机械设计《课程设计》
课题名称齿轮式六速可调变速器的设计计算
系别工学院
专业机械电子工程
班级
成员组长：
组员
指导老师
完成日期2014年01月12日
目录
第一章绪论
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1 课题题目
2.2 主要技术参数说明
2.3 传动系统工作条件
2.4 传动系统方案的选择
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算
3.1 减速器结构
3.2 传动比分配
3.3 动力运动参数计算
第四章齿轮的设计计算
4.1 齿轮材料和热处理的选择
4.2 齿轮几何尺寸的设计计算
4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸
4.2.2 齿轮弯曲强度校核
4.3 齿轮的尺寸计算及结构设计
第五章轴的设计计算
5.1 轴的材料和热处理的选择
5.2 轴几何尺寸的设计计算
5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径
5.2.2 轴的结构设计
5.2.3 轴的强度校核
5.3 轴用弹性挡圈的选择
5.4 轴以及套筒配合公差的计算
第六章轴承、键的选择
6.1 轴承的选择及校核
6.2 轴承配合公差的计算
6.2 键的选择计算及校核
第七章套筒及把手的设计校核
7.1 套筒结构设计
7.2 把手的设计
第八章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算
8.1 润滑的选择确定
8.2 密封的选择确定
8.3减速器附件的选择确定
8.4箱体主要结构尺寸计算及强度校核
第九章实施方案
第十章总结
参考文献
第一章绪论
技术领域
本设计属于农业机械中播种机技术领域，具体涉及一种播种施肥联动的播种机变量调节装置，用于油菜,小麦等农作物的变量播种与施肥，且可以改变输入轴的转向，防止播种机组倒退时排种盘反转。
背景技术
目前，国内播种作业机具的排肥，排种装置的动力主要来源于地轮。实现生产中，对于不同的农艺，播种时需要调节播种量和施肥量，现有的播种机主要通过更换孔数不同的排种盘进行排种量的调整，存在使用不便及费时费力等问题：此外，播种机上排种器中排种盘的转向一旦确定就难以改变，且缺乏能防止播种机组倒退时排种盘反转的装置。
设计内容
本设计的目的在于提供一种播种施肥联动的播种机变量调节装置，通过输出轴，传动轴，超越离合器，调节手柄等机构的组合，可实现播种时播量的调整和转向的改变，实现播种机根据农艺要求调整种子的播量以保证排种盘的正常工作。本设计能够有效的调节播量，调节范围大，并能改变地轮输出转向和防止排种盘的反转，对提高播种机工作的可靠性和播种精度有很大的意义。
本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《材料力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》《SOLIDWORKS》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：
（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。
（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。
（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。
（4）加强了我们对Office软件中Word功能以及一些基本制图软件的的认识和运用。
第二章课题题目及主要技术参数说明
2.1 课题题目
齿轮式六速可调变速器的设计与计算
2.2 主要技术参数说明
输出输入轴的校核扭矩大小为50Nm，,变速器有换向功能，地轮直径500mm，地轮链轮、过渡轴链轮、排种/排肥器型号08B/21齿，地轮输出转矩40NM,排种盘型孔40，播种株距80~20mm，地轮转向顺时针，排种/排肥转向逆时针。
2.3 传动系统工作条件
变速器在常温下连续工作；两班制（每班工作8小时），要求变速器设计寿命为8年，大修期为3年，中批量生产；
2.4 传动系统方案的选择
传动系统是在原有的三速可调链齿式调速器的基础上开发的，本调速器采用的是两档位三级变速来实现六速可调。由于设计要求有变向功能，设计采用三次外啮合来实现。基本传动示意图如下图所示。
图1
变速器的动力由过渡链轮输入，经过第一级变速和换向，传递给2轴（由下至上分别是1,2,3，4轴），轴2等速将动力传给轴3，经过轴3和轴4上的不同齿轮的啮合以实现变速和换向以满足要求，然后输出。这是基本的传动过程。
第三章减速器结构选择及相关性能参数计算
3.1 变速器结构
本变速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。
3.2 传动比分配
变速器六速可调，所以总的传动比有六个。株距有六个，分别是L1=37,L2=57,L3=79,L4=30,L5=50,L6=58。所以输出与输入速比分别为i1=1.071，i2=0.6818，i3=0.5，i4=1.319，i5=0.7757，i6=0.5688 .
3.3 动力运动参数计算
（一）转速n
拖拉机前进速度约为3.5Km /h ，所以地轮线速度约为1m/s ，变速器中齿轮的最小直径为28mm ，齿轮的最大转速为120r/min 。
（二） 转矩T
输出轴都用50Nm 的力矩来校核，所以将输出的力矩设定为50Nm 。在传动示意图上，4号轴的扭矩设为50Nm ，又已知各轴上齿轮的直径分别为
Z3=15 ,Z4=30,Z5=32,Z6=39,Z7=14,Z8=22,Z9=30。所以各轴间的速比分别是轴1于轴2的比为2/1，轴2与轴3的速比为1/1，轴3与轴4的速比根据不同的齿数啮合有不同的速比。变速器的六速可调也是在这一级变速上实现的。
第四章 齿轮的设计计算
4.1 齿轮材料和热处理的选择
齿轮工作情况及条件无特殊要求，所以材料选用普通45号钢即可。热
处理方式：调质处理。HB ＝236
4.2 齿轮几何尺寸的设计计算
4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 由《机械零件设计手册》查得
a H a H MP MP 530,5802lim 1lim ==σσ,S Hlim = 1
1,200,215lim 2lim 1lim ===F a F a F S MP MP σσ 由《机械零件设计手册》查得
Z N1 = Z N2 = 1 Y N1 = Y N2 = 1.1 由[]a H N H H MP S Z 5801
1
580lim
1
1lim 1=?=
=
σσ
[]a H N H H MP S Z 5301
1
530lim
2
2lim 2=?=
=
σσ
[]a F N F F MP S Y 24411
.1215lim
1
1lim 1=?=
=σσ []a F N F F MP S Y 2041
1
.1200lim
2
2lim 2=?=
=
σσ
齿轮模数的选择
m ≥
[]
3
F 2d S F 1Z Y Y 2KT a
a σψ[]S
K lim
N F σσ=
查表可知
1.6K N = 1.1S min =
βαK K K K K V A =
查表分析可知
1.2K 1K 1.1K 1K V A ====βα
0.5=ψ
又根据设计要求可知14Z min = T=50Nm 又查表可知
1.55F
2.80Y Sa Fa ==
经计算可知 m ≥1.563
经实际需求取 m =2
齿轮的齿数确定
根据转动比，以及箱体内部尺寸要求可以得到各个齿轮的齿数 Z3=15 ,Z4=30,Z5=32,Z6=39,Z7=14,Z8=22,Z9=30。
计算齿轮的基本尺寸
齿顶圆直径a d 由《机械零件设计手册》得 h *
a =1 c *
= 0.25
基本计算公式：P=πm
θDcos J 2.5-Z m D 2Z m D mZ D 2.25m H 1.25m H m H f a f a ==+=====）（）（ 又已知θ=20
代号
齿厚
齿距（p ） 齿顶高
（Ha ） 齿根高（Hf ） 齿全高（H ） 分度圆直径
（D ） 齿顶圆直径（Da ） 齿根圆直径（Df ）
基圆直径（J ） 3（Z=15） 9
6.28 2 2.5 4.5 30 34 25 28.19 4（Z=30） 18 6.28 2 2.5 4.5 60 64 55 56.38 5（Z=32） 19.2 6.28 2 2.5 4.5 64 68 59 60.02 6（Z=30） 18 6.28 2 2.5 4.5 55 64 55 56.38 7（Z=14） 8.4 6.28 2 2.5 4.5 28 33.6 24.6 26.31 8（Z=22） 13.2 6.28 2 2.5 4.5 44 48 39 41.34 9（Z=30） 18
6.28
2
2.5
4.5
60
64
55 56.38
4.2.2 齿轮弯曲强度校
（一） 由前叙的式子知齿轮的许用弯曲应力
[]a F MP 2441=σ[]a F MP 2042=σ
（二）计算两齿轮齿根的弯曲应力 由《机械零件设计手册》得
1F Y =2.63 2F Y =2.19
比较[]F F Y σ/的值
1F Y /[1F σ]=2.63/244=0.0108>2F Y /[2F σ]=2.19/204=0.0107 计算尺寸最大的齿轮齿根弯曲应力为
132.9132
21863
.250200020002222111=????==
Z m B Y KT F F σMpa []1F σ<
所以齿轮的弯曲强度满足要求。
4.3 齿轮的尺寸计算及结构设计
由于最大的齿轮直径为64 ，所总体看来不需要采用腹板式结构，所以采用整体式铸造。最小的齿轮采用轴齿式结构。 Z=22的齿轮结构
基本尺寸如下： 轴孔直径 d= 22)(m m 轮毂直径 1D =36)(m m 轮毂长度 L=20)(m m
Z=30换向齿轮的结构
轴孔直径 d= 18)(m m 轮毂直径 1D =32)(m m 轮毂长度 L=20)(m m
拨动轮的结构
由于采用了2档三级变速的结构，所以拨动轮有两个，为了结构的简单，和工作的可靠性，将其设计为整体式结构。 基本尺寸：轮毂外径d=30 轮毂厚度m=6 具体结构如下图所示。
Z=30的调速齿轮的结构
装配在轴4上，与轴3上的齿轮啮合以实现调速
基本尺寸如下图所示：轮毂长度L=20 轮毂厚度m=6.5 轮毂外径
d=34.
第五章 轴的设计计算
5.1 轴的材料和热处理的选择
由《机械零件设计手册》中的图表查得 选45号钢，调质处理，HB217～255
b σ=650MPa s σ=360MPa 1-σ=280MPa
5.2 轴几何尺寸的设计计算
5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径
d ≥[]3
1b -0.1
Me
σ 查表可知[]901b -=σ 根据实际要求可知Me=50Nm 计算得到d ≥15.895
考虑需要开键槽则d=17 所以选取标准直径d=17()mm 5.2.2 轴的结构设计
根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，轴均设计为阶
梯轴，轴的长度及各轴肩的长度是根据配合要求，尺寸要求，强度要求及功能要
求确定的。具体结构及尺寸见下面的图。
轴1 为动力输入轴，主要公能是将地轮的动力引入变速器。由于轴上的齿轮尺寸比减小，为满足强度要求采用了轴齿整体结构的形式。
轴2 轴2主要作用是为了换向，轴上只装了一个齿轮，他与下一级齿轮的啮合只改变方向，不改变速度的大小。
轴3 拨动轮装在轴3上，由于此轴与拨动轮之间既要传递扭矩又要有左右滑动，所以轴3上开有长键槽。
轴4 为调速轴，装配在此轴上的齿轮与装配在轴3的齿轮相互啮合以实现调速。
5.2.3 轴的强度校核
轴1计算说明（受力分析图及弯矩图如下图所示）
竖直面内的受力 F 1t =
3333.30.03502d 2T 1=?=N F 1r =1213.2N tan .1=αt F R MV =
N r 7.1115361
332F 1=? R NV =F 1r -R MV =97.5N
弯矩：M AV =R MV ?29=32355.3Nmm 水平面内受力分析 R MH =
3065.5361
332F 1t =?N NH R =
267.8361
29F 1t =?N
弯矩：M AH =R MH ?29=88899.5Nmm 合成弯矩：M A =94604.4M M 2
AH
2AV =+Nmm
当量弯矩：99247.1)(M M 22
A AV =+=T αNmm 校核：
由图表查得， []b 1-σ=280MPa d []33
b 1-e 280
0.199.24100.1M 10?=≥σ=15.25mm
考虑键槽d=15.25mm<17mm 则强度满足要求 轴2 计算说明（受力分析图及弯矩图如下所示）
F 2t =
1666.7d 2T
2
=N F 2r =606.6N tan .2=αt F R MV =
548.528
264264F 2t =+?N NV R =F 2r -R MV =58.2N
弯矩 M BV =R MV ?28=15358Nmm 水平面内受力分析 R MH =
1506.928
264264F 2t =+?N NH R =
159.8292
28F 2t =?N
弯矩：M BH =R MH ?28=42193.2Nmm 合成弯矩：M B =44901.4M M 2
BH
2BV =+Nmm
当量弯矩：54001.3)(M M 22
B BV =+=T αNmm 校核：
由图表查得， []b 1-σ=280MPa d []33
b 1-e 280
0.154100.1M 10?=≥σ=12.4mm
考虑键槽d=12.4mm<17mm 则强度满足要求 轴
3
计算说明（受力分析图及弯矩图如下所示）
F 1t =
1666.7d 2T
1
=N F 1r =606.6N F 2r =606.6N F 2t =1666.7N
R MV =
317.2236
99.4-236F -260F 21r t =??）
（N R NV =R MV =317.2N 水平面内受力分析
R MH =
2800.9236
99.4-236F 23624F 21t t =?++?）
（）（N NH R =
532.5236
24
F -99.4F 12t t =??N
校核：
由图表查得， []b 1-σ=280MPa
d []33
b 1-e 280
0.189.9
100.1M 10?=≥σ=15.25mm
考虑键槽d=14.75mm<17mm 则强度满足要求
轴4 计算说明（受力分析图及弯矩图如下所示）
F 4t =
357.4d 2T
4
=N F 4r =F 4t .tan α=1300N R MV =
860.1302
199.8F 4t =?N
R NV =F 4r -R MV =439.9N 水平面内受力分析 R MH =
2362.8302
199.8F 4t =?N
NH R =
1208.6302
984.2F 2t =+?）
（N
弯矩 ：M DH =R MH ?（4.2+98）=241478.16Nmm 合成弯矩：M DH =256979.6
M M 2
DH
2DV =+Nmm 当量弯矩：258724.8)(M M 22
B DV =+=T αNmm 校核：
由图表查得， []b 1-σ=280MPa d []33
b 1-e 280
0.1258.72
100.1M 10?=≥σ=15.25mm
考虑键槽d=20.98mm<22mm 则强度满足要求
5.3 轴用弹性挡圈的选择
查机械设计与创新教材p333 表18.11可知 轴径（d ） 挡圈内孔直径（d ）
厚度（s ） 沟槽d 2
槽宽（m ） 外侧最小宽
度（n ）
17 15.7 1 16.2 1.1 ≥1.2
18 16.5 1 17 1.1 ≥1.5 21 19.5 1 20 1.1 ≥1.5 22 20.5 1 21 1.1 ≥1.5
30
27.5
1
28.6
1.3
≥2.1
5.4 轴及套筒配合的尺寸公差的计算
由于我们的轴都是阶梯轴，所以需要计算配合公差的部分是装配齿轮的轴段，不装配齿轮的部分只需计算加工精度即可。普通车床的加工精度：单位（mm ）
外圆精度 0.01，外圆圆柱度 0.01/100 ，端面平面度 0.02/200， 螺纹螺距精度 0.06/300 外圆粗糙度Ra/um 2.5~1.25。所以普通车床很容易满足精度要求。
齿轮的精度等级9，配合精度等级IT8，配合原理基孔制。 过盈配合的计算
D=21 i=0.45m 1.2620.001D D 3μ=+ T=25i=0.031mm
轴的尺寸 D=21P80.0620.031++ 孔的尺寸D=21H80.0310
+ 配合尺寸D=21P8
H8（
0.0620031
0.0310
+++）
D=22 i=0.45m 1.2810.001D D 3μ=+ T=25i=0.032
轴的尺寸 D=22P80.0640.032++ 孔的尺寸 D=22H80.0320
+ 配合尺寸 D=22P8
H8（
0.0640032
0.0320
+++）
D=18 i=0.45m 1.1970.001D D 3μ=+ T=25i=0.030mm
轴的尺寸 D=18P80.0600.030++ 孔的尺寸 D=18H80.0300
+ 配合尺寸 D=18P8H8（
0.0600030
0.0300
+++）
间隙配合的计算
D=17 i=0.45m 1.1740.001D D 3μ=+ T=25i=0.029
轴的尺寸 D=17f600.029-+
孔的尺寸 D=17H70.029
0+
配合尺寸 D=17f 6
H7
（
0.029
-0.0290+）
D=30 i=0.45m 1.4280.001D D 3μ=+ T=25i=0.035
轴的尺寸 D=30f600.035-+ 孔的尺寸D=30H70.0350+
配合尺寸 D=30f 6
H7（
0.035
-0.0350+）
第六章 轴承、键的选择
6.1 轴承的选择及校核
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
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
目录 一、机械式变速器的概述及其方案的确定 (2) 1、变速器的功用和要求 (2) 2、变速器传动方案及简图 (2) 3、倒档的布置方案 (3) 二、变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (4) 1、变速器的主要参数选择 (4) 2、齿轮参数 (5) 3、各档传动比及其齿轮齿数的确定 (6) 4、轮的受力和强度校核 (8) 三、轴和轴承的设计与校核 (12) 1、轴的工艺要求 (12) 2、轴的设计 (12) 3、轴的校核 (13) 4、轴承的选择和校核 (17)
一.机械式变速器的概述及其方案的确定 （一）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。 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。 （二）变速器传动方案及简图 下图a所示方案，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。下图b、c、d所示方案的各前进档，均用常啮合齿轮传动；下图d 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，这样布置除可以提高轴的刚度，减少齿轮磨损和降低工作噪声外，还可以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。
目录 一、前言 (2) 二、课程设计任务书说明书 (3) 三、电动机的选择 (4) 四、传动零件设计计算 (6) 一、带的确定 (6) 二、齿轮的设计 (8) 三、轴的结构设计及计算 (13) 五、箱体的结构及其附件设计 (20) 六、密封件，润滑剂及润滑方式的选择 (23) 七、心得体会 (23) 八、参考文献 (24)
一、前言 机械设计课程设计是机械设计课程中重要的综合性与实践性教学环节，是培养学生动手能力的重要方法，设置课程设计的基本目的为： 1综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固、加深和拓展所学的知识。 2 通过设计实践逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，熟悉 和掌握机设 的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 3 通过设计计算、绘图以及运用技术标准、规范、设计手册等有关资料，进行全面的机械设计基本技能的训练。 机械设计课程设计的题目常选择通用机械的传动装置，例如以齿轮减速器为主体的机械传动装置的设计等，设计内容包括：传动装置的总体设计；传动零件、轴、轴承、联轴器等的设计计算和选择；装配图零件图的设计；编写设计计算说明书。 机械设计课程设计是在教师指导下由学生独立完成的，是对我们学生进行的第一次较为全面的设计训练。学生应明确设计任务，掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，提倡独立思考，有错误要认真修改，精益求精。 课程设计进程的各阶段是相互联系的，设计时，零、部件的结构尺寸不是完全由计算确定的，还要考虑结构、工艺性、经济性以及标准化、系列化等要求，由于影响零、部件结构尺寸的因素很多，随着设计的进展，考虑的问题会更全面、合理，故后阶段设计要对前阶段设计中不合理机构尺寸进行必要的修改。所以，课程设计要边计算、边绘图，反复修改，设计和绘图交替进行。 在设计中贯彻标准化、系列化与通用化可以保证互换性、降低成本、缩短设计周期，是机械设计应遵循的重要原则之一，也是设计质量的一项评价指标。 学习和善于利用长期以来所积累的宝贵经验设计经验和资料，可以加快设计进程，避免不必要的重复劳动，是提高设计质量的重要保证，也是创新的基础。然而，任何一项设计任务均可能有多种决策方案，应从具体情况出发，认真分析，既要合理吸取，又不可盲目的照搬、照抄。
8.4 变速箱齿轮设计方法 8.4.1 变速箱齿轮的设计准则： 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的，所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况，应该将它们分为高档工作区和低档工作区两大类。齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数等都应该按这两个工作区进行不同的选择。 高档工作区：通常是指三、四、五档齿轮，它们在这个区的工作特点是行车利用率较高，因为它们是汽车的经济性档位。在高档工作区的齿轮转速都比较高，因此容易产生较大的噪声，特别是增速传动，但是它们的受力却很小，强度应力值都比较低，所以强度裕量较大，即使削弱一些小齿轮的强度，齿轮匹配寿命也在适用的围。因此，在高档工作区齿轮的主要设计要降低噪声和保证其传动平稳，而强度只是第二位的因素。 低档工作区：通常是指一、二、倒档齿轮，它们在这个区的工作特点是行车利用率低，工作时间短，而且它们的转速比较低，因此由于转速而产生的噪声比较小。但是它们所传递的力矩却比较大，轮齿的应力值比较高。所以低档区齿轮的主要设计要提高强度，而降低噪声却是次要的。 在高档工作区，通过选用较小的模数、较小的压力角、较大的螺旋角、较小的正角度变位系数和较大的齿顶高系数。通过控制滑动比的噪声指标和控制摩擦力的噪声指标以及合理选用总重合度系数、合理分配端面重合度和轴向重合度，以满足现代变速箱的设计要求，达到降低噪声、传动平稳的最佳效果。而在低档工作区，通过选用较大的模数、较大的压力角、较小的螺旋角、较大的正角度变位系数和较小的齿顶高系数，来增大低档齿轮的弯曲强度，以满足汽车变速箱低档齿轮的低速大扭矩的强度要求。以下将具体阐述怎样合理选择这些设计参数。 8.4.2 变速箱各档齿轮基本参数的选择： 1 合理选用模数： 模数是齿轮的一个重要基本参数，模数越大，齿厚也就越大，齿轮的弯曲强度也越大，它的承载能力也就越大。反之模数越小，齿厚就会变薄，齿轮的弯曲强度也就越小。对于低速档的齿轮，由于转速低、扭矩大，齿轮的弯曲应力比较大，所以需选用较大的模数，以保证其强度要求。而高速档齿轮，由于转速高、扭矩小，齿轮的弯曲应力比较小，所以在保证齿轮弯曲强度的前提下，一般选用较小的模数，这样就可以增加齿轮的齿数，以得到较大的重合度，从而达到降低噪声的目的。 在现代变速箱设计中，各档齿轮模数的选择是不同的。例如，某变速箱一档齿轮到五档齿轮的模数分别是：3.5；3；2.75；2.5；2；从而改变了过去模数相同或模数拉不开的状况。 2合理选用压力角： 当一个齿轮的模数和齿数确定了，齿轮的分度圆直径也就确定了，而齿轮的渐开线齿形取决于基圆的大小，基圆大小又受到压力角的影响。对于同一分度圆的齿轮而言，若其分度圆压力角不同，基圆也就不同。当压力角越大时，基圆直径就越小，渐开线就越弯曲，轮齿的齿根就会变厚，齿面曲率半径增大，从而可以提高轮齿的弯曲强度和接触强度。当减小压力角时，基圆直径就会变大，齿形渐开线就会变的平直一些，齿根变薄，齿面的曲率半径变小，从而使得轮齿的弯曲强度和接触强度均会下降，但是随着压力角的减小，可增加齿轮的重合度，减小轮齿的刚度，并且可以减小进入和退出啮合时的动载荷，所有这些都有利于降低噪
《工程机械底盘设计》课程设计 行星齿轮式变速箱传动方案设计任务书 2010级工程机械专业 设计起止时间：2012年12月28日～2012年1月11日 一．设计任务 综合法设计行星齿轮式变速箱传动方案 二．设计内容 1.行星齿轮式变速箱传动方案设计； 2.齿轮传动设计； 3.绘制综合速度平面图，并分析构件的转速和转矩，确定换挡离合器的安装位置。三．设计参数 四．设计要求 1.《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》须打印或用学校统一印制的课程设计专用稿纸抄写；设计计算说明书要求层次分明，字迹工整，语句通顺，公式运用恰当，计算结果准确，传动方案实用。 2.计算过程不能省略，计算过程中的小数点后面保留两位。 3.按时独立完成设计任务，严禁相互抄袭。 4.在完成课程设计期间，必须遵守学院的各项规章制度。 五．设计进度 第一周完成＂设计内容＂中的第1、2项，第二周完成＂设计内容＂中的第三项和整理《设计计算说明书》。 六．设计成果 《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》一份。 《工程机械底盘设计课程设计计算说明书》装订顺序： 封面—任务书—目录—说明书—封底。
目录 一、综合法设计行星齿轮式变速箱传动方案 (3) 1、已知条件 (3) 2、根据不等于1的传动比数目计算可列出的方程式数 (3) 3、根据方程式数计算方程组数（传动方案数） (3) 4、计算旋转构件数 (3) 5、给旋转构件命名 (3) 6、用构件名称组合方程式 (3) 7、绘制变速箱传动示意图 (5) 8、绘制传动简图、计算循环功率 (9) 二、齿轮传动设计 (12) 1、齿轮模数和齿圈分度圆直径确定 (12) 2、齿圈和太阳轮齿数计算 (12) 3、齿轮传动安装条件校核 (12) 三、绘制综合转速平面图，分析构件的转速并确定换档离合器位置 (14) 1、已知条件 (14) 2、构件转速平面图绘制 (14) 3、构件转速分析 (17) 4、换档离合器的位置确定 (18) 四、参考资料 (18)
毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 赵国庆 系部 汽车与交通工程学院 专业、班级 车辆工程07-7班 指导教师姓名 赵雨旸 职称 副教授 从事 专业 车辆工程 交通工程 是否外聘 □是□√否 题目名称 双离合器式自动变速器的六挡齿轮变速器设计 一、课题研究现状、选题目的和意义 1.研究现状 现今的汽车变速器发展的十分迅速，各大公司纷纷推出新的产品，但是变速器技术的每次革新都与汽车相关科学的发展密切相关，计算机技术,先进制造技术，机械自动化技术，模拟仿真材料科学等都为变速器的发展提供了有力的保障，同时变速器的发展也为相关科学技术提出了更高的要求。 1894年，一个法国工程师给一辆汽车装上世界上第一个变速器至今，汽车变速器已经经过了一百多年的发展。变速器，英文Transmission ，作为汽车重要的组成部分，是承担放大发动机扭矩，实现理想动力传递，从而适应各种路况实现汽车行驶的主要装置。从最初采用侧链传动到手动变速器，及至液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再到现在无级自动变速器的普及，在汽车工业技术不断前进的同时，变速器也向着更平顺、更省油、更富驾驶乐趣的方向不断发展。直至双离合自动变速器的出现，变速器技术又伴随着速度和梦想，迈向了一个全新的高度。需要全套设计请联系Q Q1537693694 双离合器自动变速器具有高效率和舒适性，自从问世以来，已经取得了巨大的市场。开发双离合自动变速器技术的核心就在于双离合器模块、扭振减震器模块和控制模块的技术。这些模块是双离合器自动变速器中的关键零部件，是这种先进的自动变速器的心脏和大脑。2003年世界首款双离合器自动变速器投放市场，使用的就是美国博格华纳公司生产的模块。目前双离合变速器的核心技术掌握在美国博格华纳(BorgWarner)和德国舍弗勒(Schaeffler)集团手中。博格华纳是大众第一代六速DSG （大众的DCT ）关键技术的提供者，为大众DSG 提供湿式双离合。大众推出了新一代干式七速双离合变速器，由德国舍弗勒集团旗下的LucK 公司提供。 1940年，Darmstadt 大学教授Rudolph Franke 第一个申请了双离合器变速器专利，该变速器曾经在卡车上试验过，但是没有投入批量生产。随后保时捷也发明了专用于赛车的双离合变速器（PDK Porsche Doppel Kupplungen ）。然而，在那个时代，未能成功将DCT/PDK 技术投入批量生产。 人们所熟知的变速器一般有手动变速器和自动变速器。传统的变速器利用不同的齿轮搭配实现了上述目的，而齿轮搭配的变换就只有靠脚踩离合手拉挡杆来实现，这就是所谓的手动变速器。为实现轻松换挡，取消离合脚踏和手动挂挡的AT(AutomaticTransmission)变速器出现了，它主要利用液力变扭器配合传统机械齿轮箱实现换挡功能。人们通常所说的自动变速汽车就是使用了这种AT 。 随着市场对于车辆平顺舒适、高效节能的要求不断升级，大众公司和博格华纳携手突破技术界限，打造出了一款换档平顺动感，大幅度减少能耗，且能够配合于大扭矩，大排量发动机的变速器——DSG 双离合自动变速器。 双离合器自动变速器(DCT)是一种机械式自动变速器，它保持了AMT 的各种优点，但其
.. . … 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 确定其他档位的齿数 (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)
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
Abstract Transmission 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
4.4 变速箱齿轮设计方法 4.4.1 变速箱齿轮的设计准则： 由于汽车变速箱各档齿轮的工作情况是不相同的，所以按齿轮受力、转速、噪声要求等情况，应该将它们分为高档工作区和低档工作区两大类。齿轮的变位系数、压力角、螺旋角、模数和齿顶高系数等都应该按这两个工作区进行不同的选择。 高档工作区：通常是指三、四、五档齿轮，它们在这个区内的工作特点是行车利用率较高，因为它们是汽车的经济性档位。在高档工作区内的齿轮转速都比较高，因此容易产生较大的噪声，特别是增速传动，但是它们的受力却很小，强度应力值都比较低，所以强度裕量较大，即使削弱一些小齿轮的强度，齿轮匹配寿命也在适用的范围内。因此，在高档工作区内齿轮的主要设计要求是降低噪声和保证其传动平稳，而强度只是第二位的因素。 低档工作区：通常是指一、二、倒档齿轮，它们在这个区内的工作特点是行车利用率低，工
作时间短，而且它们的转速比较低，因此由于转速而产生的噪声比较小。但是它们所传递的力矩却比较大，轮齿的应力值比较高。所以低档区齿轮的主要设计要求是提高强度，而降低噪声却是次要的。 在高档工作区，通过选用较小的模数、较小的压力角、较大的螺旋角、较小的正角度变位系数和较大的齿顶高系数。通过控制滑动比的噪声指标和控制摩擦力的噪声指标以及合理选用总重合度系数、合理分配端面重合度和轴向重合度，以满足现代变速箱的设计要求，达到降低噪声、传动平稳的最佳效果。而在低档工作区，通过选用较大的模数、较大的压力角、较小的螺旋角、较大的正角度变位系数和较小的齿顶高系数，来增大低档齿轮的弯曲强度，以满足汽车变速箱低档齿轮的低速大扭矩的强度要求。以下将具体阐述怎样合理选择这些设计参数。 4.4.2 变速箱各档齿轮基本参数的选择： 1 合理选用模数： 模数是齿轮的一个重要基本参数，模数越大，
经济型轿车机械式手动变速箱设计计算说明书
目录 1.设计任务书 (2) 2.总体方案论证 (2) 3.变速器主要参数及齿轮参数的选择 (5) 4.变速器主要零部件的几何尺寸计算及可靠性分析 (15) 4.1变速器齿轮 (15) 4.2变速器的轴 (19) 4.3变速器轴承 (24) 5.驱动桥（主减速器齿轮）部分参数的设计与校核 (31) 6.普通锥齿轮差速器的设计 (37) 7.设计参数汇总（优化后） (45) *参考文献 (48)
1设计任务书 根据给定汽车车型的性能参数，进行汽车变速箱总体传动方案设计，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，绘出指定总成的装配图和部分零件图。 表1-1 轿车传动系统的主要参数 2 总体方案论证 变速器的基本功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使汽车得到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。此外，应保证汽车能倒退行驶和在滑行时或停车时使发动机和传动系保持分离。需要时还应有动力输出的功能。 变速器设计应当满足如下基本要求： ?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； ?有空档和倒档，使发动机可以与驱动轮长期分离，使汽车能倒车； ?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）； ?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； ?应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出； ?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。 在已经给出的设计条件中，具体的参数说明如下： 2.1 传动机构布置方案分析
摘要 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。而变速器设计是汽车设计中重要的环节之一。它是用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，因此它的性能影响到汽车的动力性和经济性指标，对轿车而言，其设计意义更为明显。在对汽车性能要求越来越高的今天，车辆的舒适性也是评价汽车的一个重要指标，而变速器的设计如果不合理，将会使汽车的舒适性下降，使汽车的运行噪声增大。本设计针对乘用车变速器进行系统深入的研究. 本设计结合机械变速器的设计方法，深入研究了变速器传动比的计算，挡数的分配，齿轮参数的计算，轴及轴承的选择等，从而使乘用车的舒适性和动力性有很大的提高。 关键字：传动比；齿轮参数；轴；轴承
ABSTRACT With the rapid development of automobile industry, the diversity of models, individual has become a developing trend. The transmission design is an important part of automotive design one. It is used to change the engines torque and reached the driving wheel speed, so its impact on vehicle dynamic performance and economy indicators, on cars, its more obvious sense of design. Performance in increasingly high demand on the car today, the vehicles comfort is an important index for evaluation of car, and transmission design, if unreasonable, will decrease the comfort of the automobile, so that the car is running the noise increases. The design for the passenger car transmission system in-depth study carried out The design combined with mechanical transmission design, in-depth study of the transmission gear ratio calculation, the distribution of the number block, the calculation of gear parameters, choice of shaft and bearing, so passenger comfort and dynamic have greatly improved. Key words: Transmission Ratio; Keeps Off The Number; Axis; Bearings
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 确定其他档位的齿数 (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)
轿车机械式手动变速箱设计计算说明书 班级：车辆1001 组别： 02
目录 1.设计任务书 (2) 2.总体方案论证 (2) 3.变速器主要参数及齿轮参数的选择 (5) 4.变速器主要零部件的几何尺寸计算及可靠性分析 (15) 4.1变速器齿轮 (15) 4.2变速器的轴 (19) 4.3变速器轴承 (24) 5.驱动桥（主减速器齿轮）部分参数的设计与校核 (31) 6.普通锥齿轮差速器的设计 (37) 7.设计参数汇总（优化后） (45) *参考文献 (48) 1设计任务书 根据给定汽车车型的性能参数，进行汽车变速箱总体传动方案设计，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，
绘出指定总成的装配图和部分零件图。 表1-1 轿车传动系统的主要参数 组别发动机主要参数 第二组 2.0L横置 前驱 FF，MT 5挡，错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。，错误！未找到引 用源。 2 总体方案论证 变速器的基本功用是在不同的使用条件下，改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速，使 汽车得到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。此外，应保证汽 车能倒退行驶和在滑行时或停车时使发动机和传动系保持分离。需要时还应有动力输出的功能。 变速器设计应当满足如下基本要求： ?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； ?有空档和倒档，使发动机可以与驱动轮长期分离，使汽车能倒车； ?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）； ?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； ?应设置动力输出装置，以便必要时进行功率输出； ?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。 在已经给出的设计条件中，具体的参数说明如下： 表2-1 汽车传动系统主要参数 发动机2.0L横置 变速器 MT 5挡 发动机最大扭矩[错误！ 未找到引用源。] 170/4000 发动机最大功率[错 误！未找到引用源。] 85/5200
变速器的设计计算 一 确定变速器的主要参数 一、各挡传动比的确定 不同类型的变速器，其挡位数也不尽相同，本设计为五挡变速器。传动比为已知：i 1=6.02，i 2=3.57， i 3=2.14，i 4=1.35，i 5=1.00， i R =5.49. 二、中心距A 的选取 初选中心距A 时，可根据下述经验公式初选： A=K 式中，A 为变速器中心距(mm)；A K 为中心距系数，货车：A K =8.6-9.6；emax T 为发动机最大转矩（emax T =165 N ·m ）；1i 为变速器一挡传动比(i 1 =6.02)；g η为变速 器传动效率，取96%。本设计中，取A K =9.0。 将数值代入公式，算得A=88.5849mm ，故初取A=89mm 。 三、变速器的轴向尺寸 影响变速器壳体轴向尺寸的因素有挡数、换挡机构形式以及齿轮形式。设计时可根据中心距A 的尺寸参照下列经验关系初选： 五挡货车变速器壳体轴向尺寸：(2.7～3.0) A=239.18mm ～265.75mm 。 选用壳体轴向尺寸为260mm 。 四、齿轮参数 （1）齿轮模数 变速器齿轮模数：货车最大总质量在1.8～14.0t 的货车为2.0～3.5mm 。齿轮模数由齿轮的弯曲疲劳强度或最大载荷下的静强度所决定。当增大尺宽而减小模数时将降低变速器的噪声，增大模数并减小尺宽和中心距将减小变速器的质量。 对于斜齿轮 m n =K m 3max e T 式中 m n ——齿轮模数 mm
K m ——为模数系数，一般K m =0.28~0.37。本设计中取K m =0.35。 将数值代入计算得 m n =1.919 mm,取m n =2。 对于直齿轮 m=K 1 m 3 1 T ? 式中 m——一挡齿轮模数 mm K 1 m ——一挡齿轮模数系数，一般K 1 m =0.28~0.37。本设计中取 K 1 m =0.30 T 1——一挡输出转矩，T 1 =T max e *i 1 i 1 ——一挡传动比 当数值代入计算得m=2.993 mm,取m=3 参考国标（GB1357-87）规定的第一系列模数： 一档和倒挡的模数: m＝3mm； 二，三，四，五挡的模数：m n ＝2mm; （2）压力角α 齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了轮齿刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合时的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角增大时，可提高齿轮的抗弯强度和表面接触强度。本设计中采用标准压力角α=20°。 （3）螺旋角β 选取斜齿轮的螺旋角，应该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。选用大些的螺旋角时，会使齿轮啮合的重合度增加，因而工作平稳，噪声降低，齿轮的强度也相应提高。因此从提高低挡齿轮的抗弯强度出发，β不宜过大，以15°~25°为宜；而从提高高挡齿轮的接触强度和增加重合度着眼，应选用较大的螺旋角。 螺旋方向的选择：斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用在轴承上。设计时应力求中间轴上同时工作的两对齿轮的轴向力相互抵消，以减少轴荷，提高寿命。为此，中间轴上的全部齿轮一律采用右旋，而一、二轴上的斜齿轮取左旋，其轴向力经轴承盖由壳体承受。 为使工艺简便，中间轴轴向力不大时，可将螺旋角仅取为三种。
目录 传动方案的初步确定 (1) 齿轮的形式 (1) 换挡机构形式 (1) 变速器轴承 (2) 变速器传动结构布置 (2) 变速器结构简图 (2) 齿轮主要参数的确定 (3) 齿轮齿数的确定 (4) 倒挡齿轮齿数的确定 (11) 齿轮刚度、强度及可靠性的计算 (12) 轴尺寸的确定 (16)
传动方案初步确定 （1）变速器第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体，第2轴前端经滚针轴承支撑在第1轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一条直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接挡。档位搞的齿轮采用常啮合齿轮传动，1挡采用滑动直齿轮传动。 （2）倒档利用率不高，而且都是在停车后在挂入倒档，因此可以采用支持滑动齿轮作为换挡方式。倒挡齿轮采用联体齿轮，避免中间齿轮在最不利的正负交替对称变化的弯曲应力状态下工作，提高寿命，并使倒挡传动比有所增加，装在靠近支承出的中间轴1挡齿轮处。 齿轮形式 齿轮形式有直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮。两者相比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、工作时噪声低的优点；缺点是制造工艺复杂，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抵挡和倒挡。 换挡机构形式 此变速器换挡机构有直齿滑动齿轮、移动啮合套换挡和同步器换挡三种形式。 采用轴向滑动直齿齿轮换挡，会在轮齿端面产生冲击，齿轮端部磨损加剧并过早损坏，并伴有噪声，不宜用于高档位。为简化机构，降低成本，此变速器1挡、倒挡采用此种方式。 常啮合齿轮可用移动啮合套换挡。因承受换挡冲击载荷的接合齿齿数多，啮合套不会过早被损坏，但不能消除换挡冲击。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。因此不适合用于本设计中的变速器，不采用啮合套换挡。 使用同步器能保证换挡迅速、无冲击、无噪声，得到广泛应用。虽然结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大，但为了降低驾驶员工作强度，降低操作难度，2挡以上都采用同步器换挡。 变速器轴承 变速器轴承常采用圆柱滚子轴承、球轴承、滚针轴承、圆锥滚子轴承、滑动轴套等。 变速器第1轴、第2轴的后部轴承以及中间轴前、后轴承，按直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱滚子轴承。中间轴上齿轮工作时产生的轴向力，原则上由前或后轴承来承受都可以；但当在壳体前端面布置轴承盖有困难的时候，必须由后端轴承承受轴向力，前端采用圆柱滚子轴承承受径向力。滚针轴承、滑动轴套用于齿轮与轴不固定连接，有相对转动的地方，比如高档区域同步器换挡的第2轴齿轮和第2轴的连接，由于滚针轴承滚动摩擦损失小，传动效率高，径向配合间隙小，定位及运转精度高，有利于齿轮啮合，在不影响齿轮结构的情况下，
高级轿车三轴五档手动机械式变速器 设计说明书 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 确定其他档位的齿数 (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)
目录 绪论 (1) 1．概述 (5) 1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5) 1.2设计任务和主要技术要求 (5) 1.3操作性能要求 (6) 2.技术参数确定与方案设计 (6) 2.1原始数据 (6) 2.2开展CM6132功能原理设计 (6) 3．运动设计 (7) 3.1确定转速极速 (7) 3.1.1计算主轴最高转速 (9) 3.1.2计算主轴最低转速 (10) 3.1.3确定主轴标准转速数列 (11) 3.2主电动机的选择 (12) 3.3变速结构的设计 (14) 3.3.1 主变速方案拟定 (14) 3.3.2 拟定变速结构式 (14) 3.3.3拟定变速结构网 (15) 3.3.4 验算变速结构式 (16)
3.5齿轮齿数的估算 (20) 3.6主轴转速误差 (23) 4.动力设计 (26) 4.1电机功率的确定 (26) 4.2确定各轴计算转速 (26) 4.3带轮的设计 (27) 4.4传动轴直径的估算 (30) 4.5齿轮模数的确定 (33) 4.6主轴轴颈的直径 (36) 4.6.1主轴悬伸量a (36) 4.6.2主轴最佳跨距0L的确定和轴承的选择 (36) 4.6.3主轴组件刚度验算 (37) 5. 结构设计 (38) 5.1齿轮的轴向布置 (39) 5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40) 5.2.1 I轴的设计 (42) 5.2.2 II轴的设计 (42) 5.2.3 III轴的设计 (42) 5.2.4 带轮轴的设计 (42) 5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43) 5.2.6主轴的设计 (43) 5.2.7 主轴组件设计 (43) 5.3齿轮布置的注意问题 (44)