1、鄭州大學畢業設計（論文）題 目汽車變凍器及差凍器三維結構設計及動畫演示院系機械工程學院專業機械工程及白動化年 級學生姓名指導教師2011年6月7日鄭州大學畢業設計汽車發動機所發出的動力靠傳動系傳遞到驅動車輪。傳動系具有減速、變速、倒車、 中斷動力、輪間差速和軸間差速等功能，按其能量傳遞方式不同，可劃分為機械傳動、液 力傳動、液壓傳動以及電傳動等形式。本文主要設計了汽車底盤的傳動系，并針對變速器、 主減速器、差速器及半軸的主要參數及結構進行了詳細的設計計算。經資料查閱，確定了 所設計汽車的主要技術參數、結構尺寸，從而確定出軟件制作中的相應裝配關系。采用類 比法設計，完成了底盤的變速器、主減速器、

2、差速器和半軸的設計計算。本設計采用了傳統內燃機傳動作為設計重點，具體對離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半軸等部件進行了三維 CAD模型繪制及動畫仿真。然后利用 Pro/E 軟件完成變速器、主減速器、差速器及半軸的三維實體建模，并進行實體裝配。最后利用 3DVIAComposer軟件對裝配模型進行渲染，并制作變速器和驅動橋的裝配動畫及工作三 維動畫。關鍵詞：傳動系，三維實體建模，實體裝配，裝配動畫，工作動畫I鄭州大學畢業設計AbstractPower issued by the engine passes to drive the wheels through transmiss

3、ion system.Tran smissi on system have the functions such as speed reduct ion, variable speed, reverse, break power, differential between wheel, axle differential, and so on. According to their energy transfer in different ways, it can be divided into mechanical transmission, hydraulic transmission,

4、hydraulic and electric drives. This article mai nly desig ns the tran smissi on system of automobile chassis, and carries though detailed desig n and calculati ons of main parameters and structure of transmission, main reducer, differential mechanism and axle shaft. Consulting referenee material, we

5、 have determined main technical parameters and structure size of the automobjle and then determine corresponding assembly relation in Productivity Software. Employing analogy design, and accomplishing design and calculations of transmission, main reducer, differe ntial mecha nism and axle shaft.This

6、 design uses a traditional internal combustion engine drive as the focal point of design , and makes three-dimensional CAD Model rendering and animated animation simulation on the clutch, the transmission, Universal Gearing , the main reducer, differential mechanism and half shaft components and so

7、on .After that , using Pro/E finishes the 3D solid molding of the clutch, the transmission, Universal Gearing , the main reducer, differential mechanism and half shaft components ,and makes an entity assembly . Finally, using 3DVIA Composer software to render Assembly model, and making the assembly

8、animation and working animation of tran smissi on and driv ing axle.Key Word: transmission system, 3D solid molding, Entity assembly, assembly animation , work ing ani mati onii鄭州大學畢業設計目 錄摘 要 IAbstract II1 緒 論 11.1汽車傳動系統概述 11.2汽車傳動系統的組成和功用 11.2.1 傳動系統的組成 11.2.2汽車傳動系統的功用 21.3汽車傳動系統的布置形式 21.4汽車傳動系的的種類

9、和組成 41.5汽車傳動系的布置形式及種類的確定 51.6軟件簡介 51.6.1 Pro/E 軟件簡介 51.6.2 Pro/E 中零、部件的三維建模 61.6.3 3DVIA Composer 軟件簡介 71.6.4 3DVIA Composer中裝配過程動畫及工作工程動畫的制作 72輕型載貨汽車主要參數的選擇與計算 102.1輕型載貨汽車主要參數的選擇 102.1.1輕型載貨汽車主要尺寸參數的選擇 102.1.2載貨汽車主要動力性參數的選擇 112.2輕型載貨汽車發動機的選擇與計算 122.2.1發動機最大功率Pema及其相應轉速np的設計計算 122.2.2發動機最大轉矩Te max及其

10、相應轉速nT的設計計算 132.3輕型貨車輪胎的選定 142.4輕型載貨汽車傳動系統的布置形式的確定 143輕型載貨汽車變速器的設計 153.1變速器概述 153.2變速器傳動機構布置方案 153.3零部件結構選擇 163.4變速器主要參數設計 163.4.1 變速器的檔位數和傳動比 163.4.2 中心距 173.4.3 變速器的軸向尺寸 183.4.4齒輪參數 183.4.5 各擋齒輪齒數的分配 193.5變速器齒輪的幾何尺寸計算 203.6變速器軸與軸承 223.6.1 變速器軸的設計計算 223.6.2 變速器軸承的選擇 223.7變速器中各軸的結構設計 233.8變速器箱體設計 25

11、4鄭州大學畢業設計3.9變速器操作機構的設計 253.9.1 選檔換檔機構 253.9.2操縱機構的安全裝置 263.10變速器整體三維建模裝配體結構 273.11變速器三維實體模型的裝配過程動畫及工作過程動畫 274汽車驅動橋的設計計算 284.1主減速器的設計計算 284.1.1主減速器的基本參數選擇與設計計算 284.1.2主減速器齒輪計算載荷的確定 294.1.3主減速器齒輪基本參數的選擇 304.1.4 主減速器齒輪的材料及熱處理 314.2差速器設計 314.2.1 差速器類型選擇 314.2.2差速器齒輪主要參數選揮 324.2.3 差速器齒輪的強度計算 344.3車輪傳動裝置設

12、計 354.3.1 半軸結構型式的確定 354.3.2全浮式半軸的設計計算 354.4驅動橋殼設計 364.5驅動橋三位實體模型裝配模型 374.6驅動橋三維實體模型的裝配過程動畫及工作過程動畫 395結 論 40致 謝 41參考文獻 42#鄭州大學畢業設計1.1汽車傳動系統概述汽車是最重要的現代化交通運輸工具，是科學技術發展水平的標志。汽車工業是資金 密集、技術密集、人才密集、綜合性強、經濟效益高的產業，世界各工業發達國家幾乎都 把它作為國民經濟的支柱產業。現代汽車上采用了大量的新材料、新工藝和新結構，特別 是現代化的微電子控制技術的應用，大大地提高了汽車的性能。汽車傳動系可按能量傳遞方式的

13、不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳 動等。目前應用最廣泛的為機械式傳動系，機械式傳動系統主要由離合器、變速器、萬向 傳動裝置和驅動橋組成。其中萬向傳動裝置由萬向節和傳動軸組成，驅動橋由主減速器、 差速器及半軸組成。汽車誕生之前，馬車就是人類最好的陸上交通工具。1770年法國人尼古拉斯古諾(1725-1804)將蒸汽機裝在板車上，制造出第一輛蒸汽板車，這是世界上第 一輛利用機器為動力的車輛。I860年，法國人艾蒂安 勒努瓦發明了一種內部燃燒的汽油 發動機。1885年，德國工程師卡爾 奔馳(18441929)在曼海姆制造成一輛裝有0.85馬力 (1000馬力=735.5千瓦)汽油機的三

14、輪車。德國另一為工程師戈特利布戴姆勒(18341900)也同時造出了一輛用1.1馬力汽油發動機作動力的四輪汽車，這便是現代意義上的 汽車。他們倆被公認為以內燃機為動力的現代汽車的發明者。1886年 1月 29日也被公認為汽車的誕生日。1889年法國的別儒研制成功齒輪變速器、差速器，1891年首次采用前置發 動機后輪驅動，開發出摩擦片式離合器，1898年法國的雷諾一號車采用了箱式變速器、萬 向節傳動軸和齒輪主減速器，1902年法國的狄第安采用了流傳至今的狄第安后橋半獨立懸 架。1.2汽車傳動系統的組成和功用1.2.1傳動系統的組成機械式傳動系統主要由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器

15、和半軸組 成。其中萬向傳動裝置由萬向節和傳動軸組成，驅動橋由主減速器、差速器及半軸組成。如圖1-1所示：ft動軸鄭州大學畢業設計萬向節圖1-1機械式傳動系統的組成及布置示意圖1.2.2汽車傳動系統的功用將發動機發出的動力按需要傳給驅動輪。機械式傳動系各總成的基本功用分別是：（1）離合器：按照需要適時地切斷或接合發動機與傳動系之間的傳東西之間的動力 傳遞；（2）變速器：改變發動機輸出轉速的高低、轉矩的大小以及輸出軸的旋轉方向，也 可以切斷發動機向驅動輪的動力傳遞；（3）萬向傳動裝置：將變速器輸出的動力傳遞給主減速器，并適應兩者之間距離和 軸線夾角的變化：（4） 主減速器：降低轉速，增大轉矩，改變

16、動力的傳遞方向（90°（5）差速器：將主減速器傳來的動力分配給左右半軸，并允許左右半軸以不同角速 度旋轉，以滿足左右兩驅動輪在行駛過程中差速的需要；（6）半軸：將差速器傳來的動力傳給驅動輪，使驅動輪獲得旋轉的力。總之，汽車傳動系統具有減速增矩、變速變矩、實現倒車、必要時中斷傳動系統的動 力傳遞和差速等功能。1.3汽車傳動系統的布置形式汽車傳動系統的布置形式主要與發動機的安置及汽車驅動形式有關。汽車驅動形式常用汽車車輪總數 驅動車輪數（車輪數系指輪轂數）來表示。一般汽車裝有四個車輪。常 見形式有4 2、4 4、6 6。（1）發動機前置、后輪驅動（FR型）是目前普通汽車廣泛采用的一種傳動

17、系布置 形式。它是將發動機、離合器和變速器連成一個整體安裝在汽車前部，而主減速器、差速 器和半軸則安裝在汽車后部的后橋殼中，兩者之間通過萬向傳動裝置相連。優點是利于發 動機散熱，便于駕駛員直接操縱發動機、離合器和變速器，操縱機構簡單，維修方便，且鄭州大學畢業設計后驅動輪的附著力大，易獲得足夠的牽引力。主要用于貨車、部分客車和部分高級轎車。（2）發動機前置、前輪驅動（FF型）變速器、主減速器和差速器制為一體并和發 動機、離合器一起集中安裝在汽車前部。優點是除了發動機散熱條件好、操作方便外，還 省去很長的傳動軸，傳東西結構緊湊，高速行駛穩定性好。但上坡時前輪附著力小，易打 滑，下坡制動時前輪載荷過

18、重，高速時已發生翻車現象。主要用于質心較低的轎車上，如 上海桑塔納、一汽奧迪100型轎車。（3）發動機后置、后輪驅動（RR型）發動機、離合器和變速器為一體布置在驅動 橋之后。大大縮短傳動軸的長度，傳動系結構緊湊，質心有所降低，前軸不宜過載，后輪 附著力大，并能更充分地利用車廂面積。但由于發動力后置，散熱條件差。發動機、離合 器、變速器的遠距離操縱使操縱機構變得復雜，維修調整不方便。多用于大型客車、輕微 或輕型轎車。如圖1-2所示：圖1-2后置驅動傳動系統布置示意圖3（4）發動機中置、后輪驅動（MR型）發動機布置在前后軸之間，用后輪驅動。用 于跑車和少數大中型客車。（5）全輪驅動（AWD型）傳動

19、系統增加了分動器，動力可以同時傳給前后輪。主 要用于越野車及重型貨車。如圖1-3所示：圖1-3發動機前置全驅動汽車傳動示意圖._* r.-.鄭州大學畢業設計1.4汽車傳動系的的種類和組成傳動系可按能量傳遞方式的不同，劃分為機械傳動、液力傳動、液壓傳動、電傳動等。(1) 機械傳動系：一般由離合器、變速器、萬向傳動裝置、主減速器、差速器和半 軸等組成。如圖1-4所示，為發動機縱向安裝在汽車前部，后橋驅動的 4 >2汽車布置示意圖。發動 機發出的動力經離合器、變速器、萬向傳動裝置傳到驅動橋。在驅動橋處，動力又經主減 速器、差速器和半軸等到達驅動車輪。驅動橋位于傳動系的末端，其功用除增大由傳動軸

20、 傳遞過來的轉矩、減小轉速并將轉矩傳給驅動車輪外，還使左右驅動車輪有差速的功能。圖1-4機械傳動系統圖(1-離合器,2-變速器,3-萬向傳動,4-驅動橋)(2) 液力傳動：如圖1-5所示。液力傳動也叫動液傳動，它靠液體介質在主動元件和 從動元件之間循環流動過程中動能的變化來傳遞動力。動液傳動裝置有液力偶合器和液力 變矩器兩種。液力偶合器能傳遞轉矩，但不能改變轉矩大小。液力變矩器除了具有液力偶 合器的全部功能以外，還能實現無級變速。一般液力變矩器還不能滿足各種汽車行駛工況 要求，需要串聯一個有級式機械變速器，以擴大變矩范圍，這樣的傳動稱為液力機械傳動C圖1-5液力傳動系統圖(1液力變矩器,2自動

21、變速器，3,萬向傳動,4驅動橋,5主減速器,6傳動軸)(3) 液壓傳動：液壓傳動也叫靜液傳動，它靠液體傳動介質靜壓力能的變化來傳遞鄭州大學畢業設計能量，主要由油泵、液壓馬達和控制裝置等組成。發動機輸出的機械能通過油泵轉換成液 壓能，然后再由液壓馬達將液壓能轉換成機械能。液壓傳動有布置靈活等優點，但其傳動 效率較低、造價高、壽命與可靠性不理想，目前只用于少數特種車輛。（4）電傳動：電傳動是由發動機帶動發電機發電，再由電動機驅動橋或由電動機直 接驅動帶有減速器的驅動輪。電傳動系汽車可按其行駛功率要求，以最經濟的車速運行， 得到但定功率侍性。起動及變速平穩且為無級變速。可將電動機改為發電機用作制動以

22、提 高行駛安全性，大型電傳動的效率較高，在汽車上的布置也方便、靈活等。1.5汽車傳動系的布置形式及種類的確定本次畢業設計采用類比法進行汽車傳動系傳動裝置的設計，所選汽車參照類型為：解放CA1026 P4LF輕型載貨汽車，所設計車型整車整備質量 mo為1.5t,滿載總質量ma為2.5t。本次設計采用機械傳動系進行汽車傳動裝置的設計。以此參數設計完成汽車傳動裝置 的變速器、主減速器、差速器及驅動橋的結構尺寸設計。1.6軟件簡介本次畢業設計除了對汽車傳動系的結構設計外，還要對所設計的機構用相應的軟件建 造三維實體模型，并且再用相應的軟件制作出相應的裝配過程動畫以及工作過程動畫。下面簡要介紹一下本次所

23、用的三維建模軟件 Pro/E以及動畫制作軟件3DVIA Composer。1.6.1 Pro/E軟件簡介Pro/E軟件的全名為Pro/ENGINEER，是美國參數技術公司推出的一套博大精深的三 維CAD/CAM/CAE參數化軟件系統，它的內容涵蓋了產品從概念設計、工業造型設計、 三維模型設計、分析計算、動態模擬與仿真、工程圖的輸出、生產加工成產品的全過程， 其中還包括大量的電纜和管道布線、模具設計與分析等應用模塊。基于特征的參數化造 型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產品幾何模型的構造要素。這些特征是 一些普通的機械對象， 并且可以按預先設置很容易的進行修改。例如：設計特征有弧

24、、圓角、倒角等等，它們對工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學科都使用這些領域獨特的特征。通過給這些特征設 置參數（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數很容易的進行多次 設計疊代，實現產品開發。下面就Pro/ENGINEER的特點及主要模塊進行簡單的介紹。（1）曲面造型模塊Pro/E中的曲面造型模塊，主要用于創建形狀復雜的零件。在Pro/E中，通常將一個曲面或幾個曲面的組合稱為面組（ Quilt ）。用曲面創建形狀 復雜的零件的主要過程如下：鄭州大學畢業設計創建數個單獨的曲面。對曲面進行裁剪、合并等操作。將曲面（面組）變成實體零件。（2）行為建模模塊Pr

25、o/E中的“行為建模”為從事設計的人員提供了強有力的工具，它能夠對模型進行 多種分析，并將分析結果運用到模型中。行為建模”能夠根據所需的解決方案來修改模型的設計。有了行為建模器的幫助，工程師不再需要使用最原始的手動方式重復求解。現在 的設計過程專注于設計意圖，將模型行為信息融入設計中，由行為建模器進行快速運算求 解，使工程師更多時間去思考其他的解決方法，研究設計改變所帶來的影響程度。（3）機構運動仿真機構運動仿真技術能夠簡化機構的設計開發過程，縮短開發周期，減少開發費用，同 時提高產品質量。在Pro/E中通過對機構添加驅動器使其運動起來，以實現運動仿真。此 外還可以通過回放查看并分析當前機構的

26、運動運行，包括進行干涉檢測，另外還可以查看測量結果，以便研究機構模型。（4）有限元分析Pro/E的有限元分析功能，可完成機構力學、熱力學和鑄造力學的有限元分析，從建 模到添加約束和載荷再到劃分網格的前處理工作，然后輸出其它大型有限元分析軟件（如 ANSYS ）可以識別的文件。這樣就可以利用 Pro/E基于特征的建模優勢，提高有限元分析 工作的效率。除此之外，Pro/E還具有NC加工和單一數據庫技術的功能等，如：數據管理：加速 投放市場，需要在較短的時間內開發更多的產品。為了實現這種效率，必須允許多個 學科的工程師同時對同一產品進行開發。數據管理模塊的開發研制，正是專門用于管理并行工程中同時進行

27、的各項工作，由于使用了Pro/E獨特的全相關性功能，因而使之成為可能；裝配管理：Pro/E的基本結構能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對齊”等很容易的把零件裝配起來，同時保持設計意圖。高級的 功能支持大型復雜裝配體的構造和管理，這些裝配體中零件的數量不受限制。1.6.2 Pro/E中零、部件的三維建模建模主要有三種形式：線框形式、三維曲面形式、實體模型形式。Pro/E是實體建模器，它將模型建成實體，允許用戶在三維環境中設計。用 Pro/E所建的模型具有體積和表 面積，因此用戶可直接由創建的幾何設計來計算出質量特征。Pro/E建模的基本準則：（1）確立特征的順序；（2）簡化特

28、征類型；（3）建立特征的 父子關系，注重解決特征的關聯問題；（4）靈活使用特征復制操作。本次設計主要使用Pro/E來建立變速器、主減速器、差速器和半軸中各個零件的三維 特征模型。鄭州大學畢業設計1.6.3 3DVIA Composer 軟件簡介3DVIA Composer是由Dassault開發的圖形軟件，結合來自許多不同來源和系統的數 據，其支持的3D CAD系統和文件格式包括 SolidWorks、CATIA V4和V5、Pro/ENGINEER、 STEP和IGES等，并且通過簡單的XML交換就可以與任何PLM系統實現集成。3DVIA Composer使用3D模型中的信息，將設計更改以無

29、縫方式直接更新到產品文檔中，從而創建精確和最新的印刷及交互材料。利用 3DVIA Composer，非 CAD用戶可直接從3D CAD數據創建相關的 2D和 3D產品文檔。通過利用3D數據和其它工具，3DVIA Composer可在文檔編制、銷售、市場推廣、客戶服務、培訓、支持和制造方面有助用戶一臂之力。DVIA Composer可讀取 SolidWorks、CATIA、Pro/ ENGINEER和其他許多標準 CAD格式的3D CAD數 據，還可創建高度壓縮的輕化文件格式。3DVIA Composer可輸出許多標準文件格式，包 括 Microsoft; Office、PDF、HTML、SVG

30、、CGM 等，允許用戶將 3DVIA Composer 生 成的內容集成到現有產品文檔中。3DVIA Composer的新特性和包裝：（1）增強的動畫視覺效果3DVIA Composer使得用戶能夠對對象進行復制和粘貼并在動畫中拖動。這些使用標 準Microsoft? Windows?協議的新功能都是3DVIA Composer如何將先進的3D功能傳遞給 非技術性電腦用戶的例證。（2）支持2D矢量制圖法中的橢圓作為集成桌面系統一部分，3DVIA Composer的獨特之處就在于它能自動將3D數據生 成技術圖樣。通過這些改進，技術制圖人員就能制作出更為精確的圖樣。（3）創新繪圖功能3DVIA C

31、omposer使用戶能繪制單個物體以及新閃光物體。有一種名為分層繪制的創 新功能使電腦用戶能夠進行局部和整體繪制，從而達到某個程序或流程的最佳視覺表述。（4）面向大型裝配的功能改進3DVIA Composer之所以能夠引領市場得益于它獨特的基于 XML的架構，這一領先 地位將因為有了新隨機存取功能和交互式大型裝配瀏覽的支持而得到進一步的鞏固。（5）改進FT&A標注作為從3D數據輸入信息的一部分，3DVIA Composer在裝配線中顯示了 FT&A標注。1.6.4 3DVIA Composer中裝配過程動畫及工作工程動畫的制作本次設計主要使用3DVIA Composer軟件制做

32、汽車傳動系中變速器三維模型的裝配 過程動畫和工作過程動畫以及汽車傳動系中驅動橋（包括主減速器、差速器和半軸等）的 裝配過程動畫和工作過程動畫。下面簡要介紹一下裝配過程動畫制作步驟：（1）調入所繪制的三維實體模型的裝配圖在Pro/E環境下創造的三維實體模型的裝配圖，將其另存為.stp格式，用3DVIA鄭州大學畢業設計Composer軟件打開所另存的.stp格式的裝配體文件。(2) 渲染模型在動畫背景處單擊，左下方出現【屬性】對話框，如圖1-6所示。如圖1-7所示單擊【背景顏色】后的顏色框，選擇想用的顏色，也可在【其他】中選擇，這里選擇綠色作 為背景顏色。【照明模式】更改為金屬，如圖1-8所示。單

33、擊菜單欄中的【渲染】命令， 選擇【網格】命令，則網格就不顯示了，如圖1-9所示，用同樣的方法可以使網格再顯示。屬性早x蠻外儀仔屆背屢鎖色 底色背面剔除 動態模糊 使用坐標丟 垂直軸S食布寬高比旃式寬直比E1爭件曰輕明照明模盍靜裔照明】啟用 世界自由3 -1.000O柔和I一個光源-啟用9#圖1-6背是顏色背面副除動態模糊 使用坐標系 垂宜軸日崑布寬高比圖1-7更改背景顏色1"中金Jt W亍光源)k發布寬高比格式重金雇三平光瀝寬rS比./強烈對比爭件照明若邑圖解於暖)照明模式:柔和1個光源*.圖1-8更改照明模式鄭州大學畢業設計渲染遲）導航變換（D 協同址）動唾抗鏈齒直）CtrkJpQ

34、光源Ctrh-L地面陰影Ctrl-hW號像海染檬式S邊界框C trl+B可網格卜Ctrl+G蠻 DiggerCtrl+D圖1-9取消顯示網格（3）拆裝三維實體裝配模型利用鼠標右鍵旋轉夾具底座至合適的視角， 利用鼠標滾輪調整夾具體的大小，調整完 畢后的模型作為最初的視角，默認的時間線在第0秒，單擊【設置照相機關鍵幀】 按鈕疋 則在第0秒處放置了一個照相機關鍵幀，如圖 1-10所示。照相機關鍵幀是用來設置視角 的，放置關鍵幀之后再用鼠標右鍵旋轉模型變換視角都不會影響所設置的視角。將現有視角放置一個照相機關鍵幀， 拖動時間線到下一秒，利用鼠標右鍵和滾輪調整 模型到合適的視角，因為首先要安裝底面滑塊，

35、所以要顯示夾具底座的底面。調整好視角 后單擊【設置照相機關鍵幀】按鈕 疋，放置一個照相機關鍵幀。將時間線拖至下一秒，即延遲一秒，在裝配結構樹中選擇兩個底面滑塊，單擊【設置 關鍵幀】按鈕，放置一個關鍵幀。利用0.5秒的時間使底面滑塊顯示，將時間線向后拖 動0.5秒，然后拖動【屬性】對話框中的【不透明度】控制鍵，使底面滑塊完全不透明顯 示。把渲染好的三維實體裝配模型一個一個的零件拆開， 然后設置透明度為零。整個裝配 體拆開完之后，把之前做的所有關鍵幀選中拖動至拆裝完后 2秒的地方右擊鼠標選擇【反 轉時間選擇】，即可得到模型各個零部件的裝配過程。打開用3DVIA Composer軟件渲染過的三位實體

36、模型，在設置關鍵幀，默認的時間線 在第0秒，單擊【設置照相機關鍵幀】按鈕 則在第0秒處放置了一個照相機關鍵幀。 過自定義的幾秒后停留模型，綜合利用【平移模式】和【旋轉模式】就可以實現三位實體 模型中具體某一部件的運動，設置運動時間設置關鍵幀。如果設置一起工作的多個部件， 應在同一時間關鍵幀處設置關鍵幀，同意結束關鍵幀處結束運動。需要說明的是，【旋轉模式】下默認的旋轉中心并不能完全滿足用戶的需求，若要更 改旋轉中心，與更改【平移模式】下的平移方向類似，復選【曲線檢測模式】，將鼠標放在模型中的圓上，系統會將該圓紅色顯示。找到合適的圓后單擊，然后輸入合適的數值， 回車。鄭州大學畢業設計2輕型載貨汽車

37、主要參數的選擇與計算汽車性能的優劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部 件的協調和配合，取決于總體布置；總體設計水平的高低對汽車的設計質量、使用性能和 產品的生命力起決定性的影響。因此汽車汽車主要參數的選擇與計算是進行汽車設計前最 重要的準備工作。2.1輕型載貨汽車主要參數的選擇2.1.1輕型載貨汽車主要尺寸參數的選擇汽車的主要尺寸參數包括軸距、輪距、總長、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離 去角、最小離地間隙等，如下圖2-1所示。本畢業設計根據傳動裝置設計需要，僅確定所 需的參數。Li S圖2-1汽車的主要尺寸參數（1）軸距L軸距L的選擇要考慮它對整車其他尺寸參數、質

38、量參數和使用性能的影響。參照表2-1 各型汽車的軸距和輪距選擇，4 2載貨汽車軸距L取2.30 3.20m。（2）前后輪距B1與B2汽車輪距B對汽車的總寬、總質量、橫向穩定性和機動性都有較大的影響。參照表2-1各型汽車的軸距和輪距得，4 2載貨汽車輪距B取1.30 1.50m。前輪距B1取1.45m, 后輪距B2取1.4m。（3）汽車的前懸Lf和后懸Lr汽車的前懸Lf和后懸Lr是由總布置最后確定的。前懸不宜過長，以免使汽車的接近角過小影響通過性。后懸也不宜過長，以免使汽車的離去角過小而引起上下坡時刮地， 同時轉完也不靈活。因此，一般輕型貨車的后懸一般為1.22.2m。鄭州大學畢業設計表各型汽車

39、的軸距和輪距車型*類別軸距輪跑B伽4X2®貨汽車汽車總質15<2.2£ 23昇3.5 - 5.9& 0 g. 910,025.0L 70 2* 902. 30 3.202.60 3 60 軌604. 203.60 &. 004.10 S. 60L 15- L35L 30 L501.40 1.65L70 1.851.84 1.00L 84 2.00礦用自卸車<60>601 20 4, 2Q3.90 4. 80L 843202. 50 - 4.00咒容車城帝大客車(單車) 長逮大客車(單車4. 50 5.005 00氐5Q|L 74 2.05L

40、 74 2.05轎攣«5!普通圾 中級I中髙級I.離級1.65 2, 12 2, 54£ 50瓷862.85 3. 40140 3. 90L 10 “ +27L 15 L50h30- L501.40 L581*5£ 1622.1.2載貨汽車主要動力性參數的選擇汽車的動力性參數主要有直接檔和I檔最大動力因數、最高車速、加速時間、汽車的 比功率和比轉矩等。(1) 直接檔最大動力因數 Do maxDO max的選擇主要是根據汽車加速性與燃料經濟性的要求，以及汽車類型、用途和道 路條件而異。微型貨車的Do max值較大，輕型貨車次之。載貨汽車的Do max值是隨汽車總質量

41、的增大而逐漸減小，其取值可參考表 2-2各類汽車的一些動力性參數的取值范圍，Domax取 0.06 0.10 之間。(2) 1檔最大動力因數D I maxD i max直接影響汽車的最大爬坡能力和通過困難路段的能力以及起步并連續換擋時的 加速能力。它和汽車總質量的關系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。 其取值可參考表2-2各類汽車的一些動力性參數的取值范圍，DI max取0.30-0.40之間。(3) 最高車速 V a max隨著汽車性能特別是主被動安全性能的提高以及各國公路路面的改善和高速公路的 發展，汽車的最高車速普遺有所提高。應考慮汽車的類型、用途、道路條件、具備的安全 條

42、件和發動機功率的大小等進行選擇，并以汽車行駛的功率平衡為依據來確定。根據表 2-2各類汽車的一些動力性參數的取值范圍選擇Va max為105km/h。(4) 汽車的比功率和比轉矩這兩個參數分別表示發動機最大功率和最大轉矩與汽車總質量之比。比功率是評價汽鄭州大學畢業設計車動力性能如速度性能和加速度性能的綜合指標，比轉矩則反映了汽車的比牽引力或牽引 能力。為了保證載貨汽車在高速公路上的速度適應性， 有些國家對汽車的比功率值有所規 定，可參見表2-2各類汽車的一些動力性參數的取值范圍。表2-2各類汽車的一些動力性參數的取值范泡車類別直接檔址大1Dq I檔盤大動 力因數: DE離車速".i/

43、hn/h比功報PJ亦 /<kw-r)比轉矩(T7恥)"N m-f4)*5!發 動< LG0. 07 * 0.116 30 0. 4090 12016-5040 60轎善通級> b 0 - L 60. 09 0.1?0. 30 a 45120 16036 6480 99中級機> 1,6-2. 50- 11-0.13<L 30 Oi 50160 20043-6890- 110£中宵級> 2, 5 4+00, 13 0. IS0. 30 6 SO2Z050- 7295 125兒>4.00.15 - 0. 200. 3Q 0. SOP 20

44、0 2E060 no100 160貸st as總 質<1.80+06 0J10. 30 - 408S 120U F 3330 44軽盥> 8 66 Q6 f 6 la0, 30 0. 4090 12015-2138 44W1中矗/t> 6 - H0. 04 0. 070.30 S 3590 1205-1433 - X¥0. 04 Q* 070. 30 Q* 3585 1101329 50一 1礦用自的汽車10. 04 7 0« 060« 30 Q. 5045 805-：25*50微90, 07 - 0. H0.30 0,40B5 120客>

45、3.5-* 70. 08 - 0.12a 30 Q+ 451QO 16015 f 2349 73中型>710Q, 06 0. 10仇 30 a 4095 1409 - 1525 41車大型/m> ioQ. 05 0.08a 30 0.3885 1209-1525-410” Q4 f Qi» Q66 30 0 3570 1007. 2 - 1018 2(22輕型載貨汽車發動機的選擇與計算發動機是汽車的動力，是汽車的關鍵總成，其選型及布置對汽車的許多性能都有影響, 尤其是汽車的動力性、使用的可靠性與耐久性、燃料經濟性、維修的方便性以及制造成本 與市場競爭力等都有直接的影響。故

46、僅確定發動機的主要性能指標。2.2.1發動機最大功率Pemax及其相應轉速np的設計計算發動機功率愈大則汽車的動力性愈好，但功率過大會使發動機功率利用率降低，燃料經濟性下降，動力傳動系的質量也要加大。因此，應合理地選擇發動機功率。設計初可參考同類型、同級別且動力性相近的汽車的比功率進行Pemax的估算，亦可根據所要求的最高車速Vamax按下式計算出：emax亠m6fVamaxCdA76140(2-1)13#式中Pemax 發動機最大功率，kw ；14鄭州大學畢業設計n 傳動系的傳動效率，對單級主減速器驅動橋的4X2式汽車取n0.9ma 汽車總質量，kg；g 重力加速度，m/s ;f 滾動阻力系

47、數，對載貨汽車取0.02；Vamax 最咼車速，km/h ；Cd 空氣阻力系數轎，貨車取0.81.0;A汽車正面投影面積，m2，若無測量數據，可按前輪距Bi、汽車總高H、 汽車總寬B等尺寸近似計算：載貨汽車 ABiH。按式（2-1）求出的Pemax應為發動機在裝有全部附件下測定時得到的最大有效功率或 凈愉出功率，它比一般發動機外特性的最大功率值低12%20%。故取發動機的最大功率Pemax 為 70KW。提高發動機轉速也是提高其功率、減小其質童的有效措施。但是高轉速會使活塞的平 均速度加快及熱負荷增高、曲柄連桿機構的慣性力增大而加劇磨損，導致壽命下降并加 大振動和噪聲因此，發動機轉速的提高也有

48、一定的限度。當前，輕型貨車用的小型高速 柴油機的np多為32004200r/min。故取np為3200r/min。2.2.2發動機最大轉矩Te max及其相應轉速F的設計計算發動機的最大轉矩Te max及其相應轉速nT對汽車的動力因數、加速性能及爬坡性能等 動力特性都有直接影響，而其轉矩適應系數 a =T max/Tp，即最大轉矩與最大功率下的轉矩 之比值，貝U標志著汽車行駛阻力增加時發動機沿著外特性曲線自動增加轉矩的能力。汽油機的a值多為1.21.35,但近年來汽油機高速化結果使其轉矩適應系數 a值也 有所下降，有的低至1.1左右。車用柴油機的a值多在工1.11.25（帶校正器時）和1.05

49、 1.10 （不帶校正器時）。當發動機的最大功率Pe max及相應轉速 皿確定后，可按下式求發動機的最大轉矩Temax （單位為Nm）：Temax二:Tp =7019：旦nP(2-2)式中 a發動機的轉矩適應系數，取 a =1.1 Tp 最大功率時的轉矩，N m;Pe max 最大功率，kw;np 最大功率的相應轉速，r/min。所以：Te max = 7019 1.1= 168.89 N nr3200故取 Te max = 169 N RT鄭州大學畢業設計發動機最大轉矩的相應轉速nT的選擇原則，是使nT與np保持適當關系，稱為轉速適 應系數的np與nT之比不宜小于1.4,通常取np/nT =

50、1.42.0。并由發動機設計保證。故: nT = 16002286 r/min，取 nT = 1900 r/min2.3輕型貨車輪胎的選定輪胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數據依據，因此， 在總體設計開始階段就應選定，而選擇的依據是車型、使用條件、輪胎的靜負荷、輪胎的 額定負荷以及汽車的行駛速度。由表 2-3國產汽車輪胎的規格尺寸及使用條件可得，本次 選加深花紋的7.00R15的輪胎規格，其外直徑為760mm，故rr=380mm。表2-3國產汽車輪胎的規格尺寸及使用條件輪聆規格主要尺寸/mni橈用條件斷面寬外直輕錄大負神 州標允許快同輪網晉通 頤D探花紋戡野花衣驕車，中

51、小S?寧車、輕型貸車茨其掛至鯉50*-14g7QSS8506900125J6. 50-15(6. 5OR16)68907557656350 75503,2(15)1. 2(4. 6)5+ 50F5. DDE 5-MF7,00-15 C7.OOK15)56200750760儲003.2(15)4.2(4. t)5.50F6, OOG100-15 (7. OORI&)t102007W-850096504, 2(4. &)6.3(5. 6)5. 50FChOOG7, 50-15(7. 5OR15)81022079093CH) 106006)6. DOG5.5OF 6.50H(7 50

52、R16>B1012ZZD81Q3209?Q01105012400取 2t4+6) 5* 3(皐 6) 1.3(6,7)&.00GS. 50F 6.5OH良 25-16 (fi. 25RI&>12860S70135005. 3C5.fi)乩5CH6.00Cs.oo-is <9. MR1«)g IQ900122001355015<3. 9)40")6.S0Hfi. W)C2.4輕型載貨汽車傳動系統的布置形式的確定查閱相關資料可得，此次畢業設計設計的為輕型貨車，采用最常見的發動機前置、后 輪驅動(FR型)的布置形式。布置見圖2-2所示：17

53、#圖2-2 (FR)型布局圖18鄭州大學畢業設計3輕型載貨汽車變速器的設計3.1變速器概述變速器用來改變發動機傳到驅動上的轉矩和轉速，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，同時使發動機在最有利的工況 范圍內工作。變速器沒有空擋和倒擋。需要時變速器還有動力輸出功能。變速器由變速傳動機構和操縱機構組成。滿足汽車有必要的動力性和經濟性指標，這與變速器的擋數、傳動比范圍和各擋傳動 比有關。汽車工作的道路條件越復雜、比功率越小，變速器的傳動比范圍越大。在原變速 傳動機構基礎上，再附加一個副箱體，這就在結構變化不大的基礎上，達到增加變速器擋 數的目的。近年來，

54、變速器操縱機構有向自動、半自動和電子操縱發展的趨勢。3.2變速器傳動機構布置方案機械式變速器因具有結構簡單、傳動效率高、制造成本低和工作可靠等優點，在不同 形式的汽車上得到廣泛應用。變速器傳功機構有兩種分類方法。根據前進檔數的不同，有 三、四、五和多擋變速器。本次設計設計五檔變速器。根據軸的形式不同，分為固定軸式和旋轉軸式（常配合行星齒輪傳動）兩類。固定軸式 又分為兩軸式、中間軸式、雙中間軸式和多中間軸式變速器。固定軸式應用廣泛，其中兩 軸式變速器多用于發動機前置前輪驅動的汽車上，中間軸式變速器多用于發動機前置后輪驅動的汽車上。旋轉鈾式主要用于液力機械式變速器。因此本次設計選用中間軸式變速器。 其傳動系統圖簡圖如圖3-1所示。其中軸I為輸入軸，軸U為輸出軸。鄭州大學畢業設計齒輪1齒輪33齒輪1II齒輪2齒輪2齒輪5齒輪8齒輪7齒輪6齒輪10齒輪9圖3-1中間軸式變速器傳動系統圖結構特點：1、有I、II、中三根主要軸2、I、II同軸線3、除直接檔外，前進齒輪4檔經兩級傳動，且第