30%

2.3起步换挡加速到100KM/h所需时间 ≤37s 2.4第四档最小稳定速度 ≤25KM/h

2.5微型汽车在60KM/h时100KM的耗油量为4.5L 2.6整车质量645Kg 全部载重后质量为950Kg左右

三、微型汽车变速箱功能分析

3．1 微型汽车变速器的功能

变速器是改变汽车力矩和转速的机构，其主要功能有：

1. 改变传动比，满足不同行驶条件对牵引力的需要，使发动机尽量工作在有利的工况下，满足可能的行驶速度要求。

2. 实现倒车行驶，用来满足汽车倒退行驶的需要。

3. 中断动力传递，在发动机起动，怠速运转，汽车换档或需要停车进行动力输出时，中断向驱动轮的动力传递。

4.使汽车完成对其他机械输出动力。

3．2 微型汽车变速器的位置

变速器一般是和发动机固连在一起的，在发动机的输出轴一侧。变速器的输出连接差速器。

3．3 发动机动力和运动的传递

发动机的曲轴输出功率到离合器再由离合器传递给变速器输入轴，通过变速器改变驱动力矩和转速再传递到差速器，受力不同的时候两个车轮所获得不同的速度，再通过差速器把动力通过半轴把动力传递到驱动车轮上。

发动机 离合器 变速箱 差速器 半轴 车轮 3．4 变速和保证变速的顺利进行的实现

发动机的曲轴输出功率到变速器，，变速器的中间轴上有二个同步器，而每个同步器都与变速器输出轴连在一起，并且可以左右滑动。每个同步器共有左、中、右三个位置，

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