轿车机械式变速器设计
汽车三轴五档变速器毕业设计(机械CAD图纸)
摘要变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加快等各样行驶工况下，使汽车获取不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有益工况范围内工作。
变速器设有空挡和倒挡。
需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都部署凑近轴的后支承处，而后依照从低档到高档次序部署各档位齿轮。
这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装置简单。
变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构相关系。
一般经过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了论述，变速器的各挡齿轮和轴做了详尽的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。
变速器的传动方案设计。
简单叙述了变速器中各零件资料的选择。
要点字：挡数；传动比；齿数；轴AbstractTransmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, is aimed at marking start, climbing, turning, accelerate various driving conditions, the car was different traction and speed Meanwhile engine in the most favorable working conditions within the scope of the work. And the trans mission in neutral gear with reverse gear. Transmission also need power output function.Gearbox because of the low-grade work at a larger role, In general, the low-grade gearbox layout are close to the axis after support, Following from low-grade to high-grade order of the layout of stalls gear. This will not only allow axis are large enough for a rigid, but also ensures easy assembly. Gear box overall structure and rigid axle and the shell structure of relations. Generally through the control shaft length control over several stalls to ensure that adequate gear box rigid.This paper describes the design of three-axis five block manual trans mission, the transmission principle of work elaborated, Transmission of the gear shaft and do a detailed design, and the intensity of a school. For some standard parts for the selection. Transmission Trans mission program design.A brief description of the trans mission of all components of the material choice.Keywords : block; Transmission ratio; Teeth; Axis目录第 1 章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..1 第 2 章整体方案设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..3 2.1 汽车参数的选择⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (4)变速器设计应知足的基本要求⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..4 第 3 章变速器传动机构部署方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⋯.53.1 传动机构部署方案剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯5固定轴式变速器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯ (5)倒挡部署方案⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (7)其余问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯.8 第 4 章零零件结构方案剖析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..⋯..9齿轮形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.9 换挡机构形式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..9 变速器轴承⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11 第 5 章变速器设计和计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.13 5.1 挡数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (13)5.2 传动比范围⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 135.3 中心距 A⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14外形尺寸⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (14)轴的直径⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (14)齿轮参数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ (15)模数的选用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯15压力角⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯错误！不决义书签。
三轴五档手动机械式变速器设计
1）应保证汽车具有高的动力性和经济性指标。在汽车整体设计时，根据汽车载重量、发动机参数及汽车使用要求，选择合理的变速器档数及传动比，来满足这一要求。
这台变速器具有五个前进档（包括一个超速档五档）和一个倒档，并通过锁环式同步器来实现换档。
关键词：变速器；传动比；中间轴；齿轮
Three shafttype gearbox design
Abstract
This designtask is to design a sport utility vehicle for the manual transmission FR type. This design USES the intermediate bearing type transmission, the transmission has two outstanding advantages: one is the direct transmission of high transmission efficiency, wear and tear of noise and the minimum; Second, in the center distance gear smaller still can acquire larger a transmission.
2012年5月11日~5月19日第二次修改
2012年5月20日~5月24日定稿
2012年5月25日~5月30日论文评阅小组审定论文（设计）
2012年5月26日~5月27日毕业论文（设计）答辩
专业负责人意见
签名：
年月日
哈尔滨剑桥学院
毕业设计审阅评语
一、指导教师评语
是否同意答辩：同意答辩□不同意答辩□
第三章 变速器设计
二、组成 1、传动机构 2、操纵机构
三、发展趋势
1、加强设计工作的系列化，通用化。如在4 档变 速器基础上，附加一个副箱体，使档数变成5档。 2、操纵机构从手动向半自动、自动、电子操纵方 向发展。
第二节
分类依据
变速传动机构布置方案
分 三 四 五 多 固 定 轴 式 类 档 档 档 档 两轴式 中间轴式 双中间轴式 多中间轴式 旋转轴式 备 少 注 用
2）变速器常用轴承形式
例：中间轴式变速器
形式 圆 柱 滚 子 轴 第二轴前支承 径向力 承 中间轴前或后 径向力 支承 第一轴后支承 径+轴 第一轴前支承 径 球轴承 第二轴后支承 径+轴 中间轴支承 径+轴
采用的部位
承载特点
备
注
第一轴内腔尺寸够大
外圈有挡圈
形式 圆锥滚子轴 承
采用的部位 中间轴支承 第一轴前端支承
2、初步计算A A= K A 3 Temx i1 g mm
参数 车型 轿 车 货 车 多档变速器
η g——96%
中心距系数 KA 8.9——9.3 8.6——9.6 9.5——11.0
A 的范围
mm
65——80 80——170
二、外形尺寸 1、横向尺寸 影响横向尺寸的因素有： 1）齿轮直径 2）倒档齿轮直径 3）壳体壁厚及其与齿轮之间的间隙
一、传动机构分类
档 数
轴的形式
用于前置前驱动 用于前置后驱动 用于重型汽车 用于重型汽车 液力机械变速器
二、两轴式与中间轴式变速器
形式 特点 结 构 方 面 轴数 第一轴与输出轴 输出轴末端 动力传递经过 直接档 结 噪 构 声 平 两轴式 2 行 1○ 2 主减速器齿轮○ 一对齿轮 没 简 有* 单 低 高 小(3.0—4.5) 中间轴式 3 同一直线上 万向节 两对齿轮※ 有 复 杂 高 低 大(7—8) 备 注
5+1变速器设计说明书
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“5+1 档机械设变速器”设计说明书
间轴上的一挡齿轮， 因而缩短了中间轴的长度。 但换挡时有两对齿轮同时进入啮合， 使换挡困难。图 1-6c 所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。 图 1-6d 所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图 1-6c 所示方案。图 1-6e 所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。图 1-6f 所示方 案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。为了充分利用空间，缩短变 速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图 1-6g 所示方案。其缺点是一，倒挡须各 用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。 本设计采用图 1-6f 所示的传动方案。
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“5+1 档机械设变速器”设计说明书
5. 噪声小。采用斜齿轮传动及选择合理的变位系数，提高制造精度和安装刚 性可减小齿轮的噪声。
§1.2 变速器结构方案的确定
变速器由传动机构与操纵机构组成。 1．变速器传动机构的结构分析与型式选择 有级变速器与无级变速器相比，其结构简单、制造低廉，具有高的传动效率 （η=0.96~0.98） ，因此在各类汽车上均得到广泛的应用。 设计时首先应根据汽车的使用条件及要求确定变速器的传动比范围、档位数及 各档的传动比，因为它们对汽车的动力性与燃料经济性都有重要的直接影响。 传动比范围是变速器低档传动比与高档传动比的比值。汽车行驶的道路状况愈 多样，发动机的功率与汽车质量之比愈小，则变速器的传动比范围应愈大。目前， 轿车变速器的传动比范围为 3.0~4.5；一般用途的货车和轻型以上的客车为 5.0~8.0； 越野车与牵引车为 10.0~20.0。 通常，有级变速器具有 3、4、5 个前进档；重型载货汽车和重型越野汽车则采 用多档变速器，其前进档位数多达 6~16 个甚至 20 个。 变速器档位数的增多可提高发动机的功率利用效率、汽车的燃料经济性及平均 车速，从而可提高汽车的运输效率，降低运输成本。但采用手动的机械式操纵机构 时，要实现迅速、无声换档，对于多于 5 个前进档的变速器来说是困难的。因此， 直接操纵式变速器档位数的上限为 5 档。多于 5 个前进档将使操纵机构复杂化，或 者需要加装具有独立操纵机构的副变速器，后者仅用于一定行驶工况。 某些轿车和货车的变速器，采用仅在好路和空载行驶时才使用的超速档。采用 传动比小于 1（0.7~0.8）的超速档，可以更充分地利用发动机功率，降低单位行驶 里程的发动机曲轴总转数，因而会减少发动机的磨损，降低燃料消耗。但与传动比 为 1 的直接档比较，采用超速档会降低传动效率。 有级变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力的齿轮副数 目、转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮及轴以及壳体等零件的制造精度、 刚度等。 三轴式和两轴式变速器得到的最广泛的应用。 三轴式变速器如图 1-1 所示，其第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别
东方之子1.8轿车5挡变速器设计-任务书
4.利用部件的链接关系建立部件之间的装配 第8、9、10周
5.设计1.5万字说明书一份，零件图一套 第11、12周
6.毕业设计（论文）审核、修改 第13、14、15周
7.毕业设计（论文）答辩准备及答辩 第16周
五、主要参考资料
1.汽车教材：汽车构造、 汽车理论、汽车设计、变速器传动轴的设计等；
2.软件学习类书籍：基于Pro/E的仿真技术在汽车设计中的应用、基于Pro/E的汽车变速器的虚拟装配仿真技术等；
3.设计手册类书籍：汽车设计手册、机械设计手册等；
4.期刊文献资料：中国期刊网（）中变速器设计的相关资料（关键词：变速器 传动机构 虚拟设计）；
5.新闻及网络资料等。
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
院系
汽车与交通工程
学院
专业、班级
指导教师姓名
职称
讲师
从事
专业
交通运输
是否外聘
□是■否
题目名称
东方之子1.8轿车5挡变速器设计
一、设计（论文）目的、意义
变速器是汽车的重要部件之一，主要实现汽车在行进过程中变速及倒车功能。通过改变传动比，改变发动机曲轴的转拒，适应在起步、加速、行驶以及克服各种道路阻碍等不同行驶条件下对驱动车轮牵引力及车速不同要求的需要。变速器的好坏还体现在挡位区间是否清晰、换挡是否平顺。道理很简单，一个挡位模糊、换挡艰涩的变速器是不会为汽车带来流畅的动力分配也不会为驾驶者带来惬意的驾驶乐趣的。因此变速器的设计对汽车性能至关重要。变速器组成零件较多，零件之间的装配关系相当复杂。对于车辆工程专业的本科学生，通过本毕业设计可以充分复习所学知识，并能提高计算机及软件使用水平，为以后的工作打下坚实基础。
机械式变速器设计 PPT课件
啮合套或同步器的压力角有20°、25°、30° 等，普遍采用30°压力角。
3．螺旋角β
齿轮的螺旋角对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力 有影响。选用大些的螺旋角时，使齿轮啮合的重合度增 加，因而工作平稳、噪声降低。
试验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度相应提高， 但当螺旋角大于30°时，其抗弯强度骤然下降，而接触 强度仍继续上升。因此，从提高低挡齿轮的抗弯强度出 发，并不希望用过大的螺旋角；而从提高高挡齿轮的接 触强度着眼，应当选用较大的螺旋角。
滚针轴承、滑动轴承套主要用在齿轮与轴不是固定连 接，并要求两者有相对运动的地方。
圆锥滚子轴承因有直径较小、宽度较宽因而容量大、 可承受高负荷和通过轴承预紧能消除轴向间隙及轴向 跳动等优点，故在一些变速器上得到广泛应用。但也 有需要调整预紧、装配麻烦、磨损后轴易歪斜而影响 齿轮正确啮合的缺点。
► 5、其它问题 ► 1.挡位布置：考虑到径向力对轴的影响，1挡布
d K 3 Te max
式中：K为经验系数，K=4.0～4.6；Temax为发动机最
大转矩（N·m）。
六、齿轮参数
1．模数的选取 齿轮模数选取的一般原则：
1）为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽； 2）为使质量小些，应该增加模数，同时减少齿宽； 3）从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数； 4）从强度方面考虑，各挡齿轮应有不同的模数。
二、零、部件结构方案分析
1．齿轮形式 齿轮形式：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮 两者相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、
时噪声低的优点； 缺点 是制造时稍复杂，工作时有轴向力。
变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮。 直齿圆柱齿轮仅用于低挡和倒挡。
汽车设计--3变速器设计
直齿：b=Kcm, Kc为齿宽系数，取为4.5~8.0 斜齿：b= Kcmn，Kc取6.0~8.5
5、变位系数的选择原则
◎采用变位的原因：
1）避免齿轮产生根切 2）配凑中心距 3）通过变位影响齿轮的强度，使用平稳性，耐磨性、抗胶
合能力及齿轮的啮合噪声。 ◎变位齿轮的种类：高度变位和角度变位。 1）高度变位：齿轮副的一对啮合齿轮的变位系数的和为零。
1、变速器的传动比范围： 指变速器最低挡传动比与最高挡传动比的比值。 2、最高挡传动比的选取： 直接挡1.0，超速挡0.7～0.8。
3、最低挡传动比选取：
影响因素：
发动机的最大转矩、最低稳定转速；
驱动轮与路面间的附着力； 主减速比与驱动轮的滚动半径；
Ft max Ff Fi max
汽车的最低稳定车速。
1、中间轴式变速器
❖ 多用于FR，RR布置的 乘用车和商用车上
❖ 能设置直接挡，直接挡 效率高
❖ 一挡传动比能设计较大
❖ 一轴与输出轴转向相同 （挂前进档时）
❖ 零件多，尺寸、质量大
2、两轴式变速器
❖ 结构简单、紧凑、轮廓 尺寸小
❖ 中间挡位传动效率高、 噪音低（少了中间轴、 中间传动齿轮）
❖ 不能设置直接挡，高挡 位时噪音高（轴承齿轮 均承载），且效率略比 三轴式低
第三章 机械式变速器设计
本章主要学习 ❖ （1）变速器的基本设计要求； ❖ （2）各种形式变速器的结构布置特点（☆）； ❖ （3）变速器主要参数的选择 （☆）； ❖ （4）变速器的设计与计算（☆）； ❖ （5）同步器设计的基本方法； ❖ （6）变速器操纵机构及基本结构元件； ❖ （7）机械式无级变速器简介。
机械式变速器设计
名词解释固定轴式变速器分类？答：固定轴式变速器又分为两轴式、中间轴式、双中间轴式和多中间轴式变速器。
变速器换挡机构形式？答：变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换挡三种形式。
同步器同步时间t同步器工作时，要连接的两个部分达到同步的时间；同步时间与车型有关，计算时可在下述范围选取：对轿车变速器高挡取0.15～O.30s，低挡取O.50～O.80s；对货车变速器高挡取O.30～O.80s，低挡取1.O0～1.50s。
直接操纵手动换挡变速器;当变速器布置在驾驶员座椅附近，可将变速杆直接安装在变速器上，并依靠驾驶员手力和通过变速杆直接完成换挡功能的手动换挡变速器，称为直接操纵变速器。
远距离操纵手动换挡变速器;平头式汽车或发动机后置后轮驱动汽车的变速器，受总体布置限制变速器距驾驶员座位较远，这时需要在变速杆与拨叉之间布置若干传动件，换挡手力经过这些转换机构才能完成换挡功能。
这种手动换挡变速器称为远距离操纵手动换挡变速器。
电控自动换挡变速器有级式机械变速器尽管应用广泛，但是它有换挡工作复杂、对驾驶员操作技术要求高、使驾驶员容易疲劳等缺点。
80年代以后，在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
驾驶员只需控制油门踏板，汽车在行驶过程中就能自动完成换挡时刻的判断，接着自动实现收油门、离合器分离、选挡、换挡、离合器接合和回油门等一系列动作，使汽车动力性、经济性有所提高。
电控自动换挡变速器：在固定轴式机械变速器基础上，通过应用计算机和电子控制技术，使之实现自动换挡，并取消了变速杆和离合器踏板。
流体式无级变速器（AT）：液力变矩器和借助液体压能变化传动或变换能量的液压传动的无级变速器。
填空题变速器的作用用来改变发动机传到驱动轮上的______和______，目的是在原地起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的_____和______，同时使发动机在最有利的工况范围内工作。
汽车电控机械式自动变速器(AMT)
目录1. 汽车电控机械式自动变速器(AMT) (2)2. 电动助力转向系统(EPS) (2)3. 基于3G技术的汽车信息与防盗导航系统 (3)4. 汽车起动发电一体化系统〔ISG〕 (4)5. 数字化智能充电器 (5)6. 直流变频空调室内/室外机电控系统 (6)7. 手机用TFT彩色液晶显示驱动控制电路芯片 (7)8. 计算机硬盘数据加密卡 (7)9. FTI-8电点火头模拟装置 (8)10. 机床有效工作时间记录仪 (9)11. 无线电近距探测装置 (10)12. SST热能表和质量流量仪 (10)1.汽车电控机械式自动变速器(AMT)内容介绍：电控机械式自动变速器Automated Mechanical Transmission简称“AMT〞充分利用计算机与控制技术，将传统的机械变速器加以改造，在原有固定轴式齿轮变速器的根底上，把选、换档和离合器与发动机油门的操纵控制自动化，这样，不仅保存了传统齿轮变速器效率高、本钱低、易于制造的优点，而且具备其它自动变速器所具有的功能，操纵方便，尤其是其省油的特性，受到国内广阔用户的欢迎。
性能指标：1、传递功率：10～100KW；2、最高转速：4000转／分。
特点：1、全机电AMT方案、电液方案、启动方案可供选择，对实现AMT商品化有很大的意义；2、良好的平地、坡地、重载、轻载、起步、变速、制动等各种工况下的起步平稳性与离合器控制平稳性；3、换挡执行机构和离合器控制执行机构的结构优化设计，保证换挡灵活准确、无干预现象、离合器具有磨损补偿功能；4、考虑了电喷内燃发动机的工作特点，采用AMT控制系统与电喷发动机控制系统一体化技术，有利于进一步提高燃油经济性。
适用X围：适用于各类型轿车、卡车。
效益分析：本钱估计在3000～15000元之间，而销售价在10000～30000元，有显著的经济效益。
应用推广情况：已在东风城市客车EQ6850和##五洲龙混合动力大客普通大轿车和混合动力大轿车上试用。
某轿车机械式变速器设计(4+1档)
汽车设计课程设计（论文）题目：某轿车机械式变速器设计（4+1档）学院：专业班级：学号：姓名：指导教师：教师职称：起止时间：学院：机械学院教研室（系别）：车辆工程摘要轿车作为一种最常用汽车，已在现代的社会中占有举足轻重的地位。
而变速器是汽车传动系统结构中最重要的部分之一，汽车的前进、后退，增速、减速都要靠变速器传动来实现。
而且变速器在汽车的动力性和燃油经济性上也有很重要的影响。
本次设计的汽车变速箱主要是从强度方面来对齿轮的尺寸计算及校核，轴的尺寸计算和位置的确定，选择设计满足其承载能力的同步器。
另外，针对齿轮作用力的不同，在不同的轴上选择合适的轴承。
利用软件AUTCAD完成变速器总成图、第一轴、第二轴、中间轴、各个挡齿轮及同步器的设计。
随着我国汽车行业的迅猛发展，人们对汽车的需求也越来越高。
通过对轿车车变速器的设计，我了解到变速器在汽车结构中具有着重要的作用，因此变速器结构的改进对汽车行业的发展与进步具有着深远的意义。
关键词：汽车；变速器；齿轮目录第一章绪论 ---------------------------------------------1 1.1变速器的概述------------------------------------------1 1.2 变速器的种类 -------------------------------------------1 1.3机械式变速器的特点 ---------------------------------------3 第二章变速器传动机构布置方案-----------------------------4 2.1传动机构的布置方案分析---------------------------42.1.1中间轴式变速器-----------------------------------42.1.2倒档的布置方案--------------------------------------6 2.2变速器零、部件结构方案分析 ----------------------------7 2.2.1齿轮型式 ----------------------------------------7 2.2.2换档结构型式 ---------------------------------------72.2.3变速器轴承形式-------------------------------72.2.4齿轮变位系数的选择原则 -------------------------8 第三章变速器主要参数选择 ----------------------------------83.1中心距A的选定-----------------------------------8 3.2齿轮参数-----------------------------------------9 3.2.1模数的选取 -------------------------------------9 3.2.2压力角α ----------------------------------------10 3.2.3螺旋角β ---------------------------------------10 3.2.4齿宽 b ----------------------------------------10 3.3各档齿数的分配与计算 -------------------------------11 3.3.1一档齿轮齿数的确定---------------------------------11 3.3.2二档齿轮齿数的确定--------------------------------11 3.3.3三档齿轮齿数的确定--------------------------------12 3.3.4四档齿轮齿数的确定---------------------------------123.3.5倒档齿轮齿数的确定--------------------------------123.3.6各档齿轮参数表--------------------------------13第四章变速器的设计与计算 -------------------------------14 4.1齿轮的损坏形式---------------------------------14 4.2齿轮的强度计算---------------------------------14 4.3轴的强度计算 ---------------------------------------17 第五章同步器的设计----------------------------------28 5.1惯性式同步器----------------------------------28 5.2锁环式同步器 -------------------------------------28 5.3同步器重要参数的确定---------------------------------29 第六章变速器的操纵机构 --------------------------------32 致谢 ------------------------------------------------------33 参考文献 ------------------------------------------------34第一章绪论1.1变速器的概述变速器作为传递力和改变汽车车速的主要装置，现在对其操纵的方便性和档位数方面的要求愈来愈高。
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摘要变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，目的是在原地起步，爬坡，转弯，加速等各种行驶工况下，使汽车获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利工况范围内工作。
变速器设有空挡和倒挡。
需要时变速器还有动力输出功能。
因为变速箱在低档工作时作用有较大的力，所以一般变速箱的低档都布置靠近轴的后支承处，然后按照从低档到高档顺序布置各档位齿轮。
这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证装配容易。
变速箱整体结构刚性与轴和壳体的结构有关系。
一般通过控制轴的长度即控制档数，来保证变速箱有足够的刚性。
本文设计研究了三轴式五挡手动变速器，对变速器的工作原理做了阐述，变速器的各挡齿轮和轴做了详细的设计计算，并进行了强度校核，对一些标准件进行了选型。
变速器的传动方案设计。
简单讲述了变速器中各部件材料的选择。
关键词：变速器；传动比；机械式；齿距；目录1 绪论................................................... 错误！未定义书签。
1.1 选题背景及意义 (1)1.2 汽车参数的选择 (1)1.3 变速器设计应满足的基本要求 (2)2 变速器传动机构布置方案 (3)2.1 传动机构布置方案分析 (3)2.1.1 固定轴式变速器 (3)2.1.2 倒挡布置方案 (3)3 零部件结构方案分析 (5)3.1 齿轮形式 (5)3.2 换挡机构形式 (5)3.3 变速器轴承 (6)4 变速器设计和计算 (8)4.1 挡数 (8)4.2 传动比范围 (8)4.3 中心距A (8)4.4 外形尺寸 (9)4.5 轴的直径 (9)4.6 齿轮参数 (9)4.6.1 模数的选取 (9)4.6.2 压力角α (10)4.6.3 螺旋角β (10)4.6.4 齿宽b (11)4.7 各挡齿轮齿数的分配 (12)4.7.1 确定一挡齿轮的齿数 (12)4.7.2 对中心距进行修正 (13)4.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (13)4.7.4 确定其他各挡的齿数 (13)4.7.5 确定倒挡齿轮齿数 (14)5 变速器的校核 (15)5.1 齿轮的损坏形式 (15)5.2 齿轮弯曲强度计算 (15)5.3 轮齿接触应力计算 (17)5.4 轴的强度计算 (18)6 同步器的选型 (22)6.1 锁销式同步器 (22)6.1.1 锁销式同步器结构 (22)6.1.2 锁销式同步器工作原理 (22)6.2 锁环式同步器 (23)6.2.1 锁环式同步器结构 (23)6.2.2 锁环式同步器工作原理 (24)6.2.3 锁环式同步器主要尺寸的确定 (24)结论 (27)参考文献.................................................. 错误！未定义书签。
致谢. (28)轿车机械式变速器设计1.1 选题背景及意义现代汽车的动力装置，几乎都采用往复活塞式内燃机。
它具有相当多的优点，如体积小，质量轻，工作可靠，使用方便等。
但其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾。
如在坡道上行驶时，所需的牵引力往往是发动机所能提供的牵引力的数倍。
而且一般发动机如果直接与车轮相连，其输出转速换算到对应的汽车车速上，将达到现代汽车极限速度的数倍。
上述发动机牵引力、转速与汽车牵引力、车速要求之间的矛盾[1]，单靠现代汽车内燃机本身是无法解决的。
因此就出现了车用变速箱和主减速器。
它们的共同努力使驱动轮的扭矩增大到发动机扭矩的若干倍，同时又可使其转速减小到发动机转速的几分之一。
另外，现代汽车的使用条件极为复杂，在不同场合下有不同的要求。
往往要受到如载运量、道路坡度、路面好坏及交通是否通畅等条件的影响。
这就要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，以适应使用的要求。
在条件良好的平直路面上要能以高速行驶，而在路面不平和有较大坡度时能提供较大的扭矩。
变速箱的多挡位选择就能满足这些需求。
此外，发动机在不同工况下，燃油的消耗量也是不一样的。
驾驶员可以根据具体情况，选择变速箱的某一挡位，来减少燃油的消耗。
在某些情况下，汽车还需要能倒向行驶。
发动机本身是不可能倒转的，只有靠变速箱的倒挡齿轮来实现。
变速箱是由变速传动机构和操纵机构组成。
根据前进挡数的不同，变速箱有三、四、五和多挡几种。
根据轴的不同类型，分为固定轴式和旋转轴式两大类。
而前者又分为两轴式、中间轴式和多中间轴式变速箱。
在此次设计中对变速器作了总体设计，对变速器的传动方案进行了选择，变速器的齿轮和轴做了详细的设计计算，对同步器和一些标准件做了选型设计。
1.2 汽车参数的选择根据变速器设计所选择的汽车基本参数如下表1-1所示表1-1 设计基本参数表T项目参数值发动机： 2.5L V6挡数:5最大功率(kW/n)：1526最大扭矩(N·m/n)：245/35001.3 变速器设计应满足的基本要求对变速器如下基本要求：1）保证汽车有必要的动力性和经济性。
2）设置空挡，用来切断发动机动力向驱动轮的传输。
3）设置倒档，使汽车能倒退行驶。
4）设置动力输出装置，需要时能进行功率输出。
5）换挡迅速，省力，方便。
6）工作可靠。
汽车行驶过程中，变速器不得有跳挡，乱挡以及换挡冲击等现象发生。
7）变速器应当有高的工作效率。
除此以外，变速器还应当满足轮廓尺寸和质量小，制造成本低，维修方便等要求[2]。
满足汽车有必要的动力性和经济性指标，这与变速器的档数，传动比范围和各挡传动比有关。
汽车工作的道路条件越复杂，比功率越小，变速器的传动比范围越大。
2 变速器传动机构布置方案2.1 传动机构布置方案分析2.1.1 固定轴式变速器固定轴式又分为两轴式，中间轴式，双中间轴式变速器。
固定轴式应用广泛，其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。
与中间轴式变速器比较，两轴式变速器有结构简单，轮廓尺寸小，布置方便，中间挡位传动效率高和噪声低等优点。
因两轴式变速器不能设置直接挡，所以在高挡工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，且易损坏[3]。
此外，受结构限制，两轴式变速器的一挡速比不可能设计得很大。
所以我选择的是中间轴式的变速器。
凡采用常啮合齿轮传动的挡位，其换挡方式可以用同步器或啮合套来实现。
同一变速器中，有的挡位用同步器换挡，有的挡位用啮合套换挡，那么一定是挡位高的用同步器换挡，挡位低的用啮合套换挡。
发动机前置后轮驱动的轿车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，可将变速器后端加长。
伸长后的第二轴有时装在三个支承上，其最后一个支承位于加长的附加壳体上。
如果在附加壳体内，布置倒挡传动齿轮和换挡机构，还能减少变速器主体部分的外形尺寸。
综上所述选择第2种传动方案，前进挡，均用常啮合齿轮传动。
2.1.2 倒挡布置方案与前进挡位比较，倒挡使用率不高，而且都是在停车状态下实现换倒挡，故多数方案采用直齿滑动齿轮方式换倒挡。
为实现倒挡传动，有些方案利用在中间轴和第二轴上的齿轮传动路线中，加入一个中间传动齿轮的方案[4]。
前者虽然结构简单，但是中间传动齿轮的轮齿，是在最不利的正，负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，而后者是在较为有利的单向循环弯曲应力状态下工作，并使倒挡传动比略有增加。
图2-1为常见的倒挡布置方案。
图2-1b所示方案的优点是换倒挡时利用了中间轴上的一挡齿轮，因而缩短了中间轴的长度。
但换挡时有两对齿轮同时进入啮合，使换挡困难。
图2-1c所示方案能获得较大的倒挡传动比，缺点是换挡程序不合理。
图2-1d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2-1c所示方案。
图2-1e所示方案是将中间轴上的一，倒挡齿轮做成一体，将其齿宽加长。
图2-1f所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合齿轮，换挡更为轻便。
为了充分利用空间，缩短变速器轴向长度，有的货车倒挡传动采用图2-2所示方案。
其缺点是一，倒挡须各用一根变速器拨叉轴，致使变速器上盖中的操纵机构复杂一些。
图2-1 倒挡布置方案综上所述选择第四种倒挡布置方案。
因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，所以无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的低档与倒挡，都应当布置在在靠近轴的支承处，以减少轴的变形，保证齿轮重合度下降不多，然后按照从低挡到高挡顺序布置各挡齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。
倒挡的传动比虽然与一挡的传动比接近，但因为使用倒挡的时间非常短，从这点出发有些方案将一挡布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒挡。
此时在倒挡工作时，齿轮磨损与噪声在短时间内略有增加，与此同时在一挡工作时齿轮的磨损与噪声有所减少。
图2-2 倒挡轴位置与受力分析3 零部件结构方案分析3.1 齿轮形式与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长，工作时噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力。
变速器中的常啮合齿轮均采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使常啮合齿轮数增加，并导致变速器的转动惯量增大[5]。
直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。
我的设计中一挡和倒挡用的是直齿轮，其他挡都是斜齿轮。
3.2 换挡机构形式变速器换挡机构有直齿滑动齿轮，啮合套和同步器换挡三种形式。
汽车行驶时各挡齿轮有不同的角速度，因此用轴向滑动直齿齿轮的方式换挡，会在轮齿端面产生冲击，并伴随有噪声。
这使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换挡产生的噪声又使乘坐舒适性降低。
只有驾驶员用熟练的操作技术（如两脚离合器），时齿轮换挡时无冲击，才能克服上述缺点。
但是该瞬间驾驶员注意力被分散，会影响行驶安全性。
因此，尽管这种换挡方式结构简单，但除一挡，倒挡外已很少使用。
由于变速器第二轴齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态，所以可用移动啮合套换挡。
这时，因同时承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多。
而轮齿又不参与换挡，它们都不会过早损坏，但不能消除换挡冲击，所以仍要求驾驶员有熟练的操作技术。
此外，因增设了啮合套和常啮合齿轮，使变速器旋转部分的总惯性矩增大。
因此，目前这种换挡方法只在某些要求不高的挡位及重型货车变速器上应用。
这是因为重型货车挡位间的公比较小，则换挡机构连件之间的角速度差也小，因此采用啮合套换挡，并且还能降低制造成本及减小变速器长度。
自动脱挡是变速器的主要故障之一。
为解决这个问题，除工艺上采取措施外，目前在结构上采取措施比较有效的方案有以下几种：1）将两接合齿的啮合位置错开，见图3-1。
这样在啮合时，使接合齿端部超过被接合齿约1~3mm。
使用中接触部分挤压和磨损，因而在接合齿端部形成凸肩，用来阻止接合齿自动脱挡。
2）将啮合套齿座上前齿圈的齿厚切薄（切下0.3~0.6mm），这样，换挡后啮合套的后端面被后齿圈的前端面顶住，从而减少自动脱挡，见图3-2。
3）将接合齿的工作面加工成斜面，形成倒锥角（一般倾斜2°~3°），使接合齿面产生阻止自动脱挡的轴向力，见图3-3。