三轴四档式手动变速器设计
1 绪论
1.1概述
自1886年世界上第一辆汽车诞生以来，汽车已经历了近120年的发展。随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。
动力传动系统是指动力装置输出的动力，经过传动系统到达驱动车轮之间的一系列部件的总称，它使汽车实现起步、变速、减速、差速、变向等功能，为汽车提供良好的动力性与燃油经济性能。其基本功能是将发动机发出的动力传给驱动车轮。动力传递的方式按结构和传动介质可分为机械式、液力机械式、静液式（容积液压式）、电力式等。
传动系的组成及其在汽车上的布置形式，取决于发动机的形式和性能、汽车总体结构形式、汽车行驶系及传动系本身的结构形式等许多因素。
变速器在发动机和汽车之间主要起着匹配作用，通过改变变速器的传动比，可以使发动机在最有利的工况范围内工作。
变速器通常还设有到档，在不改变发动机旋转方向的情况下汽车能倒退行驶；设有空档，在滑行或停车时发动机和传动系能保持分离。变速器还应能进行动力输出。手动变速器基本上是由齿轮、轴、轴承、同步器等动力传动部件组成。
变速器能使汽车以非常低的稳定车速行驶，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。变速器的倒档使汽车可以倒退行驶；其空档使汽车在启动发动机、停车和滑行时能长时间将发动机与传动系分离。
变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。根据需要，还可以加装动力输出器。
按传动比变化方式，变速器可以分为有级式、无级式和综合式三种。
有级式变速器应用最为广泛。它采用齿轮传动，具有若干个定值传动比。按
所用轮系形式不同，有轴线固定式（普通变速器）和轴线旋转式变速器（行星齿轮变速器）两种。目前，轿车和轻、中型货车变速器的传动比通常有3～5个前进档和一个倒档，在重型货车用的组合变速器中，则有更多档位。所谓变速器档数即指其前进档位数。
无级式变速器的传动比在一定的数值范围内可按无限多级变化，常见的有电力式和液力式（动液式）两种。电力式无级变速器的变速传动部件为直流串激电动机，除在无轨电车上应用外，在超重型自卸车传动系中也有广泛采用的趋势。动液式无级变速器的传动部件是液力变矩器。
综合式变速器是指由液力变矩器和齿轮式有级变速器组成的液力机械式变速器，其传动比可在最大值与最小值之间的几个间断的范围内作无级变化，目前应用较多。
强制操纵式变速器靠驾驶员直接操纵变速杆换挡，为大多数汽车所采用。
半自动操纵式变速器有两种型式。一种是常用的几个档位自动操纵，其余档位则由驾驶员操纵；另一种是预选式，即驾驶员预先用按钮选定档位，在踩下离合器踏板或松开加速踏板时，接通一个电磁装置或液压装置来进行换档。
在多轴驱动汽车上，变速器之后还装有分动器，以便把转矩分别输送给各驱动桥。
除此之外，变速器还应当满足拆装容易和维修方便等要求。变速器由变速器传动机构和操纵机构组成。变速传动机构可按前进档数或轴的形式不同分类。具体分类如下：
变速器的结构对汽车的动力性、燃油经济性、换档操纵的可靠性与轻便性，传动的平稳性与效率性等都有直的影响。采用优化设计方法对变速器与主减速器，以及发动机的参数作优化匹配，可得到良好的动力性与燃油经济性；采用自锁及互锁装置、倒档安全装置，对接合齿采取倒锥齿侧（或越程咬合、错位接合、齿厚减薄、台阶齿侧）等措施，以及其它结构措施，可使操纵可靠，不跳档、乱档、自行脱档和误挂倒档；采用同步器可使换档轻便、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，双及三中间轴变速器，后置常啮合传动齿轮、短第二轴的变速器，各种自动、半自动以及电子控制的自动换档机构等新结构也相继问世。
变速器多采用飞溅润滑，重型汽车有时强制润滑第一、二轴等。
变速器都装有单向的通气阀，以防壳内空气热胀而漏油及润滑油氧化。壳底的放油塞多置磁铁，以吸附油中铁屑。涉水车需有防水措施。
变速器的设计系列按输出转矩分级，供各种车型选用，也可根据具体车型的使用寿命要求进行设计。可根据同类型在典型路段上实测的随机载荷，用统计分析法组成载荷谱，进行变速器的疲劳寿命计算。这种可靠性设计方法比较符合实际，如果再以油画设计方法选择有关设计参数作最佳匹配，则可得到以最小零部
件尺寸满足设计所要求的寿命和性能的设计方案。有时亦可辅以有限元分析。
为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出如下的设计要求。
(1)正确地选择变速器的档位数和传动比，并使之与发动机参数及主减速比
作优化匹配，以保证汽车具有良好的动力性与燃料经济性。
(2)设置空挡，以保证汽车在必要时能将发动机与传动系长时间分离；使汽
车可以倒退行驶。
(3)体积小、质量小、承载能力强、使用寿命长、工作可靠。
(4)操纵简单、准确、轻便、迅速。
(5)传动效率高、工作平稳、无噪声或低噪声。
(6)制造工艺性好、造价低廉、维修方便。
(7)贯彻零件标准化、部件通用化和变速器总成系列化等设计要求，遵守有
关标准和法规。
(8)需要时应设置动力输出装置。
1.2 国内外发展趋势
回顾变速器技术的发展可以清楚的知道，变速器作为汽车传动系统的重要组成部分，其技术的发展，是衡量汽车技术水平的一项重要依据。21世纪能源与环境、先进制造技术、新型材料技术、信息与控制技术等是科学技术发展的重要领域，这些领域的科技进步推动了变速器技术的发展。
变速器技术的发展动向如下：
（1）节能与环境保护。表示且的节能与环境保护既包括传动系统本身的节能与环境保护，也包括发动机本身的节能与环境保护。因此研究高效率的传动副来节约能源，采用零污染的工作介质或润滑油来避免环境污染，根据发动机的特性和形式工况来设计变速器，提高传动效率和最低污染物排放区运行等措施。
（2）应用新型材料。材料科学与技术是21世纪重点发展的科学技术领域。各种新型材料在变速器中的应用已经推动了汽车技术的发展和性能的提高。
（3）高性能、低成本、微型化。高性能、高效、精密、低噪声、长寿命、重量轻、体积小、低成本一直以来是变速器的发展方向。
2 变速器机构方案的确定
2.1 传动机构布置方案分析
本设计应用在现今使用广泛的发动机前置、后轮驱动的4×2总体布置方案，发动机发出的动力依次经过离合器、变速器、万向传动装置（万向节和传动轴）、主减速器、差速器、半轴，传到驱动轮，如图2.1所示
1.离合器；
2.变速器；
3.万向传动装置；
4.驱动桥
图2.1 发动机前置后轮驱动汽车传动系
变速器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、五和多档几种。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、三轴式和多中间轴式变速器。
2.1.1固定轴式变速器
（1）两轴式变速器固定轴式中的两轴式和中间轴式变速器应用广泛。其中两轴式变速器多用于发动机前置前轮驱动汽车上。
与中间轴式变速器比较，两轴式变速器因轴承数少，所以有结构简单、轮廓尺寸小和容易布置等优点，此外，各中间档位因只经一对齿轮传递动力，故传动效率高同时噪声也低。因两轴式变速器不能设置直接档，所以在高档工作时齿轮和轴承均承载，不仅工作噪声增大，而且易损坏。还有，受结构限制，两轴式变速器的一档速比不可能设计得很大。对于前进档，两轴式变速器输入轴的转动方向与输出轴的转动方向相反；而中间轴式变速器的第一轴与输出轴的转动方向相同。
本设计主要针对的是一吨级货车或旅行车，所以两轴式变速器不适用于本设计。
（2）中间轴式变速器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。变速器第一轴的前端经轴承支承在发动机飞轮上，第一轴上的花键用来装设离合器的从动盘，而第二轴的末端经花键与万向节连接。各传动方案的共同特点是：变速器的第一轴后端与常啮合主动齿轮做成一体。绝大多数方案的第二轴前端经轴承支承在第一轴后端的孔内，且保持两轴轴线在同一直线上，经啮合套将它们连接后可得到直接档。是直接档，变速器的齿轮和轴承及中间轴均不承载，发动机转矩经变速器第一轴和第二轴直接输出，此时变速器传动效率高，可达90%以上，噪声低、齿轮和轴承的磨损减少。因为直接档的利用率要高于其它档位，因而提高了变速器的使用寿命；在其它前进档位工作时，变速器传递的动力需要经过设置在第一轴、中间轴和第二轴上的两对齿
轮传递，因此在变速器中间轴与第二轴之间的距离（中心距）不太大的条件下，一档仍然有较大的传动比；档位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，档位低的齿轮（一档）可以采用或不采用常啮合齿轮传动；多数传动方案中除一档外的其它档位换档机构，均采用同步器或啮合套换档，少数结构的一档也采用同步器或啮合齿套换档，还有各档同步器或啮合套多数情况下装在第二轴上。
在除直接档以外的其它档位工作时，中间轴式变速器的传动效率略有降低，这是它的缺点。
在档数相同的条件下，各中间轴式变速器主要在常啮合齿轮对数、轴的支承方式、换档方式和倒档传动方案以及档位布置顺序上有差别。
由于本设计针对的是轻型汽车，中间轴式五档和六档变速器体积和质量显得过于庞大，而且传动比大不适用于本设计，因此，选用中间轴式三轴四档变速器设计方案。
凡采用常啮合齿轮传动的档位，其换档方式可以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。
发动机前置后轮驱动的乘用车采用中间轴式变速器，为缩短传动轴长度，将第二轴加长，置于附加的壳体内。如果在附加壳体内布置倒档传动齿轮和换档机构，还能减小变速器主体部分的外形尺寸及提高中间轴和输出轴的刚度。因此，这种方案比较适合本设计，但需要加以改进。
2.1.2 倒档布置方案
与前进档位比较，倒档使用率不高，而且都是在停车状态下实现倒档，故多次数方案均采用直齿滑动齿轮方式换倒档。为实现倒档传动，有些方案利用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；也有利用两个联体齿轮方案的。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，并使倒档传动比略有增加。也有少数变速器采用结构复杂和使成本增加的啮合套或同步器方案换入倒档。
图2.2为常见的倒档布置方案。图2.2(a)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；但换档时要求有两对齿轮同时进入啮合，使换档困难。图2.2(b)所示方案能获得较大的倒档传动比，缺点是换档程序不合理。图2.2(c)所示方案是将中间轴上的一、倒档齿轮做成一体，将其齿宽加长。图2.2(d)所示方案适用于全部齿轮副均为常啮合的齿轮，换档更为轻便。
综上所述，方案(c)较为适合本设计
变速器的一档或倒档因传动比大，工作时在齿轮上作用的力增大，并导致变速器轴产生较大的挠度和转角，使工作齿轮啮合状态变坏，最终表现出齿轮磨损加快和工作噪声增加。为此，无论是两轴式变速器还是中间轴式变速器的一档与倒档，都应当布置在靠近轴的支承处，以便改善上述不良状况，然后按照从抵档到高档的顺序布置各档齿轮，这样做既能使轴有足够大的刚性，又能保证容易装配。倒档的传动比虽然与一档的传动比接近，但因为使用倒档的时间非常短，从这点出发有些方案将一档布置在靠近轴的支承处，然后再布置倒档。此时在倒档工作时，轮齿磨损与噪声在短时间内略有增加，而在一档工作时轮齿的磨损与噪声有所减少。
倒档设置在变速器的左侧或右侧，在结构上均能实现，不同之处是挂倒档时驾驶员移动变速杆的方向改变了。为防止意外挂入倒档，一般在挂倒档时设有一
(a) (b) (c) (d)
图2.2 倒档布置方案
个挂倒档时需克服弹簧所产生的力，用来提醒驾驶员注意。从这一点来考虑，图
2.3(a)、(b)的换档方案比图2.3(c)的方案更合理。图2.3(c)所示方案在挂一档时也需克服用来防止误挂倒档所产生的力，这对换档不熟练的驾驶员是不利的。除此之外，倒档的中间齿轮位于变速器的左侧或右侧对倒档轴的受力情况有影响。 43
倒123124倒倒2431
2.1.3其它问题
常用档位的齿轮因接触应力过高而易造成表面点蚀损坏。将高档布置在靠近轴的两端支承中部区域较为合理，在该区域因轴的变形而引起的齿轮偏转角较小，齿轮可保持较好的啮合状态，以减少偏载并提高、齿轮寿命。
机械式变速器的传动效率与所选用的传动方案有关，包括传递动力时处于工作状态的齿轮对数、每分钟转速、传递的功率、润滑系统的有效性、齿轮和壳体等零件的制造精度等。
(a) (b) (c)
图2.3 变速杆换档位置与顺序
图2.4为中间轴式四档变速器结构简图。其结构特点是：前进档全部采用常啮合齿轮传动，用同步器换档，同步器装在第二轴上；本设计就是选择的这种方案并在其基础上进行局部改进优化设计的。
2.2零、部件结构方案分析
2.2.1齿轮形式
变速器用齿轮有直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮两种。
与直齿圆柱齿轮比较，斜齿圆柱齿轮有使用寿命长、运转平稳、工作噪声低等优点；缺点是制造时稍复杂，工作时有轴向力，这对轴承不利。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，并导变速器的质量和转动惯量增大。直齿圆柱齿轮仅用于低档和倒档，本设计为一档和倒档采用直齿圆柱齿轮，二、三、四档常啮合齿轮采用斜齿圆柱齿轮。
2.2.2换档机构形式
变速器换档机构有直齿滑动齿轮、啮合套和同步器换档三种形式。
汽车行驶时，因变速器内各转动齿轮有不同的角速度，所以用轴向滑动直齿齿轮方式换档，会在轮齿端面产生冲击，并伴随噪声。这不仅使齿轮端部磨损加剧并过早损坏，同时使驾驶员精神紧张，而换档产生的噪声又使乘坐舒适性降低。除此之外，
采用直齿滑动齿轮换档时，换档行程长也是它的缺点。因此现在已很
图2.4 四档变速器结构方案
少在轻型汽车的变速器中使用。当变速器第二轴上的齿轮与中间轴齿轮处于常啮合状态时，可以用移动啮合套换档。这时，不仅换档行程短，同时因承受换档冲击的接合齿齿数多，而轮齿又不参与换档，所以它们都不会过早损坏；但因不能消除换档冲击，仍然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力矩增大。因此，目前这种换档方法只在某些要求不高档位及重型货车变速器上应用。
使用同步器能保证迅速、无冲击、无噪声换档，而与操作技术程度无关，从而提高了汽车的加速性、燃油经济性和行驶安全性。同上述两种方法比较，虽然它有结构复杂、制造精度要求高、轴向尺寸大等缺点，但仍然得到广泛应用。本设计的全部前进档位均采用同步器换档。
2.2.3自动脱档
自动脱档是变速器的主要故障之一。由于接合齿磨损、变速器轴刚度不足以及振动等原因都会导致自动脱档。为解决这个问题，除工艺上采取措施以外，目前在结构上采取措施行之有效的方案有：将两接合齿的啮合齿位置错开;将啮合齿套齿座上前齿圈的齿厚切薄；将接合齿的工作面设计并加工成斜面，形成倒锥角等等一些措施可以有效防止脱档现象的发生。
2.2.4变速器轴承
作旋转运动的变速器轴支承在壳体或其它部位的地方以及齿轮与轴不做固定连接处应安置轴承。变速器轴承常采用圆柱辊子轴承、球轴承、滚针轴承圆锥辊子轴承、滑动轴套等。至于何处应当采用何种类型的轴承，是受结构限制并随所承受的载荷特点不同而不同的。
汽车变速器结构紧凑、尺寸小的特点，采用尺寸大些的轴承受限制，常在布置上有困难。如变速器的第二轴前端支承在第一轴常啮合齿轮的内腔中，内腔尺寸足够时可布置圆柱辊子轴承，若空间不足则采用滚针轴承。本设计主要针对的是轻型汽车，故内腔空间比较狭小，只能采用滚针轴承，而第二轴后端采用球轴承，用来承受轴向力和径向力。作用在第一轴常啮合齿轮上的轴向力，经第一轴后部轴承传给变速器壳体，此处用轴承外圈有挡圈的球轴承。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，但在壳体前端面布置轴承盖有困难，必须由后端轴承承受轴向力，前端采用圆柱辊子轴承来承受径向力，而后端采用外圈有挡圈的球轴承或圆柱辊子轴承，本设计两端均采用有挡圈的球轴承。
变速器第一轴、第二轴的后部轴承，以及中间轴前、后轴承，按之直径系列一般选用中系列球轴承或圆柱辊子轴承。轴承的直径根据变速器中心距确定，并要保证后壁两轴承孔之间的距离不小于6～20mm。
滚针轴承、滑动轴承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。滚针轴承有滚动摩擦损失小、传动效率高、径向配合间隙小、定位及运转精度高、有利于齿轮啮合等优点。滑动轴套的径向配合间隙大、易磨损、间隙增大后影响齿轮的定位和运转精度并使工作噪声增加。滑动轴套的优点是制造容易、成本低，但为了设计的整体质量，在设计中只采用滚针轴承。
3 变速器主要参数的选择
变速器设计时选取的各主要参数将直接影响变速器的技术性能及与汽车发
动机和其它传动系匹配，因此，选择合适的主要参数就显得尤为重要。
选取汽车发动机主要是通过计算汽车的整备质量和动力特性来选取。由于发动机是生产成品，所以只要根据所设计汽车的性能选择合适的发动机即可。在选取发动机时，一般用适用性系数Q表示发动机的适应性，Q值越大，说明发动机的适应性越好。查文献[1，2-1]可知：
) ()
(
max
m
p p
e
n M n
M
Q=
式中：
max
e
M—发动机最大转矩N·m；
p
M—发动机额定功率时的转矩N·m；
p
n—发动机额定功率时的转速r/min；
m
n—发动机最大转矩时的转速r/min。
本设计选择的发动机是一汽解放生产的CA488-1型发动机，形式为四冲程、直列、四缸、单顶置凸轮轴化油器式汽油发动机，工作容积为 2.2L，发动机在4500r/min时最大功率59kW，发动机在2600r/min时的最大扭矩为196N·m。由上式可得该型发动机的适应性系数Q：
) ()
(
max
m
p p
e
n M n
M Q=
=
2600 125)
4500
196
(
?
?
=2.714
3.1变速器的传动比范围、档位数及各档传动比
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。3.1.1档数
变速器的档数可在3～20个档位范围内变化，通常变速器的档数在6档以下。增加变速器的档数，能够改善汽车的动力性和燃油经济性以及平均车速。档数越
多，变速器的结构越复杂，并且使轮廓尺寸和质量加大，同时操纵机构复杂，因此，需要设计者综合考虑设计要求来选取合适的档位。
在最近档传动比不变的条件下，增加变速器的档数会使变速器相邻的低档与高档之间的传动比比值小，使换档工作容易进行，一般要求相邻档位之间的传动比值在1.8以下。
近年来，为了降低油耗，变速器的档数有增加的趋势。目前，乘用车一般用4～5个档位的变速器。商用车变速器采用4～5个档或多档。载荷质量在2.0～
3.5吨的货车采用五档变速器，载质量在
4.0～8.0吨的货车采用六档变速器。本设计主要应用在旅行车和一吨级轻型货车上，所以采用四档变速器。
3.1.2传动比范围
表3.1 变速器设计原始参数表
变速器的传动比范围是指变速器最低档传动比与最高档传动比的比值。本设计最高档位是四档，传动比为1.0。影响最低档传动比的选取的因素有：发动机的最大转矩和最低稳定转速所要求的汽车最大爬坡能力、驱动轮与路面间的附着力、主减速比和驱动轮的滚动半径以及所要求达到的最低稳定行驶的车速等。目
发动机最大扭矩
(2600r/min)
196N ·m 发动机最大功率
(4500r/min)
59kw 空载整车质量
1470kg 满载整车质量
2470kg 满载时前轴轴荷
985kg 满载时后轴轴荷
1389kg 设计最高时速
最大爬坡度
主减速比
15° 105km/h 6.17 车轮滚动半径 325mm 项目
参数
前乘用车的传动比范围在3.0～4.5之间，轻型商用车的传动比在3.0～5.5之间。本设计的一些重要技术参数见表3.1
考虑到汽车在平坦硬路面上行驶时的燃油经济性，变速器的最高档位多为直接档（传动比为1）或超速档（传动比小于1）。这时汽车的动力性及燃油经济性由发动机及驱动桥减速比决定。变速器低档（一档，有时还有爬坡档）的传动比则决定了汽车的最大爬坡度。选择最低档传动比时，应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着力、汽车的最低稳定车速，以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等来综合考虑。
汽车爬陡坡时车速不高，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，查文献[1，4-1]可知：
()m a x m a x m a x 01m a x s i n c o s ψαηmg
f m
g r i i T r T
g e =+≥?? （3.1）
式中：m —汽车总质量；
g —重力加速度；
max ψ—道路最大阻力系数；
r r —驱动车轮的滚动半径；
max e T —发动机最大转矩；
0i —主减速比；
T η—汽车传动系的传动效率；
max α—最大爬坡度；
f —滚动阻力系数；
1g i —变速器一档传动比。
则由最大爬坡度要求的变速器一档传动比查文献[1，4-4]可知：
T
e r g i T r mg i ηψ0max max 1≥
（3.2）
＝9
.017.6196325.0278.08.92470????? =2.0094
根据驱动车轮与路面的附着条件有：
?η201max G r i i T r
T
g e ≤
（3.3） 式中：2G —汽车满载静止于水平路面时驱动桥给地面的载荷；
?—道路的附着系数，计算时取6.0~5.0=?。
求得的变速器一档传动比查文献[1，4-4]可知：
T e r g i T r G i η?0max 21≤ （3.4）
9
.017.6196325.06.02.13612????= =4.0647
根据本设计要求的具体情况和上述条件可以初选一档传动比825.31=g i 。
3.1.3各档传动比
变速器最高档的传动比gn i 与最低档的传动比1g i 确定以后，中间各档的传动比理论上是按公比查文献[1，4-4]可知：
1
1-=n gn g i i q （3.5）
的几何级数排列，式中n 为档位数（4=n ），四档传动比00.1=gn i 。
11
-=n gn g i i q
1400
.1825.3-= =1.5639
()00
.15639.15639.1825.34458.25639
.1825.34221
312=======
i q i i q i i 实际上各档传动比之间的排列与几何级数排列略有出入，因齿数为整数且常用档位间的公比医小些，以便于换档。另外还要考虑与发动机参数的合理配合。因此初选各档传动比：
825.31=i 732.22=i 397.13=i 00.11=i
3.2.变速器中心距A 的确定
对三轴式变速器而言，其中心距系指第一、第二中心线与中间轴中心线之间的距离。变速器的中心距对其尺寸及质量的大小有直接影响，它也代表着变速器的承载能力。三轴式变速器的中心距A ，可根据对已有变速器的统计数据而得出经验公式进行初选，查文献[1，4-4]可知：
31max g g e i T K A η= （3.6）
式中： K —中心距系数，轿车取K=8.9~9.3，货车取K=8.6~9.6，多档变速器取K=9.5~11；
max e T —发动机最大转矩，N ·m ；
1g i —变速器一档传动比；
g η—变速器的传动效率，取96.0=g η。
本设计变速器的中心距为：
31max g g e i T K A η=
96.0825.31961.93??=
=81mm
3.3外型尺寸的确定
变速器的横向外型尺寸，可根据齿轮直径以及倒档中间（过度）齿轮和换档机构的布置初步确定。
影响变速器壳体轴向尺寸的因素有档数、换档机构形式以及齿轮形式。 乘用车四档变速器壳体的轴向尺寸为(3.0~3.4)A 。
商用车变速器壳体的轴向尺寸可参考下列数据选用：
四档——A )7.2~2.2(
五档——A )0.3~7.2(
六档——A )5.3~2.3(
当变速器选用的档数和同步器时，上述中心距应取给出范围的上限。为了检测方便，中心距A 最好为正数。
轴向尺寸处取 211816.26.2=?=A mm
3.4齿轮参数
3.4.1模数
齿轮模数是一个重要参数，并且影响它的选取因素又很多，如齿轮的强度、质量、噪声、工艺要求等。
应该指出的，选取齿轮模数时一般遵守的原则是：
在变速器中心距相同的条件下，选取较小的模数，就可以增加齿轮的齿数，同时增加齿宽可使齿轮啮合的重合度增加，并减少齿轮噪声，所以为了减少噪声应合理减小模数，同时增加齿宽；为使质量小些，应该增加模数，同时减小齿宽；从工艺方面考虑，各档齿轮应该选用一种模数，而从强度方面考虑，各档齿轮应有不同的模数；变速器
低档齿轮应选用大些的模数，其它档位选用另一种模数。结合本设计的具体情况查文献[2，3-3]可知：一档齿轮初选m =2.75mm;其它档位初选5.2=n m mm 。
3.4.2压力角
齿轮压力角较小时，重合度较大并降低了齿轮的刚度，为此能减少进入啮合和退出啮合的动载荷，使传动平稳，有利于降低噪声；压力角大时，可提高轮齿的抗弯强度和表面接触强度。因此，理论上对于乘用车为加大重合度以降低噪声应取用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。
实际上，因国家规定的标准压力角为20°，所以变速器齿轮普遍采用压力角为20°。本设计从实际出发，为满足各项技术要求和工艺性要求查文献[2，α。
3-3]可知：压力角?
=20
3.4.3螺旋角
斜齿轮在变速器中得到广泛用。选取斜齿轮的螺旋角，因该注意它对齿轮工作噪声、轮齿的强度和轴向力有影响。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。实验还证明：随着螺旋角的增大，齿的强度也相应提高。不过当螺旋角大于30°时，其抗弯强度骤然下降，而接触强度仍继续上升。因此，从提高低档齿轮的抗弯强度出发，以15°~25°宜；结
β。
合本设计技术要求初选螺旋角?
=25
斜齿轮传递转矩时，要产生轴向力并作用到轴承上。设计时，应力要求使中间轴上同时作用的两对齿轮产生的轴向力平衡，以减小轴承负荷，提高轴承寿命。因此，中间轴上不同档位齿轮的螺旋角因该是不一样的。为使工艺简便，在中间轴轴向力不大时，可将螺旋角设计成一样的，或者仅取为两种螺旋角。
根据图3.1可知，欲使中间轴上两个斜齿轮的轴向力平衡，需满足下述条件
2211
11tan tan ββn a n a F F F F ==
由于2211r F r F T n n ==，为使两轴向力平衡，查文献[2，3-3]可知必须满足： 2
121t a n t a n r r =ββ （3.7） 式中，1a F 、2a F 为作用在中间轴齿轮1、2上的轴向力；1n F 、2n F 为作用在中间齿轮1、2上的圆周力；1r 、2r 的节圆半径；T 为中间轴传递的转矩。
斜齿轮螺旋角可在下面提供的范围内选用：
乘用车变速器：
两轴式变速器为20°~25°；
中间轴式变速器为22°~34°； 图3.1 中间轴轴向力平衡
三轴式五档手动变速器设计摘要本设计的任务是设计一台用于通用五菱之光微型车的三轴式五档手动变速器，该变速器有两个突出的优点：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。随着科学技术的日益发展，汽车的各项性能也日臻完善。现代汽车已成为世界各国国民经济和社会生活中不可缺少的交通工具。现代汽车除了装有性能优良的发动机外还应该有性能优异的传动系与之匹配才能将汽车的性能淋漓尽致的发挥出来，因此汽车变速器的设计显得尤为重要。分析了为保证变速器具有良好的工作性能，对变速器应提出的设计要求。详细介绍了变速器机构方案的确定，变速器主要参数的选择，变速器的设计计算，同步器设计计算等在变速器设计过程中的关键步骤。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，是汽车获得不同的牵引力和速度，用时使发动机在最有利工况范围内工作。变速器设有空档和倒档。需要变速器还有动力输出功能。关键词：变速器；同步器；档数；轴；Three axis manual shift transmission design in five Abstrack This design task is to design a used for general WuLing sunshine in fiveof the three axis subcompact manual shift transmission ，the transmission hastwo outstanding advantages ：one is its direct transmission of high transmissionefficiency ；wear and noise minimal ；Second：in the gear center distanceissmaller still can acquire larger gear transmission . Along with the development of science and technology the car of variousperformance also is being perfected . Hyundai has become the world nationaleconomic and social life of indispensable transport . Modern car with goodperformance engine except outside still should have excellent performancedrivetrain matching car performance will play out so the incisively and vividlyauto transmission design is particularly important. Analyzed in order to ensuretransmission has good work performance ：the transmission should proposedesign requirements. Introduces the transmission mechanism project determinationand transmission main parameters are selected the transmission design calculation the synchronizer design calculation in design process such asa critical step in transmission. Transmission used to change to the drive wheels on the engine torque ancdrotational speed the purpose is back starting climbing turn accelerate etc. Various kinds of driving conditions the automobile get different traction and theengine speed and use it in the most favorable work within the working conditions. Transmission has gap and reversing. Need transmission and power outputfunctions.Keywords: transmission Synchronizer File numbered Axis 目录中文摘要英文摘要主要符号表1 绪论1.1 概述1.2 五档手动变速器的研究意义1.3 国内外相关研究现状1.3.1 手动变速器（MT）1.3.2 自动/手动变速器（AMT）1.3.3 自动变速器（AT）1.3.4 无级变速器（CVT）1.3.5 双离合器变速器（DCT）1.4 本文主要研究工作2 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 变速器结构方案的确定 2.2.1 变速器传动机构的结构分析与型式选择2.2.2 倒档传动方案2.3 变速器主要零件结构的方案分析2. 3.1 齿轮型式2.3.2 换档结构型式3 变速器主要参数的选择与主要零件的设计3.1 变速器主要参数的选择3.1.1 档数和传动比3.1.2 中心距3.1.3 轴向尺寸3.1.4 齿轮参数3.2 各档传动比及其齿轮齿数的确定3.2.1 确定一档齿轮的齿数3.2.2 确定常啮合齿轮副的齿数3.2.3 确定其他档位的齿数3.2.4 确
毕业设计说明书 题目：桥车手动变速箱设计（5+1） 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期： 2014-05-25
目录 摘要 第一章绪论 (3) 1.1手动变速器的应用与发展 (3) 1.2变速器作用 (3) 1.3变速器的形式 (4) 1.4手动变速器工作原理 (5) 第二章变速器总体方案设计 (6) 2.1变速器的性能要求 (6) 2.2变速器的结构方案 (6) 2.2.1 齿轮型式 (7) 2.2.2 轴承型式 (7) 2.2.3 换档结构型式 (7) 2.3变速器的传动方案 (8) 第三章变速器齿轮参数的选择与主要零件的选择 (9) 3.1 档位数和传动比 (9) 3.2 中心距 (10) 3.3轴向尺寸 (10) 3.4 齿轮模数 (11) 3.5齿轮参数 (11) 3.6各档传动比及其齿轮齿数的确定 (12) 3.6.1 确定一档齿轮的齿数 (12) 3.6.2确定常啮合齿轮副的齿数 (13) 3.6.3确定其他档位的齿数 (13) 3.6.4确定倒档齿轮的齿数 (14) 3.7齿轮的变位系数的选择 (14) 第四章变速器齿轮的强度计算与材料选择 (15) 4.1变速器齿轮的几何计算 (15) 4.2齿轮的强度计算与校核 (17) 4.2.1.齿轮弯曲应力计算 (17) 4.2.2 轮齿接触应力计算 (19) 4.3变速器齿轮的材料及热处理 (21) 第五章变速器轴的设计与校核 (22) 5.1 变速器轴的结构和尺寸 (22) 5.1.1 轴的结构 (22) 5.1.2 轴的尺寸 (23) 5.2.1输入轴的强度与刚度校核 (24)
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 新乡职业技术学院 毕业设计（论文）题目桑塔纳2000变速器装配工艺 系别汽车技术系 学生姓名 学号
专业名称汽车制造与装配技术 指导教师 2013年12 月 4 日
目录 摘要 (2) 一、变速器的发展史及未来的发展方向 (3) 二、国内外研究现状、水平及存在的问题 (4) 三、变速器的分类、组成及功用 (5) （一）、变速器分类 (5) （二）、变速器组成 (6) （三）、变速器功用 (7) 四、桑塔纳2000变速器的工作原理分析 (7) 五、桑塔纳2000变速器的结构 (13) 六、桑塔纳2000变速器参数 (15) 七、桑塔纳2000变速器装配尺寸链 (18) 八、桑塔纳2000变速器的同步器 (21) （一）、同步器的结构 (21) （二）、同步环主要参数的确定 (22) 九、桑塔纳2000变速器装配方案及调试 (24) 结束语 (26) 文献参考 (27) 致谢 (28) 桑塔纳2000变速器装配工艺 摘要:本论文以变速器的装配问题为研究对象，论述了手动变速器变速器的发展史及 未来的发展方向国内外研究现状、水平及存在的问题、变速器的种类及作用、以及
变速器的装配方法精度等。 变速器，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。汽车变速器，是一套用于来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速装置，用于发挥发动机的最佳性能。变速器可以在汽车行驶过程中，在发动机和车轮之间产生不同的变速比，通过换挡可以使发动机工作在其最佳的动力性能状态下。变速器的发展趋势是越来越复杂，自动化程度也越来越高，当前手动变速器仍然是现代的主流。 关键词：手动变速器装配方法齿轮间的啮合间隙 每当人们观看F1大赛，总会被那种极速的感觉所折服。此刻，大家似乎谈论得最多的就是发动机的性能以及车手的驾驶技术。而且，不忘在自己驾车的时候体会一下极速感觉或是在买车的时候关注一下发动机的性能，这似乎成为了横量汽车品质优劣的一个标准。的确，拥有一颗“健康的心”是非常重要的，因为它是动力的缔造者。但是，掌控速度快慢的，却是它身后的变速器.伴随着人们的需求和科技技术的不断提高人们对变速器的要求也越来越高，变速器发展至今其结构越来越紧凑复杂当然为了更好的保证驾车中的舒适性对变速器装配的要求越来越高,因此装配工艺的将决定决定变速器工作状况.使用寿命和经济性,由此可见，对汽车的变速器进行研究具有十分重要的意义。 而在未来的课题的学习中，我将重点研究装配手动变速器对变速器的重要性。 一、变速器的发展史及未来的发展方向 汽车工业的百年历史中，肯定没有任何一个时代的变速器技术能比得上今天那么深入民心和丰富多彩，我们也几乎能断言，在下一个百年，变
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。
毕业论文（设计） 题目变速器的设计 系部名称 专业 学号 学生姓名 指导教师 学生毕业论文（设计）评定
论文题目：变速器的设计教师评语： 答辩委员会评语： 指导教师签字： 年月日 主任签字： 年月日
内容提要 设计内容：5+1两轴手动变速器设计 目的和意义： 变速器是汽车不可或缺的组成部分，其功用是使汽车在起步、爬坡、转弯、加速等各种行驶工况下获得不同的牵引力和速度，同时使发动机在最有利的工况下工作。 通过该设计使学生在设计变速器的过程中进一步掌握变速器的构造、工作特性、动力传动方式、及操纵方式，了解不同形式变速器的优缺点，掌握汽车零部件设计的基本思路，为学生以后的发展打下坚实的基础。通过毕业设计学生应当达到以下基本要求： 1．具有综合应用所学理论知识和实践技能，初步解决本专业范围内的工程技术问题的能力，善于应用新技术、新工艺、新材料。 2．具有查阅科技文献资料、使用各种标准、手册以及独立工作、创新的能力。 3．综合考核学生掌握知识的广度和深度、运用知识处理问题的能力、实验能力、外语应用水平、计算机应用水平、科技写作能力、口头表达能力等。
目录 绪论（或引言） (1) 第1章需求分析 (1) 1.1 本设计的目的和意义 (1) 1.2 变速器的现状和发展 (2) 第2章系统分析 (3) 2.1 变速器设计的基本要求： (3) 2.2 变速器倒档传动与布置方案 (3) 第3章系统设计 (5) 3.1 本设计的数据准备 (5) 3.2 档数和传动比 (5) 3.3 中心距 (7) 3.4 轴向尺寸 (7) 第4章系统实施 (8) 4.1 模数的选用 (8) 4.2 压力角α (9) 4.3 螺旋角β (9) 4.4 齿宽b (9) 4.5 确定一挡齿轮的齿数 (11) 结论 (13) 参考文献 (14) 附录（可选） (15)
摘要 汽车作为人类的代步工具，在生活中起着越来越重要的作用。变速器是传动系中的主要部件。它用来改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速。目的是在各种工作状况下，使汽车获得不同的牵引力和速度。从而使汽车拥有良好的动力性和燃油经济性。本次设计以捷达型轿车的一些整车参数和发动机参数为设计依据，进行手动档变速器的设计。设计的主要内容包括变速器传动机构布置方案的确定，变速器主要参数如挡数、传动比范围、中心距、各挡传动比、齿轮参数、各挡齿轮齿数的选择，齿轮、轴的设计校核，同步器、操纵机构及箱体的设计。在设计的过程中，本文根据轿车变速器的设计要求和车辆动力传动系统自身的特点，参考多篇文献资料，以及变速器设计图册，设计出二轴式变速器。 关键词：变速器；齿轮；轴；设计；计算机辅助设计
ABSTRACT Automobile as a means of transport of human life plays an increasingly important role. Transmission is the main power train components. It is used to change the engine's torque spread and wheel speed. Aim is to work in a variety of conditions，different vehicle traction and speed，so that the car has good power and fuel economy。The transmission is designed based on engine parameters and vehicle parameters of BWM 320i 2.0L automobile in this text. The main design contents include the layout program of transmission drive-mechanism, the selection of main transmission parameters such as shifts, the range of gear ratio, center-spacing, each gear ratio, gear parameters and the numble of each gear, the design and verification of gears and shafts, the design of synchronizer, manipulation-framework and gearbox. Bases on the design requirement and the characteristic of power transmission system, consulting a great deal of literatures and transmission design drafts, a kind of three-shafted transmission is designed. Key words: Transmission；Gear；Shaft；Design；Computer Aided Design
福建工程学院 毕业设计（论文）开题报告 机械与汽车工程学院学院车辆工程专业设计（论文）题目： 某五档手动变速器传动机构逆向测绘与优化分析学生姓名学号 起迄日期2015年3月~6月 设计地点福建工程学院 指导教师洪亮 2015年3月05日
毕业设计（论文）开题报告 1.结合毕业设计（论文）课题任务情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写文献综述。 1.1课题研究背景 随着人们生活质量的不断提高，人们对汽车综合性能的要求也日益提高，对汽车的舒适性能和动力性能等要求更加高。现代汽车广泛使用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速的变化范围小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化，为解决这个矛盾在传动系统中设置了变速器。汽车变速器作为影响汽车性能的关键部件，其齿轮传动系统性能的好坏直接影响到汽车各项性能指标。而作为安装变速器各个部件的基础件，变速器内各齿轮副的强度和刚度对于保证传动系统的正常工作也起着十分重要的作用[3]。本课题以某车五档手动变速器为研究背景，考察对变速器的建模以及分析，一则考察了对三维建模软件的运用情况；二则在性能与噪声方面做出了研究。 变速器是车辆的核心部件、是重要的组成部件，它能实现增扭减速，降低发动机转速，增大扭矩；变扭变速，适应汽车在不同的工况下行驶[1]；毕业设计考察对变速器内部齿轮副的建模，要求设计者掌握变速器内部零部件的结构，并且对零部件的细节部位要了解其结构特征，建模时要体现该部位的特征结构。并且要了解各个零部件的主要工作面，熟悉对主要工作面的技术要求，熟悉主要工作面在变速器工作时的工作状态。同时，完成变速器内部的三维建模，符合我们的设计思维习惯，整个设计过程可以完成在三维模型上讨论，直观并且形象[2]。因为我们在进行机械设计时，总是希望零部件能够让我们随心所欲地构建，能够随意拆卸，能够让我们在平面显示器上构造出三维立体的设计模型，而且希望保留每个中间结果，以备反复的设计和优化设计。 1.2变速器的发展现状 汽车变速器的主要功用有改变传动比，扩大驱动轮的转速和转矩的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在最有利的工况下工作；二是在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车实现倒退行驶；三是利用空挡中断动力的传递，使得发动机能够更好的启动、怠速，同时方便变速器进行换挡[1]。 随着国内汽车技术和制造工艺的不断进步，我国在手动变速器方面已取得了较大进步，但在自动变速器的技术和发展路线上却相对发展缓慢。对于今后变速器技术发展趋势，新能源汽车传动技术以及变速器对于节能减排的作用等，都是国内汽车行业当前热议的话题[6]。
广州市工贸技师学院 毕业设计(论文) 专业： 班级： 姓名： 毕业设计题目： 指导教师姓名：
两轴式四档手动变速器设计 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 ABSTRACT 第1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 ---------------------------------------4 第二章变速器传动机构布置方案-----------------------------5 2.1传动机构的布置方案分析 ---------------------------5 2.1.1固定轴式变速器-----------------------------------5 2.1.2倒档的布置方案--------------------------------------8 2.2变速器零、部件结构方案分析 ----------------------------9 2.2.1齿轮型式 ----------------------------------------9 2.2.2换档结构型式 ---------------------------------------9 2.2.3变速器轴承形式 -------------------------------10 2.2.4齿轮变位系数的选择原则 -------------------------11 2.2.5其他问题 ------------------------------------11 第三章变速器主要参数选择 ----------------------------------12 3.1中心距A的选定 -----------------------------------12 3.2齿轮参数 -----------------------------------------12 3.2.1模数的选取 -------------------------------------12 3.2.2压力角α ----------------------------------------13 3.2.3螺旋角β ---------------------------------------14 3.2.4齿宽b ----------------------------------------14 3.3各档齿数的分配与计算 -------------------------------14 3.3.1一档齿轮齿数的确定---------------------------------14 3.3.2二档齿轮齿数的确定--------------------------------15 3.3.3三档齿轮齿数的确定--------------------------------15 3.3.4四档齿轮齿数的确定---------------------------------15 3.3.5倒档齿轮齿数的确定--------------------------------16 3.3.6各档齿轮参数表--------------------------------16 第四章变速器的设计与计算 -------------------------------17 4.1齿轮的损坏形式 ---------------------------------17 4.2齿轮的强度计算 ---------------------------------17 4.3轴的强度计算 ---------------------------------------20 4.3.1初选轴的直径 ---------------------------------------21 4.3.2轴的强度验算 ------------------------------------21 4.3.3校核各挡齿轮处轴的强度和刚度 -------------------22 第五章同步器的设计 ----------------------------------30 5.1惯性式同步器----------------------------------30 5.2锁环式同步器 -------------------------------------30 5.2.1锁环式同步器的结构 ---------------------------30 5.2.2锁环式同步器的工作原理 -----------------------31
题目：EQ20XX 越野车五档变速器 摘要 本设计的任务是设计一台用于越野车上的FR 式的手动变速器。本设计采用中间 轴式变速器，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。 根据越野车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满 载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该越野车的发动机型号可以得出 发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。再结合某些越野车的基本参数， 选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关 知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。 变速器的功用是：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经 常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；② 在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空档，中断动力传递， 以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。 变速器的基本要求是：①保证汽车有必要的动力性和经济性。②换档迅速、省力、 方便。③工作可靠。变速器不得有跳档、乱档及换档冲击等现象发生。④变速器应有 高的工作效率。⑤变速器的工作噪声低。 变速器由变速传动机构和操纵机构组成，变速器传动机构有前进档位数和轴的 形式两种分类方法。 根据前进档数 根据轴的型式 固定轴式 ???????多挡变速器五挡变速器四挡变速器三挡变速器 ?????旋转轴式固定轴式 ???????多中间轴上变速器双中间轴式变速器 中间轴式变速器两轴式变速器 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。 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。
沈阳理工大学应用技术学院课程设计（论文） 汽车离合器设计 指导教师： 专业：车辆工程 学号：
摘要 离合器是位于发动机和变速器之间的一个旋转装置，它包括离合器摩擦片、压盘、膜片弹簧、离合器盖及操作离合器所需要的连接杆件等。它通过各部件间产生的摩擦力来作用。这就是为什么离合器叫做摩擦机械装置的原因。在连接之后，离合器继续将发动机扭矩通过摩擦传给变速器。 本文所做的主要工作如下： [1] 简要介绍了离合器的工作原理及主要功能。 [2] 具体计算离合器基本参数及校核。 [3] 主动部分的设计，包括：膜片弹簧、离合器盖、分离装置。 [4] 从动部分的设计，包括：从动盘、摩擦片材料。 [5] 操纵机构的组成与分类。 关键词：离合器；摩擦片；膜片弹簧
Abstract The clurh which includes the flywheel,clutch disc,pressure plate,springs,pressure plate cover and the linkage necessary to oerate the clutch is a rotating mechanism between the engine and the transmission.It operates through friction which comes from contact between the parts.That is the reason why the clutch os called a friction mechanism.After engagement,the clutch must continue to transmit all the engine torque to the transmission depending on the friction without slippage.The clutch is also used to disengage the engine from the drive train whenever the gears in the transmission are being shifted from one gear ratio to another. The subjeets what this text did as following: [1] This text first,to the Clutch’s principle,mainly function made a synopsie introduction. [2] Compute the Clutch basic parameter. [3] The design of initiative part include:springs,cover,disengagemene mechanism. [4] The design of passive part include:clutch disc,rub material. [5] The Operate Organ’s form and classify. Key words: Clutch;clutch disc;Thrust Spring
汽车手动变速器设计 摘要 本设计的任务是设计一台用于轿车上的FR式的手动变速器。本设计采用中间轴式变速器，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。 根据轿车的外形、轮距、轴距、最小离地间隙、最小转弯半径、车辆重量、满载重量以及最高车速等参数结合自己选择的适合于该轿车的发动机型号可以得出发动机的最大功率、最大扭矩、排量等重要的参数。再结合某些轿车的基本参数，选择适当的主减速比。根据上述参数，再结合汽车设计、汽车理论、机械设计等相关知识，计算出相关的变速器参数并论证设计的合理性。 它功用是：①改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；②在发动机旋转方向不变的前提下，使汽车能倒退行驶；③利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于发动机换档或进行动力输出。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，锁环式同步器，传动比，中间轴，第二轴，齿轮
目录 第一章机械式变速器的概述及其方案的确定 (1) 第一节变速器的功用和要求 (1) 第二节变速器结构方案的确定 (1) 第三节变速器主要零件结构的方案分析 (1) 第二章变速器主要参数的选择与主要零件的设计 (7) 第一节变速器主要参数的选择 (8) 第二节各档传动比及其齿轮齿数的确定 (10) 第三节齿轮变位系数的选择 (13) 第三章变速器齿轮的强度计算与材料的选择 (14) 第一节齿轮的损坏原因及形式 (14) 第二节齿轮的强度计算与校核 (14) 第四章变速器轴的强度计算与校核 (17) 第一节变速器轴的结构和尺寸 (17) 第二节轴的校核 (19) 第五章变速器同步器的设计 (22) 第六章变速器的操纵机构 (24) 参考文献 (25)
摘要 变速器是汽车传动系统中比较关键的部件，它的设计好坏将直接影响到汽车的实际使用性能。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。 本文设计研究了两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并讲述了变速器中各部件材料的选择。 关键词挡数；传动比；齿轮；轴；强度校核 -I-
Abstract Transmission is more cruical in automotive driveline components, it is dseigned to ditectly affect the quality of the actual use of performance automobiles. 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 two-axis five block manual trans mission, -II-
毕业设计说明书 TK905型变速器传动机构设计 The design of Tk905 type gearbox transmission mechanism
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
1 绪论 1.1研究的意义 现代汽车一般采用往复活塞式内燃机提供动力，而汽车在起步、加速、上坡等等过程中，其需要的扭矩和速度都在发生很大的变化，但是发动机的转矩和转速变化范围较小，另外，发动机是只能是朝着一个方向，不能单独实现倒档功能，所以一个性能好的发动机必须配备性能优良匹配的变速器才能使车辆的性能很好的体现出来，变速器的主要功能为： (l)在复杂工况下，通过改变汽车传动比,从而使发动机传到驱动轮上的转矩和转速发生改变，使发动机时刻处于最有利的工况下工作； (2)实现汽车的倒退行驶； (3)可以中断动力传输。 随着近年来车辆密度的不断增大，车辆对操作性、动力性，经济性，环保等方面的要求越来越高，这些都离不开变速器技术方面的发展，研究与发动机优配，工作效率高，操作方便，工作可靠的变速器的意义就十分重大了。 1.2变速器的分类和发展趋势 1.手动变速器 手动变速器，驾驶者通过操作变速箱操作杆来控制不同齿轮组的啮合，根据不同道路行驶工况下汽车速度和扭矩的大小，通过换挡操作杆控制轴上的不同大小齿轮的啮合，从而得到不同的转速比，使发动机在有利的工况下工作。由于锁止机构和互锁机构的作用，驾驶人在换挡时，必须要先踩下离合器踏板，而在变速箱处于某一档位下工作时，不能自动跳到另一档位。手动挡汽车对驾驶人驾驶技术要求较高，但其对汽车的操纵感强，更有驾驶的乐趣，而且相对而言更加省油一点。手动变速箱根据档位可以分为四档，五档变速箱等等，现在市场上常见的手动变速箱是中间轴式五档变速箱。 2.自动变速器 自动变速器可以根据节气门踏板的变化自动进行变速，不需要人为操纵变速杆的动作，减少了驾驶人开车途中的很多频繁的换挡操作，它是通过液压油路控制对应的行星齿轮机构进行变速。目前市场上最常见的自动变速器是液力自动变
前言 手动变速箱采用齿轮组，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会被淘汰，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，我认为手动变速器不会过早的离开。 首先，从车的特性上来说，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，资历较深的司机都是“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汽车已经进入了家庭，对于普通工薪阶级的老百姓来说，经济型车最为合适，手动变速器以其自身的性价