第1章绪论
1.1 本次设计的目的意义
随着经济和科学技术的不断发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业，汽车的使用已经遍布全国。而随着我国人民生活水平的不断提高，微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。
在我国，汽车工业起步较晚。入世后，我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽车行业持续快速发展，如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有机遇同时不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还存在着一定的差距。
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。在经济方面考虑合适的变速器也非常重。本次设计对轿车变速器的结构进行了介绍，阐述了轿车主要参数的确定，在机构方面选择了机械式变速器确定变速设计的主要参数，在变速器的寿命方面以及与变速器相关的操纵机构也进行了介绍。
1.2 变速器的发展现状
汽车问世百余年来，特别是从汽车的大批量生产及汽车工业的大发展以来，汽车已经成为世界经济的发展、为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献，掀起了一场划时代的革命。自从汽车采用内燃机作为动力装置开始变速器就成为了汽车重要的组成部分，现代汽车广泛采用的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，故其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。因此在汽车传动系中设置了变速器和主减速器，以达到减速增矩的目的。变速器对整车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着较为直接的影响。汽车行驶的速度是不断变化的，即要求汽车变速器的变速必要尽量多，尽管传统的齿轮变速器并不理想但以其结构简单、效率高、功率大三大显著特点依然占领者汽车变速器的主流地位。虽然传统机械师的手动变速器具有换挡冲击大，体积大，操纵麻烦等诸多缺点，但仍以其传动效率高、生产制造
工艺成熟以及成本低等特点，广泛应用于现代汽车上。
早在1889年，法国标致研制成功世界上第一台手动机械式4挡齿轮传动汽车变速器。在现在汽车中，变速器的结构对汽车的动力性、经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率等都有直接影响。变速器与主减速器及发动机的参数作优化匹配，可得到良好的动力性与经济性；采用自锁及互锁装置，倒档安全装置可使操纵可靠，不跳档、乱档、自动脱档和误挂倒档；采用同步器可使换挡轻便，无冲击及噪声；采用高齿、修形及参数优化等措施可使齿轮传动平稳、噪声低，降低噪声水平已成为提高变速器质量和设计、工艺水平的关键。随着汽车技术的发展，增力式同步器，双中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换挡机构等新结构也相继问世]9[。
到目前为止变速器主要经历了以下发展阶段：
1)手动变速器
手动变速器（MT:Manual Transmission）主要采用了齿轮传动的降速原理。变速器内多组传动比不同的齿轮副，而汽车行驶的换挡工作，也就是通过操纵机构式变速器内不同的齿轮副工作。如在低速时，让让传动比大的齿轮副工作，而在高速时让传动比小的齿轮副工作。由于每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的速度比是个定值。手动变速器是最常见的变速器，它的基本构造用一句话概括，就是两轴一中轴，即指输入轴、输出轴和中间轴，它们构成了变速器的主体，当然还有一根倒档轴。手动变速器又称为手动齿轮变速器，含有可以在轴向滑动的齿轮，通过不同齿轮的啮合达到变速变矩的目的。手动变速器的换挡操作可以完全遵从驾驶者的意志，且结构简单、故障相对较低、物美价廉。
手动变速器也有自身的缺点：在当今的大城市中，“堵车”现象愈演愈烈，驾驶员需要频繁地踩离合器换挡，体力消耗大，发动机很难工作在最佳的状态，动力性没有完全发挥，经济性差，排气中有害物质含量高，污染严重。
2)自动变速器
自动变速器（AT:Automatic Transmission）是根据车速和负荷来进行双参数控制，档位根据上面的两个参数来自动升降。AT与MT的共同点，就是二者都是有级式变速器，只不过AT能根据车速的快慢来自动实现换挡，可以消除手动变速器“顿挫”的换挡感觉。AT的结构与手动变速器相比，液力自动变速器在结构和使用上有很大不同。手动变速器主要由齿轮和轴组成，通过不同的齿轮组合产生变速变矩；而自动变速器是液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式来达到变速变矩。自动变速器采用液力便举起来代替离合器，因此减少了离合器换挡
带来的冲击，档位少变化大，连接平稳，因此容易操作，提高驾驶方便性，减少驾驶员的劳动强度，也提高了驾驶员的舒适性。
自动变速器也存在不足之处：一是对速度变化反应慢，没有手动离合器灵敏，因此许多驾驶员选用手动变速器车；二是费油不经济，液力变矩器的传动效率不高，变矩范围有限，近几年引入电子控制技术对此做了改进；三是机构复杂，维修困难。在液力变矩器内告诉循环流动的液压油会产生高温所以要用指定的耐高温液压油。
机械式自动变速器是在传统干式离合器和手动齿轮变速器的基础上改造而成主要改变了手动换挡操纵部分。即在手动变速器结构不变的情况下改用电子控制来实现自动换挡。机械式自动变速器控制单元（简称ECU）的输入信号有驾驶员的意图（加速踏板的位置和党委的选择）和汽车的工作状态（包括发动机转速、节气门开度、车速等）
3)无级变速器
无级变速器（CVT：Continuously Variable Transmission），又称为连续变速式无级变速器。这种变速器与一般齿轮式自动变速器的最大区别是它省去了复杂而笨重的齿轮组合变速传动。金属带式无级变速器主要包括主动轮组、从动轮组、金属带和液压泵等基本部件主动和被动工作轮由固定和可动两部分组成，形成V型槽，与金属片构成的金属带啮合。当主动轮和被动轮和被动轮可动部分作轴向移动时，相应改变主动轮与从动轮上传动带的接触半径，从而改变传动比。可动轮的轴向移动通过液压控制系统进行连续的调节可实现无级变速。
4)无限变速式机械无级变速器
无限变速式机械无级变速器（IVT:Infinitely Variable Transmission）由英国Torotrak公司研发出来，只是业界一直将他视为CVT，直至2003年3月在美国底特律举行的SAE（美国汽车工程师学会）年会上才将他单独分类。IVT采用的是一种摩擦板式变速原理。早在1905年就出现过这种无级变速器，它由圆盘和滚轮构成，结构简单，但由于摩擦本身带来的能量损耗大，发热量高，传递转矩小和材料不耐用等缺点，没有进行批量生产。这种变速器原理便是今天的IVT 的基础。
IVT与其它自动变速器之一是不使用变矩器，Torotrak 公司开发的IVT使用了2套离合器，驱动力由一套称为Variato的装置传递，通过锁止离合器和行星齿轮机构将动力传递至传动轴。IVT的核心部分由输入传动盘、输出传动盘分别位于两端，输出传动盘只有1个位于中间位置，Variato传动盘则夹于输入传动盘和输出传动盘中间，他们之间的接触点以润滑油作介质，金金属间不接触，
通过改变Variato装置的角度变化而实现传动比的连续而无限的变化]12[。
回顾变速器的技术的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的主要组成部分，其技术的发展是衡量汽车技术水平的一项主要依据。21世纪能源与环境、先进的制造技术、新型材料技术、信息与控制技术发展的重要领域，这些领域的科技进步推动了变速器的发展。并且向着节能与环境保护；应用新型材料；高性能、成本低、微型化；智能化、集成化发展。
1.3 变速器设计面临的主要问题
在汽车工业高速发展的今天，随着世界燃油价格的日益上涨和运用在汽车各种配件上的技术日趋成熟，变速器发展面临的主要问题如下：
1.如何设计出节能环保、经济型的变速器，将是变速器乃至汽车发展所要面临的
一个巨大问题。
2.自动变速器之所以发展如此迅速是因为它操纵起来简单方便，但同时也减少了
驾车乐趣。因此，在不减少驾车娱乐性的同时，又能使操纵更加方便快捷，也是变速器设计时要考虑的一个重要问题。
3.如何设计出结构简单、传动效率更高、使汽车车速变化更加平稳以及驾车舒适
性更高的变速器，则一直都是变速器设计所要攻克的技术难关。
第2章变速器的总体方案设计
2.1 变速器的功用及设计要求
变速器是能固定或分档改变输出轴和输入轴传动比的齿轮传动装置，又称变速箱。它作为汽车动力系统重要的组成部分，主要用于转变从发动机曲轴传出的转矩和转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同行驶条件下对驱动轮牵引力以及车速的不同需求。此外，变速器还用于使汽车能倒退行驶和在启动发动机以及汽车滑行或停车时使发动机传动系保持分离；必要时还应有动力输出功能]7[。
为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下设计要求：
1.保证汽车有必要的动力性和经济型。
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.设置动力传输装置，需要时进行功率输出。
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.变速器应有高的工作效率。
8.变速器的工作噪声低。
除此之外，变速器还应该满足轮廓尺寸和质量小、制造成本低、拆装容易、维修方便等要求。
满足汽车必要的动力性和经济性指标，这与变速器挡数、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，变速器传动比范围越大。
2.2变速器传动机构的形式选择与结构分析
变速器的种类很多，按其传动比的改变方式可以分为有级、无级和综合式。有级变速器根据前进挡的不同可以分为三、四、五档和多档变速器；按其轴中心线的位置又分为固定轴线式、螺旋轴线和综合式。其中固定轴式应用广泛，有两轴式和三轴式之分，前者多用于发动机前置前轮驱动的汽车上，而后者多用于发动机前置后轮驱动的汽车上。
2.2.1三轴式变速器与两轴式变速器
现代汽车大多采用三轴式变速器。以下是三轴式和两轴式变速器的传动方案。
三轴式变速器如图2.1所示，其第一周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，磨损及噪声也小，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。因此在齿轮中心距较小的情况下仍然可以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：除直接档外其他各档的传动效率有所下降。
1.第一轴；
2.第二轴；
3.中间轴
图2.1轿车三轴式四档变速器
1.第一轴；
2.第二轴；
3.同步器
图2.2轿车两轴式变速器
两轴式变速器如图2.2所示。与三轴式变速器相比，其结构简单、紧凑、噪声低。轿车多采用前置发动机前轮驱动的布置，因为这种布置使汽车的动力传动系统紧凑、
操纵性良好且可使汽车质量降低6%-10%。两轴式变速器则方便于这种布置且传东西的结构简单。如图所示两轴式变速器的输出轴与主减速器主动齿轮做成一体，当发动机纵置时，主减速器可使用螺旋锥齿轮或双面齿轮；当发动机横置时则可用圆柱齿轮，从而简化了制造工艺，降低了成本。除倒档常用滑动齿轮外，其他档均采用常啮合齿轮传动；个档的同步器多装在输出轴上，这是因为一档的主动齿轮尺寸小，装同步器有困难；而高档的同步器也可装在输入轴后端如图所示。
两轴式变速器没有直接档因此在高档工作时，齿轮和轴承均承载，因而噪声比较大，也增加了磨损，这是他的缺点。另外低档传动比的上限也受到较大的限制，但这一缺点可通过减小各档传动比同时增大主减速比来取消。
本设计的变速器采用两轴式变速器。
2.2.2倒档的布置方案
常见的倒档结构方案有以下几种：
图2.3倒档布置方案
图2.1a为常见的倒档布置方案。在前进挡的传动路线中加入一个传动，使结构简单，但齿轮处于正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作。此方案广泛应用于轿车和轻型货车的四档全同步器式变速器中。
图2.1b所示方案的优点是换倒档时利用了中间轴上的一档齿轮，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。某些轻型货车四档变速器采用此方案。
图2.1c所示方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换挡程序不合理。
图2.1d所示方案针对前者的缺点作了修改，因而经常载货车变速器中使用。
图2.1e所示方案将中间轴上的一、倒档齿轮做成一体，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2-61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2f所示的传动方案。
2.3 变速器主要零件的结构方案分析
变速器的设计方案必需满足使用性能、制造条件、维护方便及三化要求。在确定变速器结构方案时，也要考虑齿轮型式、换挡结构形式、轴承型式等因素。
2.3.1齿轮型式
齿轮型式有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮。
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。与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮使用寿命长，工作时噪声低；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采用斜齿圆柱齿轮，尽管这样会使斜齿圆柱齿轮数增加，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档。
2.3.2 换挡结构形式
现在大多数汽车的变速器都采用同步器换挡。采用同步器换挡可保证齿轮在换挡时不受冲击，使齿轮强度得以充分发挥，同时操纵轻便，缩短了换挡时间，从而提高了汽车的加速性、经济性和行驶安全性，此外，该种形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。目前，同步器广泛用于各式变速器中。
在本设计中所采用的是锁环式同步器，该同步器是依靠摩擦作用实现同步的。但它可以从结构上保证结合与待啮合的花键齿圈在达到同步之前不可能接触，以免齿间冲击和发生噪声。
2.3.3 轴承型式
变速器轴承采用圆锥滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆柱滚子轴承、滑动轴套等。
在本设计中采用圆锥滚子轴承和滚针轴承。
2.4传动方案的最终确定
通过对变速器型式、传动方案及主要零件结构方案的分析与选择，并根据设计任务与要求，最终确定的传动方案如图2.4
图2.4变速器传动简图
2.5本章小结
本章主要对变速器的功用进行了介绍，对变速器传动机构的型式与结构进行了分析对两轴式、三轴式变速器进行了介绍并结合已有的变速器传动方案在本次设计的基础上对变速器的传动方案进行最终的确定，并对变速器上主要零件的结构方案进行了分析与介绍。
第3章 变速器主要参数的选择与计算
3.1设计初始数据
最高车速： m a x a u =185Km/h 发动机功率：max e P =74KW
转矩： m a x e T =145
m N * 总质量： a m =1353Kg
车轮： 205/55R16 r=315.95
3.2变速器各挡传动比的确定
初选传动比： m a x
a u = 0
max i i r n g (3.1)
式中： max a u —最高车速
n —发动机最大功率转速 r —车轮半径
max g i —变速器最小传动比 乘用车取0.85 0i —主减速器传动比
max e T =9550×
p
e n P max
(3.2) 所以，p n =9550×
145
74
=4874r/min 0i =0.377×
max
max a g p u i r n =0.377×185
8.01095.31548473
???-=3.9 (3.3)
最大传动比1g i 的选择：
①满足最大爬坡度。
()T
e g i T
f Gr i ηαα0max 1sin cos +≥
（3.4）
式中：G —作用在汽车上的重力，mg G =，m —汽车质量，g —重力加速度，
mg G ==13530N ；
max e T —发动机最大转矩，max e T =145N .
m ； 0i —主减速器传动比，0i =3.9
T η—传动系效率，T η=90%；
r —车轮半径，r =0.316m ； f —滚动阻力系数；
α—爬坡度，取α=16.7°
带入数值计算得52.21≥g i ① ②满足附着条件：
≤r
i i T T
g η01emax z2F ·φ （3.5）
Φ为附着系数，取值范围为0.5-0.6，取为0.6
z2F 为汽车满载静止于水平面，驱动桥给地面的载荷，这里取70%mg ；
计算得1g i ≤5.418 ； ② 由①②得2.52≤1g i ≤5.418 ； 取1g i =3.4 ； 校核最大传动比
25.48
.04
.3m ax
1==
g g i i ； 在3.0~4.5范围内，故符合。 其他各挡传动比的确定：
按等比级数原则，一般汽车各挡传动比大致符合如下关系：
q i i i i i i i i g g g g g g g g ==
=
=
5
44
33
22
1 （3.6）
式中：q —常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为：
41q i g =，32q i g =，23q i g =，q i g =4
1n 1-=g i q =42.3=1.44
所以其他各挡传动比为：
1g i =3.45， 2g i =3q =2.36，3g i =2q =1.64，4g i =q =1.14 ，5g i =0.8
3.3中心距A 的确定
初选中心距：发动机前置前驱的乘用车变速器中心距A ，可根据发动机排量与变速器中心距A 的统计数据初选。
A=K a ?31max g e i T η??
a K ——中心距系数；a K =8.9~9.3.， 1i ——变速器传动比 ，g η——变速器传动效率 取g η=96%，max e T ——发动机的最大输出转矩，单位为（Nm ）；
43.6991.6996.045.3145)3.9~9.8(3=??=A —72.83 所以A 初选： 72mm
3.4齿轮参数
3.4.1 模数
对货车，减小质量比减小噪声更重要，故齿轮应该选用大些的模数；从工艺方面考虑，各挡齿轮应该选用一种模数。
啮合套和同步器的接合齿多数采用渐开线。由于工艺上的原因，同一变速器中的接合齿模数相同。其取值范围是：乘用车和总质量a m 在1.8～14.0t 的货车为2.0～3.5mm ；总质量a m 大于14.0t 的货车为3.5～5.0mm 。选取较小的模数值可使齿数增多，有利于换挡如图表3.1与表3.2。
表3.1 汽车变速器齿轮法向模数
车型
乘用车的发动机排量V/L
货车的最大总质量a m /t
1.0≤V≤1.6
1.6＜V≤
2.5 6.0＜a m ≤14 a m ＞14.0 模数n m /mm
2.25～2.75
2.75～
3.00 3.50～
4.50
4.50~6.00
表3.2 汽车变速器常用齿轮模数
一系列 1.00 1.25 1.50 2.00 2.50 3.00 4.00 5.00 6.00 二系列 1.75 2.25
2.75
3.25
3.50
3.75
4.50
5.50
——
发动机排量为1.6L ，根据表2.2.1及2.2.2，齿轮的模数定为2.25-2.75mm 。 3.4.2 压力角α
理论上对于乘用车，为加大重合度降低噪声应取用14.5°、15°、16°、16.5°等小些的压力角；对商用车，为提高齿轮承载能力应选用22.5°或25°等大些的压力角。
国家规定的标准压力角为20°，所以变速器齿轮普遍采用的压力角为20°。 3.4.3 螺旋角β
实验证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。在齿轮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。斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。
乘用车两轴式变速器螺旋角：20°～25° 3.4.4 齿宽b
直齿m k b c =，c k 为齿宽系数，取为4.5～8.0，取7.0； 斜齿n c m k b =，c k 取为6.0～8.5。 3.4.5 齿顶高系数
在齿轮加工精度提高以后，包括我国在内，规定齿顶高系数取为1.00.
3.5本章小结
本章通过对初始数据的计算确定变速器的最大传动比，然后根据最大传动比，确定挡数及各挡传动比的大小，初选变速器的中心距。然后确定齿轮的模数，压力角，螺旋角，齿宽等参数，为下一章齿轮参数的计算做准备。
第4章 齿轮的设计计算与校核
4.1齿轮的设计与计算
4.1.1 一挡齿轮齿数的分配
一挡齿轮为斜齿轮，模数为2.75，初选βcos =23°
一挡传动比为1
2
1g Z Z i =
（4.1） 为了求1Z ，2Z 的齿数，先求其齿数和h Z ，
斜齿n
h m A Z β
cos 2= （4.2） =
75
.232cos 722?
? =48.2取整为48
即1Z =11 2Z =37 对中心距A 进行修正
因为计算齿数和h Z 后，经过取整数使中心距有了变化，所以应根据取定的h Z 和齿轮变位系数重新计算中心距A ，再以修正后的中心距A 作为各挡齿轮齿数分配的依据。
βcos 20h n Z m A =
=?
+?cos232371175.2）
（=71.7mm （4.3） 对一挡齿轮进行角度变位：
端面啮合角 t α： tan t α=tan n α/cos β （4.4） t α∴=21.43°
啮合角 ,t α： cos ,t α=
t o
A
A αcos (4.5) ,t α∴=22.03°
变位系数之和 42.0n =∑ξ （4.6）
查变位系数线图得：45.31
2
==
z z u 47.01=ξ 05.02-=ξ 对修正β βcos 20h
n Z m A =
()
56
.232arccos
2
1=+=A z z m n β （4.7）
计算一挡齿轮1、2参数：
分度圆直径 βcos /m 1n 1z d ==2.75×11/cos23°=33mm βcos /m 2n 2z d ==2.75×37/23°=111mm 齿顶高 ()
n n 1an 1y h m h a ?-+=*ξ=3019mm ()
n n 2an 2y h m h a ?-+=*ξ=1.76mm 式中： n 0n /m A A y ）（-==0.11 n n n y y -=?∑ξ= 0.42-0.11 = 0.31
齿根高 ()
n 1an 1h m c h f ξ-+=**=2.145mm
()
n 2an 2h m c h f ξ-+=**=3.575mm
齿顶圆直径 11a12a h d d +==36.38mm 2a 222h d d a +==114.52mm 齿根圆直径 1112f f h d d -==28.71mm 2222f f h d d -==103.85mm 当量齿数 β311v cos /Z Z ==14.28 β322v cos /Z Z ==48.04
4.1.2 二挡齿轮齿数的分配
二挡齿轮为斜齿轮，模数为2.75，初选β=25°
3
4
2Z Z i g =
()β
cos 243n Z Z m A +=
n
43cos 2m A Z Z β=
+=
75
.225cos 722?
?=48.2取整为48
3Z =14 4Z =34
对二挡齿轮进行角度变位：
理论中心距 ()β
cos 243Z Z m A n o +=
=71.7mm 端面压力角 tan t α=tan n α/cos β t α=21.43° 端面啮合角 t o
t A
A ααcos cos ,=
?=03.22,t α 变位系数之和 =∑n ξ0.3 查变位系数线图得： 33.23
4
==
z z u =∑n ξ0.3 3ξ=0.41 4ξ=11.03n -=-∑ξξ 对修正β βcos 20h
n Z m A =
()
°56.232arccos
43=+=A z z m n β
二挡齿轮参数：
分度圆直径 β
cos 33n
m z d =
=42mm
β
cos 44n
m z d =
=102mm 齿顶高 ()
n n 3an 3y h m h a ?-+=*ξ=3.355mm
()
n n 4an 4y h m h a ?-+=*ξ=1.925mm
式中： n 0n /m A A y ）（-== 0.11 n n n y y -=?∑ξ=0.19
齿根高 ()
n 3n an 3h m c h f ξ-+=*
*=2.31mm ()
n 4n an
4
h
m c h f ξ-+=*
*
=3.74mm
齿顶圆直径 33a32a h d d +==48.71mm 4a 442h d d a +==105.85mm 齿根圆直径 3332f f h d d -==37.38mm 4442f f h d d -==94.52mm 当量齿数 β333v cos /z z ==18.18 β344v cos /z z ==44.14 4.1.3 三挡齿轮齿数的分配
三挡齿轮为斜齿轮，初选β=22°模数为2.75 5
6
3Z Z i =
=1.66
()β
cos 265Z Z m A n +=
65Z Z Z h +==48 得5Z =18，6Z =30
对三挡齿轮进行角度变为：
理论中心距 ()
6
565cos 2-+=
βZ Z m A n o =71.18mm
端面压力角 tan t α=tan n α/cos β t α=21.43° 端面啮合角 t o t A A ααcos cos ,=
=?43.21cos 72
18.71 ?=04.23,t α 变位系数之和 =∑n ξ0.62 查变位系数线图得： 63.15
6
==
z z u 5ξ=0.42 6ξ= 0.2 对修正β βcos 20h
n Z m A =
()°
55.232arccos
65=+=A z z m n β 三挡齿轮5、6参数：
分度圆直径 βcos 55n
m z d =
=54mm β
cos 66n
m z d =
=90mm 齿顶高 ()
n n 5an 5y h m h a ?-+=*ξ=2.283mm ()
n n 6an 6y h m h a ?-+=*ξ=2.288mm 式中： n 0n /m A A y ）（-== 0.3 n n n y y -=?∑ξ=0.32
齿根高 ()
n 5n an 5h m c h f ξ-+=*
*=2.283mm ()n
6
n
an
6
h
m c h f ξ-+=*
*
=3.938mm
齿顶圆直径 55a52a h d d +==56.245mm
6a 662h d d a +==84.686mm 齿根圆直径 5552f f h d d -==46.191mm 6662f f h d d -==74.633mm 当量齿数 65355v cos /z z -=β=26.389 65366v cos /z z -=β=42.660 4.1.4 四挡齿轮齿数的分配
四挡齿轮为斜齿轮，初选β=22°模数n m =2.75
7
8
4Z Z i g =
=16.1
()
β
cos 287Z Z m A n +=
55.4887=+Z Z
7Z =22.47，取整为228Z =26
对四挡齿轮进行角度变位：
理论中心距 ()β
cos 2847Z Z m A n o +=
=71.18mm 端面压力角 tan t α=tan n α/cos β t α=21.43° 端面啮合角 t o
t A
A ααcos cos ,=
?=03.23,t α 变位系数之和 =∑n ξ0.58 查变位系数线图得： 17.17
8
==
z z u 7ξ=0.48 8ξ= 0.1
对修正β βcos 20h
n Z m A =
()°
55.232arccos
87=+=A z z m n β 四挡齿轮7、8参数：
分度圆直径 β
cos 77n
m z d =
=65.99mm β
cos 88n
m z d =
=77.99mm 齿顶高 ()
n n 7an 7y h m h a ?-+=*ξ=3.3mm ()
n n 8an 8y h m h a ?-+=*ξ=2.26mm 式中： n 0n /m A A y ）（-==0.3 n n n y y -=?∑ξ=0.28
齿根高 ()
n 7n an 7h m c h f ξ-+=*
*=2.12mm ()n
8
n
an
8
h
m c h f ξ-+=*
*
=3.16mm
齿顶圆直径 77a72a h d d +==72.6mm 8a 882h d d a +==80.51mm 齿根圆直径 7772f f h d d -==61.76mm 8882f f h d d -==70.8mm 当量齿数 β377v cos /z z ==28.56 β388v cos /z z ==33.75 4.1.5 五挡齿轮齿数的分配
五挡齿轮为斜齿轮，初选β=25°模数n m =2.75
9
10
5Z Z i g =
1选题背景 (3) 1.1问题的提出 (3) 1.2文献综述（即研究现状） (4) 1.3设计的技术要求及指标 (5) 2机构选型 (6) 2.1设计方案的提出 (6) 2.2设计方案的确定 (8) 3尺度综合 (10) 3.1机构关键尺寸计算 (10) 4受力分析 (17) 4.1机构动态静力描述 (17) 5机构建模 (18) 5.1机构运动简图及尺寸标注 (18) 5.2机构关键构件建模过程 (19) 5.3机构总体装配过程 (25) 6机构仿真 (28) 6.1机构仿真配置 (28) 6.2机构仿真过程描述 (28) 6.3仿真参数测量及分析 (30) 6.4仿真中存在的不足 (33) 7设计总结 (34) 8收获及体会 (34) 9致谢 (35)
本设计的任务是设计一台用于轿车上的五档手动变速器。合理的设计和布置变速器能使发动机功率得到最合理的利用，从而提高汽车动力性和经济性。 设计部分叙述了变速器的功用与设计要求，对该变速器进行了方案论证，选用了三轴式变速器。说明了变速器主要参数的确定，齿轮几何参数的计算、列表，齿轮的强度计算。 该变速器具有两个突出的优点：一是其直接档的传动效率高，磨损及噪声也最小；二是在齿轮中心距较小的情况下仍然可以获得较大的一档传动比。 关键词：变速器齿轮轴
1选题背景 1.1 问题的提出 从现在市场上不同车型所配置的变速器来看，主要分为：手动变速器（MT）、自动变速器（AT）、手动/自动变速器（AMT）、无级变速器（CVT）。 手动变速器（Manual Transmission）采用齿轮组，每档的齿轮组的齿数是固定的，所以各档的变速比是个定值(也就是所谓的“级” )。比如，一档变速比是3.85,二档是2.55,再到五档的0.75,这些数字再乘上主减速比就是总的传动比，总共只有5个值(即有5级)，所以说它是有级变速器。 曾有人断言，繁琐的驾驶操作等缺点，阻碍了汽车高速发展的步伐，手动变速器会在不久“下课”，从事物发展的角度来说，这话确实有道理。但是从目前市场的需求和适用角度来看，笔者认为手动变速器不会过早的离开。 首先，从商用车的特性上来说，手动变速器的功用是其他变速器所不能替代的。以卡车为例，卡车用来运输，通常要装载数吨的货品，面对如此高的“压力”，除了发动机需要强劲的动力之外，还需要变速器的全力协助。我们都知道一档有“劲”，这样在起步的时候有足够的牵引力量将车带动。特别是面对爬坡路段，它的特点显露的非常明显。而对于其他新型的变速器，虽然具有操作简便等特性，但这些特点尚不具备。 其次，对于老司机和大部分男士司机来说，他们的最爱还是手动变速器。从我国的具体情况来看，手动变速器几乎贯穿了整个中国的汽车发展历史，资历郊深的司机都是“手动”驾车的，他们对手动变速器的认识程度是非常深刻的，如果让他们改变常规的做法，这是不现实的。虽然自动变速器以及无级变速器已非常的普遍，但是大多数年轻的司机还是崇尚手动，尤其是喜欢超车时手动变速带来的那种快感，所以一些中高档的汽车（尤其是轿车）也不敢轻易放弃手动变速器。另外，现在在我国的汽车驾驶学校中，教练车都是手动变速器的，除了经济适用之外，关键是能够让学员打好扎实的基本功以及锻炼驾驶协调性。 第三，随着生活水平的不断提高现在轿车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型轿车最为合适，手动变速器以其自身的性价比配套于经济型轿车厂家，而且经济适用型轿车的销量一直在车市名列前茅。例如，夏利、奇瑞、吉利等国内厂家的经济型轿车都是手动变速的车，它们的各款车型基本上都是5档手动变速。
变速器设计说明书 课程名称: 基于整车匹配的变速器总体及整车动力性计算院（部）：机电学院 专业：车辆工程 班级：车辆101 学生姓名： 学号： 指导老师： 设计时限：2013.7.1-2013.7.21
目录 1概述 (1) 2基于整车性能匹配的变速器的设计 (2) 2.1变速器总体尺寸的确定及变速器机构形式的选择 (2) 2.2变速器档位及各档传动比等各项参数的总体设计 (2) 2.3在满足中心距，传动比，轴向力平衡的条件下确定个档位齿轮的参数 (3) 2.3.1确定第一档齿轮传动比 (3) 2.3.3确定常啮合齿轮传动比 (4) 2.3.4确定第二档 (5) 2.3.5确定第三档 (6) 2.3.6确定第四档 (6) 2.3.7确定第五档 (7) 2.3.8确定倒挡 (7) 3 对整车的动力性进行计算 (9) 3.1计算最高车速 (9) 3.2最大爬坡度 (9) 3.3最大加速度 (9) 4 采用面向对象的程序设计语言进行程序设计 (10) 4.1程序框图 (10) 4.2程序运行图 (11) 4.3发动机外特性曲线 (12) 4.4驱动力与行驶阻力图 (13) 4.5动力特性图 (14) 4.6加速度曲线图 (15) 4.7爬坡度图 (16) 4.8 加速度倒数曲线 (17) 5 总结 (18) 6 参考文献 (19)
1概述 本课程设计是在完成基础课和大部分专业课学习后的一个集中实践教学环节，是应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。 本设计将会使用到《汽车构造》，《汽车理论》，《汽车设计》等参考文献，在整个过程中将要定位变速器的结构，齿轮的布置以及各项齿轮的参数，如齿数，轴距等参数。 第二个阶段就是用vb编程带入计算值绘制汽车行驶力与阻力平衡图，动力特性图，加速度倒数曲线。 1：培养具有汽车初步设计能力。通过思想，原则和方法体现出来的。 2：复习汽车构造，汽车理论，汽车设计以及相关课程进行必要的复习。 3：学习使用vb编程软件。 4：处理各齿轮相互之间轴向力平衡的问题。 5：要求熟练操作office等办公软件，处理排版，字体等内容。
中北大学 课程设计说明书 学生姓名：学号： 学院（系）：机械工程系 专业：车辆工程 题目：一汽大众宝来乘用车总体设计及各总成选型综合成绩： 指导教师：职称: 教授 2013年 12 月 30 日
中北大学 课程设计任务书 2013/2014 学年第 1 学期 学院（系）：机械工程 专业：车辆工程 学生姓名：学号： 课程设计题目：一汽大众宝来乘用车整体设计及各总成选型起迄日期：12 月20 日～ 1 月 3 日 课程设计地点： 指导教师 系主任： 下达任务书日期: 2013 年12月20日
课程设计任务书 1．课程设计教学目的： （1）培养学生专业思想。使学生了解以前所学理论知识和参加过得金工实习、工艺实习及专业生产实习等环节，都是为今后的专业设计、生产做准备，每一个环节都是为了培养一名合格的车辆工程专业人才而设置，车辆工程专业需要有扎实的专业基础知识和实践能力。 （2）提高结构设计能力。通过课程设计，使学生学习和掌握汽车驱动桥的主减速器设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立的、全面的、科学的工程设计的能力。 （3）在课程设计实践中学会查找、翻阅和使用标准、规范、手册、图册和相关技术资料等。 2．课程设计的内容和要求： 1、内容：一汽大众宝来乘用车整体设计及各总成选型 2、具体参数： 车型7 长宽高 /mm 前悬/后悬 /mm 前轮距/后轮 距 / mm 轴距 /mm 总质 量/kg 整备质 量/kg 一汽大众宝来4376 1735 1446 873/990 1513/1494 2513 1830 1280 额定 承 载人数发动机 型号 排量 /mL 发动机功率 /kW 轴数 最高车速 /(km/h) 轮胎规格 5 BJH 1595 74 2 182 195/65R15 3、要求： 为给定基本设计参数的汽车进行总体设计，计算并匹配合适功率的发动机，轴荷分配和轴数，选择并匹配各总成部件的结构型式，计算确定各总成部件的主要参数，详细计算指定总成的设计参数，绘出指定总布置草图和乘员舱布置草图。（1）驱动形式及主要参数的选择：驱动形式，布置形式，汽车主要参数的选择（2）发动机的选择 （3）外形设计及总体布置：整车布置的基准线（面）—零线的确定，各部件的布置3．课程设计成果形式及要求： 完成内容： （1）总布置草图1张（1号图） （2）驾驶舱布置草图1张（3号图） （3）零件图1张（3号图） （4）设计计算说明书1份
摘要 变速器是汽车重要的传动系组成，在较大范围内改变汽车行驶速度的大小和汽车驱动轮上扭矩的大小。变速器能在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车倒退行驶，而且利用档位可以中断动力的传递。变速器是车辆不可或缺的一部分，其中机械式变速箱设计发展到今天，其技术已经成熟，但对于我们还没有踏出校门的学生来说，其中的设计理念还是很值得我们去探讨、学习的。 设计的变速箱来说，其特点是：扭矩变化范围大可以满足不同的工况要求，结构简单，易于生产、使用和维修，价格低廉，而且采用同步器挂挡，可以使变速器挂挡平稳，噪声降低，轮齿不易损坏。在设计中采用了5+1档手动变速器，通过较大的变速器传动比变化范围，可以满足汽车在不同的工况下的要求，从而达到其经济性和动力性的要求；变速器挂挡时用同步器，虽然增加了成本，但是使汽车变速器操纵舒适度增加，齿轮传动更平稳。 本文设计了常用货车用机械式变速器。在阐述了机械式变速器的功用、要求的基础上，根据设计任务书的要求，选择三轴式的设计方案，进行变速器主要参数的确定、齿轮的强度校核和齿轮的几何尺寸计算，同时设计了变速器所用的锁环式同步器，确定了同步器的主要参数，最后对变速器操纵机构进行设计。 关键词：变速器；齿轮；输入轴；同步器
Abstract The transmission gearbox, as an important part in automobile driving system is used to make up the shortcoming of engine torque and rotary speed. It can change the vehicle speed and type torque in a big scope, cut off the power transfer from the engine, and also provides a reverse traveling direction for the vehicle. Transmission is an integral part of the vehicle, including mechanical design development of transmission, the technology has matured, but we have not taken the school's students, of which the design is still very worthwhile for us to explore and learn of. Gearbox design, its features are: large torque range to meet the requirements of different operating conditions, simple structure, easy production, use and maintenance, low cost, and the use of synchronizer sets required shifting allows smooth transmission required shifting, noise reduction is not easy damaged teeth. Used in the design of the 5 +1 manual transmission, transmission through the large changes in the scope of the transmission ratio, to meet the vehicle requirements of different conditions, so as to achieve its economic and power requirements; transmission linked file by synchronizer sets, although the increase in cost, but the manipulation of the automobile transmission to increase comfort, smoother gear. This designs commonly used truck with mechanical transmission. Describes the function of mechanical transmission and on the basis of the requirements, according to the requirements of the mission design, selection of three shaft type design, for the main parameters of transmission, gear strength checking and gear calculation of geometric size, while the design of transmission used by the lock ring synchronizer, identified synchronizer of main parameters, the transmission control mechanism design. Key words：Transmission；gearbox；synchronizer；input shaft
第1章绪论 1.1 本次设计的目的意义 随着经济和科学技术的不断发展，汽车工业也渐渐成为我国支柱产业，汽车的使用已经遍布全国。而随着我国人民生活水平的不断提高，微型客货两用车、轿车等高级消费品已进入平常家庭。 在我国，汽车工业起步较晚。入世后，我国的汽车工业面临的是机遇和挑战。随着我国汽车工业不断的壮大，以及汽车行业持续快速发展，如何设计出经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题。在面临着前所未有机遇同时不得不承认在许多技术上，我国与发达国家还存在着一定的差距。 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。在经济方面考虑合适的变速器也非常重。本次设计对轿车变速器的结构进行了介绍，阐述了轿车主要参数的确定，在机构方面选择了机械式变速器确定变速设计的主要参数，在变速器的寿命方面以及与变速器相关的操纵机构也进行了介绍。 1.2 变速器的发展现状 汽车问世百余年来，特别是从汽车的大批量生产及汽车工业的大发展以来，汽车已经成为世界经济的发展、为人类进入现代生活，产生了无法估量的巨大影响，为人类社会的进步做出了不可磨灭的巨大贡献，掀起了一场划时代的革命。自从汽车采用内燃机作为动力装置开始变速器就成为了汽车重要的组成部分，现代汽车广泛采用的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，故其性能与汽车的动力性和经济性之间存在着较大的矛盾，这对矛盾靠现代汽车的内燃机本身是无法解决的。因此在汽车传动系中设置了变速器和主减速器，以达到减速增矩的目的。变速器对整车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有着较为直接的影响。汽车行驶的速度是不断变化的，即要求汽车变速器的变速必要尽量多，尽管传统的齿轮变速器并不理想但以其结构简单、效率高、功率大三大显著特点依然占领者汽车变速器的主流地位。虽然传统机械师的手动变速器具有换挡冲击大，体积大，操纵麻烦等诸多缺点，但仍以其传动效率高、生产制造
毕业设计 说明书 题目名称：小车车架设计 院系名称：机械工程系焊接及自动化班级：焊接11.1班 学生姓名： 指导教师：韩天判 2013年6月7日
摘要 本设计课题是关于小型车的车架设计。所设计的车架结构形式是前后等宽的边梁式车架，其中纵梁和横梁的截面形状都采用槽型，纵梁与横梁通过焊接连接。说明书详细阐明了小型汽车的方案论证：车架的设计要求、车架结构的确定、车架宽度的确定、车架纵梁形式的确定、车架横梁形式的确定、车架纵梁与横梁连接形式的确定、车架的受载分析。 关键词：小车、车架、设计
1 绪论 1.1概述 汽车车架是整个汽车的基体，是将汽车的主要总成和部件连接成汽车整体的金属构架，对于这种金属构架式车架，生产厂家在生产设计时应考虑结构合理，生产工艺规范，要采取一切切实可行的措施消除工艺缺陷，保证它在各种复杂的受力情况下不至于被破坏。 车架作为汽车的承载基体，为货车、中型及以下的客车、中高级和高级轿车所采用，支撑着发动机离合器、变速器、转向器、非承载式车身和货箱等所有簧上质量的有关机件，承受着传给它的各种力和力矩。为此，车架应有足够的弯曲刚度，以使装在其上的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小；车架也应有足够的强度，以保证其有足够的可靠性与寿命，纵梁等主要零件在使用期内不应有严重变形和开裂。车架刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。 本说明书只是叙述非承载式车身结构形式中单独的车架系统。承载式汽车，前、后悬架装置，发动机及变速器等传动系部件施加的作用力均由车架承受，所以，车架总成的刚性、强度及振动特性等几乎完全决定了车辆整体的强度、刚度和振动特性。设计时在确保车架总成性能的同时，还应对车架性能和匹配性进行认真的研究。车架结构很多都是用电弧焊焊接而成，容易产生焊接变形。在设计方面对精度有要求的部位不得出现集中焊接，或者从部件结构方面下工夫，尽量确保各个总成的精度。另外，与其他焊接方法相对比，采用电弧焊的话，后端部容易出现比较大的缺口，出现应力集中现象。所以，应对接头位置和焊接端部进行处理。 车架受力状态极为复杂。汽车静止时，它在悬架系统的支撑下，承受着汽车各部件及载荷的重力，引起纵梁的弯曲和偏心扭转（局部扭转）。如汽车所处的路面不平，车架还将呈现整体扭转。汽车行驶时，载荷和汽车各部件的自身质量及其工作载荷（如驱动力、制动力和转向力等）将使车架各部件承受着不同方向、不同程度和随机变化的动载荷，车架的弯曲、偏心扭转和整体扭转将更严重，同时还会出现侧弯、菱形倾向，以及各种弯曲和扭转振动。同时，有些装置件还可能使车架产生较大的装置载荷。 随着计算机技术的发展，在产品开发阶段，对车架静应力、刚度、振动模态以至动应力和碰撞安全等已可进行有限元分析，对其轻量化、使用寿命，以及振动和噪声特性也可以做出初步判断，为缩短产品开发周期创造了有利条件。
前言 变速器用于转变发动机曲轴的转矩及转速，以适应汽车在起步、加速、行驶以及克服各种道路障碍等不同条件下对驱动车轮牵引力及车速的不同要求的需要。变速器在汽车中起着重要的作用，它能使汽车以非常低且稳定的车速行驶，而这种低的车速只靠内燃机的最低稳定转速是难以达到的。 随着汽车工业的不断壮大，以及汽车行业持续快速的发展，如何设计出更经济实惠，工作可靠，性能优良，且符合中国国情的汽车已经是当前汽车设计者的紧迫问题，也是我们作为汽车工程本科毕业生，必须肩负的重任。在面临着前所未有的机遇的同时，我们要努力为我们的汽车工业做出应有的贡献。经过四年的刻苦学习，我掌握了四十多门基础知识和专业知识，阅读了大量的专业书籍，为从事汽车行业的工作打下了坚实的基础。在大学毕业，即将走向工作岗位之际，按国家教委的要求，进行了这次设计。毕业设计是对我们在大学期间所学知识的一次检阅，充分体现了一个设计者的知识掌握程度和创新思想。毕业设计总体质量的好坏也直接体现了毕业生的独立创造设计能力。由于毕业设计具有特殊的重要意义，在两个多月的毕业设计时间里我们到单位实习，并阅读了大量的汽车资料，虚心向老师请教，且在老师的指导下，将老师传授的设计方法运用到自己的设计中，使本次毕业设计得以顺利完成。 本人的设计题目、要求及任务是： 轻型货车变速器设计（4＋1）档 设计参数：发动机: M emax=160 N·m ；车速：V max=100 Km/h ； 额定转速：n=2800 rpm ；车轮滚动半径：R0=0.42 m ； 汽车总质量：2200 Kg ；爬坡度：30﹪；主减速比：i0=4.5 ； 驱动轮上法向反作用力：F Z=1300 Kg 。 设计要求: 采用中间轴式、全同步器换档。本次设计要求：对各档齿轮的接触强度、弯曲应力及轴的强度、刚度以及轴承的载荷进行校核计算。 设计工作量: 1、集资料、进行方案论证、结构分析，确定合理的结构方案。 2、选择正确的参数，对变速器的强度及刚度进行校核计算。 3、绘制变速器总装图1张（0号图）、壳体图1张（0号图）、操纵机构总装图1张（0 号图）、齿轮零件图折合1.5张（0号图），其中用计算机绘图折和4.0张A0，手绘图 折和0.5张A0。总图量为4.5张以上0号图。 4、设计中的计算要求编程，上机计算，打印程序、结果。 5、英译中大于5000字符（折合中文约大于3000字）。 6、设计说明书应包括：目录、中、英文摘要、设计说明、方案论证、计算过程、结论、毕业设计完成情况的自我评价及其它说明。要求大于1.2万字。
第1章 变速器主要参数的计算及校核 学号：15 最高车速：m ax a U =113Km/h 发动机功率：m ax e P = 转矩：max e T = 总质量：m a =4123Kg 转矩转速：n T =2200r/min 车轮：R16（选） 设计的初始数据 表已知基本数据 车轮：R16（选 ） 查GB/T2977-2008 r=337mm 变速器传动比的确定 确定Ι档传动比： 汽车爬坡时车速不高，空气阻力可忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有： ααηsin cos 0emax G Gf r i i T T g +==max ψmg （） 式中：G ----作用在汽车上的重力，mg G =； m ----汽车质量； g ----重力加速度，41239.840405.4G mg N ==?=； 最高车速 m ax a U （Km/h ） 发动机率 m ax e P （Kw ） 额定转矩 max e T 总质量 a m （Kg ） 转矩转速 T n （r/min ） 主减速器传动比0i 车轮半径 r （mm ） 113 4123 2200 337
max e T —发动机最大转矩，m N T e ?=174max ； 0i —主减速器传动比，0 4.36i =； T η—传动系效率，%4.86=T η； r —车轮半径，0.337r m =； f —滚动阻力系数，对于货车取02.0=f ； α—爬坡度，30%换算为16.7α=。 则由最大爬坡度要求的变速器I 档传动比为： T e r g i T mgr i η0max max 1ψ≥ =41239.80.2940.337 5.1720 6.5 4.3686.4%???=?? （） 驱动轮与路面的附着条件： ≤r T g r i i T η01emax φ2G （） 2G ----汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷； 8.0~7.0=?取75.0=? 1g i ≤ 2max 00.641239.80.750.337 7.9 206.5 4.3686.4% r e T G r T i φη????==?? 综上可知：15.177.9g i ≤≤ 取1 5.8g i = 其他各档传动比的确定： 按等比级数分配原则： q i i i i i i i i g g g g g g g g == = = 5 44 33 22 1 （） 式中：q —常数，也就是各挡之间的公比；因此，各挡的传动比为： 41q i g =，32q i g =，23q i g =，q i g =4 1n 1-=g i q 45.8 1.55= 高档使用率比较高，低档使用率比较低，所以可使高档传动比较小，所以取其他各挡传动比分别为：
汽车设计课程设计 说明书 设计题目：汽车五档变速器08级汽车制造与装配 设计者：尤建超 指导教师：梅彦利
目录 第一部分：车型基本参数---------------------------3 第二部分：传动方案拟定---------------------------4 第三部分：变速器主要参数的选择--------------------5第四部分：变速器齿轮的设计计算--------------------6第五部分：变速器轴的设计计算----------------------14第六部分：滚动轴承的选择和计算--------------------18第七部分：参考资料------------------------------20
一.机械式变速器的概述及其方案的确定 §1.1 变速器的功用和要求 变速器的功用是根据汽车在不同的行驶条件下提出的要求，改变发动机的扭矩和转速，使汽车具有适合的牵引力和速度，并同时保持发动机在最有利的工况范围内工作。为保证汽车倒车以及使发动机和传动系能够分离，变速器具有倒档和空档。在有动力输出需要时，还应有功率输出装置。 对变速器的主要要求是： 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。 2.工作可靠，操纵轻便。汽车在行驶过程中，变速器内不应有自动跳档、乱档、换档冲击等现象的发生。为减轻驾驶员的疲劳强度，提高行驶安全性，操纵轻便的要求日益显得重要，这可通过采用同步器和预选气动换档或自动、半自动换档来实现。 3.重量轻、体积小。影响这一指标的主要参数是变速器的中心距。选用优质钢材，采用合理的热处理，设计合适的齿形，提高齿轮精度以及选用圆锥滚柱轴承可以减小中心距。 4.传动效率高。为减小齿轮的啮合损失，应有直接档。提高零件的制造精度和安装质量，采用适当的润滑油都可以提高传动效率。 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
海南大学 《汽车理论》 课程设计说明书 题目：汽车动力性计算 学号：20140507310069 姓名：郭东东 年级：2014级 学院：机电工程学院 系别：汽车系 专业：车辆工程 指导教师：张建珍 完成日期：2017年6月1日
目录 1. 题目要求 (1) 1.1. 题目要求 (3) 1.2. 车型参数 (4) 2. 计算步骤 (5) 2.1. 绘制功率外特性和转矩外特性曲线 (5) 2.2. 绘制驱动力——行驶阻力平衡图 (7) 2.3. 绘制动力特性图 (11) 2.4. 绘制加速度曲线和加速度倒数曲线 (14) 2.5. 绘制加速时间曲线 (21) 2.5.1. 二挡原地起步连续换挡加速时间曲线 (22) 2.5.2. 最高档和次高档超车加速时间 (26) 3. 结论分析 (32) 3.1. 汽车的最高车速u amax (32) 3.2. 汽车的加速时间t (32) 3.3. 汽车能爬上的最大坡度i max (33) 4. 心得体会 (33) 参考资料34
1.题目要求 1.1.题目要求 （1）根据书上所给的发动机使用外特性曲线拟合公式，绘制功率外特性和转矩外特性曲线； （2）绘制驱动力---行驶阻力平衡图； （3）绘制动力特性图； （4）绘制加速度时间曲线和加速度倒数曲线； （5）绘制加速时间曲线，包括原地起步连续换挡加速时间和最高档和次高档加速时间、加速区间（初速度和末速度）按照国家标准 GB/T12543-2009规定选取，并在说明书中具体说明选取； （6）对动力性进行总体评价。
1.2.车型参数 汽车发动机使用外特性-n曲线的拟合公式为 式中，T q为发动机转矩（N·m）；n为发动机转速（r/min）。 发动机的最低转速n min=600r/min，最高转速n max=4000r/min 装载质量2000kg 整车装备质量1800kg 总质量3880kg 车轮半径0.367m 传动系机械效率ηT=0.84 滚动阻力系数f=0.016 空气阻力系数×迎风面积C D A=2.77m2 主减速器传动比i0=5.97 飞轮转动惯量I f=0.218kg·m2 二前轮转动惯量I W1=1.798kg·m2
毕业设计说明书 设计题目：家居设计之现代简约风格作者姓名：xxx 班级学号：装饰艺术09A1 091043034 系部：艺术系 专业：装饰艺术设计 指导教师：xXx x 年x 月x日
家居设计之现代简约风格 摘要：现代简约风格是近来比较流行的一种风格，其室内布置整体设计就两个字概括“简约”。没有繁琐的装饰，不要附加物，只要能表达出意图即可，材料多为磨砂玻璃、不锈钢和石膏板等，地面、天花板均朴素、淡雅，无一多余饰物，显得简洁、舒适、大方，令人赏心悦目，这样的设计风格崇尚少即是多，装饰少，功能多，十分符合现代人渴求简单生活的心理。因而很受那些追求时尚又不希望受约束的青年人所喜爱。 关键词：设计风格简约材料心理关系
目录 摘要…………………………………………………………………………( 2 ) 前言…………………………………………………………………………( 4 ) 1.现代简约设计风格整体介绍………………………………………………( 5 ) 1.1 简约风格的基本特点…………………………………………………( 5 ) 1.2 简约风格中的色彩搭配体现和分析………………………………( 6 ) 2. 课题研究的背景及意义…………………………………………………( 7 ) 2.1研究背景………………………………………………………………( 7 ) 2.2 研究意义………………………………………………………………( 7 ) 3.设计概述……………………………………………………………………( 8 ) 3.1 设计理念与原则………………………………………………………( 8 ) 3.2 客厅的设计……………………………………………………………( 8 ) 3.3 厨房的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.4 主卧的设计……………………………………………………………( 9 ) 3.5书房的设计……………………………………………………………( 10 ) 3.6卫生间的设计…………………………………………………………( 10 ) 4.其他作品欣赏…………………………………………………………………( 10）结论……………………………………………………………………………( 11 ）致谢……………………………………………………………………………( 12 ) 参考文献………………………………………………………………………( 13 ) 图录……………………………………………………………………………( 14 )
本科学生毕业设计 东风1254汽车变速器设计 系部名称：汽车与交通工程学院 专业班级： 学生姓名： 职称：副教授 工程学院
二○一○年六月 摘要 变速器用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，是汽车总成部件中的重要组成部分，是主要的传动系统。变速器的结构要求对汽车的动力性、燃料经济性、换档操纵的可靠性与轻便性、传动平稳性与效率等都有直接的影响。 本文设计研究了中间轴式十二挡手动变速器，其目的是基于机械原理、机械设计、AutoCAD等知识的熟练运用和掌握，并利用AutoCAD软件绘制装配图和零件图等五项内容。同时运用汽车构造、汽车设计、材料力学、互换性测量等学科知识对中间轴式十二档变速器进行设计。首先，本文将概述变速器的现状和发展趋势，介绍变速器领域的最新发展状况。其次，对工作原理做了阐述，对不同的变速器传动方案进行比较，选择合理的结构方案进行设计。再次，对变速器的各挡齿轮和轴以及轴承做了详细的设计计算，并进行了受力分析、强度和刚度校核计算,并为为这些元件选择合适的工程材料及热处理方法。对一些标准件进行了选型以及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。最后，本文将对变速器换档过程中的重要部件—同步器以及操纵机构进行阐述，讲述同步器的类型、工作原理、设计方法以及重要参数。 关键词：变速器；传动比；参数；设计计算；校核
ABSTRACT Transmission to change the engine reached on the driving wheel torque and speed, Automotive transmission parts in the automobile assembly of an important part of the main drive system. Transmission of the power structure of the vehicle, economy, manipulation of the reliability and portability, the smooth drive and have a direct impact on efficiency. This design study of the three-axis 12-speed manual transmission, the purpose is based on mechanical principles, mechanical design, AutoCAD and other knowledge and mastery of the use of skilled and using Auto CAD software, drawing assembly drawings and parts diagrams of five elements. At the same time the use of vehicle construction, automotive design, material mechanics, interchangeability of measurement knowledge of the subjects on the three-axis gearbox design file 12.At first, I will give a summary of the current situation and the tendency of development of the vehicle transmission, and introduce the latest development state in the field of the transmission.The second, I will compare the transmitting scheme of different
目录 目录 (1) 摘要 (3) 1 汽车的总体设计 (1) 1.1汽车总体设计的一般顺序 (1) 1.2布置形式 (4) 1.3轴数选择 (4) 1.4驱动形式的选择 (4) 2 载货汽车主要技术参数的确定 (5) 2.1 汽车质量参数的确定 (5) 2.1.1汽车载荷质量的确定 (5) 2.1.2 整车整备质量的预估 (5) 2.1.3 汽车总质量的确定 (5) 2.1.4 汽车的轴荷分配 (5) 2.2汽车主要尺寸的确定 (5) 2.2.1汽车的主要尺寸 (5) 2.2.2 汽车的外廓尺寸 (6) 2.3汽车主要性能参数的确定 (6) 2.3.1 汽车动力性参数的确定 (6) 2.3.2 汽车燃油经济性参数的确定 (6) 2.3.3 汽车通过性性参数的确定 (6) 3 货汽车主要部件的选择及布置 (7) 3.1 发动机的选择与布置 (7) 3.1.1 发动机型式的选择 (7) 3.1.2 发动机主要性能指标的选择 (7) 3.2轮胎的选择 (10) 3.3离合器的选择 (10) 3.4万向传动轴的选择 (10) 3.5主减速器的选择 (10) 4 总体布置的计算 (11) 4.1 轴荷分配及质心位置计算 (11) 4.1.1平静时的轴荷分配及质心位置 (11) 4.1.2 水平路面上汽车满载行驶时各轴的最大负荷计算 (13) 4.1.3 制动时各轴的最大负荷计算 (14) 4.2 驱动桥主减速器传动比的选择 (15) 4.3 变速器传动比的选择 (15) 4.3.1 变速器一档传动比的选择 (15) 4.3.2 变速器档数和各档传动比的选择 (15) 5 汽车动力性及燃油经济性计算 (17) 5.1 汽车动力性能的计算 (17) 5.1.1驱动平衡的计算 (17) 5.1.2动力特性的计算 (19) 5.2功率平衡计算 (22)
Foshan University 毕业设计说明书 南山路两阶段初步设计 学院：环境与土木建筑学院 专业：土木工程 学号： 2007714209 学生姓名：叶远亮 指导教师：蒋忠海（讲师） 二〇一二年六月
目录 1 工程概况 (1) 1.1该公路的设计意义 (1) 1.2沿线自然地理、地形、地质、水文概况 (1) 1.2.1 地理位置 (1) 1.2.3 地形地貌 (1) 1.2.4 地质、土质、水文 (1) 1.2.5 自然区划及土基干湿类型 (1) 1.2.6 地震情况 (1) 1.3主要技术指标 (1) 2 路线设计 (2) 2.1路线方案确定 (2) 2.2平面线形设计 (2) 2.2.1 平面线形的设计步骤 (2) 2.2.2 平面设计中的基本原则 (3) 2.2.3 线形设计 (3) 2.3路线纵断面设计 (4) 2.3.1 最大纵坡 (4) 2.3.2 最小纵坡 (4) 2.3.3 合成坡度 (4) 2.3.4 平、纵面线形组合设计要点 (4) 2.3.5 纵断面线形设计方法和步骤 (5) 3 路基设计 (5) 3.1路基横断面的组成 (5) 3.1.1 行车道宽度 (6) 3.2横断面设计步骤 (6) 3.3土石方的调配 (6) 3.3.1取土、弃土方案，环保及节约用地措施 (6) 3.4路基设计 (7) 3.4.1 填方路基 (7) 3.4.2 挖方路基 (7) 3.5路基排水设计 (8) 3.5.1 路基排水设计的一般原则 (8) 3.5.2 常用的路基地面排水设备 (8) 3.6路基防护设计 (9) 3.7特殊路基处理 (9) 3.8路面设计 (9) 3.8.1 路面设计基本原则 (9) 3.8.2 路面设计要求 (10) 3.8.3 路面结构层划分 (10)
电动汽车变速器课程 设计 说 明 书 学院名称：机电工程学院 专业班级：机械XXXX班 学号： 0806XXXXXX 学生姓名： XXXXXX 指导老师：陈敏
电动汽车变速器设计---课程设计任务书 电动汽车变速器是有效改善牵引电动机扭矩范围的重要传动部件，通过加设变速器，可实现高转速电机和减速器的有机结合，使电动机保持在高效率工作范围类，减轻电动机和动力电池组的负荷，实现电动汽车的轻量化设计。电动汽车机械变速机构类型有多种，如轮毂电机减速器，驱动桥变速差速器等。本课程设计的变速器要求是一单级变速器，并具有空挡和倒档机制。要求通过学习掌握电动汽车变速器的原理，结构和设计知识，用所给的基本设计参数确定变速器的传动比，并进行电动汽车变速器的结构设计，绘制主要的零部件图纸，写出内容详细的设计说明书。 设计时间: 2010年秋季学期的19-20周。 1.基本设计参数： 1.电动机额定转速:2500r/min 2.电动机恒转矩区转矩: 200 Nm 3.车辆主减速比：1.0 4.电动机额定转速时车辆速度：60 km/h 5.车轮规格：205/55 R16 2.设计计算要求： 1.根据基本设计参数进行电动汽车变速器主要参数的选择与计算; 2.进行电动汽车变速器的结构设计与计算。 3.完成内容： 1.装配图１张; 2.零件图2张; 3.设计计算说明书１份。 1) 封面； 2) 课程设计任务书； 3) 目录； 4) 中英文摘要; 5) 正文； 6 ) 参考文献。 4.主要参考文献： [1]陈家瑞.汽车构造（第三版下）[M].北京：机械工业出版社,2009,6. [2]刘惟信.汽车设计[M].北京：清华大学出版社,2001,7. [3]康龙云.新能源汽车与电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2010,10.
智能小车说明书 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
基于STC12C5A60S2 单片机智能 轮式小车设计 摘要：以STC12C5A60S2 单片机为核心，由主控模块、传感器模块、电机驱动模块等组成，完成路面信息检测、循迹，寻找火源，直流电机控制等功能。路面信息检测、循迹采用红外光电寻迹传感器判断接收地面反射光线的方式反馈，通过高低电平来进行路面检测、路径判断；寻找火源采用火焰传感器判断火源所在方位；电机直流驱动则用来保证小车以最快的速度行驶。 关键词：智能小车、STC12C5A60S2 单片机、红外传感器、循迹传感器、碰撞传感器、直流电机 目录
引言 只能作为现代社会的新产物是以后的发展方向。它可以按照预先设定的模块在一个特定的环境里自动的运作，无需人为管理，便可以完成预期所要达到的或更高的目标。 本次设计一智能小车，小车能够沿着特定轨迹行驶，躲避障碍物并能准确寻找到火源，发出警告功能。在此过程中要通过单片机和各种传感器实现小车的前进、后退、左转和右转等基本操作。通过这些基本功能再加上相关的传感器实现具有特定功能的智能小车。这里在履带式小车上加装红外反射、循迹、火焰传感器，在STC12C5A60S2 单片机的管理和相关程序的控制下，能完成自动循迹及在复杂地形的迷宫中寻找出路的功能。 作品可以作为高级智能玩具，也可以作为大学生学习嵌入式控制的强有力的应用实例，该系统将会有更广阔的开发前景。
一．总体设计方案 设计方案论证 本次设计采用红外传感器来判定前方障碍的有无，使小车遇到障碍物时能即使的避免的功能；采用火焰传感器来实现寻找火源的功能；采用红外寻迹传感器来实现小车沿黑线前进的寻迹功能；采用STC12C5A60S2单片机来控制小车的各项基本操作。 方案的总体设计框图 本次创新设计所用到的硬件模块有：中央处理器模块、传感器模块、直流 电机驱动模块、调试电路模块。 中央处理器模块 本文采用的STC12C5A60S2单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051,但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路,2路PWM,8路高速10位A/D转换(250K/S),针对电机控制，强干扰场合。