三轴五档变速器设计说明书

合集下载

CA5-38汽车三轴五档变速器的设计

SY-025-BY-3
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名指导教师姓名董超系部职称汽车与交通工程学院副教授从事专业专业、班级车辆工程 07-8 班
纪峻岭Βιβλιοθήκη 车辆工程是否外聘 □是■否
题目名称
CA5-38 汽车变速器的设计
一、课题研究现状,选题的目的、依据和意义 1、研究现状随着中共十七届五中全会召开，中国政府起草并通过了国家“十二五”规划，规划中明确提出，中国迫切需要完成从汽车大国到汽车强国的转变。中国要成为汽车强国，首先要克服自主技术这块短板。而汽车的核心部分——动力总成，仍是国内一直没有完全掌握的关键汽车零部件技术之一。在发动机发展了数十年之后，变速器成为了制约国内动力总成技术发展的重要因素。需要全套设计请联系 Q Q1537693694 随着国民经济的高速发展，国内对汽车的需求也逐年稳定增长，汽车的研制、生产、销售、营运与国民经济许多部门都息息相关，对社会经济建设和科学技术发展起重要的推动作用。汽车的保有量随着国民人均收入水平的提高而增加。在许多发达国家中，汽车的数量已普及到千家万户，促使人的社会生活方式发生显著的变化。目前，绝大多数汽车仍采用机械式变速器，其结构简单，操纵方便，造价低廉仍不失为汽车传动系中的主要总成。由于汽车上广泛采用活塞式内燃机，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在相当大的范围内变化，为此在传动系中设置了变速器。传动系是汽车最重要的系统之一，如果把作为动力源的发动机比做汽车的心脏，那么作为传递动力的变速器可谓汽车的动脉，汽车变速器作为汽车传动系关键部位，对汽车的动力性与经济性、操作可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着直接的影响。从内燃机作为汽车的动力装置开始。变速器成为了汽车重要组成部分。现代汽车上广泛采用往复活塞式内燃机具有体积小、质量轻、工作可靠和使用方便等优点，但其转矩和转速范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的牵引力和车速能在较大范围内变化，故其性能与汽车动力性和稳定性之间存在较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车内燃机本身是无法解决的，因此在汽车传动系中设置变速器和主减速器达到减速增扭矩的目的目前传统机械式手动变速器是使用最广泛的汽车变速器。它有着结构紧凑，体积小，重量轻，传递效率高，承载能力大，方便维修，使用寿命长，使用成本低等优点。也同时拥有着诸多缺点，如换挡冲击大，体积大，操作麻烦等！但对于整车制造商而言，根据美国阿贡国家实验室在 1999 年发布的报告，对于一个典型轻型车，变速器大概占据其制造成本的 7%。对于消费

五档AMT设计说明书

毕业设计某1.5L乘用车五档AMT的设计学生姓名：专业班级：指导教师：学院：2013年6月毕业设计任务书某1.5L乘用车五档AMT的设计学生姓名：专业班级：指导教师：学院：2013年5月1日某1.5L乘用车五档AMT的设计摘要汽车自动变速器已经是一种相对比较成熟的技术，具体是指自动变换传动比，调节和变换发动机的动力输出性能，目的是传送动力方便且更具经济性，以更好地适应行驶过程中的负载与路条件的需要。

自动变速器经历了漫长的发展过程，是人们长久以来追求的目标，也是汽车向高级领域发展的一项重要特征。

现今，随着车辆自动变速器设计理论与手段的不断进步，各式自动变速器已经广泛地在乘用车、客车、重型货车、自卸车、特种车辆、工程机械、拖拉机等各种车辆上得到了应用。

不仅装车率得到了迅速增长，同时各种自动变速技术也得到了进一步完善和发展。

目前市场主要有四种：机械式无级变速器（CVT）、电控机械式自动变速器（AMT）、液力自动变速器（AT）、双离合自动变速器（DCT）。

本次设计即设计AMT的机械变速器部分。

AMT集合了液力自动变速器的自动变速与传统手动齿轮变速器传动效率高、构造简单、便于制造等优点，具有相对较高的性价比，是自动变速器发展的一个重要方向，有着广阔的发展前景。

关键词乘用车；AMT；变速器A 1.5 L passenger car five gear design of AMTAbstractAutomobile automatic transmission is a relatively mature technology, specifically refers to the automatic conversion ratio, engine power output performance adjustment and transformation, purpose is to transmit power convenient and more economical, in order to better adapt to the needs of driving load and road conditions in the process of.Automatic transmission has experienced a long process of development is the goal of the people for a long time, is also a car to the top industry an important characteristics of the development.Nowadays, as the vehicle automatic transmission design theory and means constant progress, all kinds of automatic transmission has been widely in passenger cars, buses, heavy duty truck, dump truck, special vehicles and other vehicles.Not only have increased rapidly in the loading rate, at the same time all kinds of automatic transmission technology also obtained the further perfect and development.The market AT present there are four major types of mechanical stepless transmission CVT, electric control AMT automated mechanical transmission, hydraulic automatic transmission AT, DCT dual-clutch automatic transmission.This design the mechanical transmission part of AMT.AMT collection of automatic transmission hydraulic automatic transmission and the traditional manual gear transmission transmission efficiency high, the advantages of simple structure, easy to manufacture, has a relatively high cost performance, is an important direction of the development of the automatic transmission, with broad prospects for development.Keywords Passenger car;AMT;The transmission目录摘要Abstract1前言 (1)1.1 AMT简介............................................................................................ 错误！未定义书签。

汽车三轴五档减速器设计及三维建模

摘要摘要汽车发动机的输出转速非常高，最大功率及最大扭矩在一定的转速区出现。

为了发挥发动机的最佳性能，就要求必须有一套变速装置，来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度。

本设计是为桑塔纳2007 1.8MT设计变速器。

该变速器为5+1档变速器，包括五个前进档和一个倒退档。

采用整体式中间轴结构，三叉轴远距离操纵换档机构，使用锁环式同步器换档。

该变速箱结传动效率高，构紧凑，体积小。

速比范围大，具有良好的动力性和经济性动力性。

在设计中对对轿车变速器的结构进行了介绍，阐述了轿车主要的参数，以及功率的大小对变速器中各个零件强度的影响进行介绍。

在机构方面选择了机械式变速器，确定变速器设计的主要参数，在变速器的寿命方面以及与变速器相关的各种操纵机构也进行了介绍。

关键词：扭矩；变速器；同步器；强度；操作机构AbstractThe engine output rotational speed is extremely high, the maximum work rate and the maximum torque appears in certain rotational speed area. In order to display the engine the optimum performance, it must has a set of variable speed gear, coordinates the engine the rotational speed and the wheel actual moving velocity.This paper is mainly about the gearbox design for SANTANA 2007 1.8MT. The gearbox includes 5forward gears of speed, and one reverse gear. It uses integral tunnel of the overall structure, proposes three-pronged axle remote control shifting gears agencies, and its shift organization uses inertial type of synchronizer . The transmission is cohesive, small size, has high transmission efficiency and has a good fuel economy and power.This design has carried on the introduction to the passenger vehicle transmission gearbox structure, elaborated the passenger vehicle main parameter determination, the engine conditions determination as well as affects directly to the amount of power to the transmission gearbox in each components intensity carries on the introduction. In the organization aspect choice mechanical type transmission gearbox, the main parameter which the definite transmission gearbox designed, and as well as has also carried on the introduction in the transmission gearbox life aspect with the transmission gearbox correlation each kind of control mechanism.Key words：torque；transmission；synchronizer；intensity；control mechanism目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1、本次设计的目的及意义 (1)2、变速器的发展现状 (1)3、变速器设计面临的主要问题 (1)1 变速器的总体方案设计 (3)1.1变速器的功用及设计要求 (3)1.2变速器传动机构的型式选择与结构分析 (4)1.2.1两轴式变速器与三轴式变速器 (4)1.2.2变速器主传动方案的比较 (5)1.2.3倒档的布置方案 (6)1.3变速器主要零件的结构方案分析 (7)1.3.1换档结构型式 (7)1.3.2齿轮型式 (7)1.3.3轴承型式 (8)1.4传动方案的最终设计 (8)2变速器主要参数的选择与齿轮设计 (10)2.1变速器主要参数的选择 (10)2.1.1档位数和传动比 (10)2.1.2中心距 (11)2.1.3轴向尺寸 (11)2.1.4齿轮模数 (12)2.1.5齿形、压力角α、螺旋角β (12)2.2各档传动比及其齿轮齿数的确定 (12)2.2.1确定一档齿轮的齿数 (12)2.2.2确定各常啮合齿轮的齿数 (13)2.2.3确定其他档位的齿数 (13)2.3齿轮主要参数表 (15)3 变速器齿轮的强度计算与材料选择 (16)3.1齿轮的损坏原因 (16)3.2齿轮的强度计算及材料接触应力 (16)3.2.1计算各轴的转矩 (16)3.2.2齿轮弯曲强度计算 (17)3.2.3齿轮接触应力计算 (18)4变速器轴的设计与校核 (21)4.1变速器轴的结构和尺寸 (21)4.1.1轴的结构 (21)4.1.2轴的尺寸 (22)4.2轴的校核 (22)4.2.1第二轴的刚度与强度校核 (22)4.2.2中间轴的刚度与强度校核 (23)5 变速器同步器与操纵机构的设计 (25)5.1同步器设计 (25)5.2同步器主要参数确定 (26)5.2.1摩擦锥面半径角а和摩擦系数f (26)5.2.2摩擦锥面平均半径R和锥面工作长度b (27)5.2.3锁止面锁止角β (27)5.2.4同步时间t (27)5.3变速器操纵机构的设计 (28)5.3.1变速器操纵机构的功用 (28)5.3.2变速器操纵机构应满足的要求 (28)5.3.3档位设置 (29)6 轴承与键的选择 (30)6.1轴承的选择 (30)6.2键的选择 (30)6.2.1平键的选择 (30)6.2.2花键的选择 (30)7 箱体 (31)总结 (32)致谢........................................................................................................... 错误！未定义书签。

车辆工程毕业设计109 吨中型载货汽车三轴式五档变速器设计

第 2 章变速器结构方案的设计 ..................................... 5
2.1 两轴式和三轴式变速器 ......................................... 5 2.1.1 变速器的径向尺寸 ........................................ 5 2.1.2 变速器的寿命............................................ 5 2.1.3 变速器的效率............................................ 5 2.2 齿轮安排 .................................................... 6 2.2.1 整车总布置 ............................................. 6 2.2.2 驾驶员的使用习惯 ........................................ 6 2.2.3 提高平均传动效率 ........................................ 6 2.2.4 改善齿轮受载状况 ........................................ 6 2.3 换档结构方式 ................................................ 6 2.3.1 滑动齿轮换档............................................ 6 2.3.2 啮合套换档 ............................................. 6 2.3.3 同步器换档 ............................................. 7 2.4 倒档的结构方案及倒档轴的位置 ................................... 7 2.5 变速器最低档传动比的确定 ...................................... 7 2.6 中心距的确定 ................................................ 9 2.7 变速器的传动方案及相关参数 ................................... 10

三轴五档变速器

金杯小海狮X30三轴五档变速器1绪论变速器的简介手动变速器（MT）手动变速器（ManuaI Transmission,简称MT,又称机械式变速器）采用齿轮组⑷，，它的原理是用手拨动变速杆改变变速器内齿轮的啮合位置，而改变传动比，以达到变速的目的。

现代轿车的手动变速器大多为五挡的有级式齿轮传动变速器，由于大多采用同步器的原因，所以，噪音小，换挡方便。

但是，手动变速器在操纵时必须踩下离合，才能拨得动变速杆。

曾有人预言，驾驶操作繁杂等缺点，阻碍了汽车迅猛的发展，手动变速器会在不久便会被淘汰，从事物发展的角度来说，的确有它的道理所在。

但从目前市场的适用角度和需求来看，我认为手动变速器暂时还不会离开太快。

首先，从微车的特性上来说，其他变速器的功用不能完全代替手动变速器。

以货车为例，货车用于运输，通常要装载大量的货物，面对如此高的重力，除了需要强劲的发动机动力之外，还需要变速器的全力配合。

大家都知道一挡功率最大，这样，在起步的时候才有足够大的牵引力将车带动。

尤其是在爬坡路段, 它的优势就更加明显了。

与其他新型的变速器相比较，它们虽然具有简便的操作等优势，但这些优势却十分欠佳。

其次，虽然自动变速器和无级变速器已非常普遍，但是大多数年轻的司机还是喜欢手动，尤其是喜欢在超车时手动变速器带来的那种快速超越感。

所以, 一些中高级别的汽车（特别是轿车）也不敢果断的换掉手动变速器。

还有一个原因是，我国的汽车驾驶学校中大部分教练车都是使用的手动变速器，除了经济性之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及驾驶协调性。

第三，现在轿车已经进入了生活水平不断提高的寻常百姓中，对于一般的家庭来说，经济适用型轿车最为合适。

经济型轿车厂家采用性价比高的手动变速器，这就使得经济适用型轿车占据着在中国车市销量的大部分份额。

例如，长安、吉利、奇瑞等国内厂家的经济型轿车都配备的手动变速，而且各款车型基本上都是采用的5挡手动变速。

自动变速器(AT)自动变速器(Automatic Transmission),利用行星齿轮机构进行变速，它能根据油门踏板行程和车速变化而自动变速。

基于catia三轴五档变速器三维设计

沈阳航空航天大学毕业设计（论文）摘要变速器是用来改变发动机传递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。

本设计变速器为机械式手动变速器，五个前进档均装有锁环式惯性同步器，除一档和倒档外，传动齿轮均采用斜齿轮，从而使变速器寿命延长，噪声降低，使换档轻便、灵活。

机械式变速器因具有结构简单，传动效率高，制造成本低和工作可靠等优点，在不同形式的汽车上得到广泛应用。

本次设计内容包括：1、变速器传动机构布置方案，2、变速器主要参数的选择，3、变速器齿轮的设计与计算，4、变速器轴的设计与计算，5、同步器设计，6、变速器操纵机构，7、变速器结构元件七部分。

本次设计在参数、数据已计算的前提下，综合应用CATIA零部件功能和装配功能，对变速器进行了绘制和装配的三维设计。

同时利用CAD绘制平面图。

关键词：变速器；变位齿轮；锁环式同步器；操纵机构I基于CATIA的某汽车变速器三维设计AbstractThe transmission is used for changing the engine to pass to the torque and rotational speed on the drive wheel, the purpose is to start in where it is, climbing, turn, various kinds of accelerating etc. go under the operating mode, make the automobile obtain different traction force and speed, make the engine work within the range of most favorable operating mode at the same time. It is free to block and reverse gear that the transmission is had. The gear box has motive force to output the function while needing.Originally designing and changing speed device into the machinery type manual transmission, five pieces of gear of advancing are equipped with the lock ring type inertia synchronizer , besides pouring the shelf, the gear wheel of the transmission adopts the oblique gear wheel , long-lived, the noise is low, it is light , flexible to change the shelf.Originally design and include: 1 A gear box of transmission organizations assign the scheme, 2 The choices of gear boxes of main parameters, 3 The gear of design and calculation , 4 The shaft of design and calculation. 5 Synchronizers are designed，6transmission control agencies, 7 Transmission of structure components.The design parameters, the data have been calculated under the premise of the comprehensive application of the function and assembly CATIA functional components of the transmission to the rendering of three-dimensional design and assembly. At the same time, the use of CAD floor plan drawing.Keyword: Transmission；Modified gear；Friction type synchronizer；Handle theII沈阳航空航天大学毕业设计（论文）organizationIII基于CATIA 的某汽车变速器三维设计IV 符号表 Z齿轮齿数 d 分度圆直径 mm η传动比误差 m 齿轮模数 mm i传动比 α 压力角度 T扭矩 N .m β 螺旋角度 A 中心距mm w σ 弯曲应力 MP a j σ 接触应力MPa F 力 N a 齿轮距左支撑的距离mm b 齿轮距右支撑的距离 mm § 齿轮变位系数 ,h L轴承工作寿命 h沈阳航空航天大学毕业设计（论文）目录前言 (1)1 机械式变速器基本方案设计 (3)1.1 变速器设计基本方案 (3)1.2 变速器主要参数选择 (4)2 齿轮设计计算 (7)2.1各挡齿轮齿数的分配 (7)2.2齿轮强度校核 (12)3 轴的设计计算 (23)3.1轴的工艺要求 (23)3.2轴的设计计算与校核 (23)3.2.1设计轴直径 (23)3.2.2 二轴的刚度校核 (24)3.2.3 中间轴刚度校核 (27)3.2.4二轴的强度校核 (29)3.2.5中间轴强度校核 (31)4 同步器及操纵机构设计 (34)4.1啮合齿圈的设计 (34)4.2同步器设计 (34)4.2.1同步器概述 (34)4.2.2同步环主要参数 (34)4.3 变速器的操纵机构 (36)5 轴承及平键的校核 (38)5.1 轴承选择及校核 (38)5.1.1一轴轴承校核 (38)5.1.2二轴轴承校核 (39)V基于CATIA的某汽车变速器三维设计5.1.3中间轴轴承校核 (41)5.2键的校核 (42)6变速器箱体设计 (44)6.1 箱体材料与毛坯种类 (44)6.2箱体的主要结构尺寸的计算 (44)7建模与装配 (46)7.1齿轮的建模 (46)7.2轴的建模 (50)7.3同步器锁环及花键毂的建模 (51)7.4轴承的建模 (54)7.5拨叉及换挡自锁互锁机构的建模 (55)7.6各轴装配建模 (56)7.7变速器装配 (58)结论 (60)参考文献 (61)致谢 (62)VI沈阳航空航天大学毕业设计（论文）前言随着汽车工业的迅猛发展,车型的多样化、个性化已经成为汽车发展的趋势。

汽车变速器三轴五档

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 ar e 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章总体方案设计 (3)2.1 汽车参数的选择 (3)2.2 变速器设计应满足的基本要求 (3)第3章变速器传动机构布置方案 (4)3.1 传动机构布置方案分析 (4)3.1.1 固定轴式变速器 (4)3.1.2 倒挡布置方案 (6)3.1.3 其他问题 (8)第4章零部件结构方案分析 (9)4.1 齿轮形式 (9)4.2 换挡机构形式 (9)4.3 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 (13)5.3 中心距A (14)5.4 外形尺寸 (14)5.5 轴的直径 (14)5.6 齿轮参数 (15)5.6.1 模数的选取 (15)5.6.2 压力角α (16)5.6.3 螺旋角β (16)5.6.4 齿宽b (17)5.6.5 变位系数的选择原则 (18)5.7 各挡齿轮齿数的分配 (19)5.7.1 确定一挡齿轮的齿数 (20)5.7.2 对中心距进行修正 (20)5.7.3 确定常啮合传动齿轮副的齿数 (21)5.7.4 确定其他各挡的齿数 (21)5.7.5 确定倒挡齿轮齿数 (22)第6章变速器的校核 (23)6.1 齿轮的损坏形式 (23)6.2 齿轮强度计算 (23)6.2.1 齿轮弯曲强度计算 (24)6.2.2 轮齿接触应力计算 (26)6.2.3 轴的强度计算……………………………………………….错误！未定义书签。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

三轴五档变速器设计说明书高级轿车三轴五档手动机械式变速器目录一、设计任务书 (4)二、机械式变速器的概述及总体方案论证 (4)2.1 变速器的功用、要求、发动机布置形式分析 (4)2.2 变速器传动机构布置方案 (5)2.2.1 传动机构布置方案分析 (5)2.2.2 倒挡布置方案 (7)2.3 变速器零部件结构方案分析 (8)三、变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (11)3.1 变速器主要参数选择 (11)3.1.1 档数与传动比 (13)3.1.2 中心距 (14)3.1.3 外形尺寸 (14)3.1.4 齿轮参数 (15)3.2 各档齿轮齿数的分配 (15)3.2.1 确定一档齿轮的齿数 (15)3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数 (16)3.2.3 确定其它档位的齿数 (18)3.2.4 确定倒挡齿轮的齿数 (18)3.3 齿轮变位系数的选择 (19)四、变速器齿轮的强度计算与材料的选择 (22)4.1 齿轮的损坏原因及形式 (22)4.2齿轮的强度计算与校核 (22)4.2.1齿轮弯曲强度计算 (23)4.2.2齿轮接触应力 (24)五、变速器轴的强度计算与校核 (26)5.1变速器轴的结构和尺寸 (26)5.1.1 轴的结构 (26)5.1.2 确定轴的尺寸 (26)5.2轴的校核 (27)5.2.1 第一轴的强度与刚度校核 (28)5.2.2 第二轴的校核计算 (29)六、变速器同步器的设计及操纵机构 (30)6.1 同步器的结构 (31)6.2 同步环主要参数的确定 (33)6.3 变速器的操纵机构 (35)参考文献 (36)一、设计任务书某款四座高级轿车整备质量1458kg，拟设计最高车速203km •h-1，最大功率124kW，对应转速6000r/min；最大转矩226N•m，对应转速4000r/min，前后轮胎尺寸均为205/60 R16。

第四组（1）画出手动机械式变速器的总装配图（0号图纸）；（2）画出所有手动机械式变速器内零部件图纸（需要标注装配尺寸、配合公差与明细栏，撰写装配技术要求等）；（0/1/2/3号图纸）（3）选取、设计和确定手动机械式变速器内各零部件结构、尺寸等，能实现所设计零部件的相关功能要求；（4）校核手动机械式变速器内的关键零部件；（5）设计说明书一份（5000字左右）二、机械式变速器的概述及总体方案论证2.1 变速器的功用、要求、发动机布置形式分析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的工况范围内工作。

变速器设有空档，可在启动发动机、汽车滑行或停车时使发动机的动力停止向驱动轮传输。

变速器设有倒挡，使汽车获得倒退行驶能力。

需要时，变速器还有动力输出功能。

变速器设计应该满足以下基本要求：（1）具有正确的档数和传动比，保证汽车有需要的动力性和经济性指标；（2）有空档和倒档，使发动机能够与驱动轮长期分离，使汽车能倒车；（3）换档迅速、省力，以便缩短加速时间并提高汽车动力性（自动、半自动和电子操纵机构）；（4）工作可靠。

汽车行驶中，变速器不得跳挡、乱挡以及换挡冲击等现象发生；（5）应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出；（6）效率高、噪声低、体积小、重量轻便于制造、成本低。

变速器是由变速传动机构和操纵机构组成。

根据前进档数的不同，变速器有三、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器。

相比于经济型轿车，高级轿车更加追求汽车性能。

发动机纵置具有以下特点：（1）为复杂的前悬架腾出足够的布置空间（2）均衡轴荷，减轻前桥轴荷（3）体积庞大的大排量发动机只能纵置（4）修长的车头有非凡的魅力因此高级轿车普遍采用发动机纵置、前置后驱的形式。

而中间轴式变速器多用于发动机前置后轮驱动汽车和发动机后置后轮驱动的客车上。

因此本设计采用中间轴式机械变速器。

根据给出的设计条件和发动机布置形式的分析，变速器具体的参数说明如下：2.2 变速器传动机构布置方案分析2.2.1 传动机构布置方案分析有级变速器[1]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。

当前，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。

一般，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，能够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。

三轴式变速器得到的最广泛的应用。

三轴式变速器第一轴的常啮合齿轮与第二轴的各档齿轮分别与中间轴的相应齿轮相啮合，且第一、第二轴同心。

将第一、第二轴直接连接起来传递扭矩则称为直接档。

此时，齿轮、轴承及中间轴均不承载，而第一、第二轴也传递转矩。

因此，直接档的传递效率高，磨损及噪音也最小，这是三轴式变速器的主要优点。

其它前进档需依次经过两对齿轮传递转矩。

因此。

在齿轮中心距（影响变速器尺寸的重要参数）较小的情况下依然能够获得大的一档传动比，这是三轴式变速器的另一优点。

其缺点是：除直接档外其它各档的传动效率有所下降。

有级变速器结构的发展趋势是增多常啮合齿轮副的数目，从而可采用斜齿轮。

后者比直齿轮有更长的寿命、更低的噪声，虽然其制造稍复杂些且在工作中有轴向力。

因此，在变速器中，除低档及倒档外，直齿圆柱齿轮已经被斜齿圆柱齿轮所代替。

图2-1a所示[2]方案，除一，倒档用直齿滑动齿轮换档外，其余各档为常啮合齿轮传动。

图2-4b、c、d所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；图2-4d所示方案中的倒档和超速档安装在位于变速器后部的副箱体内，这样布置除能够提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还能够在不需要超速档的条件下，很容易形成一个只有四个前进档的变速器。

图2-1 中间轴式五档变速器传动方案以上各种方案中，凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式能够用同步器或啮合套来实现。

同一变速器中，有的档位用同步器换档，有的档位用啮合套换档，那么一定是档位高的用同步器换档，档位低的用啮合套换档。

变速器用图2-1c所示的多支承结构方案，能提高轴的刚度。

这时，如用在轴平面上可分开的壳体，就能较好地解决轴和齿轮等零部件装配困难的问题。

图2-1c所示方案的高档从动齿轮处于悬臂状态，同时一档和倒档齿轮布置在变速器壳体的中间跨距里，而中间档的同步器布置在中间轴上是这个方案的特点。

2.2.2 倒挡布置方案图2-2为常见的倒挡布置方案[2]。

图2-2b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2-2c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2-2d所示方案针对前者的缺点做了修改，因而取代了图2-2c所示方案。

图2-2e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2-2f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2-2g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2-2 变速器倒档传动方案本设计采用图2-2f所示的传动方案。

因为变速器在一挡和倒挡工作时有较大的力，因此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，然后按照从低档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。

2.3 变速器零部件结构方案分析变速器的设计方案必须满足使用性能、制造条件、维护方便及三化等要求。

在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式、换档结构型式、轴承型式、润滑和密封等因素。

2.3.1齿轮型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。

直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒挡。

2.3.2换档结构型式换档结构分为直齿滑动齿轮、啮合套和同步器三种[2]。

直齿滑动齿轮换档的特点是结构简单、紧凑，但由于换档不轻便、换档时齿端面受到很大冲击、导致齿轮早期损坏、滑动花键磨损后易造成脱档、噪声大等原因，除一档、倒档外很少采用。

啮合套换档型式一般是配合斜齿轮传动使用的。

由于齿轮常啮合，因而减少了噪声和动载荷，提高了齿轮的强度和寿命。

啮合套有分为内齿啮合套和外齿啮合套，视结构布置而选定，若齿轮副内空间允许，采用内齿结合式，以减小轴向尺寸。

结合套换档结构简单，但还不能完全消除换档冲击，当前在要求不高的档位上常被使用。

采用同步器换档可保证齿轮在换档时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换档时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，另外，该种型式还有利于实现操纵自动化。

其缺点是结构复杂，制造精度要求高，轴向尺寸有所增加，铜质同步环的使用寿命较短。

当前，同步器广泛应用于各式变速器中。

自动脱档是变速器的主要障碍之一。

为解决这个问题，除工艺上采取措施外，在结构上，当前比较有效的方案有以下几种：1）将啮合套做得长一些（如图2-3a）或者两接合齿的啮合位置错开（图2-3b），这样在啮合时使接合齿端部超过被接合齿约1~3mm。