摘要
变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。本设计的任务是设计一台用于微型车上的三轴式刚性支承结构变速器，以使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力大，满足匹配微车发动机之所需。
本设计从后驱动变速器的总体方案开始，对传动系统的方案进行分析，档位的布置形式进行研究分析，变速器基本参数的选择，零部件结构方案的分析确定，同步器、操纵机构及箱体的设计选用。根据所配车型，结合上述参数，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。最终，用AutoCAD软件完成变速器装配图和零件图的绘制。
设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场，满足不同层次的需求。
关键词：三轴式刚性支承；后驱动变速器；轴；齿轮；箱体；设计
ABSTRACT
Transmission is an important of automobile transmission system.Undoubtedly,it represents the development of the automobile industry,its design is also an important part of automotive design.The design mission is a three-axis rigid support transmission designing for micro car.The purpose is to enable the transmission has more compact and reasonable structure,carry capacity of large,meet the needs of mini-car engines.
In this paper,from the beginning of the overall program of rear-wheel drive transmission,analyse the program of transmission system.Choose basic parameters of the transmission,determine the structure of the program components,design the synchronizer,manipulation of body and the box.According to the model selection,combine these parameters and the related knowledge of Auto Design,Automotive Theory,Mechanical design ,calculate related parameters of transmission and prove the rationality of the design.Finally,achieve the assembly drawing and parts chart to use the soft ware of AutoCAD.
Design the three-axis rigid support transmission to upgrade the performance of rear-wheel drive transmission,increase the market of rear-wheel drive mini-cars,in order to satisfy the needs of different levels.
Key words: Three-axis Rigid Support; Rear-wheel Drive Transmission; Axle; Gear-wheel;
Box; Design
目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 课题的目的和意义 (1)
1.2 研究现状 (1)
1.3 变速器的设计思想 (2)
1.4 研究的主要工作内容 (2)
第2章变速器设计的总体方案 (4)
2.1 设计依据 (4)
2.2 变速器传动机构布置方案 (4)
2.3 变速器基本参数的确定 (5)
2.3.1 挡数的确定 (5)
2.3.2 传动比的确定 (5)
2.3.3 变速器中心距的确定 (7)
2.3.4 变速器轴向尺寸的确定 (7)
2.4 本章小结 (7)
第3章主要零部件的设计及计算 (8)
3.1 齿轮的设计及校核 (8)
3.1.1 齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配 (8)
3.1.2 轮齿强度计算 (14)
3.1.3 变速器齿轮的材料及热处理 (17)
3.2 轴的设计及校核 (17)
3.2.1 初选轴的直径 (17)
3.2.2 轴的设计 (18)
3.2.3 轴的校核 (21)
3.3 轴承的选用及校核 (26)
3.3.1 变速器轴承型式的选择 (26)
3.3.2 轴承的校核 (26)
3.3.3 轴承的润滑和密封 (29)
3.4 花键的校核 (29)
3.5 本章小结 (30)
第4章变速器其他零件及机构的设计 (31)
4.1 同步器的设计及计算 (31)
4.1.1 锁环式同步器主要尺寸的确定 (31)
4.1.2 主要参数的确定 (32)
4.2 操纵机构的设计 (33)
4.3 变速器箱体的设计 (34)
4.4 本章小结 (34)
结论 (35)
参考文献 (36)
致谢 (37)
附录 (38)
第1章绪论
1.1 课题的目的和意义
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[1]。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。变速器若采用浮动式结构的齿轮轴，工作时会产生挠度。因此，一方面降低了输出轴的刚性，另一方面造成了啮合齿轮啮合不良，致使齿轮强度降低，增加了运转噪音，影响了整机的性能。
为了近一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱微型车市场销售份额，应该建立一个适应发动机排量为1.3升的后驱动变速器新平台，以满足车厂和用户更高层次的要求。
设计方案力求实现：
（1）变速器结构更加紧凑、合理，承载能力较大，满足匹配发动机之所需；
（2）选挡、换挡轻便、灵活、可靠；
（3）同步器结构合理，性能稳定，有利于换挡；
（4）齿轮承载能力高，运转噪音低，传递运动平稳。
1.2 研究现状
众所周知，中国国内市场的微型系列车型，90%都来自日本技术，更确切地说，是来自于日本铃木技术。国内的许多微型车厂在研发、生产方式上，或是购买日本技术，或是与日方联合经营，自主独立开发的能力相对欠缺。因此，在微型车型及所属关紧部件的研发方面的发展相对滞后，进而造成国内的许多老型产品一干就是十几年，甚至二十几年的尴尬局面。同时，由于国际市场的导向，微型车的根据地日本在此方面的投入也没有更大、更新的研究与发展。所以从微型汽车后驱动变速器的发展来看，并没有特别新的技术在产品中应用。
但是根据我们国家的实际现状，目前中国市场对微型车的需求，在短时间内，甚至相当长的一段时间内微型车仍然具有一定的发展的空间。国内的中、小城市，及山区，从居民的购买能力及所需看，微型车由于其价格低、经济适用，仍然具有广阔的市场份额。近几年来，微型车的销售占中国汽车总销售量约25%。尤其以生产微型车
为主的长安集团在内，2005年内的整车销售排在全国第三位的良好势头。据了解国内生产微型汽车如长安、柳洲五菱等车厂，后驱动发动机所配的变速器结构先进、合理，在满足同等排量发动机匹配所需的同时，市场反映效果也较好。
汽车变速器发展经历了100多年，从最初采用侧链传动到手动变速器，到现在的液力自动变速器和电控机械式自动变速器，再向无级自动变速器方向发展。变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。手动变速器(MT)主要采用齿轮传动的降低原理，变速器内有多组传动比不同的齿轮副，汽车行驶时的换挡就是通过操纵机构使变速器内不同的齿轮副工作。
我国汽车工业采用CAD技术，从无到有，至今已有十多年的历史。与其他机械产品相比，汽车行业在计算机应用的投入比较多。各汽车厂纷纷引进软硬件并逐步建立了计算机辅助系统。AutoCAD在用户的心目中也变成了二维设计软件的缩影。
1.3 变速器的设计思想
根据发动机匹配的微型车的基本参数，及发动机的基本参数，设计能够匹配各项的新型后驱动变速器。
新型后驱动变速器应满足：
（1）发动机排量1.3升；
（2）五个前进挡，一个倒档；
（3）输入、输出轴保证两点支承；
（4）采用同步器，保证可靠平稳换挡；
（5）齿轮、轴及轴承满足使用要求。
1.4 研究的主要工作内容
中间轴式变速器主要用于后轮驱动变速器，所以，根据实际汽车发动机匹配所需，本文计划对适用于后驱动发动机固定中间轴式变速器作为总的布置方案。
1.确定合适的布置结构
变速器中各档齿轮按照档位先后顺序在轴上排列；各档的换挡方式；齿轮与轴的配套方案；轴承支承位置等结构。
2.进行主要参数的选择
确定变速器的档位数；各档传动比；中心距；轴向长度等。
3.进行主要零部件及其他结构的设计
齿轮参数；各档齿轮齿数分配；轮齿强度计算；轴的设计及校核；轴承的设计及
校核；同步器主要参数的选取；操纵机构的设计等。
4.绘制图纸
根据设计方案，通过CAD完成装配图及零件图的绘制。
第2章变速器设计的总体方案
变速器是汽车传动系的重要组成部分，是连接发动机和整车之间的一个动力总成，起到将发动机的动力通过转换传到整车，以满足整车在不同工况的需求。所以整车和发动机的主要参数对变速器的总体方案均产生较大影响。
2.1 设计依据
随着消费者对汽车安全性、舒适性、经济性和动力性需求的提高，微型汽车的技术含量不断提高。长安汽车在微型车领域具有里程意义，长安之星是适应微车市场发展的新需求而诞生的产品。为其设计新型后驱动变速器以使变速器结构更加紧凑、合理、承载能力强。
选择车型为长安之星SC6371进行设计，基本性能参数如表2.1。
表2.1 基本性能参数
故车轮滚动半径近似等于轮胎半径，为r=330.2/2+115.5=280.6mm。
2.2 变速器传动机构布置方案
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。如图2.1所示。
图2.1 传动方案图
变速器采用三轴式刚性支承，能提高轴的刚度。第一轴后端经轴承支承在第二轴前端的孔内，第二轴前端与常啮合主动齿轮做成一体，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挡。使用直接挡，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，此时变速器的传动效率高，可高达90%以上，噪声低，齿轮和轴承的磨损减少。挡位高的齿轮采用常啮合齿轮传动，挡位低的齿轮不采用常啮合齿轮传动，各挡位采用同步器换挡[3]。
2.3 变速器基本参数的确定
2.3.1 挡数的确定
挡数的设置与整车的动力性和经济性有关。就动力性而言，增加变速器的挡数，能够增加发动机发挥最大功率附近高功率的机会，提高了整车的加速与爬坡能力。就燃油经济性而言，挡数多，增加了发动机在低油耗区工作的可能性，降低油耗。所以挡数设置为五档。 2.3.2 传动比的确定
1.确定主减速器传动比 根据
max 50
0.377
p n r
Ua i i （2.1） 式中：max Ua ——最高车速，135km/h ；
p n ——发动机最大功率下的转速，6000r/min ； r ——车轮半径，0.281m ；
5i ——变速器最高挡传动比，1.0； 0i ——变速器主减速比。
由公式（2.1）得：0max 5
0.377p n r
i Ua i =
=4.708。
2.确定变速器一挡传动比1i
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。故有：
max 10max max
max
(cos sin )e T
r
T i i mg f mg r ηααψ
≥+=，则由
最大爬坡度要求的变速器一挡传动比为[1]： m a x 1m a x 0r T
m g r
i T e i ψη≥
（2.2）
式中：m ——汽车总质量，1580kg ；
g ——重力加速度，9.8N kg ；
max
ψ
——道路最大阻力系数，由于一般沥青或混凝土路面滚动阻力系数
f=0.018~0.020，故取f=0.019；最大爬坡度max tan 0.32i α==，故坡角max α=017.74，所以max
ψ
为0.323；
r r ——驱动车轮滚动半径，0.281mm ；
max Te ——发动机最大转矩，102N·m ； 0i ——主减速比，4.708；
T η——汽车传动系的传动效率，轿车可取0.9~0.92，故选T η为0.9。 由公式（2.2）得：1 3.252i ≥； 根据驱动车轮与路面的附着条件max 102T
r
Te i i G r η?≤，求得变速器一挡传动比为[1]： 21m a x 0r
T
G r i Te i ?η≤
（2.3）
式中：2G ——汽车满载静止于水平路面时，驱动桥给地面的载荷，对于发动机前置后轮驱动的乘用车，满载时后轴占50%~55%，故取2G =55%mg ；
?——道路的附着系数，计算时取?=0.5~0.6，故选?为0.6；
r r ，max Te ，0i ，T η——见式（2.2）下说明。 由公式（2.3）得：1 3.322i ≤；最终取1 3.320i =。 3.确定其他挡传动比
由于汽车传动系各挡的传动比大体上是按等比级数分配的，且5i =1，q 为各挡公
比，则2344321,,,i q i q i q i q ====，故4321.35, 1.35, 1.82, 2.46q i i i ====。 2.3.3 变速器中心距的确定
对于中间轴式变速器，是将中间轴与第二轴轴线之间的距离称为变速器中心距A ，初选中心距时，可根据下述经验公式计算[3]：
A K = （2.4）
式中：A K ——中心距系数，乘用车：A K =8.9~9.3，取A K =9.3；
max Te ——发动机最大转矩，102 N·m ； 1i ——变速器一挡传动比，3.32；
g η——变速器传动效率，取96%。 由公式（2.4）得：A=63.95mm ；
乘用车变速器的中心距在60~80mm 范围内变化，圆整后得变速器中心距A=70mm 。
2.3.4 变速器轴向尺寸的确定
变速器的轴向尺寸与挡位数、齿轮型式、换挡机构的结构型式等都有直接关系，设计初可根据中心距A 的尺寸参照下式初选。
乘用车变速器壳体的轴向尺寸为（3.0~3.4）A ，取3.2A=224mm 。
2.4 本章小结
本章主要通过分析整车和发动机、底盘参数，对新型后驱动变速器的总体方案进行确定。其中包括：变速器传动方案的布置，中心距的确定，挡位的设置，各挡传动比的确定及轴向尺寸的确定等。通过确定变速器的基本参数，便于其他零部件的设计选用，为下一步的设计计算奠定基础。
第3章主要零部件的设计及计算
3.1 齿轮的设计及校核
3.1.1 齿轮参数确定及各挡齿轮齿数分配
1.模数m
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。对于乘用车为了减少噪声应合理减小模数，乘用车和总质量在
1.8~14.0t的货车为
2.0~
3.5mm，取m=2.5mm。
2.压力角α
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.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。螺旋角应选择适宜，太小时发挥不出斜齿轮的优越性，太大又会使轴向力过大。轿车变速器齿轮应采用较大螺旋角以提高运转平稳性，降低噪声。
乘用车中间轴式变速器为22~34，选26
β=。
4.齿宽b
齿宽的选择既要考虑变速器的质量小，轴向尺寸紧凑，又要保证轮齿的强度及工作平稳性的要求，通常是根据齿轮模数来确定齿宽b。c
b K m
=，其中c K为齿宽系数。变速器中一般倒挡采用直齿圆柱齿轮c K=4.5~8.0；常啮合及其他挡位用斜齿圆柱齿轮c
K=6.0~8.5。
5.齿顶高系数
齿顶高系数对重合度、轮齿强度、工作噪声、轮齿相对滑动速度、轮齿根切和齿
顶厚度等有影响。一般齿轮的齿顶高系数
01.0
f=，为一般汽车变速器齿轮所采用。
6.各挡齿轮齿数的分配
分配齿数时应注意的是，各挡齿轮的齿数比应该尽可能不是整数，以使齿面磨损均匀。
（1）确定一挡齿轮的齿数
由于一挡采用斜齿轮传动，所以齿数和
2cos
h
n
A
Z
m
β
==50，修正后得26.77
β=。
齿轮的变位是齿轮设计中一个非常重要的环节，采用变位齿轮，除为了避免齿轮产生根切和凑配中心距以外，它还影响齿轮的强度，使用平稳性、耐磨损、抗胶合能力及
齿轮的啮合噪声[6]。
凑配中心距910'()702cos n
Z Z m A mm A β+=
≈=；
斜齿端面模数 2.80cos n
t m m mm β
==； 啮合角'910cos ()cos 0.93972t
m Z Z A
αα=
+=，得'20αα==； 故总变位系数0x ε=，即为高度变位。 根据齿数比9
10
1.94Z u Z =
=查得：1090.22,0.22x x ==-故。两齿轮分度圆仍相切，节圆与分度圆重合，全齿高不变。一挡齿轮参数如表3.1。
表3.1 一挡齿轮基本参数
因为计算齿轮和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 重新计算中心距A 作为各挡齿轮齿数分配的依据。702cos h n
Z m A mm β
=
=。
（3）确定常啮合传动齿轮副的齿数 由一挡传动比29
1110
Z Z i Z Z =
求出常啮合传动齿轮的齿数比：
210
119
Z Z i Z Z = （3.1） 而常啮合传动齿轮的中心距与一挡齿轮的中心距相等，即：
12()
2cos m Z Z A β
+=
（3.2）
由公式（3.1）（3.2）得：1219,32Z Z ==。 核算29
1110
Z Z i Z Z =
=3.27，与前1 3.32i =相差较小，故由（3.2）式得：齿轮1、2精确的螺旋角224.40β=。
凑配中心距12'()702cos n
Z Z m A mm A β
+=
≈=；
斜齿端面模数 2.75cos n
t m m mm β
==； 啮合角'12cos ()cos 0.94192t
m Z Z A
αα=+=，故'19.7α=，角度变位。 根据齿数比2
1
1.68Z u Z ==，查得120.02,0.210.23x x x ε=-==-故。常啮合齿轮参数如表3.2。
表3.2 常啮合齿轮基本参数
二挡齿轮是斜齿轮，螺旋角8β与常啮合齿轮2β不同，由72
281
Z Z i Z Z =得：
71
282
Z Z i Z Z = （3.3）
而788
()
2cos m Z Z A β+=
（3.4）
此外，从抵消或减少中间轴上的轴向力出发，还必须满足下列关系式：
27
2128
8tan (1)tan Z Z Z Z Z ββ=++ （3.5）
联解上述三个方程式，采用试凑法，选定螺旋角822β=，解式（3.3）（3.4）求出
7831,21Z Z ==。
再把788Z Z β、及代入式（3.5），检查近似满足轴向力平衡关系。 凑配中心距78'8
()70.1052cos n
Z Z m A mm A β+=
=>；
斜齿端面模数8
2.70cos n
t m m mm β==； 啮合角'78'cos ()cos 0.939572t
m Z Z A
αα=+=，故'20.02α=，正角度变位。 根据齿数比7
8
1.48Z u Z ==，查得870.002,0.120.118x x x ε===-故。二挡齿轮参数如表3.3。
表3.3 二挡齿轮基本参数
同理：三挡齿轮566272522Z Z β===，，，近似满足轴向力平衡关系。
凑配中心距56'6
()70.1052cos n
Z Z m A mm A β+=
=>；
斜齿端面模数6
2.70cos n
t m m mm β==； 啮合角'56'
cos ()cos 0.939572t m Z Z A αα=+=，故'
20.02α=，正角度变位。 根据齿数比5
6
1.08Z u Z ==，查得650.002,0.060.058x x x ε===-故。三挡齿轮参数如表3.4。
表3.4 三挡齿轮基本参数
同理：四挡齿轮344222825.8Z Z β===，，，近似满足轴向力平衡关系。 凑配中心距34'4
()69.422cos n
Z Z m A mm A β+=
=<；
斜齿端面模数4
2.78cos n
t m m mm β==； 啮合角'34'cos ()cos 0.94082t
m Z Z A
αα=+=，故'19.81α=，负角度变位。 根据齿数比4
3
1.27Z u Z ==，查得430.018,0.12,0.138x x x ε=-==-故。四挡齿轮参数如表3.5。
表3.5 四挡齿轮基本参数
（5）确定倒挡齿轮齿数
倒挡齿轮选用的模数往往与一挡相近。倒挡齿轮13Z 的齿数，一般在21~23之间，初选1323Z =，计算出输入轴与倒挡轴的中心距'A 。
设'1212131
21,()552
Z A m Z Z mm ==
+=则。 为保证倒挡齿轮的啮合和不产生运动干涉，齿轮11和12的齿顶圆之间应保持有0.5mm 以上的间隙，故取1134Z =，满足输入轴与中间轴的距离。假设当齿轮11和12啮合时，中心距''11121
()68.752
A m Z Z A =+=<，且''0.5A A mm ->。故倒挡轴与中间轴的中心距11131
()71.252
A m Z Z mm =
+=总，圆整后得70A mm =总。 根据中心距'A 求啮合角'α：
'1213'cos ()cos 0.93972m
Z Z A
αα=
+=，故'20αα==，高度变位。 根据齿数比13
12
1.10Z u Z =
=，查得12130,0.05,0.05x x x ε===-故。 112
121
2.73Z Z i Z Z =
=倒。倒挡齿轮参数如表3.6。
表3.6 倒挡齿轮基本参数
3.1.2 轮齿强度计算
变速器齿轮的损坏形式主要有：轮齿折断、齿面疲劳剥落（点蚀）、移动换挡齿轮端部破坏以及齿面胶合。
轮齿折断发生在下述几种情况下：轮齿受到足够大的冲击载荷作用，造成轮齿弯曲折断；轮齿在重复载荷作用下，齿根产生疲劳裂纹，裂纹扩展深度逐渐加大，然后出现弯曲折断。前者在变速器中出现的极少，而后者出现的多些[3]。变速器抵挡小齿轮由于载荷大而齿数少，齿根较弱，其主要破坏形式就是这种弯曲疲劳断裂。
齿面点蚀是常用的高挡齿轮齿面接触疲劳的破坏形式。点蚀使齿形误差加大而产生动载荷，甚至可能引起轮齿折断。通常是靠近节圆根部齿面点蚀较靠近节圆顶部齿面处的点蚀严重；主动小齿轮较被动大齿轮严重。
1.轮齿弯曲强度计算 （1）直齿轮弯曲应力ωσ
3
2g f
c T K K m ZK y
σωσπ=
（3.6）
式中：g T ——计算载荷（N·mm ）；
K σ——应力集中系数，可近似取K σ=1.65；
f K ——摩擦力影响系数，主、从动齿轮在啮合点上的摩擦力方向不同，对弯曲
应力的影响也不同：主动齿轮f K =1.1，从动齿轮f K =0.9；
c K ——齿宽系数； y ——齿形系数。
倒挡主动轮12，查手册得y=0.133，代入（3.6）得450.33800Mpa Mpa ωσ=<； 倒挡传动齿轮13，查手册得y=0.128，代入（3.6）得349.56400Mpa Mpa ωσ=<； 倒挡从动轮11，查手册得y=0.144，代入（3.6）得210.19800Mpa Mpa ωσ=<； 当计算载荷取作用到变速器第一轴上的最大转矩max Te 时，倒挡直齿轮许用弯曲应力在400~800Mpa ，承受双向交变载荷作用的倒挡齿轮的许用应力应取下限。
故ωσ<[ωσ]，弯曲强度足够。 （2）斜齿轮弯曲应力ωσ
3
2c o s g n c T K Zm yK K σ
ωε
βσπ= （3.7）
式中：g T ——计算载荷（N·mm ）；
β——斜齿轮螺旋角（）；
K σ——应力集中系数，可近似取K σ=1.50； Z ——齿数；
n m ——法向模数（mm ）
； y ——齿形系数，可按当量齿数在图中查得；
c K ——齿宽系数；
K ε——重合度影响系数，K ε=2.0。
一挡齿轮10，查图得y=0.152，代入（3.7）得ωσ=153.93Mpa ； 一挡齿轮9，查图得y=0.139，代入（3.7）得ωσ=86.71Mpa ； 二挡齿轮8，查图得y=0.145，代入（3.7）得ωσ=158.26Mpa ； 二挡齿轮7，查图得y=0.141，代入（3.7）得ωσ=110.25Mpa ； 三挡齿轮6，查图得y=0.146，代入（3.7）得ωσ=132.03Mpa ； 三挡齿轮5，查图得y=0.141，代入（3.7）得ωσ=126.58Mpa ；
四挡齿轮4，查图得y=0.155，代入（3.7）得ωσ=107.82Mpa ； 四挡齿轮3，查图得y=0.131，代入（3.7）得ωσ=162.37Mpa ； 常啮合齿轮1，查图得y=0.151，代入（3.7）得ωσ=141.41Mpa ； 常啮合齿轮2，查图得y=0.137，代入（3.7）得ωσ=92.54Mpa ；
当计算载荷g T 取作用到变速器第一轴上的最大转矩max Te 时，对乘用车常啮合齿轮和高挡齿轮，许用应力在180~350Mpa 范围，所有斜齿轮满足ωσ<[ωσ]，故弯曲强度 足够。
2.轮齿接触应力计算
j σ= （3.8）
式中：j σ——轮齿的接触应力（Mpa ）；
F ——齿面上的法向力（N ）， 1
cos cos F F αβ
=
；
1F ——圆周力（N ），12g T F d
=
；
g T ——计算载荷（N·mm ）； d ——节圆直径（mm ）；
α——节点处压力角（）； β——齿轮螺旋角（）；
E ——齿轮材料的弹性模量，合金钢取E=52.0610Mpa ?； b ——齿轮接触的实际宽度（mm ）；
z ρ、b ρ——主、从动齿轮节点处的曲率半径（mm ），直齿轮
sin ,sin z z b b r r ραρα==，斜齿轮22sin sin ,cos cos b z z b
r r αα
ρρββ
=
=；z r 、b r 为主、从动齿轮的节圆半径（mm ）。
将上述有关参数代入式（3.8），并将作用在变速器第一轴上的载荷max Te /2作为计算载荷时，得出：
一挡接触应力808.991900j Mpa Mpa σ=<； 二挡接触应力801.211300j Mpa Mpa σ=<； 三挡接触应力721.151300j Mpa Mpa σ=<； 四挡接触应力744.271300j Mpa Mpa σ=<；
摘要 设计内容：机械平面三轴式变速箱的设计。 汽车实际行驶中的安全性、经济性、实用性都是由整体设计来决定的；实际中发动机传到车轮上的转矩和转速必须改变以适应起步、爬坡、转弯、加速、倒行等各种工况，变速器就是为了满足这些要求而设计的。 我的设计从实际出发利用所学知识对变速器进行设计，具体内容为：第一章主要介绍变速器的功用和基本要求；第二章主要介绍了汽车变速箱主要参数选择，各部件的选择以及整体布置；第三章为齿轮的设计，第四章为轴的设计。第三、四章是本次设计的重点，这两章从齿轮的设计与计算，轴的设计与计算以及零件的定位润滑出发对变速器详细设计。 经过我的计算和验算，我所设计齿轮、轴、轴承及操纵机构等均达到任务书要求。 关键词：变速器齿轮轴经济性
Abstract Our design includes: Three-axis gearbox mechanical planarization The actual moving vehicle safety, economy, practicality is determined by the overall design; practice spread to the wheels on the engine torque and speed must be changed to meet the start, climb, turn, speed up, but line and other working conditions of transmission in order to satisfy these requirements is designed. I design from the reality of learning to use the design of the transmission, the specific contents as follows: The first chapter introduces the functions of transmission and basic requirements; the second chapter introduces the main parameters of the vehicle choice, the choice of the components and the overall layout; article three chapters to the design of gear, the fourth chapter of the design axis, the third, four chapters is the focus of this design, these two chapters from the design and calculation of gear, shaft design and calculation, as well as the positioning of parts of the transmission lubrication point detailed design. After checking my calculations and I designed gears, shafts, bearings and control agencies to meet all requirements of the task book. Keyword: Transmission gear axle economy
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。
哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计 摘要 双离合器自动变速器由电控机械式自动变速器发展而来，它综合了液力机械自动变速器（AT）和电控机械自动变速器（AMT）的优点，能够实现动力换挡、减少了换档时间、提高了换档品质、极大地提高了汽车的舒适性和操纵性。 本设计以双离合器式自动变速器的结构和工作原理为基础，针对干式双离合器自动变速器的设计方法，分析了各种不同变速器的布置方案并选定了本变速器的最终布置方案。对变速器中的主要零件包括齿轮形式、换挡结构形式作了阐述并进行了选择并对变速器的传动比的范围、中心距做初步的选择和设计。对变速器中的齿轮的模数、压力角、螺旋角、进行了选择并计算出齿轮其他的相关参数和对齿轮的校核。对轴的结构尺寸进行设计和轴承的选用并对其进行了校核。 关键词：双离合器；自动变速器；传动比；齿轮；轴 ABSTRACT DCT duo to Mechanical Transmission.Itinherits the advantages of Automatic Transmission(AT) and Automated Mechanical Transmission (AMT).It has the ability of power shifing that can reduce shift time andimprove shift quality.And the comfort and maneuverability of vehicle will be greatly improved. In this thesis,the study of dry type Dual Clutch Transmission is based on the Structural characteristics and working principle of DCT. For dry-type dual-clutch automatic transmission design, analyzed the layout of the various transmission options and selected the final layout of the transmission scheme. The major part of gear, including gear form, elaborated shift structure and make the choice and range I
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
摘要 变速器是汽车传动系的重要组成部分，其发展无疑代表着汽车工业的发展，它的设计也是汽车设计的一个重要部分。本设计的任务是设计一台用于微型车上的三轴式刚性支承结构变速器，以使变速器结构更加紧凑、合理，承载能力大，满足匹配微车发动机之所需。 本设计从后驱动变速器的总体方案开始，对传动系统的方案进行分析，档位的布置形式进行研究分析，变速器基本参数的选择，零部件结构方案的分析确定，同步器、操纵机构及箱体的设计选用。根据所配车型，结合上述参数，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。最终，用AutoCAD软件完成变速器装配图和零件图的绘制。 设计三轴式刚性支承结构变速器，以进一步提升后驱动变速器的性能，增加后驱动微型车市场，满足不同层次的需求。 关键词：三轴式刚性支承；后驱动变速器；轴；齿轮；箱体；设计
ABSTRACT Transmission is an important of automobile transmission system.Undoubtedly,it represents the development of the automobile industry,its design is also an important part of automotive design.The design mission is a three-axis rigid support transmission designing for micro car.The purpose is to enable the transmission has more compact and reasonable structure,carry capacity of large,meet the needs of mini-car engines. In this paper,from the beginning of the overall program of rear-wheel drive transmission,analyse the program of transmission system.Choose basic parameters of the transmission,determine the structure of the program components,design the synchronizer,manipulation of body and the box.According to the model selection,combine these parameters and the related knowledge of Auto Design,Automotive Theory,Mechanical design ,calculate related parameters of transmission and prove the rationality of the design.Finally,achieve the assembly drawing and parts chart to use the soft ware of AutoCAD. Design the three-axis rigid support transmission to upgrade the performance of rear-wheel drive transmission,increase the market of rear-wheel drive mini-cars,in order to satisfy the needs of different levels. Key words: Three-axis Rigid Support; Rear-wheel Drive Transmission; Axle; Gear-wheel; Box; Design
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 =65.5KW 转矩：max e T =206.5Nm 总质量：m a =4123Kg 转矩转速：n T =2200r/min 车轮：R16（选6.00R16LT ） 1.1设计的初始数据 表1.1已知基本数据 车轮：R16（选6.00R16LT ） 查GB/T2977-2008 r=337mm 1.2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 （1.1） 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 ==?=； 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%???=?? （1.2） 驱动轮与路面的附着条件： ≤r T g r i i T η01emax φ2G （1.3） 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 （1.4） 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 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： 2g i =3 3.7q =；23 2.4g i q ==；4 1.55g i q ==
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
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
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
新乡职业技术学院 毕业设计（论文）题目朗逸变速器装配工艺 系别汽车技术系 学生姓名崔远 学号110131100208 专业名称汽车制造与装配技术 指导教师靳长松 2013年12 月25 日
目录 摘要 (2) 一、变速器的研究及发展方向 (3) （一）、国外变速器的研究及发展方向 (3) （二）、国内变速器的研究及发展方向 (3) 二、变速器的概述 (5) （一）、变速器的功用 (5) （二）、变速器的类型 (5) （三）、变速器的工作原理 (6) （四）、两轴式变速器 (6) （五）、三轴式变速器 (7) 三、2011款朗逸轿车变速器的结构及特性 (8) （一）、2011款朗逸轿车变速器的结构 (8) （二）、2011款朗逸轿车变速器的特性 (9) 四、变速器的装配工艺、主要工艺参数及装配方案 (10) （一）、变速器的装配工艺 (10) （二）、主要工艺参数的分析 (11) （三）、装配方案的确定 (15) 五、变速器的装配及调试 (17) （一）、输入轴总成的装配 (17) （二）、输出轴总成装配 (18) （三）、变速器盖总成的装配 (19) （四）、变速器本体装配 (20) 结束语 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25)
朗逸变速器装配工艺 崔远 摘要：汽车变速器是用来协调发动机的转速和车轮的实际行驶速度的变速变矩装置用于发挥发动机的最佳性能。本文确定了朗逸五档手动变速器的装配方案。在阐述了变速器的功用、原理的基础上，根据任务书的论证，选择二轴式的分组装配方案，在变速器主要参数的选择在符合标准的同时又保证了精度。本装配主导思想即在于以提高汽车的动力性和经济性指标，具备较高的传动效率，操纵轻便，工作可靠，噪声小为目的的手动变速器。 关键词：手动变速器装配工作可靠 变速器是用来改变改变发动机传到驱动轮上的转矩和转速的，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。变速器设有空挡，，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。本篇论文重点讨论朗逸手动变速器的装配工艺。 手动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， 故在不同形式的汽车上得到广泛的应用。
第一章 基本数据选择 1.1设计初始数据：（方案二） 学号：12； 最高车速：m ax a U =110-12=98km/h ； 发动机功率：m ax e P =66-12/2=60kW ； 转矩：max e T =210-12×3/2=192Nm ； 总质量：m a =4100-12×2=4076kg ； 转矩转速：n T =2100r/min ； 车轮：R16（选205/55R16） ； r ≈R=16×2.54×10/2+0.55×205=315.95mm 。 2.1.1 变速器各挡传动比的确定 1.初选传动比： 设五挡为直接挡，则5g i =1 m ax a U = 0.377 min i i r n g p 式中：m ax a U —最高车速 p n —发动机最大功率转速 r —车轮半径 m in g i —变速器最小传动比 0i —主减速器传动比 max e T =9549× p e n P max α （式中α=1.1～1.3）
所以，p n =9549×192 60 )3.1~1.1(?=3282.47～3879.28r/min 取p n =3500r/min p n / T n =3500/2100=1.67在1.4～2.0范围内，符合要求 0i =0.377×0 max i i r n g p =0.377×981095.31535003 -??=4.25 双曲面主减速器，当0i ≤6时，取η=90%，0i ?6时，η=85%。 轻型商用车1g i 在5.0~8.0范围， g η=96%， T η=η×g η=90%×96%=86.4% ①最大传动比1g i 的选择： 满足最大爬坡度： 根据汽车行驶方程式 dt du m Gi u A C Gf r i i T a D T g δη+++ =20emax 15.21 （1.1） 汽车以一挡在无风、干砂路面行驶，公式简化为 ααηsin cos 0emax G Gf r i i T T g += （1.2） 即，()T tq g i T f Gr i ηαα01sin cos +≥ 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 ==4076×9.8=39944.8N ； max e T —发动机最大转矩，max e T =192N .m ；
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)