基于inventor的桑塔纳2000型汽车5mt变速箱建模与装配仿真毕业论文(编辑修改稿)

基于inventor的桑塔纳2000型汽车5mt变速箱建模与装配仿真毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

c）、无极变速器（ CVT）、双离合变速器（ AT）。 其中普通自动变速箱又可以分为： 4 AT、5 AT、 6 AT、 8 AT 等型号；双离合自动变速器（ AT）又分为干式和湿式两种。 自动变速器是利用行星齿轮机构进行变速，它能通过油门踏板的程度和车速的变化自动地调整传动的比例，从而进行变速。 手动变速箱的工作原理 变速箱是由不同齿比的齿轮组构成的，它基本工作原理就是通过驾驶者手动切换不同的齿轮组，来实现齿比的变换，从而改变车辆的输出速度。 作为动力分配的关键环节，变速箱必须有动力输入轴和输出轴这两大件，再加上构成变速箱的齿轮组，就是一个手动变速箱最基本的组件。 动力输入轴与离合器相连，动力由离合器直接传递到输入轴，再传递给齿轮组，齿 轮组是由不同齿轮比的齿轮组成的，不同的齿轮比例所达到的动力传输效果是完全不同的，平常驾驶中的换挡也就是指换齿轮比 [7]。 各档位动力传输路径： 一档：输入轴 中间轴 中间轴一档齿轮 输出轴一档齿轮 一档同步器 输出轴 二档：输入轴 中间轴 中间轴二档齿轮 输出轴二档齿轮 二档同步器 输出轴 三档：输入轴 中间轴 中间轴三档齿轮 输出轴三档齿轮 三档同步器 输出轴 四档：输入轴 四档同步器 输出轴 五档：输入轴 中间轴 中间轴五档齿轮 输出轴五档齿轮 红河学院本科毕业论文（设计） 5 五档同步器 输出轴 倒档：输入轴 中间轴 中间轴一档齿轮 倒档轴 倒档齿轮 输出轴倒档齿轮 倒档同步器 输出轴 档位动力输出路径如图 21 所示： 图 21 档位动力输出路径 同步器作用 手动变速器的换挡机构形式有直齿滑动齿轮，啮合套和 同步器 三种，在轿车变速器上，前两种的换档形式已经很少使用， 同步器 换挡已经得到了非常广泛的应用。 由于换挡的时候，想要顺利的换挡，换挡前后两组主动齿轮的转速要保持一致，就算不能保持一致，也至少保证速度相近，但是由于前后两 组齿轮比是不同的，所以在行驶过程中是不可能出现一致的情况的。 所以同步器应运而生，同步器通俗的说法就是在结合套和齿轮组上放置的摩擦片，与一般摩擦片不同的是，它的摩擦面是锥形的。 它的作用就是在直齿和圆盘的的立齿相接触以前，提第二章 变速箱工作原理及 Inventor 简介 6 前进行接触摩擦，将转速较大的一方的能量传递给转速较小的一方，以提升转速较小的一方的转速，使转速相对同步 [7]。 同步器的工作原理 同步器主要分为常压式（锁环式）同 步器、惯性式同步器、和增压式同步器等类型。 锁环式同步器运用的较为广泛，锁环式同步器主要由同步器锥环、同步器锁环（左右）、同步器齿座、同步器齿圈、同步器定位压簧组成。 锁环式同步器结构如图 21 所示： 1 同步器锥环、 5 同步器锁环、 3 同步器齿座、 4 同步器齿圈、 6 同步器定位压簧 图 22 同步器结构图 同步器不仅要实现变速前后不同齿轮组的速度同步，并且肩负了传动的功能，作为输出轴与传递齿轮直接的桥梁。 同步器工作时：齿座的内花键与输出轴的外花键啮合，外花键与齿圈的内花键啮合；锁环的外花键与齿圈的内花键啮合，锁环的内圆锥面与锥环的外圆锥面配合；锥环的内花键与传动齿轮的外花键啮合，从而实现动力从传动齿轮到锥环、到锁环、到齿圈、到齿座、到输出轴的传动过程。 换挡时拨叉拨动齿圈移动，带动锁环与齿座移动，锁环的内圆锥面与锥红河学院本科毕业论文（设计） 7 环的外圆锥面先摩擦，使同步器与传动齿轮的转速慢慢趋于同步，同步后锁环的外花键与齿圈的内花键啮合，锥 环的外花键也与齿圈的内花键啮合，即完成了一个换挡的过程。 Inventor 简介 Inventor 是 美国 AutoDesk 公司推出的一款三维可视化实体模拟 软件Autodesk Inventor? Professional（ AIP），目前已推出最新版本 AIP20xx。 同时还推出了 iphone版本，在 app store有售。 Autodesk Inventor Professional包括 Autodesk Inventor174。 三维设计 软件 ；基于 AutoCAD 平台开发的二维机械制图和 详图软件AutoCAD Mechanical；还加入了用于缆线和束线设计、管道设计及 PCB IDF 文件输入的专业功能模块，并加入了由业界领先的 ANSYS 技术支持的 FEA 功能，可以直接在 Autodesk Inventor 软件中进行应力分析。 在此基础上，集成的数据管理 软件 Autodesk Vault用于安全地管理进展中的设计数据。 由于 Autodesk Inventor Professional集所有这些产品于一体，因此提供了一个无风险的二维到三维转换路径，您能以自己的进度转换到三维，保护的二维图形和知识投资，并且清楚地知道自己在使用目前市场上 DWG 兼容性最强的平台 [8]。 第三章 零件建模 8 第三章 零件建模 建模文件的创建 1. 选择命令 新建建模文件的方式有 3 种： 选择菜单【文件】 /【新建】命令。 选择工具栏新建工具。 按住键盘 Ctrl键同时按下 N 键。 使用上述方法之一打开 【新建】对话框如图 31 2. 选择文件类型 在 【新建】对话框中设置文件的类型。 在 【类 型】选项组中选择 sheet 图标点击 创建。 图 31 新建界面 完成文件创建后，即进入了 Inventor 建模环境进入建模环境后，点击择 【三维建模】，即激活了建模操控板如图 32 所示，在此环境中进行零部件的三维实体创建。 图 32 建模操控板 二轴法兰的创建 选择 【新建 】创建二轴法兰建模文件，点击 【创建二维草图 】激活二维草图绘制界面，草图绘制完成后确定，点击 【旋转 】创建毛坯，创建流程图如图 33结果如图 34 所示： 红河学院本科毕业论文（设计） 9 图 34 二轴法兰创建结果 中间轴三挡齿轮的创建 图 35 正齿轮零部件生成器 图 33 二轴法兰创建流程 第三章 零件建模 10 由于 Inventor 具有设计加速器功能，则直接运用设计加速器进行设计。 打开 Inventor 新建装配操作界面，设置存储路径为桌面 /毕业论文 /中间轴三档齿轮。 点击快速访问工具栏中的 【设计 】按钮，单击 【齿轮 】选择 【正齿轮 】，弹出正齿轮零部件生成器如图 35 所示。 输入齿数、模数、螺旋角及齿宽等参数，点击计算即可得出其他参数，点击查看即可查看齿轮的材料、受力等信息，参数表如图 36 及图 37 所示。 图 36 齿轮相关参数表 红河学院本科毕业论文（设计） 11 图 37 齿轮相关参数表 第三章 零件建模 12 点击确定得结果如图 38： 图 38 齿轮生成器创建的结果 点击浏览器中需要的齿轮，另存为中间轴三档齿轮，打开中间轴三档齿轮进行编辑，创建草图拉伸、打通孔、创建凸台、创建凹槽、倒脚、完成并保存，结果如图 39. 图 39 中间轴三档齿轮创建的结果 中间轴的创建 中间轴的创建分为两个部分，一个是轴部分，另一个是轴上齿轮部分。 创建有两种方法，第一种就是利用设计加速器中轴生成器直接生成，然后经过设计加速器上的齿形设计，创建出轴上齿轮部分；第二种方法是用普通拉伸、旋转等方法创建轴部分，然后经过设计加速器创建轴上齿轮部分。 齿轮部分还可以通过渐红河学院本科毕业论文（设计） 13 开线法进行绘制但是过程过于复杂不宜选用。 第一种创建方式的过程及结果如图310 所示。 图 310 中间轴的创建过程及结果 其余零部件的创建 其余零部件的创建，创建方法也如齿轮、轴的创建方式相似， 简单的零部件第三章 零件建模 14 只需要用到一个或几个特征，而复杂的零部件则需要运用多个特征，更复杂的零部件则需要重复运用多个特征。 基本步骤都是：创建建模文件 ——草图 ——拉伸（旋转、孔、圆角、倒脚、扫掠 、放样 ） ——完 成并保存；对标准键库所有的零部件则可以直接掉用，有部分零部件也可以运用 Inventor 的设计加速器功能，进行设计生成； 完成变速箱零件库的创建。 零件库如 附录 A1 表 31。 红河学院本科毕业论文（设计） 15 第四章 变速箱装配 装配文件的创建 新建装配文件的方式有 3 种： 选择菜单【文件】 /【新建】命令。 选择工具栏新建工具。 按住键盘 Ctrl键同时按下 N 键。 使用上述方法之一打开 【新建】对话 框如图所示。 在 【新建】对话框中设置文件的类型。 在 【类 型】选项组中选择 【 】 点击 创建。 图 41 新建文件对话框 完成文件创建后，即进入了 Inventor 装配环境如图 42：进入装配环境后，可以选择 【放置】从资源中心或指定 文件夹装入零件；也可以选择【创建】创建所要装入的零件。 装入零件后使用操控板可以定义零件的放置位置，装配关系如果不便选择装配参照，还可移动零件位置以选取，操控板如图 42： 图 42 零件装配操控板 第四章 变速箱装配 16 中间轴总成的装配 创建中间轴装配文件，装入中间轴，利用零部件装配操控板对其装入的零部件进行编辑定义，中间轴的装配流程如图 44 所示： 图 44 中间轴的装配流程图 装配 ——中间轴 将文件保存至 “毕业设计 /中间轴。 选择【放置】工具，打开放置对话框，查找需要装入的零件，选择“1301shaft_3”，单击 “预览 ”按钮，在对话框左边出现该零件的模型预览如图45 所示： 图 45 零部件放置对话框 确认无误后，单击 “打开 ”按钮插入第一个装配零件，在装配工具区控制板被激活。 即完成第一个零件的装配。 创建 装配文件 确定位置 定义零件关系 装入 中间轴 固定位置 装入中间轴二档齿轮 检测静态干涉 装入第三个零件 ……………… 红河学院本科毕业论文（设计） 17 装配 ——中间轴二档齿轮 采用齿轮与轴的配合，选取装配 —插入 —对齐 —干涉检测，完成齿轮定位装配，装配流程及结果如图 46 所示。 图 46 中间轴二档齿轮的装配流程及结果 第四章 变速箱装配 18 装配 ——中间 轴三档齿轮 三档齿轮采用齿轮与轴的配合，选择装配 —插入 —相对 静态干涉检测完成齿轮的定位装配；在装配过程中可以选择二档齿轮也可以选择轴作为基准进行装配操作，装配过程及结果如图 47 所示。 图 47 中间轴三档齿轮装配过程及结果 中间轴余下零部件装配 中间轴上余下的零件五档齿轮、中间轴齿轮、中间轴轴套、中间轴卡环 中间轴卡环 中间轴圆柱滚动轴承，装配过程与二档和三档相似，在此就不在过多介绍，装配顺序为：五档齿轮 —中间轴齿轮 —中间轴轴套 —中间轴圆柱滚动红河学院本科毕业论文（设计） 19 轴承（两端） 中间轴卡环 1—中间轴卡环 2。